JP3728456B2

JP3728456B2 - Trochoid gas compressor

Info

Publication number: JP3728456B2
Application number: JP32612196A
Authority: JP
Inventors: 和平井上
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2016-11-21
Also published as: JPH10153187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸により駆動される内側ロータと、該内側ロータの外側に、これと偏心されて、相対回転可能に設けられた外側ロータ歯形との間に形成される可変空間に吸入口から気体を導入し、該可変空間の容積変化により該気体を加圧し、吐出口へ送出するトロコイド歯形を備えた気体圧縮機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一対のロータの回転により気体を圧送する回転気体機械にあって、近年、トロコイド歯形を有するロータを備えたトロコイド式圧縮機が気体圧送用の圧縮機、気体圧送用のポンプとして多用されてきている。
【０００３】
このトロコイド歯形を有するロータを備えた気体圧送用のトロコイド式気体圧縮機は、トロコイド歯形を有する内側ロータと外側ロータとを組合わせて、回転軸に連結された上記内側ロータとこれと偏心して相対回転される上記外側ロータ歯形との間のトロコイド歯形の容積変化により、吸入口から導入された気体を加圧して吐出口へ送出するように構成されている。
【０００４】
前記トロコイド歯形を備えた気体気体圧縮機にあっては、内側、外側ロータの軸方向の吸入側及び吐出側端面と該端面と摺接される吸入口ブラケット及び吐出口ブラケットの内面（軸直角面）との隙間で、トロコイド歯により圧縮された気体の漏洩が多かれ少なかれ発生する。
【０００５】
かかる気体の漏洩はトロコイド式気体圧縮機の圧縮効率低下の要因となるが、これを防止するため、前記隙間を過度に小さくすると、内側、外側ロータの端面とこれに摺接される吸入口、吐出口ブラケットの内面との間にかじりが発生し、機械の破損につながる。
【０００６】
かかるかじりの発生を防止して前記気体の漏洩を極力少なくする手段として、内側、外側ロータの両端面と吸入口、吐出口ブラケットの内面との間の摺り合せにより適切な量の隙間を確保する手段が提供されている。
【０００７】
しかしながら、かかる手段は摺り合せ作業に伴ない、多数の工数を要する上、長期間運転後には摺接面の摩耗により上記隙間が拡大し、漏洩が増大するようになる。
特に小型圧縮機では、吐出量が少ないため、前記漏洩量の吐出量に占める割合が大きくなり圧縮効率の低下が増大する。
【０００８】
上記のように、従来のトロコイド式気体圧縮機にあっては、内側、外側ロータの幅と該ロータを収容するケーシングの幅即ち吸入口ブラケットの内面と吐出口ブラケットの内面との間の距離とが固定され、自動調整不可能であるため、漏洩量の制御が出来ず、運転時間の経過とともに、前記漏洩の増加は避けられないという問題点を抱えている。
【０００９】
本発明は、内側、外側ロータの両端面と吸入口、吐出口ブラケットの内面との摺接部の隙間を、該隙間からの漏洩量を制御可能な状態で常時気体密に保持して、圧縮効率を向上せしめるとともに、上記摺接部のかじり等の事故の発生を防止したトロコイド式気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、回転軸に連動される内側ロータの外周とケーシングの内面に摺接され、該内側ロータと相対回転可能にされた外側ロータの内周との間に形成される可変空間に、前記両ロータの軸方向一端側に配設された吸入口ブラケット内の吸入口から気体を導入し、前記両ロータの相対回転による前記可変空間の容積変化により、気体を圧縮して、前記可変空間に連通可能に設けられた吐出口から吐出するトロコイド式気体圧縮機において、
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設けて、前記吸入口から前記可変空間を介して前記シール円盤に至った気体を、該シール円盤で折り返して前記吸入口ブラケットに設けられた吐出口に流すように構成し、
前記シール円盤の前記側端面側とは、反対側の板面と前記吐出口ブラケットにより区画形成され、制御気体が導入されて前記シール円盤の押圧力を制御可能とするように、実質的に密閉にて構成さる圧力室を設け、
該圧力室には外部から所定圧力に加圧された制御気体が供給される制御気体供給口が連通され、前記外部からの制御気体の圧力により、前記シール円盤の板面を前記側端面に摺接せしめるように構成されたことを特徴とするトロコイド式気体圧縮機を提案する。
【００１２】
かかる発明によれば、圧力室に所定圧力に加圧された制御気体が導入されると、シール円盤は該制御気体の圧力によって軸方向に移動し、外側ロータ及び内側ロータの端面に押圧される。
これによって、外側ロータ及び内側ロータは、その端面がシール円盤と上記制御気体の圧力によって定まる所定の圧力で以って摺接しながら回転し、該端面とシール円盤との摺接部からの気体の漏洩は所定量以下に抑制される。
【００１３】
従って、上記摺接部における気体の漏洩は、圧力室内の圧力を制御することによって調整することが出来、全負荷時には上記制御気体の圧力を増大せしめて上記摺接部の押圧力を大きくし、漏洩量を抑制して、高い圧縮効率で運転し、また、部分負荷時や始動時には上記圧力を低減して、漏洩量をある程度許容し、上記摺接部における摩耗損失を低減するというように、圧縮機の運転状態に適合した漏洩量に制御することが出来る。
また、外部の制御気体路に圧力調整弁を設けることにより、制御気体の圧力を容易に運転状態に適合した圧力に制御することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明には、上記各手段において、前記圧力室内に、内周側が前記シール円盤に固定され、外周側が前記ケーシングに固定された圧力バランス用連通孔付きのダイヤフラムを設けることも含まれる。
【００１７】
かかる手段によれば、ダイヤフラムによって簡単にシール円盤の廻り止め及び軸方向移動が実現でき、構造が簡単化される。
【００１８】
また、本発明は、気体の流動方向を一方向とする具体的手段（第２の手段）として、前記トロコイド式気体圧縮機において、
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設け、前記シール円盤の前記両ロータの側面側に、前記可変空間と連通可能でかつ有底の吐出孔を設けるとともに、前記ケーシングに前記吐出孔と連通される吐出口を設けて、気体が前記吸入口から可変空間内を軸方向に流れて、前記シール円盤の吐出孔を経て、外部に送出されるように構成する。
【００１９】
かかる手段によれば、気体を吸入口ブラケットから可変空間を経て、吐出ブラケット側に流す一方向流についても、シール円盤に吐出孔を設けるという簡単な手段で以って、シール円盤及び圧力室による漏洩防止をなすことができる。
【００２０】
さらに本発明は第３の手段として、前記トロコイド式気体圧縮機において、
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設け、
前記シール円盤の吐出口ブラケット側の板面と前記吐出口ブラケットとの間に挟持され、前記シール円盤の移動により、伸縮可能とされるとともに、その内部に外部から所定圧力に加圧された制御気体が導入される圧力室が形成された袋状のベローズを備えてなることを特徴とするトロコイド式気体圧縮機を提案する。
