JPWO2014112088A1 - Fluid machinery - Google Patents
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Abstract
流体機械は、ケーシング3内に気体を導入するための屈曲した吸入通路を備え、導入した前記気体を圧縮或いは膨張させるためのロータを前記ケーシング内に形成されたロータ室4に収容している。また、前記吸入通路を複数の通路7a,7b,8a,8bに分割する分割壁14が設けられている。好ましくは、前記ロータは、互いに噛み合う雄ロータ2Aと雌ロータ2Bから構成されたスクリューロータ2であり、前記分割壁は、雄ロータと雌ロータの回転軸中心を結ぶ線(X軸)に対して垂直となる方向(Y軸)に沿って設けられている。
これにより大型化することなく、吸入通路の圧力損失を低減できる流体機械を得ることができる。The fluid machine includes a bent suction passage for introducing gas into the casing 3, and houses a rotor for compressing or expanding the introduced gas in a rotor chamber 4 formed in the casing. A dividing wall 14 is provided for dividing the suction passage into a plurality of passages 7a, 7b, 8a, 8b. Preferably, the rotor is a screw rotor 2 composed of a male rotor 2A and a female rotor 2B meshing with each other, and the dividing wall is relative to a line (X axis) connecting the rotation axis centers of the male rotor and the female rotor. It is provided along a vertical direction (Y-axis).
As a result, a fluid machine that can reduce pressure loss in the suction passage can be obtained without increasing the size.
Description
本発明は流体機械に関し、特に屈曲した吸入通路を持つスクリュー圧縮機などに好適なものである。 The present invention relates to a fluid machine, and is particularly suitable for a screw compressor having a bent suction passage.
対象気体を吸い込んで圧縮する従来の流体機械としては、スクリュー圧縮機やスクロール圧縮機、或いはルーツブロワなどがある。そして、これらの流体機械、例えばロータ室にスクリューロータを収容するスクリュー圧縮機などでは、圧縮される対象気体(被圧縮気体)を前記ロータ室内に吸入するための吸入通路が設けられている。
このような従来の流体機械においては、被圧縮気体の吸込み効率を向上させて吸込流量を増加させることで、スクリュー圧縮機の性能向上を図るようにしている。As a conventional fluid machine that sucks and compresses a target gas, there are a screw compressor, a scroll compressor, a roots blower, and the like. In these fluid machines, for example, a screw compressor that houses a screw rotor in a rotor chamber, a suction passage for sucking a target gas (compressed gas) to be compressed into the rotor chamber is provided.
In such a conventional fluid machine, the performance of the screw compressor is improved by improving the suction efficiency of the compressed gas and increasing the suction flow rate.
例えば、この種従来技術としては、特開2011−7048号公報(特許文献1)に記載されたものなどがある。この特許文献1のものは、スクリュー圧縮機において、互いに噛み合った雄ロータ及び雌ロータを収容するボア部と、前記雄ロータの雄歯溝と前記雌ロータの雌歯溝との噛み合い部に形成された複数個の作動室と、前記ボア部の被圧縮気体を吸入する側に設けられたアキシャル吸入ポートとを備え、このアキシャル吸入ポートは、前記作動室の容積が略最大となる回転角度において、外部と前記雌歯溝との連通、外部と前記雄歯溝との連通の順番に連通を止める形状としたものである。このように構成することにより、前記作動室内に一度吸入された気体が、再び吸入側に逆流して吸込み効率が低下するのを防ぐようにしている。
For example, as this kind of conventional technology, there is one described in JP 2011-7048 A (Patent Document 1). The one disclosed in
上記特許文献1のものでは、前記作動室内に一度吸入されたガスが、再び吸入側に逆流して吸込み効率が減少するのを防ぐことはできるものの、被圧縮気体を前記作動室(ロータ室)に吸入するための前記吸入通路において生じる圧力損失により吸込み流量が低下することに対しては、何らの配慮も為されていない。
In the above-mentioned
また、流体機械は、更なる性能向上、例えば高効率化、軽量化、小型化が求められており、このため流体機械本体側についても、吸込み流量の増加が図られている。しかし、流体機械本体側の性能向上により該流体機械本体側の吸込み流量が増加しても、前記吸入通路の大きさ(通路断面積)が従来のままだと、前記流体機械本体側の性能向上により増加した分の流量に対して前記吸入通路が相対的に小さくなってしまう。このため、前記吸入通路の圧力損失が増加して効率が低下するから、前記吸入通路を拡大して圧力損失増加を抑制する必要がある。従って、前記吸入通路の拡大により、流体機械全体のサイズも大型化する課題がある。 Further, the fluid machine is required to have further performance improvement, for example, higher efficiency, lighter weight, and smaller size. For this reason, the suction flow rate is also increased on the fluid machine main body side. However, even if the suction flow rate on the fluid machine main body side increases due to the performance improvement on the fluid machine main body side, if the size of the suction passage (passage cross-sectional area) remains unchanged, the performance improvement on the fluid machine main body side will be achieved. As a result, the suction passage becomes relatively small with respect to the increased flow rate. For this reason, since the pressure loss of the suction passage increases and the efficiency decreases, it is necessary to enlarge the suction passage to suppress the increase in pressure loss. Therefore, there is a problem that the size of the entire fluid machine is increased due to the expansion of the suction passage.
