JP2009203817A - ゲートロータおよびスクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の運転中に、ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止するスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】ゲートロータ３は、ゲートロータ本体３０と、このゲートロータ本体３０を取り付けるシャフト部４０とを有する。ゲートロータ本体３０の熱膨張率は、シャフト部４０の熱膨張率よりも大きい。ゲートロータ本体３０の嵌合用凸部３５は、シャフト部４０の嵌合用凹部４６に嵌合されている。
【選択図】図４Ｂ

Description

この発明は、ゲートロータ、および、このゲートロータを用いたスクリュー圧縮機に関する。

従来、スクリュー圧縮機としては、図５の拡大断面図に示すように、ケーシング１０１のシリンダ１１０内に、スクリューロータ１０２が収納され、このスクリューロータ１０２にゲートロータ１０３が噛合され、上記スクリューロータ１０２および上記ゲートロータ１０３の相互の噛合によって形成される圧縮室にて、ガスを圧縮するものがある（特許第３７３１３９９号公報：特許文献１参照）。

つまり、上記スクリューロータ１０２の溝部１２１と、上記ゲートロータ１０３の歯部１３１とが、噛合して、上記圧縮室を形成する。そして、上記圧縮室に、上記スクリューロータ１０２の軸１０２ａ方向の一端側から、低圧のガスを吸入し、この低圧のガスを上記圧縮室にて圧縮してから、この圧縮された高圧のガスを、上記スクリューロータ１０２の軸１０２ａ方向の他端側から、吐出する。

図５と図６に示すように、上記ゲートロータ１０３は、外周面に上記歯部１３１を設けたゲートロータ本体１３０と、このゲートロータ本体１３０を取り付けるシャフト部１４０とを有する。上記ゲートロータ本体１３０は、樹脂からなり、上記シャフト部１４０は、金属からなる。

上記ゲートロータ本体１３０は、中央の孔部１３２を有する。上記シャフト部１４０は、台部１４３と、この台部１４３の一面に設けられる軸部１４１とを有する。上記軸部１４１を上記孔部１３２に挿入して、上記台部１４３の一面にて上記ゲートロータ本体１３０を支持している。
特許第３７３１３９９号公報

しかしながら、上記従来のスクリュー圧縮機では、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体１３０および上記シャフト部１４０が熱膨張すると、樹脂製の上記ゲートロータ本体１３０の熱膨張率は、金属製の上記シャフト部１４０の熱膨張率よりも、大きいため、上記ゲートロータ本体１３０の上記孔部１３２が、上記シャフト部１４０の上記軸部１４１よりも大きく膨張する。

そして、上記シャフト部１４０の上記軸部１４１を、上記ゲートロータ本体１３０の上記孔部１３２に挿入して、上記シャフト部１４０に上記ゲートロータ本体１３０を取り付けているので、上記孔部１３２と上記軸部１４１との間の隙間が大きくなって、上記ゲートロータ本体１３０の上記シャフト部１４０に対する位置ずれが発生する。つまり、上記ゲートロータ本体１３０の軸１３０ａと、上記シャフト部１４０の軸１４０ａとは、一致しない。

この結果、圧縮機の運転中に、上記スクリューロータ１０２と上記ゲートロータ１０３の歯部１３１との噛み合い精度が悪くなるため、上記ゲートロータ本体１３０の歯部１３１の磨耗量が多くなって、圧縮機の性能が低下していた。

そこで、この発明の課題は、圧縮機の運転中に、ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止するスクリュー圧縮機、および、この圧縮機に用いられるゲートロータを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のゲートロータは、
外周面に複数の歯部を設けたゲートロータ本体と、
このゲートロータ本体を取り付けるシャフト部と
を備え、
上記シャフト部は、上記ゲートロータ本体の一面を一面に支持する台部を有し、
上記ゲートロータ本体の一面には、嵌合用凸部が設けられ、
上記シャフト部の一面には、嵌合用凹部が設けられ、
上記ゲートロータ本体の熱膨張率は、上記シャフト部の熱膨張率よりも大きく、
上記ゲートロータ本体の上記嵌合用凸部は、上記シャフト部の上記嵌合用凹部に嵌合され、
上記嵌合用凸部の中心は、上記ゲートロータ本体の軸に一致し、
上記嵌合用凹部の中心は、上記シャフト部の軸に一致することを特徴としている。