【００２１】
かかる発明によれば、ベローズにより、気体の漏れの無い完全に独立した圧力室を形成することができ、前記のような気体の漏洩が阻止されるとともに、制御気体の圧力制御も高精度で以って行なうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２３】
図１は本発明の第１実施形態に係るトロコイド式気体圧縮機の回転軸心に沿う断面図、図２は図１のＹ−Ｙ断面図である。
【００２４】
図１〜図２において、１は外側ロータ、２は回転軸２０にキー２３を介して回転不能にかつ軸方向には移動可能に取り付けられた内側ロータ、３は環状のケーシング、８は吸入口ブラケット、６は吐出口ブラケット、２１、２２は回転軸２０の軸受である。
【００２５】
前記外側ロータ１はケーシング３の内周面３ａに回転自在に嵌合されており、また該外側ロータ１及びケーシング３の中心２４は、回転軸１３及び内側ロータ２の軸心２３に対して、偏心量ｅだけ偏心せしめられている。
【００２６】
従って、外側ロータ１は、ケーシング３の内周面３ａに摺接し、内側ロータ２の回転に従動しながら、これの周りを公転することとなり、これにより、内側ロータ２の外周に設けられたトロコイド外歯２ａと外側ロータ１の内周に形成されう可変空間１０の容積変化により該可変空間１０内の気体を圧縮する。
【００２７】
前記吸入口ブラケット８には、気体が導入される吸入口９及び該吸入口９に連通される有底の勾玉状の吸入孔１２が設けられるとともに、図２に示すように、該吸入孔１２と略軸対称位置に勾玉状の有底の吐出孔５及び該吐出孔５に連通される吐出口７が設けられている。
そして、該吸入口ブラケット８及びケーシング３及び吐出口ブラケット６は複数本のボルト２５により一体に固定されている。
【００２８】
４は前記外側ロータ１及び内側ロータ２の端面２９と吐出ブラケット６の内面との間に設けられたシール円盤である。
該シール円盤４は耐摩耗性の大きい材料からなり、前記回転軸２０に軸方向には移動可能にかつ回転不能な状態で嵌合されている。
【００２９】
また、前記シール円盤４と吐出ブラケット６の内面との間には、該シール円盤４の吐出口ブラケット側板面４ａと、吐出口ブラケット６の内面とにより圧力室１１が区画形成され、該圧力室１１には吐出口ブラケット６に穿設された制御気体供給口１３が連通されている。
【００３０】
前記のように構成されたトロコイド式気体圧縮機の運転時において、吸入口９から導入された気体は勾玉状の吸入孔１２に入る。そして、内側ロータ２と外側ロータ１との回転により可変空間１０と該吸入孔１２とが連通されると、前記気体は可変空間１０内に流入し、両ロータ１、２の相対回転により可変空間１０の容積が縮小されるに従い、圧縮され、該可変空間１０が勾玉状の吐出孔５に連通されると、該気体は可変空間１０を軸方向に流れて、前記シール円盤４に至り、ここで折り返して吸入口ブラケット８側へと戻って、該吐出孔５に流出し、吐出口７を通って外部の使用先（図示せず）に送出される。
【００３１】
一方前記吐出口ブラケット６に設けられた制御気体供給口１３には、作動油、空気等の制御気体が制御気体供給源（図示省略）から、圧力調整弁にて所定圧力に調整されて供給される。
そして、この制御気体は圧力室１１に流入して前記シール円盤４の板面４ａに作用し、該シール円盤４を前記外側ロータ１及び内側ロータ２の端面２９に上記調整された所定圧力にて押し付ける。
【００３２】
これによって、前記外側ロータ１及び内側ロータ２は、その端面２９が前記シール円盤４と所定圧力にて常時摺接しながら回転し、該摺接部からの気体の漏洩が所定量以下に抑制される。
即ち、上記気体の漏洩量は前記圧力調整弁にて調整された圧力室１１内の制御気体の圧力を制御して、前記端面２９とシール円盤４との間の押圧力を制御することによって調整することができ、上記漏洩量が常時許容量以下になるように上記圧力室１１内の制御気体の圧力を調整する。
【００３３】
前記シール円盤４の押圧力の制御については、全負荷時には該押圧力を大きくして漏洩量を抑制し、高い圧縮効率で運転可能とし、部分負荷時（軽負荷時）や始動時には、漏洩量をある程度許容するように、押圧力を抑制して、シール円盤４と外、内側ロータの端面２９との接触による耐摩耗損失を小さくせしめる。
【００３４】
図３〜図４は、本発明の第２実施形態を示し、図３は要部縦断面図、図４は図３のＸ矢視図である。この実施形態では、図１〜図２に示す第１実施形態において、シール円盤４の廻り止めをダイヤフラム１６により、行なうようにしたもので、該ダイヤフラム１６は内周を前記シール円盤４の後側板面に固定され、外周をケーシング３と吐出口ブラケット６との間に挟持されている。
このダイヤフラム１６には円周方向適所に圧力バランス用の連通孔１６ａが複数個設けられている。この場合は、ダイヤフラム１６がシール円盤４の廻り止めをなすと共に、軸方向の移動を許容する機能を有する。
また、このダイヤフラム１６によって、仕切られる圧力室１１内はダイヤフラム１６に連通孔１６ａを設けられているので等圧となる。
【００３５】
さらに、前記圧力室１１と吸入孔１２との連通路（図示省略）を設けて該圧力室１１の圧力を吸入孔１２側に解放可能とするとともに、該連通路に圧力調整源（図示省略）を設けて、圧力室１１からの逃がし量を制御することにより、該圧力室１１内の圧力を調整することもできる。
【００３６】
図５〜図８は本発明の第３実施形態を示し、図５はトロコイド式気体圧縮機の回転軸心線に沿う断面図、図６は図５のＷ−Ｗ断面図、図７はシール円盤の断面図、図８はシール円盤の正面図である。
この実施形態においては、気体を吸入口ブラケット８から軸方向に流して、シール円盤４から導出している。
【００３７】
即ち、図５〜図８において、シール円盤４の内側即ち外側ロータ１及び内側ロータ２の端面２９側には、前記第１実施形態と同様な勾玉状で有底の吐出孔５が、前記可変空間１０と連通可能にかつ、図６に示すように吸入孔１２と略対称位置に刻設されている。
そして、該吐出孔５とは、シール円盤４及びケーシング３に貫設された吐出口７が連通されている。４Ｃはシール円盤の回転軸挿通孔である。
その他の構成は、図１〜図２に示される第１実施形態と同様である。
【００３８】
かかる第３実施形態において、吸入口ブラケット８の吸入口９から吸入孔１２を経て、可変空間１０内に導入された気体は外側ロータ１及び内側ロータ２の相対回転によって圧縮され、シール円盤４に設けられた吐出孔５が前記可変空間と連通されると、図５のＭ矢印にて示すように、軸方向に流れて吐出孔５に入り、さらに吐出孔７から使用先（図示省略）に送出される。
一方、前記シール円盤４の背部に形成された圧力室１１には、図１〜図２に示す第１実施形態と同様に、制御気体導入口１３から制御気体が導入され、シール円盤４を前記端面２９に押圧し、両面間における気体の漏洩を抑制する。
【００３９】
さらに、この実施形態において、シール円盤４側の吐出孔５及び吐出口７と、吸入口ブラケット８側の吸入孔１２及び吸入口９とを逆にして、シール円盤４側から気体を吸入し、吸入口ブラケット８側に吐出するように構成することもできる。
【００４０】
図９〜図１０は本発明の第４実施形態に係るトロコイド式気体圧縮機を示し、図９は回転軸心に沿う断面図、図１０は図９のＶ−Ｖ矢視図である。
【００４１】
この実施形態においては、シール円板４の吐出口ブラケット６側の板面４ａと該吐出口ブラケット６との間に袋状のベローズ３０を設け、該ベローズ３０の内部に圧力室を設けている。
【００４２】
即ち、図９〜図１０において、３０は回転軸２０方向に伸縮可能な可撓性材料から成るベローズであり、該ベローズ３０はその底部３３を前記シール円盤４の板面４ａに固着され、該底部３３から外周方向に延びて伸縮可能な外側ベローズ３２の端部を前記吐出口ブラケット６の端面とケーシング３の端面とに挟持、固定され、該底部３３から内周方向に延びて、伸縮可能な内側ベローズ３１を上記吐出口ブラケット６の内面に固着されている。
