JP3270980B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents
スクリュ圧縮機Info
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- JP3270980B2 JP3270980B2 JP13990794A JP13990794A JP3270980B2 JP 3270980 B2 JP3270980 B2 JP 3270980B2 JP 13990794 A JP13990794 A JP 13990794A JP 13990794 A JP13990794 A JP 13990794A JP 3270980 B2 JP3270980 B2 JP 3270980B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- center
- female
- axis
- male
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-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
- F04C18/082—Details specially related to intermeshing engagement type pumps
- F04C18/084—Toothed wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スクリュ圧縮機に係
り、特にケーシングの熱変形が大きな空冷ケーシングを
有するスクリュ圧縮機に好適なケーシングのロータ室中
心軸の偏心に関する。
り、特にケーシングの熱変形が大きな空冷ケーシングを
有するスクリュ圧縮機に好適なケーシングのロータ室中
心軸の偏心に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクリュ圧縮機はロータ室の圧縮ガスを
油や水で直接冷却する形式と、ケーシング側から間接的
に冷却する形式とがある。後者は通称オイルフリースク
リュ圧縮機と呼ばれており、ロータは非接触で回転す
る。オイルフリースクリュ圧縮機は圧縮ガスが直接冷却
されないので、圧縮ガス温度は高温となる。また圧縮ガ
スと直に接するロータは高温となるが、ケーシングは水
などで冷却されているので温度上昇はロータに比べて小
さい。オイルフリースクリュ圧縮機ではロータとケーシ
ング間のすきまからのガス漏れが圧縮機性能に及ぼす影
響が大きく、このすきまを限界まで小さくしている。
油や水で直接冷却する形式と、ケーシング側から間接的
に冷却する形式とがある。後者は通称オイルフリースク
リュ圧縮機と呼ばれており、ロータは非接触で回転す
る。オイルフリースクリュ圧縮機は圧縮ガスが直接冷却
されないので、圧縮ガス温度は高温となる。また圧縮ガ
スと直に接するロータは高温となるが、ケーシングは水
などで冷却されているので温度上昇はロータに比べて小
さい。オイルフリースクリュ圧縮機ではロータとケーシ
ング間のすきまからのガス漏れが圧縮機性能に及ぼす影
響が大きく、このすきまを限界まで小さくしている。
【０００３】従来のスクリュ圧縮機ではロータ室中心軸
とロータ軸中心を一致させるのが一般的であるが、ロー
タとケーシング間のすきまからのガス漏れを少なくする
ため、特開昭58-51287号公報に記載のように各ロータ軸
をロータ室の中心軸から吐出口に接近させるように偏位
させたり、各ロータ軸を互いに接近させることもある。
これは圧縮ガスによる各ロータの弾性変形による吐出口
側のロータとケーシング間のすきまからの漏れを防止
し、圧縮機の性能を向上させるためである。
とロータ軸中心を一致させるのが一般的であるが、ロー
タとケーシング間のすきまからのガス漏れを少なくする
ため、特開昭58-51287号公報に記載のように各ロータ軸
をロータ室の中心軸から吐出口に接近させるように偏位
させたり、各ロータ軸を互いに接近させることもある。
これは圧縮ガスによる各ロータの弾性変形による吐出口
側のロータとケーシング間のすきまからの漏れを防止
し、圧縮機の性能を向上させるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】圧縮ガスを直接冷却す
る油噴射式あるいは水噴射式スクリュ圧縮機では、ロー
タ及びケーシングの運転時での温度上昇は小さく、した
がってこれらの熱変形も小さい。一方、オイルフリース
クリュ圧縮機では間接冷却であるため、ロータの熱変形
