JPH0239633B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ハウジング内に収容された少なく
とも２つのロータを含む回転圧縮機に関し、この
ロータのうち第１のロータは中間に溝部をもつ複
数の頂部を有し、該頂部は実質的にスクリユ線形
状に、かつロータを撓つて平行に延び、これら溝
内に第２のロータの突出部分が、噛合い区域内に
おいて嵌合し、該突出部分が圧縮機内で圧縮され
る媒体を吸引するため各溝内に形成された吸引室
の一端を構成し、さらに媒体を前記吸引室に供給
するため、頂部に接近して配置された周囲を囲む
縁部をもつ第１のロータの半径方向外側に配置さ
れた流入ポートを含み、前記縁部の第１部分が、
前記第１および第２のロータの回転時に吸引室と
流入ポートとの連通をしや断するようにロータの
頂部と平行なスクリユー線形を形成して配置され
ている。

［従来の技術］ このような圧縮機は米国特許第3241744号の第
１図乃至第８図および第１１図において見ること
ができる。この既知の圧縮機は２つの協働するロ
ータを有し、１つの流入ポートが２つのロータの
半径方向外側に配置され、かつこれらロータの溝
内の吸入室を完全に覆い、これによつて各吸引室
はこれらロータの回転時に流入ポートの縁部の第
１部分が流入ポートと吸引室との連通をしや断す
るまで、半径方向に直接流入ポートと連通する。

［発明が解決しようとする課題］ 既知の圧縮機は、ロータの噛合い区域において
２つのロータの回転時に新規な容積が溝内の吸引
室に形成され、この噛合い区域において媒体が吸
引室内に吸引される。こののち吸引室内の媒体は
流入ポートの縁部の前記第１部分に向いかつ該部
分の下に移送される。

流入ポートの縁部の前記第１部分は、流入ポー
トがロータの円周の大部分を囲む、即ち流入ポー
トが噛合い区域からロータの円周方向に比較的大
きい距離に両端をもつ大きさをもつ。

このことは、ロータの比較的低い周速度おいて
のみロータが媒体を吸引することができ、高い周
速度においては、噛合い区域内で吸引された媒体
は遠心力の作用によつて、溝から流入ポート内に
送入され、新規媒体を吸引するロータの能力、即
ち充填効率はこれによつて可成り低下されるとい
う欠点をもつ。

ある場合には、この充填効率は、米国特許第
3241744号明細書の第９図に示すように、もし流
入ポートを、ロータに媒体を軸方向に供給するよ
うにロータの端部に設ければ改善することができ
る。この場合、媒体は平均してロータの最大半径
よりも小さい半径でロータの溝に供給され、この
ことは流入ポートから媒体を投げ返えそうとする
遠心力の作用を小さくする。しかし、充填効率
は、軸方向流入ポートにある溝の一端から、溝内
に媒体を吸引する新規容積が連続的に形成される
噛合い区域における溝の他方の端に媒体が溝を通
つて流れるとき、溝内に生じる摩擦損失によつて
減少する。

しかしながら、ただ１つの軸方向の流入ポート
はロータの全ての溝の唯一の螺せん角度を決定
し、しかも該流入ポートは全ての溝の一方の端部
を収容しなければならない。従つてこれにより大
きい螺せん角度では媒体は半径方向にロータへ供
給されざるを得ない。

この発明の目的は、文頭で述べた圧縮機の充填
効率を改善するにある。

［課題を解決するための手段］ この目的はこの発明に係る圧縮機によつて達成
され、即ち該圧縮機は、噛合い区域に隣接して流
入ポートが配置され、流入ポートの縁部の第１部
分に接続し、第１のロータの溝内の複数の吸引室
に亘り、第１のロータの軸線と実質的に平行に延
びる、流入ポートの前記縁部の第２部分を有し、
２つのロータの回転時に、媒体が流入ポートの前
記縁部の第２部分の下に吸引室内に吸引され、か
つ流入ポートが、媒体の流入ポートの前記縁部の
第２部分の下の吸引される溝の断面積の和にほぼ
等しい面積をもつように構成される。

これによつて、新規の媒体は流入ポートから吸
引室内に充填され、これにおいて新規容積が連続
的に形成され、即ち噛合い区域において形成さ
れ、この時点で、流入ポートから再び媒体を投げ
返そうとする遠心力はまだ発生されていない。噛
合い区域および流入ポートから媒体は、溝に対し
て実質的に移動せずに流入ポートの縁部の前記第
２部分の下の圧縮部へ、溝によつて吸引室内に搬
送され、これによつて吸引室を充填する際の摩擦
損失が減少する。吸引室内の媒体へのロータの回
転によつて作用する遠心力は、まず流入ポートの
縁部の第２部分の下を媒体が通過したのちに発生
するので、媒体は流入ポート内に再び投げ返えさ
れることを防止される。流入ポートの縁部の第２
部分の下に媒体が吸引される溝の断面積の和に実
質的に従つた面積を流入ポートが有することによ
り、媒体は流入ポートから溝に実質的に速度を変
更せずに流動し、これによつて媒体は加速される
ことなく、また吸引室内のその入口において減速
されることもなくなり、損失の見地から、この流
入量は吸引室内への極めて有効な流入量であると
言える。

