JP4349254B2 - Screw compressor - Google Patents
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Description
本発明は、外部から気体を取り込み圧縮して吐出するスクリュー圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a screw compressor that takes in gas from outside, compresses it, and discharges it.
圧縮室内に潤滑油等を噴射しないスクリュー圧縮機においては、各部のクリアランスがその圧縮機の吐出性能に大きな影響を与えるが、各部品の加工精度等を加味するとクリアランスは例えば設定値の４０％〜１６０％とばらつき、圧縮機の吐出性能にも大きなばらつきが発生する。 In screw compressors that do not inject lubricating oil or the like into the compression chamber, the clearance of each part has a great influence on the discharge performance of the compressor. There is a variation of 160%, and a large variation occurs in the discharge performance of the compressor.
そこで、一対のロータを組みつけた状態で一方のロータにブレーキをかけ、他方のロータを正逆回転方向に回転させ、回転角度差を用いて微小隙間を計測するロータ検査方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載の検査方法を用いれば吐出性能予測はある程度可能となるが、吐出性能の調整機構がないため個体差に対する吐出性能のばらつき低減を図ることはできない。 However, if the inspection method described in Patent Document 1 is used, the ejection performance can be predicted to some extent. However, since there is no mechanism for adjusting the ejection performance, it is not possible to reduce variations in ejection performance due to individual differences.
本発明は上記点に鑑みて、スクリュー圧縮機の個体間の吐出性能ばらつきを低減することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce variation in discharge performance among individual screw compressors.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、吸入口（７ａ）と吐出口（７ｂ）とを有するハウジング（７）と、ハウジング（７）内のロータ室（１０）に収納されるとともに、互いに噛み合う螺旋状の歯溝が形成された一対のロータ（１、２）と、ロータ室（１０）のうち吸入口（７ａ）と連通する吸入空間（１０ｂ）と、ロータ室（１０）のうち吐出口（７ｂ）と連通する吐出空間（１０ｃ）とを備え、一対のロータ（１、２）の回転により吸入口（７ａ）から吸入した気体を圧縮して吐出口（７ｂ）から吐出するスクリュー圧縮機において、ハウジング（７）におけるロータ（１、２）の高圧側端面（１ｂ、２ｂ）と対向する平面部に形成されて、吐出空間（１０ｃ）から吸入空間（１０ｂ）へ気体を漏らす溝（７ｃ）と、溝（７ｃ）内に配置されて、溝（７ｃ）を介して漏れる気体の量を調整する漏れ調整部材（５１）とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a housing (7) having a suction port (7a) and a discharge port (7b) and a rotor chamber (10) in the housing (7) are accommodated. And a pair of rotors (1, 2) formed with meshing helical teeth, a suction space (10b) communicating with the suction port (7a) of the rotor chamber (10), and a rotor chamber (10 ) And a discharge space (10c) communicating with the discharge port (7b), and the gas sucked from the suction port (7a) by the rotation of the pair of rotors (1, 2) is compressed from the discharge port (7b). In the screw compressor that discharges, gas is formed from the discharge space (10c) to the suction space (10b), which is formed on a flat portion of the housing (7) facing the high pressure side end surfaces (1b, 2b) of the rotor (1, 2). Groove (7c) and groove Disposed within 7c), characterized in that it comprises a groove (leak adjustment member (51 for adjusting the amount of gas leaking through the 7c)).
これによると、気体の漏れ量の調整によって吐出性能を調整することができるため、スクリュー圧縮機の個体間の吐出性能ばらつきを低減することができる。 According to this, since the discharge performance can be adjusted by adjusting the gas leakage amount, it is possible to reduce the discharge performance variation among the individual screw compressors.
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、溝（７ｃ）内での漏れ調整部材（５１）の位置によって気体の漏れ量が調整される構成であり、 漏れ調整部材（５１）の位置を調整する位置調整部材（５２）を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the screw compressor according to the first aspect, the amount of gas leakage is adjusted by the position of the leakage adjusting member (51) in the groove (7c). A position adjusting member (52) for adjusting the position of the member (51) is provided.