は大きく、ケーシングにおいても油噴射式あるいは水噴
射式スクリュ圧縮機に比べると熱変形は大きい。オイル
フリースクリュ圧縮機はケーシングにジャケットを有
し、ケーシングを水冷するのが一般的であるが、原価低
減を図るためケーシングにフィンを形成させ、空冷する
ことも可能である。空冷ケーシングにおけるケーシング
の熱変形は、水冷ケーシングに比べると極めて大きくな
る。
る油噴射式あるいは水噴射式スクリュ圧縮機では、ロー
タ及びケーシングの運転時での温度上昇は小さく、した
がってこれらの熱変形も小さい。一方、オイルフリース
クリュ圧縮機では間接冷却であるため、ロータの熱変形
は大きく、ケーシングにおいても油噴射式あるいは水噴
射式スクリュ圧縮機に比べると熱変形は大きい。オイル
フリースクリュ圧縮機はケーシングにジャケットを有
し、ケーシングを水冷するのが一般的であるが、原価低
減を図るためケーシングにフィンを形成させ、空冷する
ことも可能である。空冷ケーシングにおけるケーシング
の熱変形は、水冷ケーシングに比べると極めて大きくな
る。
【０００５】水、油を用いる液噴射式、オイルフリー式
いずれの圧縮機においても圧縮ガスによるロータの弾性
変形は生じる。したがって吐出口側にロータ軸を偏位さ
せる方法は運転時のロータ・ケーシング間すきまを減少
させ、圧縮機の性能を向上させる有効な手段であるが、
オイルフリースクリュ圧縮機、特に空冷ケーシングのも
のでは必ずしも有効とはならない。これは前出の特開昭
58-51287号公報に記載の従来技術が、ケーシングの熱変
形を考慮してないことによるもので、オイルフリースク
リュ圧縮機のように熱変形の大きなものでは、ケーシン
グの熱変形を考慮すべきである。
いずれの圧縮機においても圧縮ガスによるロータの弾性
変形は生じる。したがって吐出口側にロータ軸を偏位さ
せる方法は運転時のロータ・ケーシング間すきまを減少
させ、圧縮機の性能を向上させる有効な手段であるが、
オイルフリースクリュ圧縮機、特に空冷ケーシングのも
のでは必ずしも有効とはならない。これは前出の特開昭
58-51287号公報に記載の従来技術が、ケーシングの熱変
形を考慮してないことによるもので、オイルフリースク
リュ圧縮機のように熱変形の大きなものでは、ケーシン
グの熱変形を考慮すべきである。
【０００６】本発明の目的は熱変形によるケーシングの
ロータ室中心軸の移動を考慮し、運転時のロータ・ケー
シング間すきまを均一化、かつ減少させることで圧縮機
性能を向上させ、さらにロータとケーシングの接触の危
険を防止した圧縮機を提供することにある。
ロータ室中心軸の移動を考慮し、運転時のロータ・ケー
シング間すきまを均一化、かつ減少させることで圧縮機
性能を向上させ、さらにロータとケーシングの接触の危
険を防止した圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスクリュ圧縮機は、運転時にロータ室中心
軸間距離が熱変形で増加する分、室温時の各ロータ室軸
中心を各ロータ軸中心の内側に予め偏位させたものであ
る。
め、本発明のスクリュ圧縮機は、運転時にロータ室中心
軸間距離が熱変形で増加する分、室温時の各ロータ室軸
中心を各ロータ軸中心の内側に予め偏位させたものであ
る。
【０００８】さらに詳しくは、本発明の第１のスクリュ
圧縮機は、互いに噛み合う雄・雌ロータと、雄ロータ、
雌ロータを収納する雄ロータ室、雌ロータ室をもつケー
シングと、各ロータの軸をそれぞれ支える各軸受と、ケ
ーシングに設けられた気体の吸入口および圧縮気体の吐
出口とからなるスクリュ圧縮機であって、雄ロータ室お
よび雌ロータ室それぞれの中心軸を、雄ロータおよび雌
ロータそれぞれの軸中心の内側に偏位させたことを特徴
とする。
圧縮機は、互いに噛み合う雄・雌ロータと、雄ロータ、
雌ロータを収納する雄ロータ室、雌ロータ室をもつケー
シングと、各ロータの軸をそれぞれ支える各軸受と、ケ
ーシングに設けられた気体の吸入口および圧縮気体の吐
出口とからなるスクリュ圧縮機であって、雄ロータ室お
よび雌ロータ室それぞれの中心軸を、雄ロータおよび雌
ロータそれぞれの軸中心の内側に偏位させたことを特徴
とする。
【０００９】そして各ロータ室の中心軸が各ロータの軸
中心を含む平面内にあるように圧縮機を構成するのがよ
く、さらに雄ロータの軸中心から雄ロータ室の中心軸が
偏位する偏位量および雌ロータの軸中心から雌ロータ室
の中心軸が偏位する偏位量Δは、ケーングの線膨張係数
をλ、ロータ室中心軸間距離をp、偏位係数をα、吐出
温度をTd、吸入温度をTsとしたとき、偏位係数αを0.2