米国特許第3241744号明細書の第９図によれば、
一対の協働するスクリユ形ロータの吸引室がロー
タの頂部に接近して配置された軸方向流入ポート
から媒体が供給される。流入ポートの内側に、流
入ポートと吸引室とが連通する限り吸引室の直前
方に位置する、圧縮機ハウジングの内側表面の部
分が、流入ポートからよりも可成り大きい頂部か
らの距離に位置する。これによつて、ハウジング
の内側表面と頂部との間の密閉空所が、圧縮機の
機能に対し不必要である圧縮機のこの部分におけ
る摩擦損失は減少される。

このことは、この発明に有用に適用できること
が示され、これにより、この発明の他の特徴とし
て、吸引室と流入ポートとが連通する限り、吸引
室の直前方に位置する、ハウジングの内側表面が
流入ポートの縁部の第２部分より可成り大きい半
径方向距離に配置され、そのため第２部分は頂部
に向つて突出する唇状部を形成している。

この発明は例えば米国特許第3241744号による
所謂リシヨルム（Lysholm）型圧縮機に適用可能
であり、ここにおいて、第２のロータは第１のロ
ータの回転軸線と平行な軸線まわりに回転可能に
配置され、かつ突出部は、ほぼスクリユ線形で平
行に螺旋状に延びる中間の溝をもつ頂部によつて
構成され、また、この第２ロータの溝も吸引室を
構成し、その１つは第１ロータの対応する頂部の
噛合い区域内に形成され、共通の流入ポートが、
流入ポートの前記縁部の第２部分を噛合い区域の
両側に設定することによつて、両方のロータの溝
内の吸引室に媒体を供給するように配置される。

これにより、この形式の圧縮機はこの発明に係
る流入ポートは、両方のロータの溝へ媒体を共通
に供給するための簡単な幾何学形状をもつことが
できる。

この発明はまた例えば米国特許第3804564号に
よる所謂ツインメルン（Zimmern）型圧縮機に
適用可能であり、この圧縮機において第２のロー
タは第１のロータの回転軸線と直角な軸線まわり
に回転可能に配置された平面状の歯付き円板の形
態をもち、かつ突出装置はその円板の歯であり、
円板の平面および第１のロータの軸線と平行に延
びる第３部分を示す流入ポートの縁部が第１のロ
ータの頂部と円板へ接近して設けられている。

これにより、この形式の圧縮機において、この
発明による流入ポートは、ロータを囲うハウジン
グから容易に形成される簡単な幾何学形状をもつ
ことができる。

［実施例］ この発明に係る２種類の圧縮機の実施例を図面
を参照しつつ以下に説明する。

第１図乃至第６図において、ハウジング１は２
つのロータ２，３を包囲する。ロータ２は頂部４
および溝５を有し、かつロータ３は頂部６および
溝７を有し、これらの頂部６および溝７はスクリ
ユ線形にかつ各ロータまわりに平行に延びる。こ
れらのロータは矢印１０および１１によつて示さ
れる回転方向に、平行な軸線８，９のまわりに回
転するようにハウジング内にジヤーナル軸受さ
れ、これらのロータは噛合い区域１２内でそれら
の頂部および溝を互いに係合する。

流入ポート１３は、噛合い区域１２の直前方に
配置されて圧縮機で圧縮される媒体の供給に用い
られる。媒体は、流入ポート１３から新しい容積
が圧縮機内に連続的に形成される噛合い区域１２
に向けて吸入され、ここから流入ポートの縁部１
４の下を通つてロータの溝５，７に形成された吸
引室１５内に吸引される。次いで、吸引室１５は
流入ポートの他方の縁部１６の下に移動し、この
縁部１６は吸引室１５と流入ポート１３との連通
をしや断し、そののち媒体は、それ自身既知の方
法で溝内の作用室の長さによつて溝５および７内
で圧縮され、ハウジング１の流出ポート１７が作
用室を開口し圧縮された媒体を排出する。

