JPS6010161B2 - 回転ウオ−ム型圧縮膨張機械 - Google Patents

回転ウオ−ム型圧縮膨張機械

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JPS6010161B2
JPS6010161B2 JP50118318A JP11831875A JPS6010161B2 JP S6010161 B2 JPS6010161 B2 JP S6010161B2 JP 50118318 A JP50118318 A JP 50118318A JP 11831875 A JP11831875 A JP 11831875A JP S6010161 B2 JPS6010161 B2 JP S6010161B2
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JP
Japan
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casing
screw
pinion gear
threads
worm
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Expired
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JP50118318A
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JPS5162409A (ja
Inventor
ジメルン ベルナルド
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OMPHAL SA
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OMPHAL SA
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Publication date
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Publication of JPS5162409A publication Critical patent/JPS5162409A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/02Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • F01C3/025Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転ゥオーム型流体圧縮膨張機械に関し、特に
新規なバツフルの配置に関する。
このバツフルがケーシング、ウオームロータおよびピニ
オン歯車と協働して圧縮膨張機械の作動部屋を形成して
圧縮膨張機械の作動出力を極力大ならしめ、またそのバ
ッフルを設けることによって機械の組立が極めて容易に
なる。本願の発明者に対して1963王4月27印こ公
布された米国特許第3180565号に、中心軸線を有
するケーシングとケーシング内に共軸的に回転可能に取
付けられたディスクを備え、このディスクがディスクに
形成された共軸の環状凹所から外方に突出して螺線状に
延びる多数のねじ山を有し、更に歯を具えてケーシング
内に突出する少くとも1個のピニオン歯車を備え、その
ピニオン歯車がディスクの2個又は3個のねじ山と常時
噛合するように構成された回転ウオーム型圧縮機の種々
の実施例が開示されている。
この圧縮機では、ケーシングの内面がディスクのねじ山
によって掃拭されかつねじ山と協働して多数の圧縮膨張
作動部屋を形成する内面部分を有し、圧縮膨張作動部屋
の容積がディスク並びにピニオンが協働して回転する間
に変化する。例えば圧縮機を考えた場合、ディスク間緑
の近傍でケーシング内に導入された流体は圧縮され、デ
ィスク中心近傍の出口を経て排出される。本願の発明者
による日本特許出願第10斑42号(1969)には改
良された回転ウオーム型回転圧縮膨張機械が開示されて
おり、この圧縮膨張機械では歯数を増加せしめたピニオ
ン歯車とウオームロータもしくはスクリューを噛合させ
ることによって作動部屋容積並びに圧縮比がかなり増大
せしめられている。
この日本特許出願に開示された圧縮膨張機械は確かに効
率並びに容量の増大の点からみれば好ましいが、ピニオ
ン歯車の歯とウオームロータの歯とを適切に噛合するた
めにピニオン歯車の歯をウオームロータのねじ山間に挿
入する際にピニオン歯車の回転軸線に対して横方向の鞠
線回りでピニオン歯車をある程度換る必要がある。その
結果、この圧縮膨張機械を絹立る際にはまず第一にピニ