これによると、多数の漏れ調整部材を選択使用する場合と比較して、部品種類を削減することができる。 According to this, compared with the case where a large number of leakage adjusting members are selectively used, the types of parts can be reduced.
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のスクリュー圧縮機において、溝（７ｃ）は、吸入空間（１０ｂ）と吐出空間（１０ｃ）とを連通することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the screw compressor according to
これによると、溝を介して多量の気体を漏らすことができるため、換言すると、気体の漏れ量の調整幅を大きくとれるため、個体間の吐出性能ばらつきが大きい場合でも、個体間の吐出性能ばらつきを確実に低減することができる。 According to this, since a large amount of gas can be leaked through the groove, in other words, since the adjustment range of the gas leakage amount can be increased, even when the dispersion performance variation between individuals is large, the dispersion performance variation between individuals Can be reliably reduced.
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のスクリュー圧縮機において、一対のロータ（１、２）は外径が異なっており、ハウジング（７）の平面部のうち大径のロータ（１）の高圧側端面（１ｂ）と対向する部位のみに溝（７ｃ）が形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the screw compressor according to any one of the first to third aspects, the pair of rotors (1, 2) have different outer diameters, and the flat portion of the housing (7) Of these, a groove (7c) is formed only in a portion facing the high pressure side end surface (1b) of the large-diameter rotor (1).
これによると、溝を形成する部位は広いスペースがあり、大きな溝を形成することができるため、溝を１つにすることができ、溝の加工工数を低減できる。 According to this, since the site | part which forms a groove | channel has a wide space and a big groove | channel can be formed, a groove | channel can be made into one and a groove processing man-hour can be reduced.
請求項５に記載の発明では、請求項２に記載のスクリュー圧縮機において、吐出口（７ｂ）から位置調整部材（５２）を操作可能な構成であることを特徴とする。
The invention according to
これによると、組付・初期吐出性能評価完了後に、吐出性能調整を容易に実施することができるとともに、調整工数を削減することができる。 According to this, after completion of the assembly / initial discharge performance evaluation, the discharge performance can be easily adjusted and the adjustment man-hours can be reduced.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１は一実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面図、図２はスクリュー圧縮機のロータの斜視図、図３はロータを取り除いた状態での図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図４は図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図５（ａ）は図４の漏れ調整部材の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の底面図、図６は図４の位置調整部材の正面図である。また、図７および図８は図１のＥ方向から見たときのハウジングの溝とロータの高圧側端面との位置関係を示す模式図である。
(First embodiment)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of a screw compressor according to an embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a rotor of the screw compressor, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1 with the rotor removed, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 3, FIG. 5A is a front view of the leakage adjusting member of FIG. 4, FIG. 5B is a bottom view of FIG. 5A, and FIG. It is a front view of this position adjustment member. 7 and 8 are schematic views showing the positional relationship between the groove of the housing and the high-pressure side end face of the rotor when viewed from the direction E of FIG.