〜0.4として次の(1)式で求めれるのがよい。
中心を含む平面内にあるように圧縮機を構成するのがよ
く、さらに雄ロータの軸中心から雄ロータ室の中心軸が
偏位する偏位量および雌ロータの軸中心から雌ロータ室
の中心軸が偏位する偏位量Δは、ケーングの線膨張係数
をλ、ロータ室中心軸間距離をp、偏位係数をα、吐出
温度をTd、吸入温度をTsとしたとき、偏位係数αを0.2
〜0.4として次の(1)式で求めれるのがよい。
【００１０】
【数３】
【００１１】また、本発明は、概して雄・雌ロータが非
接触で回転するスクリュ圧縮機に適用し、そのケーシン
グの冷却が空気の自然対流あるいは強制対流で行うもの
でもよい。
接触で回転するスクリュ圧縮機に適用し、そのケーシン
グの冷却が空気の自然対流あるいは強制対流で行うもの
でもよい。
【００１２】また、本発明の第２のスクリュ圧縮機は、
第１のスクリュ圧縮のように、（１）式により求めた値
だけ、雄・雌ロータ室の中心軸を内側に寄せると共に、
各ロータ室の中心軸が各ロータ軸中心を含む平面内より
反吐出口方向に寄せたことを特徴とする。そして、反吐
出口方向の偏位は、両ロータにより圧縮された気体が荷
重として作用する際の各ロータの撓みおよび軸受けの弾
性変形を基に求めるのがよい。
第１のスクリュ圧縮のように、（１）式により求めた値
だけ、雄・雌ロータ室の中心軸を内側に寄せると共に、
各ロータ室の中心軸が各ロータ軸中心を含む平面内より
反吐出口方向に寄せたことを特徴とする。そして、反吐
出口方向の偏位は、両ロータにより圧縮された気体が荷
重として作用する際の各ロータの撓みおよび軸受けの弾
性変形を基に求めるのがよい。
【００１３】
【作用】本発明のスクリュ圧縮機において、室温時のロ
ータ・ロータ室間のすきまは、ロータ室軸中心を偏位さ
せたことにより雄、雌ロータ室の内壁が交差するところ
では大きくなり、相手ロータと反対方向では小さくな
る。このように室温時のすきまは不均一となるが、室温
時のすきまは運転時のすきまに対して十分に大きく、組
立て上の問題はない。一方運転時のすきまはロータ室中
心軸が偏位させた方向と逆方向に偏位分熱移動するの
で、すきまは均一化され、どの位置でも運転に必要な最
小すきまとなる。
ータ・ロータ室間のすきまは、ロータ室軸中心を偏位さ
せたことにより雄、雌ロータ室の内壁が交差するところ
では大きくなり、相手ロータと反対方向では小さくな
る。このように室温時のすきまは不均一となるが、室温
時のすきまは運転時のすきまに対して十分に大きく、組
立て上の問題はない。一方運転時のすきまはロータ室中
心軸が偏位させた方向と逆方向に偏位分熱移動するの
で、すきまは均一化され、どの位置でも運転に必要な最
小すきまとなる。
【００１４】第１のスクリュ圧縮機のように各ロータ室
の中心軸を各ロータの軸中心を含む面内で寄せるのは、
ケーシングが空冷で膨張が大きいものに有効であり、一
方、第２のスクリュ圧縮機のように各ロータ室の中心軸
を内側に寄せると共に、それら中心軸を各ロータ軸中心
を含む平面内より反吐出口方向に寄せるのは、ケーシン
グが水冷で、よりロータ・ロータ室間の隙間を小さくす
る場合に有効である。
の中心軸を各ロータの軸中心を含む面内で寄せるのは、
ケーシングが空冷で膨張が大きいものに有効であり、一
方、第２のスクリュ圧縮機のように各ロータ室の中心軸
を内側に寄せると共に、それら中心軸を各ロータ軸中心
を含む平面内より反吐出口方向に寄せるのは、ケーシン
グが水冷で、よりロータ・ロータ室間の隙間を小さくす
る場合に有効である。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図５を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例となるスクリ
ュ圧縮機の雄・雌ロータの噛み合いを示す図、図２は雄・
雌ロータ及び雄・雌ロータ室の各軸心の位置関係を説明
する図、図３は本発明および従来例におけるロータ・ケ
ーシング間すきまを比較する図、図４はスクリュ圧縮機
の軸方向の縦断面図、図５図４のＥ−Ｅ断面図である。
照して説明する。図１は本発明の一実施例となるスクリ
ュ圧縮機の雄・雌ロータの噛み合いを示す図、図２は雄・
雌ロータ及び雄・雌ロータ室の各軸心の位置関係を説明
する図、図３は本発明および従来例におけるロータ・ケ
ーシング間すきまを比較する図、図４はスクリュ圧縮機
の軸方向の縦断面図、図５図４のＥ−Ｅ断面図である。
【００１６】図において、雄ロータ１と雌ロータ２は噛
み合い状態でケーシングに収納されている。ケーシング
