JPS60173382A - スクリユ・ロ−タ - 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】 技術分野 本発明は、スクリュ機械に使用される一対のスクリュ・
ロータにかかるもので、特に同期歯車を用いて、歯形面
が互に接触することなく噛合って回転するドライスクリ
ュ・コンプレッサに用いられるスクリュ・ロータに関す
る。

従来技術 平行な二軸の周りを互に噛合いながら同期して回転する
めず・おすスクリュ・ロータを、内径が前記ロータの外
径にほぼ等しい、それぞれの円形か一部重なった形の断
面空間を有するケーシングに収納して、その両端面をそ
れぞれ端板で閉鎖すると共に、一方の端板には圧縮性流
体の吸込口を、他力の端板に（は、その吐出口をそれぞ
れ穿設したスクリュ・コンプレッサは本出願前公知であ
る。

このタイプのコンプレッサで、圧縮気体に油分が混在し
ていることが好ましくない分野に用いられるものに、無
潤滑式（ドライ）スクリュ・コンプレッサがあって、こ
の型式のものはケーシングとロータ間は常に微小な隙間
が保たｒｔ、−４た、ロータ同志は軸端の同期歯車によ
って、一定の小さな隙間を保ち、接触しないように回転
させる。各部の隙間は内部漏洩による効率の低下を防ぐ
よう口−タ直径の１７１０００程度にする。どの隙間の
大きさは運転状況、特に気体温度によシ大きな影響を受
けるが、さきに述べたように、ケーシング内部ｉｃ、’
Ｌ’４却、潤滑剤を人ね、られないため、稼動中、本体
内部は極度に高温となり、各構成部材は熱膨張により変
形をしている３）普通は、ケーシングの周囲に水ジャケ
ットを設けて、装置本体を冷却しているが、それにして
も、ケーシング内（では潤Ｉけ剤が入らないため少しの
接触でも、かじり、焼付けを生じる危険がある。１だ、
これを避けるために予め各隙間を大きめに施しておけば
圧縮効率の向−ヒを期待することができない。

目　的 そこで本発明のスクリュ・ロータは、上述型式のスクリ
ュ・コンプレッサが定常運転をしている状態にあるとき
膨張変形して正規の歯形曲線を形成するよう加工時にお
いて予め歯形を与えることにより、上記運転時において
、ケーシング、ロータ問およびめす・おすロータ歯形の
間でかじり、焼料は等の故障が生じるおそれがなく、し
かも定常運転時において高い圧縮効率が長期にわたって
得られるコンプレッサを提供しようとするものである。

構　成 本発明スクリュ・ロータは、 ］　平行な二軸の周りを、互に噛合いながら回転する、
めす・おすロータからなるスクリュ・ロータにおいて、
定常運転の状態で熱膨張に基く変形によって正規の歯形
曲線を形成するよう加工時において予め修正した歯形で
成形することを特徴とするスクリュ・ロータ。

２　歯形の修正量は、口〜夕の吸入側から吐出側］に向
け、ケーシング内の温度勾配に関連して増加せしめ、常
温時ではローり外周にテーパが施され、吐出側に近１＼
ｊくに従って、その外径および歯形が小さくなるよう成
形することを特徴とする上記第１項記載のスクリュ・ロ
ータ。

であって、今、その一実施例を図面に沼って説明すると
以下のとおりである。

第１図は、本発明スクリュ・ロータの定常状態運転時に
おける、めす・おすロータ歯形の噛合いを示すもので、
ロータ部材が高温に加熱さ荘でいて熱膨張による変形を
している。このとき、おす・めすロータの歯形曲線を、
理論歯形曲線に対し両ロータの歯形面間に最適の隙間を
形成するよう修正を施した、みかけ上正規の歯形曲線と
なるように成形加工時に、予め歯形修正を施しておく。

第２図は、第１図示の各ロータの歯形曲線を、それぞれ
示すもので、第２（ａ）図は、おすロータ１の歯形曲線
、第２（ｂ）図は同ロータに噛合いながら同期して回転
する、めすロータ？の歯形曲線である。第２（ａ）図中
、実線３で画かれた形は運転状態、熱膨張変形をしてい
るときの歯形、すなわち、正規の歯形曲線を示し、これ
を理論歯形曲線とすれば、これに対する、めすロータの
歯形は、第２（ｂ）図示の一点鎖線４で示した、さきの
理論歯形に噛合う理論歯形曲線から歯形面間の隙間分だ
け修正した、実線５で示すような正規の歯形曲線がめら
れる。なお、理論歯形曲線から歯面間の隙間分を修正し
、正規の歯形曲線をめるには、上述のように、めすロー
タの歯形のみを修正しても良く、また、逆に、おすロー
タ歯形のみ、さらには、めす・おす両ロータを共に修正
しても良い。図中、点線６で示す歯形曲線は、さきの実
線で示した正規の歯形曲線の常温、すなわち、熱膨張変
形の生じていない状態の歯形で、加工時における修正歯
形曲線である。

