JPS614889A - 多段式スクリユ−圧縮機 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多段式スクリュー圧縮機に係り、特に２段才
イルフリースクリユー圧縮機等の小形軽量化と増速比増
大に好適な多段式スクリュー圧縮機に関するものである
。

〔発明の背景〕

まず、従来技術の一例を第２図により説明する。

第２図は、従来の２段才イルフリースクリユー圧縮機の
平面断面図である。

第２図において、１は駆動モータ、５Ａは、モータ軸に
嵌着された主駆動歯車に係るプルギヤで、本例の場合、
そのピッチ円径Ｄ３は２４５．２　ｎｙｎのものが用い
られている。６Ａは、前記プルギヤ５Ａと噛合う被動歯
車に係る１段側ピニオンで、１段側雄ロータ８Ａのロー
タ軸に嵌着されており、そのピッチ円径Ｄ　ＩＦは、１
３９．６　＋ｎｍのものが用いられている。したがって
、１段側歯車増速比は、Ｄｍ／　ＤＩＬＰ＝１．７６で
ある。７Ａは、前記プルギヤ５Ａと噛合う被動歯車に係
る２段側ピニオンで、２段側雄ロータＩＯＡのロータ軸
に嵌着されており、そのピッチ円径Ｄ　２ｖは７Ｂ、４
　Ｗｎのものである。したがって、２段側歯車増速比は
Ｄｓ　／　Ｄｚｐ＝３．１３　　となっている。

２Ａは１段側圧縮機の圧縮室、３Ａは２段側圧縮機の圧
縮室、４Ａは、前記のプルギヤ５Ａ、１段側ビニオン６
Ａ、２段側ビニオン７Ａを収納するギヤケーシングで、
ギヤケーシング６Ａの側壁に圧縮室２Ａ、３Ａが接続さ
れている。

１段側圧縮機の圧縮室２Ａ内には、１段側雄ロータ８Ａ
と、これと噛合って従動する１段側雌ロータ９Ａとが配
設されており、本例では、１段側雄ロータ８Ａのロータ
外径Ｄ１．４および１段側雌ロータ９Ａのロータ外径Ｄ
　ｉｒは、いずれも同一外径寸法で１６３．４　ｒｒｔ
ｎとなっている。１２Ａは１段側雄ロータ用タイミング
ギヤ、１３Ａは１段側雌ロータ用タイミングギヤである
。

２段側圧縮機の圧縮室３Ａ内には、２段側雄ロータＩＯ
Ａと、これと噛合って従動する２段側雌ロータＩＩＡと
が配設されており、本例では、２段側雄ロータＩＯＡの
ロータ外径Ｄ　２　Ｎおよび２段側雌ロータ１１Ａのロ
ータ外径Ｄ　ｔ　ｔは、いずれも同一外径寸法で１０２
．２　＋ｎｍとなっている。１４Ａは２鰻側雄ロータ用
タイミングギヤ、１５Ａは２段側雌ロータ用タイミング
ギヤである。

図から明らかなように、１段側、１段側とも、駆動モー
タ１の軸心からみて、雌ロータ９Ａ。

１１Ａは、雄ロータ８Ａ、ＩＯＡの外側に配列された構
成になっている。

ギヤケーシング４Ａの全巾寸法りは１本例の場合、９４
３ｍとなっている。

このような配列の従来の２段才イルフリースクリユー圧
縮機の問題点として次の点があげられる。

１）１段側雄ロータ８Ａ、２段側雄ロータＩＯＡの中心
間隔寸法が小さく、１段側ピニオン６Ａ、２段側ビニオ
ン７Ａの製作可能な最小寸法に制限があるため、歯車増
速比を大きくすることができない。第２図の例では、歯
車増速比は１段側は１．７６．２段側は３．１３が最大
である。

２）このため、同じロータを使用して大容量機への機種
展開を図る場合には、１段側圧縮機の圧縮室２Ａ、２段
側圧縮機の圧縮室３Ａの間隔を広げなければならなくな
るため、ギヤケーシング４Ａの全中寸法りが大きくなり
、原価的に、また据付スペース的に不利となる。

先行技術として、圧縮室の配列を変えた例が、実公昭５
２−３３６１０号公報に開示されている。

当該公報の考案は、１つのケーシング内に隔壁で分割さ
れた２以上の圧縮室を上下に平行に形成し、同各圧縮室
内に各段の雌雄一対のロータを配置し、各段の雌雄ロー
タの内一方のロータを連動可能に設けると共に、他方の
ロータをそれぞれ対応する段の前記連動ロータに従動回
転されるように設けた多段式スクリュー気体圧縮機であ
り、各段圧縮室が上下方向に配列された構成のものであ
る。

