JP3086217B1 - デュアルスクリュー回転子装置 - Google Patents

デュアルスクリュー回転子装置

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Abstract

【要約】 【課題】 有効に出口端の流体回流、パワー消耗、運転
の騒音、加工コストを減少できるデュアルスクリュー回
転子装置の提供。 【解決手段】 本発明は、一つのケースと一対のスクリ
ュー回転子を具備し、該ケース内環壁に囲まれた中空圧
縮室に、一つの入口と一つの出口があり、二つのスクリ
ュー回転子が相互に噛み合い並びに該圧縮室内に置か
れ、各一つのスクリュー回転子に少なくとも一つの雄ネ
ジが設けられ、そのピークの形成する外周径とケース内
環壁が密接に当接し、ネジ溝の底が溝底径を形成し、ピ
ークと溝底の間にネジ山の高さが、入口端より出口端に
向けて減少し、ネジ山のピッチが同じとされ、ケース内
環壁、スクリュー回転子のネジ山の溝底径と外周径に囲
まれてなる少なくとも一つの気室の体積がケースの入口
端から出口端に向けて徐々に減少することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一種のデュアルスク
リュー回転子装置に係り、特に、水或いは空気のポン
プ、圧縮機等における流体圧力の改変に適用されるデュ
アルスクリュー回転子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝統的な周知のデュアルスクリュー回転
子装置は図４、５に示されるようであり、それは中空の
ケース５の内部の圧縮室５１内に一対の、相互に噛み合
うスクリュー回転子６が設けられている。図示されるの
は、有名なメーカーＫＡＳＨＩＹＡＭＡ ＩＮＤＵＳＴ
ＲＩＥＳ，ＬＴＤ．の製品である。これらの図に示され
るように、各一つのスクリュー回転子６のネジ山６０は
同じピッチＰを具備し、且つ同じ断面形状を具備する。
このためスクリュー回転子６の伝送気室５２はスクリュ
ー回転子６の伝送過程で改変されず、出口端５１２の圧
力差が過大となり気体の回流、過大な騒音、エネルギー
資源の浪費の問題が形成された。
【０００３】図６にはもう一種類の伝統的なデュアルス
クリュー回転子装置であり、米国パテントＮｏ．５，６
６７，３７０公告に記載されたものである。それは、ネ
ジ山６１に異なるピッチが設けられ（Ｐ1 ≠Ｐ2 ）、入
口端５１３から出口端５１４に向けてピッチが徐々に縮
小されている（Ｐ1 ＞Ｐ2 ）。これにより気室５３、５
４が徐々に縮小され、且つ各断面形状もまた徐々に小さ
く、狭くなっている。しかし、このような変化するピッ
チを具備するネジ山６１の各断面の圧力角と外形はいず
れも異なり、このパテントの明細書に記載の方程式から
そのピッチを定義して加工するのには相当な困難が伴う
ことが察せられ、特殊な機器による加工を行わなければ
ただ「近似」のネジ山６１の線形の加工しか行えず、そ
の加工コストは比較的高くつき、また回転子のパワーに
も不良な影響があり、さらに各断面がいずれも精密な研
磨を必要とし、そうでなければ干渉現象を発生する恐れ
があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一種のデュ
アルスクリュー回転子装置を提供することを課題とし、
それは有効に出口端の流体回流の状況を減少でき、パワ
ー消耗を減少でき、並びに運転の騒音を低くすることが
できる装置であるものとする。
【０００５】本発明のもう一つの課題は、上記デュアル
スクリュー回転子装置を、加工が容易で、製造コストが
低いという優れた点を具えたものとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、デュ
アルスクリュー回転子装置において、ケースとされ、そ
の内環壁に囲まれた中空の圧縮室を具備し、一つの入口
と一つの出口を具えた、上記ケース、一対のスクリュー
回転子とされ、相互に噛み合い並びに該圧縮室内に収容