縁部１４および１６は、吸引された媒体が流入
ポート１３に戻流するのを防止するために頂部
４，６に接近して配置される。縁部１４は互い
に、およびロータの軸線８，９と平行である。流
入ポート１３は、第４図においてロータに向つて
見て、縁部１４の下で媒体が吸引される溝５およ
び７の第５，６図に示す断面積A₁〜A₇の総計に
相等する面積をもち、これによつて媒体は実質的
に速度を変更することなく流入ポート１３を通り
溝５，７に流入し、これによつて溝内への媒体の
導入による流量損失を最小にすることができる。

吸引室１５が流入ポート１３との連通状態にあ
り、従つて頂部がハウジングを密閉していない状
態において頂部４，６とハウジングの部分１８内
の圧縮機ハウジング１との間の摩擦損失を減ずる
ために、ハウジング１の内側表面２１は、この実
施例において内側の縁部は１９，２０であるが、
縁部１４と頂部４，６との間の半径方向距離より
も実質的に大きい、頂部４，６からの半径方向距
離をもつて配置されている。各縁部１４はこの構
造では各ロータに向つて突出する唇状部２２の一
部分を構成し、該唇状部２２は媒体が空所１８か
ら流入ポート１３に流入するのを防ぐ。

通路２３は、流入ポート１３から下向きに、ロ
ータの一端とハウジングの対応する端壁との間の
１つの場所まで延びて、ロータ間の噛合い部に生
ずるポケツト部分内の圧力を、これらポケツト部
が流入ポートに向つて半径方向に開口する前に平
衡させる。参照数字を付さない第１図乃至第３図
に示す矢印はさらに圧縮機の媒体の流動方向を示
す。

第７図乃至第１２図によるツインメルン
（Zimmern）型圧縮機は、ハウジング３７内で軸
線３４，３５，３６それぞれのまわりにジヤナル
回転軸受される３つのロータ３１，３２，３３を
示す。円筒形包絡表面３９に設けられたスクリユ
線形に形成された溝３８をもつロータ３１は歯４
０をもつ板状のロータ３２および３３と協働す
る。ロータ３３の歯４０は噛合い区域４１内で溝
３８と係合し、該噛合い区域に隣接して媒体を溝
３８内の吸引室４３内で吸引する流入ポート４２
が配置される。媒体は流入ポートの縁部４４の下
の吸引室４３内に導かれる。矢印４５で示す回転
方向にロータ３１が回転すると、流入ポートの縁
部４６は各吸入室４３と流入ポートとの間の連通
をしや断し、そののち媒体の圧縮が、溝内の作用
室が流入ポート４７に開口されて圧縮機から圧縮
された媒体を排出するまで作用室をロータ３２の
歯に押接させることによつて実施される。上記の
作用工程は第７図において圧縮機の上半部で行
う。この圧縮機の下半部は上半部と同一方法で構
成され、ここにおいても上記の工程と同じ作用工
程が行われ、媒体はロータ３２における流入ポー
トから吸入されかつロータ３３の歯４０に向つて
圧縮される。

縁部４４および４６は、吸入された媒体が流入
ポート４２に戻流するのを防ぐために頂部４８に
接近して配置され、前記流入ポートは第１１図に
おいてロータ３１に向つて見て、縁部４４の下で
媒体が吸入される溝３８の断面積B₁〜B₄の総和
と実質的に相等する面積をもち、これによつて媒
体は流入ポートから実質的に速度を変えずに溝３
８に流入し、これによつて溝内への媒体の導入に
際しての流量損失は最小になる。

吸引室４３がまだ流入ポートと連通しており、
従つて頂部がハウジングと密閉当接する必要のな
い状態において、頂部４８とハウジングの間の部
分４９における圧縮機ハウジング３７との間の摩
擦損失を低減するために、ハウジング３７内の内
側表面５３は、この実施例において内側縁部５
０，５１および５２の範囲において、縁部４４と
頂部４８との間の半径方向距離よりも実質的に大
きい頂部４８からの半径方向距離をもつて配置さ
れる。縁部４４はこの構造体において、ロータに
向つて突出する唇状部５４の一部分を構成し、こ
の唇状部は媒体が空所４９から流入ポート４２に
流入するのを防ぐ。

ロータ３２および３３は矢印５６および５７そ
れぞれで示す方向に回転する。第７図および第１
０図における参照数字を付さない別の矢印は圧縮
機内の媒体の流動方向を示す。

