JPH02502035A - 回転式ピストン圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回転式ピストン圧縮機 この発明は請求の範囲１の前文に記載する回転式ピストン圧ｗ３ｍに関する。

歯車がかみ合うようにしたこの種の回転式ピストン圧縮機では、内部回転子と外 部回転子との間に、ｎ１＝ｎ２　＋ｌの回転率が存在する。すなわち、内部回転 子は２：１．３：２．４：３以下同様の割合で、外部回転子よりも早く回転する 。

不都合な遊びが少ないために、回転比ｎ＋：ｎ２＝２：ｌの回転式ピストン圧縮 機では、外部回転子が完全に１回転すると、２個の作動室のそれぞれが吸い込み ストロークと排出ストロークとを遂行する。

この種の公知の回転式ピストン圧縮！　（ＵＳ−ＰＳ８８３　２７１、ＥＰ−Ａ 　００８７　７６４）では、内部回転子の軸は外方に伸長して駆動輪に接続され ており、外部回転子は傳導装置を介して、回転数ｎ２＝ｒｇ　で駆動さつまり、 内部回転子の各回転毎に各作動室においては動程が半分にしかならないので、高 出力を得るには駆動装置の回転数を高くする必要がある。

この発明は以上の問題点を考慮して、駆動装置の回転数が低くても高出力を達成 することのできる請求の範囲１の前文に記載の回転式ピストン圧！ｔｌ！を提供 することにある。

これらの問題点は請求の範囲１の特徴とする発明の特徴によって達成される。

この発明による回転式ピストン圧ｗｉ機によれば、内部回転子てなくて、外部回 転子が駆動されるので、駆動される軸の各回転毎に、各作動室に完全な動程がな されるので、この発明の回転式ピストン圧縮機においては、回転比ｎｌ：ｎ２＝ ２：１により、任意の駆動装置の回転数で、現在の技術水準の２倍の出力を得る ことができる。

この発明の回転式ピストン圧縮機は現在の技術水準のものに対し、外部回転子の 軸受に関して格別の特長のあるものである。内部回転子を駆動する周知の回転式 ピストン圧縮機では、外部回転子の回転軸に対して内部回転子の軸が偏心して外 方に伸長しているので、外部回転子の軸受の直径を大きくする必要がある。しか しながら、大直径の軸受は不経済であり、高速回転に際しては負荷が余分にかか る。この負荷を軽減するために、前述したＥＰ−ＡＯＯ８７７４６による構造で は、外部回転子を大型の軸受でなくして、３個の対称的に配置したローラで支持 している。このことによって、高周速の問題は解決されるけれども、不経済な構 造になってしまう。

この発明に係る提案によれば、外部回転子を内部回転子の軸受の軸線方向の外部 の外側壁で支持することができ、内部回転子の軸はその軸線の内方で終っている ために、この軸受を比較的小直径のものとすることができる。

この発明による回転式ピストン圧ｍ機では外部回転子の軸を別動するために、内 部回転子の軸は駆動ベルトの引張りによる曲げを全く受けることがない、それゆ え、この圧縮機はとくに乾式運転に適している。乾式運転圧縮機は圧縮空気中に 潤滑剤を含まないことが必要な場合に利用される。つまり、作動室内に潤滑剤が 絶対に入ってはならないこと、すなわち注油を必要とする密閉部分が全くないこ とを要件とするものである。したがって、このような圧ｗＪ機は５０ないし１０ ０μｍ程度の耐密間隙をもって製作しなければならない、この発明の回転式ピス トン圧縮機では駆動装置の引張る力を内部回転子の軸から遠ざけることによって 、以上に述べた制約された劇密間隙を保たせるものである。実際において、２： １の機械では、内部回転子は２倍の駆動回転数で作動するから、運転時に大きな 遠心力をうける。この遠心力による負荷を十分に除去するために、内部回転子を 軽金属製で中空のものとし、その全長にわたって、少くとも１個の高比重の材料 製のつり合い重りを配設する。このようにすることによって、内部回転子の各断 面における重量の平衡か充分に確保されるので、内部回転子もしくはその軸に曲 げモーメントが全く作用しない、この重量を平衡をおこなうには、例えば、ニラ ゲル・鉄化合物にタングステンを入れたような重金属製の１本以上のビンを使用 する。そのうちの１本のビンを、同時に、内部回転子がその軸に対して空転する ことのないように固定するのに使用する。または、軸をつり合い重りと一体のも のとして、押しばめ手段で内部回転子の適当な空所にとりつけることもできる。