図１に示すように、本実施形態のスクリュー圧縮機は、ねじ状のオスロータ１およびメスロータ２と、駆動源の回転力によりロータ１、２を回転駆動する回転伝達機構３と、一対のロータ１、２および回転伝達機構３を収納するケーシング４と、駆動源の回転力を受ける入力軸５等から構成されている。なお、図１において一対のロータ１、２は紙面奥側と手前側に並んで配置されている。
As shown in FIG. 1, the screw compressor of this embodiment includes a screw-shaped male rotor 1 and a
オスロータ１およびメスロータ２は、電動式モータ１００等の駆動源から回転力を得た回転伝達機構３により回転駆動される。本第１実施形態では、オスロータ１が駆動側、メスロータ２が従動側になっており、それぞれ回転軸１ａ、２ａを中心として回転する。
The male rotor 1 and the
図２に示すように、オスロータ１およびメスロータ２は、互いに噛合するように螺旋状の突起部が形成された雄ねじ状に形成されている。そして、オスロータ１の歯先とメスロータ２の歯元が噛み合い、オスロータ１の歯元とメスロータ２の歯先が噛み合うように構成されている。また、オスロータ１が大径ロータ、メスロータ２が小径ロータとなっており、オスロータ１の外径Ａの方がメスロータ２の外径Ｂより大きくなっている。
As shown in FIG. 2, the male rotor 1 and the
図１に戻り、ケーシング４は、モータ１００側から順に、潤滑ボックス６、ロータハウジング７およびカバー８から構成されている。潤滑ボックス６、ロータハウジング７およびカバー８は、ボルト（図示せず）等の締結手段によって強固に結合されている。ロータ１、２と回転伝達機構３はそれぞれ離隔した状態でケーシング４内に収納されており、一対のロータ１、２はロータハウジング７内に収納され、回転伝達機構３は循環ボックス６内に収納されている。
Returning to FIG. 1, the casing 4 includes a
潤滑ボックス６内には、回転伝達機構３と、回転伝達機構３に供給される潤滑油とが収納された潤滑油空間９が形成されている。潤滑油としては、例えばエンジンオイルと同程度の粘度を有するオイルを用いることができる。回転伝達機構３を構成する歯車等には、潤滑油空間９内の潤滑油がはねかけられることにより潤滑が行われる。
In the
潤滑ボックス６には、モータ１００から回転力を受ける入力軸５が設けられている。潤滑ボックス６には、モータ１００側に第１ベアリング１１が設けられ、潤滑油空間９側に第２ベアリング１２が設けられており、入力軸５はこれらのベアリング１１、１２を介して潤滑ボックス６に支持されている。また、潤滑ボックス６に形成された入力軸５が挿入される挿通穴の内部には、潤滑油がケーシング４外に流出するのを阻止するための第１オイルシール１３が装着されている。
The
ロータハウジング７内には一対のロータ１、２が収納されるロータ室１０が形成されている。ロータハウジング７には、ロータ室１０内に気体を吸入するための吸入口７ａと、ロータ室１０外に気体を吐出するための吐出口７ｂが形成されている。吸入口７ａはロータハウジング７の軸方向端部のうちカバー８側に設けられており、吐出口７ｂはロータハウジング７の軸方向端部のうち潤滑ボックス６側に設けられている。
A
また、ロータ１、２の外周先端とロータ室１０の内壁との間は、微小な隙間が形成されたシール構造となっている。ロータ１、２とロータ室１０内壁との間には、吸入口７ａから吸入された気体を圧縮するための圧縮室１０ａが形成されている。
Further, a seal structure is formed in which a minute gap is formed between the outer peripheral tips of the
上述のように、ロータ１、２は回転伝達機構３により回転駆動される。回転伝達機構３は、入力軸５の回転をオスロータ回転軸１ａとメスロータ回転軸２ａに伝達するとともに、一対のロータ１、２を同期回転させるように構成されている。回転伝達機構３は、モータ１００によって駆動される入力軸５の回転をオスロータ回転軸１ａに伝える第１、第２ギヤ１４、１５と、これらのギヤ１４、１５からオスロータ回転軸１ａに伝えられた回転をメスロータ回転軸２ａに伝える第３、第４ギヤ１６、１７等から構成される。なお、第３、第４ギヤ１６、１７は、一対のロータ１、２を同期回転させるためのタイミングギヤである。
As described above, the
オスロータ回転軸１ａとメスロータ回転軸２ａは、一端側が第３、第４ベアリング１８、１９を介してロータハウジング７に回転可能に支持され、他端側が第５、第６ベアリング２０、２１を介してカバー８に回転可能に支持されている。
One end side of the male rotor rotating shaft 1a and the female rotor rotating shaft 2a is rotatably supported by the
また、ロータハウジング７に形成されたロータ回転軸１ａ、２ａが挿入される挿通穴には、第３、第４ベアリング１８、１９に供給される潤滑油がロータ室１０内に漏れるのを阻止するための第２、第３オイルシール２２、２３が装着されている。さらに、カバー８に形成されたロータ回転軸１ａ、２ａが挿入される挿通穴にも、第５、第６ベアリング２０、２１に封入されているグリースがロータ室１０内に漏れるのを阻止するための第４、第５オイルシール２４、２５が装着されている。
Further, the lubricating oil supplied to the third and fourth bearings 18 and 19 is prevented from leaking into the
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機の特徴部分について説明する。 Next, the characteristic part of the screw compressor of this embodiment is demonstrated.
