JPS59188076A - スライド弁式スクリユ圧縮機 - 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】 本発明は、スライド弁式スクリュ圧縮磯に関するもので
ある。

、二のスクリュ圧縮融は、ｆｊＳ１図、第２図に示１に
つに、ｊ１゛いに噛合いながら回転する雌に１［−月の
スクリュロータ（以下、ロータといつ。）Ｓ、Ｂをケー
シング７のび−タ室８（第１図中、ロータｊ３と重複し
て表われるためカッコを（；ｔ　して示す。）内に有す
るとともに、ロータ室８の一方の端面は、ロータ５，６
の歯溝９の位置に１応させて部分的に切欠いて形成した
開−１］部（アキシャルボート）１（１により吸込ケー
シング７ａ内を経て吸込１１１１　ｔこ連通し、また池
力の端面においては、開（］部の形状は異なるものの同
様にして吐出１１１２に連通している。さらに、ロータ
室８の下部には、ロータ室８と一部重複しが−ノ」二記
吸込［」１１に連通する円柱状空隙部か形成してあり、
この中にロータ室８の壁面の一部を形成する断１ｆ萌１
１形でがっ山形の各辺か円弧からなる曲面２を有するス
ライド弁（長さり、）３］かロータ軸力向に摺動自在に
嵌挿してあり、その前方側に設けた固定弁；）１ａに、
上り前進限の位置決めがなされでいる。

そして、このスクリュ圧縮機は、吸込口１１より吸込ん
だ気体を、ロータ５，６とケーシング７との間のロータ
室８内に閉込めて圧縮した後、吐７１’、ｌ　Ｉ　１２
−＼吐出する一力、スライド弁３１を進退させることに
よりロータ室ン）の壁面部において、ロータ室８と吸込
１−１１　ｉとを連通させる開口部である７ノ゛Ｉ′ル
ホー１１：（（第１図中・点鎖線で小Ｖように、スライ
ド弁：）１が固定弁３１ａがら離れた状態の時に形成さ
れる。）を面積調節可能に形成し、ロータ５，６による
閉込み開始位置を調節することによ１）容量制御が行え
るようになって・、）る。

しかしながら、第３し１．第・・１図に示すように、従
来のスライド弁３１は、１ｙｉ込口側の端部３３が摺動
方向に東直な平面により形成されているため、゛ピメ蓋
制御開始時では、ラジアルポート１３の開［］部面積を
いかに僅かずつ変化させ′ζも、閉込み開始時における
閉込み空間の体積（以下、吸込容量という。）の急激が
０４・連続的な変化を避けることかでｂなかった。

、二の１一連続的な変化を、第５ａ図〜第５１図、第Ｌ
ｉａ図・・第６［図にしたがって、さらに詳述する。

第５ａ図〜第５ｒ図は、スクリュ圧縮機の吸込［丁［１
１側の端部部における回転の進行に伴う状態の変化を示
すもので、第５ａ図がし、第５［図へと移るにしたかっ
て、ロータ５，６が矢印方向に順次回転上これとともに
斜線１１１ｓで小４−　閉込み空間１４か閉込み開始直
後の第５ａ図より徐々に圧縮されてゆく状態を示してい
る。なお、この閉込み空間１４は、上記ラジアルポート
１３が閉鎖状態（こある（したか′って、ラジアルポー
ト１３は、第５ａ図〜第５ｆ図中には現われない。）場
合に形成されるものを示しまた、説明をＩ’ｉｉ：＋単
にするため、−Ｊｌｌ開開１部１０を形成する端面１７
の１７方突出部１８すなわちロータ５，６の歯溝端部を
閉しる部シナ（第２図中、点３１　Ｌｌ　ｕ＋　Ｖで囲
まれる部分で、第５ａ図以下において便宜上太線で表わ
しである。）の幅Ｗと、スライド弁３１の曲面２の幅田
とは等しいものとする（第２図参照）。

第６ａ図〜第６ｆ図は、第５ａ図へ第５ｆ図のＸ−Ｘ線
断面部分（ただし、第５１１図〜第５ｒ図についてはＸ
−Ｘ断面の表示は省略しである。）を平面に展開して表
わしたもので、第６ａ図−第６ｆ図の（５々は、ｆｉ！
ｉａ図・・・第５ｆ図の同しアルファベットのものにヌ
・）応する。図示するように、スライド弁：）１の端部
３３は、固定弁３１ｇに当接した状態、′ｒなわち端部
１゛７と−・致した（１′ｌ置にあり、曲面２によりラ
ジアルポート１：）は閑しられている（したかって、ラ
ジアルポート）３は第６ａ図〜第６［図中には現われな
い。）１．　　また、第６ａ図〜第６ｒＭＪ付１線部は
（ｆ已ａ図・−第５１図中の斜線部に対応Ｙる閉込み′
空間１・１をボし、第６ａ図〜第６Ｆ図へと移る）こし
たかって、図中、Ｆ方に向って徐々に移動し′ζいる。

