JPS6220687A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷暖房装置、冷凍（幾等に用いられるスクリ
ュ圧縮機に関するものである。

（従来の技術）・ スクリュ圧縮機は、第５図に示すように、吸込ポート１
と吐出ポート２を有するケーシング３内に収納した互い
に回転可能に噛谷する雌雄一対のスクリュロータ４．５
の複数の歯溝６と前記ケーシング３が形成する空間に、
前記吸込ポート１よリガスを吸込み、圧縮して前記吐出
ポート２より吐出するものである。この吐出ポート２は
、第６図及び第７図に示すように、雌雄一対のスクリュ
ロータ４，５の端面に、すなわち、軸方向に開口するア
キシャル吐出ポート７と、このアキシャル吐出ポート７
に連続して半径方向に開口するラジアル吐出ポート８と
からなっている。このラジアル吐出ポート８は、雌スク
リュロータ、４及び雄スクリエロータ５の互いに交差す
る歯先とケーシング３の間に形成され、隣接する閉込み
空間との境界となる略■字形のチップシールライン９に
合致した形状に開口する。

そして、例えば第７図中温点で埋められた部分の閉込み
空間１０が吸込側より移動し、そのチップシールライン
９がラジアル吐出ポート８の縁を越えると、チップシー
ルライン９とラジアル吐出ポート８の縁、及びスクリュ
ロータ４，５の端面と７キシヤル吐出ポート７の緑がそ
れぞれ形成する帯状の吐出口が開口し、圧縮がスが吐出
するようになっている。この吐出口の開口面積は、ロー
タが回転するにつれて増大し、閉込み空間１０の他方の
チップシールライン９がラジアル吐出ポート８の緑を越
える直前において最大となり、その後減少する。

このように、吐出開始時においては、吐出ポート２の開
口面積が小さく、流動抵抗が生じて吐出がスムーズに行
なわれないため、吐出中であってもガスが圧縮される状
態となっていわゆる過圧縮が行なわれることになる。

この過圧縮について、さらに第８図に基づいて説明する
。第８図は、横軸の右側より吸込ガスの閉込み完了時点
をＯｏとするロータの回転角度φをとり、縦軸に閉込み
空間の圧、力Ｐ１行程体積Ｖ及び吐出ポート面積Ｓをと
っである６ 吐出前後における圧力Ｐは、理想的には図中点線で示す
ように変化するはずである。すなわち、ロータの回転に
よって行程体積■が減少しで圧縮が行なわれ、圧力Ｐは
吸込圧力Ｐｓ上り次第に上昇する。そして、圧力Ｐが吐
出側の圧力（吐出圧力）Ｐｄに達すると（図中Ａ点）、
吐出ポートが開口して圧縮されたガスが送り出される。

しかし、吐出ポート面積Ｓは、図に示すように、ロータ
の回転に応じて徐々に変化し、特に吐出開始時の吐出ポ
ート面積Ｓは小さいため、吐出ポート面積Ｓの増加が吐
出行程に追従しきれず、吐出が十分行なわれないまま圧
縮が引き続き行なわれ、図中Ｂ゛部分示すように、吐出
圧力Ｐｄ以上に圧縮されて過圧縮状態となる。そして、
ロータがさらに回転して吐出ポート面積Ｓが大きくなり
、吐出ガス量に追従するようになると通常の吐出行程に
戻る。

本発明者が行った計算結果によれば、例えば、圧力１　
ａｔａから３ａｔａまで圧縮するスクリュ圧縮機にあっ
ては、３．２〜３．３　ａｔａ程度の過圧縮が生じる。

そして、この過圧縮現象は、大容量で、かつ、小歯数（
歯数３の雄スクリュロータと歯数４の雌スクリュロータ
の組み合わせ、又は歯数２の雄スクリュロータと歯数３
の雌スクリュロータの組み合わせからなるスクリュ圧縮
機等）のスクリュ圧縮機において顕著に現出する。

（発明が解決しようとする問題点） このような過圧縮現象により、スクリュ圧Ｉａ磯は過度
の動力を要求され、負荷が増大して動力損失となるうえ
、脈動が発生して振動の原因となる等の問題が生じてい
る。

そこで、第８図中２点鎖線で示すように、吐出ポートを
拡大して、吐出ポートの開口時機をロータ回転角φ１の
位置からφ１゛の位置に早め、Ａ点での吐出ポート面積
を大きくすることが考えられる。しかし、吐出ポートを
拡大する方法では吐出ポート面積の微調整が困難であり
、吐出圧力Ｐｄに達する以前に吐出ポートが開口するの
で、吐出側のガスが逆流して、図中ハツチングで示す部
分だけ仕事が増加し、体積効率が低下することになる。

本発明は、斯る問題点に鑑みてなされたもので、過圧縮
の抑制が可能で、動力損失及び振動の少ないスクリュ圧
縮機を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本発明は、吸込ポートと吐
出ポートを有するケーシング内に収納した互いに回転可
能に噛合する雌雄一対のスクリュロータの歯溝とケーシ
ングが形成する閉込み空間に、吸込ポートよりガスを吸
込んで圧縮して吐出ポートより吐出するスクリエ圧縮磯
において、前記吐出ポート近傍のケーシングに前記閉込
み空間のうち吐出直前の閉込み空間と前記吐出ポートと
を連通する通路を設けて、その通路面積が吐出開始に至
るまでに徐々に拡大するように形成したものである。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図において、１及び２はケーシング３に設けた吸込
ポート及び吐出ポートであり、吐出ポート２はアキシャ
ル吐出ポート７及びラジアル吐出ポート８よりなる。４
，５は前記ケーシング３に設けたロータ室１１に収納し
た雌雄一対の又フリユロータであり、ラジアル軸受１２
及びスラスト軸受１３により袖丈し、かつ、メカニカル
シール１４により軸封して従来周知のスクリュ圧縮機を
構成している。前記ラジアル吐出ポート８の近傍のケー
シング３には、小孔１５．１５ａが設けられている。こ
れらの小孔１５．１５ａは、第２図に示すように、小孔
１５がラジアル吐出ポート８の縁に沿って３個、小孔１
５ａが小孔１５より吸込側に適宜距離隔てて１個設けら
れ、吐出ポート２とロータ室１１とを連通するようにな
っている。そして、吐出直前の閉込み空間１０（第１図
及び第２図中、濁点で埋められた部分）が、まず１個の
小孔１５ａを介して吐出ポート２と連通し、続いて３個
の小孔１５を介して吐出ポート２と連通するよう形成さ
れ、吐出直前の閉込み空間１０が吐出ポート２と連通す
る小孔の断面積は、吐出開始に至るまで徐々に増加する
ようになっている。

