JPH0996283A - Liquid sealed helical compressor - Google Patents

Liquid sealed helical compressor

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JPH0996283A
JPH0996283A JP27843895A JP27843895A JPH0996283A JP H0996283 A JPH0996283 A JP H0996283A JP 27843895 A JP27843895 A JP 27843895A JP 27843895 A JP27843895 A JP 27843895A JP H0996283 A JPH0996283 A JP H0996283A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid
rotor
suction
vapor
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP27843895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Endo
尚樹 遠藤
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0996283A publication Critical patent/JPH0996283A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve suction/delivery efficiency, through improving volumetric efficiency of delivery, and preventing a sealed fluid from heating suction vapor and cooling delivery vapor, by largely taking an opening part area of suction/ delivery ports and an axial directional length of first confined space. SOLUTION: A rotor 3 is eccentrically mounted in a cylinder 2 sealed with an operating medium fluid to have suction/delivery ports 5, the rotor 3 is formed by mounting a single or several streaks of helical blades in a rotor shaft 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は冷凍サイクルやヒ
ートポンプサイクル等に使用するヘリカル型蒸気圧縮機
に関するものである。冷凍サイクルやヒートポンプサイ
クルにおいて使用する圧縮機は作動媒体ガスを飽和蒸気
や加熱蒸気の状態で吸入し、高温、高圧の加熱蒸気の状
態まで圧縮して吐出する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical vapor compressor used in refrigeration cycles, heat pump cycles and the like. A compressor used in a refrigeration cycle or a heat pump cycle sucks a working medium gas in a saturated vapor state or a heated vapor state, compresses it to a high temperature, high pressure heated vapor state, and discharges it.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヒートポンプサイクルにおいて使用する
蒸気圧縮機のように低圧の水蒸気を圧縮するためのポン
プは、従来のものはかなり大掛かりで装置の構成が複雑
であった。そこで機構が簡単な真空ポンプとして液封式
真空ポンプが用いられることがある。
2. Description of the Related Art A conventional pump for compressing low-pressure steam, such as a vapor compressor used in a heat pump cycle, has a large scale and has a complicated structure. Therefore, a liquid ring vacuum pump may be used as a vacuum pump having a simple mechanism.

【0003】この液封式真空ポンプ101は図6に示す
ように円筒形のケーシング102内に羽根車103を偏
心して取り付け、このケーシング102内に適当量の封
液104を入れ、羽根車103を回転させると封液は遠
心力によってケーシング102の内壁に沿って流れ、中
心部に空所105を生ずる。この空所105は羽根車1
03の回転に連れて半径方向に移動してピストン作用を
行い、羽根車の位置回転について蒸気の吸い込み及び吐
き出しの作用をする(『流体機械』 草間秀俊・酒井俊
道 共著 共立出版 第224頁−液封回転ポンプ参
照)。
As shown in FIG. 6, an impeller 103 is eccentrically mounted in a cylindrical casing 102 of the liquid ring vacuum pump 101, and an appropriate amount of the sealing liquid 104 is put in the casing 102, and the impeller 103 is inserted. When rotated, the sealing liquid flows along the inner wall of the casing 102 due to the centrifugal force, and creates a void 105 in the center. This void 105 is impeller 1
Along with the rotation of 03, it moves in the radial direction to act as a piston, and acts to suck and discharge steam with respect to the rotation of the position of the impeller ("Fluid Machine" by Hidetoshi Kusama and Toshimichi Sakai, Kyoritsu Shuppan 224-Liquid. See the sealed rotary pump).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】然にこの液封真空ポン
プ101は、羽根106で仕切られた独立した空間につ
いて位置回転の中で吸入及び吐出が行われる。そのため
吸入口、吐出口を大きくとることができず、吸入、吐出
の体積効率が悪い。またこの吸入、吐出が羽根車の軸方
向同一の位置で行われるため、吸入蒸気に対しても、吐
出蒸気に対しても封液の温度は同一となり、この封液に
よって吸入蒸気を加熱し、吐出蒸気を冷却することにな
るので、吸入及び吐出効率を低下させる原因になってい
る。
The liquid-sealed vacuum pump 101, of course, sucks and discharges while rotating the position in an independent space partitioned by the vanes 106. As a result, the suction port and the discharge port cannot be made large, and the volume efficiency of suction and discharge is poor. Further, since the suction and the discharge are performed at the same position in the axial direction of the impeller, the temperature of the sealing liquid becomes the same for both the suction steam and the discharge steam, and the suction steam is heated by this sealing liquid. Since the discharged vapor is cooled, it is a cause of lowering the suction and discharge efficiency.

