JP2703323B2 - スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ - Google Patents

スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ

Info

Publication number
JP2703323B2
JP2703323B2 JP1073133A JP7313389A JP2703323B2 JP 2703323 B2 JP2703323 B2 JP 2703323B2 JP 1073133 A JP1073133 A JP 1073133A JP 7313389 A JP7313389 A JP 7313389A JP 2703323 B2 JP2703323 B2 JP 2703323B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
female
screw
female rotor
male
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1073133A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02252991A (ja
Inventor
昇 壺井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=13509397&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2703323(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP1073133A priority Critical patent/JP2703323B2/ja
Priority to US07/461,912 priority patent/US5044906A/en
Publication of JPH02252991A publication Critical patent/JPH02252991A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2703323B2 publication Critical patent/JP2703323B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えばスクリュ式圧縮機,スクリュ式真空
ポンプに適用するスクリュ式ポンプ装置用スクリュロー
タに関するものである。
(従来の技術) 第5図〜第11図は、従来公知のスクリュ式圧縮機を示
し、一方に吸込口11を、他方に吐出口12を有するケーシ
ング13内に互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ(以
下、ロータという。)14,15を収納して、雄ロータ15を
回転駆動して、これとともに雌ロータ14を矢印方向に回
転させるように形成してある。そして、吸込口11から吸
込んだガスを雌雄ロータ14,15の歯溝部とケーシング13
との間に閉込めて、圧縮しつつ吐出ポート16(第6図〜
第11図参照)から吐出口12へ吐出するようになってい
る。
第6図〜第11図はこのガス吐出に係わっている両ロー
タの歯溝部Aの吐出口側端面からみた状態の経時変化を
示し、第6図に示す状態を基準にして、即ち雄ロータ回
転角度α=0゜として、第7図,第8図,第9図,第10
図,第11図に示す状態における上記回転角度αはこの順
に各々12゜,24゜,36゜,43.2゜,60゜となっている。
ここで、第6図〜第10図に示す状態では歯溝部Aは吐
出ポート16に開口する部分を有しており、容積を狭めな
がら内部の圧縮ガスを吐出ポート16に送り出している
が、第11図に示す状態では歯溝部Aは吐出ポート16から
完全に隔離されて密閉空間を形成した状態で、その容積
を零に近づけてゆくため内部のガス圧は非常に高くな
る。このため、両ロータが回転中がたつき、異常騒音,
異常振動を生じるという問題がある。
これは非対称歯形ゆえの問題であり、特公昭60−3555
7号,特公昭60−42359号,特開昭60−153486号各公報等
各種非対称歯形が提案されているが、いずれの歯形にお
いてもこの問題は生じている。
そこで、その原因についてさらに詳説すると、第6図
〜第10図に示す状態では圧縮ガスからの力により回転方
向とは逆方向に回転させようとする力を受けており、雄
ロータ15の前進側歯面で雌ロータ14の追従側歯面を押す
ようにして雄ロータ15のトルクを雌ロータ14に伝えて回
転している。これに対して、第11図に示す状態になると
歯溝部A内の圧力が異常に高くなり、雌ロータ14はこの
圧力のために第6図〜第10図の場合とは逆に回転方向に
回転させようとするトルク(ネガティブトルク)を受け
て、雄ロータ15の追従側歯面に雌ロータ14の前進側歯面
が接触した状態で回転するようになる。そして、この第
10図に示す状態から第11図に示す状態に切り替わる際
に、両ロータの歯面同志がぶつかり、異常騒音が生じて
いる。
特に油冷式の装置の場合には、第11図に示す状態で歯
溝部A内に液体状態の油が閉じ込められるために、上記
