JP2004504546A - ツイン・スクリュー・ロータおよびこれを含む押し退け機 - Google Patents

Abstract

圧縮性の媒体のための押し退け機における軸平行装置のためのツイン・スクリュー・ロータは、非対称横断輪郭と≧２のラップ数とを有する。ラッピング角（α）に依存してピッチ（Ｌ）が変化し、このピッチは吸い込み側スクリュー端からの第１区分（Ｔ_１ ）においては増大し、１ラップ後に最大値（Ｌ_ｍａｘ ）に達し、第２区分（Ｔ_２ ）においては最小値（Ｌ_ｍｉｎ ） まで減少し、第３区分（Ｔ_３ ）においては一定である。該第１区分（Ｔ_１ ）におけるピッチ進行は該第２区分（Ｔ_２ ）におけるそれに対して好ましく鏡面対称的であり、該区分Ｔ_１ 〜Ｔ_２ 内では、それは殆ど全ての場合に平均値に関して点対称的である。圧縮度が１．０…１０．０で輪郭変化のない、不均衡が完全にない小型のスクリュー・ロータがこれにより達成可能である。この様なロータは、エネルギー必要量、温度、建造サイズ、コストを減少させ、また化学、薬学、包装、および半導体技術における用途で作業材料を自由に選択するための最良の必要条件を与える。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重心位置が偏心していてラップの数が≧２の非対称横断輪郭を有すると共にラッピング角度（α）に応じて変化するピッチを有する、圧縮性の媒体のための押し退け機における軸平行装置のためのツイン・スクリュー・ロータに関し、ピッチは、吸い込み側スクリュー端から第１の区分では増大し、１ラップ後にα＝０で最大値に達し、第２区分において最小値まで減少し、そして第３区分では一定である。
【０００２】
【従来の技術】
刊行物ＳＥ８５３３１、ＤＥ２４３４７８２、ＤＥ２４３４７８４からスクリュー部材のピッチが一定でない或いは横断輪郭が変化する内軸スクリュー・タイプ機械が知られている。部分的に単ねじの内側ロータは、釣り合い重りの助けで釣り合いがとられる。そのために必要な構造費用は高く、組立には時間がかかる。外軸機械と比べて別の、一般的な欠点は吸い込み側のシーリングであり、これを無くすことはできない。
【０００３】
さらに、特許文献ＤＥ２９３４０６５、ＤＥ２９４４７１４、ＤＥ３３３２７０７およびＡＵ２６１７９２にはスクリュー類似ロータを有するダブル・シャフト圧縮機が記載されており、この場合、ロータおよび／またはハウジングは軸方向に相前後して配置された厚みおよび／または外形の異なるディスク・セクションから構成され、従って内部圧縮を生じさせる。そのステップ状構造のために欠陥のある室と渦巻きゾーンが生じる結果として、スクリュー・ロータと比べて効率が低い。さらに、運転時、加熱中に形状保持に関して問題が生じると予期される。
【０００４】
反対方向に回転する、スクリュー・ロータの外側係合のあるスクリュー・タイプ圧縮機が幾つかの刊行物で説明されている。
【０００５】
ＤＥ５９４６９１は、可変のピッチおよびねじ山深さおよび直径変化を有する反対方向に動く２つの外側噛み合いロータを伴うスクリュー・タイプ圧縮機を開示している。輪郭は軸断面が台形の単ねじ山として示されている。しかし、釣り合いに関する指摘は欠けている。
【０００６】
ＤＥ６０９４０５は、空気冷却機における圧縮機および減圧機の運転のための可変のピッチおよびねじ山深さを有するスクリュー部材の対を開示している。特別の横断輪郭は指摘されていなくて、光学的インプレッションは単ねじ山台形軸断面を提案している。釣り合いについての指摘はないけれども、運転は大回転速度で行われるように支援される。
【０００７】
ＤＥ８７　６８５は、ピッチが増大するスクリュー・ロータを開示している。それらは、気体または蒸気を膨張させるための機械に設置されるように意図されている。それらは単ねじ山または多ねじ山スクリュー部材として設計されていて、釣り合いについての指摘はない。
【０００８】
ＤＥ４　４４５　９５８は“１軸方向端部から、それから遠い第２軸方向端部へと連続的に小さくなる…”、反対に回転する外側噛み合いスクリュー・エレメントを有するスクリュー・タイプ圧縮器を開示している。それらは、真空ポンプ、モータまたはガスタービンに用いられる。輪郭は長方形輪郭として示されており、代わりに台形ねじを有する実施態様が提案されている。この場合も、釣り合いについての指摘はない。