本発明の目的は、大型化することなく、吸入通路の圧力損失を低減できる流体機械を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain a fluid machine that can reduce the pressure loss of the suction passage without increasing the size.
上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に気体を導入するための屈曲した吸入通路を備え、導入した前記気体を圧縮或いは膨張させるためのロータを前記ケーシング内に形成されたロータ室に収容している流体機械であって、前記吸入通路を複数の通路に分割する分割壁を備えていることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a rotor chamber formed in the casing having a bent suction passage for introducing gas into the casing and compressing or expanding the introduced gas. The fluid machine is provided with a dividing wall that divides the suction passage into a plurality of passages.
本発明の他の特徴は、ケーシング内に気体を導入するための屈曲した吸入通路を備え、導入した前記気体を圧縮させるためのスクリューロータを前記ケーシング内に形成されたロータ室に収容している流体機械であって、前記吸入通路を複数の通路に分割する分割壁を備えていることにある。 Another feature of the present invention includes a bent suction passage for introducing gas into the casing, and a screw rotor for compressing the introduced gas is accommodated in a rotor chamber formed in the casing. The fluid machine is provided with a dividing wall that divides the suction passage into a plurality of passages.
本発明によれば、大型化することなく、吸入通路の圧力損失を低減できる流体機械を得ることができる効果がある。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to obtain a fluid machine that can reduce the pressure loss of the suction passage without increasing the size.
以下、本発明の流体機械の具体的実施例を、図面に基づいて説明する。なお、各図において同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。 Hereinafter, specific embodiments of the fluid machine of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the part which attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the part which is the same or it corresponds.
本発明の流体機械の実施例1を図1〜図3を用いて説明する。図1は本発明の流体機械の実施例1を示す縦断面図で、図2のI−I線矢視方向から見た図、図2は図1のII−II線矢視断面図、図3は図1のIII−III線矢視図である。
また、本実施例1は、流体機械としての無給油式スクリュー圧縮機に本発明を適用した例を示すものである。A fluid machine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a fluid machine according to a first embodiment of the present invention, viewed from the direction of arrows I-I in FIG. 2, and FIG. 2 is a sectional view taken along lines II-II in FIG. 3 is a view taken along the line III-III in FIG.
The first embodiment shows an example in which the present invention is applied to an oil-free screw compressor as a fluid machine.
これら図1〜図3に示す無給油式スクリュー圧縮機は、気体(本実施例では空気)を吸入して圧縮し、吐出するように構成されているものである。
これらの図において、1は無給油式スクリュー圧縮機の圧縮機本体、2は雄ロータ2Aと雌ロータ2Bから構成されているスクリューロータで、このスクリューロータ2は、ケーシング3のロータ室4に収容されている。前記スクリューロータ2を構成している前記雄ロータ2Aと雌ロータ2Bは、それらの回転軸が平行で、各回転軸には螺旋状の歯がそれぞれ備えられており、互いに噛み合いながら回転するように構成されている。そして、前記雄ロータ2A及び雌ロータ2Bの歯部と前記ロータ室4との間には複数の作動室が形成されている。The oil-free screw compressors shown in FIGS. 1 to 3 are configured to suck, compress, and discharge gas (air in this embodiment).