現象は著しく、時にはロータの破損事故を招くこともあ
る。
そこで、斯かる事態を防ぐために、ロータ収容空間に
面したケーシング13の吐出口側端面に吸込口側空間に連
通する凹部を設けて、上記密閉室間内に閉じ込められた
ガス、或いはガスおよび油を吸込口側へ逃がして、この
密閉空間が異常高圧になるのを回避するようにした装置
が提案されている(特公昭62−358号公報)。
また、上記ネガティブトルクの発生防止を図った歯形
の提案例もなされている(特開昭58−113595号公報)。
(発明が解決しようとする課題) 上記特公昭62−358号公報に記載の装置では、ネガテ
ィブトルクの発生を防止するために、上記密閉空間内の
高圧ガスを吸込口側に逃がすために容量効率,断熱効率
が悪くなるという問題がある。
また、特開昭58−113595号公報に記載のものでは、吐
出ポートの形状の良悪,ロータ回転数等によっては、必
ずしもネガティブトルクが発生しないとは言えず、ネガ
ティブトルクの発生について不確定な要素を残している
という問題がある。
いずれにしても、従来技術はネガティブトルクを小さ
くするか、或いは無くすことを目的としてなされたもの
である。
本発明は、上記従来の問題点を課題としてなされたも
ので、従来とは全く逆に積極的に常時雌ロータにネガテ
ィブトルクを作用させることにより、異常音、異常振動
の発生を防止するとともに、容量効率、断熱効率の向上
を可能としたスクリュ式ポンプ装置用スクリュロータを
提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために、本発明は、非対称歯形で
あって、駆動側の雄ロータの回転状態が(360゜/雄ロ
ータの歯数)の角度だけ変化する毎にその回転角の関数
として周期的に変化する非駆動側の雌ロータの吸収トル
クを雌ロータの一端に対応する雄ロータの回転角から雌
ロータの他端に対応する雄ロータの回転角にわたって積
分した値が負となる歯形を有するように形成した。
(作用) 上記のように構成することにより、雌ロータには常に
ネガティブトルクが働いて、常に雌ロータがその前進側
歯面を雄ロータの追従側歯面に接触させた状態で雄ロー
タに追従する状態で回転するようになり、歯面同志のぶ
つかり合いはなくなる。
(実施例) 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明す
る。
第1図は本発明に係るスクリュ式ポンプ装置用ロータ
を示し、互いに噛み合う一対の雌雄ロータ1,2からなっ
ている。また、この第1図は上記第6図に対応する回転
角度α=0゜の状態を示し、上記歯溝部Aは第1図では
下方に位置している。そして、以下に詳説するように、
常に雌ロータ1にはネガティブトルクが働き、雄ロータ
歯2aの追従側歯面2rに雌ロータ歯1aの前進側歯面1fが接
触して、雌ロータ1が雄ロータ2に追従して回転するよ
うに形成してある。
なお、第1図中OF,OMは雌ロータ1,雄ロータ2の中
心、PF,PDは雌ロータ1,雄ロータ2のピッチ円、ADは雄
ロータ2の歯先円、DMは雄ロータ2の歯先円ADの直径、
l1は雌ロータ1のアデンダム、DE1は上記回転角度α=
0゜の状態において雄ロータ2の前進側歯面2fが雌ロー
タ1の追従側歯面1rと接触している半径Rの断面円弧形
の部分の中心Oに対する開き角度を示している。
そこで、第5図に示す装置に本ロータを適用して第1
図に示すスクリュロータの回転中における上記回転角度
αと雌ロータ1が雄ロータ2から吸収するトルクとの関
係について説明する。
このロータの吐出口側端面における経時変化は、基本
的には従来の装置の場合と同様に各回転角度αに対して
第6図〜第11図に示す状態が対応し、各状態において雌
ロータ1にトルクを与えるのは吐出ポート16に開口して
吸込口11に連通するまでの工程にある歯溝部で、その他
の歯溝部は各々の内部で力がつり合い、トルクは生じな
い。
そして、この回転角度αと雌ロータ1に吸収されるト
ルクとの関係を示すと第2図に示すようになり、回転中
雌ロータ1が受けるトルクはこの第2図に示す状態の繰
返しとなる。
なお、本実施例の場合は雄ロータ2は5枚歯であるの
で第2図の横軸の目盛αは72゜(=360゜/5)を示し
ており、これが例えば4枚歯の場合であると目盛α
90゜となる。また、雌ロータ1の吸収トルクが正である
ことは雌ロータ1が圧縮ガスより回転方向とは逆方向に
回転させようとする力を受けていることを示している。
ここまでは、第6図〜第11図に示す状態をロータの吐
出口側端面における経時変化として捉えてきたが、スク
リュ式ポンプ装置では任意の瞬間におけるロータ軸方向
の各位置におけるロータ軸に垂直な断面における状態を
示すものでもある。例えば、ロータが吐出口側端面で第
11図に示す状態にあるときは吸込口側に向かって各断面
の状態は第11図から第6図へと変化した状態にある。即
ち、上記経時変化とは逆の方向に変化していくこととな
る。しかし、このようにロータ軸方向の位置とロータ回
転位置との関係をみた場合でも、各断面で一定の位相差
で第6図から第11図の状態を同じように繰返しており、
ロータ全長にわたってみた場合には、図中の曲線と雌ロ
ータ1の軸方向位置が循環的に変わるだけで、雌ロータ
1は第2図に示す吸収トルクを受けることになる。
したがって、任意の時刻における雌ロータ1の全体の
