JPH02502556A - スクリユーローター機械 - 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】 スクリューローター機械 探−亜一分一団 本発明は、作動流体用スクリューローター機械に関するもので、このスクリュー ローター機械は螺旋突条と突条間の条溝とを有する互に噛合う一対のローターと 、これらのローターの一つをそれぞれ囲む互に交差する２個の孔によりほぼ構成 された作動空間を有するケーシングとを具え、二〇ケーシングが低圧端部と、ロ ーターの軸受を支持する高圧端部と、中間胴部とを有し、この胴部が前記端部の 少なくとも一方に着脱可能の継手によって連結され、作動空間から有孔端壁によ って分離された軸受室が前記高圧端部に設けられ、多孔にローターの円筒形突起 が遊びをもって貫通している。

ＬＪＬＪＬ玉 実際のこの種形式の機械においてＬマ、所要の製造上および運動上の遊びのため 、高圧ガスの漏洩通路が存在し、作動空間から高圧端部における軸受室に高圧ガ スが流出する。これにより高圧ガスが作動室からローターの端面と高圧端壁の内 側表面との間の軸線方向間隙を経てローターの円筒形突起に半径方向に漏洩する 。漏洩ガスは円筒形突起から各円ｗＪ形ローターの突起とこれが貫通する端壁孔 との間の半径方向間隙を経て軸受室内に軸線方向に流出する。このガスの漏洩に よって吐出圧力に等しい圧力が軸受室内に発生してローターに附加的軸線方向負 荷を加える慣れを防止するため、通常は、軸受室からガスが流出し得るようにし ている。この結果生じる高圧ガスの損失による機械の効率の低下を少なくするた め、作動空間から軸受室へのガスの漏洩を最小にすることが重要な問題となって いる。

ローターに作用する半径方向の力によフてローターが偏向するため、各ローター 突起と端壁孔との間に間隙を設けて各ローター突起とｔ４壁孔との掛合によって 動きが阻止される危険を防止する必要がある。この必要な運転間隙に対応する最 少量に間隙を小さくすることによって漏洩を少なくするためには、円筒形ロータ ー突起と端壁孔に対する公差を小さくすることが必要であるばかりでなく、低お よび高圧端部を互に相対的に正確に位置決めすることも必要である。ｔ４部を胴 部に取付ける際、締付ボルトとＩ壁のそれぞれの孔との間の遊びにより、ボルト を締付ける前に端部がある程度動き得る。したがって、位置を調整するために、 端部を上述の遊びの範囲内で変位させ、また、角度的に調整してローター突起を 受ける端壁孔を他方の端部のｔ４壁孔と同一線上に位置させなければならない、 端部を正しい位置に調整する際、ボルトを締付けるまで、案内ビンによって端部 を調整位置に固定しなければならない、このように間隙を最小に小さくするため に必要な厄介な調整方法によって製造コストが増大する。

したがりて、高圧端部における軸受室に作動空間の高圧端からガスが漏洩するの を防止するため種々の接触シールが従来用いられている０例えば、デエッセルド ルフのＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ　Ｇ＋ｅｂＨからＶＤＩ　Ｂｅｒｉｃｈｔｅ　５２ １に発行されたに、ＨＶｉｃｔｏｒによる　’Ｇｌｅｉｔｒｉｎｇｓ−ｄｉｃｈ ｔｕｎｇｅｎ　ｆｕｒＳｃｈｒａｕｂｅｎ＋＊ａｃｈｉｎｅｎ４の４９〜７６頁 の’ＳｃｈｒａｕｂｅｎｍａｃｈｉｎｅｎＪを参照することができる。このよう な接触シールの多くは構造が複雑で、相当の軸線方向長さを有し、シールを冷却 するために油の供給を必要とする。これがため、シールを設けるための空間を作 るためロータ一本体とラジアル軸受との間の距離が増大し、この結果、ローター の偏向がより大きくなる。さらに、接触シールは摩擦損失を生じさせ、この摩擦 損失は機械の効率に悪い影響を与える。

