JP2021071081A5 - - Google Patents
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Description
以下、本発明による給液式スクリュー圧縮機の実施の形態について図面を用いて例示説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の構成及び動作を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図及びその給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す系統図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を図１に示すII－II矢視から見た断面図である。図１及び図２中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。図２中、破線は、雄ロータ及び雌ロータの底側（図１中下側）に現れる歯先線を示している。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の構成及び動作を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図及びその給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す系統図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を図１に示すII－II矢視から見た断面図である。図１及び図２中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。図２中、破線は、雄ロータ及び雌ロータの底側（図１中下側）に現れる歯先線を示している。
図３は、雄雌両ロータ２、３の吐出側端面２１ｃ、３１ｃにおける噛合いにより、三日月状の第１作動室Ｃ１が最初に形成される（誕生する）回転位置を示すものである。同時に、第２作動室Ｃ２が、容積が実質的に０である空間として最初に形成される（誕生する）回転位置でもある。本実施の形態においては、第２作動室Ｃ２が最初に形成される回転位置において、雄雌両ロータ２、３の吐出側端面２１ｃ、３１ｃにおける歯面が第２作動室Ｃ２の両端を構成する第２接触点Ｓ２と第３接触点Ｓ３の間で線接触するように、雄雌両ロータ２、３が構成されている。
また、第２溝部６３は、他方側端部（図７～図９中、下側端部）が第１接続線８１の位置６５で第１開口部６１に開口するように構成されている。すなわち、第２溝部６３は、第１輪郭線７１の全体に亘って延在するように構成されている。
次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の作用及び効果を比較例の給液式スクリュー圧縮機と比較しつつ図７～図１４を用いて説明する。図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機に対する比較例の給液式スクリュー圧縮機における吐出ポートを示す拡大図である。図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機におけるアキシャル吐出ポートの第２溝部と第２作動室との連通関係を示す説明図である。図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機における雄ロータの外径に対する第２溝部の溝幅の比とエネルギ効率の向上効果との関係を示す特性図である。図１２中、雄雌両ロータの吐出側端面をケーシングの吐出側内壁面に投影した形状を二点鎖線で示している。また、太い矢印は、両ロータの回転方向を示している。なお、図１２において、図１～図１１に示す符号と同符号のものは同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図１５に示す第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機が第１の実施の形態の給液式スクリュー圧縮機（図７を参照）と異なる点は、アキシャル吐出ポート６０Ａの第２溝部６３Ａを第１溝部６２から第１輪郭線７１の中途位置までしか延在させない構成にしたことである。具体的には、第２溝部６３Ａは、第１の実施の形態と同様に、一方側端部が第１溝部６２の接続位置６４にて接続されている。一方、第２溝部６３Ａの他方側端部は、第１輪郭線７１に沿った中途位置であって、吐出行程の第１作動室Ｃ１及び吸込行程の第２作動室Ｃ２が始めて形成される（誕生する）回転位置における雄ロータ２の吐出側端面２１ｃの歯先と雄ロータ２の軸線Ａ１とを結ぶ線分Ｖをケーシング４の吐出側内壁面４９に投影したときの第１輪郭線７１との交点を接続位置６５Ａとしている。この接続位置６５Ａは、当該線分Ｖをケーシング４の吐出側内壁面４９に投影したときに第１輪郭線７１との交点およびその近傍として当該交点から第２溝部６３Ａの溝幅程度の範囲を含む概念である。
図１５は、吐出行程の第１作動室Ｃ１及び吸込行程の第２作動室Ｃ２が始めて形成される回転位置を示すものであり、図１５では、第２溝部６３Ａの他方側端部における第１輪郭線７１との接続位置６５Ａが雄ロータ２の吐出側端面２１ｃの歯先の位置に一致している。
さらに、本実施の形態においては、第２溝部６３Ａが延在する第１輪郭線７１の中途位置が、第１作動室Ｃ１及び第２作動室Ｃ２が始めて形成される回転位置における雄ロータ２の吐出側端面２１ｃの歯先と雄ロータ２の軸線Ａ１とを結ぶ線分Ｖをケーシング４の吐出側内壁面４９に投影したときの第１輪郭線７１との交点６５Ａとなるように構成されている。この構成によれば、第２溝部６３Ａの第２作動室Ｃ２に対する開口の開始を確実に遅らせることができる。したがって、第２作動室Ｃ２の第２溝部６３Ａに対する開口面積を確実に小さく抑えることができ、第２溝部６３Ａの第２作動室Ｃ２に対する開口による圧縮気体の漏れ損失を確実に小さく抑えることができる。
また、本実施の形態においては、吐出流路５２が軸方向に開口するアキシャル吐出ポート６０のみを有する構成の例を示した。しかし、吐出流路は、アキシャル吐出ポート６０に加えて、径方向に開口するラジアル吐出ポートを有する構成も可能である。
１…給液式スクリュー圧縮機、 ２…雄ロータ、 ３…雌ロータ、 ４…ケーシング、 ２１ｃ…吐出側端面、 ３１ｃ…吐出側端面、 ４５…収容室、 ４９…吐出側内壁面、 ５０…突起部、 ６０、６０Ａ…アキシャル吐出ポート（吐出ポート）、 ６１…第１開口部、 ６２…第１溝部、 ６３、６３Ａ…第２溝部、 ６４…接続位置（位置）、 ６５Ａ…接続位置（中途位置）、 ７１…第１輪郭線、 ７２…第２輪郭線、 ７３…第３輪郭線、 ８１…第１接続線、 ８２…第２接続線、 Ａ１…軸線、 Ａ２…軸線、 Ｃ１…第１作動室、 Ｃ２…第２作動室、 Ｌ…基準線、 Ｐ…基点、 Ｗ…溝幅、 Ｆｄｂ…雌ロータの歯底円、 Ｍｄｔ…雄ロータの歯先円
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