【００４３】
そして、前記袋状のベローズ３０の内部には圧力室１１が形成され、該圧力室１１には吐出口ブラケット６に穿設された制御気体供給口から制御気体が供給されるようになっている。
【００４４】
図９〜図１０に示されるトロコイド式気体圧縮機において、制御気体供給口１３から圧力調整弁（図示せず）により調圧された制御気体が圧力室１１に導入されると、該気体の圧力により、ベローズ３０が伸長されるとともに、シール円盤４が前記内側ロータ２及び外側ロータ１の側端面に押し付けられ、シール用円盤と前記両ロータとの摺接面からの気体への漏洩が阻止される。
この場合、袋状のベローズ３０の内部に圧力室１１が形成されているので、該圧力室１１のシールが完全になされて制御気体の漏洩が阻止されるとともに制御気体の圧力の調整が容易にできる。
【００４５】
以上に示す第１〜４実施形態において、かかるトロコイド気体機械を冷凍用圧縮機として、使用する場合には、センサによって冷凍負荷を検出し、この冷凍負荷の大きさによって、圧力室１１内に供給される制御気体の圧力を圧力制御弁を介して制御して、前記漏洩量を冷凍負荷に応じて調整する。
【００４６】
【発明の効果】
以上の記載のごとく本発明によれば、気体圧縮機の内部に外側、内側ロータの端面と摺接するようにシール円盤を設け、該シール円盤を圧力室内の制御気体で押圧するように構成したので、前記端面とシール円盤の板面とは圧力室内の制御気体の圧力により常時所定の押圧力で以て、押圧されながら摺接することとなり、該摺接部における気体の漏洩量を抑制することができ、これによって高い圧縮効率でのトロコイド式気体圧縮機の運転が可能となる。
【００４７】
また、上記制御気体の圧力を調整することによって、上記摺接部の漏洩量を運転状態に応じて、制御可能となり、全運転域において、漏洩量が抑制され、かつ上記摺接部の摩擦損失も低減されたトロコイド式気体圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトロコイド式気体機械の縦断面図である。
【図２】図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図１応当図である。
【図４】図３のＸ矢視図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す図１応当図である。
【図６】図５のＷ−Ｗ断面図である。
【図７】上記第３実施形態におけるシール円盤の断面図である。
【図８】上記シール円盤の正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示す部分縦断面図である。
【図１０】図９のＶ−Ｖ矢視図である。
【符号の説明】
１外側ロータ
２内側ロータ
３ケーシング
４シール円盤
５吐出孔
６吐出口ブラケット
７吐出口
８吸入口ブラケット
１０可変空間
１１圧力室
１２吸入孔
１３制御気体供給口
１６ダイヤフラム
２０回転軸
２９端面
３０ベローズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a variable space formed between an inner rotor driven by a rotating shaft and an outer rotor tooth profile that is eccentrically disposed on the outer side of the inner rotor so as to be relatively rotatable. The present invention relates to a gas compressor having a trochoidal tooth profile that introduces gas, pressurizes the gas by changing the volume of the variable space, and sends the gas to a discharge port.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
In a rotary gas machine that pumps gas by rotating a pair of rotors, a trochoid compressor including a rotor having a trochoid tooth profile has been frequently used as a compressor for gas pumping and a pump for gas pumping in recent years. .
[0003]
A trochoidal gas compressor for gas feeding equipped with a rotor having a trochoidal tooth profile is a combination of an inner rotor and an outer rotor having a trochoidal tooth profile, and is eccentrically relative to the inner rotor connected to the rotating shaft. The gas introduced from the suction port is pressurized and delivered to the discharge port by the volume change of the trochoid tooth profile between the outer rotor tooth profile and the rotating outer tooth profile.
[0004]
In the gas-gas compressor provided with the trochoidal tooth profile, the inner and outer rotor axial suction side and discharge side end surfaces and the suction port bracket and the inner surface of the discharge port bracket (surface perpendicular to the axis) are in sliding contact with the end surfaces. ), The leakage of gas compressed by the trochoidal teeth occurs more or less.
[0005]
Such gas leakage causes a reduction in the compression efficiency of the trochoidal gas compressor.To prevent this, if the gap is made excessively small, the end surfaces of the inner and outer rotors are brought into sliding contact with the end surfaces, A galling occurs between the discharge bracket and the inner surface of the discharge bracket, leading to damage to the machine.