内部回転子と外部回転子どの位相位置を正確に調整することも、前述の制約され た耐密間隙を保持するために重要なことである。この位相位置は内部回転子と外 部回転子との間に伝動装置を介して維持される。乾式運転でない圧縮機では、外 部歯車を内部回転子にねじで直結できるが、乾式運転圧縮機では伝動装置に注油 する必要があるので、以上のようにすることはできない、外部伝動装置で外部の 歯車を内部歯車について正確に配置するのに、内部回転子と軸とが別部品としで ある構造のものでは、確実に回転させるための重金属製のビンを収容する清を、 一方の側では内部回転子より外方に伸長させ、外部歯車を外部回転室外で軸に取 りつけ、軸を通る清に嵌入するビンまたは突出部で空転することのないように軸 に接続する。この場合に、内部回転子と外部歯車とが空転することのないように 、軸上に１本のビンを残しておく。

内部回転子の平衡を十二分にするために、内部回転子の外周壁の内面で、しかも ボスに対して直径的に正反対の部位に、放射内方に伸長する突出部を設け、この 突出部をけすることによって、内部回転子の平衡をとることをもできる。側方へ の流れを阻止し漏洩を抑制するために、内部回転子の前面をカバーで閉塞する場 合には、この突出部を前面に近接して形成し、カバーの突出部に近接する部位に 開口を設け、これに工具を挿入して突出部の材料をけずりとる。

最初に述べたように、この種の乾式運転圧縮機においては、内部回転子と外部回 転子の間で、しかも圧縮室外に伝動装置を配設し一圧縮室を密閉する必要がある 。そのために、伝動装置側の軸の端部を支持するゲージングには円板状の突出部 を設け、この突出部を内部回転子と外部歯車との間に伸長させ、しかもこの突出 部に軸を装入する孔を設けるものとし、円板状突出部の外周内に隣接する外部回 転子の対応する円形の切り込み部を嵌装して密閉する。

前に詳述したように、耐密間隙を小さく保持するためには、一般に、極めて制約 した公差を必要とし、それが加工精度と、それに伴う製造費の増大の原因となっ ている。製造上の公差を大きく、すなわちプラス公差を大きくするために、この 発明においては、軸の端部を支持し、外部回転子の前壁を貫通して伸長する円板 状の延長部を２個のゲージング部に設け、この延長部を外部回転子の前壁の対応 する円形開口に嵌装してあり、さらにまた、外部回転子の内部前壁に内面が円板 状延長部の内面と一致するような厚さの板体を取りつけである。

板体の厚さを適当に選択することによって、各公差に調整することができる。外 部回転子に対する内部回転子の相対位置についての軸線方向の公差を調整するに は、適当な厚さの座金をゲージングの一部と軸の延長部との間に装入する。

次に、この発明を実施態様を添付図面について詳細に説明する。

図面の簡単な説明 この発明の実施態様を図面について説明する。

第１図は第２図の線Ｉ−Ｉに沿った回転式ピストン圧１１機、第２図は第１図の 線■−■に沿った断面図、第３図は第１図の線ト１に沿った断面図、第４図は変 更態様の内部回転子の正面図、第５図は第４図の線ｖ−■に沿った断面図である 。

図面に示す平行内部転回転式ピストン圧縮機は周壁１とその側部に取付けた側部 ２と３とから成るハウジングを椙成し、それによって左側部分はボス５と、中間 板体６とボス５内に突出する軸受突出部７とから成る軸受カバー４を椙成し、他 方、右側部はボス９と同ボス内に突出する軸受突出部１０を具備する軸受はカバ ー８とから成っている。

