JPS58124001A - スクリユとピニオンホイ−ルを備えた容積型機械 - 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】 −ｍのビニオンホイール、好ましくは互いに対称的な二
個のビニオンホイールと協働するねじ山を備えた円柱形
スクリュから成り、ピニオンホイｗｌ餉してＪ：Ｆ、縮
室もしくは膨張至を構成するようになったコンプレッサ
、ポンプまたは膨張機械、特にフランス特許１．５５１
．９９８に記載の容積型機械は知られている。

このような容積型機械においては、その効率は高圧流体
に接する側のスクリュ端部におけるスクリュの気密性の
確保如何に大きく依存しているのであり、前記気密性を
確保するための補助的オイル注入システムを備えていな
いようなコンプレ。

す（オイル注入を省略しその付属装置を廃止することに
より正に絆済的な運転を行うこと力伽ＩＮヒとなるから
である）においては特にそうである。即ち、この高圧側
端部はスクリュの全周にわたって間圧流体に接している
のであって、従って、この領域はこの機械の最長リーク
酬となるのである。

より正確に言うならば、・スクリュ直径が１４０〜２４
０１ｊ回転超度がＡ”Ｊ３　Ｄ　００ｒｌｌｌｒ、ｂｘ
ｇ檀が約２５００〜１４０００ｔの場合であって、コン
プレ、すにオイル注入−材が設けてありがっフン７’　
Ｌ／　、すが０〜７　ｂａｒの空気を圧縮する時には、
高圧側端部の通常のクリアランスを約α１〜Ｑ、１５ｍ
とすればそのクリアランスを介して起る流体リークは掃
気容積の１％以下に維持することが可能である。

これに反して、オイル注入無しで、圧縮熱を除去するた
め液状冷媒を圧縮室に注入しながら、例えば冷媒Ｒ２２
を圧縮する場合には、前記寸法のクリアランスでは吐出
量の５％以上のリークが生じる０このリークを約１％以
下の許容できるものとするためには、運転時にはクリア
ランスは３０ミクロン以下、好ましくは１０〜１５ミク
ロン程度に抑えなければならない。

第１図はフランス特許１．３５１．９９８のシール装置
を菌解したもので、このシール装置は約α１〜α１５ｍ
ｍのクリアランスを達成するものである。

第１図はフランス特許１．３５ｔ９９８Ｌ開示’れた公
知のコンプレ、す、ポンプ、もしくは膨張機械のスクリ
ュ軸−とビニオンホイール面に沿った断面図で、この機
械はねじ山２を備え軸線３廻りに回転可能なスクリ、１
を備えている。スクリ、１はケーシング４内に装着され
ており、ｗＩＩ６を備えた互いに対称的な２個のビニオ
ンホイール５と咬合している。ケーシングには各ビニオ
ンホイールの近傍において低圧ボート７と高圧ボート８
が設けである。第１図ではケーシングは取外して示して
あり、高圧ボート８はこのケーシングの上半体に設けで
あるので、この高圧ボートは破標で示しである。

スクリ、は低圧側（コンプレ、すの場合には吸込み側）
と高圧側（コンプレ、すの場合には吐出側）とに夫々設
けた軸受ハウジング１０．１１に枢支された回転軸９に
支持されている。

軸受ハウジングは通常はケーシングのボア１２内に心合
せされている。フランス特ｉ　１．３３１．９９８に開
示されているように、スクリュには、高圧側のねじ白領
域の終端を画する円（鎖惺１４）を超えたところにおい
て、中実部分１３が設けである。この中実部分１３はね
じ山端部とスペース１５との間の気密性を確保するため
のもので、このスペース１５はスクリ、の高圧側端部に
隣接していると共に１７のような通路によりインテーク
１６に連通している。

