JP3266973B2 - オイルフリースクリュー圧縮機 - Google Patents
オイルフリースクリュー圧縮機Info
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Description
有する二段圧縮式のオイルフリースクリュー圧縮機に係
り、特に、圧縮機の動力を最小とする高圧段圧縮機の圧
力比π2と低圧段圧縮機の圧力比π1との圧力比の比R
πに関する。
ュー圧縮機の最適なRπ(=π2/π1)は、工業熱力
学 基礎編(谷下市松著、裳華房昭和44年発行)など
に記載されている値を採用していた。すなわち、π1=
π2=√πd,Rπ=1.0である。ここに、πd は圧縮
機の圧力比である。吐出圧力Pdが7kg/cm2(gauge)で
大気吸込の二段空気圧縮機ではπ1=π2=2.8とな
り、中間圧力Pi は1.8kg/cm2(gauge)程度の値とな
る。実際の機械の中間圧力はこの値よりやや高く1.9
〜2.0kg/cm2(gauge)程度の値である。
された二段圧縮機について求められたもので、低圧段圧
縮機と高圧段圧縮機の効率が異なったり、吸込温度が異
なる場合には最適値でなくなるという問題点がある。オ
イルフリースクリュー圧縮機では高圧段圧縮機のロータ
径は、後述するように低圧段圧縮機のロータ径の60%
程度の大きさである。雌,雄ロータ間あるいは両ロータ
とケーシング間のすきまとロータ径との比は、加工精度
との関係で高圧段圧縮機の方が大きくなり、従って、ガ
スの内部漏洩も多くなり、効率も高圧段圧縮機の方が悪
くなる。また、特開平1−310189 号に記載のような空冷
式のガス冷却器を有するオイルフリースクリュー圧縮機
では、低圧段圧縮機の吸込温度はほぼ大気温度である
が、高圧段圧縮機の吸込温度は大気温度より10〜20
℃高くなる。
縮機の効率が異なったり、吸込温度が異なる場合にも圧
縮機の動力を最小とする高圧段圧縮機の圧力比π2と低
圧段圧縮機の圧力比π1との圧力比の比Rπを提供する
ことにある。
器を有する二段圧縮式のオイルフリースクリュー空気圧
縮機において、圧縮機の動力を最小とする圧力比の比R
πを提供することにある。
気冷却器を有する二段圧縮式のオイルフリースクリュー
空気圧縮機において、吐出圧力が7kg/cm2(gauge)での
圧縮機の動力を最小とする中間圧力を提供することにあ
る。
め、空冷ガス冷却器を有する2段圧縮オイルフリースク
リュー圧縮機において、高圧段圧縮機の圧力比π2と低
圧段圧縮機の圧力比π1との比Rxを、次のように定め
た。
縮機動力と低圧段圧縮機動力の和としての圧縮機動力を
ほぼ最小にした状態のオイルフリースクリュー圧縮機を
実現できる。
明する。
段圧縮機、3は増速機、4はモータである。低圧段圧縮
機1,高圧段圧縮機2およびモータ4はそれぞれ増速機
3にフランジ止めされている。低圧段圧縮機1には雄ロ
ータ6と雌ロータ7が収納されており、雌ロータ7は両
ロータの軸端のタイミングギヤ9,10により駆動され
る。また、高圧段圧縮機2には雄ロータ11と雌ロータ
12が収納されており、雌ロータ12は軸端のタイミン
グギヤ14,15により駆動される。低圧段圧縮機1の
雄ロータ6の駆動軸に固着されたピニオン8と、高圧段
圧縮機2の雄ロータ11の駆動軸に固着されたピニオン
13とはモータの出力軸に固着されたブルギヤ5と噛み
合っている。低圧段圧縮機1の吸込通路16は吸込閉塞
弁17,吸込フィルタ18を介して圧縮空気取り入れ口
19に通じている。
して空冷方式の中間冷却器21の入口に連通しており、
中間冷却器21の出口は高圧段圧縮機2の空気入口に配
管22を介して連通している。高圧段圧縮機2の空気出
口は配管23を介して後置冷却器24の入口に連通して
おり、後置冷却器24の出口は配管25を介して機外に
供される。
れたクーラントはクーラントポンプ31によって昇圧さ
れ、低圧段圧縮機1のジャケット33,高圧段圧縮機2
のジャケット34を流れ、配管35を通ってクーラント
冷却器30に戻る。
ギヤを潤滑する潤滑油の冷却器である。ファン39は冷
却空気取り入れ口40より冷却空気を吸込、パッケージ
50内を冷却した後、ラジエタ方式の、一列に配置され
た冷却器21,30,38および24を空気により冷却
した後空気出口41より放出する。モータ4の出力軸に
取り付けられたファン42は空気取り入れ口43より冷
却空気を吸込、モータ4の内部を冷却した後、空気出口
44より放出する。圧縮機は防音カバーを兼ねたパッケ
ージ50により囲われている。
7kg/cm2(gauge)であり、中間圧力は2.6kg/cm2(gau
ge)であり、従って、高圧段圧縮機の圧力比π2は約2.