【０００９】
ＥＰ０　６９７　５２３は、多ねじ山外側噛み合い輪郭とピッチの連続的変化とを伴うスクリュー・ロータを有する圧縮器タイプを開示している。点対称輪郭（Ｓ．Ｒ．Ｍ．輪郭）は静的および動的釣り合いを直接達成する。
【００１０】
ＥＰ１　０７０　８４８には“より良く釣り合いがとれるように”２ねじ山デザインで可変ピッチを有するスクリュー形輪郭ボディーが示されている。欠けているのは、特別の輪郭ジオメトリーであり、図面は軸方向断面での対称的長方形輪郭を示している。
【００１１】
上記現状技術の前から知られている文献の幾つかでは、外径が変化し、そのことが製造および組立についての問題につながっている。前述した刊行物において提案されている全ての解決策に共通するのは、不都合な輪郭の使用による大きな漏れ損である。その様な輪郭では良く密封されたワーキング・セルの軸方向系列は不可能である。低いまたは中間の回転速度では良好な内部圧縮は不可能である（ブロー・ホールは真空の喪失および効率に関する損失につながる）。
【００１２】
密封の良好な輪郭は印刷刊行物ＧＢ５２７３３９（２ねじ山、非対称）、ＧＢ１１２１０４、ＧＢ６７０３９５、ＥＰ０　７３６　６６７、ＥＰ０　８６６
９１８（単ねじ山）に開示されている。
【００１３】
下記の２つの刊行物では、密封の良好な単ねじ山輪郭が使用される。それらのピッチは変化するけれども、外径は一定に保たれる。ＤＥ１９５３０６６２は外側噛み合いスクリュー・エレメントを有するスクリュー・タイプ吸い上げポンプを開示しており、“ここでスクリュー・エレメントのピッチは配送されるべき気体の圧縮を達成するために、それらの入口端部からそれらの外側端部へと連続的に減少する”。スクリュー・ロータの歯の形状は外転トロコイドおよび／またはアルキメデス曲線を示す。この種のロータの欠点は、達成できる内部圧縮が平凡であることである。
【００１４】
ＷＯ００／２５００４ではツイン・スクリュー・ロータが提案されており、そのピッチ進行は単調ではなくて、初めに増大し、その後に減少し、最後に同じにとどまる。横断輪郭は単ねじ山付きで非対称であって、窪んだフランクを示す。外径は一定であり、輪郭変化が可能である。
【００１５】
２つの前記刊行物のいずれにおいても、釣り合いの問題は触れられていない。
【００１６】
ＷＯ００／４７８９７にはサイクロイド形中空フランクを各々有する等しい非対称横断輪郭を有する多ねじ山ツイン配送スクリュー部材が開示されており、或いはピッチまたはピッチおよび横断輪郭を軸に沿って変化させることができて“輪郭の重心と回転のポイントとの対応は個々の横断輪郭境界曲線のそれぞれのデザインを通して達成される。”（＝釣り合い）。スクリュー内部（歯の領域）には、冷却媒体が通されるようになっているスクリュー形のチャネルが設けられている。
【００１７】
製造上の制限事項は値ｃ／ｄ＜４に限られるねじ山深さ／ねじ山高さ関係であり、これは達成できる圧縮度の制限或いは建造スペースの拡大につながる。この問題はねじ山数が大きくなるに従って重大となってくる。さらにねじ山数が増えるに従って製造費用が増大するので、釣り合いの問題が充分に解決されることができ且つ他の理由（例えばロータ冷却）から多ねじ山ロータが完全に有利というわけではなく或いは不要である限りは、原則として単ねじ山ロータが望ましい。
【００１８】
文献ＪＰ６２２９１４８６、ＷＯ９７／２１９２５、およびＷＯ９８／１１３５１には、ピッチが一定であると仮定される単ねじ山ロータの釣り合いをとる方法が開示されている。修正された手段で、可変ピッチのロータを釣り合わせるために同様の方法を使えるけれども、中空スペースによって釣り合いをとることは鋳造に関する付加的な問題を生じさせ、それは、ピッチ変化の条件として質量分布が非対称であるためにさらに重大となるので、許容され得るジオメトリーには非常に厳しい制限が課される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ピッチが可変で横断輪郭の重心位置が偏心しているスクリュー・ロータの釣り合いをとるための技術的解決策を提案することであり、ここで下記の必要条件が満たされなければならない。

