JPS6014194B2 - ねじロ−タ機 - Google Patents

ねじロ−タ機

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JPS6014194B2
JPS6014194B2 JP49077216A JP7721674A JPS6014194B2 JP S6014194 B2 JPS6014194 B2 JP S6014194B2 JP 49077216 A JP49077216 A JP 49077216A JP 7721674 A JP7721674 A JP 7721674A JP S6014194 B2 JPS6014194 B2 JP S6014194B2
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JP
Japan
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rotor
housing structure
high pressure
pressure
working space
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JP49077216A
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JPS5070911A (ja
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シビエ フヤルマ−ル
エングルンド ア−ノルド
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Svenska Rotor Maskiner AB
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Svenska Rotor Maskiner AB
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Publication date
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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
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F01C1/16Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • 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
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/003Systems for the equilibration of forces acting on the elements of the machine

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弾性作用流体たとえばガスの圧縮機および膨張
機として使用するためのねじロータ機に関するものであ
る。
本発明に従ったねじ圧縮機は空気調和装置、たとえば、
自動車用空気調和装置内に使用するのに適している。
本文において、空気調和なる術語は空気調和自体のみで
なく空気およびその他のガス状媒体の冷却をも意味して
使用されている。本文において「ねじロータ機」なる術
語は、互いに同一平面をなす鞠線を有して互いに交わる
孔腔を有する筒体部分を含み、上記互いに交わる孔腔が
高圧端部の端整を有する上記筒体部分の長手方向に延び
た作用空間を形成するハウジング構造体で、上記作用空
間の一端に運通し、上記の互いに交わる孔腔の両軸線を
含む前記平面の片側に設けられた低圧導口および上記作
用空間の池端高圧端部と蓮通し「上記平面の反対側に設
けられた高圧導口を有するハウジング構造体と、36ぴ
以下の有効巻付け角度を有し互いにかみ合うらせん状の
ランド部およびみぞを有してそれぞれの孔腔内に回転自
在に装架された雄型ロータおよび雌型ロータとから成り
「上記雄型ロータのランド部が上記雄型ロータのピッチ
円の外側にある実質上凸形状に湾曲した側面および介在
するみぞを有し、また上記雌型ロータのランド部が上記
雌型ロ−夕のピッチ円の内側にある実質上凹形状に湾曲
した側面および介在するみぞを有し、上記両ロータのラ
ンド部およびみぞが互いにかみ合って、上記ハウジング
構造体の互いに対抗した部分とともにシェフロン形状の
閉鎖室を形成し、上記各の閉鎖室が前記雄型ロータみそ
1の一部分と、これと運通した雌型ロータみぞの一部分
とから成り上記室がそれぞれのベースを前記作用空間の
高圧端部により固定されまたそれぞれの頂端部を前記ロ