この配列のものは、先の第２図の例にくらべ、据付面積
は小さくなるが、各段圧縮室が上、下に配列されるため
構造が複雑で堅牢なものが要求される。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、ギヤケーシングの巾寸法を小さくするこ
とによるギヤケーシングの小形軽量化と据付スペースの
縮小をはかるとともに、歯車増速比の増大への対応性を
向上する多段式スクリュー圧縮機の提供を、その目的と
している６〔発明の概要〕 本発明に係る多段式スクリュー圧縮機の構成は、少なく
とも２段の各圧縮室を駆動モータの軸心の両側に並設し
、その各圧縮室内に各段の＃Ｉ雄一対のロータを配設し
、各段の雄ロータを、モータ軸に嵌着した主駆動歯車と
各雄ロータ軸に嵌着した被動歯車との噛合いを介して連
動可能とし、各段の雌ロータをそれぞれ雄ロータに従動
させるように構成してなる多段式スクリュー圧縮機にお
いて、各段の雌ロータを、上記駆動モータの軸心から見
て、それぞれ各段の雄ロータの内側に配列したものであ
る。

なお付記すると、本発明は、多段式スクリュー圧縮機の
雌ロータの配列構成を見直して開発したものであり、従
来技術と本発明の配列構成の対比を第５図ないし第９図
に示す。

第５図ないし第８図は、従来の２段才イルフリースクリ
ユー圧縮機のロータの配列構成を示す略示側面図、第９
図は、本発明の一実施例に係る２段才イルフリースクリ
ユー圧縮機のロータの配列構成を示す略示側面図である
。

各図では、配列構成の対比をわかりやすくするため、各
図とも共通に同等部分に同一符号を付している。

各回において、１′は駆動モータ、２′は１段側圧縮機
の圧縮室、３′は２段側圧縮機の圧縮室、８′は１段側
雄ロータ、９′は１段側雌ロータ、１０′は２段側雌ロ
ータ、１１′は２段側雌ロータの各位置を示している。

第５図は、前述の第２図で説明した従来例を表わし、駆
動モータ１′の軸心の両側に圧縮室２′。

３′が平行に配列され、雌ロータ９’　、１１’は雄ロ
ータ８’　、１０’の外側に配列されている。

第６図は、φ＋八へなどが採用して市場に提供されてい
る配列構成で、１段側、２段側ともに圧縮室２’　、３
’　を傾けて取付けている。

第７図は、典＃Ｂ社が採用して市場に提供されている配
列構成で、１段側は横位置に配列されているが、２段側
は雌ロータ１１′　を雄ロータ１０′の下に配置した配
列になっている。

第８図は、前述の実公昭５２−３３６１０号公報に開示
された配列構成のもので、モータ１′を中に、１段側が
上、２段側が下に平行に配列されている。

第９図は、本発明の実施例の配列構成を示すもので、駆
動モータ１′の軸心の両側に圧縮室２′。

３′が平行に並設され、雌ロータ９’　、１１’は、駆
動モータ１′の軸心から見て、雄ロータ８′。

１０′の内側に配列されている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例の配列構成と、その効果につい
て第１図、第３図および第４図を参照して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る２段才イルフ
リースクリユー圧縮機の平面断面図である。

本実施例では、構成部品の名称および機構については、
先の第２図の従来例と同様であるが、ロータ仕様などの
設計条件については、従来例と異なっている例を説明す
る。

第１図において、１は駆動モータ、５は、そのモータ軸
に嵌着された主駆動歯車に係るプルギヤで、本例では、
プルギヤ５のピッチ円径Ｄユは４７７ｍｍのものが用い
られている。６は、プルギヤ５と噛合う被動歯車に係る
１段側ビニオンで、１段側ピニオン６は１段側雄ロータ
８のロータ軸に嵌着されており、そのピッチ円径Ｄ　１
ｒは１００■のものが用いられている。したがって、１
段側歯車増速比はＤ＋ｔ／Ｄｘｐ＝４．７７である。７
は、前記プルギヤ５と噛合う被動歯車に係る２段側ビニ
オンで、２段側ビニオン７は２段側雌ロータ１０のロー
タ軸に嵌着されており、そのピッチ円径Ｄ　２　Ｆは９
０ＩＩＩ１１のものである。したがって、２段側歯車増
速比はＤ　ＩＩ／　Ｄ　ｚ　ｐ　＝　５　、３となって
いる。

２は１段側圧縮機の圧縮室、３は２段側圧縮機の圧縮室
、４は、前記のプルギヤ５．１段側ピニオン６．２段側
ビニオン７を収納するギヤケーシングで、ギヤケーシン
グ６の側壁に圧縮室２，３が接続されている。したがっ
て、圧縮室２，３は駆動モータ１の軸心の両側に平行に
並設されている。

