JP2009150314A - スクリュー圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スクリュー圧縮機1は、スクリューロータ2、52と、複数のゲートロータ5a、5b、5c、5dとを備えている。スクリューロータ2、52は、外周面に螺旋状の溝11a、11bを有し、回転自在である。ゲートロータ5a、5b、5c、5dは、スクリューロータ2、52の溝11a、11bに噛み合う複数の歯12が放射状に配置されている。螺旋状の溝11a、11bは、スクリューロータ2、52の一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝11aと、スクリューロータ2、52の他端側から一端側に向かって圧縮する第2スクリュー溝11bとを有している。
【選択図】図1
Description
<シングルスクリュー圧縮機1の全体構成>
図1〜3に示されるシングルスクリュー圧縮機1は、1本のスクリューロータ2と、ケーシング3と、スクリューロータ2の回転軸となるシャフト4と、4個のゲートロータ5a、5b、5c、5dと、スクリューロータ2の中間部分を支持する中間軸受13とを備えている。ケーシング3は、スクリューロータ2、シャフト4、ゲートロータ5a、5b、5c、5d、および中間軸受13を気密状態で収納する。
スクリューロータ2は、外周面に複数本の螺旋状の溝11a、11bを有している円柱状のロータである。スクリューロータ2は、シャフト4と一体になって、ケーシング3の内部で回転することが可能である。
4つのゲートロータ5a、5b、5c、5dは、いずれも、スクリューロータ2の溝11a、11bに噛み合う複数の歯12が放射状に配置された回転体であり、ゲートロータシャフト8の回りに回転することが可能である。ゲートロータシャフト8は、ケーシング3の内壁に回転自在に支持されている。ゲートロータ5a、5b、5c、5dの歯は、ケーシング3の円筒部分3dに形成されたスリット3eを通して、スクリューロータ2の溝11a、11bに噛み合っている。
スクリューロータ2が回転すれば、ゲートロータ5a、5b、5c、5dの複数の歯12は、順次複数の溝11に噛み合うことができる。
図1〜3に示されるシングルスクリュー圧縮機1は、以下のようにしてガスを圧縮する。
(1)
螺旋状の溝11a、11bは、スクリューロータ2の一端側(図2〜3の右側)から他端側(図2〜3の左側)に向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝11aと、スクリューロータ2の他端側から一端側に向かって圧縮する第2スクリュー溝11bとを有している。これにより、従来のスクリューロータ2の端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れ(とくに、ラビリンスシールからの洩れ)を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向(例えば、スクリューロータ2の両端から中間軸受13へ向かう方向へ)へスクリューロータ2に作用するスラスト荷重の偏りを低減することができる。しかも、このような構造のスクリュー圧縮機1では、従来の2段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減も可能である。
第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bは、スクリューロータ2の回転軸方向(すなわち、シャフト4の延びる方向)に並んで面対称に配置されている。すなわち、図2〜3において、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bは、中間軸受13を挟んで左右対称に形成されている。これにより、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒ガスの漏れ(とくに、ラビリンスシールからの洩れ)を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機を製造することが可能である。また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向(例えば、スクリューロータ2の両端から中間軸受13へ向かう方向へ)へスクリューロータ2に作用するスラスト荷重のバランスを完全に取ることができる。
第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、複数のゲートロータ5a、5b、5c、5dは、スクリューロータ2の第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bに対応して、スクリューロータ2の回転軸方向に並んで面対称に配置されている。
第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、スクリューロータ2における第1スクリュー溝11aの形成部分と第2スクリュー溝11bの形成部分との間に配置された中間軸受13をさらに備えている。これにより、1個の中間軸受13でスクリューロータ2に作用するスラスト荷重を受けることができ、しかも、スクリューロータ2の支持部分の部品点数が少なくて済む。
第1実施形態のスクリュー圧縮機1では、吸入口15がスクリューロータ2の両側付近に形成され、吐出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成されている。これにより、スクリューロータ2の両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりモータ14の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ2が収納された低圧空間3bとは別の空間3aにモータ14が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりシャフト4のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。
(A)
上記第1実施形態では、吸入口15がスクリューロータ2の両側付近に形成され、吐出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸入口15と吐出口16と配置を入れ替えてもよい。
上記第1実施形態では、スクリューロータ2における第1スクリュー溝11aの形成部分と第2スクリュー溝11bの形成部分との間に配置された中間軸受13を備えたスクリュー圧縮機を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(1)
第2実施形態のスクリュー圧縮機31は、スクリューロータ2の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受18a、18bをさらに備えているので、スクリューロータ2の中間部分の吸入口15または吐出口16を共通化でき、小型で高効率・大容量の圧縮機を開発することができる。
