JP2023135232A - スクリュー圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸込流路内の作動流体の減速に起因する加速損失を低減できるスクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】スクリュー圧縮機の吸込流路60は、雄ロータ2側の吸込行程の作動室に対して軸方向に開口し仮想平面Pvの一方側にある開始端75から他方側にある第1終了端76まで延在する雄側流路72と、雌ロータ3側の吸込行程の作動室に対して軸方向に開口し開始端75から仮想平面Pvの他方側にある第2終了端77まで延在する雌側流路73を有する。雄側流路72の流路壁はロータ歯部21側を向く雄側第1流路壁81を含み、雌側流路73の流路壁はロータ歯部31側を向く雌側第1流路壁91を含む。雄側第1流路壁81又は雌側第1流路壁91は、開始端75から第1終了端76又は第2終了端77までのうち少なくとも一部区間において開始端側から第1終了端側又は第2終了端側に向かうにつれてロータ歯部21又はロータ歯部31に接近する。【選択図】 図5
Description
本発明は、スクリュー圧縮機に係り、更に詳しくは、吸込行程の作動室に開口する吸込流路を備えるスクリュー圧縮機に関する。
スクリュー圧縮機は、互いに噛合いながら回転する雄雌一対のスクリューロータと、両スクリューロータを収納するケーシングとを備えている。この圧縮機では、両スクリューロータの歯溝とそれらを取り囲むケーシングの内壁面とによって複数の作動室が形成される。ケーシングには、外部から作動室に気体(作動流体)を導く吸込流路及び作動室から外部へ圧縮気体を導く吐出流路が設けられている。作動室は、両スクリューロータの回転に伴って軸方向に移動しつつ、その容積を増加させて吸込流路を介して気体を吸い込み、その後に容積を減少させて気体を圧縮し、最終的に吐出流路を介して圧縮気体を吐出する。このように、作動室は、吸込流路を介して気体を吸い込む吸込行程と、気体を圧縮する圧縮行程と、吐出流路を介して圧縮気体を吐出する吐出行程とを順次繰り返す。
スクリュー圧縮機の吸込流路としては、吸込行程の作動室に対してロータ軸方向に連通し、雄雌ロータの両中心軸線を通る仮想平面よりも下流側にある雄ロータ側の吸込流路及び雌ロータ側の吸込流路を有するものがある(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、給液式のスクリュー圧縮機においては、低コスト化のために小形化を実現しようとすると、スクリューロータの高速化が避けられない。無給液式のスクリュー圧縮機では、給液式のような給液によるシール効果を期待できないことから、作動室内での漏れ損失を低減させるためにスクリューロータを高速回転で運転することが多い。
スクリューロータを高速回転で運転する場合、吸込流路から作動室に流入した作動流体は高速回転に見合うように加速されることになる。もし、吸込流路を流れている作動流体が減速してしまうと、その分、吸込流路から作動室に流入する作動流体の速度が低くなるので、作動流体を加速させる量が増加してしまう。これは、スクリュー圧縮機の駆動動力が増加することを意味する。したがって、吸込流路を流れる作動流体の減速に起因する作動流体の加速量の増加は、エネルギ損失(以下、加速損失と称することがある)となってスクリュー圧縮機の効率を悪化させる。
特許文献1に記載のスクリュー圧縮機においては、吸込行程の作動室に対してロータ軸方向に連通する雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路内を作動流体が当該両流路の分岐側から仮想平面よりも下流側に向かって流れていく(特許文献1の図4における白抜き矢印を参照)。このとき、作動流体は、雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路の分岐側から下流側に向かってロータ周方向に沿って流れていくにつれて、軸方向の開口を介して徐々に作動室に吸い込まれていく。このため、作動流体の流量は、作動室に吸い込まれていく分、雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路の分岐側から下流端に向かって徐々に減少していく。
特許文献1に記載のスクリュー圧縮機においては、雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路の流路断面積が分岐側から下流端まで略一定の構造となっていると考えられる。このような構造の雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路では、作動流体の流量が下流側に向かって徐々に減少していくと、それに応じて作動流体の流速が下流側に向かって減速してしまう。このため、上述したように、雄ロータ側吸込流路及び雌ロータ側吸込流路を流れる作動流体の減速によって加速損失が生じてしまうので、スクリュー圧縮機の効率が悪化する。
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、吸込流路を流れる作動流体の減速に起因する加速損失を低減することができるスクリュー圧縮機を提供するものである。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、第1ロータ歯部を有し、第1軸線を中心に回転可能な雄ロータと、第2ロータ歯部を有し、第2軸線を中心に回転可能な雌ロータと、前記第1ロータ歯部及び前記第2ロータ歯部を互いが噛み合った状態で収容する収容室を有し、前記第1ロータ歯部及び前記第2ロータ歯部と共に複数の作動室を形成するケーシングとを備え、前記ケーシングは、前記ケーシングの外部から吸込行程の作動室に作動流体を導く吸込流路を有し、前記吸込流路は、前記吸込行程の作動室のうち前記雄ロータ側の作動室に対して前記雄ロータの軸方向に開口すると共に、前記第1軸線と前記第2軸線とを通る仮想平面よりも一方側に位置し作動流体の流入側である第1開始端から前記仮想平面よりも他方側に位置する第1終了端まで延在する雄側流路と、前記吸込行程の作動室のうち前記雌ロータ側の作動室に対して前記雌ロータの軸方向に開口すると共に、前記仮想平面よりも前記一方側に位置し作動流体の流入側である第2開始端から前記仮想平面よりも前記他方側に位置する第2終了端まで延在する雌側流路とを有し、前記雄側流路を形成する流路壁は、前記第1ロータ歯部の吸込側端面側を向き前記第1開始端から前記第1終了端まで延在する雄側第1流路壁を含み、前記雌側流路を形成する流路壁は、前記第2ロータ歯部の吸込側端面側を向き前記第2開始端から前記第2終了端まで延在する雌側第1流路壁を含み、前記雄側第1流路壁又は前記雌側第1流路壁は、前記第1開始端又は前記第2開始端から前記第1終了端又は前記第2終了端までの範囲のうちの少なくとも一部の区間において前記第1開始端側又は前記第2開始端側から前記第1終了端側又は前記第2終了端側に向かうにつれて前記第1ロータ歯部又は前記第2ロータ歯部に接近するように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、吸込行程の作動室に対してロータ軸方向に開口する雄側流路又は雌側流路における雄側第1流路壁又は雌側第1流路壁が第1終了端側又は第2終了端側に向かうにつれて第1ロータ歯部又は第2ロータ歯部に接近するので、雄側流路又は雌側流路の流路断面積が第1終了端側又は第2終了端側に向かって減少する。これにより、雄側流路又は雌側流路を流れる作動流体の減速が抑制されるので、吸込流路を流れる作動流体の減速に起因する加速損失を低減することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明のスクリュー圧縮機の実施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の実施形態に係るスクリュー圧縮機の概略構成を図1~図3を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図2は図1に示す第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機をII-II矢視から見た縦断面図である。図3は図2に示す第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機をIII-III矢視から見た横断面図である。
