JP5759125B2

JP5759125B2 - Structure of suction part of screw compressor body

Info

Publication number: JP5759125B2
Application number: JP2010186462A
Authority: JP
Inventors: 幸司竹内
Original assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Current assignee: HOKUETSU INDUSTRIES CO., LTD.
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2030-08-23
Also published as: JP2012041910A

Description

本発明はスクリュ圧縮機本体の吸入部構造に関し，より詳細には低圧段の圧縮機本体で圧縮された圧縮気体を高圧段の圧縮機本体で更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体で採用するに適した，スクリュ圧縮機本体の吸入部構造に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure of a suction portion of a screw compressor body, and more specifically, compression of a high-pressure stage in a multi-stage screw compressor that further compresses compressed gas compressed by a low-pressure stage compressor body by a high-pressure stage compressor body. The present invention relates to a structure of a suction portion of a screw compressor body suitable for use in a machine body.

なお，本明細書において多段式スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体とは，多段式スクリュ圧縮機が２段以上の圧縮機本体を有する場合，第２段目以降の圧縮機本体を言う。 In the present specification, the high-pressure stage compressor body in the multi-stage screw compressor refers to the second-stage and subsequent compressor bodies when the multi-stage screw compressor has two or more stages of compressor bodies.

空気，燃料ガス，その他の各種気体を圧縮して所定の圧力に圧縮された圧縮流体を得るためにスクリュ圧縮機が広く使用されている。 Screw compressors are widely used to obtain compressed fluid compressed to a predetermined pressure by compressing air, fuel gas, and other various gases.

このうち，圧縮作用空間の冷却，密封に潤滑油を使用することなく，雄，雌一対のスクリュロータ間，及び各スクリュロータの歯先とシリンダ内壁間に微小な間隔を介した非接触の状態でロータを高速回転させることにより被圧縮気体の圧縮を行うオイルフリースクリュ式の圧縮機本体では，１台の圧縮機本体によって最終目標とする圧力まで被圧縮気体の圧力を高めることが困難な場合があることから，複数の圧縮機本体を連結して使用し，低圧段の圧縮機本体で圧縮した圧縮気体を高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮することで最終目標とする圧力の圧縮気体を得る，所謂「多段式」と呼ばれる装置構成も採用されている。 Of these, without using lubricating oil for cooling and sealing the compression working space, a non-contact state between a pair of male and female screw rotors and between the tooth tip of each screw rotor and the inner wall of the cylinder via a minute gap In the case of an oil-free screw type compressor body that compresses the compressed gas by rotating the rotor at a high speed, it is difficult to increase the pressure of the compressed gas to the final target pressure by one compressor body. Therefore, multiple compressor bodies are connected and used, and the compressed gas compressed by the low-pressure stage compressor body is introduced into the high-pressure stage compressor body and further compressed to achieve the final target pressure. A so-called “multistage type” apparatus configuration for obtaining compressed gas is also employed.

このような多段式のスクリュ圧縮機の一例として，図７に示すように圧縮機本体として低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂから成る二機の圧縮機本体を備えた二段式スクリュ圧縮機にあっては，低圧段の圧縮機本体１００ａの吐出口と，高圧段の圧縮機本体１００ｂの吸入口とを中間段通路（中間配管２２０，２２２）を介して連通し，低圧段の圧縮機本体１００ａによって圧縮した後の圧縮気体を，更に高圧段の圧縮機本体１００ｂに導入して圧縮し，このようにして高圧段の圧縮機本体１００ｂで圧縮された圧縮気体（例えば圧縮空気）を空気作業機等の圧縮気体の消費側に供給することができるようにしている。 As an example of such a multi-stage screw compressor, as shown in FIG. 7, a compressor body having two compressor bodies comprising a low-pressure stage compressor body 100a and a high-pressure stage compressor body 100b is provided. In the stage-type screw compressor, the discharge port of the low-pressure stage compressor body 100a and the suction port of the high-pressure stage compressor body 100b are communicated with each other via an intermediate stage passage (intermediate pipes 220, 222). The compressed gas compressed by the low-pressure stage compressor body 100a is further introduced into the high-pressure stage compressor body 100b and compressed, and thus compressed gas (for example, compressed by the high-pressure stage compressor body 100b) (for example, Compressed air) can be supplied to the compressed gas consumption side such as an air working machine.

以上のように構成された二段式のスクリュ圧縮機にあっては，低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂに共通して設けられた単一の駆動源（例えばモータ）１０４からの回転駆動力を，増速機１０３等によってそれぞれ所定の増速比に増速して低圧段及び高圧段の圧縮機本体１００ａ，１００ｂにそれぞれ入力することから，このような二段式のスクリュ圧縮機において圧縮機本体を駆動する動力を減少するために，低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂの圧縮比を最適化して単一の駆動源によってバランス良く駆動することが行われていると共に，このような圧縮比を算出するための数式も提案されている（特許文献１）。 In the two-stage screw compressor configured as described above, a single drive source (for example, a motor) provided in common to the low-pressure stage compressor body 100a and the high-pressure stage compressor body 100b. Since the rotational driving force from 104 is increased to a predetermined speed increase ratio by the speed increaser 103 or the like and is input to the low pressure stage and high pressure stage compressor bodies 100a and 100b, respectively, such a two-stage type. In order to reduce the power for driving the compressor body in the screw compressor, the compression ratio of the low-pressure stage compressor body 100a and the high-pressure stage compressor body 100b is optimized and driven in a balanced manner by a single drive source. In addition, a mathematical formula for calculating such a compression ratio has also been proposed (Patent Document 1).