吸収トルクの総和は第2図の曲線の積分値で表され、具
体的には第2図中の面積(A1+A2−A3+A4)で表され、
本ロータでは常にこの面積が負となるようにして、上記
ネガティブトルクが生じるようになっている。
この吸収トルクの総和は、各種歯形形状のロータ毎に
定まり、この吸収トルクの総和と%で表したアデンダム
(アデンダム%)Apである(l1/DM)×100との関係を、
上記開き角度DE1をパラメータとして示すと第3図のよ
うになる。本発明に係るロータはこの吸収トルクの総和
が図中ハッチングを施した負の領域に属するものであ
る。したがって、アデンダム%は正に限らず負の場合も
ある。
第3図より分かるように、各DE1の値に対して本発明
に含まれるアデンダム%の境界値が定まる。このアデン
ダム%の境界値とDE1の値との関係を示したのが第4図
であり、本図より吸収トルクの総和が負となる場合は、
図中ハッチングを施した領域で、 DE1≧7.7Ap+33 となる。
なお、本発明は特に油冷式のスクリュ式ポンプ装置に
好適なものであるが、これに限るものでなくオイルフリ
ー式のものも含むものである。
(発明の効果) 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、非
対称歯形であって、駆動側の雄ロータの回転状態が(36
0゜/雄ロータの歯数)の角度だけ変化する毎にその回
転角の関数として周期的に変化する非駆動側の雌ロータ
の吸収トルクを雌ロータの一端に対応する雄ロータの回
転角から雌ロータの他端に対応する雄ロータの回転角に
わたって積分した値が負となる歯形を有するように形成
してある。
このため、常に雌ロータがその前進側歯面を雄ロータ
の追従側歯面に接触させた状態で両ロータが回転するよ
うになり、雌ロータに作用するトルクの正負の逆転時に
生じるロータ歯同志の衝突による異常音、異常振動の発
生を防ぎ、その結果としてスクリュ式ポンプ装置の容量
効率、断熱効率を向上させることが可能になるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るロータの部分正面図、第2図は雄
ロータの回転角と雌ロータの吸収トルクとの関係を示す
図、第3図は雌ロータのアデンダム%と雌ロータの吸収
トルクの総和との関係を示す図、第4図は雌ロータのア
デンダム%と開き角度DE1との関係を示す図、第5図は
スクリュ圧縮機の縦断面図、第6図〜第11図は第5図に
示す圧縮機のロータ部分を吐出口側端面からみたときの
経時変化を示す断面図である。 1……雌ロータ、1a……雌ロータ歯、2……雄ロータ、
2a……雄ロータ歯。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非対称歯形であって、駆動側の雄ロータの
    回転状態が(360゜/雄ロータの歯数)の角度だけ変化
    する毎にその回転角の関数として周期的に変化する非駆
    動側の雌ロータの吸収トルクを雌ロータの一端に対応す
    る雄ロータの回転角から雌ロータの他端に対応する雄ロ
    ータの回転角にわたって積分した値が負となる歯形を有
    することを特徴とするスクリュ式ポンプ装置用スクリュ
    ロータ。
JP1073133A 1989-03-24 1989-03-24 スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ Expired - Lifetime JP2703323B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1073133A JP2703323B2 (ja) 1989-03-24 1989-03-24 スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ
US07/461,912 US5044906A (en) 1989-03-24 1990-01-08 Screw rotor for screw pump device having negative torque on the female rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1073133A JP2703323B2 (ja) 1989-03-24 1989-03-24 スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02252991A JPH02252991A (ja) 1990-10-11
JP2703323B2 true JP2703323B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=13509397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1073133A Expired - Lifetime JP2703323B2 (ja) 1989-03-24 1989-03-24 スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5044906A (ja)