【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、静的および動的釣り合いが全ラッピング角度、画定されたピッチ進行および最小ピッチに対する最大ピッチの比の計算された釣り合いを通してツイン・スクリュー・ロータで達成され、或いは少なくとも８０％達成されてスクリュー端部の領域におけるジオメトリーの変化により補われることで達成される。
【００２１】
鋭いエッジに達するスクリュー螺旋形フランクの有益な短縮が、両側でのラッピング角拡大（μ）およびピッチとの整合と一緒に行われる。スクリュー端面の領域の凹所は、もし極端な条件がそれを必要とするならば、釣り合いをとるための追加の手段として用いられる。
【００２２】
その様なロータは、エネルギー要件、温度、構造サイズおよびコストの低減についての、並びに化学および半導体技術における用途での作業材料の自由選択についての、最善の必要条件を与える。下記の計算は理論的基礎を与え、それは本発明のスクリュー・ロータがその形状に基づいて釣り合い要件を満たすことを示す。
【００２３】
本発明のツイン・スクリュー・ロータの特別の実施態様が従属請求項に記載されている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、例を挙げることにより、本発明を説明する。
【００２５】
始めに、計算に必要な記号が示される。それぞれの単位は括弧内に表示される。“Ｒａｄ”はラジアンを指す。

計算
一般的に適用可能

輪郭定数　⇒　ｇ＜ｗ＞＝一定＝ｇ_０
整数Ｋ＝２，３，５，６，７…で表したラップの数
【００２６】
本発明の意味において釣り合いをもたらすピッチ進行についての最も一般的な場合が図１３に示されている。
１．　吸い込み側端部でのピッチは圧力側端部でのピッチと等しくない。
（Ｌ_１ ・（１−Ａ）≠Ｌ_２ ・（１−Ｂ））。
２．　減少するピッチの領域Ｔ_２ はｊ個のラップにわたって広がる。
ｊ＝１，２，３…
【００２７】
方程式（１）、（２）、（３）、（４）からのＡ，Ｂ，Ｌ_１ およびＬ_２ と釣り合って４個の部分的成分の全てについて値“０”をもたらす関数ｗ’＜α＞を発見することができ、それは、それによって静的および動的釣り合いが達成されることを意味する。
【００２８】
ここでの応用、即ち圧縮性の媒体のための押し退け機に設置されるスクリュー・ロータ、については、ｊ＞１およびスクリュー端での不等ピッチについては何らの利点も見出され得ないので、説明される実施例のさらなる計算のために以下の単純化が試みられている。
Ｔ_２ ＝Ｔ_１ に関してミラー反転される；ミラー軸≡α＝０⇒
１）Ｌ_１ ＝Ｌ_２ ＝Ｌ_０
２）Ｂ＝Ａ
３）ｊ＝１　　　　図５および９を比較せよ。
ｗ’＜−π＞＝ｗ’＜＋π＞＝Ｌ_０ ／２π（ピッチＬ_０ に対応する）の平均値