この発明のゲートロータによれば、上記ゲートロータ本体の熱膨張率は、上記シャフト部の熱膨張率よりも大きく、上記ゲートロータ本体の上記嵌合用凸部は、上記シャフト部の上記嵌合用凹部に嵌合され、上記嵌合用凸部の中心は、上記ゲートロータ本体の軸に一致し、上記嵌合用凹部の中心は、上記シャフト部の軸に一致するので、上記ゲートロータ本体および上記シャフト部が熱膨張したときに、上記ゲートロータ本体が上記シャフト部よりも大きく膨張して、上記嵌合用凸部は、上記嵌合用凹部に、締まり嵌めとなって、上記ゲートロータ本体は、上記シャフト部に確実に固定される。

このため、このゲートロータをスクリュー圧縮機に用いた場合に、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体および上記シャフト部が熱膨張しても、上記ゲートロータ本体の上記シャフト部に対する位置ずれを防止する。

したがって、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

また、この発明のスクリュー圧縮機は、
シリンダを有するケーシングと、
このシリンダに嵌合される円筒状のスクリューロータと、
このスクリューロータに噛合する上記ゲートロータと
を備え、
上記ゲートロータの上記ゲートロータ本体の歯部は、上記スクリューロータに噛合していることを特徴としている。

この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ゲートロータを備えるので、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

この発明のゲートロータによれば、上記ゲートロータ本体の熱膨張率は、上記シャフト部の熱膨張率よりも大きく、上記ゲートロータ本体の上記嵌合用凸部は、上記シャフト部の上記嵌合用凹部に嵌合され、上記嵌合用凸部の中心は、上記ゲートロータ本体の軸に一致し、上記嵌合用凹部の中心は、上記シャフト部の軸に一致するので、圧縮機の運転中に、ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ゲートロータを備えるので、圧縮機の運転中に、ゲートロータ本体の歯部の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明のゲートロータおよびスクリュー圧縮機の一実施形態である横断面図を示している。このスクリュー圧縮機は、シングルスクリュー圧縮機であり、シリンダ１０を有するケーシング１と、このシリンダ１０に嵌合される円筒状のスクリューロータ２と、このスクリューロータ２に噛合するゲートロータ３とを備える。

上記スクリューロータ２は、外周面に、複数の螺旋状の溝部２１を有する。上記ゲートロータ３は、こま状であり、外周面に、歯車状に複数の歯部３１を有する。上記スクリューロータ２の上記溝部２１と、上記ゲートロータ３の上記歯部３１とは、互いに、噛合する。

上記スクリューロータ２および上記ゲートロータ３の相互の噛合によって、圧縮室Ｃが、形成される。つまり、この圧縮室Ｃは、上記スクリューロータ２の上記溝部２１と、上記ゲートロータ３の上記歯部３１と、上記ケーシング１の上記シリンダ１０の内面とによって、区画された空間である。

上記ゲートロータ３は、上記スクリューロータ２の軸２ａを点対称として、上記スクリューロータ２の左右に一対配置されている。上記ケーシング１には、上記シリンダ１０の外側に、ゲートロータ室Ｌが設けられ、このゲートロータ室Ｌに、上記ゲートロータ３を収納している。上記ゲートロータ室Ｌと上記シリンダ１０とは、貫通孔１２により連通している。上記ゲートロータ３は、この貫通孔１２から、上記シリンダ１０内に進入している。

上記スクリューロータ２は、上記軸２ａを中心として、矢印Ｒ方向に、回転し、このスクリューロータ２の回転に伴って、上記ゲートロータ３が、軸３ａを中心として、回転して、上記圧縮室Ｃ内のガスを圧縮する。上記スクリューロータ２は、上記ケーシング１に収納された（図示しない）モータにより、回転される。

