JP2002310083A - Uniaxial flow type fluid machine - Google Patents
Uniaxial flow type fluid machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はケーシング内に装着
するロータの溝部に放射状にブレードを構成し、高圧縮
比を保つ一軸軸流型流体機械に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a uniaxial axial flow type fluid machine in which blades are radially formed in a groove portion of a rotor mounted in a casing to maintain a high compression ratio.
【０００２】[0002]
【従来の技術】無給油の圧縮部によって高真空を発生さ
せる構成は、従来は一条ねじで、左右同形、一対のロー
タによる軸流としたスクリュー流体機械が一般的で真空
ポンプとしての構成は、ロータの始端ねじ噛合せ部の一
回転を排気速度とし、圧縮機構のないねじリード部を複
数にし、このねじリード部の長さを立方体容器とした分
子間の気体分子運動と、終端ねじ噛合せ部で流体を圧縮
することによって気体密度を大として真空ポンプを構成
していた。又圧縮機としての構成では、吸入側、始端ね
じ噛合せ部の一回転が押しのけ量となり、中間のねじリ
ード部は移送のみで圧縮せず、吐出側、終端ねじ噛合せ
部で初めて圧縮され加圧された流体が吐出される構成に
なっている。この従来技術は真空ポンプとしては１ｐａ
〜０．５ｐａの真空領域で高真空初期から中真空に用い
られている。圧縮機としては吐出圧力は２ｋｇｆ／ｃｍ
２Ｇ迄の使用範囲である。2. Description of the Related Art Conventionally, a structure in which a high vacuum is generated by a non-lubricating compression section is a screw fluid machine in which a single thread, a left and right same shape, and an axial flow by a pair of rotors are generally used. One rotation of the screw thread at the beginning of the rotor is used as the pumping speed, multiple screw leads without a compression mechanism are used, and the length of this screw lead is a cubic container. A vacuum pump was configured to increase the gas density by compressing the fluid in the section. In a compressor configuration, one rotation of the screw engagement portion on the suction side and the start end becomes the displacement, and the intermediate screw lead is not compressed only by transfer, but is compressed for the first time on the discharge side and the end screw engagement portion. The pressurized fluid is discharged. This prior art uses 1 pa as a vacuum pump.
It is used in a vacuum region of 0.5 pa from a high vacuum initial stage to a medium vacuum stage. The discharge pressure is 2kgf / cm for a compressor
The range of use is up to 2G.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術に示した一
条ねじで、左、右同形で一対のロータによるスクリュー
流体機械を真空ポンプとしての構成では、ロータのねじ
リード数を４〜６に設定し、始端ねじ噛合せ部の一回転
で排気速度を保持できるが、１ｐａ〜０．５ｐａの真空
を確保するためには、複数にしたねじリード部の全長容
積で立方体の容器として気体分子運動ができるよう構成
し、更に終端ねじ部の圧縮作用で前記真空度を保ってい
るのが現状で、従ってこのねじリード部はロータ外径と
ケーシング内周とのすきまを最少にし、更に左、右のロ
ータ噛合せ部のクインビー曲線嵌合もすきまを最少に保
たねばならない。すなわちロータ外周や左、右ロータ噛
合せ部から流体が吸入側へ逆流しないようにしなければ
１ｐａ〜０．５ｐａの真空に対応する、ねじリード部に
よる立方体容器を構成し得ない。With a single-threaded screw shown in the prior art, a screw fluid machine comprising a pair of rotors of the same shape on the left and right sides as a vacuum pump, the number of screw leads of the rotor is set to 4 to 6. Then, the exhaust speed can be maintained by one rotation of the start screw engagement portion, but in order to secure a vacuum of 1 pa to 0.5 pa, the gas molecule motion as a cubic container with the total length of the plurality of screw leads is required. At present, the degree of vacuum is maintained by the compressing action of the terminal screw part.Therefore, this screw lead part minimizes the clearance between the outer diameter of the rotor and the inner periphery of the casing. The Quinby curve fitting of the rotor meshing section must also keep the clearance to a minimum. That is, unless the fluid is prevented from flowing backward to the suction side from the outer periphery of the rotor or from the left and right rotor meshing portions, a cubic container with a screw lead portion corresponding to a vacuum of 1 pa to 0.5 pa cannot be formed.