され、各一つのスクリュー回転子が少なくとも一つのネ
ジ山を具え、各一つの該ネジ山のピッチが等しく、該ネ
ジ山のピークが環状に外周径を形成し、該外周径がケー
スの入口端より出口端に向けて非線形方式で徐々に減少
し、該外周径が該ケースの内環壁と密接に当接し、該ネ
ジ山のネジ溝の溝底が環状に溝底径を形成し、該溝底径
がケースの入口端より出口端に向けて非線形方式で徐々
に増加し、該ピークとネジ溝の溝底との間にネジ山の高
さが形成され、ネジ山の高さが該入口端より該出口端に
向けて徐々に減少する、上記一対のスクリュー回転子、
少なくとも一つの気室とされ、該内環壁、スクリュー回
転子のネジ溝及びネジ山の側壁の間に形成され、これら
気室の体積がケースの入口端より出口端に向けて徐々に
減少する、上記少なくとも一つの気室、以上を具備した
ことを特徴とする、デュアルスクリュー回転子装置とし
ている。請求項２の発明は、前記デュアルスクリュー回
転子装置において、外周径の非線形方式で徐々に減少す
る線形が、外側に突出する円弧形とされたことを特徴と
する、請求項１に記載のデュアルスクリュー回転子装置
としている。 請求項３の発明は、前記デュアルスクリュ
ー回転子装置において、外周径の非線形方式で徐々に減
少する線形が、内側に凹んだ円弧形とされたことを特徴
とする、請求項１に記載のデュアルスクリュー回転子装
置としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のデュアルスクリュー回転
子装置は、一つのケースと一対のスクリュー回転子を具
備し、該ケース内環壁に囲まれた中空圧縮室に、一つの
入口と一つの出口があり、二つのスクリュー回転子が相
互に噛み合い並びに該圧縮室内に置かれ、各一つのスク
リュー回転子に少なくとも一つの雄ネジが設けられ、そ
のピークの形成する外周径とケース内環壁が密接に当接
し、ネジ溝の底が溝底径を形成し、ピークと溝底の間に
ネジ山の高さが、入口端より出口端に向けて減少し、ネ
ジ山のピッチが同じとされ、ケース内環壁、スクリュー
回転子のネジ山の溝底径と外周径に囲まれてなる少なく
とも一つの気室の体積がケースの入口端から出口端に向
けて徐々に減少することを特徴としている。本発明はこ
の特徴により、有効に出口端の流体の回流状況を減少
し、パワー消耗を減少し、運転騒音を減らし、加工を容
易とし、製造コストを下げることができる効果を提供し
ている。
【０００８】本発明の気室の入口端より出口端に向けて
徐々に減少する変化は、スクリュー回転子の外周径及び
溝底径の改変により完成され、その改変には線形変化或
いは非線形変化を採用可能である。ネジ山は単一ネジ
山、双ネジ山等とされうる。各ネジ山はそのピッチが等
しいものとされるか、或いは各ネジ山の断面形状が等し
く設けられ、いずれの場合も加工に便利で、製造コスト
を節約できる。
【０００９】
【実施例】図１に示されるのは本発明の具体的実施例で
あり、本実施例は一つのケース１を具え、該ケース１内
部に内環壁１０で囲まれた中空の圧縮室１１が形成さ
れ、且つケース１に入口１２と出口１３が形成されてい
る。一対のスクリュー回転子２が相互に噛み合わされて
一体とされ、並びに圧縮室１１内に収容されている。本
実施例において各一つのスクリュー回転子２はシングル
のネジ山２０がらせん状に外周に形成されており、ネジ
山２０のピーク２１が外周径Ｄを形成しており、ネジ溝
２２の溝底もまた溝底径ｄを形成している。図に示され
るように、外周径Ｄと上述のケース１の内環壁１０は密
接に対応し、ピーク２１とネジ溝２２の溝底との間にネ
ジ山の高さＨがあり、且つネジ山２０のピッチＰが等し
くされている（固定ピッチ）。
【００１０】図より分かるように、本実施例のネジ山２
０のネジ山の高さＨは入口１２端において比較的大き
く、出口１３端が比較的小さく、ネジ山の高さＨは入口
１２端より出口１３端に向けて徐々に減少され、即ち溝
底径ｄが入口１２端より出口１３端に向けて徐々に増加
しており、且つ同一の傾斜度を保持している。外周径Ｄ
