JP6729425B2 - シングルスクリュー圧縮機 - Google Patents
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- F04C18/52—Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Description
図1に示すように、スクリュー圧縮機(1)では、圧縮機構(35)とそれを駆動する電動機(30)とが1つのケーシング(10)に収容されている。このスクリュー圧縮機(1)は、半密閉型に構成されている。
上述したように、ゲートロータ組立体(50)は、第1ゲートロータ(60)と、第2ゲートロータ(70)と、ロータ支持部材(55)とを備えている。ここでは、ゲートロータ組立体(50)の詳細な構成について説明する。
各ゲートロータ(60,70)のゲート(61,71)の詳細な形状について説明する。
図2に示すように、ケーシング(10)内において、2つのゲートロータ組立体(50)は、スクリューロータ(40)の回転軸に対して互いに軸対称となる姿勢で設置されている。また、各ゲートロータ組立体(50)の回転軸(即ち、ロータ支持部材(55)の中心軸)と、スクリューロータ(40)の回転軸とのなす角度が、実質的に直角となっている。
スクリュー圧縮機(1)の運転動作について説明する。
上述したように、ゲートロータ組立体(50)は、スクリューロータ(40)によって駆動されて回転する。スクリューロータ(40)がゲートロータ組立体(50)を駆動する力は、第2ゲートロータ(70)に作用する。また、ゲートロータ組立体(50)の各ゲートロータ(60,70)には、ケーシング(10)内の冷媒の圧力が作用する。ここでは、ゲートロータ組立体(50)の各ゲートロータ(60,70)に作用する力について説明する。
図6に示すように、ゲートロータ組立体(50)は、第2ゲートロータ(70)のゲート(71)が、螺旋溝(41)の後方側壁面(43)と摺動する。従って、ゲートロータ組立体(50)は、螺旋溝(41)に入り込んでいる第2ゲートロータ(70)のゲート(71)が、スクリューロータ(40)によって押される。一方、図5に示すように、第2ゲートロータ(70)は、固定ピン(82)を介してロータ支持部材(55)に固定されている。このため、スクリューロータ(40)が第2ゲートロータ(70)を押す力(即ち、駆動力)は、固定ピン(82)を介してロータ支持部材(55)に伝わる。このため、ゲートロータ組立体(50)の全体が回転する。
図6に示すように、第1ゲートロータ(60)のゲート(61)は、前方側面(64)の第2ゲートロータ(70)側の縁部が前方シールライン(67)となり、第2ゲートロータ(70)のゲート(71)は、後方側面(75)の第1ゲートロータ(60)側の縁部が後方シールライン(77)となる。
図6において、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)のうち前方シールライン(67)及び後方シールライン(77)よりも上側(ゲート支持部(57)とは逆側)の部分は、冷媒が圧縮される圧縮室(37)である。このため、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)に入り込んだ第1ゲートロータ(60)のゲート(61)は、前方側面(64)及び後方側面(65)のうち螺旋溝(41)の内部に位置する部分に、圧縮室(37)の圧力(即ち、圧縮室(37)に存在する冷媒の圧力)が作用する。
シングルスクリュー圧縮機の運転中には、ゲートロータの温度が上昇し、ゲートロータが熱膨張するため、ゲートの幅が増加する。そして、従来のシングルスクリュー圧縮機においてゲートの幅が増加すると、スクリューロータの螺旋溝の壁面にゲートが強く押しつけられ、ゲートが急激に摩耗するおそれがある。
シングルスクリュー圧縮機では、通常、スクリューロータの材質は金属であり、ゲートロータの材質は樹脂である。このため、シングルスクリュー圧縮機では、ゲートロータのゲートの摩耗を完全に無くすことはできない。そして、ゲートロータのゲートが摩耗すると、スクリューロータの螺旋溝の壁面とゲートのクリアランスが拡大し、圧縮室から漏れ出す冷媒の量が増加してシングルスクリュー圧縮機の性能が低下する。
本実施形態において、第2ゲートロータ(70)の各ゲート(71)は、後方側面(75)の第1ゲートロータ(60)側の縁部である後方シールライン(77)が、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)の後方側壁面(43)と摺動する。そして、第2ゲートロータ(70)の各ゲート(71)は、前方側面(74)の全体と後方側面(75)の全体とに、低圧空間(15)の圧力が作用する。