【0005】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、吸入口と吐出口の開部面積を大きく取
ることができ、従って最初に閉じ込められる空間の軸方
向長さを大きく取ることができて吸入、吐出の体積効率
を向上させることができ、また液封が吸入蒸気を加熱
し、また吐出蒸気を冷却することを防ぎ、吸入効率、吐
出効率を向上させることができる液封式ヘリカル圧縮機
を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the opening area of the suction port and the discharge port can be made large, so that the axial length of the space initially confined can be made large. A liquid seal that can improve the suction and discharge volumetric efficiency, and can prevent the liquid seal from heating the intake vapor and cooling the discharge vapor to improve the suction efficiency and the discharge efficiency. An object of the present invention is to provide a rotary helical compressor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の液封式ヘリカル圧縮機は作動媒体液を封入し、
吸収ポートと吐出ポートを有するシリンダー内にロータ
を偏心して取り付け、前記ロータはロータ軸に1条また
は数条のヘリカル羽根を取り付けてなることを特徴とし
ている。
To this end, the liquid ring type helical compressor of the present invention encloses a working medium liquid,
A rotor is eccentrically mounted in a cylinder having an absorption port and a discharge port, and the rotor is characterized in that one or several helical blades are mounted on a rotor shaft.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を実施の一
形態を示す図面について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment.

【0008】図1及び図2において、1は液封式ヘリカ
ル圧縮機である。液封式ヘリカル式圧縮機1は、シリン
ダー2内にローター3を取り付けて構成されている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is a liquid ring type helical compressor. The liquid ring helical compressor 1 is configured by mounting a rotor 3 inside a cylinder 2.

【0009】シリンダー2は円筒状内部空間を有し、一
端に吸入ポート4をもち、他端に吐出ポート5を有す
る。ローター3はシリンダー2内に偏心位置で取り付け
られている。ローター3はローター軸7とローター軸7
の周囲に螺旋状に取り付けられている1条、若しくは複
数条の羽根8とからなっている。ローター3の外径Dは
回転軸方向に同一である。
The cylinder 2 has a cylindrical internal space, and has an intake port 4 at one end and a discharge port 5 at the other end. The rotor 3 is mounted in the cylinder 2 at an eccentric position. The rotor 3 has a rotor shaft 7 and a rotor shaft 7
It is composed of one or a plurality of blades 8 spirally attached to the circumference of. The outer diameter D of the rotor 3 is the same in the rotation axis direction.

【0010】シリンダー2内には封液11が封入されて
いる。この封液11は作動媒体と同じものを使用し、水
または水とエタノールとの混合物等を使用することがで
きる。また作動媒体と同一の液を使用したとき、蒸気が
高すぎる場合は油など低蒸気圧の液を使用することがで
きる。
A sealing liquid 11 is enclosed in the cylinder 2. The same liquid as the working medium is used as the sealing liquid 11, and water or a mixture of water and ethanol can be used. Further, when the same liquid as the working medium is used, if the vapor is too high, a liquid having a low vapor pressure such as oil can be used.

