JP2005537422A - 接線方向フローガイドカスプを備えたスクリューコンプレッサ用の吐出部 - Google Patents

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Abstract

スクリューコンプレッサは、吐出ポートを有したハウジングと、上記ハウジングに回転可能に設けられ、かつ、半径方向と軸方向に対向する吐出流を発生させる、少なくとも２つのロータと、上記吐出ポートに設けられ、かつ、上記吐出ポートの半径方向流れ部分を少なくとも部分的に画定し、かつ、上記ロータからの接線方向の流れを案内して半径方向に向く流れおよび軸方向に向く流れのうち少なくとも一方を付与するように構成された流れ案内面を有した、接線方向フローガイドカスプと、を備える。

Description

本発明はスクリューコンプレッサに関し、より具体的には、運動エネルギが圧力に変換されることを特徴とする吐出効率が向上したスクリューコンプレッサに関する。
通常のスクリューコンプレッサは、冷媒が回転中のスクリュー内を通過するときにその冷媒の圧力を増大させ、さらにその冷媒に運動エネルギを付与する。しかしながら、通常、この運動エネルギは吐出プロセスにおいて無駄になる。
スクリューコンプレッサ技術における一般的な取り組みは、吐出運動エネルギを低減するように吐出ポートの面積を最適化することや運動エネルギを低減するようにロータ速度を減少することが含まれる。
スクリューコンプレッサの効率を向上する要求が依然あることは明らかである。
従って、本発明の主目的は、運動エネルギを圧力に変換し、これにより、コンプレッサの動作に要求された仕事量を低減しかつ効率を向上することである。
また、本発明のもう一つの目的は、対向する流れの干渉や相殺を回避するように流れベクトルを向け直すことである。
本発明のその他の目的や利点は本明細書において明らかとなろう。
本発明に従えば、上記の目的や利点は容易に達成される。
本発明によれば、吐出ポートを有したハウジングと、上記ハウジングに回転可能に設けられかつ対向する吐出流を半径方向と回転方向とに発生させる少なくとも２つのロータと、上記吐出ポートに設けられかつ上記吐出ポートの半径方向流れ部分を少なくとも部分的に画定しかつ上記ロータから接線方向の流れを案内して半径方向に向く流れおよび軸方向に向く流れうち少なくとも一方を付与するように配置されたフローガイド面を有した接線方向フローガイドカスプと、を備えたスクリューコンプレッサが提供される。
本発明はスクリューコンプレッサに関し、より具体的には、スクリューコンプレッサから流出する吐出流の運動エネルギを圧力に変換し、これにより上記コンプレッサの効率を向上し、等しい圧力値のために上記コンプレッサの動作に要求された仕事量を低減する機能強化吐出ポートに関する。
従来のコンプレッサ吐出構造における１つの流れ機構においては、スクリューコンプレッサのスクリューが、端壁において最大となりかつ半径方向吐出ポートの入口端に向かって減少する１対の対向しあう接線方向速度ベクトルを発生させる。これらの接線方向成分は互いに相殺しあい、流れを抑制し、ひいては著しい圧力損失を発生させる。本発明は、コンプレッサの吐出ポート内に組み込まれ、かつ、上記速度ベクトルを半径方向や軸方向に向け直して、コンプレッサの効率的な運転を実現するフローガイドカスプに関する。
図１は第１・第２ロータ１２，１４を備えたコンプレッサ１０の一部を概略的に示す。上記ロータ１２，１４は、ハウジング（図示せず）内で回転し、吐出流１６，１８を発生する。これらの吐出流１６，１８が案内される方向は互いに平行とはならず、ロータとロータハウジングとに対して半径方向、接線方向および軸方向の成分を有する。ロータの回転速度つまり先端速度に応じて、実質的な運動エネルギが冷媒に付与されるが、乱流による損失を通常もたらすため、最小限に抑えられていた。しかしながら、本発明によれば、上記損失を低減し、コンプレッサの効率を向上し、従来欠点とみなされてきたことを助長する吐出ポートが提供される。
本発明によれば、半径方向部分２２および軸方向部分２４の双方を備えた吐出ポート２０がコンプレッサハウジングに設けられる。好適には、接線方向フローガイドカスプ２６が吐出ポート２０に配設されて、吐出流１６，１８を、出口、導管（conduit）あるいはディフューザ内に滑らかに案内して、流体の運動エネルギの一部を圧力に変換しながら流れの効率を向上する。