第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機の概略構成を図1~図3を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図2は図1に示す第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機をII-II矢視から見た縦断面図である。図3は図2に示す第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機をIII-III矢視から見た横断面図である。
図1及び図2において、スクリュー圧縮機1は、互いに噛み合って回転する一対のスクリューロータとしての雄ロータ2及び雌ロータ3と、雄雌両ロータ2、3を収容するケーシング4とを備えている。雄ロータ2は、吸込側軸受6と吐出側軸受7とにより軸線Lmを中心に回転可能に支持されている。雌ロータ3は、吸込側軸受8と吐出側軸受9とにより雄ロータ2の軸線Lmと平行な軸線Lfを中心に回転可能に支持されている。
雄ロータ2は、螺旋状の雄歯を複数有するロータ歯部21と、ロータ歯部21の軸方向の両側端部にそれぞれ設けられた吸込側シャフト部22及び吐出側シャフト部23とで構成されている。ロータ歯部21は、軸方向一方端(図1及び図2中、左端)及び他方端(図1及び図2中、右端)にそれぞれ、軸方向(軸線Lm)に対して直交する吸込側端面21a及び吐出側端面21bを有している。ロータ歯部21では、複数の雄歯間に歯溝が形成されている。吸込側シャフト部22は、例えば、ケーシング4を貫通するように構成されており、図示しない回転駆動源に連結される。回転駆動源としては、例えば、電動モータが挙げられる。
雌ロータ3は、螺旋状の雌歯を複数有するロータ歯部31と、ロータ歯部31の軸方向の両側端部にそれぞれ設けられた吸込側シャフト部32及び吐出側シャフト部33とで構成されている。ロータ歯部31は、軸方向一端(図2中、左端)及び他方端(図2中、右端)にそれぞれ、軸方向(軸線Lf)に直交する吸込側端面31a及び吐出側端面31bを有している。ロータ歯部31では、複数の雌歯間に歯溝が形成されている。
ケーシング4は、吸込側である軸方向一方側(図1及び図2中、左側)が開口する有底筒状のメインケーシング41と、メインケーシング41の開口を閉塞するようにメインケーシング41に取り付けられたメインケーシング41とは別部材の吸込側ケーシング42とを有している。ケーシング4は、雄ロータ2のロータ歯部21及び雌ロータ3のロータ歯部31を互いが噛み合った状態で収容する収容室としてのボア45を有している。ボア45は、図3に示すように、雄ロータ2のロータ歯部21を収容する円筒状の穴と雌ロータ3のロータ歯部31を収容する円筒状の穴とが部分的に重なるようにメインケーシング41に形成されている。ケーシング4の収容室を形成する壁面は、図1~図3に示すように、雄ロータ2のロータ歯部21の径方向外側を覆う雄側内周壁面45aと、雌ロータ3のロータ歯部31の径方向外側を覆う雌側内周壁面45bと、雄雌両ロータ2、3のロータ歯部21、31の吸込側端面21a、31aに対向する軸方向一方側(図1及び図2中、左側)の吸込側内壁面45c(吸込側ケーシング42のメインケーシング41側の端面42a(後述の図4参照)の一部分)と、雄雌両ロータ2、3のロータ歯部21、31の吐出側端面21b、31bに対向する軸方向他方側(図1及び図2中、右側)の吐出側内壁面45dとで構成されている。収容室(ボア45)内に収容された雄ロータ2及び雌ロータ3のロータ歯部21、31の歯溝とそれを取り囲むケーシング4の内壁面(雄側内周壁面45a、雌側内周壁面45b、吸込側内壁面45c、吐出側内壁面45d)とによって複数の作動室Cが形成される。
図1及び図2示すように、メインケーシング41には、雄ロータ2用の吐出側軸受7及び雌ロータ3用の吐出側軸受9が配設されており、吐出側軸受7及び吐出側軸受9を覆うように吐出側カバー43が取り付けられている。吸込側ケーシング42には、雄ロータ2用の吸込側軸受6及び雌ロータ3用の吸込側軸受8が配設されている。
ケーシング4には、図1に示すように、作動室Cからケーシング4の外部へ圧縮気体を導く吐出流路50が設けられている。吐出流路50は、吐出行程の作動室Cとケーシング4の外部とを連通させるものであり、ケーシング4の外壁側の開口部を構成する吐出口51と、ボア45側の開口部を構成する吐出ポート52とを有している。吐出ポート52は、ボア45における軸方向他方側(図1中、右側)の位置で且つ雄ロータ2及び雌ロータ3の双方の軸線Lm、Lfを通る仮想平面Pvよりも一方側(図1中、下側)の位置に設けられている。
また、ケーシング4には、ケーシング4の外部から作動室Cに気体を導く吸込流路60が設けられている。吸込流路60は、ケーシング4の外部と吸込行程の作動室Cとを連通させるものであり、ケーシング4の外壁側の開口部を構成する吸込口61と、ボア45側の開口部を構成する吸込ポート62とを有している。吸込口61は、例えば、ケーシング4の外周面における軸方向一方側(図1中、左側)且つ仮想平面Pvよりも他方側(図1中、上側)の位置に設けられている。吸込ポート62は、例えば、吸込行程の作動室Cに対して軸方向のみ開口するアキシャル吸込ポートとして形成されている。本実施の形態の吸込流路60の形状等の構造の詳細は後述する。
上記のように構成されたスクリュー圧縮機1においては、図2に示す雄ロータ2が回転駆動源により駆動されると、雄ロータ2によって雌ロータ3が回転駆動され、作動流体がスクリュー圧縮機1内へ吸い込まれる。作動流体は、図1に示す吸込流路60から吸込ポート62を介して作動室C内に吸い込まれる。作動室Cは、図2に示す雄雌両ロータ2、3の回転の進行に伴い軸方向に移動しつつ容積が増減する。具体的には、作動室Cは、先ず、その容積が雄雌両ロータ2、3の回転の進行に応じて徐々に増加していき作動流体を吸い込む(吸込行程)。作動室Cは、吸込行程の終了後に容積が雄雌両ロータ2、3の回転の進行に応じて徐々に減少していき作動流体を圧縮する(圧縮行程)。雄雌両ロータ2、3の回転がさらに進行すると、作動室Cが吐出ポート52に連通し、作動室内の圧縮流体が吐出流路50を介してケーシング4の外部へ吐出される。作動室Cの容積は最終的にほぼ零となり、作動室Cは再び作動流体を吸い込む吸込行程に転じる。スクリュー圧縮機1は、これらの行程を繰り返すことで作動流体を継続的に圧縮する。
なお、本実施形態のスクリュー圧縮機1は、雄ロータ2が回転駆動源により駆動されることで雌ロータ3を駆動するように構成されている。しかし、スクリュー圧縮機1は、雌ロータ3が回転駆動源により駆動されることで雄ロータ2を駆動する構成や雄雌両ロータ2、3を同期させて駆動する構成も可能である。
また、本実施形態のスクリュー圧縮機1は、作動室C内へ油や水などの液体を注入する注入ポートの無い無給液式の圧縮機として図示されている。しかし、注入ポートから作動室C内へ液体を注入する給液式のスクリュー圧縮機としても構わない。スクリュー圧縮機1が無給液式の場合には、雄ロータ2のロータ歯部21と雌ロータ3のロータ歯部31を非接触状態で回転させる必要があり、雄ロータ2と雌ロータ3を回転係合させるタイミングギア等の回転係合手段を設けるが、図1及び図2では当該回転係合手段の図示を省略している。また、吸込側軸受6、8と吐出側軸受7、9に給油する系統や雄雌両ロータ2、3のシャフト部の軸封手段の図示も省略している。