図３、図４に示すように、ハウジング７におけるロータ１、２の高圧側端面１ｂ、２ｂ（図２参照）と対向する平面部には、四角柱状の溝７ｃが設けられている。より詳細には、ハウジング７におけるオスロータ１の高圧側端面１ｂと対向する平面部に溝７ｃが設けられている。この溝７ｃは、ロータ１、２との接触面より若干くぼんだ凹部として形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a rectangular column-shaped
そして、図７に示すように、溝７ｃは、ロータ室１０のうち吸入口７ａと連通する吸入空間１０ｂと、ロータ室１０のうち吐出口７ｂと連通する吐出空間１０ｃとを連通可能になっている。なお、オスロータ１の高圧側端面１ｂは、軸方向両端面のうち潤滑ボックス６側の端面、換言すると、吐出口７ｂ側の端面である。
As shown in FIG. 7, the
図３に示すように、ハウジング７における溝７ｃの一端には、溝７ｃの短辺よりも小さい直径の円柱状の第１位置決め穴７ｄが設けられ、ハウジング７における溝７ｃの他端には、溝７ｃの対角線長さよりも大きい直径の円柱状の第２位置決め穴７ｅが設けられている。この第２位置決め穴７ｅは、吐出口７ｂに開口している。
As shown in FIG. 3, a cylindrical
図３、図４に示すように、溝７ｃには、溝７ｃを介して漏れる気体の量を調整する四角柱状の漏れ調整部材５１と、漏れ調整部材５１の位置を調整する円柱状の位置調整部材５２が挿入されている。漏れ調整部材５１は、溝７ｃと同じ断面形状を持ち、溝７ｃに隙間勘合できる寸法としている。また、図５に示すように、漏れ調整部材５１の内部には雌ねじ５１ａが形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図６に示すように、位置調整部材５２の一端には、ハウジング７の第１位置決め穴７ｄに挿入（例えば圧入）される位置決め用の第１円柱部５２ａが設けられ、位置調整部材５２の他端には、ハウジング７の第２位置決め穴７ｅに挿入される位置決め用の第２円柱部５２ｂが設けられている。また、位置調整部材５２の中間部には、漏れ調整部材５１の雌ねじ５１ａが螺合される雄ねじ５２ｃが形成されている。なお、位置調整部材５２を外部から回転させるために、第２円柱部５２ｂの端面には図示しない６角穴が形成されている。
As shown in FIG. 6, one end of the
図１、図３に示すように、ハウジング７の吐出口７ｂの部位には、図示しないホースが接続されるパイプ部材５３が、ハウジング７に対して脱着可能に取り付けられている。そして、パイプ部材５３をハウジング７に装着した状態では、ハウジング７の第２位置決め穴７ｅがパイプ部材５３のフランジ部にて覆われるようになっている。因みに、後述する吐出性能の調整後に、パイプ部材５３がハウジング７に装着される。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
なお、ロータ１、２、潤滑ボックス６、ロータハウジング７、カバー８、および漏れ調整部材５１はアルミニウム製であり、位置調整部材５２は鉄製である。
The
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機の作動について説明する。 Next, the operation of the screw compressor of this embodiment will be described.
