JPH07501123A - 平衡型スラスト軸受を備えたロータリースクリュー装置 - 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】 平衡型スラスト軸受を備え たロータリースクリュー装置 本発明は、高圧および低圧の端部を備えたケース中で作動し、作動時において高 圧端部から低圧端部へ向かう正の軸方向として定義した方向の、軸方向ガス力を 受ける少なくとも一つのスクリューロータを有するガス作動媒体用のロータリー スクリュー装置に関するものである。

このロータは上記端部の一方に軸受に装着された少なくとも一つのジャーナルシ ャフトを備え、上記軸受はスラスト軸受部材を備え、このスラスト軸受部材はロ ータに隣接した主スラスト軸受部材とジャーナル軸の外端に隣接した平衡スラス ト軸受部材とを備え、スラスト軸受部材は主スラスト軸受部材と平衡スラスト軸 受部材との間で軸方向に配置され、正の方向の軸方向力を主スラスト軸受部材に 作用させ、また負の方向の軸方向力を平衡スラスト軸受部材に作用させるスラス ト平衡部材を備えている。

この明細書ではスラスト軸受は少なくとも軸方向負荷を伝達する軸受すなわち軸 方向と半径方向の両方の負荷を伝達する軸受とともに純粋な軸方向軸受を意味し ている。

このようなスラスト平衡装置を備えたロータリースクリュー装置は、参照文献と して挙げる米国特許第４．９１５５１４１号に開示されている。その開示によれ ばスラスト平衡装置によって得られる一般的な利点は上記型のスラスト平衡によ って得られる特殊な利点とともに説明されており、すなわちスラスト軸受の寿命 が長くなりかつ軸受の交換が簡単となると言うことである。

この公知の装置では、主スラスト軸受部材は軸方向力を正の方向のみに伝達し一 方平衡スラスト軸受部材は軸方向力を両方向に伝達する。平衡スラスト軸受部材 に１戴予負荷バネを作用させてロータを適当に軸方向に強制させロータリースク リュー装置が静止または遊び状態にあるときロータの高圧端部と隣接した端壁と の間にある一定の遊びを持たせている。動作時には、ロータにおける正の方向に 向いた軸方向ガス力は負の軸方向に平衡スラスト軸受部材の外側リングに作用す るスラスト平衡部材のピストンによって部分的に平衡にされる。平衡力は、主に 装置の高圧側からのガスがピストンに導かれて作用するように受けられる。平衡 力は、平衡スラスト軸受部材の外側リングにおける合成力が負の方向に向けられ るため、予負荷バネによる力よりも大きくロータに伝達され軸方向ガス力と逆に 作用する。従って主スラスト軸受部材は軸方向ガス力の残りの部分だけを伝達す る必要がある。

この公知の装置は、放出圧力（装置がコンプレッサーである場合）がある一定の レベル以上である応用につぃては満足に機能し、その場合には予負荷より多きな 力を十分に得られるようにピストンを寸法状めすることができる。しかしながら 、ピストンに対して利用できる空間が制限されるため放出圧がそのように高くな い場合に叫ある一定のレベル以上である予負荷力を超える平衡力を得ることに関 し問題が生じる。そのような場合には例えば、装置がタイプＲ１３４ａの冷媒を 使用した冷凍用コンプレッサーである場合には公知の装置は満足に機能できなり 。

本発明の目的は、公知のスラスト平衡装置を改良して高圧側でも低圧レベルで機 能することができるようにすることである。

本発明によれば、この目的は、主スラスト軸受部材に正の方向に作用するクラン プ部材が設けられ、主スラスト軸受部材が軸方向力を両方向に伝達でき、また平 衡スラスト軸受部材が単にシャフトに正の方向に作用する力を伝達できるように 構成することによって達成される。

本発明によれば平衡スラスト軸受部材には、正の方向に予負荷がかからないので 、予負荷力を最初に補償する必要なしにスラスト平衡軸受部材におけるスラスト 部材からの力全部を平衡作用のために利用できることになる。

従って、スラスト平衡部材を小さな力で作動させても所望の効果を得ることがで きる。

また、本発明による解決手段によれば、平衡スラスト軸受部材を安価な種類のも のにできるという利点がある。

これらの軸受は主スラスト軸受部材よりも短期間で交換されるので相対軸受コス トは低減される。

本発明の説明をさらに、以下の好ましい実施例の詳細な説明を添付図面を参照し て説明する。

第１図はロータリースクリューコンプレッサーの概略側面図である。

第２図は本発明によるロータリースクリューコンプレッサー内のローターのシャ フトジャーナルを通過する断面図である。

第１図に示したロータリースクリューコンプレッサーはケース１において低圧端 部２と高圧端部３が得られるように一組の間欠型スクリューロータ６を備えてい る。

この作動手段としては、例えば、冷媒Ｒ１３４ａをチャンネル４の入口を経由し てコンプレッサーに入れ、そしてその後に簡単にコンプレッサーで加圧されてチ ャンネル５の出口を経由する。各々のロータは端部２，３と一緒に軸受に勘合さ れる。コンプレッサーによる作動でガスを入れた結果で生じた低圧と高圧間の圧 力差は、高圧端部から低圧端部に向かって各々のロータに軸方向の力を及ぼす。