−夕のランド部相互間の相互かみ合い場所により画定さ
れて成り、前記各〇ータがアキシアルベアリングを介し
て圧力流体作動の回転しない釣合用ピストンに連結され
、釣合用ピストンが前記アキシアルベアリングに対して
ハウジング構造体の高圧端部へ向かう方向に偏崎力をか
けている機械を意味して使用されている。上記型式のね
じロータ機の作動中に高圧導口と低圧導口との間に存在
する圧力差に起因して、これ等のロータは少なくとも一
部を弾性流体により生成された力と、互いにかみ合った
ロータ相互間の蟻舷力とによる榊線方向の力に作用され
る。
これ等の軸線方向の力は一方においては前記ハウジング
構造体に関してロータを固定するための装置を、また他
方において上記の力をロータからハウジング構造体に伝
達するための装置をそれぞれ必要とする。今までは、上
記軸線方向の力はスラストベアリングにより損持された
。作用空間の高圧端部の端壁と上記ロータの高圧端部と
の間の隙間は前記高圧導口と低圧導口とにそれぞれ運適
している前記みぞの部分相互間にチャンネルを形成し、
したがって隙間が大き過ぎると漏洩損失が著しくなる。
上記理由で、前記ロータ端部と高圧機部の端壁との間の
隙間をできるだけ少なくしておくことがきわめて重要で
ある。上記空間の大きさは先ず前記隙間と、スラストベ
アリングの弾性とによって決まり、したがって使用され
るスラストベアリングの種類はねじロー夕機の設計の際
の重要な因子であった。研究の結果、作用空間の高圧端
部の端整と直径(40〜40仇舷)のローターの高圧端
部との間の隙間が一般に0.02〜0.15個の範囲内
であるべきであると判明した。
隙間を上記範囲内に維持するために、正確で且つ確実な
スラストベアリングと上記隙間を調節するための装置と
がねじロータ機内に合〈まれて来た。
この種のベアリングと装置とは高価な品目であり且つこ
れ等は前記範囲の上限に近いロータ直径を有する大型機
の場合よりも上記範囲の下限に近いロータ直径とを有す
る小型機の場合の方が全体のコストに対し大きい割合を
なしている。さらにその上に、小型圧縮機のための隙間
は大型圧縮機の場合よりも著しく小さく、したがって製
造公差に対し余計に注意を払う必要がありまた顧客へ送
り出すに先立って機械を組立て且つ調節する技術の部分
になお一層の熟練が必要である。本発明によれば、上記
型式のねじロータ機はハウジング構造体の高圧端部の端
壁が少なくとも1つのロータのためのスラストベアリン
グ面を形成し、高圧導口の流体圧力を釣合用ピストンへ
運速させると共に少なくとも1つの静止ばねが少なくと
も1つの釣合用ピストンに接触してこの釣合用ピストン
の働きを助け、少なくとも1つのロータが常にハウジン
グ構造体の高圧端部の端壁に接触することを特徴とする
各ピストンは機械の低圧端端部に設けられたロータ延長
部または軸に対し直接的にまたは間接的に作用する。
したがって、本発明は単数または複数のロータの押し付
けを、所定の押し付け力を有するばねで行ない、また作
用状態次第で、上記ピストンと、環状フランジと室壁と
の間に形成されたシリンダ内の弾性流体に対するピスト
ン作動により補足し、外部からロータ押し付けのための
流体圧力を受ける必要がないという利点を有する。
圧縮機を作動するようにされた本発明にしたがったねじ
ロータ機の実施例を添付図面について詳細に説明する。
図示されている圧縮機はそれぞれらせん状のランド部と
介在したみぞとを有する雄型ロータ10とこれに協同す
る雌型ロータ12とを有している。雄型ロータ10のラ
ンド部の大部分は該ロー夕のピッチ円の外側に横遣し且
つ実質上凸形状に湾曲した側面を有している。雌型ロー
タ12の大部分は該o−夕のピッチ円の内側に横直し且
つ実質上凹形状に湾曲した側面を有している。それぞれ
のランド部の巻付け角はそれぞれのロータ上で3600
以下である。ロータ10および12はハウジング構造体
内に位置決めされ、また上記ハウジング構造体は筒体部
分14を有し且つ2つの互いに交わる孔腔から成る作用
空間20を端部16,18とともに取囲んでいる。
作用空間20は低圧導口22(第1図)と、高圧導口2
4(第1図)とを有している。雄型ロータ1川まこのロ
ー外こ作用する半径方向の力を王として担持するローフ
ーベアリング26および28による端部16および18
内へのこのロータの装架を容易ならしめるように軸延長
部10Aおよび10Bを形成されている。
例示されている圧縮機の場合には駆動ロータである雌型
ロータ12はスタブ延長部12Bと多少長い延長部12
Aとを有している。
この雌型ロー夕は雄型ロータの場合と同機に雌型ロータ
に作用する半径方向の力を王として担持する2つのロー
フーベアリング30および32により端部16および1
8内に支持されている。上記雌型ロータは磁気クラッチ
横体34の一部をなしているVプーリーを介して駆動さ
れる。前記磁気クラッチ機体の部分36はダブルローフ
