JPH0658041B2 - スクリユ−式回転機のスラスト力つり合い方法 - Google Patents
スクリユ−式回転機のスラスト力つり合い方法Info
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- JPH0658041B2 JPH0658041B2 JP60146576A JP14657685A JPH0658041B2 JP H0658041 B2 JPH0658041 B2 JP H0658041B2 JP 60146576 A JP60146576 A JP 60146576A JP 14657685 A JP14657685 A JP 14657685A JP H0658041 B2 JPH0658041 B2 JP H0658041B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
-
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- F04C18/12—Rotary-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
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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する
事によりスクリュー式回転機のスラスト力をつり合わせ
る方法に関する。
ンを設け、該バランスピストンに所定流体圧を付与する
事によりスクリュー式回転機のスラスト力をつり合わせ
る方法に関する。
「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（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。
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（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を設け、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仰制する
方向に流体圧を付与するように構成した技術が提案され
ている。
端部にバランスピストンを設け、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仰制する
方向に流体圧を付与するように構成した技術が提案され
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2c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
トベアリングに付与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２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（Ｐ）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。
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2c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
トベアリングに付与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２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（Ｐ）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を配し、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2b
図に示す如く前記スラスト力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。
とギヤポンプ等の間にクッションタンク等を配し、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2b
図に示す如く前記スラスト力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。
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
生を防止すると共に、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回転機のスラスト力つり合い方法
を提供する事を目的とする。
自体の変動を抑制し、該変動から生ずる振動や騒音の発
生を防止すると共に、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回転機のスラスト力つり合い方法
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
１図に示す如く、スクリューロータ１、２の軸端部にバ
ランスピストン３及び３′を設け、該バランスピストン
３，３′に所定流体圧Ａを付与する事によりスクリュー
式回転機のスラスト力Ｂをつり合わせる方法において、
前記バランスピストン３及び３′に加圧する流体圧Ａ
を、スクリューロータ1,2の回転により発生するスラス
ト力Ｂの変動周期に同期して変化させ、該流体圧Ａによ
りスラストベアリング４に加わるスラスト力Ｂの脈動を
仰制するようにした技術手段を提案し、特に好ましい実
施例においては、バランスピストン３に流体圧Ａを付与
するの流体ポンプに脈動ポンプ５を用い、その脈動周波
数を回転機のスラスト力Ｂの変動周期と同一に設定する
と共に、脈動ポンプ５からバランスピストン３及び３′
までの配管６内流体通過容積に対応させて脈動ポンプ５
の回転始期を調整し、流体圧Ａの脈動周波数をスラスト
力Ｂの変動周期に同期させるよう構成する事が好まし
い。
１図に示す如く、スクリューロータ１、２の軸端部にバ
ランスピストン３及び３′を設け、該バランスピストン
３，３′に所定流体圧Ａを付与する事によりスクリュー
式回転機のスラスト力Ｂをつり合わせる方法において、
前記バランスピストン３及び３′に加圧する流体圧Ａ
を、スクリューロータ1,2の回転により発生するスラス
ト力Ｂの変動周期に同期して変化させ、該流体圧Ａによ
りスラストベアリング４に加わるスラスト力Ｂの脈動を
仰制するようにした技術手段を提案し、特に好ましい実
施例においては、バランスピストン３に流体圧Ａを付与
するの流体ポンプに脈動ポンプ５を用い、その脈動周波
数を回転機のスラスト力Ｂの変動周期と同一に設定する
と共に、脈動ポンプ５からバランスピストン３及び３′
までの配管６内流体通過容積に対応させて脈動ポンプ５
