JP5177081B2 - Screw compressor - Google Patents

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Description

本発明は、ロータ径方向外側に位置する吸入口と作動室に対しロータ軸方向のみを開口する吸込ポートとを連通する吸込流路を備えたスクリュー圧縮機に関する。   The present invention relates to a screw compressor provided with a suction channel that communicates a suction port located on the outer side in the rotor radial direction and a suction port that opens only in the rotor axial direction with respect to a working chamber.

スクリュー圧縮機は、互いに噛合いながら回転する雄ロータ及び雌ロータと、これら雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングとを備えており、雄ロータ及び雌ロータの歯溝とケーシングの壁面とで複数の作動室が形成されている。そして、雄ロータ及び雌ロータの回転に伴い、作動室は、ロータ軸方向に移動するとともに、容積が拡大されてガスを吸込み（吸込行程）、その後、容積が縮小されてガスを圧縮し（圧縮行程）、圧縮ガスを吐出する（吐出行程）。このようなスクリュー圧縮機において、吸入口は、雄ロータ及び雌ロータの径方向外側に位置し、吸込ポートは、雄ロータ及び雌ロータの吸込側歯部端面の近傍に位置して、複数の吸込行程の作動室に対しロータ軸方向のみを開口しており、吸入口と吸込ポートを連通する吸込流路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   The screw compressor includes a male rotor and a female rotor that rotate while meshing with each other, and a casing that accommodates the male rotor and the female rotor. A working chamber is formed. As the male rotor and the female rotor rotate, the working chamber moves in the rotor axial direction, and the volume is increased to suck in gas (suction stroke), and then the volume is reduced to compress the gas (compression). Stroke), and compressed gas is discharged (discharge stroke). In such a screw compressor, the suction port is located on the radially outer side of the male rotor and the female rotor, and the suction port is located in the vicinity of the suction side tooth portion end surface of the male rotor and the female rotor, so that a plurality of suction ports are provided. One having a suction flow path that opens only in the axial direction of the rotor to the working chamber in the stroke and communicates the suction port and the suction port is known (see, for example, Patent Document 1).

特開平１１−４４２９９号公報（図１）Japanese Patent Laid-Open No. 11-44299 (FIG. 1)

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。すなわち、雄ロータの歯数と雌ロータの歯数との組み合わせは、例えば３枚と４枚、４枚と５枚、４枚と６枚、５枚と６枚、又は６枚と８枚などであり、雄ロータの歯数が雌ロータの歯数に比べて１枚若しくは２枚少なくなっている。そのため、雄ロータの回転速度が雌ロータの回転速度に比べて大きくなり、雄ロータ側作動室（詳細には、雄ロータの歯溝内に形成された作動室）内のガス流速は雌ロータ側作動室（詳細には、雌ロータの歯溝内に形成された作動室）内のガス流速に比べて２０〜３０％速くなっている。ここで、吸込行程の作動室としては、雄ロータ及び雌ロータの噛合い側で互いに連通するものの吸込ポート側で互いに連通しない雄ロータ側作動室及び雌ロータ側作動室が存在する。このような吸込行程の雄ロータ側作動室と雌ロータ側作動室においては、吸込ガス流速に差が生じる。そして、吸込流路における吸入口近傍では、雄ロータ側作動室と雌ロータ側作動室による吸込ガス流速の偏りの影響が小さいものの、吸込ポート近傍では、その影響が生じて流れに乱れが生じる。そのため、吸込損失が大きくなっていた。 However, there are the following problems in the above-described prior art. That is, the combination of the number of teeth of the male rotor and the number of teeth of the female rotor is, for example, three and four, four and five, four and six, five and six, or six and eight, etc. The number of teeth of the male rotor is one or two less than the number of teeth of the female rotor. Therefore, the rotational speed of the male rotor is larger than the rotational speed of the female rotor, and the gas flow rate in the male rotor side working chamber (specifically, the working chamber formed in the tooth groove of the male rotor) is It is 20 to 30% faster than the gas flow rate in the working chamber (specifically, the working chamber formed in the tooth space of the female rotor). Here, as the working chamber for the suction stroke, there are a male rotor side working chamber and a female rotor side working chamber that communicate with each other on the meshing side of the male rotor and the female rotor but do not communicate with each other on the suction port side. In the male rotor side working chamber and the female rotor side working chamber in such a suction stroke, a difference occurs in the suction gas flow velocity. In the vicinity of the suction port in the suction flow path, the influence of the bias of the suction gas flow velocity by the male rotor side working chamber and the female rotor side working chamber is small, but in the vicinity of the suction port, the influence occurs and the flow is disturbed. Therefore, the suction loss has become large.