また、第1実施形態と同様に、第2実施形態のスクリュー圧縮機31でも、吸入口15がスクリューロータ2の両側付近に形成され、吐出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成されているので、スクリューロータ2の両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりモータ14の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ2が収納された低圧空間3bとは別の空間3aにモータ14が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりシャフト4のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。
(A)
上記第2実施形態では、吸入口15がスクリューロータ2の両側付近に形成され、吐出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1実施形態と同様に、吸入口15と吐出口16と配置を入れ替えてもよい。
上記第1および第2実施形態では円柱状のスクリューロータ2が採用された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の形状のスクリューロータを採用することができる。
(1)
第3実施形態のスクリュー圧縮機51では、スクリューロータ52は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有しているので、従来のスクリューロータ端部のスラスト軸受付近で生じる高圧側の冷媒の漏れ(とくに、ラビリンスシールからの洩れ)を低減でき、高効率・大容量のシングルスクリュー圧縮機をコンパクトに製造することが可能である。
また、第1スクリュー溝11aおよび第2スクリュー溝11bのそれぞれの低圧側から高圧側へ向かう方向(例えば、スクリューロータ52の両端から中間軸受13へ向かう方向)へスクリューロータ2に作用するスラスト荷重を完全に取ることができる。とくに、このような面対称のテーパ状のスクリューロータ52では、スラスト荷重を相殺するために、大径側の吐出部分に吐出カット等の切欠きを設ける必要がなくなる。
しかも、スクリュー圧縮機51は、従来の2段圧縮用のスクリュー圧縮機等と比較して、部品点数を低減でき、製造コストの低減も可能である。
また、第1実施形態と同様に、第3実施形態のスクリュー圧縮機51でも、吸入口15がスクリューロータ52の両側付近に形成され、吐出口16がスクリューロータ2の第1スクリュー溝11aと第2スクリュー溝11bの形成部分の中間付近に形成されているので、スクリューロータ52の両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりモータ14の冷却を容易に行うことが可能である。スクリューロータ52が収納された低圧空間3bとは別の空間3aにモータ14が収納された圧縮機である開放型圧縮機の場合、両側に吸入口15(吸入ポート)を設けることによりシャフト4のシール部分からの冷媒ガスの洩れを低減できる。
2、52 スクリューロータ
3 ケーシング
4 シャフト
5a、5b、5c、5d ゲートロータ
8 ゲートロータシャフト
11a 第1スクリュー溝
11b 第2スクリュー溝
12 歯
13 中間軸受
15 吸入口
16 吐出口
18a、18b 両持ち軸受
Claims (8)
- 外周面に螺旋状の溝(11a、11b)を有する回転自在のスクリューロータ(2、52)と、
前記スクリューロータ(2、52)の溝(11a、11b)に噛み合う複数の歯(12)が放射状に配置された複数のゲートロータ(5a、5b、5c、5d)と
を備えており、
前記螺旋状の溝(11a、11b)は、
前記スクリューロータ(2、52)の一端側から他端側に向かって流体を圧縮する第1スクリュー溝(11a)と、
前記スクリューロータ(2、52)の他端側から一端側に向かって圧縮する第2スクリュー溝(11b)と
を有している、
スクリュー圧縮機(1、31、51)。 - 前記第1スクリュー溝(11a)および第2スクリュー溝(11b)は、前記スクリューロータ(2、52)の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
請求項1に記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。 - 前記複数のゲートロータ(5a、5b、5c、5d)は、前記スクリューロータ(2、52)の第1スクリュー溝(11a)および第2スクリュー溝(11b)に対応して、前記スクリューロータ(2、52)の回転軸方向に並んで面対称に配置されている、
請求項2に記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。 - 前記スクリューロータ(2)における第1スクリュー溝(11a)の形成部分と第2スクリュー溝(11b)の形成部分との間に配置された中間軸受(13)をさらに備えている、
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1)。 - 前記スクリューロータ(2、52)の両端にそれぞれ配置された両持ち軸受(18a、18b)をさらに備えている、
請求項1から3のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(31、51)。 - 前記スクリューロータ(2、52)を収納するケーシング(3)をさらに備えており、
前記ケーシング(3)は、
前記スクリューロータ(2、52)の両側付近に形成された、前記ケーシング(3)内部に圧縮媒体を吸入する吸入口(15)と、
前記スクリューロータ(2、52)の前記第1スクリュー溝(11a)と第2スクリュー溝(11b)の形成部分の中間付近に形成された、前記ケーシング(2、52)内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口(16)と
を有している、
請求項1から5のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1、31、51)。 - 前記スクリューロータ(2)を収納するケーシング(3)をさらに備えており、
前記ケーシング(3)は、
前記スクリューロータ(2)の両側付近に形成された、前記ケーシング(3)内部で圧縮された圧縮媒体を吐出する吐出口(16)と、
前記スクリューロータ(2)の前記第1スクリュー溝(11a)と第2スクリュー溝(11b)の形成部分の中間付近に形成された、前記ケーシング(2)内部に圧縮媒体を吸入する吸入口(15)と
を有している、
請求項1から5のいずれかに記載のスクリュー圧縮機(1、31)。 - 前記スクリューロータ(52)は、中間部分から両端へ向かうにつれて細くなる形状を有している、
請求項1から3および請求項6から7に記載のスクリュー圧縮機(51)。
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