この問題を解決する他の方法はガス漏洩を阻止するためシール用液体を使用する ことである。この種のシール方法の例が米国特許第３．４６２，０７２号に開示 されており、スクリューコンプレッサーにおいて、吐出圧力より高い圧力を有す る油を圧力油供給源から高圧端部における通路を経て各軸の周りにおける環状条 溝に供給している。

この油は、軸に沿フて作動流体が流れるのを阻止し、これにより高圧端部におけ る軸受室と作動空間との間のシール用液体として作用する。油の一部が軸に沿っ て作動空間内に流入するが、しかし、油の大部分は軸に沿って反対方向に軸受室 に流れ、軸受を潤滑する。軸受室はケーシングの通路を経てコンプレッサの胴壁 における開口に油を排出するよう構成されている。

この方法もまた種々の欠点を有する。コンプレッサーに排出された油が作！９室 内の作動流体の温度より相当高い温度を有し、この油が作ａＮに戻される。した がって、作動流体と油とが接触する結果として作動流体を加熱し、これにより体 積効率を低下する。さらに、油はローター突起の先端速度にまで加速され、これ によっても動力を消費する。この種のシール構造の他の欠点は作動空間内に漏洩 する油が附加的軸線方向負荷をローターに加えることである。

え」Ｌ二Ｍｙｙ 本発明の目的は、したがって、上述した形式のスクリューローター機械の高圧′ 端におけるローター突起に沿うガス濡洩を、既知の解決方法による欠点を生じさ せることのない方法で防止しようとすることである。

この目的は、前述した形式のスクリューローター機械に１個の別個の環状素子を 各ローター突起のそれぞれの周りでケーシングに回転しないよう取付けて設け、 環状素子に１個の軸線方向および１個の半径方向シール表面を設け、一方のシー ル表面をケーシングと協働させ、他方のシール表面をローター突起と、借手また は零接触力によりて協働させ、環状素子を前記接触力の方向に摩擦が殆んどない 状態で移動自在とする。

本発明の有利な具体例は請求の範囲に具体的に記載されている。

本発明によるシール構造によって、作動空間から軸受室へのガス漏洩を、阻止ま たは冷却の目的での流体の供　。

給を必要としない簡単かつ確実な方法で効果的に防止する。シールは軸線方向お よび半径方向寸法を小さくでき、また摩擦損失なしで作動することができる。し たがって、本発明は、小型の機械に応用する場合に特に有用である。

環状素子は、一方のシール表面によってケーシングと協働し、他方のシール表面 によってローター突起と協働する。環状素子はケーシングに回転しないよう取付 けられているから、互に相対的に回転しない表面の直接の接触によって環状素子 とケーシングとの間のシールを簡単に設けることができる。環状素子の他方のシ ール表面において、このシール表面とローター突起の協働表面との間に相対的動 きが生じる。これらの表面間の間隙は極めて小さく、これらの協働する表面に対 して直角方向に環状素子が自由に動き得るため、協働表面間には実際上接触力が 生じない。

ローター突起のシールを環状素子との協働によって行なうから、ローター突起と 端壁孔との間の間隙の大きさはガス漏洩に影響を及ぼさない、したがって、ロー ター突起の軸線と端壁孔の軸線とを同一線上に位置させるのに十分な幅の間隙を 設けることができる。これにより前記軸線の相対的位置を決定する表面に対する 公差が特に狭小である必要がないから、機械の組立が簡単になる。

したがって高圧端部を胴部に取付ける際、締付ボルトによって得られる精度で十 分であり、これがため、端部の位置を正確に調整する必要がない、これにより製 造コストが低減される。

次に、本発明を添付図面に示す実施例を参照してさらに詳紬に記載する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明によるスクリュー型圧縮機の概略線図、 第２図は本発明の１実施例による圧縮機の高圧側端部の部分断面図、 第３図は本発明の他の実施例を示す第２図と同様の断面図、 第４図は第２図の拡大詳細図、 第５図は第３図の拡大詳細図である。