次に、第1の実施の形態に係るスクリュー圧縮機の吸込流路の構造の詳細を図1~図6を用いて説明する。図4は第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機を図2に示すIV-IV矢視から見た図である。図5は図4に示す第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機の吸込流路における第1流路壁の形状(吸込流路を形成する凹部の形状)の一例を示す説明図である。図6は第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機の吸込流路における第1流路壁の形状(吸込流路を形成する凹部の形状)の別の例を示す説明図である。図3及び図4中、太線の矢印はスクリューロータの回転方向を示している。
ケーシング4の吸込流路60は、図1~図4に示すように、吸込口61から延びる導入流路71と、導入流路71から分岐して雄ロータ2のロータ歯部21の吸込側端面21a側において雄ロータ2の周方向に沿って延びる雄側分岐流路72と、導入流路71から分岐して雌ロータ3のロータ歯部31の吸込側端面31a側において雌ロータ3の周方向に沿って延びる雌側分岐流路73とを有している。雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73は、図3に示すように、吸込行程の作動室Cに対して開口(連通)して作動流体を作動室Cに吸い込むための吸込空間を形成するものである。導入流路71は、吸込空間となる雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73に作動流体を導くものであり、作動室Cに開口していない流路である。導入流路71は、ケーシング4における仮想平面Pvよりも他方側(図1及び図3中、上側)の位置(すなわち、仮想平面Pvに対して吐出ポート52の反対側の位置)において雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73に接続するように構成されている。導入流路71は、例えば、ケーシング4のボア45よりも径方向外側の位置でロータ軸方向に沿って延びるように形成されている。
雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73は、導入流路71との接続位置(すなわち、作動流体の流入位置)から仮想平面Pvよりも一方側(図1及び図3中、下側)の領域に形成されているケーシング4の閉塞部42bの位置まで延在している。閉塞部42bは、作動室Cが雄雌両ロータ2、3の回転により所定の容積に達するときに、雄雌両ロータ2、3のロータ歯部21、31の吸込側端面21a、31aにおける歯溝の軸方向開口を閉塞するものである。本実施の形態においては、図4に示すように、雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73のうち、導入流路71との接続領域且つ互いに分岐する分岐領域である領域を雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73の開始端75と称し、雄側分岐流路72の閉塞部42b側の端部を雄側終了端76と称し、雌側分岐流路73の閉塞部42b側の端部を雌側終了端77と称する。すなわち、雄側分岐流路72は、開始端75から雄側終了端76に至るまで雄ロータ2の周方向に沿って延在している。雌側分岐流路73は、開始端75から雌側終了端77に至るまで雌ロータ3の周方向に沿って延在している。
雄側分岐流路72は、図3に示すように、吸込行程の作動室Cに対して軸方向に開口するように構成されている。雄側分岐流路72を形成する流路壁は、図1、図3、図4に示すように、雄ロータ2のロータ歯部21の吸込側端面21a側を向く第1流路壁81と、雄ロータ2の径方向外側に位置する第2流路壁82と、第2流路壁82よりも雄ロータ2の径方向内側に位置する第3流路壁83とを有している。雄側分岐流路72と同様に、雌側分岐流路73は、吸込行程の作動室Cに対して軸方向に開口するように構成されている。雌側分岐流路73を形成する流路壁は、雌ロータ3のロータ歯部31の吸込側端面31a側を向く第1流路壁91と、雌ロータ3の径方向外側に位置する第2流路壁92と、第2流路壁92よりも径方向内側に位置する第3流路壁93とを有している。雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73は、図4に示すように、吸込側ケーシング42の端面42aに対して凹部をC状に設けることで形成することが可能である。すなわち、第1流路壁81、91が軸方向に凹む吸込側ケーシング42の凹部の底面を構成すると共に、第2流路壁82、92及び第3流路壁83、93が軸方向に凹む凹部の側壁を構成している。
雄側分岐流路72の第2流路壁82は、図3に示すように、ボア45の雄側内周壁面45aよりも雄ロータ2の径方向外側に位置するように構成されている。雌側分岐流路73の第2流路壁92も、雄側分岐流路72の第2流路壁82と同様に、ボア45の雌側内周壁面45bよりも雌ロータ3の径方向外側に位置するように構成されている。雄側分岐流路72の第3流路壁83は、雄ロータ2のロータ歯部21の歯底径に略一致するように構成されている。雌側分岐流路73の第3流路壁93も、雄側分岐流路72の第3流路壁83と同様に、雌ロータ3のロータ歯部31の歯底径に略一致するように構成されている。雄側分岐流路72における第2流路壁82と第3流路壁83のロータ径方向の間隔、つまり、雄側分岐流路72の流路幅は、図4に示すように、少なくとも仮想平面Pvよりも他方側(図4中、下側)の領域において略一定になるように構成されている。同様に、雌側分岐流路73における第2流路壁92と第3流路壁93のロータ径方向の間隔、つまり、雌側分岐流路73の流路幅は、少なくとも仮想平面Pvよりも他方側(図4中、下側)の領域において略一定になるように構成されている。
雄側分岐流路72の第1流路壁81は、開始端75から雄側終了端76までの範囲のうち、少なくとも一部の区間において開始端75側から雄側終了端76側に向かうにつれて雄ロータ2のロータ歯部21に徐々に接近するように構成されている。同様に、雌側分岐流路73の第1流路壁91は、開始端75から雌側終了端77までの範囲のうち、少なくとも一部の区間において開始端75側から雌側終了端77側に向かうにつれて雌ロータ3のロータ歯部31に徐々に接近するように構成されている。
具体的には、雄側分岐流路72の第1流路壁81及び雌側分岐流路73の第1流路壁91は、例えば図5に示すような形状を有している。図5は、図4に示す雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73を一点鎖線Dm、Dfに沿って展開したものである。
雄側分岐流路72の第1流路壁81は、雄側分岐流路72の開始端75の近傍に位置する点81aから或る点81bまでの区間において、雄ロータ2のロータ歯部21の吸込側端面21aに対して等距離になるような平面として構成され、或る点81bから雄側終了端76に位置する点81cに向かうにつれて徐々に雄ロータ2の吸込側端面21aに接近する傾斜面として構成されている。すなわち、第1流路壁81は、雄ロータ2の吸込側端面21aに接近する傾斜面が仮想平面Pvよりも他方側(図4中、上側)の位置から雄側終了端76に至るまで延在している。また、換言すると、吸込ケーシング42における雄側分岐流路72を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点81aから点81bまでの区間において略一定となるように構成されると共に、点81bから点81cに向かうにつれて徐々に浅くなるように構成されている。点81bは、例えば、仮想平面Pvよりも開始端75側にあって、仮想平面Pvに直交し且つ雄ロータ2の軸線Lmを通るような位置である。