In these drawings, 1 is a compressor main body of an oil-free screw compressor, 2 is a screw rotor composed of a
前記スクリューロータ2は、図1に示すように、玉軸受15及びころ軸受16で支持されている。これらの軸受15,16には潤滑のために潤滑油が注入されるが、無給油式のスクリュー圧縮機であるため、前記軸受15,16に注入された潤滑油が前記圧縮機本体1のロータ室4内に浸入するのを防ぐため、前記ケーシング3の内面には、前記玉軸受15とスクリューロータ2の歯部との間に軸封装置17が、また前記ころ軸受16とスクリューロータ2の歯部との間には軸封装置18がそれぞれ設けられている。従って、前記圧縮機本体1のロータ室4内には、圧縮される対象気体のみが流入されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、無給油式スクリュー圧縮機では、前記雄ロータ2Aと前記雌ロータ2Bが接触せずに、互いに微小な隙間を形成して回転できるように、前記雄ロータ2Aと前記雌ロータ2Bの一端側には互いの回転を同期させるためのタイミングギヤ5が設けられている。このタイミングギヤ5によって、前記雄ロータ2Aと前記雌ロータ2Bとは回転時に接触して焼き付いてしまうことを防ぐことができる。前記雄ロータ2Aの前記タイミングギヤ5を取付けている端部とは反対側の端部には、ピニオンギヤ6が取り付けられており、モータ(図示せず)によって駆動されるブルギヤ(図示せず)と噛み合うように構成されている。
Further, in the oil-free screw compressor, the
前記ケーシング3には、該ケーシング3内に気体を導入するための屈曲した吸入通路、即ち本実施例では、前記スクリューロータ2の外径方向から該スクリューロータ2の吸入側へと延伸する吸入通路が形成されている。この吸入通路は、径方向の第1の吸入通路7と、前記第1の吸入通路7から連続して形成され前記スクリューロータ2の回転軸に平行な軸方向の第2の吸入通路8とで構成されている。前記第1の吸入通路7は導入した気体を屈曲させて前記第2の吸入通路8に導くように形成されている。
The
一方、前記ケーシング3の吸込側を塞ぐようにSケーシング12が設けられており、このSケーシング12には、前記第2の吸入通路8を流れてきた気体が通過するSケーシング側空間(第3の吸入通路)9が形成されている。また、このSケーシング側空間9を形成しているSケーシング12の輪郭と前記ケーシング3の吸込側端面の輪郭とにより、前記Sケーシング側空間9に流入した気体を、前記ロータ室4内に収容されているスクリューロータ2の吸入側端面2Cへ、軸方向から吸入させるためのアキシャル吸入ポート(吸入ポート)10が形成されている。
On the other hand, an
また、前記Sケーシング12は前記ケーシング3にボルト20などにより結合され、更に、前記Sケーシング12と前記ケーシング3の吸込側端面の間をシールするために、Oリング溝19が前記ケーシング3の吸込側端面に形成され、このOリング溝19にOリングが収容されている。
The
前記ケーシング3には、前記第2の吸入通路8の出口側端部と連通して前記第2吸入通路8からの気体を径方向から前記ロータ室4内に吸入させるためのラジアル吸入ポート(吸入ポート)13も形成されている。更に、前記ケーシング3には、前記スクリューロータ2の回転により圧縮された気体を、前記ロータ室4から流出させるために、スクリューロータ2の吐出側端面2Dに開口する吐出通路11も備えられている。
The
前記吸入通路には、図2、図3に示すように、前記第1の吸入通路7の部分及び前記第2の吸入通路8の部分を複数の通路に分割するように径方向の分割壁14が設けられている。従って、この分割壁14により、前記第1の吸入通路7は2つの吸入通路7a,7bに分割され、前記第2の吸入通路8は2つの吸入通路8a,8bに分割されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the suction passage includes a
本実施例においては、前記ラジアル吸入ポート13が設けられているため、前記分割壁14は、前記第1の吸入通路7の部分から、前記第2の吸入通路8の前記ラジアル吸入ポート13のラジアル開口位置13Aまで形成されている。
In the present embodiment, since the
ここで、前記スクリューロータ2の吸入側端面2Cに平行な平面上で、前記雄ロータ2A及び雌ロータ2Bの回転軸中心を結ぶ線をX軸、同様に前記スクリューロータ2の吸入側端面2Cに平行な平面上で、前記X軸に対して垂直で、前記雄ロータ2Aの回転軸中心を通る線をY軸とする(図3参照)。このように、X軸及びY軸を定義すると、前記分割壁14は、前記Y軸方向に沿って(雄ロータ2Aと雌ロータ2Bの回転軸中心を結ぶ線に対して直角となる方向に沿って)前記第1吸入通路7及び第2吸入通路8を分割するように設けられている。
Here, on the plane parallel to the suction side end face 2C of the
このように、前記分割壁14により、前記第1の吸入通路7および第2の吸入通路8を、複数に分割するように設けることで、吸込み流量を増加できる効果が得られる。即ち、吸入通路を流れる気体は、流速が速く、しかも前記第1吸入通路から第2吸入通路へ流れる際に流れる方向が約90度方向転換されるため、気体の流れは流速の速いところや遅いところが生じる。特に、吸入通路の前記90度曲げ部付近から下流に向う部分で流れのはく離が生じる。このため、分割壁を持たない従来のものでは、前述したはく離によって主流の有効な流路断面積が小さくなり、流路の圧力損失が増大する。この理由のために、吸込み流量が減少することがわかった。
As described above, by providing the
これに対し、本実施例では、前記分割壁14を設けて、吸入通路を複数に分割することで、はく離した領域が縮小する。この結果、主流の有効な流路断面積を増大できるから、吸入通路を拡大することなく、即ち流体機械を大型化することなく、圧力損失を低減できる。従って、大型化することなく、吸込み流量を増加できる効果が得られる。
また、本実施例によれば、大型化することなく、吸入通路の圧力損失を低減できるから、吸込み流量が従来と同等で良い場合には効率をより向上できる効果が得られる。On the other hand, in the present embodiment, by providing the dividing
In addition, according to the present embodiment, the pressure loss in the suction passage can be reduced without increasing the size, so that the efficiency can be further improved when the suction flow rate is equal to the conventional one.