【0011】このように構成された液封式ヘリカル圧縮
機1において水蒸気を圧縮する作用は次の通りである。
シリンダー2内に吸入ポート4から封液11をシリンダ
ー2内に封入する。この状態でローターを回転させると
遠心力の作用で封液11はシリンダー2の内面12に付
着して封液層13を形成し、その中心部に空所14を形
成する。封液層13の厚みは一様であるのに対し、ロー
ター3のローター軸7はシリンダー2の中心に対して偏
心した位置にあり、且つ、羽根8はシリンダーの内面1
2の封液層13に浸漬しているので、ローター3に設け
られた螺旋状の羽根8は回転に連れ、封液の液面からシ
リンダー2の中心部の空所14に移動し、やがて隣接す
る羽根8とローター軸7と及びシリンダー内周部に付着
した封液層13との間に独立した空間を形成し、この独
立した空間が作動ガスを圧縮する圧縮空間15となる。
The action of compressing water vapor in the liquid ring helical compressor 1 thus constructed is as follows.
A sealing liquid 11 is sealed in the cylinder 2 from the suction port 4. When the rotor is rotated in this state, the sealing liquid 11 adheres to the inner surface 12 of the cylinder 2 by the action of centrifugal force to form a sealing liquid layer 13, and a void 14 is formed at the center thereof. The thickness of the liquid sealing layer 13 is uniform, whereas the rotor shaft 7 of the rotor 3 is eccentric to the center of the cylinder 2, and the blades 8 are the inner surface 1 of the cylinder.
Since it is immersed in the liquid sealing layer 13 of No. 2, the spiral blade 8 provided on the rotor 3 moves from the liquid surface of the liquid sealing to the void 14 at the center of the cylinder 2 as it rotates, and then it is adjacent to it. An independent space is formed between the blade 8 and the rotor shaft 7 and the liquid sealing layer 13 attached to the inner peripheral portion of the cylinder, and this independent space serves as a compression space 15 for compressing the working gas.

【0012】この圧縮空間15は封液層13とローター
軸7が接触するA部から始まって次第に断面積を増加さ
せ、最大断面積を有するC部を通り、次に断面積を次第
に減少させて、軸方向前方にあるローター軸7と封液層
13とが接触する最小断面積のB部で終っており、従っ
てこの圧縮空間15はA部からB部まで螺旋状に形成さ
れたものである。従ってA部とC部とB部は互いに軸方
向に離隔した位置にあり、つまり吸入ポート4と吐出ポ
ート5は離隔した位置にあることになる。この圧縮空間
15の終端部近傍で圧縮された空気は、ローター3の複
数回の回転に応じてリード分だけ軸方向に送られた後、
シリンダー2の終端の吐出ポート5から吐出させる。
The compression space 15 starts from the portion A where the liquid sealing layer 13 and the rotor shaft 7 come into contact with each other and gradually increases in cross-sectional area, passes through the portion C having the maximum cross-sectional area, and then gradually decreases in cross-sectional area. The compression space 15 is formed in a spiral shape from the portion A to the portion B, since the rotor shaft 7 and the liquid sealing layer 13 located axially forward are in contact with each other at the minimum sectional area B. . Therefore, the portions A, C and B are axially separated from each other, that is, the suction port 4 and the discharge port 5 are separated from each other. The air compressed in the vicinity of the terminal end of the compression space 15 is sent in the axial direction by the amount of the lead in accordance with a plurality of rotations of the rotor 3,
Discharge from the discharge port 5 at the end of the cylinder 2.

【0013】[0013]

【他の実施の形態】以上の実施の形態では、シリンダー
2の内径及びローター3の外径が軸方向に均一で、且つ
ローター3の羽根8のピッチPも軸方向に均一である
が、より高圧縮比の圧縮蒸気を送るためには蒸気が軸方
向に送られるに従って圧縮される構造とすればよく、そ
のためには独立した圧縮空間15の体積が軸方向の吐出
ポート側にいくに従って減少する構造にすればよい。
Other Embodiments In the above embodiments, the inner diameter of the cylinder 2 and the outer diameter of the rotor 3 are uniform in the axial direction, and the pitch P of the blades 8 of the rotor 3 is also uniform in the axial direction. In order to send the compressed steam having a high compression ratio, the structure may be such that the steam is compressed as it is sent in the axial direction. For that purpose, the volume of the independent compression space 15 decreases as it goes to the discharge port side in the axial direction. It should be structured.