[0006]
As a means for preventing the occurrence of such galling and reducing the leakage of the gas as much as possible, an appropriate amount of gap is secured by sliding between both end surfaces of the inner and outer rotors and the inner surfaces of the suction port and the discharge port bracket. Means are provided.
[0007]
However, such means requires many man-hours in accordance with the rubbing operation, and after the operation for a long period of time, the gap is enlarged due to wear of the sliding contact surface, and leakage increases.
In particular, in a small compressor, since the discharge amount is small, the ratio of the leakage amount to the discharge amount increases and the reduction in compression efficiency increases.
[0008]
As described above, in the conventional trochoidal gas compressor, the width of the inner and outer rotors and the width of the casing housing the rotor, that is, the distance between the inner surface of the suction port bracket and the inner surface of the discharge port bracket, Is fixed and automatic adjustment is not possible, so the amount of leakage cannot be controlled, and the increase in leakage is unavoidable as the operating time elapses.
[0009]
In the present invention, the gap between the sliding contact portions between the both end faces of the inner and outer rotors and the inner surface of the suction port and the discharge port bracket is constantly kept in a gas-tight state in a state where the amount of leakage from the gap can be controlled. An object of the present invention is to provide a trochoid gas compressor that improves efficiency and prevents the occurrence of accidents such as galling of the sliding contact portion.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention is formed between the outer periphery of the inner rotor interlocked with the rotating shaft and the inner periphery of the outer rotor that is slidably contacted with the inner surface of the casing and is relatively rotatable with the inner rotor. Gas is introduced into a variable space from a suction port in a suction bracket provided on one axial end side of the two rotors, and the gas is compressed by a change in volume of the variable space due to relative rotation of the two rotors. in to, trochoidal gas compressor to be discharged from the discharge port provided to be communicated to the variable space,
It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. The sealing disk is provided, and the gas reaching the sealing disk from the suction port through the variable space is folded back by the sealing disk and flows to the discharge port provided in the suction port bracket,
The side end face side of the seal disc is partitioned by the opposite plate surface and the outlet bracket , and is substantially sealed so that a control gas can be introduced to control the pressing force of the seal disc. A pressure chamber composed of
A control gas supply port through which a control gas pressurized to a predetermined pressure is supplied from the outside communicates with the pressure chamber, and the plate surface of the seal disk is slid onto the side end surface by the pressure of the control gas from the outside. A trochoid gas compressor characterized by being configured to contact is proposed.