【０００４】この立方体容器を構成するためには、ロー
タ、ケーシング、サイドカバー、タイミングギヤー等の
加工精度を高い精度の公差にしてすきまの管理が必要で
ある。今、排気速度１００ｍ３／ｈの半導体生産用のス
クリュー真空ポンプを例にとってすきま、公差をみれ
ば、ロータのクインビ曲線嵌合部で７／１００〜１０／
１００ｍｍすきま、ロータ間寸法公差は０〜０．０３５
ｍｍ、更にタイミングギヤーはバックラッシュ０にして
構成せねば必要とする真空度を達成することはできな
い。又、気体分子の密度が大となり、高い真空を発生さ
せる圧縮作用は、終端ねじ噛合せ部のみに構成されてい
るので、終端部近辺が、過大な圧縮比となって急激な吐
出温度の上昇となる。この上昇した温度をもった流体は
ロータ外径やロータ、クインビ曲線嵌合部のすきまから
吸入側全域に逆流し、吸入流体の温度が上昇して再圧縮
に入る悪循環による膨脹で、前記スキマを可能な限り大
とせざるを得ない欠点を持っている。この為１ｐａ−
０．５ｐａの真空を確保するのが生産技術の限界であ
り、その為に各部すきまを最適の寸法に加工するのと、
部品数に過大なコストを必要としている。[0004] In order to construct this cubic container, it is necessary to control the clearance with a high-accuracy tolerance in machining the rotor, casing, side cover, timing gear, and the like. Now, taking as an example a screw vacuum pump for semiconductor production with an evacuation speed of 100 m 3 / h, considering the tolerances, 7/100 to 10 /
100mm clearance, dimensional tolerance between rotors is 0 to 0.035
mm, and the timing gear cannot be attained the required degree of vacuum unless it is configured with zero backlash. In addition, since the density of gas molecules becomes large and the compression action to generate a high vacuum is performed only at the end screw engagement portion, the vicinity of the end portion has an excessive compression ratio and a sharp rise in discharge temperature. Becomes The fluid having the increased temperature flows backward from the outer diameter of the rotor, the gap between the rotor and the Quinbe curve fitting portion, and returns to the entire suction side. It has the disadvantage that it must be as large as possible. Therefore 1pa-
It is the limit of the production technology to secure a vacuum of 0.5 pa. Therefore, it is necessary to process each clearance to the optimum size.
Excessive cost is required for the number of parts.
【０００５】以上の如く従来の一条ねじ左、右同形一対
のロータで構成するスクリュー流体機械は、一対で構成
する故、組立精度は高精度を必要する上に、部品個々も
嵌合部は高い公差を必然的に求められ、高コストの製品
になる。本発明はこの欠点をすべて補うことを目的に一
軸とした、軸流流体機械に構成することで、機能を従来
型と同一か、若しくは上位とすると共に製品コストを半
減することを課題とした。As described above, a conventional screw fluid machine comprising a pair of left and right rotors of the same single thread form a pair of rotors, and therefore requires a high degree of assembling accuracy and a high fitting portion for each component. Inevitably requires tolerances, resulting in high cost products. An object of the present invention is to provide an axial flow fluid machine with a single shaft for the purpose of compensating for all of the above drawbacks, to make the functions the same as or higher than those of the conventional type, and to reduce the product cost by half.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題に
鑑みなされたもので、ロータを左、右一対とせず、ロー
タを一つの一軸構成とすると共に、軸流による流体移送
をして且、流体圧縮は吸入から吐出迄、均等に圧縮する
構成を採用し、部品個々及び構造は高精度の加工を極力
少なくするようにすると共に低コストを重視した構成に
した。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a structure in which a rotor is not one paired left and right, but has a single shaft configuration, and performs fluid transfer by axial flow. For the fluid compression, a structure is adopted in which compression is performed uniformly from suction to discharge, and individual components and structures are designed to minimize high-precision processing and to emphasize low cost.
【０００７】[0007]
【作用】課題を解決するための手段に示したように、本
発明は従来型のようなロータを二軸左、右一対型とせ
ず、ロータ一つの一軸に構成し、更に吸入流体は軸流と
なる機構とすると共にロータ溝に設けた多数の放射状小
羽根によって、小羽根間の空間と、ケーシング、及びロ
ータとの空間に入った吸入流体は、ロータの回転にて繰
り返し運動エネルギーが与えられ、渦流となって加圧さ
れてケーシング、ロータとの空間流路で圧力を上昇させ
る。ロータはスクリュー型とした時は複数リードとし、
リード数としては６〜８とすることによって、真空度１
ｐａ−０．５ｐａを確保する構成とするが、ロータがス
トレート溝とした時も段数を６〜８にすることで、スク
リュー型とした時と同じ真空度を確保することができ
る。圧縮機として機能する場合は２ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの
吐出圧力として使用できる性能をもっている。As shown in the means for solving the problems, the present invention does not use a conventional type of rotor having a pair of left and right shafts but a single rotor. With a large number of radial small blades provided in the rotor groove, the suction fluid entering the space between the small blades, the casing, and the space with the rotor is repeatedly given kinetic energy by rotation of the rotor. The pressure is increased in the form of a vortex to increase the pressure in the space flow path between the casing and the rotor. When the rotor is a screw type, it has multiple leads,
By setting the number of leads to 6 to 8, the degree of vacuum is 1
Although the configuration is such that pa-0.5 pa is ensured, even when the rotor is a straight groove, by setting the number of stages to 6 to 8, the same degree of vacuum as when using a screw type can be secured. When it functions as a compressor, it has a performance that can be used as a discharge pressure of 2 kgf / cm 2 G.