【0014】このように圧縮空間15の体積が軸方向の
吐出側に送られるに従って小さくなる構造とするために
は、図3に示すように、羽根8のピッチPiを吸入ポー
ト側よりも吐出ポート側で漸次小さくなるように構成す
ればよい。また、ローター軸の径を前記吸入ポート側よ
りも前記吐出ポート側で漸次大きくなるように構成す
る。こうすることによって独立した圧縮空間15の体積
を吸入ポート側よりも吐出ポート側で漸次小さくし、吸
入ポート側よりも吐出ポート側にいくに従って漸次蒸気
が圧縮され、高圧となる構造にすることができる。
In order to have a structure in which the volume of the compression space 15 becomes smaller as it is sent to the discharge side in the axial direction, as shown in FIG. 3, the pitch Pi of the blades 8 is set to be smaller than that on the suction port side. It may be configured such that it gradually becomes smaller on the side. Further, the diameter of the rotor shaft is configured to be gradually larger on the discharge port side than on the suction port side. By doing so, the volume of the independent compression space 15 can be made smaller gradually on the discharge port side than on the suction port side, and the vapor can be gradually compressed toward the discharge port side rather than the suction port side, resulting in a structure of high pressure. it can.

【0015】[0015]

【実施例】実験用液封式圧縮機を製作して実験を行っ
た。実験用液封式ヘリカル圧縮機の概要は、ロータ軸径
30mm、ヘリカル羽根径61mm、シリンダ内径80
mm、羽根ピッチ120mm、らせん羽根全長250m
mである。
Example An experiment was conducted by manufacturing a liquid ring compressor for an experiment. The outline of the liquid ring type helical compressor for experiment is as follows: rotor shaft diameter 30 mm, helical blade diameter 61 mm, cylinder inner diameter 80
mm, blade pitch 120 mm, total length of spiral blade 250 m
m.

【0016】実験結果を図4及び図5に示す。図4が回
転数と吸い込み速度の関係で、図5が回転数と体積効率
の関係を示している。
The experimental results are shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the relationship between the rotation speed and the suction speed, and FIG. 5 shows the relationship between the rotation speed and the volume efficiency.

【0017】実験条件は、大気圧の空気を大気圧で放出
する条件で、室温で行った。封液は水を使用している。
ここでは、気体を吸って吐き出すことに成功している。
体積効率が低めの値を示しているが、これは吸入ポート
とヘリカル羽根の間隔が大きすぎるためで、これを精密
に加工することにより大きな体積効率が得られることが
期待できる。また、この精密な加工により最大流量を生
じる回転数も高くすることが期待できる。
The experimental conditions were such that air at atmospheric pressure was released at atmospheric pressure, and the experiment was carried out at room temperature. Water is used as the sealing liquid.
Here, we succeeded in sucking and exhaling gas.
Although the volumetric efficiency shows a low value, this is because the interval between the suction port and the helical blade is too large, and it can be expected that a large volumetric efficiency can be obtained by precisely processing this. Further, it can be expected that the rotational speed at which the maximum flow rate is generated is increased by this precise processing.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明の液封式ヘリカル圧縮機は、吸
入口と吐出口が軸方向に距離を置いているため、吸入ポ
ートと吐出ポートを軸方向の同一位置に設ける必要がな
く、吸入口、吐出口の開部面積を大きく取ることができ
る。従って、最初に蒸気を閉じ込める吸入空間の軸方向
長さを大きく取ることができ、これによって吸入蒸気量
を大きくすることができる。また、吸入ポートと吐出ポ
ートとの間に大きな軸方向長さをもつ封液層が存在する
ため、封液層に軸方向に温度勾配をもたせることが可能
となり、吸入ポートにおいて吸入蒸気が封液によって加
熱されることを防ぎ、また吐出ポートにおいて高温、高
圧ガスが封液層に冷却されることを防ぐことができ、こ
うして熱効率の高い液封式ヘリカル圧縮機を得ることが
できる。
In the liquid ring helical compressor of the present invention, since the suction port and the discharge port are axially spaced, it is not necessary to provide the suction port and the discharge port at the same axial position, and the suction port The open area of the mouth and the discharge port can be made large. Therefore, the axial length of the suction space for initially confining the vapor can be made large, and thus the amount of the vapor to be sucked can be increased. Further, since there is a sealing liquid layer having a large axial length between the suction port and the discharge port, it is possible to give a temperature gradient to the sealing liquid layer in the axial direction, and the suction vapor is sealed in the suction port. It is possible to prevent the liquid sealing helical compressor from being heated by, and to prevent the high temperature and high pressure gas from being cooled to the liquid sealing layer at the discharge port, and thus it is possible to obtain the liquid ring helical compressor having high thermal efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】液封式ヘリカル圧縮機の縦断面説明図。FIG. 1 is a vertical cross-sectional explanatory view of a liquid ring helical compressor.