なお、本実施例では、前記吸入通路が約90度方向転換される場合について説明したが、吸込み流路が屈曲しているものであれば、ほぼ同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、前記第1吸入通路7及び第2吸入通路8の両方を分割壁14で分割する例を説明したが、その何れか一方、例えば前記第2吸入通路8のみを分割するようにしても良い。前記第2吸入通路のみに分割壁14を設けた場合でも流れのはく離した領域を小さくできる効果は同様に得られると共に、第1吸入通路7には分割壁を設けないので、通路摩擦損失をより低減できる効果も得られ、構造もより簡単になる。In this embodiment, the case where the suction passage is turned about 90 degrees has been described. However, if the suction flow path is bent, substantially the same effect can be obtained.
Further, in the present embodiment, the example in which both the
本発明の流体機械の実施例2を図4により説明する。図4は本発明の流体機械の実施例2を示す縦断面図で、上述した図1に相当する図である。この図4において、上記図1〜図3と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、上記実施例1と同様の部分については説明を省略する。
A fluid machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional
上記実施例1では、前記第1吸入通路7及び前記第2吸入通路8に、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線(X軸)に直角な方向に沿った分割壁14を設けることにより、前記各吸入通路7,8をそれぞれ2つの通路に分割している例を説明した。これに対し、本実施例2では、図4に示すように、前記第2の吸入通路8にのみ分割壁21を設け、しかもこの分割壁21は、図3に示したX軸、即ち前記雄ロータ2Aと雌ロータ2Bの回転軸中心を結ぶ線と平行となる方向(雄雌ロータ軸中心を結ぶ方向)に沿って設けられている。従って、本実施例2は、前記第2吸入通路8が径方向に2分割されているものである。
In the first embodiment, by providing the
このように、分割壁21により、第2吸入通路8を径方向に2分割するようにしても上記実施例1と同様の効果を得ることができる。また、本実施例2によれば、上記実施例1のものより更に圧力損失を低減して吸込み流量の増大を図ることができる。
Thus, even if the
即ち、吸入気体が第1吸入通路7から第2吸入通路8へ流れる際に約90度方向転換され、この90度曲げ部付近から下流に向って流れのはく離が生じる。本実施例2では、分割壁21を設けることにより、外径側の通路8A及び内径側の通路8Bとに生じる流れのはく離領域が共に、本実施例1で生じるはく離領域よりも縮小する効果があり、主流の有効な流路断面積の拡大によって圧力損失を低減できる。従って、本実施例2によれば、実施例1の場合より更に圧力損失を低減して吸込み流量の増大を図ることができる。
That is, when the suction gas flows from the
なお、本実施例2では、前記分割壁21を前記第2吸入通路8に設けた例を説明したが、前記分割壁21を前記第1吸入通路7の部分にまで延長して設けるようにしても良い。この場合、前記分割壁21を、前記90度曲げ部付近から第1吸入通路7の入口側に向って流路中心を通るように設置すると良い。
In the second embodiment, the example in which the
本発明の流体機械の実施例3を図5により説明する。図5は本発明の流体機械の実施例3を示す図で、図3に相当する図である。この図5において、上記図1〜図3と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、上記実施例1と同様の部分については説明を省略する。
上記実施例1では、前記第1吸入通路7及び前記第2吸入通路8に、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線(X軸)に直角な方向に沿った(即ちY軸に沿った)分割壁14を設けることにより、前記各吸入通路7,8をそれぞれ2つの通路に分割している例を説明した。これに対し、本実施例3では、図5に示すように、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線(X軸)に直角な方向に沿った前記分割壁14を2個、即ち分割壁14a,14bを、前記第1吸入通路7から第2吸入通路8まで連続するように設けたものである。これにより、前記第1の吸入通路7は3つの吸入通路7a,7b,7cに分割され、前記第2の吸入通路8は3つの吸入通路8a,8b,8cに分割されているものである。
In the first embodiment, the dividing wall along the direction perpendicular to the line (X axis) connecting the male and female rotor shaft centers to the
このように、前記分割壁14を複数設ける場合、複数設けられた各分割壁14(14a,14b)の強度を確保した上で、流路面積(流路断面積)ができるだけ小さくならないように、各分割壁の厚さをできるだけ薄くすることが望ましい。
As described above, when a plurality of the
本実施例3によれば、上記実施例1と同様の効果が得られる上に、前記第1吸入通路7及び前記第2吸入通路8をそれぞれ3分割していることで、各通路におけるはく離領域を上記実施例1の場合より更に小さくすることができる。従って、主流の有効な流路断面積をより増大できるから、吸入通路全体を拡大することなく、圧力損失をより低減することができる。これにより、大型化することなく、吸込み流量を上記実施例1の場合よりも更に増加できる効果が得られる。或いは、吸込み流量が従来と同等で良い場合には効率をより向上できる効果が得られる。
