JPS5851290A - スクリユ圧縮機のスラスト力のつり合い装置 - Google Patents

スクリユ圧縮機のスラスト力のつり合い装置

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JPS5851290A
JPS5851290A JP14882981A JP14882981A JPS5851290A JP S5851290 A JPS5851290 A JP S5851290A JP 14882981 A JP14882981 A JP 14882981A JP 14882981 A JP14882981 A JP 14882981A JP S5851290 A JPS5851290 A JP S5851290A
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JP
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rotor
compressor
discharge side
suction side
force
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JP14882981A
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Yasuo Takahashi
康夫 高橋
Yoshiro Osada
長田 義郎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary-Type Compressors (AREA)

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】 本発明は、スクリュ圧縮機のスラスト方間の力のつり合
い装置に関する。
第1図はスクリュ圧縮機の雄、雌ロータと、その軸受と
、回転駆動用のギアとを示す。
スクリュ圧縮機の雄、雌ロータ1,2は、ケーシング(
第1図中では省略)の内部に収容され、雄ロータ1はシ
ャフト3の両端部において軸受5゜7.7′により支持
され、雌ロータ2はシャフト4の両端部で軸受6 、8
 、8’により支持されている。
前記雄ロータ1のシャフト3の一端部にはギア9が設け
られ、他端部にはギア10が設げられており、一方雌ロ
ータ2のシャフト4の他端部にはギア11が設けられて
いる。
前記雄ロータ1のシャフト3の一端部に設けられたギア
9は、回転駆動装置(図示省略)より動力を受けて雄ロ
ータ1を駆動し、雄ロータ1のシャフト3の他端部と雌
ロータ2のシャフト4の他端部とに設はられたギア10
 、11は、一対のタイミングギアを構成していて雌ロ
ータ2 Y 雄o −夕1     ’と同期駆動させ
るようになっている。これらのギア9 、10 、11
には動力伝達を滑らかにするため、へりカルギアが使用
されており、このためギアのねじれ方向によって設定さ
れた方向にスラスト力が発生する。そして、スクリュ圧
縮機ではギア9゜10 、11のうち、ギア9.1(1
:よるスラスト力は全負荷時の圧縮反力Z軽減するため
、吸入側から吐出側に作用するように、またギア11に
よるスラスト力はギア10の反力により吐出側から吸入
側に作用するように、ねじれ方向が決められている。
また、雄、雌両ロータ1,2は、圧縮ガスの圧縮反力に
より常に吐出側から吸入側へ押す力を受けている。ただ
し、吸入圧が通常2 kg/crtl G程度で使用さ
れるような、2段圧縮機の2段側に使用されるような場
合は、無負荷運転開始時、吐出側が大気圧になり、吸込
側が2 ’t/ctdG程度で、その差圧により吸入側
から吐出側ヘロータを押す力が一時的に働(こともある
。この状態は、吸入側の絞り弁を閉じることにより吸入
側の圧力が大気圧以下になると、吐出側から吸入側ヘロ
ータビ押す力に転換される。
その結果、雌ロータ2は第1図に矢印口で示されるギア
反力と、矢印二で示される圧縮反力との、吐出側から吸
入側に向かう同じ方向の力を受けているので、安定した
状態に保たれている。
1:1 一方、雄ロータ1は第1図に矢印イで示される吸入側か
ら吐出側に作用するギア反力と、矢印ハで示されるよう
に、吐出側から吸入側に作用する圧縮反力とビ受げてい
る。このため、圧縮機の全負荷時にはギア反力が圧縮反
力によるスラスト力を減少させた状態で雄ロータ1を吐
出側から吸入側へ移動させるが、圧縮機の起動時および
無負荷時には吐出側を大気に開放するため、吸入側と吐
出側との圧力差が少なく、ギア反力が圧縮反力に打ち勝
ち、雄ロータ1を吐出側へ移動させるように作用する。
したがって、雄ロータ1は圧縮機の運転状態によって方
向および大きさの異なる力を受ける結果、不安定な状態
におかれる。
これに対して、従来、圧縮機の全負荷時の圧縮反力を軽
減するため、ロータの軸端部にピストンを設け、これに
圧力Zかけ、圧縮反力と反対方向の力を発生させる技術
が提案されている。
しかし、前記従来技術によると、圧縮機の起動時あるい
は無負荷時の圧縮反力が小さい状態と、圧縮反力が大き
い全負荷時とで、ロータの軸方向荷重の向きが変わるの
で、ロータの軸方向の挙動を安定化できない欠点がある