同様に、雌側分岐流路73の第1流路壁91は、雌側分岐流路73の開始端75の近傍に位置する点91aから或る点91bまでの区間において、雌ロータ3のロータ歯部31の吸込側端面31aに対して等距離になるような平面として構成され、或る点91bから雌側終了端77に位置する点91cに向かうにつれて徐々に雌ロータ3の吸込側端面31aに接近する傾斜面として構成されている。すなわち、第1流路壁91は、雌ロータ3の吸込側端面31aに接近する傾斜面が仮想平面Pvよりも他方側(図4中、上側)の位置から雌側終了端77に至るまで延在している。また、換言すると、吸込ケーシング42における雌側分岐流路73を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点91aから点91bまでの区間において略一定となるように構成されると共に、点91bから点91cに向かうにつれて徐々に浅くなるように構成されている。点91bは、例えば、仮想平面Pvよりも開始端75側にあって、仮想平面Pvに直交し且つ雌ロータ3の軸線Lfを通るような位置である。
また、雄側分岐流路72の第1流路壁81及び雌側分岐流路73の第1流路壁91を、例えば図6に示すような形状に構成することも可能である。図6は、図4に示す雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73を一点鎖線Dm、Dfに沿って展開したものである。
詳細には、雄側分岐流路72の第1流路壁81は、点81aから点81bまでの区間において雄ロータ2の吸込側端面21aに対して等距離になるような平面として構成され(図5の場合と同様)、或る点81bから雄側終了端76に至る前の或る点81dに向かうにつれて徐々に雄ロータ2の吸込側端面21aに接近する傾斜面として構成され、或る点81dから雄側終了端76に位置する点81cに至るまでの区間において雄ロータ2の吸込側端面21aに対して等距離になるような平面として構成されている。すなわち、第1流路壁81は、雄側終了端76に至る所定の区間が平面として構成されている。また、換言すると、吸込ケーシング42における雄側分岐流路72を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点81aから点81bまでの区間において略一定となるように構成され、点81bから雄側終了端76に至る前の点81dに向かうにつれて徐々に浅くなるように構成され、点81dから雄側終了端76に位置する点81cまでの区間において略一定となるように構成されている。
同様に、雌側分岐流路73の第1流路壁91は、点91aから点91bまでの区間において雌ロータ3の吸込側端面31aに対して等距離になるような平面として構成され(図5の場合と同様)、或る点91bから雌側終了端77に至る前の或る点91dに向かうにつれて徐々に雌ロータ3の吸込側端面31aに接近する傾斜面として構成され、或る点91dから雌側終了端77に位置する点91cに至るまでの区間において雌ロータ3の吸込側端面31aに対して等距離になるような平面として構成されている。すなわち、第1流路壁91は、雌側終了端77に至る所定の区間が平面として構成されている。また、換言すると、吸込ケーシング42における雌側分岐流路73を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点91aから点91bまでの区間において略一定となるように構成され、点91bから雌側終了端77に至る前の点91dに向かうにつれて徐々に浅くなるように構成され、点91dから雌側終了端77に位置する点91cまでの区間において略一定となるように構成されている。
上述のように構成されたスクリュー圧縮機1の吸込流路60においては、導入流路71から流入した作動流体は、雄側分岐流路72の開始端75から雄側終了端76に向かって流れつつ軸方向に開口する吸込ポート62を介して作動室Cに吸い込まれていくと共に、雌側分岐流路73の開始端75から雌側終了端77に向かって流れつつ軸方向に開口する吸込ポート62を介して作動室Cに吸い込まれていく。
次に、第1の実施の形態に係るスクリュー圧縮機の作用及び効果を比較例のスクリュー圧縮機と比較して説明する。まず、比較例のスクリュー圧縮機の吸込流路の構造を図7~図10を用いて説明する。図7は本発明の第1の実施形態に対する比較例のスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図8は図7に示す比較例のスクリュー圧縮機をVIII-VIII矢視から見た縦断面図である。図9は図7に示す比較例のスクリュー圧縮機をIX-IX矢視から見た図である。図10は図9に示す比較例のスクリュー圧縮機の吸込流路における第1流路壁の形状(吸込流路を形成する凹部の形状)を示す説明図である。なお、図7~図10において、図1~図6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。
比較例のスクリュー圧縮機101が本実施の形態に係るスクリュー圧縮機1と異なる主な点は、ケーシング104に形成された吸込流路160のうち、吸込側ケーシング142に形成された雄側分岐流路172及び雌側分岐流路173の形状が異なることである。比較例のスクリュー圧縮機101のそれ以外の構成は、本実施の形態に係るスクリュー圧縮機1の構成と同様である。
具体的には、比較例の雄側分岐流路172の第1流路壁181は、図7~図9に示すように、開始端75から雄側終了端76に至るまで雄ロータ2のロータ歯部21の吸込側端面21aに対して等距離に維持されるように構成されている。同様に、雌側分岐流路173の第1流路壁191は、開始端75から雌側終了端77に至るまで雌ロータ3のロータ歯部31の吸込側端面31aに対して等距離に維持されるように構成されている。
詳細には、雄側分岐流路172の第1流路壁181及び雌側分岐流路173の第1流路壁191は、図10に示す形状を有している。図10は、図9に示す雄側分岐流路172及び雌側分岐流路173を一点鎖線Dm、Dfに沿って展開したものである。雄側分岐流路172の第1流路壁181は、雄側分岐流路172の開始端75の近傍に位置する点81aから雄側終了端76に位置する点81c至る区間において、雄ロータ2の吸込側端面21aに対して等距離になるような平面として構成されている。換言すると、吸込側ケーシング142における雄側分岐流路172を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点81aから雄側終了端76に位置する点81c至るまで略一定になるように構成されている。同様に、雌側分岐流路173の第1流路壁191は、雌側分岐流路173の開始端75の近傍に位置する点91aから雌側終了端77に位置する点91cに至る区間において雌ロータ3の吸込側端面31aに対して等距離になるような平面として構成されている。換言すると、吸込側ケーシング142における雌側分岐流路173を形成する凹部底面は、軸方向の深さが点91aから雌側終了端77に位置する点91cに至る区間において略一定となるように構成されている。
比較例のスクリュー圧縮機101においては、図7に示す吸込流路160の導入流路71から流入した作動流体は、図9に示す雄側分岐流路172の開始端75から雄側終了端76に向かって流れつつ軸方向に開口する吸込ポート62(図8参照)を介して作動室Cに徐々に吸い込まれていくと共に、雌側分岐流路173の開始端75から雌側終了端77に向かって流れつつ軸方向に開口する吸込ポート62を介して作動室Cに徐々に吸い込まれていく。このため、作動流体の流量は、作動室Cに吸い込まれていく分、雄側分岐流路172の開始端75から雄側終了端76に向かうにつれて徐々に減少していくと共に、雌側分岐流路173の開始端75から雌側終了端77に向かうにつれて徐々に減少していく。