の回転始期を調整し、流体圧Ａの脈動周波数をスラスト
力Ｂの変動周期に同期させるよう構成する事が好まし
い。
尚、本技術手段はスクリュー圧縮機又はスクリュー膨張
機のいずれにも適用可能であるが、スクリュー圧縮機の
場合はスラスト力の発生する方向が吐出側から吸気側、
スクリュー膨張機の場合は吸気側から吐出側と夫々逆向
きとなる為に、流体圧Ａの加圧方向もこれ打ち消す方向
に夫々逆向きに設定する。
機のいずれにも適用可能であるが、スクリュー圧縮機の
場合はスラスト力の発生する方向が吐出側から吸気側、
スクリュー膨張機の場合は吸気側から吐出側と夫々逆向
きとなる為に、流体圧Ａの加圧方向もこれ打ち消す方向
に夫々逆向きに設定する。
又前記脈動ポンプ５にはギヤーポンプやスクリューポン
プ等が挙げられる。
プ等が挙げられる。
そしてこのようなポンプを用いた場合には、その「回転
数×ポンプロータ歯数」をスクリュー回転機のそれと一
致させる事により流体圧の脈動周波数を回転機のスラス
ト力Ｂの周期と同一に設定する事が出来る。
数×ポンプロータ歯数」をスクリュー回転機のそれと一
致させる事により流体圧の脈動周波数を回転機のスラス
ト力Ｂの周期と同一に設定する事が出来る。
又このような構成を取っても脈動ポンプ５からバランス
ピストン３までの配管10,10′の流体通過容積（配管長
さ×口径）によってタイムラグが生じる為に、該流体通
過容積に対応して脈動ポンプ５の回転位相をずらして回
転させるように構成すればよい。
ピストン３までの配管10,10′の流体通過容積（配管長
さ×口径）によってタイムラグが生じる為に、該流体通
過容積に対応して脈動ポンプ５の回転位相をずらして回
転させるように構成すればよい。
又、本技術手段によれば雄、雌ロータ１、２の両者にバ
ランスピストン3,3′を付設し、脈動ポンプ５よりの流
体圧を付与しているが、雄ロータ１に加わるスラスト力
に比して、雌ロータ２のそれは約10〜20％と微小である
為に、前記バランスピストン３を雄ロータ１にのみ付設
するよう構成してもよい。
ランスピストン3,3′を付設し、脈動ポンプ５よりの流
体圧を付与しているが、雄ロータ１に加わるスラスト力
に比して、雌ロータ２のそれは約10〜20％と微小である
為に、前記バランスピストン３を雄ロータ１にのみ付設
するよう構成してもよい。
「作用」 かかる技術手段によれば、前記バランスピストン３及び
３′に加圧する流体圧Ａを、スクリューロータ1,2の回
転により発生するスラスト力Ｂの間欠変動に同期して変
化させ、該流体圧Ａによりスラストベアリング４に加わ
るスラスト力Ｂの脈動を仰制するようにした為に、該流
体圧Ａによりスラスト力の変動が打ち消され、第2a図に
示すようにスラスト力Ｂの変動を完全に防止出来る。
３′に加圧する流体圧Ａを、スクリューロータ1,2の回
転により発生するスラスト力Ｂの間欠変動に同期して変
化させ、該流体圧Ａによりスラストベアリング４に加わ
るスラスト力Ｂの脈動を仰制するようにした為に、該流
体圧Ａによりスラスト力の変動が打ち消され、第2a図に
示すようにスラスト力Ｂの変動を完全に防止出来る。
「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。
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３図は本発明の実施例に係るスクリュー圧縮機の構成
を示し、雄、雌ロータ１、２はケース６内に収納され、
夫々のシャフト11,21の吐出側他端にはスラストベアリ
ング4a,4bが、又雄ロータ１側シャフト11の吐出側には
駆動ギヤー又はカップリング９が夫々取り付けられてお
り、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が従動するか又同期ギヤによ
り無接触で回転するように構成すると共に、前記雄ロー
タ１と雌ロータ２は夫々互いに噛み合う４×６の歯数で
形成され、１回転につき４回の周期で圧縮気体が吐出さ
れるよう構成されている。
を示し、雄、雌ロータ１、２はケース６内に収納され、
夫々のシャフト11,21の吐出側他端にはスラストベアリ
ング4a,4bが、又雄ロータ１側シャフト11の吐出側には
駆動ギヤー又はカップリング９が夫々取り付けられてお
り、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が従動するか又同期ギヤによ
り無接触で回転するように構成すると共に、前記雄ロー
タ１と雌ロータ２は夫々互いに噛み合う４×６の歯数で
形成され、１回転につき４回の周期で圧縮気体が吐出さ
れるよう構成されている。
又、雄ロータ１と雌ロータ２の吸気側シャフト11、21の
軸端部にはバランスピストン３，３′を取り付け、該バ
ランスピストン３，３′をケース６内に形成されたシリ
ンダ13,13内に気密的に嵌挿する。
軸端部にはバランスピストン３，３′を取り付け、該バ
ランスピストン３，３′をケース６内に形成されたシリ
ンダ13,13内に気密的に嵌挿する。
尚、バランスピストン３，３′の夫々に口径は、対応す
る各ロータ1,2に加わるスラスト力に比例して決定す
る。
る各ロータ1,2に加わるスラスト力に比例して決定す
る。
又前記バランスピストン3,3′には吸気側から吐出側に
向け給油圧力が付与されるようにポート部31,31′を設
け、該ポート31,31′に配管10,10′を介してスクリュー
式油圧ポンプ５を取り付ける。
向け給油圧力が付与されるようにポート部31,31′を設
け、該ポート31,31′に配管10,10′を介してスクリュー
式油圧ポンプ５を取り付ける。
スクリュー式油圧ポンプ５はスクリュー圧縮機と同一の
ロータ歯数、即ち４×６の端数で構成される。
ロータ歯数、即ち４×６の端数で構成される。
尚、14はスクリュー圧縮機の回転速度及び位相を検知し
てスクリュー式油圧ポンプ５の回転速度の回転位相を決
定する制御回路である。
てスクリュー式油圧ポンプ５の回転速度の回転位相を決
定する制御回路である。
即ち前記制御回路14では、油圧ポンプ５からバランスピ
ストン3,3′までの配管10,10′の流体通過容積（配管1
0,10′長さ×口径）によって生じるタイムラグを是正す
る為、流体通過容積に対応して油圧ポンプ５の回転位相
をずらして同速回転させ、バランスピストン3,3′に付
与される流体圧Ａの脈動周波数をスラスト力Ｂの変動周
期に同期させるよう構成する。
ストン3,3′までの配管10,10′の流体通過容積（配管1
0,10′長さ×口径）によって生じるタイムラグを是正す
る為、流体通過容積に対応して油圧ポンプ５の回転位相
をずらして同速回転させ、バランスピストン3,3′に付
与される流体圧Ａの脈動周波数をスラスト力Ｂの変動周
期に同期させるよう構成する。
例えば、前記油圧ポンプ５の雄ロータ１の歯数が４個あ
り、配管10,10′の流体通過容積がポンプ５一周期（１
／４回転）当たりの吐出量の9.5倍であった場合は、前
記ポンプ５の回転始期を45°位相をずらして回転させる
よう構成すれば、前記同期を取る事が出来る。
り、配管10,10′の流体通過容積がポンプ５一周期（１