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸込損失を低減することができ、圧縮機効率を向上させることができるスクリュー圧縮機を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said matter, The objective is to provide the screw compressor which can reduce suction loss and can improve compressor efficiency.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、互いに噛み合うように回転する雄ロータ及び雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の作動室を形成するケーシングと、前記雄ロータ及び前記雌ロータの径方向外側に位置する吸入口と、前記雄ロータ及び前記雌ロータの吸込側歯部端面の近傍に位置して、複数の吸込行程の作動室に対しロータ軸方向のみを開口する吸込ポートと、前記吸入口と前記吸込ポートを連通する吸込流路とを備えたスクリュー圧縮機において、前記吸込流路は、前記雄ロータ及び前記雌ロータの吸込側歯部端面に対向する流路壁面に立設され、かつ前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向において、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間に前記雄ロータへの流れと前記雌ロータへの流れを隔てるように構成されて、前記吸込行程の作動室への流れを案内する案内羽根を有する。
(1) To achieve the above object, the present invention includes a male rotor and a female rotor that rotate so as to mesh with each other, a casing that houses the male rotor and the female rotor and forms a plurality of working chambers, A suction port located on the radially outer side of the male rotor and the female rotor and a position near the suction side tooth end face of the male rotor and the female rotor, and only in the rotor axial direction with respect to the working chambers of a plurality of suction strokes In a screw compressor comprising a suction port that opens a suction port, and a suction flow path that communicates the suction port and the suction port, the suction flow path faces the suction side tooth portion end faces of the male rotor and the female rotor. And the flow to the male rotor between the male rotor and the female rotor in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor and the female rotor. Separate the flow Is configured so that, with the guide vanes for guiding the flow to the working chamber of the suction stroke.

このような本発明においては、吸込流路に案内羽根を設けることにより、雄ロータ側作動室と雌ロータ側作動室による吸込ガス流速の偏りを要因とした流れの乱れを抑制することができ（いわゆる整流効果）、吸込損失を低減することができる。その結果、圧縮機効率を向上させることができる。   In the present invention, by providing the guide vanes in the suction flow path, it is possible to suppress the flow turbulence caused by the deviation of the suction gas flow velocity between the male rotor side working chamber and the female rotor side working chamber ( The so-called rectification effect) and the suction loss can be reduced. As a result, the compressor efficiency can be improved.

（２）上記（１）において、好ましくは、前記吸込流路は、雄ロータ側の前記案内羽根を有しており、前記雄ロータ側の案内羽根は、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における雄ロータ側に下流側端部が位置するように延在する。   (2) In the above (1), preferably, the suction flow path has the guide blade on the male rotor side, and the guide blade on the male rotor side is an axis between the male rotor and the female rotor. The upstream end is located at the center in the center-to-center direction, and extends from the upstream end so that the downstream end is located on the male rotor side in the axial center direction between the male rotor and the female rotor. To do.

（３）上記（２）において、好ましくは、前記吸込流路は、雌ロータ側の前記案内羽根をさらに有しており、前記雌ロータ側の案内羽根は、前記雄ロータ側の案内羽根に対し離間するとともに、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における雌ロータ側に下流側端部が位置するように延在する。   (3) In the above (2), preferably, the suction flow path further includes the guide blade on the female rotor side, and the guide blade on the female rotor side corresponds to the guide blade on the male rotor side. The upstream end is located at the center of the male rotor and the female rotor in the direction between the axial centers, and the female in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor is located from the upstream end. It extends so that the downstream end is located on the rotor side.

（４）上記（３）において、好ましくは、前記吸込流路は、前記雄ロータ側の案内羽根の外側を流れる流路の断面積と前記雌ロータ側の案内羽根の外側を流れる流路の断面積との比が、前記雄ロータの回転速度と前記雌ロータの回転速度との逆比となるように形成する。   (4) In the above (3), preferably, the suction flow path includes a cross-sectional area of a flow path that flows outside the guide blades on the male rotor side and a breakage of a flow path that flows outside the guide blades on the female rotor side. It is formed so that the ratio with the area is an inverse ratio of the rotational speed of the male rotor and the rotational speed of the female rotor.

雄ロータの回転速度は、雌ロータの回転速度に比べて大きくなっている。そのため、雄ロータ側作動室は、雌ロータ側作動室に比べて、吸込ガス流速が速く、吸込ポート近傍での速度変化（言い換えれば、吸込流路側と作動室側との速度差）が大きくなっており、この速度変化が吸込損失の要因となる。そこで、本発明においては、雄ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積と雌ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積との比が、雄ロータの回転速度と前記雌ロータの回転速度との逆比となるように形成する。すなわち、雄ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積を小さくし、雌ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積を大きくする。これにより、例えば雄ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積と雌ロータ側案内羽根の外側を流れる流路の断面積を等しくした場合に比べ、雄ロータ側案内羽根の外側の流路における流速を速くすることができる。したがって、雄ロータ側作動室における吸込ポート近傍での速度変化を低減することができ、吸込損失をさらに低減することができる。その結果、圧縮機効率を向上させることができる。   The rotational speed of the male rotor is larger than the rotational speed of the female rotor. Therefore, the male rotor side working chamber has a higher suction gas flow rate than the female rotor side working chamber, and the speed change in the vicinity of the suction port (in other words, the speed difference between the suction flow path side and the working chamber side) becomes larger. This change in speed causes suction loss. Therefore, in the present invention, the ratio of the cross-sectional area of the flow path that flows outside the male rotor-side guide vane to the cross-sectional area of the flow path that flows outside the female rotor-side guide vane is the rotation speed of the male rotor and the female rotor. It is formed so as to have an inverse ratio to the rotational speed of That is, the cross-sectional area of the flow path that flows outside the male rotor-side guide vanes is reduced, and the cross-sectional area of the flow path that flows outside the female rotor-side guide vanes is increased. Thus, for example, compared to the case where the cross-sectional area of the flow path flowing outside the male rotor-side guide vanes is equal to the cross-sectional area of the flow path flowing outside the female rotor-side guide vanes, the flow path outside the male rotor-side guide vanes The flow rate at can be increased. Therefore, the speed change in the vicinity of the suction port in the male rotor side working chamber can be reduced, and the suction loss can be further reduced. As a result, the compressor efficiency can be improved.