は吸入側ケーシング４、メインケーシング３及び吐出側
カバー５が順に組み合わされてなり、メインケーシング
３に形成された雄ロータ室１６、雌ロータ室１７に前記
ロータ１、２を収納している。メインケーシング３には
吸入口６及び吐出口７が設けられている。吸入側ケーシ
ング４の内面には吸入口６と連通する吸入ポート８が形
成されており、メインケーシングの内面には吐出口７と
連通する吐出ポート９が形成されている。両ロータ１、
２の吐出側の軸はメインケーシング３に設けたラジアル
軸受１０ａ、１０ｂ及びスラスト軸受１１ａ、１１ｂに
よって支持され、吸入側の軸は吸入側ケーシング４に設
けたラジアル軸受１０ｃ、１０ｄによって支持されてい
る。１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは軸封装置で、圧
縮ガスのシールと軸受からの排油のシールをする。両ロ
ータ１、２の吐出側の軸端には雄タイミングギヤ１３と
雌タイミングギヤ１４が噛み合い状態で装着され、両ロ
ータ１、２を非接触状態で同期回転させている。雄ロー
タ１の吸入側軸端にはピニオン１５が装着され、ピニオ
ン１５はブルギヤ（図示省略）と噛み合っている。
み合い状態でケーシングに収納されている。ケーシング
は吸入側ケーシング４、メインケーシング３及び吐出側
カバー５が順に組み合わされてなり、メインケーシング
３に形成された雄ロータ室１６、雌ロータ室１７に前記
ロータ１、２を収納している。メインケーシング３には
吸入口６及び吐出口７が設けられている。吸入側ケーシ
ング４の内面には吸入口６と連通する吸入ポート８が形
成されており、メインケーシングの内面には吐出口７と
連通する吐出ポート９が形成されている。両ロータ１、
２の吐出側の軸はメインケーシング３に設けたラジアル
軸受１０ａ、１０ｂ及びスラスト軸受１１ａ、１１ｂに
よって支持され、吸入側の軸は吸入側ケーシング４に設
けたラジアル軸受１０ｃ、１０ｄによって支持されてい
る。１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは軸封装置で、圧
縮ガスのシールと軸受からの排油のシールをする。両ロ
ータ１、２の吐出側の軸端には雄タイミングギヤ１３と
雌タイミングギヤ１４が噛み合い状態で装着され、両ロ
ータ１、２を非接触状態で同期回転させている。雄ロー
タ１の吸入側軸端にはピニオン１５が装着され、ピニオ
ン１５はブルギヤ（図示省略）と噛み合っている。
【００１７】図２は本発明のロータ室１６、１７の軸心
とロータ１、２の軸心の関係の説明図である。１８は室
温時の雄ロータ室中心軸、１９は室温時の雌ロータ室中
心軸、２０は室温時の雄ロータ軸中心、２１は室温時の
雌ロータ軸中心、２２は室温時の雄ロータ外径、２２′
は運転時の雄ロータ外径、２３は室温時の雄ロータ室内
径、２３′は運転時の雄ロータ室内径、２４は室温時の
雌ロータ外径、２４′は運転時の雌ロータ外径、２５は
室温時の雌ロータ室内径、２５′は運転時の雌ロータ室
内径である。
とロータ１、２の軸心の関係の説明図である。１８は室
温時の雄ロータ室中心軸、１９は室温時の雌ロータ室中
心軸、２０は室温時の雄ロータ軸中心、２１は室温時の
雌ロータ軸中心、２２は室温時の雄ロータ外径、２２′
は運転時の雄ロータ外径、２３は室温時の雄ロータ室内
径、２３′は運転時の雄ロータ室内径、２４は室温時の
雌ロータ外径、２４′は運転時の雌ロータ外径、２５は
室温時の雌ロータ室内径、２５′は運転時の雌ロータ室
内径である。
【００１８】このように構成されたスクリュ圧縮機の動
作について説明する。ピニオン１５がブルギヤの回転力
を受けると、雄ロータ１と雌ロータ２はタイミングギヤ
１３、１４によって微小すきまを保持しながら同期回転
する。これにより吸込ガスが吸入口６及び吸入ポート８
を通ってロータ室１６、１７に吸入される。さらにロー
タ１、２の回転に従いガスは圧縮移送され、吐出ポート
９を通って吐出口７に吐き出され、種々の用途に利用さ
れる。
作について説明する。ピニオン１５がブルギヤの回転力
を受けると、雄ロータ１と雌ロータ２はタイミングギヤ
１３、１４によって微小すきまを保持しながら同期回転
する。これにより吸込ガスが吸入口６及び吸入ポート８
を通ってロータ室１６、１７に吸入される。さらにロー
タ１、２の回転に従いガスは圧縮移送され、吐出ポート
９を通って吐出口７に吐き出され、種々の用途に利用さ
れる。
【００１９】図２において、実線は室温時の雄・雌ロー
タ外径２２、２４及び雄・雌ロータ室内径２３、２５
で、室温時のロータ・ケーシング間すきまεcは雄・雌