一対のロータ１、２が、回転伝達機構３により同期回転されると、ロータハウジング７のカバー８側に設けられた吸入口７ａから気体が圧縮室１０ａに吸い込まれる。このとき、圧縮室１０ａは、一対のロータ１、２の回転とともに、カバー８側から潤滑油空間９側に移動しながらその体積が縮小していくため、圧縮室１０ａ内の気体は次第に加圧圧縮されながら潤滑油空間９側に移動していく。
When the pair of
そして、一対のロータ１、２の回転角が所定の角度に達すると、圧縮室１０ａがロータハウジング７の潤滑油空間９側に設けられた吐出口７ｂに到達し、それまで密閉されていた圧縮室１０ａが吐出口７ｂにて開放された状態となるので、圧縮室１０ａ内の圧縮された気体が吐出口７ｂから吐出される。
When the rotation angle of the pair of
次に、スクリュー圧縮機の吐出性能の調整について図７、図８に基づいて詳細に説明する。 Next, adjustment of the discharge performance of the screw compressor will be described in detail with reference to FIGS.
まず、パイプ部材５３を除く構成部品を組み付けた後、漏れ調整部材５１を基準位置にセットして吐出性能を測定する。そして、吐出性能が基準値から外れている場合には、吐出口７ｂから位置調整部材５２を回転させて漏れ調整部材５１の位置を調整することにより、溝７ｃを介して漏れる気体の量を調整し、ひいては吐出性能を調整する。
First, components other than the
ここで、溝７ｃを介して漏れる気体の量の調整原理について説明する。図７は漏れが発生している状態を示している。すなわち、一対のロータ１、２が図示の回転角位置にあるときには、溝７ｃのうち漏れ調整部材５１が挿入されていない空間（以下、溝内開放空間という）が、吸入空間１０ｂおよび吐出空間１０ｃにともに連通しているため、高圧の吐出空間１０ｃから溝内開放空間を介して低圧の吸入空間１０ｂに気体が漏れる。
Here, the principle of adjusting the amount of gas leaking through the
一方、図８は漏れが発生していない状態を示している。すなわち、一対のロータ１、２が図示の回転角位置にあるときには、オスロータ１の高圧側端面１ｂが漏れ調整部材５１と接して、溝内開放空間と吐出空間１０ｃとの連通を遮断しているため、溝内開放空間を介しての気体の漏れは発生しない。
On the other hand, FIG. 8 shows a state where no leakage occurs. That is, when the pair of
また、図示しないが、一対のロータ１、２がさらに回転して、オスロータ１の高圧側端面１ｂが溝内開放空間と吸入空間１０ｂとの連通を遮断したときも、溝内開放空間を介しての気体の漏れは発生しない。
Although not shown, when the pair of
そして、位置調整部材５２にて漏れ調整部材５１の位置を調整することにより、溝内開放空間が吸入空間１０ｂおよび吐出空間１０ｃにともに連通して漏れが発生している時間（すなわち、一対のロータ１、２の回転角範囲）が変化し、溝７ｃを介して漏れる気体の量が変化する。
Then, by adjusting the position of the
以上述べたように、本実施形態では、溝７ｃを介して漏れる気体の量を調整して吐出性能を調整することができるため、スクリュー圧縮機の個体間の吐出性能ばらつきを低減することができる。
As described above, in the present embodiment, since the discharge performance can be adjusted by adjusting the amount of gas leaking through the
また、一対のロータ１、２の所定の回転角範囲では、溝内開放空間が吸入空間１０ｂおよび吐出空間１０ｃにともに連通して、溝７ｃを介して多量の気体を漏らすことができるため、換言すると、気体の漏れ量の調整幅を大きくとれるため、個体間の吐出性能ばらつきが大きい場合でも、個体間の吐出性能ばらつきを確実に低減することができる。
In addition, in the predetermined rotation angle range of the pair of
また、ハウジング７の平面部のうち大径のロータ１の高圧側端面１ｂと対向する部位に溝７ｃを設けているが、この部位は広いスペースがあり、大きな溝７ｃを形成することができるため、溝７ｃを１つにすることができ、溝７ｃの加工工数を低減できる。
Moreover, although the groove |
また、吐出口７ｂから位置調整部材５２を回転させて漏れ調整部材５１の位置を調整可能であるため、組付・初期吐出性能評価完了後に、吐出性能調整を容易に実施することができるとともに、調整工数を削減することができる。
In addition, since the position of the
（他の実施形態）
上記実施形態では、漏れ調整部材５１の位置を調整することにより気体の漏れ量を調整したが、厚さまたは長さが異なる漏れ調整部材を選択使用して気体の漏れ量を調整するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the amount of gas leakage is adjusted by adjusting the position of the