比較例のスクリュー圧縮機101においては、雄側分岐流路172の第1流路壁181が雄ロータ2の吸込側端面21aに対して略等距離に維持されていると共に、雌側分岐流路173の第1流路壁191が雌ロータ3の吸込側端面31aに対して略等距離に維持されている。このため、雄側分岐流路172及び雌側分岐流路173を流れる作動流体は、開始端75側から雌側終了端77側に向かうにつれて減速してしまう。このため、減速した作動流体は、その減速分、吸込ポート62を介して作動室Cへ吸込まれるときに高速回転している雄ロータ2により加速される量が増大するので、加速損失が生じてスクリュー圧縮機の効率が悪化する。
それに対して、本実施の形態に係るスクリュー圧縮機1においては、雄側分岐流路72の第1流路壁81が開始端75から雄側終了端76までの範囲のうちの少なくとも一部の区間において開始端75側から雄側終了端76側に向かうにつれて雄ロータ2のロータ歯部21に徐々に接近するように構成されている。同様に、雌側分岐流路73の第1流路壁91が開始端75から雌側終了端77までの範囲のうちの少なくとも一部の区間において開始端75側から雌側終了端77側に向かうにつれて雌ロータ3のロータ歯部31に徐々に接近するように構成されている。これにより、雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73の流路断面積が雄側終了端76側及び雌側終了端77側に向かって減少する区間があるので、その分、比較例のスクリュー圧縮機101の構成の場合よりも、雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73を流れる作動流体の減速を抑制することができる。このため、雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73から吸込ポート62を介して作動室Cに流入する際の加速量を低減することができ、スクリュー圧縮機1のエネルギ効率の向上を図ることができる。
上述したように、本実施の形態に係るスクリュー圧縮機1は、ロータ歯部21(第1ロータ歯部)を有し軸線Lm(第1軸線)を中心に回転可能な雄ロータ2と、ロータ歯部31(第2ロータ歯部)を有し軸線Lf(第2軸線)を中心に回転可能な雌ロータ3と、ロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)を互いが噛み合った状態で収容する収容室45を有し、ロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)と共に複数の作動室Cを形成するケーシング4とを備える。ケーシング4は、ケーシング4の外部から吸込行程の作動室Cに作動流体を導く吸込流路60を有する。吸込流路60は、吸込行程の作動室Cのうち雄ロータ2側の作動室Cに対して雄ロータ2の軸方向に開口すると共に、軸線Lm(第1軸線)と軸線Lf(第2軸線)とを通る仮想平面Pvよりも一方側に位置し作動流体の流入側である第1開始端75から仮想平面Pvよりも他方側に位置する雄側終了端76(第1終了端)まで延在する雄側分岐流路72(雄側流路)と、吸込行程の作動室Cのうち雌ロータ3側の作動室Cに対して雌ロータ3の軸方向に開口すると共に、仮想平面Pvよりも前記一方側に位置し作動流体の流入側である第2開始端75から仮想平面Pvよりも前記他方側に位置する雌側終了端77(第2終了端)まで延在する雌側分岐流路73(雌側流路)とを有する。雄側分岐流路72(雄側流路)を形成する流路壁はロータ歯部21(第1ロータ歯部)の吸込側端面21a側を向き第1開始端75から雄側終了端76(第1終了端)まで延在する第1流路壁81(雄側第1流路壁)を含み、雌側分岐流路73(雌側流路)を形成する流路壁は、ロータ歯部31(第2ロータ歯部)の吸込側端面31a側を向き第2開始端75から雌側終了端77(第2終了端)まで延在する第1流路壁91(雌側第1流路壁)を含む。第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)は、第1開始端75又は第2開始端75から雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)までの範囲のうちの少なくとも一部の区間において第1開始端75側又は第2開始端75側から雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に向かうにつれて第1ロータ歯部)又はロータ歯部31(第2ロータ歯部)に接近するように構成されている。
この構成によれば、吸込行程の作動室Cに対してロータ軸方向に開口する雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)における第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かうにつれてロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)に接近するように形成されているので、雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)の流路断面積が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かって減少する。これにより、雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)を流れる作動流体の減速が抑制されるので、吸込流路60を流れる作動流体の減速に起因する加速損失を低減することができる。
また、本実施の形態においては、第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側から雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かうにつれてロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)に徐々に接近する傾斜面を有している。
この構成によれば、雄側分岐流路72(雄側流路)を形成する第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は雌側分岐流路73(雌側流路)を形成する第1流路壁91(雌側第1流路壁)が傾斜面を有しているので、雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)内の作動流体の流れを乱すことなく流路断面積を減少させることができる。
また、本実施の形態においては、第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)における傾斜面が仮想平面Pvよりも前記一方側の位置から雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に至るまで延在している。
この構成によれば、雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)の流路断面積を雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に至るまで縮小することで、雄側分岐流路72(雄側流路)又は雌側分岐流路73(雌側流路)を流れる作動流体の減速抑制効果を高めることができる。
また、本実施の形態においては、第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)の傾斜面が仮想平面Pvよりも前記一方側の位置から雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に至る前の或る位置81d、91dまで延在すると共に、当該或る位置81d、91dから雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に至る区間がロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)に対して等距離になるような平面として構成されている。