本発明の目的は、圧縮機の起動時、全負荷時および無負
荷時に至る全運転状態にわたってロータに、吐出側から
吸入側方向に一定の力を付与しうるスクリュ圧縮機のス
ラスト力のつり合い装置を提供するにある。
本発明の特徴は、ロータの軸端部にバランスピストンを
設け、該バランスピストンをシリンダに嵌挿スるととも
に、シリンダ内をバランスピストンにより第1.第2の
チャンバに区画し、こわら第1.第2のチャンバのボー
トに、前記ロータに吐出側から吸入側方向に、常に一定
の力?付与しうる流体圧回路を接続したところにあり、
この構成により前記目的を確実に達成することができた
ものである。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2図、第3図および第4図は、スクリュ圧縮機と本発
明つり合い装置の一実施例暑示す。
そのスクリュ圧縮機は、第2図に示されるように、ケー
シング12、これの内部に収容された雄。
雌ロータ13,14、雄ロータ13のシャフト15の軸
受17.19,19′、2]、21′、雌ロータ14の
シャフト16の軸受18 、20 、20′、雄ロータ
】3のシャフト15の一端部に設けられたギア22と他
端部に設けられたギア23、雌ロータ14のシャフト1
6に設けられたギア24とを備えている。
前記ケーシング12には、雄、雌ロータ13 、14の
一端部側に吸入口が形成さハ、他端部側に吐出口が形成
されているが、吸入口、吐出口とも図面では省略されて
いる。
前記雄ロータ13のシャフト15の一端部に設けら灼た
ギア22は回転駆動装置(図示省略)より動力?受けて
雄ロータ13を駆動し、雄ロータ13のシャフト15の
他端部と雌ロータ14のシャフト16の他端部とに設け
られたギアn、24は、互いにかみ合う一対のタイミン
グギア乞構成していて雌ロータ14を雄ロータ13と囲
焼駆動しうるようになっている。
これらのギア22 、23 、24には、へりカルギア
が用いられている。
前記つり合い製電は、スタフィングボックス邪に設けら
れたバランスピストン27、エンドカバー26に形成さ
れたシリンダ路、該シリンダ列内の第1、第2のチャン
バ29 、30の圧力を調整する流体圧回路38とを備
えている。
前記スタフインクボックス25ニは、雄ロータ14のシ
ャフト15の他端部に2個並設された軸受21゜2】′
が収容されており、このスタフイングボックス邪の外周
面にバランスピストン27がリング状に設けられている
前記エンドカバ一部は、ケーシング12の他端部に固定
され、これの内側にシリンダ列が形成され、該シリンダ
列の内部はバランスピストン27により第1.第2のチ
ャンバ29 、30に区画されている。
前記第1.第2のチャンバ29 、30には、各別に連
通ずるポー) 31 、32が形成されている。
なお、前記アウタリング6の外周面の両端部とエンドカ
バー26の内周面間にはOIJソング3が介装され、バ
ランスピストン27の外周面とシリンダ列の内周面間に
はOリング34が介装されている。
また、第4図に示されるように、スクリュ圧縮機の吸入
口には絞り弁35が接続され、吐出口には吐出開放弁3
6と逆止弁37とが連結されている。
前記流体圧回路38には、この実施例では油圧回路が採
用されている。そして、この流体圧回路38は第4図に
示されるように、オイルタンク39、オイルポンプ40
および第1.第2の油圧調整弁4】。
42とを配備している。前記第1.第2の油圧調整弁4
1 、42には、それぞれバイパス弁(図示省略)が内
蔵されている。また、第1.第2の油圧調整弁4] 、
 42は往き側配管43ヲ介してオイルポンプ4゜に並
列に接続されている。一方、第1の油圧調整弁41は帰
り側配管44を介してオイルタンク39に連通され、他
の配管46を介して前記シリンダ部内の第1のチャンバ
29のボート31に接続されており、また第1の油圧調
整弁4】には圧縮機の吸入側の圧力が操作信号48とし
て挿入されている。他方、第2の油圧調整弁42は帰り
側配管45を通じてオイルタンク39に連通され、他の
配管47を介して前記シリンダ部内の第2のチャンバ3
0のボート32に接続され、また第2の油圧調整弁42
には圧縮機の吐出側の圧力が操作信号49として挿入さ
れている。
前記実施例のスラスト力のつり合い装置につき、第4図
、第5図に関連して作用を説明する。
圧縮機の起動時には、絞り弁35は一般に閉じられ、吐
出開放弁36が開かわ、吐出側が大気に開放さね、るた
め、吸入側と吐出側との圧力差が少なく、ギア反力によ
り雄ロータ13には吸入側から吐出側へ移動させる力が
働くので、第2の油圧調整弁42゜配管47およびボー
ト32を通じてシリンダ部内の第2のチャンバ30に圧
力をかけ、雄ロータ13に吐出側から吸入側へ押す力を
付与する。
圧縮機の全負荷時には、ガスは絞り弁35を通って雄、
雌ロータ13 、14に送られ、該雄、雌ロータ13 
、14で圧縮され、その圧縮ガスは逆止弁37を通って
使用に供される。この状態では、吐出開放弁36は閉じ
られている。また、この全負荷時には圧′粗ガスによる
圧縮反力が大きく、該圧縮反力はギア反力により軽減さ
れるものの、圧縮反力がギア反力に打ち勝ち、雄ロータ
13を吐出側から吸入側へ移動させる力が働くので、第
1の油圧調整弁41、配管46およびボート31を通じ