また、上記実施形態では、ハウジング７の平面部のうち大径のロータ１の高圧側端面１ｂと対向する部位に溝７ｃを設けたが、ハウジング７の平面部のうち小径のロータ２の高圧側端面２ｂと対向する部位に溝７ｃを設け、その溝７ｃに漏れ調整部材５１および位置調整部材５２を挿入してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the groove |
１…オスロータ、１ｂ…高圧側端面、２…メスロータ、７…ロータハウジング、７ａ…吸入口、７ｂ…吐出口、７ｃ…溝、１０…ロータ室、１０ｂ…吸入空間、１０ｃ…吐出空間、５１…漏れ調整部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Male rotor, 1b ... High pressure side end surface, 2 ... Female rotor, 7 ... Rotor housing, 7a ... Suction port, 7b ... Discharge port, 7c ... Groove, 10 ... Rotor chamber, 10b ... Suction space, 10c ... Discharge space, 51 ... Leak adjustment member.
Claims (5)
前記ハウジング（７）内のロータ室（１０）に収納されるとともに、互いに噛み合う螺旋状の歯溝が形成された一対のロータ（１、２）と、
前記ロータ室（１０）のうち前記吸入口（７ａ）と連通する吸入空間（１０ｂ）と、
前記ロータ室（１０）のうち前記吐出口（７ｂ）と連通する吐出空間（１０ｃ）とを備え、
前記一対のロータ（１、２）の回転により前記吸入口（７ａ）から吸入した気体を圧縮して前記吐出口（７ｂ）から吐出するスクリュー圧縮機において、
前記ハウジング（７）における前記ロータ（１、２）の高圧側端面（１ｂ、２ｂ）と対向する平面部に形成されて、前記吐出空間（１０ｃ）から前記吸入空間（１０ｂ）へ気体を漏らす溝（７ｃ）と、
前記溝（７ｃ）内に配置されて、前記溝（７ｃ）を介して漏れる気体の量を調整する漏れ調整部材（５１）とを備えることを特徴とするスクリュー圧縮機。 A housing (7) having a suction port (7a) and a discharge port (7b);
A pair of rotors (1, 2) housed in a rotor chamber (10) in the housing (7) and formed with helical tooth grooves meshing with each other;
A suction space (10b) communicating with the suction port (7a) in the rotor chamber (10);
A discharge space (10c) communicating with the discharge port (7b) in the rotor chamber (10);
In the screw compressor that compresses the gas sucked from the suction port (7a) by the rotation of the pair of rotors (1, 2) and discharges the gas from the discharge port (7b),
A groove formed in a flat portion of the housing (7) facing the high pressure side end surface (1b, 2b) of the rotor (1, 2) to leak gas from the discharge space (10c) to the suction space (10b). (7c),
A screw compressor, comprising: a leakage adjusting member (51) disposed in the groove (7c) for adjusting the amount of gas leaking through the groove (7c).
前記漏れ調整部材（５１）の位置を調整する位置調整部材（５２）を備えることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。 The amount of gas leakage is adjusted by the position of the leakage adjusting member (51) in the groove (7c),
The screw compressor according to claim 1, further comprising a position adjusting member (52) for adjusting a position of the leak adjusting member (51).
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