（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記案内羽根は、流路幅方向外側に向かって凹状となるように曲線状に延在する。   (5) In any one of the above (1) to (4), preferably, the guide blade extends in a curved shape so as to be concave toward the outside in the flow path width direction.

本発明によれば、吸込損失を低減することができ、圧縮機効率を向上させることができる。   According to the present invention, the suction loss can be reduced and the compressor efficiency can be improved.

本発明の第１の実施形態におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the screw compressor in the 1st Embodiment of this invention. 図１中のII−II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing in FIG. 図２中のIII−III矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 2. 図２中のIV−IV矢視断面図である。It is IV-IV arrow sectional drawing in FIG. 図２中のＶ−Ｖ矢視断面図である。It is a VV arrow sectional view in FIG. 本発明の第１の実施形態における雄ロータ及び雌ロータの構造を吸込ポートとともに表す雄ロータ及び雌ロータの斜視図である。It is a perspective view of the male rotor and female rotor which represent the structure of the male rotor and female rotor in the 1st Embodiment of this invention with a suction port. 本発明の第１の実施形態における雄ロータ及び雌ロータの吸込側歯部端面を表す側面図、並びに雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室を吸込ポート及び吐出ポートとともに表す雄ロータ及び雌ロータの展開図である。The side view showing the suction side tooth | gear end surface of the male rotor and the female rotor in the 1st Embodiment of this invention, and the male rotor and the female rotor which represent the working chamber of a male rotor side and a female rotor side with a suction port and a discharge port FIG. 本発明の第２の実施形態におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the screw compressor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の一変形例におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the screw compressor in one modification of this invention. 本発明の一変形例におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the screw compressor in one modification of this invention.

本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図であり、図２は、図１中のII−II矢視断面図である。図３は、図２中のIII−III矢視断面図であり、図４は、図２中のIV−IV矢視断面図であり、図５は、図２中のＶ−Ｖ矢視断面図である。なお、図１は、図３中のＩ−Ｉ矢視断面図に相当し、図２は、図３中のII−II矢視断面図に相当する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the screw compressor in the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 is a sectional view taken along arrows III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along arrows IV-IV in FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view taken along arrows V-V in FIG. FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along an arrow II in FIG. 3, and FIG. 2 corresponds to a cross-sectional view taken along an arrow II-II in FIG.

これら図１〜図５において、スクリュー圧縮機は、例えばオイルフリータイプの（すなわち、作動室内を無給油状態で運転する）ものであって、互いに噛合いながら回転する雄ロータ１及び雌ロータ２と、これら雄ロータ１及び雌ロータ２を収納するケーシング３とを備えている。ケーシング３は吸込側ケーシング４、主ケーシング５、及び吐出側ケーシング６で構成されており、それらはボルト等で互いに締結固定されている。   1 to 5, the screw compressor is, for example, an oil-free type (that is, operates in an oil-free state in the working chamber), and includes a male rotor 1 and a female rotor 2 that rotate while meshing with each other. And a casing 3 for housing the male rotor 1 and the female rotor 2. The casing 3 includes a suction side casing 4, a main casing 5, and a discharge side casing 6, which are fastened and fixed to each other with bolts or the like.

主ケーシング５は、雄ロータ１及び雌ロータ２の歯部を収納する内壁（ボア壁）を有し、この内壁と雄ロータ1及び雌ロータ２の歯溝とで複数の作動室が形成されている。主ケーシング５には、雄ロータ１及び雌ロータ２の径方向外側（図１中下側）に位置する吸入口７が形成されている。また、吸込側ケーシング４及び主ケーシング５によって、雄ロータ１及び雌ロータ２の吸込側（図１中左側）歯部端面の近傍に位置し、複数の吸込行程の作動室に対しロータ軸方向のみ開口する吸込ポート８が形成されており、さらに吸入口７と吸込ポート８を連通する吸込流路９が形成されている。   The main casing 5 has an inner wall (bore wall) that houses the teeth of the male rotor 1 and the female rotor 2, and a plurality of working chambers are formed by the inner wall and the tooth grooves of the male rotor 1 and the female rotor 2. Yes. The main casing 5 is formed with a suction port 7 located on the radially outer side (lower side in FIG. 1) of the male rotor 1 and the female rotor 2. Further, the suction side casing 4 and the main casing 5 are positioned near the suction side (left side in FIG. 1) tooth end surface of the male rotor 1 and the female rotor 2, and only in the rotor axial direction with respect to the working chambers of a plurality of suction strokes. A suction port 8 that opens is formed, and a suction flow path 9 that connects the suction port 7 and the suction port 8 is formed.

また、主ケーシング５には、雄ロータ１及び雌ロータ２の径方向外側（図１中上側）に位置する吐出口１０と、雄ロータ１及び雌ロータ２の吐出側（図１中右側）歯部端面の近傍に位置して、吐出行程の作動室に対しロータ径方向及び軸方向を開口する吐出ポート１１と、吐出口１０と吐出ポート１１を連通する吐出流路１２とが形成されている。   Further, the main casing 5 has a discharge port 10 positioned on the radially outer side (upper side in FIG. 1) of the male rotor 1 and the female rotor 2, and discharge side (right side in FIG. 1) teeth of the male rotor 1 and the female rotor 2. A discharge port 11 that opens in the radial direction and axial direction of the rotor in the discharge stroke and a discharge flow path 12 that connects the discharge port 10 and the discharge port 11 are formed in the vicinity of the end face of the part. .