ハウジング内においては、軸受ボス５と９と保守不要のケース入りの玉軸受１１ とで外部回転子１２を軸受支持している。

この外部回転子は、第２図に示すように、円筒形の外面１３を備え、ハウジング の該当する円筒形の内部空所１４内を掻く僅かの間隙をとって回転する。

外部回転子１２には長円形の圧縮室１７があり、この圧縮室は外部回転子の周壁 に制御量０１８と１９とで連絡している。圧縮室１７には横断面が円形の内部回 転子２０が軸２１に偏心して取りつけである。内部回転子２０の直径は圧縮室１ ７の半円の端部断面の直径より５０ないし１００μｍ程度小さい、第１図に示す ように、内部回転子の軸２１には軸受突出部７ないし１０に軸受２２で支持され ている。内部回転子の軸２１の回転軸線Ｄ１は外部回転子１２の回転軸線Ｄ２に 対して平行している。内部回転子と外部回転子とは互いに所定の回転比、すなわ ち例えば２対１としてあって、内部回転子軸２１に取付けである外側歯車２３と 外部回転子１２に固定した内側歯車２４とから構成される装置 外部回転子１２は中間部２５と側壁２６と２７とから構成されていて、その側壁 にはそれぞれ円形の凹所２８と２９とが形成してあり、その凹所内に軸受突出部 ７と１０とが装入されている．第１図について、外部回転子１２の左側の！！Ｉ ｕ２７には駆動ベルト３０が取りつけられる。

歯車２３．　２４の潤滑に必要とする潤滑油が圧縮室１７内に流入するのを阻止 するために、軸受突出部１０に円板状の部材３１が設けてあって、外部回転子の （ＩＩＩ壁２６の間隙をシールするためにシール・リング３２が配設してある． それに対向する側では外部回転子の０！！ｌ壁２７がシール３３によってハウジ ング中間部６の円形開口３４耐密に嵌装されている。

内部回転子と外部回転子との間の耐密間隙をできるだけ狭小にするためには、内 部回転子の軸２１の曲げを最少限にする必要がある．そのためには、一方におい て、回転式ピストン圧ｍＩｌの基本構造を、外部回転子１２を駆動する内部回転 子の軸２１を短いものにする．また他方において、内部回転子２０をできるだけ 軽量にすることである．そのためには、これを中空で軽金属製とし、外周Ｒ４０ とボス４１とから構成して、このボスに軸２１を通すようにする．重量のバラン スを良好にし、遠心力によって軸２１の曲げを除くために、第１図ないし第３図 に示す実施態様では、内部回転子の縦方向の中心線Ｍ上に、軸２１の回転軸線Ｄ １に関して対向して重金属製のビン４２と４３とが内部回転子２０の全長に亘っ て伸長するように配設してある０重金属製のビンは高比重の物質、たとえばニッ ケル・鉄化合物にタングステンを含有したものとする。これによって、縦軸Ｖａ Ｍについて直角をなす内部回転子２０の質量の平衡が保たれる。同時に重金属製 のビン４３は内部回転子２０を軸２１と接続して空転することのないように固定 している。そのためにボス４１と軸２１とには、それぞれ半円形断面の溝４４と ４５とが形成しである。消４４は、第１図において、内部回転子２０を貫通して 右方に伸長すると同時に、外側歯車２３の溝４４に達っし、ビンの突出部４７（ 第３図）をもって空転することのないように外部歯車を固定している０以上に述 べたのと違って、第１図に示すビン４１を右方に伸長し軸２１と外部歯車２３と を空転することのないように接続することもできる。

内部回転子２０の質量の平衡を達成するための手段がある。

すなわち内部回転子２０の外周壁４０の内側のボス４１と直径的に対向する領域 に放射内方に伸長する突出部４６を設ける。突出部４０の材料を削り取ることに よって内部回転子２０の平衡を十分にとることができる。内部回転子２０の前面 をカバーで密閉しである場合には、このカバーに開口を設け、その開口を介して 突出部４６を加工する。