１段側圧縮機の圧縮室２内には、１段側雄ロータ８と、
これと噛合って従動する１段側雌ロータ９とが配設され
ており、本例では、１段側雄ロータ８のロータ外径ＤＩ
Ｍは１６０ｍ、１段側雌ロータ９のロータ外径Ｄ　１ｖ
は１５０ｎｎと雌ロータ９の外径寸法が雄ロータ８の外
径寸法より小さくなっている。１２は１段側雄ロータ用
タイミングギヤ、１３は１段側雌ロータ用タイミングギ
ヤである。

２段側圧縮機の圧縮室３内には、２段側雌ロータ１０と
、これと噛合って従動する２段側雌ロータ１１とが配設
されており、本例では、２段側雌ロータ１０のロータ外
径Ｄ　２　ｗは１２５ｍ、２段側雌ロータ１１のロータ
外径Ｄ　２　Ｆは１１７ｍと雌ロータ１１の外径寸法が
雄ロータ１０の外径寸法より小さくなっている。」−４
は２段側ａｒ１−タ用りイミングギャ、１５は２段側雌
ロータ用タイミングギヤである。

図から明らかなように、本実施例では、１段側、２段側
とも、雌ロータ９，１１は、駆動モータ１の軸心から見
て、それぞれ各段の雄ロータ８゜１０の内側に配列され
た構成になっている。

ギヤケーシング４の全巾寸法りは９１７ｍｍである。

このような構成の第１図の実施例では、雄ロータ８，１
０の高速回転化による圧縮機の性能向上および大容量機
への機種展開のために、歯車増速比は従来例にくらべて
大きくなっている。つまりピニオン６のピッチ内径ＤＩ
Ｆ＝　１００　ｒｍ、ピニオン７のピッチ内径Ｄｚｒ＝
９０ｍｎは、歯車を製作するための最小必要寸法であり
、このときの歯車増速比が最大であり、大容量機での使
用条件となる。

本実施例の効果を第３図および第４図を参照してさらに
詳細に説明する。

第３図は、第１図の実施例と同じロータ仕様と歯車増速
比の設計条件のもとで、従来例のような雌ロータの配列
とした２段才イルフリースクリユー圧縮機の平面断面図
であり、図中、第１図と同一符号のものは第１図の実施
例と同一部品であるから、その説明を省略する。

第３図における各ギヤのピッチ円径、ギヤ増速比、１段
側、２段側各雌雄ロータのロータ径は、すべて第１図の
ものと同一条件であるが、雌ロータの１１は、従来例の
ように、駆動モータ１の軸心からみて雄ロータ８，１０
の外側の位置に配列されている。したがって、１段側と
２段側の圧縮機の圧縮室２，３の間隔が必要以上に大き
くなり、ギヤケーシング４Ｂの巾寸法はＬ＝１１３４ｍ
ｍと大きくなっており、据付スペースが大となる。

次に、従来例と本発明の実施例での雄ロータ径と雌ロー
タ径の相異による影響を説明する。

第２図の従来例の場合は、雄ロータ外径と雌ロータ外径
が同一径であるのに対し、第１図の本発明の一実施例で
は、雄ロータ外径にくらべ雌ロータ外径が少し小さいロ
ータ仕様となっている。

このことは、本発明のような雌ロータの配列構成とした
場合に、同一ロータ径の場合にくらべて、１段側と２段
側の圧縮室の間隔をより小さくすることができるため、
本発明の効果を助長することができるのである。

第４図は、第２図の従来例と同じロータ仕様と歯車増速
比の設計条件のもとで、本発明の雌ロータの配列とした
２段才イルフリースクリユー圧縮機の平面断面図であり
、図中、第２図と同一符号のものは第２図の従来例と同
一部品であるから、その説明を省略する。

第４図に示す例では、雌ロータ９Ａ、ＩＩＡを、駆動モ
ータ１の軸心から見て、雄ロータ８Ａ。

１０Ａの内側に配列している。このため、第２図の従来
例に比較して雄ロータ８Ａ、ＩＯＡの軸心間隔が大きく
なっている。したがって、歯車増速比を第２図の従来例
と同じに１段側り＋＋　／ＤＩＦ＝１．７６．２段側り
慕／　Ｄｚｖ　＝　３　、１３とするためには、プルギ
ヤ５Ｃ１１段側ピニオン６Ｃ１２段側ピニオン７Ｃを必
要以上に大きくしなければならない。

すなわち、プルギヤ５Ｃのピッチ円径Ｄ１１は３８９．
３　ｍｍ、１段側ピニオン６Ｃのピッチ円径Ｄ　Ｉ　Ｆ
は２２１．６　ｍｎ、２段側ピニオン７Ｃのピッチ円径
Ｄ　２　Ｆは１２４．３ｍとなっている。