【００２９】
既知の、関連する方法に従う計算は、この様にして（１）、（２）、（３）、（４）から下記をもたらす。

【００３０】
さらなる計算を単純にするために、関数ｈ＝ｈ＜α＞が挿入されるので、

グラフ表示に関しては図９を見よ。
【００３１】
本発明のスクリュー・ロータの、数学的に表現された対称性特徴は、
Ｉ．基本的対称性：
ｈ＜−α＞＝−ｈ＜α＞　　　　　（ａ_１ ）
ｈ’＜−α＞＝−ｈ’＜α＞　　　（ａ_２ ）
ｈ”＜−α＞＝−ｈ”＜α＞　　　（ａ_３ ）
ｈ＜２π−α＞＝ｈ＜α＞　　　　（ｂ_１ ）
ｈ’＜２π−α＞＝−ｈ’＜α＞　（ｂ_２ ）
ｈ”＜２π−α＞＝ｈ”＜α＞　　（ｂ_３ ）
ｈ_ｍａｘ ＝ｈ＜π＞＝（関数による）　　　ｈ’＜０＞＝Ａ＝ｈ’_ｍａｘ
ｈ_ｍｉｎ ＝ｈ＜−π＞＝−（ｈ _ｍａｘ）　　　ｈ’＜２π＞＝−Ａ＝ｈ’_ｍｉｎ
ＩＩ．　 導出された対称性：
（−α）（ｈ＜−α＞）ｃｏｓ＜−α＞
＝α（ｈ＜α＞）ｃｏｓ＜α＞　（ｅ）⇒α＝０に関して対称的な関数
（ｈ＜−α＞）（ｈ’＜−α＞）ｓｉｎ＜−α＞
＝ｈ＜α＞ｈ’＜α＞ｓｉｎ＜α＞　（ｆ）⇒α＝０に関して対称的な関数
【００３２】
従って（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、（４ａ）から次の様になる。

【００３３】
対称性特徴およびラッピング角の設定だけで無くなることのない唯一の値はＭ_ｖ，ｗ であり、これは１００％釣り合いのために必要である。⇒

【００３４】
上記の対称性特徴および束縛条件が保たれるときには、関数ｈ＝ｈ＜α＞は希望通りに選択されることができる。それが選択された後、Ａは（＊）から一般的に計算されることができる。
【００３５】
図面に示されている実施例に対応して、

変化するラップ数ＫについてＡのいろいろな値が生じ、これと共に圧縮度が変化する。
【００３６】
下記の表は幾つかの数値を示す。

【００３７】
他の関数ｈ＝ｈ＜α＞について、ＡおよびＶ_ｄ についてのいろいろな値が得られる。例えば、関数

は因子Ｄの変化を許し、これにより、対称性特徴および詳細なピッチ進行について接点と最小／最大値とが保たれ、その結果として、ＡまたはＶ_ｄ は可変である（図１５）。
【００３８】
しかし、大きなラップ数Ｋと最小の圧縮度Ｖ_ｄ とを必要とするアプリケーションでは、Ｍ_ｖ，ｗ ／τω^２ ＝０という要件は、ピッチ進行の極度の変化を十分に利用しても、別の追加手段を用いなければ最早達成できない。これにより使用される手段は、鋭いエッジに達するスクリュー螺旋形フランクの前述した短縮補正についても妥当である方法で一般的に公式項で定義されることができる。
手段１：　　両側でのラッピング角拡大μを通しての補足値。
手段２：　　スクリュー端部の２つの軸方向位置において材料を減らす（増やす）ことによる補正；２つの等しい値（Ｑ［ｃｍ^４ ］）；重心の位置ＳＱ_１ 、ＳＱ_２ ＝Ｕ−Ｗ平面に関して角度対称的（±（μ＋η））。 ４つの静的値Ｐ_Ｕ ／τω^２ ，Ｐ_Ｖ ／τω^２ ，Ｍ_Ｖ，Ｗ ／τω^２ ，Ｍ_Ｕ，Ｗ ／τω^２について一般的に妥当。
因子・｛［基本値］＋［補足値］−［補正値］｝＝０
成分について詳細に⇒