【図2】図1におけるII−II部断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】他の液封式ヘリカル圧縮機の縦断面説明図。FIG. 3 is a vertical cross-sectional explanatory view of another liquid ring type helical compressor.

【図4】回転数と吸い込み速度の関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation speed and the suction speed.

【図5】回転数と体積効率の関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between rotation speed and volume efficiency.

【図6】従来の液封式真空ポンプの横断面説明図。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of a conventional liquid ring vacuum pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液封式ヘリカル圧縮機 2 シリンダ 3 ロータ 4 吸入ポート 5 吐出ポート 7 ロータ軸 8 羽根 11 封液 12 シリンダの内面 13 封液層 14 空所 15 圧縮空間 1 Liquid ring type helical compressor 2 Cylinder 3 Rotor 4 Suction port 5 Discharge port 7 Rotor shaft 8 Blade 11 Liquid seal 12 Cylinder inner surface 13 Liquid seal layer 14 Vacancy 15 Compressed space

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動媒体液を封入し、吸入ポートと吐出
ポートを有するシリンダー内にロータを偏心して取り付
け、前記ロータはロータ軸に1条または数条のヘリカル
羽根を取り付けてなることを特徴とする液封式ヘリカル
圧縮機。
1. A working medium liquid is sealed, and a rotor is eccentrically mounted in a cylinder having an intake port and a discharge port, and the rotor has one or several helical blades mounted on a rotor shaft. Liquid ring type helical compressor.
【請求項2】 前記ヘリカル羽根のピッチは、前記吸収
ポート側より前記吐出ポート側で漸次小さくなっている
ことを特徴とする請求項1記載の液封式ヘリカル圧縮
機。
2. The liquid ring helical compressor according to claim 1, wherein the pitch of the helical blades is gradually smaller on the discharge port side than on the absorption port side.
【請求項3】 前記ロータのロータ軸は前記吸収ポート
側より前記吐出ポート側で漸次大きくなっていることを
特徴とする請求項1または請求項2記載の液封式ヘリカ
ル圧縮機。
3. The liquid ring helical compressor according to claim 1, wherein the rotor shaft of the rotor is gradually larger on the discharge port side than on the absorption port side.
JP27843895A 1995-10-02 1995-10-02 Liquid sealed helical compressor Pending JPH0996283A (en)

Priority Applications (1)

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JP27843895A JPH0996283A (en) 1995-10-02 1995-10-02 Liquid sealed helical compressor

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JP27843895A JPH0996283A (en) 1995-10-02 1995-10-02 Liquid sealed helical compressor

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US7215316B2 (en) 2001-10-25 2007-05-08 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for driving plasma display panel

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