雄ロータ１は、吸込側ケーシング４に設けられたラジアル軸受１３ａと主ケーシング５に設けられたラジアル軸受１４ａ及びスラスト軸受１５ａとで回転可能に支持されている。また、軸受１３ａより雄ロータ１の歯部側（図１及び図２中右側）には軸封装置１６ａが設けられ、軸受１４ａ，１５ａより雄ロータ１の歯部側（図１及び図２中左側）には軸封装置１７ａが設けられており、軸受１３ａ〜１５ａを潤滑する潤滑油が作動室に流入しないようになっている。   The male rotor 1 is rotatably supported by a radial bearing 13 a provided in the suction side casing 4 and a radial bearing 14 a and a thrust bearing 15 a provided in the main casing 5. Further, a shaft seal device 16a is provided on the tooth side of the male rotor 1 (right side in FIGS. 1 and 2) from the bearing 13a, and the tooth side of the male rotor 1 (in FIGS. 1 and 2) from the bearings 14a and 15a. On the left side, a shaft seal device 17a is provided so that lubricating oil for lubricating the bearings 13a to 15a does not flow into the working chamber.

同様に、雌ロータ２は、吸込側ケーシング４に設けられたラジアル軸受１３ｂと主ケーシング５に設けられたラジアル軸受１４ｂ及びスラスト軸受１５ｂとで回転可能に支持されている。また、軸受１３ｂより雌ロータ２の歯部側（図１及び図２中右側）には軸封装置１６ｂが設けられ、軸受１４ｂ，１５ｂより雌ロータ２の歯部側（図１及び図２中左側）には軸封装置１７ｂが設けられており、軸受１３ｂ〜１５ｂを潤滑する潤滑油が作動室に流入しないようになっている。   Similarly, the female rotor 2 is rotatably supported by a radial bearing 13b provided in the suction side casing 4 and a radial bearing 14b and a thrust bearing 15b provided in the main casing 5. Further, a shaft seal device 16b is provided on the tooth portion side (right side in FIGS. 1 and 2) of the female rotor 2 from the bearing 13b, and the tooth portion side of the female rotor 2 (in FIGS. 1 and 2) from the bearings 14b and 15b. On the left side, a shaft seal device 17b is provided so that lubricating oil for lubricating the bearings 13b to 15b does not flow into the working chamber.

雄ロータ１の吸込側軸部端部にはピニオン１８が取り付けられており、このピニオン１８は、図示しないモータの回転軸に接続されたプルギヤと噛合わされている。これにより、モータの回転動力が伝達されて雄ロータ１が回転するようになっている。また、雄ロータ１及び雌ロータ２の吐出側軸部端部には一対のタイミングギヤ１９ａ，１９ｂが設けられている。これにより、雄ロータ１及び雌ロータ２が非接触状態で同期回転するようになっている。   A pinion 18 is attached to the suction-side shaft end of the male rotor 1, and this pinion 18 is meshed with a pull gear connected to a rotating shaft of a motor (not shown). As a result, the rotational power of the motor is transmitted so that the male rotor 1 rotates. A pair of timing gears 19 a and 19 b are provided at the end portions of the discharge-side shaft portions of the male rotor 1 and the female rotor 2. Thereby, the male rotor 1 and the female rotor 2 rotate synchronously in a non-contact state.

そして、雄ロータ１及び雌ロータ２の回転に伴い、作動室は、軸方向に移動するとともに、容積が拡大されて吸込ポート８を介しガスを吸込み（吸込行程）、容積がほぼ最大となって吸込ポート８が閉じられた後、容積が縮小されてガスを圧縮し（圧縮行程）、吐出ポート１１を介し圧縮ガスを吐出する（吐出行程）。このような作動室の詳細を、図６及び図７により説明する。   As the male rotor 1 and the female rotor 2 rotate, the working chamber moves in the axial direction, and the volume is expanded to suck in gas through the suction port 8 (suction stroke), and the volume becomes almost maximum. After the suction port 8 is closed, the volume is reduced to compress the gas (compression stroke), and the compressed gas is discharged through the discharge port 11 (discharge stroke). Details of such a working chamber will be described with reference to FIGS.

図６は、雄ロータ１及び雌ロータ２の構造を吸込ポート８とともに表す雄ロータ１及び雌ロータ２の斜視図である。図７（ａ）は、雄ロータ１及び雌ロータ２の吸込側歯部端面を表す側面図であり、図７（ｂ）は、雄ロータ１側及び雌ロータ２側の作動室を吸込ポート８及び吐出ポート１１とともに表す雄ロータ１及び雌ロータ２の展開図（詳細には、雄ロータ１及び雌ロータ２の歯部外周側を展開した図であり、図中の実線は歯先を示すもの）である。   FIG. 6 is a perspective view of the male rotor 1 and the female rotor 2 showing the structure of the male rotor 1 and the female rotor 2 together with the suction port 8. FIG. 7A is a side view showing the end surfaces of the suction side teeth of the male rotor 1 and the female rotor 2, and FIG. 7B shows the working chambers on the male rotor 1 side and the female rotor 2 side as the suction port 8. And a developed view of the male rotor 1 and the female rotor 2 shown together with the discharge port 11 (specifically, a developed view of the outer peripheral side of the tooth portion of the male rotor 1 and the female rotor 2, and the solid line in the figure indicates the tooth tip) ).