つまり、上記圧縮室Ｃに、上記スクリューロータ２の軸２ａ方向の一端側から、低圧のガスを吸入し、この低圧のガスを上記圧縮室Ｃにて圧縮してから、この圧縮された高圧のガスを、上記スクリューロータ２の軸２ａ方向の他端側にある吐出口１３から、吐出する。

上記ゲートロータ３は、ゲートロータ本体３０と、このゲートロータ本体３０を取り付けるシャフト部４０とを有する。上記ゲートロータ本体３０は、上記スクリューロータ２に噛合する。上記シャフト部４０は、上記ケーシング１に支持されている。

上記ゲートロータ本体３０の熱膨張率は、上記シャフト部４０の熱膨張率よりも大きい。上記ゲートロータ本体３０は、例えば、樹脂からなり、上記シャフト部４０は、例えば、鉄等の金属からなる。なお、上記ゲートロータ本体３０は、上記シャフト部４０よりも熱膨張率が大きければ、銅やアルミニウム等の軟らかな金属から形成するようにしてもよい。

図２Ａと図２Ｂに示すように、上記ゲートロータ本体３０は、円盤状であり、外周面の複数の歯部３１と、中央の孔部３２とを有する。図２Ａは、ゲートロータ本体の平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。

上記歯部３１は、上記スクリューロータ２の溝部２１に噛合する。上記孔部３２の中心は、上記ゲートロータ本体３０の軸３０ａに一致している。上記ゲートロータ本体３０には、ピン穴３３が設けられ、このピン穴３３に、図示しないピンが挿通される。

上記ゲートロータ本体３０の一面３４には、嵌合用凸部３５が設けられている。この嵌合用凸部３５は、円柱状に形成されている。この嵌合用凸部３５の中心は、上記ゲートロータ本体３０の軸３０ａに一致している。上記孔部３２は、上記嵌合用凸部３５に設けられている。

図３Ａと図３Ｂに示すように、上記シャフト部４０は、台部４３と、この台部４３の一面４３ａに設けられる第１の軸部４１と、この台部４３の他面に設けられる第２の軸部４２とを有する。図３Ａは、シャフト部の平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ断面図である。

上記台部４３は、外周面に、複数の歯部４４を有する。この歯部４４は、上記ゲートロータ本体３０の歯部３１に対応している。また、上記台部４３には、ピン穴４５が設けられ、このピン穴４５に、図示しない位置決めピンが挿通される。上記第１の軸部４１の軸および上記第２の軸部４２の軸は、上記シャフト部４０の軸４０ａに一致している。上記第２の軸部４２は、軸受けを介して、上記ケーシング１に支持される。

上記シャフト部４０の一面４３ａには、嵌合用凹部４６が設けられている。この嵌合用凹部４６の内周面は、円柱状に形成されている。この嵌合用凹部４６の中心は、上記シャフト部４０の軸４０ａに一致している。上記第１の軸部４１は、上記嵌合用凹部４６に設けられている。

図４Ａと図４Ｂに示すように、上記ゲートロータ３では、上記ゲートロータ本体３０の上記一面３４は、上記シャフト部４０の上記台部４３の上記一面４３ａに支持される。上記シャフト部４０の上記第１の軸部４１は、上記ゲートロータ本体３０の上記孔部３２に挿入される。上記ゲートロータ本体３０の上記嵌合用凸部３５は、上記シャフト部４０の上記嵌合用凹部４６に嵌合されている。図４Ａは、ゲートロータの平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＣ−Ｃ断面図である。

上記ゲートロータ本体３０のピン穴３３と、上記シャフト部４０のピン穴４５とは、互いに軸が一致するように、重なっており、図示しない位置決めピンが挿通される。

上記構成のゲートロータによれば、上記ゲートロータ本体３０の熱膨張率は、上記シャフト部４０の熱膨張率よりも大きく、上記ゲートロータ本体３０の上記嵌合用凸部３５は、上記シャフト部４０の上記嵌合用凹部４６に嵌合されているので、上記ゲートロータ本体３０および上記シャフト部４０が熱膨張したときに、上記ゲートロータ本体３０が上記シャフト部４０よりも大きく膨張して、上記嵌合用凸部３５は、上記嵌合用凹部４６に、締まり嵌めとなって、上記ゲートロータ本体３０は、上記シャフト部４０に同心を維持した状態で確実に固定される。