ロータ室内径２３、２５が交差するところ（雄ロータ側
ではｍ１、ｍ５）で最大で、各ロータ軸中心２０、２１
を結ぶ線上で相手ロータと反対方向のところ（雄ロータ
側ではｍ３）で最小となる。このようなすきま状態から
圧縮機が運転されると、ガスの圧縮熱によりロータ１、
２及びケーシング３は加熱され、膨張する。一方、運転
時のロータ軸中心はロータ１、２を支持するラジアル軸
受１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが圧縮加熱部から遠
く、かつ潤滑油で冷却されていることもあり、室温時の
ロータ軸中心２０、２１とほぼ同位置に維持される。ま
た運転時の雄・雌ロータ室中心軸は、ケーシングの熱膨
張で（δｍ＋δｆ）だけ互いに離反する方向に移動し、
室温時のロータ軸中心２０、２１とほぼ同位置となる。
したがって運転中のロータ外径及びロータ室内径は図２
の破線で示したようになる。このときのロータ・ケーシ
ング間すきまεc′はロータ外周全域においてほぼ均一
となる。
タ外径２２、２４及び雄・雌ロータ室内径２３、２５
で、室温時のロータ・ケーシング間すきまεcは雄・雌
ロータ室内径２３、２５が交差するところ（雄ロータ側
ではｍ１、ｍ５）で最大で、各ロータ軸中心２０、２１
を結ぶ線上で相手ロータと反対方向のところ（雄ロータ
側ではｍ３）で最小となる。このようなすきま状態から
圧縮機が運転されると、ガスの圧縮熱によりロータ１、
２及びケーシング３は加熱され、膨張する。一方、運転
時のロータ軸中心はロータ１、２を支持するラジアル軸
受１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが圧縮加熱部から遠
く、かつ潤滑油で冷却されていることもあり、室温時の
ロータ軸中心２０、２１とほぼ同位置に維持される。ま
た運転時の雄・雌ロータ室中心軸は、ケーシングの熱膨
張で（δｍ＋δｆ）だけ互いに離反する方向に移動し、
室温時のロータ軸中心２０、２１とほぼ同位置となる。
したがって運転中のロータ外径及びロータ室内径は図２
の破線で示したようになる。このときのロータ・ケーシ
ング間すきまεc′はロータ外周全域においてほぼ均一
となる。
【００２０】図３は図２に示したように雄・雌ロータ軸
中心の内側に雄・雌ロータ室中心軸を偏位させた本発明
のロータ・ケーシング間すきまと、ロータ中心軸とロー
タ室軸中心を一致させた従来のロータ・ケーシング間す
きまを比較したものである。従来の方法では運転時のす
きまはｍ１、ｍ５の点で小さく、ｍ３の点で大きいた
め、ｍ１、ｍ５の点ではロータとケーシングの接触の危
険がある。またこの点での接触の危険を回避するため、
予め室温時のすきまを大きく設定すると、ｍ３点での運
転時のすきまが必要以上に大きくなり、すきまからの漏
れが増加する。本発明では全ての点ですきまは均一化さ
せることでロータとケーシングの接触の危険を防止し、
また圧縮機性能を向上させることができる。
中心の内側に雄・雌ロータ室中心軸を偏位させた本発明
のロータ・ケーシング間すきまと、ロータ中心軸とロー
タ室軸中心を一致させた従来のロータ・ケーシング間す
きまを比較したものである。従来の方法では運転時のす
きまはｍ１、ｍ５の点で小さく、ｍ３の点で大きいた
め、ｍ１、ｍ５の点ではロータとケーシングの接触の危
険がある。またこの点での接触の危険を回避するため、
予め室温時のすきまを大きく設定すると、ｍ３点での運
転時のすきまが必要以上に大きくなり、すきまからの漏
れが増加する。本発明では全ての点ですきまは均一化さ
せることでロータとケーシングの接触の危険を防止し、
また圧縮機性能を向上させることができる。
【００２１】ロータ室中心軸の偏位量は、水冷ケーシン
グのようにケーシングが冷却されるものでは本実施例の
ような空冷ケーシングに比べて小さいものとなるが、本
発明は水冷ケーシングにも有効なものである。
グのようにケーシングが冷却されるものでは本実施例の
ような空冷ケーシングに比べて小さいものとなるが、本
発明は水冷ケーシングにも有効なものである。
【００２２】ロータ及びケーシングの半径方向の熱膨張
量、並びにロータ室中心軸間距離が拡がる方向の熱膨張
量は吐出側（図４の左側）では大きく、吸入側（図４の
右側）では小さい。したがってケーシングの中心軸のロ
ータ軸中心に対する偏位量は、吐出側を基準にして決定
することが望ましい。これにより吐出側は運転に必要な
最小値すきまで均一化される。一方、吸入側は吐出側を
基準としたため、運転時のすきまの均一化に欠けるが、
吐出側に比べて性能への影響が小さく、また運転時のす