なお、本実施例3においてはラジアル吸入ポート13を備えていない例を示しているが、ラジアル吸入ポート13を備えるようにしても良い。また、前記第2吸入通路8のみに前記2個の分割壁14a,14bを設けるようにしても良い。According to the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the
In the third embodiment, an example in which the
本発明の流体機械の実施例4を図6により説明する。図6は本発明の流体機械の実施例4を示す図で、図3に相当する図である。この図6において、上記図1〜図3、或いは図5と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、上記実施例1や実施例3と同様の部分については説明を省略する。 A fluid machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a fourth embodiment of the fluid machine of the present invention and corresponds to FIG. In FIG. 6, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 or 5 are the same or corresponding parts, and the description of the same parts as those in the first and third embodiments is omitted. To do.
上記実施例1では、前記第1吸入通路7及び前記第2吸入通路8に、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線に直角な方向に沿った分割壁14を1個設けた例、上記実施例3では同じく分割壁14を2個設けた例を説明した。これに対し、本実施例4では、図6に示すように、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線(X軸)に直角な方向に沿った前記分割壁14を3個、即ち分割壁14a,14b,14cを、前記第1吸入通路7から第2吸入通路8まで連続するように設けたものである。これにより、前記第1の吸入通路7は4つの吸入通路7a,7b,7c,7dに分割され、前記第2の吸入通路8は4つの吸入通路8a,8b,8c,8dに分割されているものである。
In the first embodiment, the
本実施例4によれば、上記実施例1や実施例3と同様の効果が得られる上に、前記第1吸入通路7及び前記第2吸入通路8をそれぞれ4分割しているから、各通路における流れのはく離領域を上記実施例1や3の場合より更に小さくすることができ、有効な通路断面積を更に増大できるから、吸入通路全体を拡大することなく、圧力損失を更に低減できる。従って、大型化することなく、吸込み流量を上記実施例1や3の場合よりも更に増加できる効果が得られる。或いは、吸込み流量が従来と同等で良い場合には効率を更に向上できる効果が得られる。
なお、本実施例4においてもラジアル吸入ポート13を備えていない例を示しているが、ラジアル吸入ポート13を備えるようにしても良い。また、前記第2吸入通路8のみに前記3個の分割壁14a,14b,14cを設けるようにしても良い。According to the fourth embodiment, the same effects as those of the first and third embodiments can be obtained, and the
In the fourth embodiment, an example in which the
本発明の流体機械の実施例5を図7により説明する。図7は本発明の流体機械の実施例5を示す図で、図3に相当する図である。この図7において、上記図1〜図6と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、上記実施例1〜4と同様の部分については説明を省略する。
上記実施例1では、第1吸入通路7及び第2吸入通路8に、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線に直角な方向に沿った分割壁14を1個設けた例、上記実施例3では同じく分割壁14を2個設けた例、上記実施例4では同じく分割壁14を3個設けた例を説明した。また、上記実施例2では、第2の吸入通路8にのみ、雄雌ロータ軸中心を結ぶ方向に沿って分割壁21を設け、前記第2吸入通路8が径方向に2分割されている例を説明した。
In the first embodiment, the
これに対し、本実施例5では、図7に示すように、雄雌ロータ軸中心を結ぶ線(X軸)に直角な方向(Y軸)に沿った前記分割壁14を3個、即ち分割壁14a,14b,14cを、前記第2吸入通路8に設け、更にこの第2吸入通路8には、前記雄ロータ2Aと雌ロータ2Bの回転軸中心を結ぶ線(X軸)と平行となる方向(雄雌ロータ軸中心を結ぶ線と平行となる方向)に沿って分割壁21も設けられているものである。
On the other hand, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, three of the dividing
従って、本実施例5では、前記第2吸入通路8が、X軸方向(雄雌ロータ軸中心を結ぶ方向)に4分割され、Y軸方向(径方向)にも2分割されているものである。これにより、前記第2の吸入通路8は、格子状に8つの吸入通路8a〜8hに分割されているものである。
Therefore, in the fifth embodiment, the
本実施例5は上記のように構成されているので、図4に示した上記実施例2の効果と、図6に示した上記実施例4の効果を併せた効果を奏することができる。特に、本実施例では、前記第2の吸入通路8を8つの通路に分割しているので、吸入通路面積が大きくなる大容量の流体機械に適用して大きな効果が得られる。
Since the fifth embodiment is configured as described above, the effect of the second embodiment shown in FIG. 4 and the effect of the fourth embodiment shown in FIG. 6 can be obtained. In particular, in the present embodiment, since the