てシリンダ部内の第1のチャンバ29に圧力をかけ、雄
ロータ13ヲ吐出側から吸入側へ押す力を適正に保持す
る。
圧縮機が全負荷運転から無負荷運転に入ると、吐出開放
弁36が開かれ、吐出側が大気圧まで低下される。こθ
)過程で雄ロータ13に働く吐出側から吸入側へ押す力
が小さくなる。この場合には、吐出側の圧力による操作
信号49によって第1の油圧調整弁41に内蔵されたバ
イパス弁が開かれ、第1のチャンバ29内の圧力がボー
ト31、配管46および帰り側配管44を通じてオイル
タンク39に逃がされ、第1のチャンバ29の圧力が下
げられるため、雄ロータ13を吐出側から吸入側に押す
力が一定に保たれる。ついで、絞り弁35が閉じられる
と、吸入側の圧力が低下し、雄ロータ13を吐出側から
吸入側に押す力が大きくなる。この場合には、吸入側の
圧力による操作信号48によってM2の油圧調整弁42
に内蔵されたバイパス弁が開かれ、第2のチャンバ30
の圧力がボート32、配管47および帰り側配管45ヲ
通じてオイルタンク39に逃がされるので、雄ロータ1
3を吐出側から吸入側へ押す力が一定に保ンでれる。
圧縮機が無負荷時から全負荷時に移動する場合には、前
記と全く逆の過程をたどり、吸入側、吐出側の圧力を操
作信号48 、49として第1.第2の油圧調整弁41
 、42が操作され、第1.第2のチャンバ4] 、 
42内の圧力が高められ、第5図に示されるように、雄
ロータ13を吐出側から吸入側へ押す力が一定に保持さ
りる。
以上の作用により、雄ロータ13を圧縮機の全運転状態
にわたって、第5図に示されるように、ギア反力と圧縮
反力とバランスピストンnに加わる圧力であるピストン
力との和が、常に吐出側から吸入側へ一定の力で押すよ
うに調整されるので、雄ロータ13の挙動を安定化でき
る。
なお、この実施例では雌ロータ14はギア別によるギア
反力と圧縮ガスによる圧縮反力との作用で吐出側から吸
入側へ押されているので、挙動不安定の問題は生じない
また、前記第1.第2の油圧調整弁41 、42の操作
信号は、吸入側と吐出側の圧力に限らず、第3図に示さ
れるように、雄ロータ13のシャフト15にひずみゲー
ジ50を組み込み、該ひずみゲージ50からの信号によ
り操作するようにしてもよい。
さらにまた、図示実施例では雄ロータ13のシャフト1
5にのみバランスピストンを取り付けた場合を示してい
るが、雌ロータ14のシャフト16にもバランスヒスト
ンを取り付け、両方のバランスピストンによりロータを
吐出側から吸入側へ一定の力で押すようにしてもよい。
本発明は、以上説明した構成1作用のもので、本発明に
よれば、圧縮機の起動時、全負荷時および無負荷時に至
る全運転時にわたってロータを吐出側から吸入側へ、常
に一定の力で押しているので、ロータの挙動を安定化で
き、ロータのシャフトの軸受に加わる荷重の方向、大き
さとも一定になしうる結果、圧縮機を長期間にわたって
高性能に維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はスクリュ圧縮機の概略説明図、第2図はスクリ
ュ圧縮機と本発明つり合い装置の一例を示す横断平面図
、第3図はつり合い装置部分の拡大断面図、第4図はつ
り合い装置を吸入側と吐出側の圧力を操作信号として作
動させる実施例の系統図、第5図は本発明におけるギア
反力と圧縮反力と、ピストン力と、ロータに働く力との
関係を示す線図である。 12・・・ハウジング、13 、14・・・雄、雌ロー
タ、15゜16・・・雄、雌ロータのシ、ヤフト、17
 、18 、19 、19’。 20 、20’、 2] 、 21’・・・軸受、22
〜24・・・ギア、27・・・バランスピストン、恕・
・・シリンダ、29 、30・・・第1.第2のチャン
バ、31 、32・・・第1.第2のチャンバのボート
、あ・・・流体圧回路。 代理人弁理士  秋  本  正  実第1区 第2諷 第3凶 第4図 第5区 イ    + −ローストン刀 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和56  年特願第7≠♂、riy号2、発明の名称
スクリュ圧縮機のスラスト力のっB合いit3、補正を
する者 事件との関係           特許出願人住所(
居所ン東京都千代田区丸の内−丁目j番/ 号氏名0名
□、) (51G)株式会社 日立製作所4、代 埋入

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロータの軸端部にバランスピストンを設け、該バランス
    ピストン暑シリンダに嵌挿するとともに・シリンダ内を
    バランスピストンにより第1.第2のチャンバに区画し
    、これら算1.第2のチャンバのポートに、前記ロータ
    に吐出側から吸入側方向に、常に一定の力を付与しうる
    流体圧回路を接続したことを特徴とするスクリュ圧縮機
    のスラスト力のつい合い装置。
JP14882981A 1981-09-22 1981-09-22 スクリユ圧縮機のスラスト力のつり合い装置 Granted JPS5851290A (ja)

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