[0012]
According to this invention, when the control gas pressurized to a predetermined pressure is introduced into the pressure chamber, the sealing disk moves in the axial direction by the pressure of the control gas and is pressed against the end faces of the outer rotor and the inner rotor. .
As a result, the outer rotor and the inner rotor rotate while their end surfaces are in sliding contact with the seal disk at a predetermined pressure determined by the pressure of the control gas, and the gas from the sliding contact portion between the end surface and the seal disk is rotated. Leakage is suppressed to a predetermined amount or less.
[0013]
Therefore, the gas leakage in the sliding contact portion can be adjusted by controlling the pressure in the pressure chamber, and the pressure of the sliding contact portion is increased by increasing the pressure of the control gas at full load, Operate with high compression efficiency by suppressing the amount of leakage, and reduce the pressure at the time of partial load or start, tolerate the amount of leakage to some extent, and reduce wear loss at the sliding contact portion, It is possible to control the amount of leakage suitable for the operating state of the compressor.
Further, by providing a pressure adjusting valve in the external control gas path, the pressure of the control gas can be easily controlled to a pressure suitable for the operating state.
[0016]
Further, the present invention includes, in each of the above means, providing a diaphragm with a pressure balance communication hole in which the inner peripheral side is fixed to the sealing disk and the outer peripheral side is fixed to the casing.
[0017]
According to such means, the rotation of the sealing disk and the axial movement can be easily realized by the diaphragm, and the structure is simplified.
[0018]
Further, the present invention provides the trochoidal gas compressor as a specific means (second means) for making the gas flow direction one direction,
It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. A sealing disc is provided, and on the side surfaces of the two rotors of the sealing disc, a discharge hole with a bottom that can communicate with the variable space is provided, and a discharge port that communicates with the discharge hole is provided in the casing. Thus, the gas flows in the variable space from the suction port in the axial direction, and is sent to the outside through the discharge hole of the seal disk.
[0019]
According to such means, even for a one-way flow of gas flowing from the inlet bracket through the variable space to the discharge bracket side, the simple effect of providing the discharge hole in the seal disk can be achieved by the seal disk and the pressure chamber. It is possible to prevent leakage.
[0020]
Furthermore, the present invention provides the trochoidal gas compressor as a third means,
It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. Provided a sealed disc,
A control that is sandwiched between a plate surface of the seal disk on the discharge port bracket side and the discharge port bracket, can be expanded and contracted by the movement of the seal disk, and is internally pressurized to a predetermined pressure from the outside. The present invention proposes a trochoid gas compressor comprising a bag-like bellows in which a pressure chamber into which gas is introduced is formed.
[0021]
According to this invention, the bellows can form a completely independent pressure chamber free from gas leakage, which prevents the gas leakage as described above, and allows the control gas pressure control to be performed with high accuracy. Can be done.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.
[0023]
FIG. 1 is a sectional view taken along the rotational axis of the trochoidal gas compressor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a YY sectional view of FIG.
[0024]
1 and 2, 1 is an outer rotor, 2 is an inner rotor that is attached to a rotary shaft 20 through a key 23 so as not to rotate and is movable in an axial direction, 3 is an annular casing, and 8 is a suction port. A bracket 6 is an outlet bracket, and 21 and 22 are bearings of the rotary shaft 20.
[0025]
The outer rotor 1 is rotatably fitted to the inner peripheral surface 3 a of the casing 3, and the outer rotor 1 and the center 24 of the casing 3 are located with respect to the rotary shaft 13 and the axis 23 of the inner rotor 2. It is eccentric by the amount of eccentricity e.
[0026]
Accordingly, the outer rotor 1 is in sliding contact with the inner peripheral surface 3 a of the casing 3, and revolves around the inner rotor 2 while being driven by the rotation of the inner rotor 2, whereby the trochoid provided on the outer periphery of the inner rotor 2. The gas in the variable space 10 is compressed by the volume change of the variable space 10 formed on the outer periphery of the outer teeth 2 a and the outer rotor 1.
[0027]
The suction port bracket 8 is provided with a suction port 9 through which gas is introduced and a bottomed slanted ball-shaped suction hole 12 communicating with the suction port 9, and as shown in FIG. A bottomed discharge hole 5 having a ball shape and a discharge port 7 communicating with the discharge hole 5 are provided at substantially axisymmetric positions.
The suction port bracket 8, the casing 3, and the discharge port bracket 6 are integrally fixed by a plurality of bolts 25.
[0028]
Reference numeral 4 denotes a seal disk provided between the end surfaces 29 of the outer rotor 1 and the inner rotor 2 and the inner surface of the discharge bracket 6.
The seal disc 4 is made of a material having high wear resistance, and is fitted to the rotary shaft 20 so as to be movable and non-rotatable in the axial direction.
