JPH08296578A - スクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構 - Google Patents

スクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構

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JPH08296578A
JPH08296578A JP12728595A JP12728595A JPH08296578A JP H08296578 A JPH08296578 A JP H08296578A JP 12728595 A JP12728595 A JP 12728595A JP 12728595 A JP12728595 A JP 12728595A JP H08296578 A JPH08296578 A JP H08296578A
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JP
Japan
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intake
angle
side end
rotor
tooth
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Application number
JP12728595A
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English (en)
Inventor
Hideo Utsuno
秀夫 宇津野
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 消音器を用いなくても十分に吸気音を低減す
る。 【構成】 吸気側端面から吐出側端面にかけて形成され
た歯溝1a・2aを複数有した雌雄一対のスクリュロー
タ1・2を歯合させがら回転させ、吸気開始から吸気終
了までの一連の動作を各歯溝1a・2aについて繰り返
させることによって、吸気側端面の歯溝1a・2aによ
り形成される開口部から作動流体を吸気する際に、作動
流体の吸気量が負となる閉止角を越えたロータ回転角の
領域で開口部が塞がれる。歯溝の巻き角をα、上記閉止
角をβとしたとき、これら巻き角と閉止角とは、240
°≦α≦260°且つ330°≦β≦370°を満足す
るように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータの回転により空
気等の作動流体を圧縮/冷却するスクリュ圧縮機/冷凍
機の吸気音低減機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スクリュ圧縮機/冷凍機は、空気等の作
動流体をスクリュロータの回転により圧縮/冷却するも
のであるため、作動時の騒音が小さいという特徴を有し
ている。従って、スクリュ圧縮機/冷凍機は、上記の騒
音に対する特徴が一層明確となるように、従来より騒音
を低減する種々の対策が圧縮機本体や出入口側の機構に
施されており、スクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音に対し
ては、図22に示すように、スクリュ圧縮機51の吸気
側の配管53途中に消音器52を取り付ける対策が施さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の対策では、低次の吸気音を対象にする場合、音波の
波長が長くなるため、必然的に消音器52の体積が増大
して配管53等の周辺設備が大型化するという問題があ
る。
【0004】従って、本発明においては、消音器52を
用いなくても十分に吸気音を低減して配管等の周辺設備
を小型化することができるスクリュ圧縮機/冷凍機の吸
気音低減機構を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、吸気側端面から吐出側端面にかけて形成された歯溝
を複数有した雌雄一対のスクリュロータを歯合させなが
ら回転させ、吸気開始から吸気終了までの一連の動作を
各歯溝について繰り返させることによって、上記吸気側
端面の歯溝により形成される開口部から作動流体を吸気
する際に、該作動流体の吸気量が負となる閉止角を越え
た上記スクリュロータのロータ回転角の領域で上記開口
部が塞がれるスクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構
である。そして、上記歯溝の巻き角をα、上記閉止角を
βとしたとき、これら巻き角と閉止角とは、240°≦
α≦260°且つ330°≦β≦370°を満足するよ
うに設定されていることを特徴としている。
【0006】
【作用】上記の構成によれば、作動流体の吸気開始から
吸気終了までの一連の動作は、スクリュロータの各歯溝
において位相がずれた状態で繰り返されることになる。
従って、吸気音の増大要因となるスクリュロータ全体と
しての吸気変動は、上記の一連の動作を各歯溝について
重ね合わせたときの吸気開始後期の吸気量と吸気終了後
期の吸気量との差異により生じることになる。
【0007】この際、上記の一連の動作における吸気終
了後期の吸気量は、一つの歯溝が吸気側端面から吐出側
端面に至るまでの巻き角αと、吸気側端面の開口部を塞
ぐロータ回転角である閉止角βとで決定されるものであ
る。そして、巻き角αと閉止角βとは、吸気開始後期の
吸気量と吸気終了後期の吸気量との差異が低減するよう
に、240°≦α≦260°且つ330°≦β≦370
°を満足するように設定されている。これにより、巻き
角αと閉止角βとが上記の関係を有することによって、
スクリュロータ全体としての吸気変動が減少し、十分に
吸気音が低減することから、消音器が不要になって配管
等の周辺設備を小型化することが可能になっている。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図21を用い