なお、図7に示すような格子状の吸入通路にする場合には、前記分割壁14(14a,14b,14c)と前記分割壁21を一体化して製作した別部品として、流体機械の吸入通路に設置すると良い。
In the case of using a lattice-shaped suction passage as shown in FIG. 7, the suction passage of a fluid machine is a separate part manufactured by integrating the partition wall 14 (14a, 14b, 14c) and the
また、本実施例5では前記第2の吸入通路8にのみ前記分割壁14,21を設けるようにしているが、これら分割壁14,21の少なくとも何れかを、前記第1の吸入通路7にも設けるようにしても良い。更に、本実施例5ではラジアル吸入ポート13を備えていない例を示しているが、ラジアル吸入ポート13を備えるようにすることもできる。
In the fifth embodiment, the dividing
次に、表1により、流体機械における吸込み空気量の増加比を種々のモデルで比較した例を説明する。この表1は、分割壁を備えていない従来の流体機械をモデル1とし、前記Y軸に沿う方向の分割壁14を1個設けたもの(図1〜図3に示す実施例1に相当するもの)をモデル2、Y軸に沿う方向の分割壁14を2個設けたもの(図5に示す実施例3に相当するもの)をモデル3、Y軸に沿う方向の分割壁14を3個設けたもの(図6に示す実施例4に相当するもの)をモデル4、X軸に沿う方向の分割壁21を1個設けたもの(図4に示す実施例2に相当するもの)をモデル5として、それぞれのモデルでの吸込み空気量をコンピュータによってそれぞれ数値解析して得られた結果を示すものである。
Next, an example in which the increase ratio of the intake air amount in the fluid machine is compared with various models will be described with reference to Table 1. Table 1 shows a conventional fluid machine that does not have a dividing wall as a
なお、表1のモデル2〜5においては、図1に示すIII−III線の位置(図3)における前記第2の吸入通路8の断面積が等しくなるように前記分割壁14,21の厚さを調整して数値解析した。モデル1は分割壁が無い従来の流体機械であるため、本実施例に対応するモデル2〜5よりも前記分割壁14の断面積分だけ前記第2の吸入通路8の断面積が大きい。
In the
また、表1の備考欄に記載したように、モデル2〜4においては、前記分割壁14は、前記第1吸入通路7の入口部分から設けられ、該分割壁14の終端は図1に示すIII−III線の位置まで形成されている。モデル5の前記分割壁21は、前記第2吸入通路8の入口部分から設けられ、該分割壁21の終端は図1に示すIII−III線の位置まで形成されている。なお、表1に示す全てのモデルにおいて、前記ラジアル吸入ポート13については設けられていないもので数値解析を実施した。
Further, as described in the remarks column of Table 1, in the
表1によれば、モデル2〜4に示すように、前記Y軸に沿った前記分割壁14の数が多いほど、吸込み空気量が増加していることが分かる。また、X軸に沿った前記分割壁21が1個(モデル5)と、Y軸に沿った前記分割壁14が1個(モデル2)の場合とを比較すると、X軸に沿った前記分割壁21を設けた方が、Y軸に沿った前記分割壁14を設けた場合よりも吸込み空気量が大きくなっている。
According to Table 1, as shown in
表1に記載されているモデル1〜5の数値解析による各計算結果に関して、図1のIII−III線の位置における前記第2吸入通路8の流速分布を調べたところ、分割壁14,21を備えているものでは備えていないものに比べ、負の流れ、即ち第2吸入通路8の出口側から入口側へ逆流する流れの領域が少なくなっていることがわかった。また、前記分割壁14の数が多いほど、整流効果が大きくなり、負の流れの領域(流れのはく離した領域)は少なくなることがわかった。前記第2の吸入通路8で、前記負の流れの領域が少ないほど、ロータ室4に吸込まれる気体の流れを阻害しないので、吸込効率が向上し、吸込み流量を増大できる。
Regarding the calculation results by numerical analysis of the
なお、表1は、前記分割壁14がY軸に沿う形状、分割壁21はX軸に沿う形状のモデルで説明したが、これらの分割壁14,21を組合せたもの、即ち図7に示すように、第2吸入通路8内の流れに対して格子状の分割壁としても同様に吸込み流量の増加の効果が得られ、前述した実施例1、3〜5と、実施例2を組合せた効果を得ることができる。
Table 1 has been described with a model in which the
また、表1で説明した数値解析では、分割壁14の数、或いは分割壁21による吸込み空気量の変化を計算するために、前記ラジアル吸入ポート13については具備していないモデルで計算した例を示したが、ラジアル吸入ポートを具備するものでも、同様に、吸込み空気量を増加できる効果が得られるものである。
Further, in the numerical analysis described in Table 1, in order to calculate the number of dividing