これら図６、図７（ａ）、及び図７（ｂ）において、雄ロータ１は、４枚の歯２０ａ〜２０ｄを有し、雌ロータ２は、６枚の歯２１ａ〜２１ｆを有しており、吸込ポート８側にて雄ロータ１の歯２０ａが雌ロータ２の歯２１ｆ，２１ａの間の歯溝に噛合った状態を示している。   In FIG. 6, FIG. 7A and FIG. 7B, the male rotor 1 has four teeth 20a to 20d, and the female rotor 2 has six teeth 21a to 21f. In the drawing, the tooth 20a of the male rotor 1 is engaged with the tooth gap between the teeth 21f and 21a of the female rotor 2 on the suction port 8 side.

雄ロータ１側の作動室は、雄ロータ１の歯２０ａ，２０ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ａと、雄ロータ１の歯２０ｂ，２０ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ｂと、雄ロータ１の歯２０ｃ，２０ｄの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ｃと、雄ロータ１の歯２０ｄ，２０ａの間の歯溝に形成された作動室２２ｄと、雄ロータ１の歯２０ａ，２０ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｅと、雄ロータ１の歯２０ｂ，２０ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｆと、雄ロータ１の歯２０ｃ，２０ｄの間に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｇとで構成されている。雄ロータ１側の作動室２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、吸込ポート８を介し吸込流路９に連通してガスを吸い込み、雄ロータ１側の作動室２２ｆ，２２ｇは、吐出ポート１１を介し吐出流路１２に連通して圧縮ガスを吐出するようになっている。   The working chamber on the male rotor 1 side is formed in a tooth space between the teeth 20 a and 20 b of the male rotor 1, and is divided by the engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2. The suction side working chamber 22b formed in the tooth gap between the teeth 20b and 20c and divided by the engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2 and the tooth groove between the teeth 20c and 20d of the male rotor 1 are male. The suction-side working chamber 22c divided by the engagement of the rotor 1 and the female rotor 2, the working chamber 22d formed in the tooth space between the teeth 20d and 20a of the male rotor 1, and the teeth 20a and 20b of the male rotor 1 Between the teeth 20b and 20c of the male rotor 1 and the male rotor 1 and the female rotor. Discharge-side working chamber 22f divided by the engagement of the rotor 2 , And a male rotor 1 of the tooth 20c, formed between 20d and the working chamber 22g of the discharge side, separated by engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2. The working chambers 22a, 22b, and 22c on the male rotor 1 side communicate with the suction flow path 9 through the suction port 8 and sucks gas, and the working chambers 22f and 22g on the male rotor 1 side discharge through the discharge port 11. The compressed gas is discharged in communication with the passage 12.

雌ロータ２側の作動室は、雄ロータ２の歯２１ａ，２１ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吸込側の作動室２３ａと、雌ロータ２の歯２１ｂ，２１ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吸込側の作動室２３ｂと、雌ロータ１の歯２１ｃ，２１ｄの間の歯溝に形成された作動室２３ｃと、雌ロータ２の歯２１ｄ，２１ｅの間の歯溝に形成された作動室２３ｄと、雄ロータ１の歯２１ｅ，２１ｆの間の歯溝に形成された作動室２３ｅと、雄ロータ１の歯２１ｆ，２１ａの間の歯溝に形成された作動室２３ｆと、雄ロータ１の歯２１ａ，２１ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吐出側の作動室２３ｇと、雄ロータ１の歯２１ｂ，２１ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ１及び雌ロータ２の噛合いで区切られた吐出側の作動室２３ｈとで構成されている。雌ロータ２側の作動室２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、吸込ポート８を介し吸込流路９に連通してガスを吸い込み、雄ロータ２側の作動室２３ｇ，２３ｈは、吐出ポート１１を介し吐出流路１２に連通して圧縮ガスを吐出するようになっている。   The working chamber on the female rotor 2 side is formed in a tooth gap between the teeth 21 a and 21 b of the male rotor 2, and is divided by the engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2. The suction side working chamber 23b formed in the tooth gap between the teeth 21b and 21c and divided by the engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2 and the tooth gap between the teeth 21c and 21d of the female rotor 1 are formed. A working chamber 23c, a working chamber 23d formed in a tooth groove between the teeth 21d and 21e of the female rotor 2, a working chamber 23e formed in a tooth groove between the teeth 21e and 21f of the male rotor 1, and a male A working chamber 23f formed in a tooth groove between the teeth 21f and 21a of the rotor 1 and a tooth groove formed between the teeth 21a and 21b of the male rotor 1 and separated by meshing of the male rotor 1 and the female rotor 2 The discharge-side working chamber 23g and the teeth 21b and 21c of the male rotor 1 Formed on the tooth is composed of a working chamber 23h on the discharge side, separated by engagement of the male rotor 1 and the female rotor 2. The working chambers 23 a, 23 b, 23 c on the female rotor 2 side communicate with the suction flow path 9 via the suction port 8 to suck gas, and the working chambers 23 g, 23 h on the male rotor 2 side discharge via the discharge port 11. The compressed gas is discharged in communication with the passage 12.