[0029]
A pressure chamber 11 is defined between the seal disk 4 and the inner surface of the discharge bracket 6 by the discharge bracket side plate surface 4a of the seal disk 4 and the inner surface of the discharge bracket 6. 11 is connected to a control gas supply port 13 formed in the discharge port bracket 6.
[0030]
During the operation of the trochoidal gas compressor configured as described above, the gas introduced from the suction port 9 enters the slanting-shaped suction hole 12. When the variable space 10 and the suction hole 12 are communicated with each other by the rotation of the inner rotor 2 and the outer rotor 1, the gas flows into the variable space 10, and the variable space 10 is rotated by the relative rotation of the rotors 1 and 2. When the variable space 10 is compressed as the volume of 10 is reduced and the variable space 10 is communicated with the slanting-shaped discharge hole 5, the gas flows in the axial direction in the variable space 10 and reaches the seal disk 4. Then, it returns to the inlet bracket 8 side, flows out into the discharge hole 5, passes through the discharge port 7, and is sent to an external use destination (not shown).
[0031]
On the other hand, a control gas such as hydraulic oil and air is supplied to a control gas supply port 13 provided in the discharge port bracket 6 from a control gas supply source (not shown) after being adjusted to a predetermined pressure by a pressure adjustment valve. The
Then, the control gas flows into the pressure chamber 11 and acts on the plate surface 4a of the seal disk 4 so that the seal disk 4 is applied to the end surfaces 29 of the outer rotor 1 and the inner rotor 2 at the adjusted predetermined pressure. Press.
[0032]
As a result, the outer rotor 1 and the inner rotor 2 rotate while their end surfaces 29 are always in sliding contact with the sealing disk 4 at a predetermined pressure, and gas leakage from the sliding contact portion is suppressed to a predetermined amount or less. .
That is, the amount of leakage of the gas is adjusted by controlling the pressure of the control gas in the pressure chamber 11 adjusted by the pressure regulating valve and controlling the pressing force between the end face 29 and the seal disc 4. The pressure of the control gas in the pressure chamber 11 is adjusted so that the leakage amount is always below the allowable amount.
[0033]
Regarding the control of the pressing force of the sealing disk 4, the pressing force is increased at the full load to suppress the leakage amount, enabling operation with high compression efficiency, and the leakage amount at the partial load (light load) or at the start. The pressing force is suppressed so as to allow a certain degree of wear, and the wear loss due to contact between the sealing disk 4 and the outer and inner rotor end faces 29 is reduced.
[0034]
3 to 4 show a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part, and FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow X in FIG. In this embodiment, in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the sealing disk 4 is prevented from rotating by the diaphragm 16, and the inner periphery of the diaphragm 16 is the rear plate of the sealing disk 4. The outer periphery is clamped between the casing 3 and the discharge port bracket 6.
The diaphragm 16 is provided with a plurality of communication holes 16a for pressure balance at appropriate positions in the circumferential direction. In this case, the diaphragm 16 has a function to prevent the seal disk 4 from rotating and to allow movement in the axial direction.
Further, the inside of the pressure chamber 11 partitioned by the diaphragm 16 is equal in pressure because the communication hole 16a is provided in the diaphragm 16.
[0035]
Further, a communication path (not shown) between the pressure chamber 11 and the suction hole 12 is provided so that the pressure in the pressure chamber 11 can be released to the suction hole 12 side, and a pressure adjusting source (not shown) is provided in the communication path. By controlling the amount of escape from the pressure chamber 11, the pressure in the pressure chamber 11 can be adjusted.
[0036]
5 to 8 show a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view taken along the rotational axis of the trochoidal gas compressor, FIG. 6 is a sectional view taken along the line WW of FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a front view of the seal disk.
In this embodiment, the gas flows from the inlet bracket 8 in the axial direction and is led out from the seal disk 4.
[0037]
That is, in FIG. 5 to FIG. 8, on the inner side of the seal disk 4, that is, on the end face 29 side of the outer rotor 1 and the inner rotor 2, the slanted and bottomed discharge holes 5 similar to those of the first embodiment are provided as the variable. As shown in FIG. 6, it is engraved at a substantially symmetrical position with respect to the suction hole 12 so as to be able to communicate with the space 10.
The discharge hole 5 communicates with a seal disk 4 and a discharge port 7 penetrating the casing 3. 4C is a rotation shaft insertion hole of the seal disk.
Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
[0038]
In the third embodiment, the gas introduced from the suction port 9 of the suction port bracket 8 through the suction hole 12 into the variable space 10 is compressed by the relative rotation of the outer rotor 1 and the inner rotor 2, and is applied to the seal disk 4. When the provided discharge hole 5 communicates with the variable space, as indicated by an arrow M in FIG. 5, the discharge hole 5 flows in the axial direction and enters the discharge hole 5, and further from the discharge hole 7 to the use destination (not shown). Sent out.
On the other hand, a control gas is introduced into the pressure chamber 11 formed in the back portion of the seal disk 4 from the control gas inlet 13 as in the first embodiment shown in FIGS. It presses against the end surface 29 and suppresses gas leakage between both surfaces.
[0039]
Further, in this embodiment, the discharge hole 5 and discharge port 7 on the seal disk 4 side and the suction hole 12 and suction port 9 on the suction bracket 8 side are reversed, and gas is sucked from the seal disk 4 side, It can also comprise so that it may discharge to the inlet bracket 8 side.
[0040]
9 to 10 show a trochoidal gas compressor according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the rotational axis, and FIG. 10 is a view taken along line VV in FIG.