【００３９】
α＝−π、α＝＋πでのピッチ進行の対称性から（方程式（ｂ_１ ）、（ｂ_２ ）、（ｂ_３ ））⇒（１ｂ）、方程式（１ｃ）および（４ｃ）は同一となる。２つの方程式（１ｃ）および（３ｃ）（方程式（２ｃ）は取るに足りない）の連立方程式から、変数の分離後に下記を得る。
Ｑ_ｓｅｔ ＝Ｑ＜Ｋ、Ａ、μ＞　および　η_ｓｅｔ ＝η＜Ｋ、Ａ、μ＞
ここでμは依然として自由に変化可能である。
【００４０】
何処でも望み通りに材料を除去したり付けたりできるわけではないので、特に鋭いエッジに達するスクリュー螺旋フランクの短縮補正の場合に依存関係Ｑ＝Ｑ＜η＞⇔η＝η＜Ｑ＞が生じ、値η、μ、Ｑが決定される。虚数解は、後に値Ａを訂正することを必要とする。
【００４１】
短いスクリュー部材（Ｋ＝２）については、方程式（４ｃ）は全てのη、μ、Ｑについて満たされる。従って、この場合には（４ｃ）≡（１ｃ）を達成する必要はない。さらに、このことから、（１ｂ）は可能であるけれども、それは強制的に必要とされるわけではない、即ち、方程式（ｂ_１ ）、（ｂ_２ ）、（ｂ_３ ）（＝α＝−π；α＝＋πで対称）はＫ＝２について強制的ではない、ということになる（図１４）。
【００４２】
横断輪郭が一定でない場合、計算にもっと時間がかかる。凹面フランク・ベースにおける幾何基準螺旋は重心螺旋と最早一致せず、これは結局全ての公式にわたって重要である。
【００４３】
図１は、ツイン・スクリュー・ロータ１および１’の第１実施例の図であり、軸２および２’は画面内にある。２つのロータ１および１’は円筒形デザインであって、ねじ山螺旋３および３’を有し、これらは、生成された表面６および６’により限定される一定の外径を画定する。該ツイン・ロータは、ねじ山螺旋が互いに噛み合うように係合するように平行に配置されている。該ロータの生成された表面６または６’は、回転中に平行軸を有する２つの重なり合う円筒面を描き、ハウジング９（図２に示されている）に隣接して運動する。ハウジング９の中でコア円筒面５，５’、フランク４，４’およびハウジング壁１０の間に一連の室が画定され、それはロータが反対方向に回転する間に１つの軸方向端部から他方へ移動し、これにより室の体積は回転角とピッチ進行とに依存して変化する。吸い込みフェーズでは、該体積は最大値まで増大し、次に圧縮フェーズでは該体積は減少し、そして最後に、排出フェーズ中に室が開くと該体積はゼロまで減少する。ロータの端面は吸い込み側では７および７’により指示され、排出側では８および８’により指示されている。
【００４４】
図２は、排出側におけるツイン・ロータの端面の眺めである（図１で上からの眺め）。該図は２つの係合する軸平行ロータの投影図を示している。参照数字２および２’はロータ１および１’の平行回転軸を指示する。フランクは参照数字４および４’により指示されており、８および８’は隣り合う前面を指示し、これらは縦方向においてロータの限界を画定する。５および５’により指示されているのはロータのコア円筒面であり、これらは一定の直径を有する。押し退け機において、該ロータは内壁１０を有するハウジング９内に設置される。前記機械の無接触運転については、２つのロータの間および該ロータと該内壁との間のギャップは各々約１／１０ｍｍである。平面Ａ−Ａは交差平面であり、これは図３に従うロータの縦断面を画定する。
【００４５】