このため、このゲートロータ３をスクリュー圧縮機に用いた場合に、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体３０および上記シャフト部４０が熱膨張しても、上記ゲートロータ本体３０の上記シャフト部４０に対する位置ずれを防止する。

したがって、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体３０の歯部３１の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

また、上記嵌合用凸部３５の中心は、上記ゲートロータ本体３０の軸３０ａに一致し、上記嵌合用凹部４６の中心は、上記シャフト部４０の軸４０ａに一致するので、このゲートロータ３をスクリュー圧縮機に用いた場合に、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体３０および上記シャフト部４０が熱膨張しても、上記ゲートロータ本体３０の上記シャフト部４０に対する位置ずれを一層確実に防止する。

上記構成のスクリュー圧縮機によれば、上記ゲートロータ３を備えるので、圧縮機の運転中に、上記ゲートロータ本体３０の歯部３１の磨耗量を低減して、圧縮機の能力低下を防止する。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、ゲートロータの数量を、増減してもよい。

本発明のゲートロータおよびスクリュー圧縮機の一実施形態を示す横断面図である。 ゲートロータ本体の平面図である。 図２ＡのＡ−Ａ断面図である。 シャフト部の平面図である。 図３ＡのＢ−Ｂ断面図である。 ゲートロータの平面図である。 図４ＡのＣ−Ｃ断面図である。 従来のスクリュー圧縮機の拡大断面図である。 従来のゲートロータの断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
１０ シリンダ
１１ シール面
１２ 貫通孔
１３ 吐出口
２ スクリューロータ
２ａ 軸
２１ 溝部
３ ゲートロータ
３ａ 軸
３０ ゲートロータ本体
３０ａ 軸
３１ 歯部
３２ 孔部
３３ ピン穴
３４ 一面
３５ 嵌合用凸部
４０ シャフト部
４０ａ 軸
４１ 第１の軸部
４２ 第２の軸部
４３ 台部
４３ａ 一面
４４ 歯部
４５ ピン穴
４６ 嵌合用凹部
Ｃ 圧縮室

Claims (2)

1. 外周面に複数の歯部（３１）を設けたゲートロータ本体（３０）と、
   このゲートロータ本体（３０）を取り付けるシャフト部（４０）と
   を備え、
   上記シャフト部（４０）は、上記ゲートロータ本体（３０）の一面（３４）を一面（４３ａ）に支持する台部（４３）を有し、
   上記ゲートロータ本体（３０）の一面（３４）には、嵌合用凸部（３５）が設けられ、
   上記シャフト部（４０）の一面（４３ａ）には、嵌合用凹部（４６）が設けられ、
   上記ゲートロータ本体（３０）の熱膨張率は、上記シャフト部（４０）の熱膨張率よりも大きく、
   上記ゲートロータ本体（３０）の上記嵌合用凸部（３５）は、上記シャフト部（４０）の上記嵌合用凹部（４６）に嵌合され、
   上記嵌合用凸部（３５）の中心は、上記ゲートロータ本体（３０）の軸（３０ａ）に一致し、
   上記嵌合用凹部（４６）の中心は、上記シャフト部（４０）の軸（４０ａ）に一致することを特徴とするゲートロータ。
2. シリンダ（１０）を有するケーシング（１）と、
   このシリンダ（１０）に嵌合される円筒状のスクリューロータ（２）と、
   このスクリューロータ（２）に噛合する請求項１または２に記載のゲートロータ（３）と
   を備え、
   上記ゲートロータ（３）の上記ゲートロータ本体（３０）の歯部（３１）は、上記スクリューロータ（２）に噛合していることを特徴とするスクリュー圧縮機。

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