【０００８】[0008]
【実施例】図１〜図７の参照による実施例で構成を説明
する。参照例は角ねじ形状のスクリューロータによる一
軸、軸流型流体機械を構成したもので、真空ポンプの構
成例として説明する。図１は本発明構造の一軸、軸流型
流体機械でスクリュー角ねじ歯形のねじリード溝を持つ
ロータと該、溝に小羽根を放射状に空間を保って連続し
て設け、ロータの回転で小羽根から並列にした次の小羽
根へ繰返し運動エネルギーが渦流として与えられ、右端
吸入口から左端吐出口まで連続して無段階で必要圧縮比
まで圧縮する構成の縦断面、組立構造を示す。図２は図
１のＡ、Ａ′断面を示し放射状の小羽根の装着と渦流圧
縮状態を示す。図３、図４は小羽根が構成する渦流圧縮
の拡大図である。図１〜図４に於いて１ケーシング、２
スクリュー角ねじ歯形ロータ、２Ａロータスパイラル
面、３は放射状の小羽根を設ける流体空間、４バランス
ウエイト、５小羽根、６吐出側サイドカバー、７吸入側
サイドカバー、８小羽根取付ボルト、９小羽根空間、１
０Ａケーシング渦流空間、１０Ｂロータ面渦流空間で
“０”に近いすきまで設ける。１１流体移動流路を示
す。１２は吸入口、１３は吐出口で、１７はモータであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration will be described with reference to FIGS. The reference example is a one-axis, axial-flow type fluid machine constituted by a square screw-shaped screw rotor, and will be described as a configuration example of a vacuum pump. FIG. 1 shows a single-shaft, axial-flow type fluid machine of the structure of the present invention, a rotor having a screw lead groove of a screw square screw tooth shape, and small blades are continuously provided in the groove while keeping a space radially. This figure shows a vertical cross-section and an assembly structure of a configuration in which kinetic energy is repeatedly applied as a vortex from the blade to the next small blade arranged in parallel and continuously compressed from the right end suction port to the left end discharge port to a required compression ratio in a stepless manner. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the lines A and A 'of FIG. 3 and 4 are enlarged views of eddy current compression constituted by the small blades. In FIGS. 1-4, 1 casing, 2
Screw square screw toothed rotor, 2A rotor spiral surface, 3 is a fluid space in which radial small blades are provided, 4 balance weights, 5 small blades, 6 discharge side cover, 7 suction side cover, 8 small blade mounting bolt, 9 small Wing space, 1
The vortex space of the 0A casing and the vortex space of the 10B rotor surface are provided up to a clearance close to “0”. 11 shows an eleventh fluid transfer channel. 12 is a suction port, 13 is a discharge port, and 17 is a motor.
【０００９】次に図１のスクリュー角ねじ歯形をもつロ
ータによる一軸軸流型流体機械の回転作動を説明する。
１７、モータにより２、ロータは右回転すれば２Ａ、ロ
ータスパイラル面はねじ機構により１２、吸入側より、
１３、吐出口側へ１、ケーシング内面を回転移動する。
従って３、放射状の小羽根を設けた流体空間もこれに従
動し、吸入側から吐出側へ移動する。この回転によって
１２、吸入口より吸入した流体は、３、放射状の小羽根
を設けた流体空間に連通するが、３の該、空間には１０
Ａ、ケーシング面渦流空間と１０Ｂ、ロータ渦流空間と
を設けた５小羽根に吸入した流体を最も有効に、繰返し
運動エネルギーを与えられるように９、小羽根空間をラ
ジアル方向、放射状に構成してあるので、１０Ａ、１０
Ｂ、９の渦流流路で回転方向に向かって順次、連続に圧
力上昇してゆく。３、放射状の小羽根を設けた流体空間
には２Ｂ円弧の肉付けをしてあるので渦流はスムーズに
発生する。更に図４に示す如く、渦流の運動エネルギー
の発生は２、ロータと直角にＦ２の力が発生するが、５
小羽根は２Ａロータスパイラル面角度と直角に装着して
いるので、Ｆ２の発生した運動エネルギーはＦ１方向に
作用することになり３の放射状の小羽根はすべてこのＦ
１作用を行うことによって、単なる渦流エネルギーのみ
でなく、吸入側から吐出側へ吸入流体を加速移動させる
エネルギーも付加される。その上１０Ａ、ケーシング面
渦流空間はステータ渦流流路であるが、微少の１０Ｂ、
ロータ渦流空間は、５、小羽根と同じ周速で回転する回
転渦流流路になっているので、昇圧を加速すると共に流
体の吸入側への逆流を防止する役目も持っている。Next, the rotation operation of the uniaxial axial flow type fluid machine by the rotor having the screw square screw tooth profile of FIG. 1 will be described.