図３は、図２の平面Ａ−Ａに沿うロータの前述した縦断面である。参照数字は図１および２のそれと対応する。しかし、回転軸はここではＷにより指示されているのに対して、図１および２ではそれは２および２’により指示されている。ＷおよびＵは、計算に使われる座標系Ｕ，Ｖ，Ｗの一部である。該座標系のゼロ点は、軸Ｗ上の、ピッチが最大値を有する場所（該線図ｗ＜α＞における反転点）に位置する。ねじ山深さｃは一定であるけれども、該螺旋のピッチに依存するねじ山高さｄは可変である。
【００４６】
図４は、図１において右に位置するロータに対応する、前から見た右側スクリュー・ロータと、付随する横断輪郭重心軌跡曲線の展開とを示し、それは軸方向位置（ｗ）のラッピング角（α）への依存を示す。螺旋のピッチに関わらず、スクリュー・ロータの輪郭は一定であるので、ロータの全長にわたって横断面はＵ軸に関しての角度位置αに関してのみ互いに異なる。さらに、横断面の重心は軸位置Ｗと同一ではなくて、一定間隔ｒ_０ を置いて位置する。従って、ロータのラップのそれに対応するピッチを有する螺旋形ライン（図６を参照）は横断面の全ての重心の共通位置により描かれる。その展開を伴う図から、第１ラップ中に螺旋のピッチは位置−２πから位置０の反転点まで、連続的に増大し、その後ピッチは位置２πまで第２ラップの終わりまで連続的に減少し、最後に位置６πまで一定にとどまるということが分かる。
【００４７】
図５は、ラッピング角（α）に依存する軸位置（ｗ’）の変化を例証する曲線を示しており、それはＬ_ｄｙｎ ＝２π・ｗ’に従ってダイナミック・ピッチに比例して延びている。ここで見えるのは、α＝０に関しての該曲線の鏡面対称性と、該曲線のα＝０におけるラインのそれぞれ左側および右側の区分の−２πから＋２πの範囲におけるα＝−πに関する点Ｓ_１ の対称性およびα＝＋πに関するＳ_２ の対称性とである。これらの特徴はロータの釣り合い誤差を克服するために必須であって、本発明の要旨を表す。
【００４８】
図６は、図４の展開に対応する透視図におけるラップ数Ｋ＝４の本発明に従う右側スクリュー・ロータの螺旋形横断輪郭重心軌跡曲線を示す。示されている記号は、計算について前に与えられた定義と対応する。ラッピング角拡大μと釣り合い容積ｇ_Ｑ の相対位置角ηとが上および下に追加的に描かれている。
【００４９】
図７は、幾何基準螺旋の角度（α_０ ）および回転角（θ）に依存する閉じた室の断面値（表面Ｆ）を示す図である。
【００５０】
図８は、回転角（θ）に依存する閉じた室における圧縮（初期容積の％）の進行を示す図である。
【００５１】
図９は、ピッチおよび釣り合い計算の個々の部分関数の対称的進行を示す（ｃｏｓα、ｓｉｎα、ｈ＜α＞、ｈ’＜α＞、ｈ”＜α＞）。記号の重要性に関して、この明細書における計算と、対応する定義とを参照するべきである。
【００５２】
図１１および１２は、ラップ数Ｋ＝２（区分Ｔ_３ の“ゼロ”への低下も）の短いスクリュー部材の対の形の別の実施例を示す。図１および２の場合と同じ参照数字が同じ部分について使われている。これらのスクリュー部材では、中央の、完全に形成されている室については吸い込み側付近での閉鎖の時点と圧力側への開放との時点は一致するので、この様に装備されている押し退け機は等容的に動作する。圧力側への開放の時点は出口穴１２を有する端部側端板１１により遅らされることができ、それは、現状の技術において知られているように、ロータ１によって閉じられ解放される。従って、この実施例でも内部圧縮が達成され得る。
【００５３】
第２の実施例の副別形では、短いスクリュー部材（図１１、１２）は図１４のピッチ進行に従って設計され、それは領域Ｔ_１ およびＴ_２ で同様にα＝０に関して対称的に進むけれども、前記の点対称性はここでは存在しないので、図５に関して説明された進行からは逸脱する。