雄ロータ１側の作動室２２ａ〜２２ｃにおける吸込ガス流速のロータ軸方向成分ＶＭＹと雌ロータ２側の作動室２３ａ〜２３ｃにおける吸込ガス流速のロータ軸方向成分ＶＦＹは、同じである。一方、雄ロータ１の回転速度が雌ロータ２の回転速度に比べて大きいため、雄ロータ１側の作動室２２ａ〜２２ｃにおける吸込ガス流速のロータ径方向成分ＶＭＸは雌ロータ２側の作動室２３ａ〜２３ｃにおける吸込ガス流速のロータ径方向成分ＶＦＸより大きくなる。したがって、雄ロータ１側の作動室２２ａ〜２２ｃにおける吸込ガス流速ＶＭは、雌ロータ２側の作動室２３ａ〜２３ｃにおける吸込ガス流速ＶＦより速くなる。そして、吸込流路９における吸入口７の近傍では、雄ロータ１側の作動室２２ａ〜２２ｃと雌ロータ側作動室２３ａ〜２３ｃによる吸込ガス流速の偏りの影響が小さいものの、吸込ポート８の近傍では、特に雄ロータ側の作動室２２ｂ，２２ｃと雌ロータ側作動室２３ｂ，２３ｃによる吸込ガス流速の偏りの影響を受けて、流れに乱れが生じやすくなっている。 Rotor axial component V FY of the suction gas flow rate in the working chamber 23a~23c the rotor axis component V MY and the female rotor 2 side of the suction gas velocity in the working chamber 22a~22c the male rotor 1 side is the same. On the other hand, since the rotation speed of the male rotor 1 is higher than the rotation speed of the female rotor 2, the rotor radial direction component V MX of the suction gas flow velocity in the working chambers 22a to 22c on the male rotor 1 side is the working chamber on the female rotor 2 side. It becomes larger than the rotor radial direction component V FX of the suction gas flow velocity in 23a to 23c. Therefore, the suction gas flow rate V M in the working chamber 22a~22c the male rotor 1 side is faster than the suction gas flow rate V F in the working chamber 23a~23c of the female rotor 2 side. In the vicinity of the suction port 7 in the suction flow path 9, although the influence of the bias of the suction gas flow velocity by the working chambers 22 a to 22 c on the male rotor 1 side and the working chambers 23 a to 23 c on the male rotor 1 is small, the vicinity of the suction port 8. In particular, the flow is easily disturbed by the influence of the bias of the suction gas flow velocity caused by the working chambers 22b and 22c on the male rotor side and the working chambers 23b and 23c on the female rotor side.

そこで、本実施形態においては、前述の図１、図４、及び図５に示すように、吸込流路９は、雄ロータ１及び雌ロータ２の吸込側歯部端面に対向する流路壁面（詳細には、吸入側ケーシング４の端面）に立設された雄ロータ１側の案内羽根２４ａ及び雌ロータ２側の案内羽根２４ｂを有している。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 4, and 5 described above, the suction flow path 9 is a flow wall surface that faces the suction side tooth end faces of the male rotor 1 and the female rotor 2 ( Specifically, it has a guide blade 24a on the male rotor 1 side and a guide blade 24b on the female rotor 2 side which are erected on the end surface of the suction-side casing 4.

雄ロータ１側の案内羽根２４ａは、雄ロータ１と雌ロータ２との軸心間方向（図５中上下方向）における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より雄ロータ１と雌ロータ２との軸心間方向における雄ロータ１側（図５中下側）に下流側端部が位置するように延在し、かつ流路幅方向外側（図５中下側）に向かって凹状となるように曲線状に延在している。言い換えれば、雄ロータ１の歯２０ｂ，２０ｃの間の歯底に向かって延在している。   The guide blade 24a on the male rotor 1 side has an upstream end located at the center in the direction between the axial centers of the male rotor 1 and the female rotor 2 (vertical direction in FIG. 5), and the male rotor from the upstream end. 1 and the female rotor 2 extending so that the downstream end is located on the male rotor 1 side (lower side in FIG. 5) in the direction between the axial centers, and outside in the flow path width direction (lower side in FIG. 5) It extends in a curvilinear shape so as to be concave. In other words, the male rotor 1 extends toward the tooth bottom between the teeth 20b and 20c.

雌ロータ２側の案内羽根２４ｂは、雄ロータ１側の案内羽根２４ａに対し離間するとともに、雄ロータ１と雌ロータ２との軸心間方向における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より雄ロータ１と雌ロータ２との軸心間方向における雌ロータ２側（図５中上側）に下流側端部が位置するように延在し、かつ流路幅方向外側（図５中上側）に向かって凹状となるように曲線状に延在している。言い換えれば、雌ロータ２の歯２１ｂ，２１ｃの間の歯底に向かって延在している。   The guide blade 24b on the female rotor 2 side is separated from the guide blade 24a on the male rotor 1 side, and the upstream end is located at the center in the direction between the axial centers of the male rotor 1 and the female rotor 2. The downstream end extends from the upstream end so that the downstream end is positioned on the female rotor 2 side (upper side in FIG. 5) in the direction between the axial centers of the male rotor 1 and the female rotor 2, and is outside in the flow path width direction ( It extends in a curved shape so as to be concave toward the upper side in FIG. In other words, it extends toward the tooth bottom between the teeth 21b, 21c of the female rotor 2.