本実施形態では、第1ゲートロータ(60)のゲート(61)に形成された前方シールライン(67)と、第2ゲートロータ(70)のゲート(71)に形成された後方シールライン(77)とが、実質的に、ゲートロータ(60,70,)の中心軸と直交する一つの平面上に位置する。従って、本実施形態によれば、螺旋溝(41)の形状が従来と同じスクリューロータ(40)を用いることができ、シングルスクリュー圧縮機(1)の製造コストの上昇を抑えることが可能となる。
図6に示すように、スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)に進入した第1ゲートロータ(60)のゲート(61)と、螺旋溝(41)の後方側壁面(43)の間に隙間が形成される。この隙間は、圧縮室(37)と連通しており、圧縮室(37)をゲートロータ室(17)と連通させる通路となる。そのため、この隙間が大きいと、この隙間を通って圧縮室(37)から漏れ出す流体の量が多くなり、シングルスクリュー圧縮機(1)の性能の低下を招くおそれがある。
図8に示すように、本実施形態のゲートロータ組立体(50)では、第1ゲートロータ(60)のゲート(61)において、その前方側面(64)の圧縮室(37)側の縁部(即ち、前方側面(64)と前面(62)の境界となる縁部)が前方シールライン(67)となっていてもよい。
10 ケーシング
37 圧縮室
40 スクリューロータ
41 螺旋溝
42 前方側壁面
43 後方側壁面
50 ゲートロータ組立体
55 ロータ支持部材
60 第1ゲートロータ
61 ゲート
62 前面
63 背面
67 前方シールライン
72 前面
70 第2ゲートロータ
71 ゲート
77 後方シールライン
Claims (5)
- 螺旋溝(41)が形成されたスクリューロータ(40)と、該スクリューロータ(40)と噛み合うゲートロータ組立体(50)と、上記スクリューロータ(40)及び上記ゲートロータ組立体(50)を収容するケーシング(10)とを備えたシングルスクリュー圧縮機であって、
上記ゲートロータ組立体(50)は、
上記スクリューロータ(40)の螺旋溝(41)に進入して圧縮室(37)を形成するゲート(61,71)がそれぞれに複数ずつ形成された第1ゲートロータ(60)及び第2ゲートロータ(70)と、
上記第1ゲートロータ(60)及び上記第2ゲートロータ(70)が取り付けられて上記ケーシング(10)に回転自在に支持されるロータ支持部材(55)とを備え、
上記スクリューロータ(40)の上記螺旋溝(41)の側壁面は、該スクリューロータ(40)の回転方向の前側に位置する側壁面が前方側壁面(42)であると共に、該スクリューロータ(40)の回転方向の後側に位置する側壁面が後方側壁面(43)であり、
上記第1ゲートロータ(60)の各ゲート(61)は、該ゲート(61)が進入した上記螺旋溝(41)の上記前方側壁面(42)と上記後方側壁面(43)のうち上記前方側壁面(42)だけと摺動し、
上記第2ゲートロータ(70)の各ゲート(71)は、該ゲート(71)が進入した上記螺旋溝(41)の上記前方側壁面(42)と上記後方側壁面(43)のうち上記後方側壁面(43)だけと摺動し、
上記ゲートロータ組立体(50)は、上記第1ゲートロータ(60)と上記第2ゲートロータ(70)が、同軸に配置されて周方向へ相対的に変位可能である
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項1において、
上記ゲートロータ組立体(50)の上記第1ゲートロータ(60)及び上記第2ゲートロータ(70)は、上記第1ゲートロータ(60)の前面(62)が上記圧縮室(37)に臨み、上記第2ゲートロータ(70)が上記第1ゲートロータ(60)の背面(63)側に位置するように重なり合っている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項2において、
上記第2ゲートロータ(70)の各ゲート(71)は、上記螺旋溝(41)の上記後方側壁面(43)と向かい合う側面の上記第1ゲートロータ(60)側の縁部が、上記第2ゲートロータ(70)の径方向に延びる線状に形成されて上記後方側壁面(43)と摺動する後方シールライン(77)となる
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項2又は3において、
上記第1ゲートロータ(60)の各ゲート(61)は、上記螺旋溝(41)の上記前方側壁面(42)と向かい合う側面の上記第2ゲートロータ(70)側の縁部が、上記第1ゲートロータ(60)の径方向に延びる線状に形成されて上記前方側壁面(42)と摺動する前方シールライン(67)となる
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項2乃至4のいずれか一つにおいて、
上記第1ゲートロータ(60)の厚さが、上記第2ゲートロータ(70)の厚さよりも薄い
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
Priority Applications (5)
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