17, 2 by the motor, 2A when the rotor rotates clockwise, 12 by the screw mechanism on the rotor spiral surface, from the suction side,
13. Rotate the inner surface of the casing toward the discharge port side.
Accordingly, the fluid space provided with the radial small blades is also driven to move from the suction side to the discharge side. Due to this rotation, the fluid sucked from the suction port 12 communicates with the fluid space 3 provided with the radial small blades.
A, the small blade space is formed radially and radially so that the fluid sucked into the five small blades provided with the casing surface vortex space and 10B and the rotor vortex space can be given the most effective and repetitive kinetic energy. 10A, 10
The pressure increases sequentially and continuously in the rotation direction in the vortex flow paths B and 9. 3. Since the fluid space having the radial small blades is filled with a 2B arc, a vortex is generated smoothly. Further, as shown in FIG. 4, the generation of the kinetic energy of the vortex flow 2, the force of the rotor and at right angles F 2 is generated, 5
Since the small wings are attached at right angles and 2A rotor spiral surface angle, all generated kinetic energy of F 2 is a radial small feathers 3 will be acting on F 1 direction the F
By performing one operation, not only mere vortex energy but also energy for accelerating and moving the suction fluid from the suction side to the discharge side is added. In addition, 10A, the casing surface vortex space is a stator vortex flow path,
Since the rotor vortex space is a rotary vortex flow path that rotates at the same peripheral speed as the small blades, the rotor vortex space also has the role of accelerating the pressurization and preventing the fluid from flowing back to the suction side.
【００１０】３、放射状の小羽根を設けた流体空間は６
リードのねじリードにより１２、吸入口と１３、吐出口
に通じているが、この間はすべて５小羽根で渦流加圧し
て、吐出側で高圧縮になる構成にしていると共に、渦流
を発生させる５小羽根トップの周速を最も効率のよい速
度に保持するため、２Ａロータスパイラル面外径を大き
くしたり、又、ロータ回転数を増速したりする技術検討
が必要となる。この状況を保持するためロータ回転数は
７０００〜９０００ｒ．ｐ．ｍが好ましく、その為ロー
タはギヤー増速したり、インバータによりモータを増速
したりして対応する。又、例示したロータはスクリュー
角ねじ歯形をもったものを示しているが、歯形は、その
他、台形、矩形、アルキメデス形、三角形等すべての歯
形に適用できるものである。3. The fluid space provided with radial small blades is 6
The lead screw leads lead to 12, suction port and 13, and discharge port. During this time, the vortex is pressurized by 5 small blades to achieve high compression on the discharge side and the vortex is generated. In order to maintain the peripheral speed of the small blade top at the most efficient speed, it is necessary to study the technology of increasing the outer diameter of the 2A rotor spiral surface and increasing the rotor speed. In order to maintain this situation, the number of rotations of the rotor is 7000 to 9000 r.p.m. p. m is preferable, so that the rotor responds by increasing the gear speed or increasing the speed of the motor by an inverter. Also, the illustrated rotor has a screw square screw tooth profile, but the tooth profile can be applied to all other tooth shapes such as trapezoidal, rectangular, Archimedes, and triangular.
【００１１】次に本発明の一軸スクリューロータは高速
回転が必要条件になっている。１条ねじロータの場合、
ＪＩＳＢ０９０５、Ｇ２．５以上のロータバランスにせ
ねば回転は不可能である。１条ねじの動バランスはねじ
両端、図５の２Ｃにアンバランス質量が残り、これが起
振力の原因である。即ち、ねじ端に残るアンバランス質
量をｍ、半径をｒ、回転数をＮとすれば、遠心力Ｆは ロータ長さをＬとすれば、ねじ両端に発生する偶力Ｍは にすればＦ及びＭは共に“０”となり遠心力及び偶力は
発生しなくなる。このことからアンバランス質量をどの
ように少なくするかが課題である。現在は図５の２Ｃの
側面に空洞を設けるか、その空洞のスペースが不足する
場合、更に２Ａロータスパイラル面に孔をあけて、アン
バランスの補促をしているが、Ｇ２．５以上のロータバ
ランスにするには加工がむつかしく苦慮していることが
多い。本発明ではＧ２．５以上、極めて少ないアンバラ
ンス質量にする為と、流体の軸方向ケーシング内周から
の洩れを防ぐ効果を付加して次の如くした。Next, the single screw rotor of the present invention is required to rotate at high speed. For a single-thread screw rotor,
Unless the rotor balance is JIS B0905, G2.5 or more, rotation is impossible. In the dynamic balance of the single thread, unbalanced mass remains at both ends of the screw, 2C in FIG. 5, and this is the cause of the vibrating force. That is, if the unbalanced mass remaining at the screw end is m, the radius is r, and the number of revolutions is N, the centrifugal force F is Assuming that the rotor length is L, the couple M generated at both ends of the screw is In this case, both F and M become "0", and no centrifugal force and couple are generated. From this, how to reduce the unbalance mass is an issue. At present, a cavity is provided on the side surface of 2C in FIG. 5, or when the space of the cavity is insufficient, a hole is further formed in the 2A rotor spiral surface to promote imbalance. Processing is often difficult and difficult to achieve rotor balance. In the present invention, the effect of preventing the fluid from leaking from the inner periphery of the casing in the axial direction is added as follows in order to make the unbalanced mass of G2.5 or more and extremely small.