さらに、流入ポート４２は縁部５５によつて囲
われ、該縁部はロータ３３およびロータ３１の軸
線と平行に延びかつロータ３３と同様にロータ３
１の頂部４８に接近している。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの協働するスクリユ形ロータを有
するリシヨルム（Lysholm）型圧縮機の図、第２
図は第１図の線−に沿つてとられた横断面
図、第３図は第２図の線−に沿つてハウジン
グを切断した側面図、第４図は流入ポートを示す
第１図の圧縮機の部分図、第５図は第４図の線
−に沿つてとられた断面図で一方のロータの部
分および流入ポートの縁部を示し、第６図は第４
図の線−に沿つてとられた断面図で、他方の
ロータの一部分および流入ポートの対向縁部を示
し、第７図はツインメルン（Zimmern）型圧縮
機の横断面図、第８図は第７図の線−に沿つ
てとられた断面を示す略図で圧縮機のハウジング
の半部を示し、第９図は第７図の線−に沿つ
てとられた断面を示す略図で圧縮機のロータを示
し、第１０図は第７図乃至第９図による圧縮機の
作用室の動作状態を示す斜視図、第１１図は圧縮
機のロータに向つて見たときの流入ポートの形状
を示す図、第１２図は第１１図の線XII−XIIに沿つ
てとられた断面図である。 １……ハウジング、２……第１ロータ、２……
第２ロータ、４……頂部、５……溝、６……突出
部分、７……溝、８……軸線、９……軸線、１２
……噛合い区域、１３……流入ポート、１４……
第２部分、１５……吸引室、１６……第１部分、
２１……部分、２２……唇状部、３１……第１の
ロータ、３３……第２のロータ、３４……軸線、
３７……ハウジング、３８……中間溝、４０……
突出部分、４１……噛合い区域、４２……流入ポ
ート、４３……吸引室、４４……第２部分、４６
……第１部分、４８……頂部、５３……部分、５
５……第３部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング１，３７内に囲われた少なくとも
   ２つのロータ２，３および３１，３２，３３を含
   み、前記ロータのうち第１のロータ２，３１が、
   実質的にスクリユ線形に、かつ該ロータのまわり
   に平行に延びる中間に溝５，３８をもつ複数の頂
   部４，４８を有し、前記溝内に第２のロータ３，
   ３３の突出部分６，４０が噛合い区域において嵌
   入し、前記突出部分６，４０が、圧縮機内で圧縮
   される媒体を吸引するため各溝５，３８内に形成
   される吸引室１５，４３の一端を構成し、さらに
   媒体を前記吸引室に供給するため頂部に接近して
   配置され、周囲を囲む縁部をもつ前記第１のロー
   タ２，３１の半径方向外側に配置された流入ポー
   ト１３，４２を含み、前記第１および第２のロー
   タの回転時に吸引室と流入ポートとの連通をしや
   断するように配置されたロータの頂部と平行なス
   クリユー線形を形成している、前記縁部の第１部
   分１６，４６を有する回転圧縮機において、 前記流入ポート１３，４２が噛合い区域１２，
   ４１に接近して配置され、かつ前記縁部の第１部
   分１６，４６に連続して縁部を形成している流入
   ポートの第２部分１４，４４が第１のロータの溝
   内の複数の吸引室にわたつて第１のロータの軸線
   と実質的に平行に延び、第１および第２のロータ
   の回転時に媒体が流入ポートの前記縁部の第２部
   分１４，４４の下の吸引室内に吸引され、かつ流
   入ポートが流入ポートの前記縁部の第２部分１
   ４，４４の下に媒体が吸引される溝の横断面積の
   総和（A₁〜A₇、B₁〜B₄）と実質的に相等する面
   積を有することを特徴とする回転圧縮機。 ２ 吸引室１５，４３が流入ポート１３，４２と
   連通する範囲内で吸引室の直前方に配置されたハ
   ウジングの内側表面の部分２１，５３が流入ポー
   トの縁部の第２部分１４，４４よりも実質的に大
   きい頂部からの半径方向距離において配置され、
   前記第２部分が頂部に向つて突出する唇状部２
   ２，５４として形成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の回転圧縮機。 ３ 第２のロータ３が第１のロータ２の回転軸線
   と平行な軸線９のまわりに回転可能に配置され、
   かつ突出部分が頂部６によつて構成され、前記頂
   部が中間溝７とともに実質的にスクリユ線形状に
   かつ第２のロータまわりに平行に延び、かつ第２
   のロータの溝もまた吸引室１５を構成し、前記吸
   引室の一つが第１のロータ２の対応する頂部４の
   噛合い区域内に形成され、共通の流入ポート１３
   が両方のロータの溝内の吸引室に媒体を供給する
   ように配置され、流入ポートの前記縁部の第２部
   分１４が噛合い区域１２の両側に配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の回転圧縮機。 ４ 第２のロータ３３が第１のロータ３１の回転
   軸線３４と直角な軸線３６まわりに回転可能に配
   置された平面状の歯付き板の形状をもち、かつ突
   出部分が前記板の歯４０によつて構成され、流入
   ポートの縁部が第２のロータ３３と同様に第１の
   ロータ３１の頂部に接近して第２のロータ３３の
   平面および第１のロータ３１の軸線３４と平行に
   延びることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の回転圧縮機。