JP (1) JP2703323B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3823573B2 (ja) 1998-11-19 2006-09-20 株式会社日立製作所 スクリュー流体機械
US6167771B1 (en) * 1998-12-10 2001-01-02 Carrier Corporation Clearance distribution to reduce the leakage area
US6422847B1 (en) * 2001-06-07 2002-07-23 Carrier Corporation Screw rotor tip with a reverse curve
IT1395017B1 (it) * 2009-07-09 2012-09-05 Bora S R L Rotori per una macchina rotativa a vite
CN102606477B (zh) * 2012-03-29 2014-12-03 无锡五洋赛德压缩机有限公司 螺杆压缩机转子齿形
GB2501302B (en) * 2012-04-19 2016-08-31 The City Univ Reduced noise screw machines
TWI632298B (zh) * 2016-04-19 2018-08-11 日商日立產機系統股份有限公司 Oil-cooled screw compressor
CN114109824B (zh) * 2021-11-25 2023-08-15 江南大学 一种双螺杆转子型线综合性能判断及优化设计方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1197432A (en) * 1966-07-29 1970-07-01 Svenska Rotor Maskiner Ab Improvements in and relating to Rotary Positive Displacement Machines of the Intermeshing Screw Type and Rotors therefor
SE386960B (sv) * 1974-06-24 1976-08-23 Atlas Copco Ab Rotorer for skuvrotormaskin
US4412796A (en) * 1981-08-25 1983-11-01 Ingersoll-Rand Company Helical screw rotor profiles
SE429783B (sv) * 1981-12-22 1983-09-26 Sullair Tech Ab Rotorer for en skruvrotormaskin
JPS5929794A (ja) * 1982-08-13 1984-02-17 Hitachi Ltd スクリュー機械のロータ
JPS5937290A (ja) * 1982-08-27 1984-02-29 Hitachi Ltd スクリユ−圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
US5044906A (en) 1991-09-03
JPH02252991A (ja) 1990-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506056B2 (en) Rotary machine
KR910002727B1 (ko) 양변위(positive-displacement) 회전장치 및 그 장치용의 로우터
JP2703323B2 (ja) スクリュ式ポンプ装置用スクリュロータ
JPH08284855A (ja) 無給油ねじ圧縮機
US4501537A (en) Vane compressor having an endless camming surface minimizing torque fluctuations
US4560333A (en) Screw compressor
JPS6361510B2 (ja)
US6887056B2 (en) Oil pump rotor
JP2001073960A (ja) ギヤポンプ
US6257855B1 (en) Screw fluid machine
JP4485770B2 (ja) オイルポンプロータ
JP2002364569A (ja) 多段ルーツ真空ポンプ
US20030108444A1 (en) Scroll-type compressors
JP2004536988A (ja) 多段階螺旋ねじロータ
JPH03202686A (ja) 歯車ポンプ
JP3394065B2 (ja) 内歯歯車ポンプ
JPH04187883A (ja) トロコイドギヤポンプ
JP2011074807A (ja) スクリュー圧縮機
US3738783A (en) Screw rotor machine for compressible media
KR100393565B1 (ko) 비대칭 스크롤 압축기
RU2030638C1 (ru) Вакуумный роторный насос
KR960014087B1 (ko) 유체압축기
JPH05288177A (ja) ルーツ形空気機械
JPH1113642A (ja) 歯車ポンプ
KR100393566B1 (ko) 스크롤 압축기