この構成によれば、第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)の傾斜面を雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)の手前までに制限しているので、雄側終了端76(第1終了端)又は雌側終了端77(第2終了端)に至る区間における第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)の加工が傾斜面の場合よりも容易になる。
また、本実施の形態においては、雄側分岐流路72(雄側流路)は第1開始端75から雄側終了端76(第1終了端)に向かう方向が雄ロータ2の回転方向と一致するように構成されていると共に、雌側分岐流路73(雌側流路)は第2開始端75から雌側終了端77(第2終了端)に向かう方向が雌ロータ3の回転方向と一致するように構成されている。
この構成によれば、雄側分岐流路72(雄側流路)及び雌側分岐流路73(雌側流路)の流れる作動流体の方向が雄ロータ2及び雌ロータ3の回転方向と一致するので、雄側分岐流路72及び雌側分岐流路73から作動室Cに流入する際の作動流体の圧力損失を低減することができる。
また、本実施の形態においては、ケーシング4がロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)を収容可能なメインケーシング41(第1ケーシング)と、雄側分岐流路72(雄側流路)及び雌側分岐流路73(雌側流路)を有しメインケーシング41(第1ケーシング)に取り付けられるメインケーシング41(第1ケーシング)とは別部材の吸込側ケーシング42(第2ケーシング)とを有する。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図11~図13を用いて説明する。図11は本発明の第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図12は図11に示す第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機をXII-XII矢視から見た横断面図である。図13は図11に示す第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機をXIII-XIII矢視から見た図である。図14は本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図2に示すIII-III矢視と同様な矢視から見た横断面図である。なお、図11~図13において、図1~図10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。
次に、本発明の第2の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図11~図13を用いて説明する。図11は本発明の第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図12は図11に示す第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機をXII-XII矢視から見た横断面図である。図13は図11に示す第2の実施形態に係るスクリュー圧縮機をXIII-XIII矢視から見た図である。図14は本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図2に示すIII-III矢視と同様な矢視から見た横断面図である。なお、図11~図13において、図1~図10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。
第2の実施の形態によるスクリュー圧縮機1Aが第1の実施の形態に係るスクリュー圧縮機1と異なる主な点は、ケーシング4Aに形成された吸込流路60Aのうち、吸込側ケーシング42Aに形成された雄側分岐流路72A及び雌側分岐流路73Aの形状が異なることである。本実施の形態のスクリュー圧縮機1Aのそれ以外の構成は、第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機1の構成と同様である。
具体的には、雄側分岐流路72Aを形成する流路壁のうち、雄ロータ2の径方向外側に位置する第2流路壁82Aは、図11及び図12に示すように、雄ロータ2の軸方向から見たときに、ケーシング4Aの収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45aに部分的に略一致するように構成されている。詳細には、第2流路壁82Aは、仮想平面Pvの位置から雄側終了端76に至る範囲において収容室(ボア)45の雄側内周壁面45aと一致するように構成されている。第2流路壁82Aにおける雄ロータ2の径方向の位置は、収容室(ボア)45の軸方向に開口する開口部を閉塞しない範囲のなかで最も小さい位置となっている。本実施の形態の第2流路壁82Aは、第1の実施形態の第2流路壁82よりも第3流路壁83側に接近するように構成されている。つまり、雄側分岐流路72Aにおける第2流路壁82Aと第3流路壁83のロータ径方向の間隔(雄側分岐流路72Aの流路幅)は、図13に示すように、第1の実施形態の雄側分岐流路72の流路幅よりも狭くなっている。このため、雄側分岐流路72Aの流路断面積が第1の実施形態の雄側分岐流路72の流路断面積よりも小さくなっている。これにより、第1の実施形態と比較して雄側分岐流路72Aを流れる作動流体の流速の低下を更に抑制することができるので、より加速損失を低減することができる。
同様に、雌側分岐流路73Aを形成する流路壁のうち、雌ロータ3の径方向外側に位置する第2流路壁92Aは、図11及び図12に示すように、雌ロータ3の軸方向から見たときに、ケーシング4Aの収容室(ボア)45の壁面である雌側内周壁面45bに部分的に略一致するように構成されている。詳細には、第2流路壁92Aは、仮想平面Pvの位置から雌側終了端77に至る範囲において収容室(ボア)45の雌側内周壁面45bと一致するように構成されている。つまり、雌側分岐流路73Aにおける第2流路壁92Aと第3流路壁93のロータ径方向の間隔(雌側分岐流路73Aの流路幅)は、図13に示すように、第1の実施形態の雌側分岐流路73の流路幅よりも狭くなっている。このため、雌側分岐流路73Aの流路断面積が第1の実施形態の雌側分岐流路73の流路断面積よりも小さくなっている。これにより、第1の実施形態と比較して雌側分岐流路73Aを流れる作動流体の流速の低下を更に抑制することができるので、より加速損失を低減することができる。
上述した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、吸込行程の作動室Cに対してロータ軸方向に開口する雄側分岐流路72A(雄側流路)又は雌側分岐流路73A(雌側流路)における第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かうにつれてロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)に接近するように形成されているので、雄側分岐流路72A(雄側流路)又は雌側分岐流路73A(雌側流路)の流路断面積が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かって減少する。これにより、雄側分岐流路72A(雄側流路)又は雌側分岐流路73A(雌側流路)を流れる作動流体の減速が抑制されるので、吸込流路60Aを流れる作動流体の減速に起因する加速損失を低減することができる。