2であり、低圧段圧縮機の圧力比π1は3.6である。
これより、Rπは約0.6となる。
ー圧縮機において、圧力比が最適である理由について、
理論的に説明する。説明のため、表1のように記号を定
める。
損失や圧縮機外へのガス漏れを無視する。表1の記号を
用いると、次の各式が成り立つ。
る。
縮機が、ほぼ同一の圧力比とマッハ数(ロータ周速/音
速)で運転されていると仮定する。
る。
すると、D2/D1≒0.63となる。
段圧縮機のロータ径の60%程度の値となる。また、図
1のような空冷方式の冷却器を有するオイルフリースク
リュー圧縮機の動力は、最大130kW程度で、ロータ
径は最大130mm程度である。従って、高圧段圧縮機お
よび低圧段圧縮機に使用されるロータ径の範囲は55〜
130mm程度である。
と、1−ηvはql/Qth に比例する。また、圧縮機内
部漏れすきまをεとしロータ径をDとすると、qlはε
×Dに比例する。従って、高圧段圧縮機および低圧段圧
縮機の内部漏れすきまをε2,ε1とすると、次の式が
成り立つ。
ると、大きくなる。機械工学便覧のISO交差方式によ
る基本公差と基準寸法との関係に習うと、
される0.75〜0.90 の値をいれて、ηv2およびη
v2/ηv1を計算すると、表2の様になる。
ても、ηv2/ηv1は0.88〜0.96に0.08しか
変わらない。
ー圧縮機には、軸受として損失の少ないころがり軸受が
用いられており、圧縮機の機械損失はほぼ軸受損失とギ
ヤ損失で決まる。ここでは、簡単の為に高圧段圧縮機の
機械効率ηm2と低圧段圧縮機の機械効率ηm1とは等し
いとする。
の圧力比とマッハ数で回転しているので内部漏れに起因
する損失以外の流体損失は同等であると考えられ、ま
た、ηm2/ηm1はほぼ1.0であることより、 ηtad2/ηtad1≒ηv2/ηv1≒0.92±0.04 と考えることができる。
価される。
有するオイルフリースクリュー圧縮機では、低圧段圧縮
機の吸込温度はほぼ大気温度であるが、高圧段圧縮機の
吸込温度は大気温度より10〜20℃高くなることよ
り、Rts=Ts2/Ts1の値は、 Rts≒1.05±0.02 となる。
3.6となり、中間圧力はほぼ2.6kg/cm2(gauge)とな
る。
比を高くして軸動力を大きくし、効率の悪い高圧段圧縮
機の圧力比を低くして軸動力を小さくすることにより、
圧縮機としての動力が小さく抑えられる。
数で運転されている低圧段圧縮機と高圧段圧縮機につい
て求めたものであるが、得られた結果はπ1が20%ほ
ど高く、π2が20%ほど低くなっている。
tad2/ηtad1の値に大きな変化は起こらないと考えら
れる。従って、第一の近似としてRπ≒0.6は吐出圧
力Pdが5〜9kg/cm2(gauge)程度の二段圧縮式のオイ
ルフリースクリュー圧縮機にも適用可能と考えられる。
機はほぼ最小の動力で運転されていることがわかる。
はほぼ最小の動力で運転できるので、高性能なオイルフ
リースクリュー圧縮機を実現することができる。
縮機の系統図。
…モータ、21…空冷方式中間冷却器、24…空冷方式
後置冷却器、30…空冷方式クーラント冷却器、39…
ファン、20,22,23,35…配管。
Claims (1)
- 【請求項1】空冷ガス冷却器を有する2段圧縮オイルフ
リースクリュー圧縮機において、高圧段圧縮機の圧力比
π2と低圧段圧縮機の圧力比π1との比Rxを、次式と
したことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 【数1】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07926593A JP3266973B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07926593A JP3266973B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06288368A JPH06288368A (ja) | 1994-10-11 |
JP3266973B2 true JP3266973B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=13685036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07926593A Expired - Lifetime JP3266973B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3266973B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010038408A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Mitsubishi Electric Corp | 室外熱交換器及びこれを搭載した冷凍サイクル装置 |
CN105275810B (zh) * | 2014-05-23 | 2017-12-05 | 英诺伟特(昆山)能源机械有限公司 | 一体式螺杆中压空气压缩机 |
JP2016089665A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社Ihi | パッケージ形水潤滑式スクリュ圧縮機 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP07926593A patent/JP3266973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06288368A (ja) | 1994-10-11 |
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