−ノＪ、この閑込み空間１４の図示しないｌｌｌ’、：
Ｉ’ｌｌ　ｌ側の端部は端部１５ｊ（こ至っており、所
定角度回転「る間１、−の端部１！Ｊにより吐出１１１
１１１の端部か閉しられているため、第６ａ図より第に
［図に移るにしたかって、閉込み空間１４の容積か減少
し、気体の圧縮か行われるのである。

ついで、第’７ａ図・〜第′７ｆし１は、第６ａ図〜第
６ｆ図の状態よりスライド弁；（１を、その端部３３か
゛ロータ室８の端部１７より若干吐出口側（図中、１・
力）に位置［るように少したけ移動させて、ラノアルポ
−１・１３をごく僅かだけ開いた状態と腰この時の気体
閉込み状態の変化を、１−、配向様第５ａ図〜第５ｆ図
の同アルファベントの図に対応させて表わしたものであ
る。この場合、１ｏ記閉込み空間］４に対応する部分は
、第’７ａ図〜第７ｒ図においては、ドツト部分２（）
で示すように、ラジアルポート１３により吸込］」１１
に連通しているため、気体の閉込みは行われす、第７ｅ
図以降においてのみ斜線部で示すように閉込み空間１５
か形成され、すなわち、雌雄ロータ５，６の接触部分で
あるＶ形の斜線部の最下点Ｍ（閉込み点）かロータ室８
の端部】７側より移動してスライド弁３１の端部３３の
位置に達して、はしめて閉込み空間１５か′形成される
。

したがって、上記吸込容量は、第６ａ図〜第６ｒ図の場
合は、第６ａ図の閉込み空間１・・１の容積となるのに
則して、第７ａ図〜第７ｆ図の場合は、第７ｅ図の閉込
み空間１５の容積となり、ラジアルポート１３を僅かに
開くだけで、吸込容量１ま第６ａ図の状態から第’？ｅ
図の状態（第Ｇ　０図の閉込み空１１１＝［と同容積で
ある。）まで、急激かつ不連続的に変化している。この
ラジアルポート１３をさらに小おくしてら、閉込み開始
時の最下点Ｍの位置か端面１°ｊ・＼より近つくたけで
図中端面１７よ１）　ｌ−刀（こあり、閉込み空間１５
か第７ｄ図を過ぎてからで゛ないと形成されない以上、
やはり吸込容量は１−記１−羽］Ｙｏ百〜（Ｓａ図の状
態から不連続的に変化する。

なお、スライＩ・弁：（１を吐出＋１側へ移動させてラ
ンアルボ−１１ｊ）を拡大して１Φくと、そＪ’Ｌとと
ち）二閉込み開始時の最Ｉ・“５【、“、１．ｌＶｌの
泣置力弓二肩し′ζゆト、吸込容量は連続的に小さくな
ってゆく。

以Ｌ」ニリ、スライド弁：）１の移動とともに吸込容Ｈ
１７，は、第）；１メ１曲線１１に示すよう１こ変化す
る。、−二で、ｌｉｔ：　Ｉ＋ｌはスライド弁の移動Ｗ
（ｉ離４゛、本例の場ＩＦは！し本釣には、端面１’？
、：（３間の距離を、縦軸は第５ａ図へ・第１１［図、
第Ｇａし〜第６ｒ図の状態（ラジアルポート１：（か閉
じた状態）における吸込゛在箪に月ｒる１−記移動距離
（゛の位置での吸込容量の比率（％）を小１゜ 図示するように、曲線１１は垂直部ＡＢと（Ｉｊ斜部Ｂ
Ｃとからなっている。点Ａは端面１７と端面３３とか同
一平面上に位置しく移動ｄ１１離ｐ　＝ｏ　）、ラジア
ルポート１３か閉じている状態、点Ｂはラジアルポート
１３を閣外始めた時の状態、すなわち第７ｅ図の距離Ｃ
を無限小にした時の状態、点０はランアルポート１３を
引続外拡大した時の状態を示し、ラジアルポート１３の
開口時において、曲線１１は上記のように点Ａから点Ｂ
まで不連続的（こ変化している。