【００１２】２、ロータの２Ａロータスパイラル面の両
端ねじ山部、すなわち重い部分の外側に円盤状の４、バ
ランスウェイトを４Ｃボルトにて装着し、２、ロータの
両端２Ｃになるこの重い部分に相当するバランスウェイ
トに４Ａの空洞を設けると共に、４Ａの空洞は１８０°
位相位置の円盤重量に相対する動バランスに釣合った空
洞の大きさとする。以上のようにＧ２．５以上のより精
密な動バランスもとれるようになり、ロータ回転は回転
数７０００〜９０００ｒ．ｐ．ｍの高速回転が可能とな
った。2. At the end of the 2A rotor spiral surface of the rotor, a disk-shaped 4, balance weight is attached to the threaded portion at both ends of the rotor spiral surface, that is, outside the heavy portion with 4C bolts. The corresponding balance weight is provided with a 4A cavity and the 4A cavity is 180 °
The size of the cavity should be balanced with the dynamic balance relative to the disk weight at the phase position. As described above, a more precise dynamic balance of G2.5 or more can be obtained, and the rotation speed of the rotor is 7000 to 9000 r.p.m. p. m high-speed rotation is now possible.
【００１３】次に図８〜図１１の参照の実施例で構成を
説明する。参照例は角形断面をもつ円筒溝を並列に７溝
構成した一軸軸流型流体機械で真空ポンプとしての構成
例を説明する。図８は請求項３に示す発明構造の一軸軸
流型流体機械で角形断面の円筒溝に、小羽根を放射状に
小羽根間に空間を保って設け、各段のケーシング流路の
１ケ所に空間流路のない仕切部を設け、その両端、回転
方向の前側を吐出口、後側を吸入口で前段の吐出口と後
段の吸入口の周方向の位置を一致させ、両段を連絡流路
で連結した多段構造に設け、ロータの回転でロータ流体
空間の小羽根から並列した次の小羽根へ、繰返し運動エ
ネルギーが渦流として与えられ、連続して多段階で必要
圧縮比迄圧縮する構成の縦断面、組立構造を示す。図９
は図８のＡＡ′断面を示し放射状の小羽根の装着と渦流
圧縮状態を示す。図１０は小羽根の１体化２つ割の装着
方法を示す。図１１は小羽根が構成する渦流圧縮の拡大
図である。図８〜図１１に於いて１ケーシング、２角形
断面ロータ、２Ａロータ円盤部、３は放射状の小羽根を
設ける流体空間、５、５Ａ小羽根、６吐出側サイドカバ
ー、７吸入側サイドカバー、９小羽根空間、１０Ａケー
シング渦流空間、１０Ｂロータ面渦流空間で″０″に近
いすきまで設ける。１１流体移動流路を示す。１２は吸
入口、１３は吐出口で、１７はモータ、１８連絡流路で
ある。１９は仕切部を示す。Next, the structure of the embodiment will be described with reference to FIGS. In the reference example, a configuration example as a vacuum pump in a uniaxial axial flow type fluid machine in which seven cylindrical grooves having a rectangular cross section are configured in parallel will be described. FIG. 8 shows a uniaxial axial flow type fluid machine having a structure according to the third aspect of the present invention, in which a small blade is radially provided in a cylindrical groove having a square cross section while maintaining a space between the small blades. A partition with no space flow path is provided, and both ends, the front side in the rotational direction is the discharge port, the rear side is the suction port, the circumferential position of the front discharge port and the rear suction port are matched, and the two stages communicate with each other. In a multistage structure connected by a path, the kinetic energy is repeatedly applied as vortices from the small blades in the rotor fluid space to the next small blade in parallel with the rotation of the rotor, and compressed continuously to the required compression ratio in multiple stages. 1 shows a vertical cross-section and an assembly structure. FIG.