と内環壁１０の内径は入口１２端より出口１３端に向け
て線形減少しており、また同一の傾斜度を保持するのが
望ましい。内環壁１０とスクリュー回転子２のネジ山２
０のネジ溝２２の側壁２７の間に形成された、複数の伝
送用の気室１４の体積は、スクリュー回転子２の伝送過
程で、入口１２端より出口１３端に向けて徐々に減少す
る。これにより、流体が出口１３端における圧力差が均
一に変化し、有効に気体の回流を減少し、騒音を減少
し、ゆえにパワーの消耗を減少可能である。
【００１１】本実施例において、さらにネジ山２０の各
断面形状が同一とされ、本実施例の各断面形状はいずれ
も同じで、且つ台形歯状を呈する。このためＮＣ加工機
によりネジ山２０の形状加工が容易であり、加工が容易
で、製造コストを削減できるメリットを有している。
【００１２】図２は本発明のもう一つの実施例を示す。
この実施例によると、ケース３６内に相互に噛み合う二
つのスクリュー回転子３が設けられ、各スクリュー回転
子３の螺旋環にシングルのネジ山３０が設けられてい
る。本実施例のネジ山３０は、ピーク３１とケース３６
の内環壁３５が密接に対応し、内環壁３５、スクリュー
回転子３のネジ山３０の側壁３７及びネジ溝３２の間に
複数の気室３４が形成されている。図示されるように、
本実施例の各ネジ山３０のピークＰも同じであり、ネジ
山の高さＨ’は入口１２端より出口１３端に向けて徐々
に減少するが、これはスクリュー回転子３の溝底径ｄ’
と外周径Ｄ’における線形変化の採用によるのではな
く、溝底径ｄ’が出口１３端に向けて非線形に減少され
て外に突出する円弧形を呈するようにしてある。これに
より、気室３４の体積が入口１２端より出口１３端に向
けて徐々に減少している。
【００１３】実際の応用上、上述の非線形の変化は回転
速度の違い或いは流体特性の違いに応じて適当に調整さ
れうる。例えば、図３に示される実施例では、ケース４
６内に相互に噛み合う二つのスクリュー回転子４が設け
られ、各一つのスクリュー回転子４の螺旋環にシングル
のネジ山４０が設けられ、該ネジ山４０がそのピーク４
１を以てケース４６の内環壁４５と密接し、内環壁４
５、スクリュー回転子４のネジ山４０の側壁、及びネジ
溝４２に囲まれた複数の気室４４が形成されている。図
３に示される実施例において、各一つのネジ山４０のピ
ッチＰは同じであり、ネジ山の高さＨ”は入口１２端よ
り出口１３端に向けて徐々に減少し、それは、スクリュ
ー回転子４の溝底径ｄ”、外周径Ｄにもう一種類の非線
形変化が採用されたことによる。即ち溝底径ｄ”が非線
形に出口１３端に向けて増加して外化は外向きに突出す
る円弧形を呈し、外周径Ｄ”及び内環壁４５の内径は非
線形に減少して内側に凹んだ円弧形を呈する。これによ
り、気室４４の体積も入口１２端より出口１３端に向け
て徐々に減少する。
【００１４】以上の実施例は本発明を説明するため提示
されたものであり、本発明の請求範囲を制限するもので
はなく、本発明に基づく細部の修飾、改変であって、本
発明と同じ効果を提供しうるものは、いずれも本発明の
請求範囲に属する。
【００１５】
【発明の効果】本発明のデュアルスクリュー回転子装置
は、有効に出口端の流体の回流状況を減少し、パワー消
耗を減少し、運転騒音を減らし、加工を容易とし、製造
コストを下げることができる効果を提供している。
【００１６】本発明の気室の入口端より出口端に向けて
徐々に減少する変化は、スクリュー回転子の外周径及び
溝底径の改変により完成され、その改変には線形変化或
いは非線形変化を採用可能である。ネジ山は単一ネジ
山、双ネジ山等とされうる。各ネジ山はそのピッチが等
しいものとされるか、或いは各ネジ山の断面形状が等し
く設けられ、いずれの場合も加工に便利で、製造コスト
を節約できる。
【００１７】以上の説明から分かるように、本発明は新
規性、進歩性、産業上の利用価値を有する発明であると
いえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の断面図である。