【００５４】
図１６〜１９は、本発明の別の実施例として、重心位置が偏心していてラップ数Ｋ＝４である２ねじ山、非対称横断輪郭を有するロータ・セットを示す。両側でのラッピング角の拡張（μ＝π／２）。該輪郭は各端面において各々２つのスクリュー螺旋フランクで補正され、そこで材料が取り去られているので鋭いエッジに達する。図１６において参照数字１３’はこの様に処理されている表面を指している。ここで複数のねじ山および大きなラップ数により達成されている大きなロータ表面と、冷却剤がそれを通って流れるロータ（１，１’）中の同軸シリンダ・ボア（１４，１４’）とは、ここで低い気体温度が必要とされる化学用押し退けポンプでの特別の用途のための必要条件を作る。ピッチ進行は、前記の第１の実施例のそれに似ているが、ここではアプリケーション、Ｖ_ｄ ＝２．０でＡ＝０．４，により逸脱している。２ねじ山スクリュー部材の場合には各々の端部で２つの位置１３’で材料が除去されているので公式（１ｃ）、（３ｃ）および（４ｃ）における値Ｑおよびηは結合される。
【００５５】
図１０は、ロータ寸法設計のために重要な影響および相互関係に関するデータを示すブロック図である。
【図面の簡単な説明】
【図１】前から見た本発明の第１の実施例における一組の単ねじ山ツイン・スクリュー・ロータを示す。
【図２】図１のツイン・スクリュー・ロータの組を端面図で示す。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿う軸方向断面図で右側のスクリュー・ロータを示す。
【図４】前から見た図１の右側スクリュー・ロータと付随する横断輪郭重心軌跡曲線の展開とを示し、軸方向位置（ｗ）のラッピング角（α）への依存を示す。
【図５】ラッピング角（α）に依存する軸方向位置（ｗ’）の変化を示し、それはＬ_ｄｙｎ ＝２π・ｗ’に従ってダイナミック・ピッチに比例して進行する。
【図６】Ｋ＝４のラップ数を有する本発明の右側スクリュー・ロータの螺旋形横断輪郭重心軌跡曲線を透視図で示す。
【図７】幾何基準螺旋の角度（α_０ ）と回転角（θ）とに依存する閉じた室の断面値を示す。
【図８】回転角（θ）に依存する圧縮の進行を示す。
【図９】ピッチおよび釣り合い計算の個々の部分関数の対称的進行を示す。
【図１０】ロータ寸法設計における影響の範囲および相互関係を示すブロック図である。
【図１１】前から見た本発明の別の実施例の一組のツイン・スクリュー・ロータを示す。
【図１２】図１１のツイン・スクリュー・ロータの組を端面図で示す。
【図１３】本発明に従うピッチ進行の最も一般的な場合を示す。
【図１４】図１１に従う１対のツイン・スクリュー・ロータの可能なピッチ進行を示す。
【図１５】ピッチ進行の追加の変化可能性を示す。
【図１６】前から見た本発明の別の実施例に従う２ねじ山ツイン・スクリュー・ロータの組を示す。
【図１７】圧力側から見た図１６のスクリュー対を端面図で示す。
【図１８】吸い込み側から見た図１６のスクリュー対を端面図で示す。
【図１９】図１７の線Ｂ−Ｂに従う軸方向断面における図１６のスクリュー対を示す。
【符号の説明】
１，１’　ロータ
２，２’　軸
３，３’　ねじ山螺旋
４，４’　フランク
５，５’　コア円筒面
６，６’　生成された表面
７，７’　吸い込み側
８，８’　排出側
９　　ハウジング
１０　ハウジング内壁
１１　端板
１２　出口穴
１３’　表面（補正）
１４，１４’　シリンダ・ボア

