JPS627902A - スクリユ−式回転装置 - Google Patents

スクリユ−式回転装置

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JPS627902A
JPS627902A JP14657785A JP14657785A JPS627902A JP S627902 A JPS627902 A JP S627902A JP 14657785 A JP14657785 A JP 14657785A JP 14657785 A JP14657785 A JP 14657785A JP S627902 A JPS627902 A JP S627902A
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balance piston
thrust
pressure
screw
fluid pressure
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JP14657785A
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Keisuke Kasahara
敬介 笠原
Wahei Inoue
和平 井上
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Mayekawa Manufacturing Co
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Mayekawa Manufacturing Co
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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
    • 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
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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

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】 「産業上の利用分野」 本発明は、スクリュー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に所定流体圧を付与して
スラスト力の釣り合いを図ったスクリユー圧縮機やスク
リュー膨張機等のスクリュー式回転装置に関する。
「従来の技術」 従来より、雄ロータと雌ロータとを互いに噛み合わせな
がら回転させる事により気体圧縮を行うスクリュー圧縮
機は既に周知であり、この種の圧縮機においてはロータ
軸方向の両側に吸気口と吐出口が配設されている為に、
該ロータを軸支するスラストベアリング部に(吐出側よ
り吸気側方向の軸方向に)圧縮気体吐出の際に生じる差
圧及び動圧荷重(以下スラスト力という)が付与される
こととなり、而も前記圧縮気体の吐出は連続的ではなく
 「ロータ回転数×雄ロータ歯数」に応じて間欠的に吐
出されるものである為に、前記スラスト力も脈動し、ス
ラストベアリングの振動や騒音が発生し、且つこれらの
振動に起因してスラストベアリングの寿命低下を引き起
こす。
かかる欠点を防止する為に、前記スクリューロータの軸
端部にバランスピストンヲ設け、該バランスピストンに
、スラストベアリングに加わるスラスト力を抑制する方
向に流体圧を付与するように構成した技術が提案Sれて
いる。
「発明が解決しようとする問題点」 この種の技術においては前記バランスピストンへの流体
圧付与を一般にギヤポンプを用いて行っている場合が多
く、而もギヤポンプの回転は一般にスクリューロータの
回転と無関係に行われる為に第2d図に示すように、ス
ラスト力とバランスピストンに加わる圧力の相乗作用に
よってスラストベアリングに加わる荷重が増減し、最悪
の場合は第2c図に示すようにギヤポンプの脈動圧がス
ラストベアリングに付がされるスラスト力の変動幅が増
幅する方向に働き、該スラストベアリングの振動騒音等
が却って増幅される場合がある。(第2c図参照) 尚、第2a〜2d図の(イ)は夫々スラスト力(F)と
バランスピストンに加わる圧力CP)の時系列変化を、
(ロ)はスラストベアリングに加わる荷重(W)の時系
列変化を夫々示す。
又、かかる欠点を解消する為に、前記バランスピストン
とギヤポンプ等の間にクッションタンク等ヲ配し、バラ
ンスピストンに印加される流体圧の一定化を図る技術も
開示されているが、例えこのような構成を取っても第2
b図に示す如くスラストベアリングに加わる荷重(W)
を低減させる事は可能であるが、その脈動及び変動幅を
抑制する事が出来ない為に、尚、振動や騒音が発生する
かかる欠点を解消する為、本出願人は前記バランスピス
トンに流体圧を伺与する流体ポンプに、例えばスクリュ
ー回転機と同一のロータ構成を有するスクリューポンプ
を用い、その回転速度をスクリュー回転機と同一に設定
すると共に、スクリューポンプからバランスピストンま
での配管の流体通過容積(配管長さX口径)によってバ
ランスピストンへの加圧タイミングのズレを防l卜する
為、[配管流体通過容積/−周期当たりのポンプ吐出量