狭い間隙を小さな公差に仕上げるには、通常、その加工に多額の費用を必要とす る。こうした費用を節約するために、外部回転子１２のＩＦＩ壁２６．２７の内 面に板体５０が設けてあって、円板状突出部３１と３ｔａの内面と、組み立てた 時に、その厚さが同一平面になるようにする。第１図の右側の板体５０の内径は 凹所２＆の直径よりも小さいので、シール３２よりの潤滑剤は圧縮室１７内に流 入しない、外部回転子１２に対する内部回転子２０の軸上の位置は軸２１の軸受 ２２と外部歯車２３との間の調節用座金５１で調節する。

以上に述べた回転式ピストン圧縮機の作動は周知である。

回転子１２と２０とが第２図の矢印Ｒの方向に回転すると、圧縮室１７は内部回 転子２０によって容積が変化する２つの作動室６０と６１とに分割され、再作動 室は開口１８と１９とによって交互に吸入口１５と排出口１６とに連絡される。

以上に述べた実施Ｂ様について種々の変更を発明の技術範囲から逸脱することな しに実施できることは自明である。とくに実用的で容易に推考することのできる 変更態様は、内部回転子２０と軸２１とを重金属製の一体構造のものとして、重 金属製のビン４３と重量上の均衡をとることである０重金属製のビン４２．４３ の本数や、形状、そして配置はそれぞれの状態に応じて変える。

第４図と第５図とに示すものでは、内部回転子２０′は、その軸２１′がつり合 い重り６５と一体にしてあって、例えば精密引き抜き鋼製の部材としである。こ の鋼製部材は内部回転子２０′の開口部６６に押しぼめにしてあって、開口部の 位［６７で接触している。第５図に示すように、つり合い重り６５は内部回転子 ２０′の全長に亘って伸長しているので、第１図の内部回転子２０と同様に内部 回転子のあらゆる断面についても十分に重量が平衡している。

補正書の写しく翻訳文）提出口 （特許法第１８４条の８） １、事件の表示 ＰＣＴ／ＤＥ８８１００６０１ 、発明の名称 回転式ピストン圧縮機 ３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国　デエー・７１０７ネツカーツルム　ローマシトラー セ １１番 氏　名　ルーフ、レナーテ 国　籍　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 住　所　〒１０５東京都港区西新＊ＩＴ目１番２１号日本酒造会館４階　ｅ　０ ３−５０８−２４５６氏　名　弁理士（５５９７）　飯　１）　幸　郷（外１名 ） ５、補正書の提出年月日 西暦１９８９年９月７日及び１９８９年１１月３日６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請求の範囲 １．８）周壁（１）と軸方向に内方に伸長する軸受は突出部（７，１０）を具備 する側部（２，３）を具備するケーシングと、ｂ）ゲージング内に回転可能に取 付けなｌ！　（２６，２７）にて区画した内部室（１７）を具備する外部回転子 （１２）と、Ｃ）内部室（１７）に配置し、内部室を壁部とともに容積可変の作 動室（６０，６１）に区画し、外部回転子（１２）の回転軸に対して平行に伸長 して軸受は突出部（７，１０）に回転可能に軸受けした軸（２１）に偏心的に固 定した内部回転子（２０）と、ｄ）外部回転子（１２）に固定した内歯車（２４ ）と内部回転子（２０）に固定し、前記内歯車とかみ合う外歯車（２３）とを具 備し、所定の回転比と内部回転子と外部回転子とを所定の位相位置にする伝動装 置とから成る平行内部軸回転式ピストン圧縮機において、 ｅ）外部回転子（１２）ノ側壁（２６，２７）を内部回転子（２０）ノ軸受（２ ２）の外部で、しかもケーシング側部（２，３）から軸方向に内方に伸長する軸 受ボス（５，９）によって回転可能に軸受けしたことと、 ｆ）　ｌＤ転子（１２）ノｆＩｌｕ（２７）が軸受ボス（５）を囲繞し、軸方向 に外方に伸長する駆動軸（３０）を装着するボス（２７ａ　）を具備するものと したこととを特徴とする平行内部回転式ピストン圧縮機。