[0041]
In this embodiment, a bag-shaped bellows 30 is provided between the plate surface 4 a on the discharge port bracket 6 side of the seal disc 4 and the discharge port bracket 6, and a pressure chamber is provided inside the bellows 30. .
[0042]
That is, in FIGS. 9 to 10, 30 is a bellows made of a flexible material that can expand and contract in the direction of the rotation axis 20, and the bellows 30 has a bottom 33 fixed to the plate surface 4 a of the sealing disk 4. The end of the outer bellows 32 that extends from the bottom 33 in the outer peripheral direction and can be expanded and contracted is sandwiched and fixed between the end surface of the discharge port bracket 6 and the end surface of the casing 3, and extends from the bottom 33 in the inner peripheral direction to expand and contract. The inner bellows 31 is fixed to the inner surface of the discharge port bracket 6.
[0043]
A pressure chamber 11 is formed inside the bag-shaped bellows 30, and a control gas is supplied to the pressure chamber 11 from a control gas supply port formed in the discharge port bracket 6. .
[0044]
In the trochoid gas compressor shown in FIGS. 9 to 10, when a control gas regulated by a pressure regulating valve (not shown) is introduced from the control gas supply port 13 into the pressure chamber 11, the pressure of the gas As a result, the bellows 30 is extended, and the seal disc 4 is pressed against the side end surfaces of the inner rotor 2 and the outer rotor 1 to prevent leakage of gas from the sliding contact surfaces between the seal disc and the two rotors. The
In this case, since the pressure chamber 11 is formed inside the bag-shaped bellows 30, the pressure chamber 11 is completely sealed to prevent the control gas from leaking and the control gas pressure can be easily adjusted. it can.
[0045]
In the first to fourth embodiments described above, when such a trochoid gas machine is used as a refrigeration compressor, a refrigeration load is detected by a sensor and supplied into the pressure chamber 11 according to the size of the refrigeration load. The control gas pressure is controlled through a pressure control valve, and the leakage amount is adjusted according to the refrigeration load.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the seal disk is provided inside the gas compressor so as to be in sliding contact with the outer and inner end faces of the rotor, and the seal disk is pressed with the control gas in the pressure chamber. The end surface and the plate surface of the seal disk are always in sliding contact with each other while being pressed with a predetermined pressing force due to the pressure of the control gas in the pressure chamber, thereby suppressing the amount of gas leakage at the sliding contact portion. This allows operation of the trochoidal gas compressor with high compression efficiency.
[0047]
Further, by adjusting the pressure of the control gas, the amount of leakage of the sliding contact portion can be controlled according to the operating state, the leakage amount is suppressed in the entire operating range, and the friction loss of the sliding contact portion is reduced. It is possible to provide a trochoidal gas compressor with reduced pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a trochoidal gas machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
4 is a view taken in the direction of arrow X in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a third embodiment of the present invention.
6 is a WW sectional view of FIG. 5;
FIG. 7 is a cross-sectional view of a seal disc in the third embodiment.
FIG. 8 is a front view of the sealing disk.
FIG. 9 is a partial longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
10 is a VV arrow view of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer rotor 2 Inner rotor 3 Casing 4 Seal disk 5 Discharge hole 6 Discharge port bracket 7 Discharge port 8 Suction port bracket 10 Variable space 11 Pressure chamber 12 Suction hole 13 Control gas supply port 16 Diaphragm 20 Rotating shaft 29 End surface 30 Bellows

Claims

回転軸に連動される内側ロータの外周とケーシングの内面に摺接され、該内側ロータと相対回転可能にされた外側ロータの内周との間に形成される可変空間に、前記両ロータの軸方向一端側に配設された吸入口ブラケット内の吸入口から気体を導入し、前記両ロータの相対回転による前記可変空間の容積変化により、気体を圧縮して、前記可変空間に連通可能に設けられた吐出口から吐出するトロコイド式気体圧縮機において、
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設けて、前記吸入口から前記可変空間を介して前記シール円盤に至った気体を、該シール円盤で折り返して前記吸入口ブラケットに設けられた吐出口に流すように構成し、
前記シール円盤の前記側端面側とは、反対側の板面と前記吐出口ブラケットにより区画形成され、制御気体が導入されて前記シール円盤の押圧力を制御可能とするように、実質的に密閉にて構成さる圧力室を設け、
該圧力室には外部から所定圧力に加圧された制御気体が供給される制御気体供給口が連通され、前記外部からの制御気体の圧力により、前記シール円盤の板面を前記側端面に摺接せしめるように構成されたことを特徴とするトロコイド式気体圧縮機。The shafts of the two rotors are formed in a variable space formed between the outer periphery of the inner rotor interlocked with the rotation shaft and the inner surface of the casing, which is slidably contacted with the inner shaft, and is rotatable relative to the inner rotor. introducing a gas from the suction port of the suction port brackets disposed towards one end, said by the variable spatial volume change due to relative rotation of the rotors, by compressing the gas, disposed to be communicated to the variable space In the trochoid gas compressor that discharges from the discharged outlet,
It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. The sealing disk is provided, and the gas reaching the sealing disk from the suction port through the variable space is folded back by the sealing disk and flows to the discharge port provided in the suction port bracket,
The side end face side of the seal disc is partitioned by the opposite plate surface and the outlet bracket , and is substantially sealed so that a control gas can be introduced to control the pressing force of the seal disc. A pressure chamber composed of
A control gas supply port through which a control gas pressurized to a predetermined pressure is supplied from the outside communicates with the pressure chamber, and the plate surface of the seal disk is slid onto the side end surface by the pressure of the control gas from the outside. A trochoid gas compressor characterized by being configured to be brought into contact with each other.