て説明する。本実施例に係るスクリュ圧縮機/冷凍機の
吸気音低減機構は、図1に示すように、ロータケーシン
グ4と、ロータケーシング4内に配設された雌雄一対の
スクリュロータ1・2と、ロータケーシング4の吸気側
に配設された逆流抑制蓋3とを有している。スクリュロ
ータ1・2は、吸気側端面から吐出側端面にかけて形成
された複数の歯溝1a…・2a…を有しており、歯溝1
a…・2a…は、図2(a)・(b)にも示すように、
吸気側端面から吐出側端面までの巻き角αが240°〜
260°の範囲に設定されている。そして、スクリュロ
ータ1・2は、歯溝1a…・2a…を歯合させながら回
転することによって、吸気開始から吸気終了までの一連
の動作を繰り返し、吸気側端面に位置する歯溝1a…・
2a…により形成される開口部から作動流体を吸気する
ようになっている。
【0009】また、逆流抑制蓋3は、図7に示すよう
に、スクリュロータ1・2のロータ回転角θが閉止角β
を越えたときに、スクリュロータ1・2とロータケーシ
ング4とで形成された吸気側端面の開口部を塞ぐように
形成されており、閉止角βは、330〜370°の範囲
に設定されている。
【0010】上記の構成において、巻き角αを270
°、閉止角βを366°とした場合のロータ回転角θと
吸気量との関係を説明する。尚、以降の説明において
は、吸気側端面または吐出側端面におけるスクリュロー
タ1・2とロータケーシング4とで形成される開口部の
面積を吸気面積Sと表現し、一つの歯溝1a…・2a…
の体積を歯溝体積Vと表現し、この歯溝体積Vの時間変
化を体積変化量dv/dtと表現する。
【0011】先ず、図3に示すように、ロータ回転角θ
が−30°<θ<108°の範囲においては、スクリュ
ロータ1・2が噛み合いを開始し、図5に示すように、
ロータケーシング4を含めた3者で囲まれる吸気面積S
が“0”から次第に増加することになる。この後、図4
に示すように、ロータ回転角θが108°<θ<240
°の範囲になると、スクリュロータ1・2が離反するこ
とによって、図5に示すように、スクリュロータ1・2
とロータケーシング4とで形成される吸気面積Sが一定
値を示すことになる。この結果、図6に示すように、1
08°<θ<240°の範囲において歯溝体積Vが一定
に増加していくことになる。
【0012】次に、ロータ回転角θが240°<θ<3
24°の範囲になると、歯溝1a…・2a…の巻き角α
が270°に設定されているため、歯溝1a…・2a…
の端部がロータケーシング4の吐出側に到達し、スクリ
ュロータ1・2の回転に伴って吐出側端面での歯溝体積
Vが減少していくことになる。従って、吸気側から吐出
側までの歯溝体積Vの増加量は、吐出側端面での歯溝体
積Vが減少する一方、吸気側端面での吸気量が240°
以前のロータ回転角θの場合と同等であるため、徐々に
減少していくことになる。
【0013】この後、ロータ回転角θが344°<θ<
420°の範囲になると、図7に示すように、スクリュ
ロータ1・2が再度噛み合いを開始することになる。こ
れにより、吸気側の吸気面積Sが次第に減少し、吐出側
と吸気側とにおいて増減する歯溝体積Vが補完し合うこ
とによって、図8に示すように、ロータ回転角θが閉止
角β(366°)を越えたときに、逆流を生じる負の体
積変化量dv/dt(負の吸気量)の領域に至ることに
なる。
【0014】ところが、図7に示すように、ロータケー
シング4の吸気側には、逆流抑制蓋3が設けられてお
り、逆流抑制蓋3は、ロータ回転角θが閉止角β(36
6°)に到達したときに、吸気側端面の開口部を塞いで
逆流を防止するようになっている。従って、図9に示す
ように、ロータ回転角θが閉止角β(366°)を越え
て負の吸気量となる領域においては、吸気側端面の開口
部が逆流抑制蓋3により密閉された状態であるため、体
積変化量dv/dtが“0”を維持することになる。
【0015】以上のような作動流体を吸気する一連の動
作は、図10に示すように、スクリュロータ1・2の各
歯溝1a…・2a…において位相がずれた状態で繰り返
されている。従って、体積変化量dv/dtを位相をず
らして歯数だけ重ね合わせた場合には、図11に示すよ
うに、騒音の要因となるスクリュロータ1・2全体とし
ての体積変動(吸気変動)が得られることになる。
【0016】この際、図12に示すように、各歯溝1a
…・2a…におけるロータ回転角θと体積変化量dv/
dtとの関係に着目すると、吸気開始初期の形状(面積
A)と吸気終了初期の形状(面積B)とは、原理的に類
似の形状となっているため、体積変化量dv/dtの位
相をずらして歯数だけ重ね合わせたときに補完し合うこ
とになる。従って、スクリュロータ1・2全体の体積変
動は、吸気開始後期の形状(面積C)と、吸気終了後期
の形状(面積D)との差異(面積E)により生じること
になる。
【0017】上記の差異(面積E)は、吸気終了後期の
形状(面積D)が歯溝1a…・2a…が吐出側端面に到
達する巻き角αと、吸気側端面の開口部を塞ぐ閉止角β
(266°)とで決定されると考えられるため、これら
の巻き角αと閉止角βとの条件により増減すると推測さ
れる。
【0018】従って、次に、巻き角αと閉止角βとの組
み合わせを変更し、(α,β)=(250°,366
°)と(α,β)=(290°,384°)とにおける
吸気面積Sの変化と、体積変化量dv/dtと、体積変
化量dv/dtを重ね合わせた体積変動の時間表示デー
タと、この時間表示データをフーリエ変換した吸気量の
周波数表示データとを調査した。この結果、図13〜図
20に示すように、(α,β)=(250°,366
°)と(α,β)=(290°,384°)との間に
は、体積変動の時間表示データおよび周波数表示データ
のピークに大きな差異が存在していることが確認され
た。
【0019】そこで、閉止角βが270°〜410°の
範囲において、巻き角αを180°、198°、216
°、228°、240°、246°、252°、258