ーベアリング37の外側レース上に支持され、また前記
磁気クラッチ機体の部分38は雌型ロータ12の延長部
12Aにくさびで締められてねじ36Aで固定されてい
る。上記ダブルローラーベアリングの内側レースはスリ
ーブ40上に担持され、また上記スリーフは第1図に図
示されているようにねじ42により様部16に固定され
ている。スリーブ40は0形シール44により端部16
に当てて密封される。ばね座金52によりローフーベア
リング30の内側レースから分離されているシール50
と第1の端部スベーサスリーブ48とから成るスベーサ
シール装置が磁気クラッチ機体の部分38とローラーベ
アリング30との間に位置決めされている。第2の外側
スリーブ54がシール50とスリーブ48との間に位置
決めされ且つこのスリーブもまたシール58を担持して
いる。互いにかみ合うねじロータ10,12に加えられ
る鼠線方向の荷重は高圧例の端部16上に取上げられ且
つ前記ロータを端部16に押し当てる圧力は前記雄型ロ
ーラーと雌型ローラーとのスタブ軸1OBおよび12B
上に迫特されたアキシアルニ−ドルベアリングまたはロ
ーフーベアリング68に対し作用することができるピス
トン67の配設により得られる。
第2図においてピストン67に、したがって前記雄型ロ
ー外こ加えられる押し付け力は高圧導口24から閉口6
9を介して供孫舎される空洞62内の流体圧力により得
られまた前記雌型ロー外こ作用する押し付け力はばね6
4から得られるばね力と高圧導口24から開口71を介
して空洞66に送り込まれる流体圧力との合計力により
得られる。
前記雄型と雌型のロータと関連されたピストン67に加
えられた圧力または押し付け力はベアリング28および
32の内側レースと協同するアキシアルベアリング68
およびスリーブ70と72によりそれぞれのロータに伝
達される。雄型ロータ10を前記高圧側の端部で支持す
る半径方向の荷重担持ローフーベアリング26は該ベア
リングの内側レースに衝接する突起78を取付けられた
円板76により所定位直に保持される。
上記円板は止め論82により所定位直に維持され且つ0
形リングシール84が前記円板を前記高圧側の端部内に
密封する。潤滑の目的で、潤滑油が潤滑油貯槽92と運
通している1つまたはそれ以上のチャンネル96(第1
図)を通して前記作用空間に押し込められる。
チャンネル96は鞠線方向に頃斜されてもよいしあるい
は前記ロー夕の藤線に対し直角に形成されてもよい。あ
る種の圧縮機の応用に関し、運転状態が著しく変化する
出口圧力、速度等のみでなく入口圧力が常時変化し、そ
れにより釣合用ピストンの寸法決めが困難にされる自動
車用空気調和装置内に使用される圧縮機の場合には特に
そうである。上記釣合用ピストンが特定範囲の作動状態
に対して軸線方向の力を適当にオーバーバランスするよ
うに寸法を決められた場合、釣合用ピストンは他の範囲
の状態に対してアンダバランスされ、また第3の状態に
対しては余りにも強くオ−バーバランスされることがあ
る。この問題に対する1つの解答は、釣合力を実際の作
動状態に対して制御するように釣合ピストンの高圧側を
圧縮機内の閉じたシェブロン形状の室と接続する自動弁
、たとえばエキスパソションバルブにより圧縮機の入口
圧力および出口圧力で釣合用ピストンに作用する圧力を
制御させることである。
上記制御弁または自動弁は圧縮機に跨る圧力差の増大に
より該弁が解放して、油分離器と釣合用ピストンとの間
の絞り装置に跨る圧力降下を達成し、それにより釣合力
が実際の作動状態に対応するように作動すべきである。
普通のスラストベアリングがコストの点で余り好ましく
なく且つただ1つのサイズの釣合用ピストンが製造の観
点から好ましいきわめて一定した運転状態を使用したそ
の他の応用に対しても本発明にしたがった圧縮機を使用
することができる。このような場合には、オーバーバラ
ンス力を所要の作動状態に対して調節するため前記自動
弁または制御弁を使用することができる。製造および組
立ての観点からこの構造は簡単で且つ廉価であろう。所
望ならば上記弁を圧縮機ハウジングに組込むことができ
る。たとえば与圧潤滑剤を伝達するための接続管および
入口ハウジング内の空所に膜とばねを使用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第1図は第2図のB−B線に沿った断面図、第2図は第
1図のA一A線に沿った断面図、第3図は第1図のC−
C線に沿った断面図である。 10…・・・雄型ロータ、12・・・・・・雌型ロータ
、14・・…・筒体部分、16,18・・・・・・端部
、20・・・・・・作用空間、22…・・・低圧導口、
24・・・・・・高圧導口、26,28,30,32…
・・・ローフーベアリング、64・・…・バネ、67・
・・・・・釣合用ピストン、68……アキシアルニード
ルまたはローフーベアリング。 矛′鶴 オ212 汁38