２、駆動軸（３０）と外部回転子（１２）の側壁（２７）との間にボス（２７ａ ）が貫通する耐密にしたケーシングの中間部（６）を配設したことを特徴とする 請求の範囲１に記載の回転式ピストン圧縮機。

３、内部回転子〔２０）を中空で軽金属製のものとし、内部回転子の材料よりも 比重の大きな材料製の本質的に全長に亘って伸長する少くとも１個の質量つり合 い重り（４２，４３または６５）を有するものとしたことを特徴とする請求の範 囲１または２に記載の回転式ピストン圧縮機。

４、質量つり合い重り（４３）を重金属製のピンとし、内部回転子（２０）を軸 （２１）に空転することのないように取りつけたことを特徴とする請求の範囲３ に記載の回転式ピストン圧縮機。

５、重金属製のビン（４３）の一方の端部を内部回転子（２０）よりも外方に伸 長させ、外歯車（２３）を内部回転子の軸（２１）に空転することのないように 取りつけなことを特徴とする請求の範囲４に記載の回転式ピストン圧縮機。

６、内部回転子の軸（２１°）を質量つり合い重り（６５）と一体にしたことを 特徴とする請求の範囲３に記載の回転式ピストン圧縮機。

７、内部回転子（２０）が質量つり合い重り（４２，４３または６５）と直径的 に対向する領域の外周壁（４０）に放射内方に伸長する突出部（４６）を設けた ことを特徴とする請求の範囲３に記載の回転式ピストン圧Ｍ機。

８、突出部（４６）を内部回転子（２０）の前面に近接して配設し、前記前面を 前記突出部に近接する部位に開口を有するカバーで閉塞したことを特徴とする請 求の範囲６に記載の回転式ピストン圧縮機。

９、伝動装置（２３，２４）を内部回転子の戟（２１）か貫通する軸受は突出部 （１０）の延長部（３１）の軸方向の外方に配置し、前記延長部の外周を外部回 転子（１２）の隣接する側壁（２６）の円形の凹所（２８）に嵌装したことを特 徴とする請求の範囲１に記載の回転式ピストン圧縮機。

１０、外部回転子（１２ンの側壁（２６）の内面にリング状の板（５０）を配設 し、その外面を外部回転子（１２）の圧縮室（１７）に面する延長部（３１）の 表面と同一面とし、リング状の板（５０）の内径を側壁（２６）の円形の凹所（ ２８）の外径よ゛りも小さいものとしたことを特徴とする請求の範囲４に記載の 回転式ピストン圧縮機。

１１、内歯車（２４）を一方のＯｌ壁（２６）に接続し、駆動輪（３０）を有す るボスｆ２７ａ）を外部回転子の側壁（２７）と接続したことを特徴とする請求 の範囲９に記載の回転式ピストン圧縮機。