【図２】本発明のもう一つの実施例の断面図である。
【図３】本発明のさらにもう一つの実施例の断面図であ
る。
【図４】周知のデュアルスクリュー回転子装置の斜視図
である。
【図５】図４の周知のデュアルスクリュー回転子装置の
断面図である。
【図６】もう一種類の周知のデュアルスクリュー回転子
装置の断面図である。
【符号の説明】
１、３６、４６ ケース １０、３５、４５ 内環壁 １１ 圧縮室 １２ 入口 １３ 出口 １４、３４、４４ 気室 ２、３、４ スクリュー回転子 ２０、３０、４０ ネジ山 ２１、３１、４１ ピーク ２２、３２、４２ ネジ溝 ５ 中空のケース ２７、３７、４７ 側壁 ５１ 圧縮室 ５１１ 入口端 ５１２ 出口端 ５２、５３、５４ 気室 ６ スクリュー回転子 ６０、６１ ネジ山 Ｄ、Ｄ’、Ｄ” 外周径 ｄ、ｄ’、ｄ” 溝底径 Ｐ、Ｐ1 、Ｐ2 ピッチ Ｈ、Ｈ’、Ｈ” ネジ山の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 俊宏 台湾台中市西區民生路４段437號 (72)発明者 陳 明豐 台湾新竹市東南街210巷27號 (56)参考文献 特開 平６−307360（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−103894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280881（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−128485（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−58085（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−311288（ＪＰ，Ａ) 特公 昭38−21667（ＪＰ，Ｂ１) 特公 平７−9239（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デュアルスクリュー回転子装置におい
    て、 ケースとされ、その内環壁に囲まれた中空の圧縮室を具
    備し、一つの入口と一つの出口を具えた、上記ケース、 一対のスクリュー回転子とされ、相互に噛み合い並びに
    該圧縮室内に収容され、各一つのスクリュー回転子が少
    なくとも一つのネジ山を具え、各一つの該ネジ山のピッ
    チが等しく、該ネジ山のピークが環状に外周径を形成
    し、該外周径がケースの入口端より出口端に向けて非線
    形方式で徐々に減少し、該外周径が該ケースの内環壁と
    密接に当接し、該ネジ山のネジ溝の溝底が環状に溝底径
    を形成し、該溝底径がケースの入口端より出口端に向け
    て非線形方式で徐々に増加し、該ピークとネジ溝の溝底
    との間にネジ山の高さが形成され、ネジ山の高さが該入
    口端より該出口端に向けて徐々に減少する、上記一対の
    スクリュー回転子、 少なくとも一つの気室とされ、該内環壁、スクリュー回
    転子のネジ溝及びネジ山の側壁の間に形成され、これら
    気室の体積がケースの入口端より出口端に向けて徐々に
    減少する、上記少なくとも一つの気室、 以上を具備したことを特徴とする、デュアルスクリュー
    回転子装置。
  2. 【請求項２】 前記デュアルスクリュー回転子装置にお
    いて、外周径の非線形方式で徐々に減少する線形が、外
    側に突出する円弧形とされたことを特徴とする、請求項
    １に記載のデュアルスクリュー回転子装置。
  3. 【請求項３】 前記デュアルスクリュー回転子装置にお
    いて、外周径の非線形方式で徐々に減少する線形が、内
    側に凹んだ円弧形とされたことを特徴とする、請求項１
    に記載のデュアルスクリュー回転子装置。
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