°、276°、294°、312°、330°としたと
きの脈動音をそれぞれ調査した。この結果、図21に示
すように、巻き角αが240°〜260°の範囲、閉止
角βが330°〜370°の範囲であるときに、脈動音
を十分に低減できることが判明した。これにより、巻き
角αを240°〜260°の範囲とし、閉止角βを33
0°〜370°の範囲となるように設定することによっ
て、スクリュロータ1・2全体としての吸気変動を減少
させ、スクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音を十分に低減さ
せることが可能になることが明らかになった。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上のように、吸気側端面か
ら吐出側端面にかけて形成された歯溝を複数有した雌雄
一対のスクリュロータを歯合させながら回転させ、吸気
開始から吸気終了までの一連の動作を各歯溝について繰
り返させることによって、上記吸気側端面の歯溝により
形成される開口部から作動流体を吸気する際に、該作動
流体の吸気量が負となる閉止角を越えた上記スクリュロ
ータのロータ回転角の領域で上記開口部が塞がれるスク
リュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構であって、上記歯
溝の巻き角をα、上記閉止角をβとしたとき、これら巻
き角と閉止角とは、240°≦α≦260°且つ330
°≦β≦370°を満足するように設定されている構成
である。
【0021】これにより、吸気開始後期の吸気量と吸気
終了後期の吸気量との差異が低減するように、巻き角α
と閉止角βとが240°≦α≦260°且つ330°≦
β≦370°の関係に設定されているため、スクリュロ
ータ全体としての吸気変動が減少し、十分に吸気音を低
減させることができることから、消音器を不要にして配
管等の周辺設備を小型化させることが可能であるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の吸気音低減機構の斜視図である。
【図2】スクリュロータの歯溝の状態を示す説明図であ
る。
【図3】スクリュロータの歯合の状態を示す説明図であ
る。
【図4】スクリュロータの歯合の状態を示す説明図であ
る。
【図5】吸気面積とロータ回転角との関係を示すグラフ
である。
【図6】歯溝体積とロータ回転角との関係を示すグラフ
である。
【図7】スクリュロータの歯合の状態を示す説明図であ
る。
【図8】体積変化量とロータ回転角との関係を示すグラ
フである。
【図9】体積変化量とロータ回転角との関係を示すグラ
フである。
【図10】スクリュロータの歯溝の位相の関係を示す説
明図である。
【図11】体積変化量の合計値とロータ回転角との関係
を示す説明図である。
【図12】体積変化量とロータ回転角との関係を示すグ
ラフである。
【図13】吸気面積とロータ回転角との関係を示すグラ
フである。
【図14】体積変化量とロータ回転角との関係を示すグ
ラフである。
【図15】体積変化量の合計値とロータ回転角との関係
を示す説明図である。
【図16】体積変化量の合計値と周波数との関係を示す
説明図である。
【図17】吸気面積とロータ回転角との関係を示すグラ
フである。
【図18】体積変化量とロータ回転角との関係を示すグ
ラフである。
【図19】体積変化量の合計値とロータ回転角との関係
を示す説明図である。
【図20】体積変化量の合計値と周波数との関係を示す
説明図である。
【図21】脈動音と閉止角と巻き角との関係を示すグラ
フである。
【図22】従来例の吸気音低減機構の概略図である。
【符号の説明】
1 スクリュロータ 2 スクリュロータ 1a 歯溝 2a 歯溝 3 逆流抑制蓋 4 ロータケーシング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気側端面から吐出側端面にかけて形成
    された歯溝を複数有した雌雄一対のスクリュロータを歯
    合させがら回転させ、吸気開始から吸気終了までの一連
    の動作を各歯溝について繰り返させることによって、上
    記吸気側端面の歯溝により形成される開口部から作動流
    体を吸気する際に、該作動流体の吸気量が負となる閉止
    角を越えた上記スクリュロータのロータ回転角の領域で
    上記開口部が塞がれるスクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音
    低減機構であって、 上記歯溝の巻き角をα、上記閉止角をβとしたとき、こ
    れら巻き角と閉止角とは、 240°≦α≦260° 且つ 330°≦β≦370° を満足するように設定されていることを特徴とするスク
    リュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構。
JP12728595A 1995-04-26 1995-04-26 スクリュ圧縮機/冷凍機の吸気音低減機構 Pending JPH08296578A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007303466A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Grasso Gmbh Refrigeration Technology 大きな駆動パワーのためのねじ圧縮機
JP2008038908A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Grasso Gmbh Refrigeration Technology 極めて大きな運転圧のためのスクリュコンプレッサ
CN102575673A (zh) * 2009-07-10 2012-07-11 罗布斯基股份公司 干式螺杆驱动器

Cited By (4)

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