斯る不連続的な変化に月して、圧析ｉ′Ａ木とＬ′ζ空
気のように比較的重い気体を用いている場合は、気体の
摩擦抵抗が大きく、上記変化に対する気体の吸込み量の
変化の追随性か悪いため、見かけトは、第８図中、曲線
１１１（破線）（こより示すよう（こ、スライド弁３１
の移動に則して吸込容量は連続的に変化する。すなわち
、現頁にはスライド弁３１を徐々に移動させることによ
り、吸込容量の最大値から連続的に容量制御を行うこと
かできる。

しカルながら、圧縮気体として水素、ヘリウムのような
軽い気体を用いた場合は、その摩擦抵抗か小さく、１−
記追随性が良いため、見かけ上の吸込￥ｉ、′猜ち略曲
線１１と同様な変化をする。この結果、この種の気体を
用いた場合は、容量制御の開始時に連続的な制御を行う
ことかできないとり）う欠点を有している１、 本番１１）１は、１４記従来の欠ぷ島こ鑑みてなされた
もので、スライド弁の一１４部曲面の吸込口側を、」−
記１１１形のｌ（ｉ部が曲面の外縁側の角部より吸込１
０側にｉ＋）置ｒる上つ１こ形成することにより、理論
的にら吠込容１ｉＹの変化を連続的ならのとして、圧縮
気体：二軽い気体を用いた場合で・ら、容量制御の開始
時より連続的；二１１り御することを可能としたスライ
ド弁式スクリュ圧お泪幾を提供しようとするものであろ
５ 次に、本イａ明を一実施例である図面にしたがって説明
する。

第９．ｉｔ１図は、本発明に係るスクリュ圧縮機のスラ
イド弁（長さｌ、）１　　を示し、第３，４図にボ１ス
ライド弁３１と、吸込しＩ側の端面３３の形状を除いて
、池は実質的に同様である。

すなわち、スライド弁１は上記のようにロータ室８の壁
面の一部を形成する断面山形でか−）山形の各辺か円弧
からなる曲面２を有する一力、その吸込口側の端面３は
、これと曲面ンとの交線・１かロータ５，６の歯すし方
向と一致するように１頃斜させて形成してあり、山形の
頂部２６か曲面２の外縁＋１ｔｌｌ角部２７より吸込Ｄ
　１ｌｔ１１に位置している。また、端面３１が吸込ケ
ーシング７ａ内に突入可能なようにスＩ・ンパン３か吸
込ケーシング７ａ内に固定しである。

第１１図は、本発明に係るスライド弁式スクリュ圧縮を
幾を示し、スライド弁３１かスライド弁１（こ、固定弁
３１ａがストρ続３に代る点を除いて、飢は実質的に第
１図、第２図に示す又フリユ圧縮を幾と同一であり、対
応する部分には同一番号を付し説明を省略する。また、
第２図は、スライド弁１の番号をカンフ内に併記するこ
とにより、第１１図の側面図として共用しである。

つづいて、スライド弁１の移動にヌ・ｊ針る吸込容１１
」の変化を第１２ａ図〜第１２ｒ図にしたか′って説明
する。

１、記のように交線１・［（図面上、端面３と重複して
表われる。）はロータ５，６の歯すじ方向に傾斜してい
ることにより、第１２ａ図〜第］２ｆ図では、χ７線・
［と歯「しを示す線２２　（展開図であるから直線とな
る。）とは平行となる。この結果、入うイト゛弁１を、
図中」１方へ徐々に移動させてＶ）（と、端面］°７を
示１線七におけるロータ５，６の歯溝の位置かこの線−
１−―を外側から中央部に向って（矢ｌＴｈ［バ刀向に
）移動してゆくのと同様に、スライド弁１の両側からラ
ジアルボート１；）は開い′〔ゆ＜、。

第１；（ｕ図・第１３（、し１は、このランアルポート
１；（の変化する状態の一例を示すもので、例えは第１
２（−図の状態において、スライド弁またけを１動させ
た場合の変化を示す。図より明らかなよ・）にラジアル
ボート１３は第１．３ａ図では全閉状態にあり図中には
表われておらず、第１３１〕図かう第１ｊ３（し１・＼
と移るにつれて初１，１．．シている。この結果、第］
３ａ図、第１３１）図の閉込み空間１６は第１３ｃ図で
は閉込み開始前の状態となっ・ζいる。