そして、雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側を流れたガスは、主として雄ロータ１側の作動室２２ｂ，２２ｃへ案内されるようになっている。また、雌ロータ２側の案内羽根２４ｂの外側を流れたガスは、主として雌ロータ２側の作動室２３ｂ，２３ｃへ案内されるようになっている。また、雄ロータ１側の案内羽根２４ａと雌ロータ２側の案内羽根２４ｂとの間を流れたガスは、雄ロータ１側の作動室２２ａ及び雌ロータ２側の作動室２３ａへ案内されるようになっている。これにより、雄ロータ１側作動室と雌ロータ２側作動室による吸込ガス流速の偏りを要因とした流れの乱れを抑制することができ（いわゆる整流効果）、吸込損失を低減することができる。その結果、圧縮機効率を向上させることができる。   The gas flowing outside the guide blade 24a on the male rotor 1 side is mainly guided to the working chambers 22b and 22c on the male rotor 1 side. The gas flowing outside the guide blades 24b on the female rotor 2 side is mainly guided to the working chambers 23b and 23c on the female rotor 2 side. The gas flowing between the guide blades 24a on the male rotor 1 side and the guide blades 24b on the female rotor 2 side is guided to the working chamber 22a on the male rotor 1 side and the working chamber 23a on the female rotor 2 side. It has become. Thereby, the disturbance of the flow caused by the deviation of the suction gas flow velocity by the male rotor 1 side working chamber and the female rotor 2 side working chamber can be suppressed (so-called rectification effect), and the suction loss can be reduced. As a result, the compressor efficiency can be improved.

なお、上記第１の実施形態においては、吸込流路９は、雄ロータ１側の案内羽根２４ａ及び雌ロータ２側の案内羽根２４ｂを有する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、雄ロータ１側作動室の吸込ガス流速が雌ロータ２側作動室の吸込ガス流速より速いことから、例えば雄ロータ１側の案内羽根２４ａのみとした場合でも、吸込損失を低減する効果を得ることができる。   In the first embodiment, the suction flow path 9 has been described by way of an example in which the suction passage 9 has the guide blades 24a on the male rotor 1 side and the guide blades 24b on the female rotor 2 side. However, the present invention is not limited to this. That is, since the suction gas flow rate in the working chamber on the male rotor 1 side is faster than the suction gas flow rate in the working chamber on the female rotor 2 side, for example, even when only the guide blade 24a on the male rotor 1 side is used, the effect of reducing suction loss is achieved. Can be obtained.

本発明の第２の実施形態を図８により説明する。本実施形態は、雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側を流れる流路の断面積と雌ロータ２側の案内羽根２４ｂの外側を流れる流路の断面積とを異ならせた実施形態である。なお、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an embodiment in which the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24a on the male rotor 1 side is different from the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24b on the female rotor 2 side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part equivalent to the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably.

図８は、本実施形態におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図であり、上記第１の実施形態における図５に相当する。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the screw compressor in the present embodiment, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment.

本実施形態では、吸込流路９は、雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側を流れる流路の断面積と雌ロータ２側の案内羽根２４ａの外側を流れる流路の断面積との比が、全体的に、雄ロータ１の回転速度と雌ロータ２の回転速度との逆比となるように形成している。すなわち、雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側を流れる流路の断面積ＳＭを小さくし、雌ロータ２側の案内羽根２４ｂの外側を流れる流路の断面積ＳＦを大きくする。これにより、例えば雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側を流れる流路の断面積と雌ロータ２側の案内羽根２４ｂの外側を流れる流路の断面積を等しくした場合に比べ、雄ロータ１側の案内羽根２４ａの外側の流路における流速を速くすることができる。したがって、雄ロータ１側作動室における吸込ポート８近傍での速度変化（言い換えれば、吸込流路側と作動室側との速度差）を低減することができ、吸込損失をさらに低減することができる。その結果、圧縮機効率を向上させることができる。 In the present embodiment, the suction flow path 9 has a ratio of the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24a on the male rotor 1 side to the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24a on the female rotor 2 side. Overall, the rotation speed of the male rotor 1 and the rotation speed of the female rotor 2 are formed so as to have an inverse ratio. That is, to reduce the cross-sectional area S M of the channel through the outer male rotor 1 side of the guide vane 24a, to increase the cross-sectional area S F of the flow path through the outer guide vanes 24b of the female rotor 2 side. Thereby, for example, compared with the case where the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24a on the male rotor 1 side is equal to the cross-sectional area of the flow path flowing outside the guide blade 24b on the female rotor 2 side, The flow velocity in the flow path outside the guide vanes 24a can be increased. Therefore, the speed change in the vicinity of the suction port 8 in the male rotor 1 side working chamber (in other words, the speed difference between the suction flow path side and the working chamber side) can be reduced, and the suction loss can be further reduced. As a result, the compressor efficiency can be improved.

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、雄ロータ１側の案内羽根２４ａ及び雌ロータ２側の案内羽根２４ｂは、流路断面幅方向外側に向かって凹状となるように曲線状に延在した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、雄ロータ１側の案内羽根２４ａ及び雌ロータ２側の案内羽根２４ｂのうちの一方又は両方を直線状に延在するようにしてもよい。このような変形例を図９及び図１０により説明する。なお、本変形例において、上記第１の実施形態と同等の部分は、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   In the first and second embodiments, the guide blade 24a on the male rotor 1 side and the guide blade 24b on the female rotor 2 side are curved so as to be concave toward the outside in the channel cross-sectional width direction. Although the case of extension has been described as an example, the present invention is not limited to this. That is, one or both of the guide blades 24a on the male rotor 1 side and the guide blades 24b on the female rotor 2 side may extend linearly. Such a modification will be described with reference to FIGS. Note that in this modification, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図９及び図１０は、本変形例におけるスクリュー圧縮機の構造を表す断面図であり、上記第１の実施形態における図４及び図５に相当する。   9 and 10 are cross-sectional views showing the structure of the screw compressor in this modification, and correspond to FIGS. 4 and 5 in the first embodiment.