好ましくは、中実部分１３には気密性を向上させるため
のラビリンス３６が設けである。

この実施例においては、ラビリンス３６とボア１２との
間の半径方向クリアランスを１／１０Ｉ０１以下にする
のは困難である。即ち、軸受ハウジング１１の軸線に対
するラビリンス３６の偏心性は、工作機械のスピンドル
から取外すこと無くラビリンス６６と軸９の軸受１８の
軸受面１８′との双方を同時に機械加工するか、或いは
、軸受１８を内輪と外輪との間にきつく組付けることに
よって無くすることが出来るのであるが、高価な機械加
工を伴うことなく軸受ハウジング１１とボア１２との間
の組付は遊隙を無くすることは＋ｉｕｉであって、この
遊陳は種々の関連部材の寸法の関係で少なくとも約０．
１　ｍ■程度となるから同程度の偏心が生じるＯ 笥２図は第１図同様の模式的断面図であって英国特許ｔ
　５４８．５８０の実施例を示すものである。

この実施例では、軸受ハウジング１１と一体の平坦な円
形部分１９によって気密性が確保されており、この円形
部分にはラビリンスを設けてもよい。

従って、高圧気密性は部分１９とスクリュ端部２０との
間に確保される。

この第２図の解決手段には次のような幾つかの利点があ
る。即ち、第１図の実施例に存在する同心性の問題が無
い。また、英国特許＄５５５，３２９に記載されている
ようなスライド式容鎗制御装置を用いることが可能であ
る。さらに、組付は時に面２０とラビリンス１９との間
のクリアランスを調節することが可能である。

しかしながら、この構成には次のような不便がある。即
ち、許容可能竜気密性を得るためには面１９と２０の間
の接触領域をスクリ、の中心に向って延長させなければ
ならないのであるが、面１９と２０との間には圧力があ
るので、特に吐出圧力が１５〜’ｌ　５　ｂａｒにも達
するような冷凍機用コンプレッサの場合には、軸受の軸
方向スラストは許容できない値のものとなる。

本発明は、ねじ山を備えた円柱スクリ、が固定ナーシン
グ内に回転可能に装着されていて少なくとも１つのビニ
オンホイールの歯と咬合しており、該ケーシングには前
記ビニオンホイールの近傍において少なくとも１つの低
圧ボートと少なくとも１つの高圧ボートが設けてあり、
前記スクリュは少なくとも１つの軸受ハウジングに回転
可能に装着された回転軸を有し、前記軸受ノＡウジング
は高圧ボートに近接してケーシングに装着されて成る型
式の容積型機械を改良することを目的とするもので、本
発明の特徴とするところは、前記軸受ハウジングはスク
リ、を形成する金属とは異なる金属であってより大きな
熱＊１ｉｉｉ係数を有するもので形成されたリングを具
備しており、前記リングはスクリ、のねじ白領域を超え
て延長したスクリ。

の円柱形突出部の周りを極小クリアランスをもって囲繞
するボアを有することである。本発明によれば、前記解
決手段の不具合を伴うことなく容易　□に所望のクリア
ランスを得ることができる。

即ち、このリングは軸受ハウジングに装着され該軸受ハ
ウジングしたがってスクリ、の外側輪郭と完全に同心的
なスリーブで構成することができる。さらに、このリン
グはスクリ、の金属とは異なる熱膨張係数の大きな金属
で形成されているので、一方においては金属が異なるこ
とから、そして他方においては焼付きの初期にはスリー
ブの方がスクリ、よりも早く膨張することから、焼付き
の惧れは実質的に解消するのである。スリーブにラビリ
ンス、例えばねじを設けた場合には、極めて微細な調節
を行うことが可能である。さらに、この構造によれば、
スクリュに作用する軸方向スラストを減少させあるいは
皆無にすることができるＯ 好ましい実施態様においては、リングの外径はスクリ、
を収容するケーシングボアの直径よりも僅かに小さく、
スクリュの高圧側端部にはねじ白領域を超えたところで
環状の切欠きが設けてあり、この切欠きは前記リングに
より塞がれている。この実施態様はスライド式容量制御
装置を使用することが可能となるので特に有利である。

この実施態様では、第２図を参照して前述したようにス
リーブはフロントシールを行うので、軸方向スラストが
残る。しかし、スリーブは薄くすることができるのでこ
の軸方向スラストは低減させることが可能であり、必要
な気密性は主としてリングの内壁面とこれに隣接する切
欠きの壁面との間の有効に確保される。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明するに、第３
図は本発明の実施例の概略的断面図であり、第４図は他
の実施例の部分的断面図である。