オン歯車とスクリューとを組立て「次いでスクリューお
よびそれと噛合したピニオン歯車を機械ケーシング内に
装着する必要がある。日本特許出願第103842号(
1969)に開示された形式の圧縮膨張機械を細立てる
際の問題は「上述の米国特許第3180565号に開示
された形式の機械「もしくはウオームロータが対向した
螺線状ねじ山を有するディスクの形をなしディスクの両
側表面上に2個のピニオン歯車が装着される形式の機械
において圧縮比を高めるべく改良した場合にも生ずる。
ピニオン歯車並びにウオームロータの組立て上の必要上
からウオームロータを収容するために2個のケーシング
半体(すなわち4個のケーシング部材)を使用しなけれ
ばならない。それ故、この組立てという立場からみると
、ウオームo−夕およびピニオン歯車を前もって粗立て
ることによってのみ達成し得る作動部屋容積および圧縮
比の増大による作動効率の向上は機械の組立費用がかか
ることによって相殺されることになる。本発明によれば
これまで述べた形式の圧縮膨張機械においてウオームロ
ータ若しくはスクリューに噛合するピニオン歯車の歯数
を増大することによってのみ達成されていた効率の向上
がウオームロータの外周面上に形成された溝関口部を少
くとも部分的に覆うバツフルをケーシング内側上に設け
ることによって達成される。バッフルを設けることによ
ってピニオン歯が同時に2個若しくは3個のウオームロ
ータねじ山と噛合しつつウオームロータが回転している
間に十分大きな容積の気体が捕えられ若しくは縞拭され
る。従って圧縮膨張機械は第1に2つ割りのケーシング
内にウオームロータを収納し、次いでピニオン歯車が挿
着される際にピニオソ歯車を擦らずしてウオームロータ
と噛合するようにピニオン歯車がその半径方向に向けて
適切に形成されたピニオン歯車ポケット内に挿入される
。従って本発明の目的は「圧縮膨張機械の各構成要素の
組立ての容易さを犠牲にすることないこ大きな作動効率
を達成することのできるこれまで述べた形式の回転ゥオ
ーム型圧縮膨張機械を提供することし組立てる必要があ
るケーシング部品の数が極めて少ない圧縮膨張機械を提
供すること、作動部屋容積を増大することのできる簡単
なバッフルによって効率を向上せしめた圧縮膨張機械を
提供すること「更に最適な効率が得られ各構成要素の組
立てが極めて簡素化され〜それによって作動能力に対し
てコンパクト化された圧縮膨張機械を提供することにあ
る。
本発明を添付図面に示した実施例を参照して以下に詳細
説明する。
第1図並びに第2図に示されるように本発明による圧縮
膨張機械は軸方向にボルト締めされた若し〈は他の手段
により適切に結合された一対のケーシング半体12およ
び14から形成されたその全体を符号101こより示さ
れるケーシングを具備する。
これらのケーシング半体12デー4は基本的には同様の
構造を有すると共に圧縮膨張機械の中心軸線】6に対し
て対称的な構造を有する。直径方向において対向して設
けられた一対の入口ボス18(部分的に示す)がケーシ
ング半体12の外側上に設けられ、これら入口ボス18
の内部は円弧スリット状の低圧ボート20を介してケー
シング10内部の外周綾部に閉口する。各高圧ボート(
図示せず)はケーシング10の中心軸線近傍もしくは中
心軸線上でケーシング10内部に閉口すると共に両ケー
シング半体i2,14の外側に蓮適している。一端に駆
動連結部24を有するロータ軸22はケーシング10の
両端部において中心軸線16上で回転可能に滋支され、
このロータ軸22はゥオ−ムロータ26を支持する。
このウオームロータ26は互いに反対を向いた一対のス
クリュー28および30を形成している。これらのスク
リュー28,30は螺線状に延びるねじ山32を有して
おり、これらのねじ山32の項部はケーシング半体12
,14内側の形成表面34と摺動係合する。これらの形
成表面34は線36により区切られた領域に亘つて広が
っている。ケーシング10内部の他の部分は仏国特許第
217班46号の開示するところに従って粘性抵抗を減
少せしめるために密封的に接触していない。スクリュー
28および30は上述の米国特許第3180565号の
開示するところに従って形成されており、各ねじ山32
間の底面38が各スクリュー28,3川こ対する共軸の
環状凹所を形成すると共にこの環状凹所から螺線状に延
びるねじ山32が突出する。
このような構造にすることにより第4図並びに第5図に
示されるように各スクリュー28および3川まそれらの
ねじ山32と係合する歯42を具えた2個のピニオン歯
車40と噛合することができる。米国特許第31805
65号の開示するところによれば、ピニオン歯車40お
よびスクリュー28,30はウオームロー夕26および
ピニオン歯車40が回転している際に各ピニオン歯車4