／４回転）当たりの吐出量の9.5倍であった場合は、前
記ポンプ５の回転始期を45°位相をずらして回転させる
よう構成すれば、前記同期を取る事が出来る。
尚、無負荷運転中でも吐出側に吐出圧力の背圧がかかつ
ており、従って、負荷時と同様なスラスト力の脈動が生
じる為に、前記油圧ポンプ５よりの流体圧をバランスピ
ストン3,3′に付与する必要がある。
ており、従って、負荷時と同様なスラスト力の脈動が生
じる為に、前記油圧ポンプ５よりの流体圧をバランスピ
ストン3,3′に付与する必要がある。
「発明の効果」 以上記載した如く本発明よれば、前記バランスピストン
に加圧する流体圧をスラスト力の間欠変動に同期して変
化させた為に、スラスト力の変動を完全に防止出来、こ
の結果該スラスト力の変動から起因する振動や騒音の発
生の防止と共に、スラストベアリングの耐久性の向上を
図る事が出来る。等の種々の著効を有する。
に加圧する流体圧をスラスト力の間欠変動に同期して変
化させた為に、スラスト力の変動を完全に防止出来、こ
の結果該スラスト力の変動から起因する振動や騒音の発
生の防止と共に、スラストベアリングの耐久性の向上を
図る事が出来る。等の種々の著効を有する。
第１図は本発明の原理を説明する概略図、第２ａ図乃至
第２ｃ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、又第２ｂ
図、第２ｃ図及び第２ｄ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
との関係を示す時系列分布図、（ロ）は両者の組み合わ
された荷重変化を示す時系列分布図である。 第３図は本発明の実施例を示すスクリュー圧縮機の断面
図である。
第２ｃ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、又第２ｂ
図、第２ｃ図及び第２ｄ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
との関係を示す時系列分布図、（ロ）は両者の組み合わ
された荷重変化を示す時系列分布図である。 第３図は本発明の実施例を示すスクリュー圧縮機の断面
図である。
Claims (2)
- 【請求項１】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す
る事によりスクリュー式回転機のスラスト力をつり合わ
せる方法において、 前記バランスピストンに加圧する流体圧を、周期的に圧
力が変動する脈動流体圧で設定するとともに、該流体圧
の脈動周波数を、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にほぼ同期する如く設定し、
該脈動流体圧を、スラスト力の周期変動が相殺する方向
に働くように、前記バランスピストンに加圧させた事を
特徴とするスラスト力つり合い方法 - 【請求項２】バランスピストンに流体圧を付与する流体
ポンプに脈動ポンプを用い、その圧力脈動周波数を回転
機のスラスト力の変動周期と同一に設定すると共に、脈
動ポンプからバランスピストンまでの配管内流体通過容
積に対応させて脈動ポンプの回転位相を調整し、流体圧
の脈動周波数をスラスト力の変動周期に同期させた事を
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスラスト力つり
合い方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146576A JPH0658041B2 (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | スクリユ−式回転機のスラスト力つり合い方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146576A JPH0658041B2 (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | スクリユ−式回転機のスラスト力つり合い方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627901A JPS627901A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0658041B2 true JPH0658041B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=15410818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60146576A Expired - Fee Related JPH0658041B2 (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | スクリユ−式回転機のスラスト力つり合い方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658041B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006021703B4 (de) * | 2006-05-10 | 2018-01-04 | Gea Refrigeration Germany Gmbh | Ölüberfluteter Schraubenverdichter mit Axialkraftentlastung |
| JP6019003B2 (ja) * | 2013-10-25 | 2016-11-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮機 |
| CN109915214A (zh) * | 2019-03-31 | 2019-06-21 | 丹东隆强科技有限责任公司 | 带轴向力平衡装置的汽液全流螺杆动力机 |
| CN111173568A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 林文润 | 一种用于工业余热回收的螺杆膨胀机 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877190A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-05-10 | Hitachi Ltd | スクリユ−流体機械の軸振動防止装置 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP60146576A patent/JPH0658041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS627901A (ja) | 1987-01-14 |
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