」に対応してスクリューポンプの回転位相をずらして回
転させるように構成し、スラストベアリングに加わる荷
重(W)の低減とその変動幅の抑制を図った技術を同時
出願の特許願で提案した。
しかしながらかかる技術においては各配管毎に流体通過
容積を−々測測定ねばならず、又例え同一定格のポンプ
であっても、各ポンプ毎のポンプ吐出量にはバラツキが
ある為に、該吐出量も測定せねばならず、実用上はなは
だ面倒な 段取り操作を必要とする。
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記スラスト力
自体の変動を抑制し、該変動から生ずる振動や騒音の発
生を防1トすると共に、スラストベアリングの耐久性の
向上を図ったスクリュー式回転装置を提供する事を目的
とする。
本発明の他の目的とする所は、製造上のバラツキ等が生
じる事なく正確■一つ確実に前記スラスト力自体の変動
を抑制し得るスクリュー式回転装置を提供する事を目的
とする。
[問題点を解決しようとする手段」 本発明は、かかる技術的課題を達成する為に、例えば第
1A図、第1B図に示す如く、スクリューロータ1,2
の軸端部に設けたバランスピストン3゜3′と、該バラ
ンスピストン3,3゛に一定流体圧を付与する流体圧源
4と、スクリューロータ1,2のスラス]・方向の振動
を検知し、電気的変化に変換する手段5,5゛と、該電
気的変化を圧力変動に変換し、その圧力変動を前記流体
圧源4とは別個にバランスピストン3,3°に付与する
加圧手段8,6′とを有し、該加圧手段6,6′の加圧
周期がスクリューロータlの回転により発生するスラス
ト力Bの周期的変動と一致するよう構成し、スラストの
振動を相殺するようにしたスクリュー式回転装置を提案
する。
尚、前記流体圧の付与方向は、スクリュー圧縮機の場合
は吸気側から吐出側、スクリュー膨張機の場合は排出側
から噴射側となる。
又、第1B図の場合は、雄、雌ロータ1,2の両者にバ
ランスピストン3,3゛を付設しているが、雄ロータl
に加わるスラスト力に比して、雌ロータ2のそれは約l
θ〜20%と微小である為に、第1A図のように前記バ
ランスピストン3を雄ロータlにのみ付設しても実用−
L問題がない。
「作用」 かかる技術手段によれば、前記バランスピストン3,3
゛に流体圧源4より一定流体圧(PI)をl4してスラ
ストベアリング8に加わる荷重(W)低減を図ると共に
、スクリューロータ1,2のスラスト方向の振動(振幅
)に対応する圧力変動周期(P2)を前記流体圧源4と
は別個にバランスピストン3,3°に付与し、面もその
加圧手段6.6゛の圧力変動周期が電気信号に基づいて
行われる為に、前記振動の変化と同期させてバランスピ
ストン3゜3′に前記圧力変動周期(P2)を付与する
事が極めて容易である。
この結果、流体圧源4よりの一定流体圧(Pi)と振動
振幅量に対応する圧力(P2)とが重畳して且つその加
圧周期がスラスト力Bの周期的変動と一致している為に
、第2a図に示すようにスラストベアリング8に加わる
荷重(W)が一定又は零近くになり、従ってスラストベ
アリング8の耐久性の向上に加えて該ベアリング8から
生ずる振動や騒音の発生を抑える事が出来る。
「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
第1A図は雄ロータ側にのみバランスピストンを付設し
た本発明の実施例に係るスクリュー圧縮機の構成を示す
雄、雌ロータ1,2は図示しないケース内に収納され、
夫々のシャツ) 11,21吐出側他端にスラストベア
リング8.8゛を取り付け、図示しない駆動モータより
の回転を受けて雄ロータ1を回転させ、雌ロータ2を従
動回転させながら所定の圧縮動作を繰り返す。
又、雄ロータlのシャツ)11°吸気側の軸端部にはバ
ランスピストン3が取り付けられており、該バランスピ
ストン3に配管12を介して流体圧源4より導かれた一
定流体圧が加圧されるよう構成する。
流体圧源4は一般的にポンプと該ポンプより吐出された
加圧流体の脈動を吸収するクッションタンクより構成さ
れ、その吐出された流体圧の圧力値を、[流体圧力値X
バランスピストン3」が第2a図に示すようにスラスト
力の6値(変動荷重値の最低値)と同程度になるよう設
定している。
5は圧電素子で、スクリューロータ1.2のスラスト方
向の振動を検知し、その振幅量を電気的変化に変換し、
増幅器7で増幅した後アクチュエータ出力装置6に入力
する。
アクチュエータ出力装置6では前記電気的変化を圧力変
動に変換し、その圧力変動を前記流体圧源4とは別個に
連通管13を介してバランスピストン3に付与する。
この際、アクチュエータ出力装置6より出力された圧力
変動がバランスピストン3側に加圧されず、流体圧源4
偏に逃げるのを防ぐ為に、連通管13と配管12との接
続部の上流側にオリフィス又はノズル等の絞り機構lO
を介在させる。
尚、前記絞り機構10を付設しても流体源側の加圧流体
は一定圧である為に問題となる事がなく、而も該絞り機
構14によって流体圧源4側の圧力変動を抑える車が出
来、好ましい。
尚、9は前記増幅器7と7クチユエータ出力 装置6を
動作させる為の直流電源である。
第18図は前記バランスピストンを雄ロータ側と雌ロー
タ側の両者に付設したスクリュー圧縮機の構成を示す他
の実施例で、前記実施例との差異を中心に説明する。
雌ロータ2は前述したように雄ロータlに従動して回転
するものであり、仕つその断面積も雄ロータ1に比して