第５図に示す如く、軸受ハウジング１１にはスリーブ２
１が装置しである。スリーブ２１はボア２２を有し、こ
のスリーブ２１は圧入もしくは焼き嵌めのような公知の
方法により軸受ハウジング１１の円柱形の内側突出部に
ビ、タリと嵌合されている。このスリーブの内局壁には
例えばねじの・・′１・！□ 形に成形されたラビリンス５２が設けてあり、ねじのラ
ンド部（頂部）の内径２３は一組付は時には、スクリ、
の円柱形突出部３４に対して衝く僅かのクリアランスを
有するか、或いは該突出部３４に対して成る程度製締さ
れている。スリーブすなわちリング２１の扁平な環状端
部１９＋Ｌは、突出部３４の周りに沿ってスクリ、に杉
我された環状切欠き２０の扁平面２０ｍに備かのクリア
ランスをもって対面している。突出部５４の外径はス、
クリ、のねじ付き領域の直径より小さい。

スリーブ２１の円柱形外周壁２４の直径はケーシングの
ボア１２の直径より小さく、直径方向クリアランスは０
．１〜α２雪篇である。さらに、スリーブはスクリ、を
形成する金属とは異なる熱膨張係数の大きな金属で形成
されており、たとえばスクリュが鋳鉄の場合にはスリー
ブはアルミニウムで形成することができる。

面１９ａ゛と面２０ａとの間にはそれらの面が互いに接
触しない程度の小さなりリアランスが残されている◇こ
れらの面には更輪螺旋を設けて、両者が偶発的に接触し
た時に焼付きが生じないようにしてもよい。ラビリンス
３２が突出部３４に接触した場合には、スリーブはスク
リ、よりも早く膨張すると共に１１２４とボア１２との
間にはクリアランスが残されていてこの膨張を許すので
、いったん始まった焼付きは止む。加圧されたガスは軸
方向には逃げ得ないので、スリーブの外周面２４とボア
１２との間の隙間はそれが大きなものであってもコンプ
レ、すの効率には実質的に影響を与えない。

即ち、ガスはスリーブの周りを回って圧力の低いスクリ
、のねじ部の方へ逃げようとするのみであり、この隙間
の断面積は小さくかつガスがこの味…１に沿って走行し
なければならない距離は非常に長いので、ガスのリーク
は無視し得る程度のものにすぎない。

この実施例は、第２図に示した実施例と同様に、英国特
許１．５５５．３２９に記載のスライド式容量制御装置
を使用することが可能であるが、同英国特許と異なり軸
方向スラストは極めて小さい。これはスリーブを薄くす
ることができるからであり、而１９＆と２０＆との間の
気密性はスリーブ外周囲２４とボア１２との間のクリア
ランスの気密性と同程度の影響しか与えず、気密性は実
際には主としてボア２３と円柱形突出部３４との間で確
保されるのである。

更に、締付は領域２２はスリーブについてはボア２５の
加工と同時に加工することができると共に軸受ハウジン
グ１１については軸受の心出しを行うボア２５の加工と
同時に加工することができるので、ボア２３を突出部５
４とは軸受の同心性の精度を条件として互いに完全に同
心的にすることができる。

第４図は第３図の実施例に類似の作用を有する他の実施
例を示すもので、この実施例では英国特許１．５５５．
５２９に記載のスライド式制御装置を使用することはで
きないが、軸方向スラストは無くすることができる。こ
の実施例では、スクリ。

の突出部はスクリュねじ部と同じ直径を有し、スリーブ
はボア１２に形成した切欠きをほぼ塞いでいる。スリー
ブの扁平な前面１９ｂと切欠きの碍子な肩部２６との間
には小さな軸方向クリアランスが形成しである。スリー
ブはスクリュの外周２７に対して非常に小さなりリアラ
ンスをもって組付けられているか、或いは前記外周に対
してややタイトに組付けられており、スクリュ自体はケ
ーシングのボア１２に対して０．１　ｓｎｎ変度たはそ
れ以上の大きなりリアランスを有する。