前記圧力室内に、内周側が前記シール円盤に固定され、外周側が前記ケーシングに固定された圧力バランス用連通孔付きのダイヤフラムを設けてなる請求項１に記載のトロコイド式気体圧縮機。2. The trochoidal gas compressor according to claim 1, wherein a diaphragm with a pressure balance communication hole having an inner peripheral side fixed to the sealing disk and an outer peripheral side fixed to the casing is provided in the pressure chamber.

回転軸に連動される内側ロータの外周とケーシングの内面に摺接され、該内側ロータと相対回転可能にされた外側ロータの内周との間に形成される可変空間に、前記両ロータの軸方向一端側に配設された吸入口ブラケット内の吸入口から気体を導入し、前記両ロータの相対回転による前記可変空間の容積変化により、気体を圧縮して、前記可変空間に連通可能に設けられた吐出口から吐出するトロコイド式気体圧縮機において、The shafts of the two rotors are formed in a variable space formed between the outer periphery of the inner rotor interlocked with the rotation shaft and the inner surface of the casing, which is slidably contacted with the inner shaft, and is rotatable relative to the inner rotor. Gas is introduced from the suction port in the suction bracket disposed at one end in the direction, and the gas is compressed by the volume change of the variable space due to the relative rotation of the two rotors, so that the gas can be communicated with the variable space. In the trochoid gas compressor that discharges from the discharged outlet,
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設け、前記シール円盤の前記両ロータの側面側に、前記可変空間と連通可能でかつ有底の吐出孔を設けるとともに、前記ケーシングに前記吐出孔と連通される吐出口を設けて、気体が前記吸入口から可変空間内を軸方向に流れて、前記シール円盤の吐出孔を経て、外部に送出されるように構成し、It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. A sealing disc is provided, and on the side surfaces of the two rotors of the sealing disc, a discharge hole with a bottom that can communicate with the variable space is provided, and a discharge port that communicates with the discharge hole is provided in the casing. The gas flows in the variable space from the suction port in the axial direction, and is sent to the outside through the discharge hole of the seal disk.
前記シール円盤の前記側端面側とは、反対側の板面と前記吐出口ブラケットにより区画形成され、制御気体が導入されて前記シール円盤の押圧力を制御可能とするように、実質的に密閉にて構成さる圧力室を設け、The side end face side of the seal disc is partitioned by the opposite plate surface and the outlet bracket, and is substantially sealed so that a control gas can be introduced to control the pressing force of the seal disc. A pressure chamber composed of
該圧力室には外部から所定圧力に加圧された制御気体が供給される制御気体供給口が連通され、前記外部からの制御気体の圧力により、前記シール円盤の板面を前記側端面に摺接せしめるように構成されたことを特徴とするトロコイド式気体圧縮機。A control gas supply port through which a control gas pressurized to a predetermined pressure is supplied from the outside communicates with the pressure chamber, and the plate surface of the seal disk is slid onto the side end surface by the pressure of the control gas from the outside. A trochoid gas compressor characterized by being configured to be brought into contact with each other.

回転軸に連動される内側ロータの外周とケーシングの内面に摺接され、該内側ロータと相対回転可能にされた外側ロータの内周との間に形成される可変空間に、前記両ロータの軸方向一端側に配設された吸入口ブラケット内の吸入口から気体を導入し、前記両ロータの相対回転による前記可変空間の容積変化により、気体を圧縮して、前記可変空間に連通可能に設けられた吐出口から吐出するトロコイド式気体圧縮機において、The shafts of the two rotors are formed in a variable space formed between the outer periphery of the inner rotor interlocked with the rotation shaft and the inner surface of the casing, which is slidably contacted with the inner shaft, and is rotatable relative to the inner rotor. Gas is introduced from the suction port in the suction bracket disposed at one end in the direction, and the gas is compressed by the volume change of the variable space due to the relative rotation of the two rotors, so that the gas can be communicated with the variable space. In the trochoid gas compressor that discharges from the discharged outlet,
前記外側ロータ及び内側ロータの側端面と前記ケーシングの前記吸入口ブラケットとは反対側に固着された吐出口ブラケットの内面との間に、前記回転軸の軸方向に移動可能で、かつ回転不能にされたシール円盤を設け、It is movable in the axial direction of the rotating shaft and non-rotatable between a side end surface of the outer rotor and the inner rotor and an inner surface of the discharge port bracket fixed to the opposite side of the suction port bracket of the casing. Provided a sealed disc,
前記シール円盤の吐出口ブラケット側の板面と前記吐出口ブラケットとの間に挟持され、前記シール円盤の移動により、伸縮可能とされるとともに、その内部に外部から所定圧力に加圧された制御気体が導入される圧力室が形成された袋状のベローズを備えてなることを特徴とするトロコイド式気体圧縮機。A control that is sandwiched between a plate surface of the seal disk on the discharge port bracket side and the discharge port bracket, can be expanded and contracted by the movement of the seal disk, and is internally pressurized to a predetermined pressure from the outside. A trochoid gas compressor comprising a bag-like bellows in which a pressure chamber into which gas is introduced is formed.