このように各ギヤの大きさが、所望の増速比を得るため
に最小限必要なピッチ円径以上に大きくなりすぎている
ため、原価的に不利となっている。

雄ロータ８Ａと雌ロータ９Ａ、雄ロータＩＯＡと雌ロー
タＩＩＡがそれぞれ同一ロータ径であることが、第１図
の本発明の一実施例の場合とは逆に不利な条件となった
。

ギヤケーシング４Ｃの巾寸法は、圧縮室２Ａ。

３Ａを並設して接続しうる長さで、第２図の従来例と同
じＬ＝９４３ｎｗｎとなっている。

前述のことから、第１図の実施例の効果は次のように考
えられる。

１）同一のロータ仕様、歯車増速比の設計条件のもとで
、第３図に示す従来例のような雌ロータの配列の場合に
くらべ、第１図の実施例では１段側と２段側の各圧縮機
の間隔が小さく、コンパクトに並設されているため、ギ
ヤケーシング４の巾寸法りを、第３図におけるＬ　＝１
１３４＋ｏｎ＋に対し第１図ではＬ＝９１７ｎｗｎと小
さくすることができる。

このため、ギヤケーシングの小形軽量化がなされるため
原価的に有利となる。

２）歯車増速比を大きくすることができる。

第２図の従来例の場合の歯車増速比は１段側１．７６．
２段側３．１３であるのに対し、第１図に示す本発明の
一実施例の歯車増速比は、１段側４．７７．２段側５．
３と大きくなっている。

このため、ロータの回転数アップへの対応が容易であり
、高速化による圧縮機の性能向上を図ることができる。

３）圧縮機の容量アップのためには、歯車増速比を大き
くすることで対応できるため、同じロータを用いる圧縮
機の、高容量機へのシリーズ展開範囲を広くすることが
可能で、原価面および生産性の面で有利となる。

４）圧縮機ユニットとしての据付スペースの縮小が図れ
るため、販売上の有効なセールスポイントとなる。

なお、前記の各実施例では、２段才イルフリースクリユ
ー圧縮機の例で、ロータ仕様、歯車増速比の設計条件な
ど特定の数値を示して説明したが、本発明は、これに限
定されるものではなく、同等の効果が期待できる多段式
スクリュー圧縮機の範囲で汎用的なものであり、かつさ
まざまな数値のロータ仕様、歯車増速比などの設計条件
に対応できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、ギヤケーシングの
巾寸法を小さくすることによるギヤケーシングの小形軽
量化とスペースの縮小をはかるとともに、歯車増速比の
増大への対応性を向上する多段式スクリュー圧縮機を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る２段才イルフリース
クリユー圧縮機の平面断面図、第２図は、従来の２段才
イルフリースクリユー圧縮機の平面断面図、第３図は、
第１図の実施例と同じロータ仕様と歯車増速比の設計条
件のもとで、従来例のような雌ロータの配列とした２段
才イルフリースクリユー圧縮機の平面断面図、第４図は
、第２図の従来例と同じロータ仕様と歯車増速比の股引
条件のもとで、本発明の雌ロータの配列とした２段才イ
ルフリースクリユー圧縮機の断面平面図、第５図ないし
第８図は、従来の２段才イルフリースクリユー圧縮機の
ロータの配列構成を示す略示側面図、第９図は、本発明
の一実施例に係る２段才イルフリースクリユー圧縮機の
ロータの配列構成を示す略示側面図である。 １・・・駆動モータ、２・・・１段側圧縮機の圧縮室、
３・・・２段側圧縮機の圧縮室、４・・・ギヤケーシン
グ、５・・・プルギヤ、６・・・１段側ピニオン、７・
・・２段側ピニオン、８・・・１段側雄ロータ、９・・
・１段側雌ロータ、１０・・・２段側雌ロータ、１１・
・２段側雌ロータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２段の各圧縮室を駆動モータの軸心の両
   側に並設し、その各圧縮室内に各段の雌雄一対のロータ
   を配設し、各段の雄ロータを、モータ軸に嵌着した主駆
   動歯車と各雄ロータ軸に嵌着した被動歯車との噛合いを
   介して連動可能とし、各段の雌ロータをそれぞれ雄ロー
   タに従動させるように構成してなる多段式スクリュー圧
   縮機において、各段の雌ロータを、上記駆動モータの軸
   心から見て、それぞれ各段の雄ロータの内側に配列した
   ことを特徴とする多段式スクリュー圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、各段の
   雌ロータの外径寸法を、それぞれ各段の雄ロータの外径
   寸法より小さいものとしたものである多段式スクリュー
   圧縮機。