また、本実施の形態においては、雄側分岐流路72A(雄側流路)を形成する雄ロータ2の径方向外側の第2流路壁82A又は雌側分岐流路73A(雌側流路)を形成する雌ロータ3の径方向外側の第2流路壁92Aが、雄ロータ2の軸方向又は雌ロータ3の軸方向から見たときに、収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45a又は雌側内周壁面45bと少なくとも部分的に一致するように構成されている。
この構成によれば、雄側分岐流路72A(雄側流路)から作動室Cに向かう作動流体の流れ成分として、ロータ径方向の成分が生じにくくなるので、圧力損失を低減することができる。
また、本実施の形態においては、雄側分岐流路72A(雄側流路)の第2流路壁82A又は雌側分岐流路73A(雌側流路)の第2流路壁92Aが、雄ロータ2又は雌ロータ3の軸方向から見たときに、仮想平面Pvの位置から雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)に至る範囲において収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45a又は雌側内周壁面45bと一致するように構成されている。
この構成によれば、雄側分岐流路72A(雄側流路)又は雌側分岐流路73A(雌側流路)の流路断面積が第1の実施の形態の構成の場合よりも小さくなるので、雄側分岐流路72A(雄側流路)又は雌側分岐流路73A(雌側流路)から作動室Cへ吸込まれるときに高速回転している雄ロータ2又は雌ロータ3により加速される量を更に抑制することができ、加速損失によるスクリュー圧縮機の効率悪化を抑制することができる。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機について図14を用いて説明する。図14は本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図2に示すIII-III矢視と同様な矢視から見た横断面図である。なお、図14において、図1~図13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。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機について図14を用いて説明する。図14は本発明の第3の実施の形態に係るスクリュー圧縮機を図2に示すIII-III矢視と同様な矢視から見た横断面図である。なお、図14において、図1~図13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。
第2の実施の形態によるスクリュー圧縮機1Bが第1の実施の形態に係るスクリュー圧縮機1と異なる主な点は、ケーシング4Bに形成された吸込流路60Bのうち、吸込側ケーシング42Bに形成された雄側分岐流路72B及び雌側分岐流路73Bの形状が異なることである。本実施の形態のスクリュー圧縮機1Bのそれ以外の構成は、第1の実施形態に係るスクリュー圧縮機1の構成と同様である。
具体的には、雄側分岐流路72Bを形成する流路壁のうち、雄ロータ2の径方向外側に位置する第2流路壁82Bは、図14に示すように、雄ロータ2の軸方向から見たときに、ケーシング4Bの収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45aに部分的に略一致するように構成されている。詳細には、第2流路壁82Bは、仮想平面Pvの位置から雄側終了端76に向かうにつれて収容室(ボア)45の雄側内周壁面45aに対して雄ロータ2の径方向外側から徐々に接近してから一致するように構成されている。本実施の形態の第2流路壁82Bは、雄側終了端76側に向かって第3流路壁83に接近するように構成されている。つまり、図14に示すように、雄側分岐流路72Bにおける第2流路壁82Bと第3流路壁83のロータ径方向の間隔(雄側分岐流路72Bの流路幅)が雄側終了端76側に向かって狭くなっているので、雄側分岐流路72Bの流路断面積が雄側終了端76側に向かって小さくなっている。
同様に、雌側分岐流路73Bを形成する流路壁のうち、雌ロータ3の径方向外側に位置する第2流路壁92Bは、雌ロータ3の軸方向から見たときに、ケーシング4Bの収容室(ボア)45の壁面である雌側内周壁面45bに部分的に略一致するように構成されている。詳細には、第2流路壁92Bは、仮想平面Pvの位置から雌側終了端77に向かうにつれて収容室(ボア)45の雌側内周壁面45bに対して雌ロータ3の径方向外側から徐々に接近してから一致するように構成されている。本実施の形態の第2流路壁92Bは、雌側終了端77側に向かって第3流路壁93に接近するように構成されている。つまり、図14に示すように、雌側分岐流路73Bにおける第2流路壁92Bと第3流路壁93のロータ径方向の間隔(雌側分岐流路73Bの流路幅)が雌側終了端77側に向かって狭くなっているので、雌側分岐流路73Bの流路断面積が雌側終了端77側に向かって小さくなっている。
本実施形態の雄側分岐流路72B及び雌側分岐流路73Bの構造は、スクリュー圧縮機の小型化により、ケーシング4Bの収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45a及び雌側内周壁面45bに対して第2流路壁82B及び第2流路壁92Bを一致させる区間を長くすることが困難であるある場合に好適である。
上述した第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、吸込行程の作動室Cに対してロータ軸方向に開口する雄側分岐流路72B(雄側流路)又は雌側分岐流路73B(雌側流路)における第1流路壁81(雄側第1流路壁)又は第1流路壁91(雌側第1流路壁)が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かうにつれてロータ歯部21(第1ロータ歯部)及びロータ歯部31(第2ロータ歯部)に接近するように形成されているので、雄側分岐流路72B(雄側流路)又は雌側分岐流路73B(雌側流路)の流路断面積が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かって減少する。これにより、雄側分岐流路72B(雄側流路)又は雌側分岐流路73B(雌側流路)を流れる作動流体の減速が抑制されるので、吸込流路60Bを流れる作動流体の減速に起因する加速損失を低減することができる。
また、本実施の形態においては、雄側分岐流路72B(雄側流路)の第2流路壁82B又は雌側分岐流路73B(雌側流路)の第2流路壁92Bが、雄ロータ2又は雌ロータ3の軸方向から見たときに、仮想平面Pvの位置から雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)に向かうにつれて収容室(ボア)45の壁面である雄側内周壁面45a又は雌側内周壁面45bに対して雄ロータ2又は雌ロータ3の径方向外側から徐々に接近してから一致するように構成されている。
この構成によれば、雄側分岐流路72B(雄側流路)又は雌側分岐流路73B(雌側流路)の流路断面積が雄側終了端76(第1終了端)側又は雌側終了端77(第2終了端)側に向かって徐々に小さくなっているので、雄側分岐流路72B(雄側流路)又は雌側分岐流路73B(雌側流路)を流れる作動流体の減速をさらに抑制することができる。
[その他の実施の形態]
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、吸込流路60の吸込ポート62が吸込行程の作動室Cに対してロータ軸方向のみに開口するように構成された例を示した。しかし、当該吸込ポートが吸込行程の作動室Cに対してロータ径方向にもが開口する構成も可能である。ただし、この構成の場合、作動室に流入した作動流体が遠心作用によってロータ径方向に開口する吸込ポートを介した漏れが発生する。したがって、吸込ポート62がロータ軸方向のみに開口する構成の方が作動流体の減速抑制に好適である。