第２（ａ）図中、実線３で示されたおすロータの歯形曲
線上の任意の点Ｐの座標をＸ、、Ｙ、これに対応する点
線６で示された歯形曲線上の一点Ｐｏの座標をＸｏ　％
　ＹＯ％　ロータを構成する材質の線膨張系数をα、定
常運転状態における温度と常温との温度差をΔノとする
と、加工時（常温）におけ。

る歯形上の点Ｐｏ　（Ｘｏｓ　Ｙｏ）は、Ｘ　Ｙ Ｘｏ＝　（１＋ｄ）、ａｆ　、Ｙｏ＝　（１４（”）、
ｈ２　”””　（１）によってめられる。ロータを構成
する材質、すなわち、この場合では線膨張係数αは、す
てＱこ設計段階で定まっているから、かくして△χを実
測してその数値を力えることによって正規の歯形に対す
る加工時の歯形曲線、すなわち、点線（５によつで示さ
れた歯形曲線をめることができる。この歯形曲線に基い
て、加工時に予め修正を施ず１゜第２（ｂ）図（（おけ
る、めずロータ？の歯形曲線Ｑて対しても全く同様に処
理することができる。

まだ、この型のねじロータは両ロータの噛合いとケーシ
ング内壁とによって形成される作用室が流体の吐出口側
に進むに従って容積を縮小する結果、そこで断熱圧縮さ
れる流体の温度が高くなってスクリュ・ロータを加熱す
るので、発熱部分は特定されるが、そのロータは高速で
回転していること、ロータおよびケーゾングを構成する
拐′Ｐ−↓は概して熱伝導率の高いものが使用されてい
ることおよびロータはケーシングＱて収容されでいて、
その熱容量は比較的に犬とみら扛ることからして、スク
リュ・ロータが定常運転をしているときには近似的に、
ロータは全周面から均等Ｋ　７Ｊｌ］熱されていると解
することができる。そして、流体の圧縮による加熱は吐
出側において特に著しいから、ロータには回転軸方向に
おいて吐出側から吸入側に向って、はぼ一定の温度勾配
を有すると仮定しても、実際の場合と甚だしく異なるこ
とは無いと考えられる。

第３図は、ロータの側面図で、実線で画いた形が定常運
転時におけるロータ外径であり、熱膨張変形をしている
状態でロータの回転軸長手方向全体にわたって正規の歯
形曲線を形成しているものである。その際、ロータの吐
出側Ｈから吸入側りへ向って回転軸艮手方向に一定の割
合で温度勾配を翁するとすると、ロータか常温に戻った
状態、すなわち加工時におけるロータの外形は点線で示
すとおりの、吐出側に向ってテーパが与えられたものと
なる。勿論、歯形曲線それ自体も前述のとおり熱収縮し
たものとなる。したがって、ロータのｌｌ形曲線切削加
工の場合には予め吐出側ＨＶ？ｃ近伺く近刊って順次、
歯形の修正量を大きくし比較的小径かつ小形歯形に成形
する。その程度または数値は、前記の式（１）によって
導き出すことができる。゛もっとも、Δスが予め解って
いることを要するが、それはスクリュ・ロータによる圧
縮比の大１．１−Ｐこ関連する。

効　果 本発明スクリュ・ロータによるときＶＣは、運転状態（
τおいて高温度に加熱さルたときに熱膨張して正規の歯
形を形成するように、予め修正加工成形しであるので、
定常運転時に歯形の持つ最高の効率を維持して長期にわ
たって運転することができる上に、歯形のかじり、焼付
き等の事故を防出することができるものとなる１、

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明スクリュ・ロータの定常運転時におけ
るめす・おすロータ歯形の噛合状態を示す図、第２（ａ
）図は、そのおすロータ歯形および常温または加工の際
の歯形曲線、第２（ｂ）図は、めすロータの第２（ａ）
図示同様の図、第３図は本発明ロータの定常運転時およ
び常温ないし加工の際の歯形曲線の側面略図を示す。 ■・・おすロータ、？・・めすロータ、Ｌ・・・吸気側
、■］・吐出側。 代理人　弁理士　永　１）浩　− 第１図 名１２　図　とｂ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　平行な二軸の周りを、互に噛合いながら回転する、
   めす・おずロータからなるスクリュ・ロータにおいて、
   定常運転の状態で熱膨張に基く変形により、正規の歯形
   曲線を形成するよう加工時において予め修正した歯形で
   成形することを特徴とするスクリュ・ロータ。 ２、　歯形修正量は、ロータの吸込１７ｔｌｌから吐出
   側に向け、ケーシング内の温度勾配に関連して増加せし
   め、常温時ではロータ外周にテーバが施され、吐出側に
   近刊くに従つで、その外径および歯形が小さくなるよう
   成形することを特徴とする特許請求の範［）１］第１項
   Ｒ己載のスクリュ・ロータ。