扁平なビニオンホイールと咬合する円柱形スクリ、を備
えた前記２実施例は、フランス特許１５８６、８３２の
円柱形スクリ、にも適用し得るものである。

また、以上にはこの機械はスクリュの両側に２個の軸受
ハウシング１０．１１を有するものとして記載したが、
云うまでもなくただ単に１　（ｉｉｌｉｌの軸受ハウジ
ング１１のみを用いることも可能であり、その場合には
スクリ、は片持ち状に装着される。

さらに、リング２１は軸受ハウジング１１に取付けられ
たスリーブとして示したが、これは例えばケーシング、
スクリュ、および軸受ハウジングのいずれもが鋳鉄で形
成されるような場合である。

しかし、例えば、運転条件の関係から軸受ハウジングが
スクリュの金属とは異なるア汐ミエウムのような熱膨張
係数の大きな金属で形成される場合には、このリングは
軸受ハウジングと一体であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の容檀型惰械の断面図、第３
図は本発明の一実施例の断面−１第４図は本発明の他の
実施例の部分的断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ねじ山を備えた円杆形スクリュが固定ケーシング
   内に回転可能に装着されていて少なくとも１つのビニオ
   ンホイールの歯と咬合しており、該ケーシングには前記
   ビニオンホイールの近傍において少なくとも１つの低圧
   ボートと少なくとも１つの品用ボートが設けてあり、前
   記スクリュは少なくとも１つの軸受ハウジングに回転可
   ＦＪシに装着された回転軸を有し、前記軸受ハウジング
   は高圧ボートに近接してケーシングに装４されて成る型
   式の′８檀２（）噌＠機であって、 ｒ＋’＋１記軸受ハウジングはスクリュを形成する金属
   とは異なる金属であってより大きな熱膨張係数を有する
   金属で形成されたリングを具備しており、）Ｐ＋７記リ
   ングはスクリュのねじ山領域を超えて延長した円柱杉の
   スクリュ突出部の周りを働手クリアランスをもって囲繞
   するボアを有することを特徴とする容梱型＋ｊ！Ａ械。 ２、前記リングはρ１転体形状の１νり方外壁を有し、
   リングの前記側方外壁と相補的断面形状を有する軸受ハ
   ウジングの壁との間には所定のクリアランスが形成され
   ていることを特徴とするｗａｇｓ求の範囲第１項記載の
   ′８積型機械。 ３、　前記スクリュ突出部の外周壁に鍛接するリング内
   周壁にはラビリンスを設けたことを’Ｆｊ［とする特許
   ｌ！ｑ求の範囲第１項記載の谷檀型世械。 ４、前記リングはその組付は時にはスクリュ突出部の周
   りに・附宥していることを特徴とする特許Ｆｉθ求の範
   囲第３ＪＬ４記載の容槽型懐械。 ５、　前記スクリュの高圧１μす端部にはスクリュ突出
   部を一囲繞する環状の切欠きが設けてあり、該切欠きは
   軸受ハウジングの前記リングにより実質的に塞がれてお
   り、リングの外径はスクリュがＩＩ！ｌ　？可能に装着
   されている扮−シングのボアに対して小さなりリアラン
   スを有することをＱＱ？ａとする特許請求の範囲第１Ｊ
   目から第４項までのいずれかに記載の容積型機械。 ６．　軸受ハウジングとは反対側のリングの＃壁はスク
   リ、の前記切欠きの一面を構成する肩部に伶小なりリア
   ランスをもって対面していることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の容積型機械。 Ｚ　前記スクリュ突出部はスクリ、のねじ白領域と同じ
   直径を有し、前記リングは軸受ハウジングのボアに設け
   た画状の切欠きを実質的に塞いでいることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項がら第４項までのいずれかに記載
   の容積型機械。 ８、軸受ハウジングとは反対側のリングの前壁はケーシ
   ングの前記切欠きの一面を構成する肩部に僅小なりリア
   ランスをもって対面していることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載の容積型機械。