匡際調萱報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．周壁（１）と軸方向に内方に伸長する軸受け突出部（７，１０）を具備する ケーシングと、ケーシング内に配設された外部回転子（１２）に側壁（２６，２ ７）によって内部室（１７）を形成させ、外部回転子（１２）の回転軸に平行な ケーシングの軸受突出部（７，１０）で回転することができるように軸受させ、 内部室（１７）の壁部とともに内部回転子（２０）で内部室を容積の変化する作 動室（６０，６１）に形成し、外部回転子（１２）に固定した内側歯車（２４） と内部回転子（２０）に固定し、前記内側歯車とかみ合う外側歯車（２３）とを 具備し、所定の回転比と内部回転子と外部回転子とを所定の位相位置にする博動 装置とから成る平行内部軸回転式ピストン圧縮機において、外部回転子を駆動輪 （３０）と結合したことと、内部回転子（２０）を歯車装置（２３，２４）とで 駆動するようにしたことを特徴とする平行内部軸回転式ピストン圧縮機。 ２．外部回転子（１２）の側壁（２６，２７）を内部回転子（２０）の軸受（２ ２）の外部で、しかもケーシング側部（２，３）から軸方向に内方に伸長する軸 受ボス（５，９）によって軸受けし、駆動輪（３０）を外部回転子（１２）の側 壁（２７）の軸方向で外方に伸長するボス（２７ａ）に空転することのないよう に装着したことを特徴とする請求の範囲１に記載の回転式ピストン圧縮機。 ３．駆動輪（３０）と外部回転子の側壁（２７）との間にケーシングの中間部（ ６）を配置し、ボス（２７ａ）を貫通させ、しかも耐密にすることを特徴とする 請求の範囲２に記載の回転式ピストン圧縮機。 ４．内部回転子（２０）を中空で軽金属製のものとし、内部回転子の材料よりも 比重の大きな材料製の本質的に全長に亘って伸長する少くとも１個のつり合い重 りを配設したことを特徴とする請求の範囲１ないし３に記載の回転式ピストン圧 縮機。 ５．内部回転子（２０）内に軸（２１）を通し、内部回転子（２０）の重量平衡 の少くとも一部を形成する重金属製のピン（４３）により内部回転子（２０）と 軸（２１）とを空転することのないように接続することを特徴とする請求の範囲 ４に記載の回転式ピストン圧縮機。 ６．内部回転子（２０）内に本質的に全長に亘って複数の重金属製ピン（４２） を伸長させ内部回転子（２０）の重量を平衡することを特徴とする請求の範囲５ に記載の回転式ピストン圧縮機。 ７．内部回転子（２０）を確実に回転させるため軸（２１）に用いる重金属製ビ ン（４３）の一方の側部を内部回転子（２０）より外方に延長することと、外部 歯事（２３）を外部回転子一内部室（１７）の外部で軸（２１）に配設し、重金 属製ピン（４３）で空転することのないように軸（２１）に接続して成る請求の 範囲５または６に記載の回転式ピストン圧縮機。 ８．内部回転子（２０′）の重量平衡のため本質的に内部回転子（２０′）の全 長に亘って伸長するつり合い重り（６５）を軸（２１′）と一体にし内部回転子 を空転することのないようにしたことを特徴とする請求の範囲４に記載の回転式 ピストン圧縮機。 ９．傳動装置（２３，２４）を内部回転子（２０）の軸（２１）が貫通する軸受 突出部（１０）の円形の突出部（３１）の軸方向の外方に配置し、前記突出部（ ３１）の外周を隣接する外部回転子（１２）の側壁（２６）内の円形の凹所（２ ８）に嵌装したことを特徴とする請求の範囲１と２とに記載の回転式ピストン圧 縮機。 １０．外側歯車（２４）を外部回転子（１２）の一方の側壁（２６）に接続し、 駆動輪（３０）を他方の側壁（２７）と接続したことを特徴とする請求の範囲９ に記載の回転式ピストン圧縮機。 １１．内部回転子（２０）がつり合い重り（４２，４３あるいは６５）と直径的 に対向する領域に半径方向で内方に伸長する突出部（４６）を有する外周壁（４ ０）を具備することを特徴とする請求の範囲１に記載の回転式ピストン圧縮機。 １２．突出部（４６）を内部回転子（２０）の前面に近接して配設し、前記前面 を前記突出部に近接する部位に開口を有するカバーで閉塞したことを特徴とする 請求の範囲１１に記載の回転式ピストン圧縮機。 １３．外部回転子（１２）の側壁（２６）の内面に環状の板体（５０）を取りつ け、前記板体の外面を突出部（３１）の圧縮室（１７）に面する表面と同一の平 面とし、環状板体（５０）の内径を凹所（２８）の直径よりも小さいものとした ことを特徴とする請求の範囲９に記載の回転式ピストン圧縮機。