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 互いに同一平面をなす軸線を有して互いに交わる孔
    腔を有する筒体部分を含み、上記互いに交わる孔腔が高
    圧端部の端壁を有する上記筒体部分の長手方向に延びた
    作用空間を形成するハウジング構造体で、上記作用空間
    の一端に連通し、上記の互いに交わる孔腔の両軸線を含
    む上記平面の片側に設けられた低圧導口および上記作用
    空間の他端の高圧端部と連通し、上記平面の反対側に設
    けられた高圧導口を有するハウジング構造体と、360
    °以下の有効巻付け角度を有し互いにかみ合うらせん上
    のランド部およびみぞを有してそれぞれの孔腔内に回転
    自在に装架された雄型ロータおよび雌型ロータとから成
    り、上記雄型ロータのランド部が上記雄型ロータのピツ
    チ円の外側にある実質上凸形状に湾曲した側面および介
    在するみぞを有し、また上記雌型ロータのランド部が上
    記雌型ロータのピツチ円の内側にある実質上凹形状に湾
    曲した側面および介在するみぞを有し、上記両ロータの
    ランド部およびみぞが互いにかみ合って、上記ハウジン
    グ構造体の互いに対向した部分とともにシエブロン形状
    の閉鎖室を形成し、上記各の閉鎖室が上記雄型ロータの
    みぞの一部分と、これと連通した雌型ロータみぞの一部
    分とから成り、上記室がそれぞれのベースを上記作用空
    間の高圧端部により画定されまたそれぞれの頂端部を上
    記ロータのランド部相互間の相互かみ合い場所により画
    定されて成り、前記各ロータがアキシアルベアリングを
    介して圧力流体作動の回転しない釣合用ピストンに連結
    され、前記釣合用ピストンが前記アキシアルベアリング
    に対して前記ハウジング構造体の高圧端部へ向かう方向
    に偏倚力をかけている、ねじロータ機において、前記ハ
    ウジング構造体の高圧端部の端壁が少なくとも1つの前
    記ロータのためのスラストベアリング面を形成し、前記
    高圧導口の流体圧力を前記釣合用ピストンへ連通させる
    と共に少なくとも1つの静止ばねが少なくとも1つの前
    記釣合用ピストンに接触してこの釣合用ピストンの働き
    を助け、少なくとも1つのロータが常に前記ハウジング
    構造体の高圧端部の端壁に接触することを特徴とするね
    じロータ機。
JP49077216A 1973-07-05 1974-07-05 ねじロ−タ機 Expired JPS6014194B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB32126/73A GB1480333A (en) 1973-07-05 1973-07-05 Screw rotor machines
GB32126/73 1973-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5070911A JPS5070911A (ja) 1975-06-12
JPS6014194B2 true JPS6014194B2 (ja) 1985-04-11

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ID=10333682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP49077216A Expired JPS6014194B2 (ja) 1973-07-05 1974-07-05 ねじロ−タ機

Country Status (4)

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US (1) US3932073A (ja)
JP (1) JPS6014194B2 (ja)
BE (1) BE817302A (ja)
GB (1) GB1480333A (ja)

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