きま減少量も小さいことから、全体として性能と信頼性
の向上を図ることができる。
量、並びにロータ室中心軸間距離が拡がる方向の熱膨張
量は吐出側（図４の左側）では大きく、吸入側（図４の
右側）では小さい。したがってケーシングの中心軸のロ
ータ軸中心に対する偏位量は、吐出側を基準にして決定
することが望ましい。これにより吐出側は運転に必要な
最小値すきまで均一化される。一方、吸入側は吐出側を
基準としたため、運転時のすきまの均一化に欠けるが、
吐出側に比べて性能への影響が小さく、また運転時のす
きま減少量も小さいことから、全体として性能と信頼性
の向上を図ることができる。
【００２３】ロータ室中心軸の偏位量Δはケーングの線
膨張係数をλ、ロータ室中心軸間距離をp、偏位係数を
α、吐出温度をTd、吸入温度をTsとしたとき次式で与え
られ、ケーシングが自然対流あるいは強制対流で冷却さ
れるものでは、偏位係数αは0.2〜0.4にとる。なお、こ
の係数はケーシングにおける温度分布を考慮して偏位量
Δを修正するもので、実験的に求める値である。
膨張係数をλ、ロータ室中心軸間距離をp、偏位係数を
α、吐出温度をTd、吸入温度をTsとしたとき次式で与え
られ、ケーシングが自然対流あるいは強制対流で冷却さ
れるものでは、偏位係数αは0.2〜0.4にとる。なお、こ
の係数はケーシングにおける温度分布を考慮して偏位量
Δを修正するもので、実験的に求める値である。
【００２４】
【数４】
【００２５】例えば、λ＝0.000012／℃、p＝50mm、Td
＝250℃、Ts＝20℃の場合、偏位量Δは0.0138〜0.0276m
mになる。
＝250℃、Ts＝20℃の場合、偏位量Δは0.0138〜0.0276m
mになる。
【００２６】図６は本発明の他の実施例で、さらにロー
タ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸中心
移動を考慮した場合である。これらの弾性変形は、ロー
タ室の圧縮ガスが荷重として作用した時に生じるロータ
の撓みと軸受の変形である。３１と３２は室温時の雄ロ
ータと雌ロータの軸中心、３１′と３２′は運転時の雄
ロータと雌ロータの軸中心、３３と３４は熱変形のみを
考慮した室温時の雄ロータ室と雌ロータ室の中心軸、３
５と３６は熱変形及び運転時の圧縮ガス荷重によるロー
タ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸中心
移動を考慮した場合の室温時の雄ロータ室と雌ロータ室
の中心軸、３７と３８は運転時の熱変形による雄ロータ
室と雌ロータ室の軸中心移動量、３９と４０は運転時の
ロータ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸
中心移動量である。この図において運転時のロータ軸中
心及びロータ室中心軸は３１′（雄ロータ側）と３２′
（雌ロータ側）の同一位置となり、ロータ・ケーシング
間すきまを均一化することができる。オイルフリースク
リュ圧縮機、特に空冷ケーシングのものではロータ自身
の弾性変形及び軸受の弾性変形によるロータ軸中心移動
量に比べ熱変形によるケーシングの中心軸移動量が大き
く、熱変形によるケーシングの中心軸移動のみでも、運
転時のロータ・ケーシング間すきまを最小に、かつ均一
化することができる。
タ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸中心
移動を考慮した場合である。これらの弾性変形は、ロー
タ室の圧縮ガスが荷重として作用した時に生じるロータ
の撓みと軸受の変形である。３１と３２は室温時の雄ロ
ータと雌ロータの軸中心、３１′と３２′は運転時の雄
ロータと雌ロータの軸中心、３３と３４は熱変形のみを
考慮した室温時の雄ロータ室と雌ロータ室の中心軸、３
５と３６は熱変形及び運転時の圧縮ガス荷重によるロー
タ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸中心
移動を考慮した場合の室温時の雄ロータ室と雌ロータ室
の中心軸、３７と３８は運転時の熱変形による雄ロータ
室と雌ロータ室の軸中心移動量、３９と４０は運転時の
ロータ自身の弾性変形と軸受の弾性変形によるロータ軸
中心移動量である。この図において運転時のロータ軸中
心及びロータ室中心軸は３１′（雄ロータ側）と３２′
（雌ロータ側）の同一位置となり、ロータ・ケーシング
間すきまを均一化することができる。オイルフリースク
リュ圧縮機、特に空冷ケーシングのものではロータ自身