1、1A、1B…スクリュー圧縮機、 2…雄ロータ、 3…雌ロータ、 4、4A、4B…ケーシング、 21…ロータ歯部(第1ロータ歯部)、 31…ロータ歯部(第2ロータ歯部)、 41…メインケーシング(第1ケーシング)、 42、42A、42B…吸込側ケーシング(第2ケーシング)、 45…ボア(収容室)、 45a…雄側内周壁面(収容室の壁面)、 45b…雌側内周壁面(収容室の壁面)、 60、60A、60B…吸込流路、 72、72A、72B…雄側分岐流路(雄側流路)、 73、73A、73B…雌側分岐流路(雌側流路)、 75…開始端(第1開始端、第2開始端)、 76…雄側終了端(第1終了端)、 77…雌側終了端(第2終了端)、 81…第1流路壁(雄側第1流路壁)、 82、82A、82B…第2流路壁、 81d…或る点(或る位置)、 91…第1流路壁(雌側第1流路壁)、 91d…或る点(或る位置)、 92、92A、92B…第2流路壁、 C…作動室、Lm…軸線(第1軸線)、Lf…軸線(第2軸線)、 Pt…仮想平面
Claims (10)
- 第1ロータ歯部を有し、第1軸線を中心に回転可能な雄ロータと、
第2ロータ歯部を有し、第2軸線を中心に回転可能な雌ロータと、
前記第1ロータ歯部及び前記第2ロータ歯部を互いが噛み合った状態で収容する収容室を有し、前記第1ロータ歯部及び前記第2ロータ歯部と共に複数の作動室を形成するケーシングとを備え、
前記ケーシングは、前記ケーシングの外部から吸込行程の作動室に作動流体を導く吸込流路を有し、
前記吸込流路は、
前記吸込行程の作動室のうち前記雄ロータ側の作動室に対して前記雄ロータの軸方向に開口すると共に、前記第1軸線と前記第2軸線とを通る仮想平面よりも一方側に位置し作動流体の流入側である第1開始端から前記仮想平面よりも他方側に位置する第1終了端まで延在する雄側流路と、
前記吸込行程の作動室のうち前記雌ロータ側の作動室に対して前記雌ロータの軸方向に開口すると共に、前記仮想平面よりも前記一方側に位置し作動流体の流入側である第2開始端から前記仮想平面よりも前記他方側に位置する第2終了端まで延在する雌側流路とを有し、
前記雄側流路を形成する流路壁は、前記第1ロータ歯部の吸込側端面側を向き前記第1開始端から前記第1終了端まで延在する雄側第1流路壁を含み、
前記雌側流路を形成する流路壁は、前記第2ロータ歯部の吸込側端面側を向き前記第2開始端から前記第2終了端まで延在する雌側第1流路壁を含み、
前記雄側第1流路壁又は前記雌側第1流路壁は、前記第1開始端又は前記第2開始端から前記第1終了端又は前記第2終了端までの範囲のうちの少なくとも一部の区間において前記第1開始端側又は前記第2開始端側から前記第1終了端側又は前記第2終了端側に向かうにつれて前記第1ロータ歯部又は前記第2ロータ歯部に接近するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側第1流路壁又は前記雌側第1流路壁は、前記第1開始端側又は前記第2開始端側から前記第1終了端側又は前記第2終了端側に向かうにつれて前記第1ロータ歯部又は前記第2ロータ歯部に徐々に接近する傾斜面を有している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項2に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側第1流路壁又は前記雌側第1流路壁は、前記傾斜面が前記仮想平面よりも前記一方側の位置から前記第1終了端又は前記第2終了端に至るまで延在している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項2に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側第1流路壁又は前記雌側第1流路壁は、前記傾斜面が前記仮想平面よりも前記一方側の位置から前記第1終了端又は前記第2終了端に至る前の或る位置まで延在すると共に、当該或る位置から前記第1終了端又は前記第2終了端に至る区間が前記第1ロータ歯部又は前記第2ロータ歯部に対して等距離になるような平面として構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側流路を形成する前記雄ロータの径方向外側の第2流路壁又は前記雌側流路を形成する前記雌ロータの径方向外側の第2流路壁は、前記雄ロータの軸方向又は前記雌ロータの軸方向から見たときに、前記収容室の壁面と少なくとも部分的に一致するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項5に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側流路の前記第2流路壁又は前記雌側流路の前記第2流路壁は、前記雄ロータの軸方向又は前記雌ロータの軸方向から見たときに、前記仮想平面の位置から前記第1終了端又は前記第2終了端に向かうにつれて、前記収容室の前記壁面に対して前記雄ロータの径方向外側又は前記雌ロータの径方向外側から徐々に接近してから一致するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項5に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側流路の前記第2流路壁又は前記雌側流路の前記第2流路壁は、前記雄ロータの軸方向又は前記雌ロータの軸方向から見たときに、前記仮想平面の位置から前記第1終了端又は前記第2終了端に至る範囲において前記収容室の前記壁面と一致するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄側流路は、前記第1開始端から前記第1終了端に向かう方向が前記雄ロータの回転方向と一致するように構成されていると共に、
前記雌側流路は、前記第2開始端から前記第2終了端に向かう方向が前記雌ロータの回転方向と一致するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、
前記ケーシングは、
前記第1ロータ歯部及び前記第2ロータ歯部を収容可能な第1ケーシングと、
前記雄側流路及び前記雌側流路を有し、前記第1ケーシングに取り付けられる前記第1ケーシングとは別部材の第2ケーシングとを有する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 - 請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、
前記吸込流路は、前記吸込行程の作動室に対して前記雄ロータ及び前記雌ロータの軸方向のみに開口するように構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2022040336A JP2023135232A (ja) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | スクリュー圧縮機 |
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JP2022040336A Pending JP2023135232A (ja) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | スクリュー圧縮機 |
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- 2022-03-15 JP JP2022040336A patent/JP2023135232A/ja active Pending
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- 2023-03-03 WO PCT/JP2023/008100 patent/WO2023176517A1/ja unknown
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