以上のように、吐出直前の閉込み空間１０と吐出ポート
２を連通する小孔１５．１５ａを設けた結果、第３図に
示すように吐出ポート２−は吐出開始点Ａすなわちロー
タ回転角がφ１の位置より前のφ２の位置において小孔
１５，１５ａを介して開口することになる。

このとき、閉込み空間１０内の圧力はまだ吐出圧力Ｐｄ
に達していないため、吐出側より吐出がスが逆流しよう
とするが、小孔１５．Ｉ　Ｓａの断面積は僅かであり、
流動抵抗が生じるので、第８図に２点鎖線で示したよう
に瞬時に圧力Ｐｄまで上昇することはなく、第３図中２
点鎖線で示す従来の圧力曲線に比べて、ロータ回忙角φ
２がらφ、までの開においてやや急峻な圧力勾配で変化
する。

そして、吐出開始時にはこれらの小孔１５，１５ａの断
面積分だけ既に開口していることになり、従来のように
吐出開始時の吐出ポート面積Ｓが小さいために生ずる過
圧縮が減少する。

従って、閉込み空間１０内の圧力Ｐは、小孔１５ａが開
口し初めてから急激に圧力勾配が変化するが、過圧縮の
ピークＢは２．克Ｍ！／ａで示す従来の過圧縮のピーク
Ｂ゛に比べて減少することになる。

第４図は、本発明の第２大施例を示し、前記第１実施例
の小孔１５．１’５ａの代わりに■溝１６゜１６ａを設
けたものである。すなわち、この■溝１６．１６ａは、
ロータ室１１の内面にそれぞれ異なる長さに設けたもの
で、吐出直前の閉込み空間１０によりラジアル吐出ポー
ト８の緑に向かって断面積が拡大するように形ｒ＆され
ている。従って、吐出直前の閉込み空間１０と吐出ポー
ト２が連通する通路面積は、吐出開始に至るまで徐々に
拡大するようになっており、前記第１実施例と同一の作
用効果を奏する。

なお、この第２実施例における■溝の代わりに凹溝とし
て、その深さ又は幅が徐々に拡大するように形成しても
よい。

さらに、前記第１実施例における小孔１５．１５ａをね
し孔とし、該ねじ孔に第２８図、第２ｂ図に示す如外盲
プラグや絞りプラグを着脱可能に取り付けて、開口面積
を調整可能としてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、吐出
ポート近傍のケーシングに、吐出直前の閉込み空間と吐
出ポートを連通する通路を設けて、その通路面積が吐出
開始に至るまで徐々に拡大するように形成してあり、吐
出開始時における吐出ポート面積が増大して吐出がスム
ーズに行なわれるため、過圧縮が押さえられ、動力損失
が低下する。さらに、過圧縮に起因する脈動の振幅が減
少し、スクリュ圧縮機の振動を押さえることが可能とな
る等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクリュ圧縮機の断面図、第２図
はそのラジアル吐出ポートより見たスクリュロータの斜
視図、第２ａ図、第２ｂ図は１５１図における小孔１５
＝１５ａに取り付ける、それぞれ、盲プラグ、絞りプラ
グを示す断面図、第３図は本発明に係るスクリュ圧ｍｔ
ｍのロータ回転角と圧力。 行程体積、吐出ポート面積の関係を示す図、第４図は本
発明の他の実施例であるスクリュ圧縮機のスクリュロー
タの斜視図、第５図は従来のスクリエ圧縮機を模式的に
示す断面図、第６図は第５図の１−１線断面図、第７図
は第５図の■−■線断面図、第８図は従来のスクリュ圧
縮機のロータ回転角と圧力１行程体積、吐出ポート面積
を示す図である。 １・・・吸込ポート、２・・・吐出ポート、３・・・ケ
ーシング、４・・・雌スクリュロータ、５・・・雄スク
リュロータ、１０・・・吐出直前の閉込み空間、１５．
１５ａ・・・小孔、１６，１６ａ・・・■溝。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　弁理士　　青白　葆　はが２名１１１２ａ図　　　　
　　　　　第２ｇ１１ｇ３図 １１４Ｗ！Ｊ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込ポートと吐出ポートを有するケーシング内に
   収納した互いに回転可能に噛合する雌雄一対のスクリュ
   ロータの歯溝とケーシングが形成する閉込み空間に、吸
   込ポートよりガスを吸込んで圧縮して吐出ポートより吐
   出するスクリュ圧縮機において、前記吐出ポート近傍の
   ケーシングに前記閉込み空間のうち吐出直前の閉込み空
   間と前記吐出ポートとを連通する通路を設けて、その通
   路面積が吐出開始に至るまでに徐々に拡大するように形
   成したことを特徴とするスクリュ圧縮機。