8 shows a cross section taken along the line AA 'in FIG. 8, showing the installation of radial small blades and the state of vortex compression. FIG. 10 shows a method of mounting two small blades into one body. FIG. 11 is an enlarged view of the vortex compression constituted by the small blades. 8 to 11, reference numeral 1 denotes a casing, a rectangular cross-section rotor, a 2A rotor disk portion, 3 denotes a fluid space in which radial small blades are provided, 5 and 5A small blades, 6 a discharge side cover, 7 a suction side cover, Nine small blade spaces, a 10A casing vortex space, and a 10B rotor surface vortex space are provided up to a clearance close to "0". 11 shows an eleventh fluid transfer channel. 12 is a suction port, 13 is a discharge port, 17 is a motor, and 18 is a communication channel. 19 shows a partition part.
【００１４】次に図８の一軸軸流型流体機械の回転作動
を説明する。２ロータの回転によって１２吸入口より吸
入した流体は、３、放射状の小羽根を設けた流体空間に
入り、この空間には１０Ａ、ケーシング渦流空間と１０
Ｂ、ロータ面渦流空間とを設けた、５、小羽根に吸入し
た流体を最も有効に、繰返し運動エネルギーを与えられ
るように９、小羽根空間をラジアル方向、放射状に構成
してあるので、１０Ａ、１０Ｂ、９の渦流流路で回転方
向に向かって順次渦流となって加圧され連続に圧力上昇
してゆく。３、放射状の小羽根を設けた流体空間には５
Ｂ円弧の肉付けをしてあるので、渦流はスムーズに発生
する。１０Ａ、ケーシング渦流空間はステータ渦流流路
であるが、微少の１０Ｂ、ロータ面渦流空間は、５小羽
根と同じ周速で回転する回転渦流流路になっているの
で、昇圧を加速すると共に流体の吸入側への逆流を防止
する役目ももっている。３、放射状の小羽根を設けた流
体空間には、５、５Ａ小羽根を装着するが、この小羽根
は図１０に示す如くロータ取付部は半円、２つ割として
簡単、確実に装着できる構成としている。又、１８、連
絡流路で１段から７団迄の渦流流路を直列に接続し、高
圧縮できる構成にしている。５、小羽根トップの周速を
最も効率のよい速度に保持するための対策は前述した一
軸、スクリュー軸流型流体機械と同一であるので、ここ
では省略する。Next, the rotation operation of the uniaxial axial flow type fluid machine shown in FIG. 8 will be described. The fluid sucked from the suction port 12 by the rotation of the rotor 2 enters the fluid space 3 provided with radial small blades.
B, provided with a vortex space on the rotor surface; 5, so that the fluid sucked into the small blades can be given the most effective and repetitive kinetic energy; 9, the small blades are configured radially and radially; In the vortex flow paths 10B, 9B, the vortex flows sequentially in the rotating direction as a vortex and is pressurized to continuously increase the pressure. 3. 5 in the fluid space with radial small blades
The eddy current is generated smoothly because the B-arc is filled. 10A, the casing vortex space is a stator vortex flow path, while the minute 10B, rotor face vortex space is a rotary vortex flow path that rotates at the same peripheral speed as the five small blades. It also has the role of preventing backflow to the suction side. 3. In the fluid space where the radial small blades are provided, small blades of 5 and 5A are mounted, and as shown in FIG. It has a configuration. 18. Also, the vortex flow paths from the first stage to the seven groups are connected in series in the communication flow path, so that the structure can be highly compressed. 5. The measures for maintaining the peripheral speed of the small blade top at the most efficient speed are the same as those of the above-described single-shaft and screw axial-flow type fluid machine, and therefore will not be described here.