以上述べたように、本発明の流体機械の各実施例によれば、屈曲した吸入通路に、該吸入通路を複数の通路に分割する分割壁を備えているので、吸入通路における流れのはく離領域を縮小し、淀みや逆流の発生を抑制することができ、主流の有効な流路断面積を増大できる。従って、流体機械を大型化することなく、吸入通路の圧力損失を低減でき、吸込み流量を増加したり、或いは効率をより向上できる流体機械を得ることができる。 As described above, according to the embodiments of the fluid machine of the present invention, the bent suction passage is provided with the dividing wall that divides the suction passage into a plurality of passages. Can be reduced, the occurrence of stagnation and backflow can be suppressed, and the effective channel cross-sectional area of the mainstream can be increased. Therefore, it is possible to obtain a fluid machine that can reduce the pressure loss in the suction passage, increase the suction flow rate, or improve the efficiency without increasing the size of the fluid machine.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では無給油式スクリュー圧縮機に本発明を適用した例について述べたが、これに限られず、油冷式スクリュー圧縮機、或いは水注入式スクリュー圧縮機にも同様に適用でき、更にスクロール圧縮機、ルーツブロワ、或いは過給機など屈曲した吸入通路を備えた流体機械であれば同様に適用できる。また、上述した実施例では、ロータ室に雄雌一対のスクリューロータを備えているスクリュー圧縮機の例について説明したが、スクリューロータが1つのシングルスクリュー圧縮機にも同様に適用できる。特に、本発明は屈曲した吸入通路を備える流体機械に好適である。
また、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to an oil-free screw compressor has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an oil-cooled screw compressor or a water injection screw compressor in the same manner. Furthermore, the present invention can be similarly applied to a fluid machine having a bent suction passage such as a scroll compressor, a roots blower, or a supercharger. Moreover, although the example mentioned above demonstrated the example of the screw compressor provided with a pair of male and female screw rotors in the rotor chamber, it can be similarly applied to a single screw compressor having one screw rotor. In particular, the present invention is suitable for a fluid machine having a bent suction passage.
The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1:圧縮機本体、
2:スクリューロータ、2A:雄ロータ、2B:雌ロータ、
2C:吸入側端面、2D:吐出側端面、
3:ケーシング、4:ロータ室、
5:タイミングギヤ、6:ピニオンギヤ、
7(7a〜7d):第1の吸入通路、
8(8A,8B,8a〜8h):第2の吸入通路、
9:Sケーシング側空間(第3の吸入通路)、
10:アキシャル吸入ポート(吸入ポート)、
11:吐出通路、
12:Sケーシング、
13:ラジアル吸入ポート(吸入ポート)、13A:ラジアル開口位置、
14,14a,14b,14c:(雄ロータと雌ロータの回転軸中心を結ぶ線に対して直角となる方向に沿った)分割壁、
15:玉軸受、16:ころ軸受、
17,18:軸封装置、
19:Oリング溝、20:ボルト、
21:(雄ロータと雌ロータの回転軸中心を結ぶ線と平行となる方向に沿った)分割壁。1: compressor body,
2: Screw rotor, 2A: Male rotor, 2B: Female rotor,
2C: suction side end face, 2D: discharge side end face,
3: casing, 4: rotor chamber,
5: Timing gear, 6: Pinion gear,
7 (7a-7d): the first suction passage,
8 (8A, 8B, 8a to 8h): second suction passage,
9: S casing side space (third suction passage),
10: Axial suction port (suction port),
11: discharge passage,
12: S casing,
13: Radial suction port (suction port), 13A: Radial opening position,
14, 14a, 14b, 14c: a dividing wall (along a direction perpendicular to a line connecting the rotation axis centers of the male rotor and the female rotor),
15: Ball bearing, 16: Roller bearing,
17, 18: shaft seal device,
19: O-ring groove, 20: Bolt,
21: A dividing wall (along a direction parallel to a line connecting the rotation axis centers of the male rotor and the female rotor).