発明を実施するための好適な態様 第１図にスクリュー型圧縮機を示している１図示の圧縮機は２個の交差する孔よ り一般的に構成された仕事空間を有するケーシングを具え、各孔内にローターを 有し、その一方のローター３だけを図面に示している。

ローターはａ旋状突条と突条間に位置する条溝とを有し、これらは互に噛み合っ て山形紋状形状の仕事室をローターとケーシングとの間に形成している。ケーシ ングは低圧側端部４と、高圧側端部１と中間胴部２とで構成されている。

第２図に高圧側、端部Ｉを示している。高圧側端部は端壁５と、軸受室ケーシン グ６と蓋板７とを具え、図示しないボルトによって中間胴部２に着脱可能に連結 されている。

端壁５に孔８を設け、多孔にローター突起９を遊嵌している。各ローターをラジ アルころがり軸受ＩＯとスラスト軸受１１．１２に支承している。ラジアルころ がり軸受１０の外側リング１３を端壁５に衝合するよう取付ける。端壁５の多孔 ８と同軸的に軸受室に向かう側で端壁に窪み１４を設ける。各窪み１４に環状素 子１５を設け、窪み１４の底とラジアルころがり軸受１０との間のローター突起 ９の周りを環状素子１５によって包囲する。３］状素子１５はピン１６によって 回転しないよう固定され、ビン１６は環状素子１５に設けた溝孔と端壁５に設け た孔とに貫通している。環状素子１５０条溝に設けた０−リング１７によって素 子１５をラジアルころがり軸受１０の外側リング１３に対して押しつける。３ｊ Ｉ状素子１５の外径は窪み１４の直径より小さく、これにより環状素子は半径方 向にある距離自由に移動する。

したがって、環状素子１５の半径方向位置はローター突起９の位置だけで決定さ れ、環状素子１５とローター突起９との間に走行用間隙だけを残すことを可能に している。

環状素子１５の内側表面２０とローター突起９との間のこの間隙を極めて狭くな し得る事実のため、内側表面とローター突起との間に確実なシール作用を得るこ とができ、環状素子１５が半径方向に自由に動き得る結果として、両表面が互に 接触する場合に接触力が実際に生じることがない、軸受を潤滑するため、環状素 子１５の外側の環状空間に油を導入する。この環状空間から油は環状素子１５の 通路１８を経て軸受１０，１１．１２に供給される。

圧縮機が作動状態にある際、高圧ガスが孔８とローター突起９との間の半径方向 間隙を経て環状素子１５に到達する。この高圧ガスは端壁５と環状素子１５の条 溝の底１９との間の０−リング１７によって、また、環状素子１５とローター突 起９の協働表面によって軸受室に流入するのを防止され、したがって、軸受室内 の圧力は低レベルに保持され得る。

端壁５の孔８の軸線に対してローター突起９がずれている場合でも、環状素子１ ５が端部に対して半径方向に自由に動くことができるため、環状素子１５はロー ター突起９の軸線と整列して位置決めされるので、作動空間に対する端壁５の心 出しの精度に関係なく適正な封鎖効果が確実に得られる。

は殆んど無視し得るが、素子１５を協働するローター突起９の材料に対して優れ たころがり特性を有する耐摩耗材で造るのが有利である。

第３図は本発明の他の実施例を示す第２図と同様の断面図である。第２図の素子 に対応する素子を同じ符号で２２を設け、この環状条溝内に挿入される環状部材 を弾性割り環２３で構成し、環状条溝と環状部材との間に軸線方向および半径方 向に間隙を設けている０割り環２３はそれ自体のスプリング作用によって端壁５ 孔８に対して外方に押しつけられる。よく調整したスプリング力を得るために割 り環２３の寸法を正しく決めることが極めて重要である。スプリング力は、３］ ２３が孔８の壁に円周方向に確実に接触するに十分に大きいものとしなければな らない、しかしながら、環２３と孔８との間で摩擦が小さいことが必要であるの で環は孔より特に大きくないものとする０割り環２３の半径方向外側表面２１と 孔８との間の摩擦力は割り３］２３がローター突起９と一緒に回転するのを防止 するだけの小さなもので十分である０割り環２３の端面２４の一方がローター突 起９の条溝２２の軸線方向側壁の一方に対して衝合させて側壁と協働して封鎖を 行なうよう割り環２３を位置決めする０条溝２２内における割り環２３の軸方向 変位は割り環２３と孔８との間の小さな摩擦力によってのみ反作用され、環状条 溝２２の側壁の衝合表面は無視することができる。