0の歯42が2個又は3個のねじ山32と噛合するよう
に形成される。本発明の重要な特徴によれば、一対のバ
ツフル44が形成表面34の外方で各ケーシング半体1
2,14内側から突き出ており、これらバッフル44は
各スクリュー28,30の外周面およびピニオン歯車4
0の側面の双方と密封的に係合する。第2図、第4図お
よび第5図に示す実施例では各バッフル44の周辺方向
長さはねじ山32間に形成される溝の底面38の最大周
辺方向中に一致する。即ち、各ねじ山32間に形成され
る溝はスクリュー28,30の外周面上において閉口し
ており、各バツフル44の周辺方向長さはこの関口部に
おける溝の底面38の周辺方向中に一致する。また、各
バツフル44はスクリュー28,30の外周面上に形成
された溝関口部の全深さを塞ぐことのできる突出高さを
有する。ケーシング10内におけるピニオン歯車40お
よびスクリュー28および30の作動方向は第2図並び
に第3図を参照することにより理解できるであろう。
また圧縮膨張機械の作動時においてトルクおよびスラス
ト荷重の双方の均合いをとるために各スクリュー28,
30が夫々2個のピニオン歯車40を備えていること〜
即ち圧縮膨張機械が合計4個のピニオン歯車を備えてい
ることに注意すべきである。従って各ケーシング半体1
2および14はロータ軸22の直径方向において対向し
て設けられかつロータ軸22の鞄線方向に延びる一対の
ボス46および48を形成しており、これらボス46お
よび48内に夫々ピニオン歯車ポケット50および52
が形成される。各ピニオン歯車ポケット50および52
はロータ軸22に対して半径方向に延びるスリット54
を介してケ−シング10内部に閉口し、第1図に示され
るカバープレート56を取りはずすことによって外部に
関口するようになっている。各ボス46および48には
各ピニオン歯車40の中心ハブ62内にピニオン歯車支
持軸60を軸方向から挿入できるように各ピニオン歯車
40の作動軸線58上に孔が穿設されている。従ってロ
ータ軸22上においてケーシソグ半体12および14を
軸方向に互いに引寄せてウオームロータ26およびロー
タ軸22をケーシング10内に取付けることにより圧縮
膨張機械が容易に組立てられる。次いで「 ピニオン歯
車40がピニオン歯車ポケット50および52内に挿入
され、次いでピニオン歯車4Mま支持軸60をボス46
,48の孔内に挿入することによって支持軸60上に取
付けられる。なお、ピニオン歯車40が挿入されるピニ
オン歯車ポケット5Qおよび52は圧縮膨張機械の作動
中における漏れ損失を極力小さくするためにピニオン歯
車40と密着鉄合せしめられることに注意する必要があ
る。このように密着隊合せしめるとピニオン歯車40を
挿入してスクリュー28,30と噛合させる間、ピニオ
ン歯車40の擬れ動作が阻止されるが、このような湊れ
動作はピニオン歯車40とスクリュー28,30とが限
られた数の歯で噛合しているので必要ではない。例えば
圧縮膨張機械が圧縮機として作動している場合には、低
圧ボート20からケーシング10の内部周辺に引込まれ
た空気がスクリュー28,30のねじ山32およびケー
シング半体12,14の内側間で形成される作動部屋内
を満たす。
ウオームロータ26が例えば第4図においてスクリュー
26の螺線方向貝0ち時計回りに回転するにつれて作動
部屋の容積が減少して空気の圧縮作用が行なわれ、圧縮
膨張機械の中心部を通して空気の排出作用が行なわれる
ようにスクリュー28,30がピニオン歯車40の歯に
よって掃拭される。第4図を参照すると、ウオームロー
タ26とピニオン歯車40とが相対回転したときに符号
62で示される領域は通常圧縮作用を受けないというこ
とに注意すればバッフル44の効果は理解できよう。こ
のバツフル卒亀によって、即ちウオームロー夕26の外
周面とピニオン歯車亀0の高圧が作用する側面とをバツ
フル44がシールすることによってピニオン歯車40も
こより婦拭される作動部屋容積が増大せしめられるQバ
ッフル44による掃拭容積の増大量を説明するために次
の一例を示す。
6個のねじ山を有し円筒状外周面の外径が40ミリメー
トルであるウオームロータと、夫々7枚の歯を備えた2
個の対称的なピニオン歯車を有し、これらピニオン歯車
の外径が236ミリメートルであってウオ−ムロータの
軸線とピニオン歯車の鞠線間の間隔が127ミリメート
ルである圧縮膨張機械において、バッフル亀4を備えて
いない場合の掃拭容積がほぼ5.3リットルであるのに
対し〜各ピニオン歯車と接触するように配置したバッフ
ル44を備えた場合にはウオームロータ回転当りの掃拭
容積が6.3リットルまで、即ち20%増大する。
組立ての容易ごと共に有効作動部屋容積がこのように増
大することは回転ウオーム型圧縮膨張機械において意味