本変形例では、吸入口７は、雄ロータ１と雌ロータ２との軸心間方向に対して雌ロータ２側（図中上側）に約４５度傾けた方向に開口している。そして、雄ロータ１側の案内羽根２４ａは、ほぼ直線状に延在している。このような変形例においても、上記第１の実施形態と同様、吸込損失を低減することができ、圧縮機効率を向上させることができる。   In this modification, the suction port 7 opens in a direction inclined about 45 degrees toward the female rotor 2 (upper side in the drawing) with respect to the direction between the axial centers of the male rotor 1 and the female rotor 2. The guide blade 24a on the male rotor 1 side extends substantially linearly. Also in such a modification, the suction loss can be reduced and the compressor efficiency can be improved, as in the first embodiment.

１ 雄ロータ
２ 雌ロータ
３ ケーシング
７ 吸入口
８ 吸込ポート
９ 吸込流路
２４ａ 雄ロータ側の案内羽根
２４ｂ 雌ロータ側の案内羽根 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Male rotor 2 Female rotor 3 Casing 7 Suction port 8 Suction port 9 Suction flow path 24a Male rotor side guide vane 24b Female rotor side guide vane

Claims (5)

互いに噛み合うように回転する雄ロータ及び雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の作動室を形成するケーシングと、前記雄ロータ及び前記雌ロータの径方向外側に位置する吸入口と、前記雄ロータ及び前記雌ロータの吸込側歯部端面の近傍に位置して、複数の吸込行程の作動室に対しロータ軸方向のみを開口する吸込ポートと、前記吸入口と前記吸込ポートを連通する吸込流路とを備えたスクリュー圧縮機において、
前記吸込流路は、
前記雄ロータ及び前記雌ロータの吸込側歯部端面に対向する流路壁面に立設され、かつ前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向において、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間に前記雄ロータへの流れと前記雌ロータへの流れを隔てるように構成されて、前記吸込行程の作動室への流れを案内する案内羽根を有することを特徴とするスクリュー圧縮機。 A male rotor and a female rotor that rotate so as to mesh with each other, a casing that houses the male rotor and the female rotor to form a plurality of working chambers, and a suction port that is located radially outside the male rotor and the female rotor A suction port that is positioned in the vicinity of the suction side tooth end face of the male rotor and the female rotor, and that opens only in the rotor axial direction with respect to the working chamber of a plurality of suction strokes, and the suction port and the suction port. In a screw compressor having a suction flow path that communicates,
The suction flow path is
The shafts of the male rotor and the female rotor are provided upright on the flow passage wall surface facing the suction side tooth end faces of the male rotor and the female rotor, and in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor. A screw compressor characterized by having guide vanes configured to separate the flow to the male rotor and the flow to the female rotor between the centers and guide the flow to the working chamber of the suction stroke. 請求項１記載のスクリュー圧縮機において、前記吸込流路は、雄ロータ側の前記案内羽根を有しており、前記雄ロータ側の案内羽根は、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における雄ロータ側に下流側端部が位置するように延在したことを特徴とするスクリュー圧縮機。   2. The screw compressor according to claim 1, wherein the suction flow path has the guide blade on the male rotor side, and the guide blade on the male rotor side is between the axial centers of the male rotor and the female rotor. The upstream end is located at the center in the direction, and the downstream end extends from the upstream end so that the downstream end is located on the male rotor side in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor. A screw compressor characterized by 請求項２記載のスクリュー圧縮機において、前記吸込流路は、雌ロータ側の前記案内羽根をさらに有しており、前記雌ロータ側の案内羽根は、前記雄ロータ側の案内羽根に対し離間するとともに、前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における中央部に上流側端部が位置し、この上流側端部より前記雄ロータと前記雌ロータとの軸心間方向における雌ロータ側に下流側端部が位置するように延在したことを特徴とするスクリュー圧縮機。   3. The screw compressor according to claim 2, wherein the suction flow path further includes the guide blade on the female rotor side, and the guide blade on the female rotor side is separated from the guide blade on the male rotor side. In addition, an upstream end is located at the center portion in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor, and the female rotor side in the direction between the axial centers of the male rotor and the female rotor from the upstream end portion. A screw compressor characterized in that it extends so that a downstream end portion is positioned at the end of the screw compressor. 請求項３記載のスクリュー圧縮機において、前記吸込流路は、前記雄ロータ側の案内羽根の外側を流れる流路の断面積と前記雌ロータ側の案内羽根の外側を流れる流路の断面積との比が、前記雄ロータの回転速度と前記雌ロータの回転速度との逆比となるように形成したことを特徴とするスクリュー圧縮機。   The screw compressor according to claim 3, wherein the suction flow path includes a cross-sectional area of a flow path that flows outside the guide blades on the male rotor side and a cross-sectional area of a flow path that flows on the outside of the guide blades on the female rotor side. The screw compressor is characterized in that the ratio is the inverse ratio of the rotational speed of the male rotor and the rotational speed of the female rotor. 請求項１〜４のいずれか１項記載のスクリュー圧縮機において、前記案内羽根は、流路幅方向外側に向かって凹状となるように曲線状に延在したことを特徴とするスクリュー圧縮機。   The screw compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the guide vanes extend in a curved shape so as to be concave toward the outside in the flow path width direction.
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