小さいものである為に、該雌ロータ2に加わるスラスト
ベアリング8のスラスト力は、雄ロータlのそれに比し
てlO〜20%程度である。
この結果、例え−の流体圧@4より配管12及び分岐管
12゛ を介して対応するバランスピストン3゜3゛に
一定圧力が付与されても該ピストン3.3′の軸端面に
対応して各ロータ1.2のスラスト力に比例した荷重が
付与される事となる。
又前記配管12及び分岐管12°には夫々絞り機構1O
1lO°が介装され、その下流側に各7クチユエータ出
力装置6.6°の出口側と連通ずる連通管13.13′
が夫々接続されている。
又前記各7クチユエータ出力装置6.6′の入力側には
増幅器7,7°を介して夫々対応する各ロータl。
2の振動を検知する圧電素子5.5°が接続されており
、該圧電素子5.5゛により検知したロータ1,2のス
ラスト方向の振動を電気的変化に変換した後、該電気的
変化に対応する圧力変動を前記流体圧源4とは別個にバ
ランスピストン3,3°に付与する事が出来る。
而も前記圧電素子5,5°夫々別個に、雄、雌各ロータ
1,2毎の振動を検知するものである為に、アクチュエ
ータ出力装置6.6′より出力される圧力変動の加圧周
期が乱れる事はない。
従ってかかる実施例によれば、夫々のロータ毎のスラス
ト力の変動(ロータの振動)に対応した加圧力(Pl十
P2)が前記バランスピストン3,3°に加圧される為
に、前記実施例に比して一層の振動及び騒音の低減につ
ながる。
「発明の効果」 以」二記載した如く本発明によれば、該加圧手段の加圧
周期がスクリューロータの回転により発生するスラスト
力の周期的変動と一致するよう構成した為、該変動から
生ずる振動や騒音の発生を防止すると共に、スラストベ
アリングの耐久性の向上を図る事が出来る。
又、本発明によれば、前記加圧手段の圧力変動が電気信
号に基づいて行われ、脈動ポンプのように機械的手段で
圧力変動を生じさせるものでない為に、各機器毎でパラ
ツク事なく正確且つ確実に前記スラスト力の変動を仰制
し得る。
等の種々の著効を有する。
【図面の簡単な説明】
第1A乃至18図はいずれも本発明の実施例に係るスク
リュー圧縮機の概略図を示す。第2a乃至20図は従来
例との比較において本発明の作用を比較する作用図で、
第2a図は本発明の作用を、又洸 第2b図及び第2会図は従来技術の作用を夫々説明し、
図中(イ)はスラスト力とバランスピストンの圧力状態
を示す時系列分布、(ロ)は両者の組み合わされた荷重
状態を示す時系列分布を示す。 第2q図 第2b図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スクリューロータの軸端部に設けたバランスピストンと
    、該バランスピストンに一定流体圧を付与する流体圧源
    と、スクリューロータのスラスト方向の振動を検知し、
    電気的変化に変換する手段と、該電気的変化を圧力変動
    に変換し、その圧力変動を前記流体圧源とは別個にバラ
    ンスピストンに付与する加圧手段とを有し、該加圧手段
    の加圧周期がスクリューロータの回転により発生するス
    ラスト力の周期的変動と一致するよう構成し、スラスト
    の振動を相殺させるようにした事を特徴とするスクリュ
    ー式回転装置
JP14657785A 1985-07-05 1985-07-05 Sukuryuushikikaitensochi Expired - Lifetime JPH0228681B2 (ja)

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JP14657785A JPH0228681B2 (ja) 1985-07-05 1985-07-05 Sukuryuushikikaitensochi

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14657785A JPH0228681B2 (ja) 1985-07-05 1985-07-05 Sukuryuushikikaitensochi

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JPS627902A true JPS627902A (ja) 1987-01-14
JPH0228681B2 JPH0228681B2 (ja) 1990-06-26

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ID=15410839

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JP14657785A Expired - Lifetime JPH0228681B2 (ja) 1985-07-05 1985-07-05 Sukuryuushikikaitensochi

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JP (1) JPH0228681B2 (ja)

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Publication number Publication date
JPH0228681B2 (ja) 1990-06-26

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