したかって、ラジアルボート］：３の開ぎ始めの状態を
示す第１２ａ図〜第１２Ｆ図において、第５ａ図〜第５
ｒ図、第６ａｌメト・・第６ｆ図の閉込み空間１４に対
応する部分は、第１２ａし１では、ｌ”　ン）部分２１
で示してあり、ラジアルボート１３により吸込口］１に
連通し、気体の閉込みは開始されていないか、第１２１
〕図以降では、斜線部で示す部分力佳記中央部に向って
ラジアルボート１３の部分を通１）越して閉込み空間１
６となっ・ζいる。

閉込み開始時の状態を示す第１２１〕図の閉込み空間１
Ｇの容積（吸込容量でもある。月よ、ラジアルボート１
３を小さくしてゆけば、いくらでも第５ａ図、第６ａ図
の閉込み空１用１１１の容積（すなわち、吸込容量の最
大値）に近つけることがでδる。

つまり、スライド弁１をラジアルボート１３か全閉とな
る位置（第１３ａ図参照、ラジアルボート１３は全閉ゆ
え図中に表われない。）から図中」ニガへ移動させてラ
ジアルボート１３を開いてゆくととらに（第１３ｂ図、
第１３ｃ図参照）、吸込容量は、その最大値である」−
記全開時の値（第５ａ図、第６ａ図における値と同じ。

）から連続的に減少してｔΦく。

このスライド弁１を用いた場合の吸込容量の変化を、１
−記第；；図のグラフ（ご表わすと曲線ＩＶのよう（ご
な１）、スライド弁１の移動距離（′の増加とともに、
（“天、＼より滑らが（コ杵調減少する状態を示し゛〔
いる。、二、二て′、Ｃ二〇（土うンアルポート１３が
゛開く直ｉｉす（第１３ａ図の状！′８１ご対応する。

）のスライド弁１の位置を意１床している。

なお、１−記実施例では、スライド弁１の曲面２の幅１
１Ｉを端面１７の子方突出部１８の幅Ｗと等しくしたか
、本発明はこスジに限るものでなく、例えば１ｌｌｉ、
′…の力をよりに外＜　してちよく、この場合は、’！
’痔、’制御開始時のスライド弁の位置か変わる以外は
、実質的に１−記実施例と変わらない。一方、幅ｕ１の
ｈをより小さくすると、容量制御開始時に若１−１ミ連
続的な変化を生しるか、変化の大きさは第８図の不連続
部ＡＢに比べて小さい。

また、」１記実施例におけるスライド弁１は端面３を全
本釣に、かつ、ロータ５，６の南すし方向に傾斜させて
形成したちのであったか、この数種々の形状のものがあ
り、以下池の実施例を示すとともに、」−記実施例と共
通する部分には同一番号を１；１シて説明を省略する。

第１４図、第１５図に示すスライド弁ＩＡはスライド弁
１と共通の支線・１を有するものであるか、ここから垂
直方向に切除せずに適宜勾配をつけて略三角錐状に切除
して形成したちのである。

第１６図、第１７図に示すスライド弁ＩＢもスライド弁
１と共通の交線４を有するものであるか、ここから垂直
方向にスライド弁ＩＩ３の下面まで切除せずに、途中ま
で切除したちのである。本発明は、ロータ室壁面の一部
を形成する曲面２の頂部２Ｇを角部２７より吸込ＩＩ側
に位置させるものであるか呟スライド弁ＩＢ先端の上記
切除部の１ζ方あるいは油力（図中左側）に続く延設部
２８の形状は、適宜吸込ケーシング７ａの形状、取扱い
〃スの種類等を考慮して決めればよい。

したかって、延設部２８の前部はスライド弁１１３の本
体部分（切除部以外の部分）と同一断面形状であっても
よい。

この例か、第１）（図、第１１３図に示すスライド弁１
（：で、第１１図中の長さ第２より若千長く形成したス
ライド弁ＩＣの材料の上面中間部に略Ｖ形の切除部２４
Ｊを加工して形成したものである。

図小するように、１−記スライド弁１と共通の曲面ンを
有Ｃるとともに、その前方に２点鎖線で示すように切除
部ン９を介して、スライド弁ＩＣの本体部分の同一断面
形状の延設部２８を一体的に形成し′ζある。

なお、第１ｊ；図、第１５〕図では曲面２の部分と延設
部ン；；とを区別するため、便宜り実線と２直針■とを
（史って表現しである。

第２（）図、第２１図に示すスライド弁ＩＤは、端面３
の外縁側の一部分だけ歯すし方向に傾斜させて形成した
ものである。

第２２図・−第２５図に示すスライド弁ＩＥ、］Ｆは交
線４がジグザグ状になるように形成したものであり、全
体として歯すし方向に傾斜している。

以上の実施例では、いずれも端面３、したかって交線４
の傾斜が歯すし方向に一致しているものを示したが、曲
面２の頂部２６か角部２７より吸込口側に位置している
限り、一致させなくてもよい。両者の不一致の結果、吸
込容量の変化に若干の不連続部が生しるのは、−に記幅
田とＷとの関係の場合と同様である。