【００１５】[0015]
【発明の効果】図１２は従来の二軸スクリュー流体機械
の構造で、２Ｄアルキメデス勾配面や２Ｅ、クインビー
シール面等高い精度を要求する点が多く、その為、Ｃ中
心距離の２つのロータの寸法精度保持はケーシング、サ
イドカバー等、又、ロータスクリュー加工各部は最高の
加工、寸法に精度か要求されるし、１９のパイロットギ
ヤーも、バックラッシュをＯに近いものを必要としてい
るので必然的に高コストの製品になっている。然るに本
発明による一軸軸流流体機械にあっては、ロータは一つ
であって噛合せる個所はない。パイロットギヤーも必要
でなく、ロータの溝寸法や小羽根の回転精度等、１／１
０ｍｍクラスの加工精度で良く、唯一、寸法公差を注意
しなくてはならないのはケーシングとロータの回転精度
であり、加工コストは極端に低くおさえられる。又、一
軸ロータである故、部品数も半数程度になり、これらす
べてを比較した製品コストは二軸の従来製品の約半分の
コストに低減できる極めて大きい特徴をもっている。FIG. 12 shows the structure of a conventional twin-screw fluid machine, which often requires high precision, such as a 2D Archimedes gradient surface, 2E, and a Quinby seal surface. To maintain dimensional accuracy, the casing, side cover, etc., and the rotor screw processing parts must have the highest processing and dimensional accuracy, and the 19 pilot gears require backlash close to O, which is inevitable. High cost products. However, in the single axial flow fluid machine according to the present invention, there is only one rotor and there is no meshing point. No pilot gear is required, and the rotor groove size and small blade rotation accuracy are 1/1
The processing accuracy of the 0 mm class is sufficient, and the only dimensional tolerance that requires attention is the rotation accuracy of the casing and the rotor, and the processing cost is extremely low. Also, since it is a single-shaft rotor, the number of parts is reduced to about half, and the product cost of all these components is extremely large, which can be reduced to about half the cost of a conventional two-shaft product.
【図１】本発明の一軸スクリュー軸流型流体機械の縦断
面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a single screw axial flow type fluid machine of the present invention.
【図２】図１の流体機械に於けるＡ−Ａ′矢視による横
断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the fluid machine of FIG.
【図３】図１の流体機械に於ける小羽根の渦流圧縮の拡
大図。FIG. 3 is an enlarged view of vortex compression of small blades in the fluid machine of FIG. 1;
【図４】図１の流体機械に於けるロータより視た小羽根
の渦流圧縮の拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of vortex compression of small blades as viewed from a rotor in the fluid machine of FIG. 1;
【図５】本発明の一軸スクリュー軸流型流体機械のロー
タ図。FIG. 5 is a rotor diagram of the single screw axial flow type fluid machine of the present invention.
【図６】本発明の一軸スクリュー軸流型流体機械のロー
タＢ矢視図。FIG. 6 is a view of the rotor B of the single-screw axial flow type fluid machine of the present invention as viewed from an arrow B;
【図７】本発明の一軸スクリュー軸流型流体機械のロー
タ、バランスウェイト。FIG. 7 shows a rotor and balance weight of the single screw axial flow type fluid machine of the present invention.
【図８】本発明の一軸、軸流型流体機械の縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a single-shaft, axial-flow type fluid machine of the present invention.
【図９】図８の流体機械に於けるＡ−Ａ′矢視による横
断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of the fluid machine of FIG. 8 taken along the line AA ';
【図１０】図８の流体機械に於ける小羽根の全体二つ割
図。FIG. 10 is an overall cutaway view of the small blades in the fluid machine of FIG. 8;
【図１１】図８の流体機械に於ける小羽根の渦流圧縮の
拡大図。FIG. 11 is an enlarged view of vortex compression of small blades in the fluid machine of FIG. 8;
【図１２】従来構造の二軸アルキメデス、クインビー曲
線でなるスパイラキシャル、スクリュー流体機械の縦断
面図。FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a conventional twin-axial Archimedes, spiral, screw fluid machine having a Quimby curve.
【符号の説明】 １………ケーシング ２………ロータ ２Ａ………ロータスパイラル面又はロータ円盤部 ３………放射状の小羽根を設ける流体空間 ４………バランスウェイト ５、５Ａ………
小羽根 ５Ｂ………肉付円弧 ６………吐出側
サイドカバー ７………吸入側サイドカバー ９………小羽根
空間 １０Ａ………ケーシング渦流空間 １０Ｂ………ロ
ータ面渦流空間 １１………流体移動流路 １２………吸入
口 １３………吐出口 １７………モー
タ １８………連結流路 Ｆ２………発生
した運動エネルギー Ｆ１………作用する運動エネルギー １９………仕切
部 Ｃ………二軸スクリュー流体機械のロータ中心距離 ２Ｄ………アルキメデス勾配噛合部 ２Ｅ………クイ
ンビー噛合部[Description of Symbols] 1 Casing 2 Rotor 2A Rotor spiral surface or rotor disk 3 Fluid space in which radial small blades are provided 4 Balance weight 5, 5A
Small blade 5B ... Filted arc 6 ... Discharge side cover 7 ... Suction side cover 9 ... Small blade space 10A ... Case vortex space 10B ... Rotor surface vortex space 11 ... … Fluid movement channel 12… Suction port 13… Discharge port 17… Motor 18… Connection channel F 2 … Generated kinetic energy F 1 … Acting kinetic energy 19… ... Partition part C ... Center distance of rotor of twin screw fluid machine 2D ... Archimedes gradient meshing part 2E ... Quinby meshing part
Claims (3)
形を形成する、一条ねじにて複数のねじリードを構成し
たスクリューロータを有して、ケーシングに装備し、一
端を吸入側に他端を吐出側とした一軸軸流型流体機械に
於いて、該、スクリューロータに創成したロータ溝ねじ
流体空間には、吸入端から吐出端まで、放射状の小羽根
を連続して装着し、小羽根間に空間を保持すると共に小
羽根とケーシングとの間に加圧空間を構成し、ロータを
回転することによって、小羽根から空間を介して隣接す
る小羽根を経て、吐出方向へ流体エネルギーが連続して
圧力上昇となって作動させ、無段階で必要圧縮比まで圧
縮する構造にスクリューロータを構成したことを特徴と
した一軸軸流型流体機械。1. A screw rotor having a plurality of screw leads formed by a single thread and forming a tooth profile similar to a square screw or a square screw shape, the screw rotor is provided in a casing, and one end is provided on the suction side. In the uniaxial axial flow type fluid machine having the discharge side, radial small blades are continuously mounted in the rotor groove screw fluid space created in the screw rotor from the suction end to the discharge end. By holding a space between the small blades and the casing, a pressurized space is formed between the small blades and the casing, and by rotating the rotor, fluid energy is continuously transmitted from the small blades to the discharge direction through the adjacent small blades through the space. A uniaxial axial-flow type fluid machine characterized in that a screw rotor is constructed in such a structure that the pressure is increased and the compressor is operated in a stepless manner to a required compression ratio.