また本発明によれば、吐出ポート２０の軸方向部分２４は、接線方向フローガイドカスプ２６にほぼ一致している。これは、ロータ１２，１４が吐出ポート２０の半径方向部分２２と軸方向部分２４とに対して回転するときに、半径方向部分２２と軸方向部分２４とが順次開閉し、まず半径方向部分内を通過しその後軸方向部分２４を通過する流れが生じさせる点で好適である。
本発明によれば、接線方向フローガイドカスプ２６は、好適には、ロータ１２，１４から流出した吐出流１６，１８にそれぞれ面する２つの円弧状のあるいは湾曲した表面２８，３０を含み、この湾曲した表面２８，３０は流れ１６，１８に面するように凹状となっている。上記表面は、好適には、主に接線方向にロータ１２，１４から出て行く流れを円滑に案内し、向け直して、ディフューザ等に向けて圧縮された冷媒をさらに運搬する。また、図１は吐出流１６，１８の半径方向および軸方向の流れを収容し、発散するディフューザ３６を概略的に示す。
また本発明によれば、図１にも示すように、接線方向フローガイドカスプ２６は、さらに付加的な円弧部分３２，３４をさらに含む。この円弧部分３２，３４は軸方向吐出ポートの軸方向吐出領域内に延び、好適には上記軸方向ポートからの接線方向の流れを軸方向や半径方向に向け直すように作用する。円弧部分３２，３４は、望ましくは、ロータ１２，１４を収容したハウジングの円弧部分に実質的に平行に設けられ、また、望ましくは、ロータ１２，１４に面し、ロータ１２，１４から軸方向の流れを案内する凹状の表面を含む。
図２を参照すると、図２は図１の態様の側面の概略図であり、ロータ１２，１４と、必要に応じて流れを案内するフローガイドカスプ２６と、を含んだコンプレッサ１０を示す。
本発明に従って、スクリューコンプレッサの吐出ポートの改良が提供されたことが容易に認識されよう。この改良により、好適には、コンプレッサによって付与された運動エネルギの一部を圧力に変換し、コンプレッサ効率を向上し、より少ない仕事量で所望の圧力を得るコンプレッサの実現が可能となる。
本発明により、コンプレッサの小型化、装置コストの低減、運転効率の向上、等の所望の利点がもたらされる。
本発明は本明細書において説明・開示された実施例に制限されないことに留意すべきである。これらの実施例は本発明を実施するための最良の形態を単に示すものとみなされ、部材の形状、寸法および構成や詳細な運転に改良がなされやすいものであるからである。本発明は、特許請求の範囲によって定められる範囲内に属する上記のような全ての改良を包含するものである。
図１は、本発明による機能強化吐出ポートを備えたスクリューコンプレッサの一部を概略的に示す。 図２は、図１の態様の側面図を概略的に示す。

Claims (4)

  1. 吐出ポートを有したハウジングと、
    上記ハウジングに回転可能に設けられ、かつ、半径方向と軸方向に対向する吐出流を発生させる、少なくとも２つのロータと、
    上記吐出ポートに設けられ、かつ、上記吐出ポートの半径方向流れ部分を少なくとも部分的に画定し、かつ、上記ロータからの接線方向の流れを案内して半径方向に向く流れおよび軸方向に向く流れのうち少なくとも一方を付与するように構成されたフローガイド面を有した、接線方向フローガイドカスプと、
    を備えたスクリューコンプレッサ。
  2. 上記吐出ポートに連通し、かつ、半径方向に向く流れおよび軸方向に向く流れの上記少なくとも一方を収容する、ディフューザをさらに含んだ請求項１に記載のスクリューコンプレッサ。
  3. 上記接線方向フローガイドカスプは、上記吐出ポートの軸方向流れ部分からの接線方向の流れを案内して、半径方向に向く流れおよび軸方向に向く流れの少なくとも一方を上記軸方向流路部分内に付与するように構成された付加的なフローガイド面をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスクリューコンプレッサ。
  4. 上記フローガイド面は、上記少なくとも２つのロータに面した凹状の面を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のスクリューコンプレッサ。
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