Claims (14)

1. 重心位置が偏心していてラップの数が≧２の非対称横断輪郭を有すると共にラッピング角度（α）に応じて変化するピッチ（Ｌ）を有する、圧縮性の媒体のための押し退け機における軸平行装置のためのツイン・スクリュー・ロータにおいて、該ピッチは、吸い込み側スクリュー端から第１の区分（Ｔ_１）では増大し、１ラップ後にα＝０で最大値（Ｌ_ｍａｘ）に達し、第２区分（Ｔ_２）において最小値（Ｌ_ｍｉｎ）まで減少し、そして第３区分（Ｔ_３）では一定であり、静的および動的釣り合いは、全ラッピング角、画定されたピッチ進行および最小ピッチに対する最大ピッチの比の計算された釣り合いを通して達成され、或いは少なくとも８０％達成されてスクリュー端部の領域におけるジオメトリーの変化により補われるようになっているツイン・スクリュー・ロータ。
2. 最小ピッチに対する最大ピッチの関係とピッチ進行とは、該ツイン・ロータが設置される圧縮性媒体のための押し退け機の圧縮度が１．０〜１０．０の範囲内の所望の値をとるように固定される、請求項１記載のツイン・スクリュー・ロータ。
3. 該最大ピッチ、該最小ピッチおよび該ピッチ進行は、該ツイン・ロータが設置される圧縮性媒体のための押し退け機の吸い込み能力が所望の値に対応するように固定される、請求項１または２記載のツイン・スクリュー・ロータ。
4. ロータ長さはラップの数により、また最大および最小ピッチにより、確立される、請求項１〜３のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
5. ラッピング角αが−３６０°、０°、または＋３６０°であるとき、区分移行部でのピッチの変化がゼロである、請求項１〜４のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
6. 始めの２つの区分（Ｔ_１、Ｔ_２）でのピッチの進行は互いに鏡面反転されているように設計され、第３区分（Ｔ_３）のラッピング角は“ゼロ”に等しく、静的および動的釣り合いは上で定義されたピッチ進行の対称性特徴、画定されたピッチ進行の、最小ピッチに対する最大ピッチの比の設定を通して、およびスクリュー端の領域でのジオメトリーの変化を通して達成される、請求項１記載のツイン・スクリュー・ロータ。
7. 始めの２つの区分（Ｔ_１、Ｔ_２）でのピッチの進行は互いに鏡面反転されているように設計され、該区分（Ｔ_１、Ｔ_２）の各々における対称の１点、即ちα＝−１８０°におけるＳ_１およびα＝＋１８０°におけるＳ_２、での進行は最大ピッチから最小ピッチまでの算術平均値（Ｌ_０）を点対称的に通過し、該第３区分（Ｔ_３）は３６０°の整数倍のラッピング角にわたって広がり、静的釣り合いは上で定義されたピッチ進行の対称性特徴と全ラッピング角の設定とにより達成され、動的釣り合いは、上で言及されたピッチ進行の対称性特徴を通じておよび全ラッピング角の設定および最小ピッチに対する最大ピッチの比および画定されたピッチ進行の設定を通じて達成される、請求項１記載のツイン・スクリュー・ロータ。
8. 始めの２つの区分（Ｔ_１、Ｔ_２）でのピッチの進行は互いに鏡面反転されているように設計され、該区分（Ｔ_１、Ｔ_２）の各々における対称の１点、即ちα＝−１８０°におけるＳ_１およびα＝＋１８０°におけるＳ_２、での進行は最大ピッチから最小ピッチまでの算術平均値（Ｌ_０）を点対称的に通過し、該第３区分（Ｔ_３）は３６０°の整数倍のラッピング角にわたって広がり、静的釣り合いは上で定義されたピッチ進行の対称性特徴と全ラッピング角の設定とを通じて、そしてスクリュー端の領域でのジオメトリーの変化を通じて達成され、動的釣り合いは、上で言及されたピッチ進行の対称性特徴を通じておよび全ラッピング角の設定および最小ピッチに対する最大ピッチの比および画定されたピッチ進行の設定を通じて、そしてスクリュー端の領域でのジオメトリーの変化を通じて達成される、請求項１記載のツイン・スクリュー・ロータ。
9. 該横断輪郭は一定である、請求項１〜５のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
10. 該横断輪郭はラッピング角（α）の関数として可変である、請求項１〜５のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
11. 該横断輪郭は単ねじ山である、請求項１〜５のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
12. 該横断輪郭は多ねじ山である、請求項１〜５のうちの１つに記載のツイン・スクリュー・ロータ。
13. 圧縮性媒体用の押し退け機において、該押し退け機はハウジングと、それぞれ該圧縮性媒体の進入および排出のための入口および出口と、実質的に不均衡のない、噛み合い係合する１対のツイン・スクリュー・ロータとを含んでおり、該ロータは該ハウジングと共に室の軸方向系列を画定し、該ロータは該ハウジング内で回転可能に支持されると共に該媒体が該入口から該出口へ輸送されることとなるように該ロータを反対方向に回すために駆動装置および同期化装置を備えており、請求項１〜１２のうちの１つに従って、実質的に不均衡のないツイン・スクリュー・ロータが設置されている、押し退け機。
14. 真空ポンプとして設計されている、請求項１３記載の押し退け機。

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