上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に気体を導入するための屈曲した吸入通路を備え、導入した前記気体を圧縮或いは膨張させるためのロータを前記ケーシング内に形成されたロータ室に収容している流体機械であって、前記吸入通路は、気体を流体機械に導入し屈曲させる第1の吸入通路と、該第1の吸入通路からの吸入気体を前記ロータ室に導く、前記ロータの回転軸方向に形成された第2の吸入通路を備え、少なくとも前記第2の吸入通路を複数の通路に分割する分割壁を備えていることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a rotor chamber formed in the casing having a bent suction passage for introducing gas into the casing and compressing or expanding the introduced gas. A fluid machine accommodated, wherein the suction passage includes a first suction passage for introducing and bending a gas into the fluid machine, and the rotor for guiding the suction gas from the first suction passage to the rotor chamber. The second suction passage is formed in the direction of the rotation axis, and at least a partition wall that divides the second suction passage into a plurality of passages is provided.
本発明の他の特徴は、ケーシング内に気体を導入するための屈曲した吸入通路を備え、導入した前記気体を圧縮させるためのスクリューロータを前記ケーシング内に形成されたロータ室に収容している流体機械であって、前記吸入通路は、気体を流体機械に導入し屈曲させる第1の吸入通路と、該第1の吸入通路からの吸入気体を前記ロータ室に導く、前記ロータの回転軸方向に形成された第2の吸入通路を備え、少なくとも前記第2の吸入通路を複数の通路に分割する分割壁を備えていることにある。 Another feature of the present invention includes a bent suction passage for introducing gas into the casing, and a screw rotor for compressing the introduced gas is accommodated in a rotor chamber formed in the casing. In the fluid machine, the suction passage includes a first suction passage that introduces and bends gas into the fluid machine, and a rotation axis direction of the rotor that guides the suction gas from the first suction passage to the rotor chamber. And a partition wall that divides at least the second suction passage into a plurality of passages.
Claims (13)
前記第1の吸入通路は、前記スクリューロータの外径方向から該スクリューロータへ向う方向に形成され、
前記第2の吸入通路は、前記第1の吸入通路から連続し且つ前記スクリューロータの回転軸方向に形成され、
更に、前記第2の吸入通路を介して導入された気体を前記ロータ室内へ導くための吸入ポートと、前記ロータ室からの気体を吐出するための吐出通路を備えている
ことを特徴とする流体機械。The fluid machine according to claim 3, wherein the fluid machine is a screw-type fluid machine including a screw rotor accommodated in the rotor chamber.
The first suction passage is formed in a direction from the outer diameter direction of the screw rotor toward the screw rotor,
The second suction passage is continuous from the first suction passage and is formed in the direction of the rotation axis of the screw rotor;
The fluid further includes a suction port for guiding the gas introduced through the second suction passage into the rotor chamber, and a discharge passage for discharging the gas from the rotor chamber. machine.
このアキシャル吸入ポートは、前記Sケーシング側空間を形成しているSケーシングの輪郭と前記ケーシングの吸込側端面の輪郭とにより形成され、該アキシャル吸入ポートは、前記Sケーシング側空間に流入した気体を、前記ロータ室内に収容されているスクリューロータの吸入側端面へ、軸方向から吸入させるように構成されていることを特徴とする流体機械。6. The fluid machine according to claim 5, further comprising an S casing provided to close the suction side of the rotor chamber, and the gas flowing through the second suction passage passes through the S casing. An S casing side space (third suction passage) is formed, and at least the axial suction port is provided;
The axial suction port is formed by the contour of the S casing forming the S casing side space and the contour of the suction side end surface of the casing, and the axial suction port allows the gas flowing into the S casing side space to flow. A fluid machine characterized in that the suction side end face of the screw rotor housed in the rotor chamber is sucked from the axial direction.
前記分割壁は、前記雄ロータと前記雌ロータの回転軸中心を結ぶ線に対して垂直となる方向または前記雄ロータと前記雌ロータの回転軸中心を結ぶ線に対して平行となる方向の少なくとも何れかに沿って設けられている
ことを特徴とする流体機械。The fluid machine according to claim 12, wherein the screw rotor includes a male rotor and a female rotor that mesh with each other.
The dividing wall is at least in a direction perpendicular to a line connecting the rotation axis centers of the male rotor and the female rotor or a direction parallel to a line connecting the rotation axis centers of the male rotor and the female rotor. A fluid machine characterized by being provided along any of the above.
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