この力は明らかに軸方向に直接働く。

第２図は高圧端部３における一つのロータのジャーナルシャフト７を通過する断 面であり、そして矢印Ｆ８はローター上の能動的な軸方向の力を表示する。この ジャーナルシャフト７はラジアルローラ軸受８と、ロータからジャーナルシャフ ト７の端部へ順序正しくされているスラストボール軸受９，１０および１１と各 々呼ばれる複数の軸受によって支持されている。この二つの内部にあるスラスト ボール軸受９．１０が主軸受として構成され、それら各々が単なる一つの方向の 軸のカへ伝達することができる。一つは正の伝達力で、そしてそれらとともに− 緒の方向の力に伝達できるような負の力で各々が固定されている。ジャーナルシ ャフトの外側の端部におけるスラストポール軸受は一つの平衡スラスト軸受であ り、そしてスリーブ２１の隔たりによって主スラスト軸受９，１０から離される 。スラスト軸受は正方向のみでジャーナルシャフト７上で見かけ上の軸方向の力 の伝達が可能となる。すべてのボール軸受８．　９．１０．１１はジャーナルシ ャフト７端部のキーディスク２５によって位置が保持されている。

主スラスト軸受９，１０および平衡スラスト軸受１１から成るスラストバランス 装置１３は軸を介して設けられ、２つの環状部材１８．１９で確実に密封された 環状チャンバー２３を備える。この環状チャンバー％は流体の設定をする加圧中 間チャンネル２２へ伝達し、コンプレッサー側の排出時における流体の働きへの 伝達がなされる。環状チャンバーは、個々の環状部材１８．１９が保持されるよ うにスラスト軸受１５を調節し、そして平衡スラスト軸受１１が予負荷がなされ る。

カップ状のスプリング１２は主スラストポール軸受９゜１０の外側リングを締め 付け、この締め付は力はスリーブ２０とスラストバランス装置１３の環状部材１ ８とを伝動させる。選択的に、スリーブ２０と環状部材はまるで一つのユニット として構成され得る。締め付は力によって、休止またはコンプレッサーが空回り している時においては、ロータは、軸に固定されて安全が確保され、そしてこの ようなロータは１は隣接する高圧端壁部に接触して入ってくることができない。

加圧すると圧力は加圧中間チャンネル２２を経由して環状チャンバーへ伝わり、 そして環状部材１９の内側表面漠の見かけ上の圧力は、平衡スラスト軸受１１の 外側リング力Ｆ。のように、それとともに、主スラスト軸受部のスラストボール 軸受９によって伝達された軸力が弱まる。

本発明の範囲から逸脱せずに熟練した人々が技術の種々な変更をしてもよいこと は明白であろう。例えば、主スラスト軸受部材の２つの軸受はダブル動作のスラ スト軸受と代用することができ、そして２或はそれ以上の軸受によって同様の機 能を形成したものと置き換えることが可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　９２１００７６７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．低圧端部（２）および高圧端部（３）を備えたケーシング（１）内で作動す る少なくとも一つのスクリューロータ（６）を有し、このロータが作動時に正の 軸方向として定義される上記高圧端部（３）から上記低圧端部（２）に向かう方 向の軸方向ガスカＦＡを受け、また上記端部の一方に軸受（８，９，１０，１１ ）に装着された少なくとも一つのシャフトジャーナル（７）を受け、上記軸受（ ８，９，１０，１１）が上記ロータ（６）に隣接した主スラスト軸受（９，１０ ）と上記シャフトジャーナル（７）の外方端に隣接した平衡スラスト軸受（１１ ）とを備えたスラスト軸受部材（９，１０，１１）を有し、上記スラスト軸受（ ９，１０，１１）が上記主スラスト軸受部材（９，１０）と上記平衡スラスト軸 受部材（１１）との間で軸方向に設けられ、上記スラスト軸受部材（９，１０） には正の方向に向いた軸方向力を作用させ上記スラスト軸受部材（１１）には負 の方向に向いた軸方向力を作用させるスラスト平衡部材（１３）を備えているガ ス状作動媒体用のロータリースクリュー装置において、上記主スラスト軸受部材 （９，１０）に正の方向に作用するクランプ部材（１２）を設け、上記主スラス ト部材（９，１０）が軸方向力を両方向に伝達でき、さらに上記平衡スラスト軸 受（１１）が上記シャフトジャーナル（７）に正の方向に作用する力だけを伝達 できることを特徴とするロータリースクリュー装置。 ２．上記平衡スラスト部材（１３）がバネ部材（１５）を包有することを特徴と する請求項１に記載のロータリースクリュー装置 ３．上記平衡スラスト部材（１３）がさらに流体圧力作動装置（１８，１９）を 含有することを特徴とする請求項２に記載のロータリースクリュー装置。 ５．上記クランプ部材がカップ状バネを備えていることを特徴とする請求項１〜 ４のいずれかに記載のロータリースクリュー装置。 ６．上記主スラスト軸受部材が逆方向の力に伝える２つの単動作スラスト軸受（ ９，１０）から成り、上記平衡型スラスト軸受が一つの単動作スラスト軸受（１ １）から成ることを構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載 のロータリースクリュー装置。