ローター突起９とｔ４壁５の孔８との間の半径方向間隙を経て割り３１２３に到 達する高圧ガスは、一方において孔８の壁に接触している割り環２３の外側表面 ２１によって、他方において割りｍ２３の相対的に回転する軸線方向端面２４と これが衝合している条溝２２の側壁面とによって得られる封鎖作用によって軸受 室に漏洩するのを防止される。

割り３ｊ２３の半径方向内側表面と環状条溝２２の底との間の間隙はローター突 起９の軸線と端壁５の孔８の軸線との不一致を修正するに十分な大きさとする。

国際調査報告 ｍｅｍａｈａｌＩａｌＡｅｅＭ＋＋ｂｍｂｅ、ｐ（：’ゴー／５Ｅ８Ｂ１０Ｏ１ １１ｉ・内−一０１１＾−両″ｇ−”？（−、）・Ｓ＝二巳ε１００ニュ潟

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．螺旋突条と螺旋突条間の条溝とを有する互に噛合する一対のローター（３） と、これらのローター（３）の一つをそれぞれ囲む２個の互に交差する孔でほぼ 構成される作動空間を有するケーシングとを具え、このケーシングが低圧端部（ ４）と、ローター（３）を支承する軸受（１０，１１，１２）を取付けた高圧端 部（１）と、中間胴部（２）とで構成され、この胴部（２）が前記端部（１，４ ）の少なくとも一方に着脱可能の継手によって連結され、前記高圧端部（１）に 軸受が設けられ、孔（８）を設けた端壁（５）によって前記軸受室が前記作動空 間から分離され、多孔にローター（３）の円筒形突起（９）が遊びをもって貫通 している作動流体用スクリューローター機械において、１個の分離した環状素子 （１５，２３）が各ローター突起（９）の周りにケーシングに対して回転しない ように取付けられ、前記環状素子（１５，２３）に１個の軸線方向封鎖表面（１ ９，２４）と１個の半径方向封鎖表面（２０，２１）とを設け、これらの表面の 一方（１９，２１）がケーシングと協働し、他方（２０，２４）が僅小または零 接触力でローター突起（９）と協働し、環状素子（１５，２３）が前記接触力の 方向に殆んど摩擦なしで移動可能であることを特徴とするスクリューローター機 械。
2. ２．前記環状素子（１５，２３）のそれそれが協働するローター突起（８）の材 料に対して優れたころがり特性を有する耐摩耗材料で造られている請求の範囲１ に記載の機械。
3. ３．前記環状素子（１５）のそれぞれが協働するローター突起（９）との間に僅 かな運転間隙でローター突起（９）を囲み、ケーシング内に半径方向に可動で、 ケーシングと軸線方向で封鎖接触している請求の範囲１または２に記載の機械。
4. ４．前記環状素子（１５）の一方の端面に条溝が設けられ、この条湾内にＯ−リ ンク（１７）が設けられ、その他方の端面をケーシング内に固定された表面に直 接に接触させるよう押圧している請求の範囲３に記載の機械。
5. ５．前記固定表面がラジアル軸受（１０）の外側リング（１３）の端面である請 求の範囲４に記載の機械。
6. ６．作動空間から違い側で軸受（１０，１１，１２）に潤滑油を供給する通路（ １８）を前記環状素子（１５）に設けた請求の範囲４または５に記載の機械。
7. ７．前記環状素子のそれぞれが弾性割り環（２３）で構成され、孔（８）の周壁 に向け押圧され、ローター突起（９）の環状条溝（２２）内に半径方向に廷びて いる請求の範囲２に記載の機械。