形を形成する、一条ねじにて複数のねじリードを構成し
たスクリューロータを有して、ケーシングに装備し、一
端を吸入側に、他端を吐出側とした一軸軸流型流体機械
に於いて、ロータ両端にバランスウエイトを取付け、
該、バランスウエイトのロータ両端のねじ山アンバラン
ス部に相当する位置に空胴を設け、ロータの動バランス
をとることを特徴とする一軸軸流型流体機械。2. A screw rotor having a plurality of screw leads formed by a single thread and forming a tooth profile similar to a square screw or a square screw shape is provided in a casing, and one end is provided on a suction side and the other is provided on a suction side. In a uniaxial axial-flow type fluid machine with the end on the discharge side, balance weights are attached to both ends of the rotor,
A uniaxial axial-flow type fluid machine characterized in that a cavity is provided at a position corresponding to a thread unbalance portion at both ends of a rotor of a balance weight to balance dynamics of the rotor.
ロータを有して、ケーシングに装備し、一端を吸入側に
他端を吐出側とした一軸軸流型流体機械に於いて、ロー
タの各段にあって、円筒溝流体空間に放射状の小羽根を
連続して装着し、小羽根間に空間を保持すると共に、円
筒溝流体空間に上接してケーシングに流路空間を設け、
該、流路空間の１ケ所に流路空間のない仕切部を設けて
その両端、前側を吐出口、後側を吸入口として構成し、
前段の吐出口と後段の吸入口を連結させる連絡通路を各
段毎に構成し、ロータを回転することによって、小羽根
から空間を介して隣接する小羽根を経て、吐出方向へ流
体エネルギーを連続して圧力上昇となって作動させ、連
絡通路を通じて多段階に必要圧縮比まで圧縮する構造に
ロータを構成したことを特徴とした一軸軸流型流体機
械。3. A uniaxial axial-flow type fluid machine having a rotor having a plurality of cylindrical grooves having a square cross section and formed in parallel, mounted on a casing, and having one end on a suction side and the other end on a discharge side. At each stage of the rotor, radial small blades are continuously mounted in the cylindrical groove fluid space, and a space is maintained between the small blades, and a flow path space is provided in the casing in contact with the cylindrical groove fluid space,
The partition having no flow path space is provided in one place of the flow path space, and both ends thereof, the front side is configured as a discharge port, and the rear side is configured as a suction port,
A communication passage connecting the front-stage discharge port and the rear-stage suction port is configured for each stage, and by rotating the rotor, fluid energy is continuously transmitted from the small blade through the space to the adjacent small blade through the space. A single-shaft axial flow type fluid machine characterized in that the rotor is constructed in such a structure that the rotor is configured to be operated in a multi-stage through a communication passage to a required compression ratio through a pressure passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001148488A JP2002310083A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Uniaxial flow type fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001148488A JP2002310083A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Uniaxial flow type fluid machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310083A true JP2002310083A (en) | 2002-10-23 |
Family
ID=18993792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001148488A Pending JP2002310083A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Uniaxial flow type fluid machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002310083A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012237265A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Npo Regional Renaissance Agency | Hydraulic power generating device for super low hydraulic head and super low flow rate |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001148488A patent/JP2002310083A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012237265A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Npo Regional Renaissance Agency | Hydraulic power generating device for super low hydraulic head and super low flow rate |
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