また、曲面２はスライド弁１（ＩＡ、・・・、１ドも同
様）の軸心に関して対称で゛ある必要はなく、ロータ室
８に対してスライド弁１を偏心させて設けた場合は、頂
部２６は軸心からずれることになる。

以上の説明より明らかなよう（ご、本発明によれば、ス
ライド弁の上部曲面の吸込１）側を、山形の頂部が曲面
の外縁側の角部より吸込口側に位置［るように形成しで
ある。このため、閉込み空間の形成か始まる位置あるい
はその近傍よりラジアルボートか開き、ロータの回転に
つれて閉込み空間か移動してゆく方向にラジアルボート
の開口部は拡大してゆく。この結果、スライド弁の移動
ととも（二、吸込容量をその最大値から連続的にある（
・は適宜そ２１に近い変化で減少させてゆくことかでｂ
る。したかって、圧縮気体として、水素、ヘリウムのよ
うな軽し・気体を用ν・でも、容量制御を開始時より連
続的に滑らかに行うことか可能となる−・ｉの効果を有
し′ζいる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスライド弁式スクリュ圧縮（幾の縦断面
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第：）図、第・
１図は従来のスライド弁の平面図、正面図、第５ａ図・
第５ｒ図は第１図のスクリュ圧縮機の１νに込ｌ　ｌ　
１１１１Ｉ　Ｍｉｌ’４部を示゛Ｌ１、第５ａ図から第
５「図に行（：二したかってロータか回転してゆく状態
を示す説１り団Ｉ　１ｌｌｌｉ面図（たたし、便宜１一
端面１７部分の〕１ノナ／グは省略Ｙる。）、第（’ｒ
ｈ図〜第６１図は第５６１図〜第５１し１の×−Ｘ線断
面（断面円ｆｆ１ｉは第５ａ図にの１外表ボする９、）
の概略展開図、第７ａ図〜第゛７［図は従来のスライド
弁を移動させた時の第６ａ図〜第６ｒ図に対応する概略
展開図、第８図は吸込容量の変化を示すグラフ、第０図
、第１（）Ｍは本発明に係るスライド弁式スクリュ圧縮
機のスライド弁の平面図、正面図、第１１図は本発明に
係るスライド弁式スクリュ圧縮機の縦１０１面図、第］
２ａ図〜第１２ｆ図は本発明に係るスライド弁式スクリ
ュ圧縮機の第６ａ図〜第６ｆ図に対応する概略展開図、
第１３ａ図〜第１３ｃ図はスライド弁の位置とラジアル
ボートの開口状態との関係を示す」−記×−Ｘ線断面部
に対応する）軌路展開図、第１・１図〜第２５図はスラ
イド弁の池の実施例を示す部分平面図９部分圧面図であ
る。 １・・・スライド弁、２・・・曲面、３・・・スライド
弁の端面、５，６・・・スクリュロータ、’？ａ・・・
吸込ケーシング、８・・・ロータ室、１１・・・吸込１
１．１３・ラジアルボート、２６・・・頂部、２°７・
・角部。 特　許　出　願　人　　株式会社神ノｊ製鋼所代　理　
人　弁理士　　野山　葆　はか２名第６ｄ図　第６ｅ図
　第６ｆ図 第７ｄ図　第７ｅ図　第７ｆ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）雌雄ロータ間のび−タ室壁面の一部を形成ｒる断
   面山形でかつ１１１形の各辺か円弧からなる曲面を有す
   るとともに、ロータ軸方向に摺動１＝」イロこ設け＆）
   　Ｊｔ、ロータ室と吸込１］とを開口部面積調節’ｌｌ
   ’ｉｉヒに連進企ぜ′ζ容ｊｊｌ、ＩＩ、ｊ制御するス
   ライド弁を備えたスクリュ圧縮ｉ敗において、スライド
   弁の上記曲面の吸込［）側を、１−記１１１形の１１１
   部か曲面の外縁側の角部１１）１吸込１１側に位置する
   ように形成上かつ、このＩ！１：’ｒ１１を吸込ケーシ
   ング内に突入ｎｆ　ｆｉしに形１＆した、ことを′ｌ征
   徴とするスライド弁式スクリュ）下階ｆｉｌ：箋６