の弾性変形及び軸受の弾性変形によるロータ軸中心移動
量に比べ熱変形によるケーシングの中心軸移動量が大き
く、熱変形によるケーシングの中心軸移動のみでも、運
転時のロータ・ケーシング間すきまを最小に、かつ均一
化することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、スクリュ圧縮機を、雄
・雌ロータ室それぞれの中心軸を、雄・雌ロータそれぞ
れの軸中心の内側に偏位させて構成したので、室温から
運転温度までの温度差による熱変形にしたがい、運転時
のロータ・ロータ室間すきまを最小で均一化でき、ロー
タ・ロータ室間すきまからの漏れを減少させ、圧縮機性
能を向上させることができる。またロータとケーシング
の接触の危険を防止し、圧縮機の信頼性を向上させるこ
とができる。
・雌ロータ室それぞれの中心軸を、雄・雌ロータそれぞ
れの軸中心の内側に偏位させて構成したので、室温から
運転温度までの温度差による熱変形にしたがい、運転時
のロータ・ロータ室間すきまを最小で均一化でき、ロー
タ・ロータ室間すきまからの漏れを減少させ、圧縮機性
能を向上させることができる。またロータとケーシング
の接触の危険を防止し、圧縮機の信頼性を向上させるこ
とができる。
【００２８】また上記スクリュ圧縮機のように各ロータ
室それぞれの中心軸を各ロータの軸中心の内側に偏位さ
せると共に、さらに各ロータ室の中心軸が各ロータ軸中
心を含む平面内より反吐出口方向に寄せて、圧縮機を構
成することにより、より一層運転時のロータ・ロータ室
間すきまの均一化を図ることができる。
室それぞれの中心軸を各ロータの軸中心の内側に偏位さ
せると共に、さらに各ロータ室の中心軸が各ロータ軸中
心を含む平面内より反吐出口方向に寄せて、圧縮機を構
成することにより、より一層運転時のロータ・ロータ室
間すきまの均一化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例のスクリュ圧縮機における雄
・雌ロータの噛み合いを示す図で、図４のＤ−Ｄ断面図
である。
・雌ロータの噛み合いを示す図で、図４のＤ−Ｄ断面図
である。
【図２】一実施例のスクリュ圧縮機におけるロータおよ
びロータ室の各軸心の位置関係を説明する図である。
びロータ室の各軸心の位置関係を説明する図である。
【図３】本発明と従来例のロータ・ケーシング間すきま
を比較する図である。
を比較する図である。
【図４】スクリュ圧縮機の軸方向の縦断面図である。
【図５】図４のＥ−Ｅ断面図である。
【図６】本発明の他の実施例におけるロータおよびロー
タ室の各軸心の位置関係を説明する図である。
タ室の各軸心の位置関係を説明する図である。
１ 雄ロータ ２ 雌ロータ ３ メインケーシング １６ 雄ロータ室 １７ 雌ロータ室 １８ 室温時の雄ロータ室中心軸 １９ 室温時の雌ロータ室中心軸 ２０ 室温時の雄ロータ軸中心 ２１ 室温時の雌ロータ軸中心 εc 室温時のロータ・ケーシング間すきま εc′ 運転時のロータ・ケーシング間すきま
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 仁 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 空調システム事業部内 (56)参考文献 特開 平５−231362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/16 F04C 29/04
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに噛み合う雄ロータ及び雌ロータ
と、雄ロータを収納する雄ロータ室および雌ロータを収
納する雌ロータ室を有するケーシングと、各ロータの軸
をそれぞれ支える各軸受と、ケーシングに設けられ、気
体を吸入する吸入口および圧縮気体を吐出する吐出口と
からなるスクリュ圧縮機において、雄ロータ室および雌
ロータ室それぞれの中心軸を、雄ロータおよび雌ロータ
それぞれの軸中心の内側に偏位させたことと、各ロータ
室の中心軸が各ロータの軸中心を含む平面内にあること
を特徴とするスクリュ圧縮機。 - 【請求項２】 雄ロータの軸中心から雄ロータ室の中心
軸が偏位する偏位量および雌ロータの軸中心から雌ロー
タ室の中心軸が偏位する偏位量は、各偏位量をΔ、ケー
シングの線膨張係数をλ、ロータ室中心軸間距離をp、
偏位係数をα、吐出温度をTd、吸入温度をTsとしたと
き、次式で与えられ、偏位係数αを0.2〜0.4にしたこと