のある大きな前進をなすものである。このように本発明
により上述の目的を完全に満足しうる改良された回転ゥ
オーム型圧縮膨張機械が提供されることがわかるであろ
う。
更にまた種々の変形および若しくは変更を本発明を逸脱
することなく開示された実施例において行なえることは
当業者であれば理解できよう。それ故ここに託した記載
は好ましい実施例をただ説明するためのものである。函
蘭の樋単な説鯛 第1図は本発明による回転ゥオーム型圧縮膨張機械の斜
視図、第2図は第1図に示した圧縮膨張機械の分解斜視
図、第3図はピニオン歯車の絹付け作業を説明するため
の第亀図に示した圧縮膨張機械の分解斜視図、第4図は
ウオームロータ、ピニオン歯車並びに本発明によるバッ
フルの作動関係を説明した一部平面図「第5図は第4図
のV−V線に沿ってみた部分断面図である。
IQ…ケーシング、亀2,翼4…ケーシング半体、16
…中心軸線、22・・・ロータ軸、26・・。
ウオームロータ、28930…スクリュー、32…ねじ
山ト亀Q…ピニオン歯車、亀2…歯「 44…/ゞツフ
ル。丹タ‘多 灯9夕 (夕.Z 〃ヲ‐2 打夕.3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ケーシング内においてケーシングの中心軸線上で回
    転可能に支持されかつ少くとも一つのスクリユーを形成
    したウオームロータを具備し、該スクリユーが共軸の環
    状凹所から外方に突出して螺線状に延びる多数のねじ山
    を有し、上記ケーシングの内面が該ねじ山により掃拭さ
    れかつ該ねじ山と協力して多数の圧縮膨張作動部屋を形
    成する内面部分を有し、更に上記ウオームロータの周縁
    近傍においてケーシング内に開口する低圧ポートと、ウ
    オームロータの中心近傍においてケーシング内に開口す
    る高圧ポートとを備え、少くとも一つのピニオン歯車が
    上記ケーシング内部に突出すると共に上記スクリユーと
    噛合する歯を具え、該ピニオン歯車が該スクリユーの2
    個又は3個のねじ山と常時噛合し、上記ねじ山間に形成
    された溝が該スクリユーの外周面上に形成された溝開口
    部に連通する回転ウオーム型圧縮膨張機械において、上
    記スクリユーとピニオン歯車の噛合部においてスクリユ
    ーの外周面およびピニオン歯車の高圧作用側面と密封的
    に係合してスクリユーに形成された溝開口部の周辺方向
    の少くとも一部であって溝開口部の全深さを塞ぐバツフ
    ルをケーシング内面上に固定配置した回転ウオーム型圧
    縮膨張機械。
JP50118318A 1974-10-04 1975-10-02 回転ウオ−ム型圧縮膨張機械 Expired JPS6010161B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US512143 1974-10-04
US512143A US3905731A (en) 1974-10-04 1974-10-04 Baffle structure for rotary worm compression-expansion machines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5162409A JPS5162409A (ja) 1976-05-31
JPS6010161B2 true JPS6010161B2 (ja) 1985-03-15

Family

ID=24037850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50118318A Expired JPS6010161B2 (ja) 1974-10-04 1975-10-02 回転ウオ−ム型圧縮膨張機械

Country Status (4)

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US (1) US3905731A (ja)
JP (1) JPS6010161B2 (ja)
DE (1) DE2541861C2 (ja)
FR (1) FR2286958A1 (ja)

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Also Published As

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FR2286958A1 (fr) 1976-04-30
FR2286958B1 (ja) 1979-08-24
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