を特徴とする請求項１記載のスクリュ圧縮機。 【数１】Δ＝α・λ・(p／２)・(Td− Ts) - 【請求項３】雄ロータと雌ロータが非接触で回転するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュ圧縮
機。 - 【請求項４】 ケーシングが空気の自然対流あるいは強
制対流で冷却されることを特徴とする請求項３記載のス
クリュ圧縮機。 - 【請求項５】 互いに噛み合う雄ロータ及び雌ロータ
と、雄ロータを収納する雄ロータ室および雌ロータを収
納する雌ロータ室を有するケーシングと、各ロータの軸
をそれぞれ支える各軸受と、ケーシングに設けられ、気
体を吸入する吸入口および圧縮気体を吐出する吐出口と
からなるスクリュ圧縮機において、雄ロータ室および雌
ロータ室それぞれの中心軸を、雄ロータおよび雌ロータ
それぞれの軸中心の内側に偏位させたことと、各ロータ
室の中心軸が各ロータ軸中心を含む平面内より反吐出口
方向にあることと、雄ロータの軸中心から雄ロータ室の
中心軸が偏位する偏位量および雌ロータの軸中心から雌
ロータ室の中心軸が偏位する偏位量は、各偏位量をΔ、
ケーシングの線膨張係数をλ、ロータ室中心軸間距離を
p、偏位係数をα、吐出温度をTd、吸入温度をTsとした
とき、偏位係数αを0.2〜0.4にして、次式で求め、か
つ、反吐出口方向の偏位は、両ロータにより圧縮された
気体が荷重として作用する際の各ロータの撓みおよび軸
受けの弾性変形を基に求めることとを特徴とするスクリ
ュ圧縮機。 【数２】Δ＝α・λ・(p／２)・(Td− Ts)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13990794A JP3270980B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | スクリュ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13990794A JP3270980B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | スクリュ圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH084675A JPH084675A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3270980B2 true JP3270980B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=15256414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13990794A Expired - Lifetime JP3270980B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | スクリュ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270980B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10704549B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-07-07 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Screw compressor having a discharging passage with enlarged cross section area |
| CN108443144A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-24 | 宁波英德菲尔机械科技有限公司 | 一种新型无油螺杆压缩机 |
| CN114992122B (zh) * | 2022-06-11 | 2023-12-26 | 冰轮环境技术股份有限公司 | 一种减小螺杆转子啮合间隙的方法 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP13990794A patent/JP3270980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH084675A (ja) | 1996-01-09 |
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