特開平６−２８８３６８号公報JP-A-6-288368

前述した二段式スクリュ圧縮機において，低圧段の圧縮機本体における圧縮比と，高圧段の圧縮機本体における圧縮比とを所定の値に設定して駆動することは，両圧縮機本体を単一の駆動源からの回転駆動力によってバランス良く運転する上で不可欠であり，前掲した特許文献１に開示されている数式によって算出された圧縮比に限らず，低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比とを所定の比率に調整することは，従来一般的に行われている（例えば特許文献１の従来技術参照）。 In the above-described two-stage screw compressor, driving with the compression ratio of the low-pressure stage compressor body and the compression ratio of the high-pressure stage compressor body set to a predetermined value makes it easy to drive both compressor bodies. It is indispensable to operate in a well-balanced manner by the rotational driving force from one drive source, and is not limited to the compression ratio calculated by the mathematical formula disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, but the low-pressure stage compressor main body and the high-pressure stage. Conventionally, the compression ratio of the compressor body is adjusted to a predetermined ratio (see, for example, the prior art in Patent Document 1).

そして，このようにして設定された低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体との圧縮比に基づいて両圧縮機本体を駆動しようとすれば，前述した中間段通路内における圧縮流体の圧力（中間圧力）をこれに対応して設定して，この中間圧力に応じた吸入容量が発生するように高圧段の圧縮機本体を設計することになる。 If both compressor bodies are driven based on the compression ratio between the low-pressure stage compressor body and the high-pressure stage compressor body set in this way, the compressed fluid in the intermediate-stage passage described above The pressure (intermediate pressure) is set correspondingly, and the high-pressure stage compressor body is designed so that a suction capacity corresponding to the intermediate pressure is generated.

しかし，図８に示すようにスクリュ型の圧縮機本体１００にあっては，圧縮作用空間内で圧縮された圧縮気体の漏れを少なくするために，ロータ１２０（１３０）の吐出端面１２１（１３１）と，これに対向するケーシング１１０の内壁１１２間の隙間（以下，「吐出端面隙間」という。）δ１については所定の微小な間隔に調整しているが，ロータ１２０（１３０）やシリンダ１１１に生じた加工誤差や組立誤差等により，前述のように吐出端面隙間δ１を所定間隔に調整すると，ロータ１２０，１３０の吸入端面１２２（１３２）とこれに対向するケーシング１１０の内壁１５５間の隙間（以下，「吸入端面隙間」という。）δ２が前述した誤差によって変動するために，圧縮機本体１００毎に吸入端面隙間δ２に個体差が生じる。 However, as shown in FIG. 8, in the screw-type compressor body 100, the discharge end surface 121 (131) of the rotor 120 (130) is reduced in order to reduce the leakage of compressed gas compressed in the compression working space. The gap between the inner walls 112 of the casing 110 facing this (hereinafter referred to as “discharge end face gap”) δ1 is adjusted to a predetermined minute interval, but occurs in the rotor 120 (130) and the cylinder 111. If the discharge end face gap δ1 is adjusted to a predetermined interval as described above due to processing errors, assembly errors, etc., the gap between the suction end face 122 (132) of the rotors 120 and 130 and the inner wall 155 of the casing 110 facing this (hereinafter referred to as the gap) , Referred to as “suction end surface gap”) δ2 fluctuates due to the above-described error, so that individual differences occur in the suction end surface gap δ2 for each compressor body 100.

しかも，吸入端面隙間δ２は前述した誤差を吸収することができるように吐出端面隙間δ１に比較して大きな隙間として形成されており，一例として前述したオイルフリースクリュ圧縮機本体１において吐出端面間隔δ１が０．０５mm程度であるのに対し，吸入端面隙間は約１０倍の０．５mm程度となる。 Moreover, the suction end face gap δ2 is formed as a larger gap than the discharge end face gap δ1 so as to be able to absorb the error described above. As an example, the discharge end face interval δ1 in the oil-free screw compressor main body 1 described above. Is about 0.05 mm, while the suction end face gap is about 10 times 0.5 mm.

そして，このような従来のスクリュ型の圧縮機本体１００にあっては，図９に示すように雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の吸入端面１２２（１３２）に対向するケーシングの内壁１５５が，雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の周縁部の一部に対向して配置されており，図示の例では雄のスクリュロータ１２０の歯先Ｍ１が回転位置ｍ４に，雌のスクリュロータ１３０の歯先Ｆ１が回転位置ｆ４に到達すると，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間の歯溝と，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１，Ｆ２間の歯溝，並びにシリンダ１１１の内壁とによって画成される圧縮作用空間の吸入側端部（図９においてグレーに着色された部分）がこの内壁１５５によって塞がれ，該圧縮作用空間の吸気閉じ込みが完了すると共に（図１１参照），この状態から更にロータ１２０，１３０が回転することによって，前記圧縮作用空間の容積が減少して，圧縮作用空内に閉じ込まれた被圧縮流体の圧縮が行われるようになっている。 In such a conventional screw type compressor main body 100, as shown in FIG. 9, the inner wall 155 of the casing facing the suction end face 122 (132) of the male and female screw rotors 120, 130 is provided. The male and female screw rotors 120 and 130 are disposed so as to face part of the peripheral edge. In the illustrated example, the tooth tip M1 of the male screw rotor 120 is at the rotational position m4 and the teeth of the female screw rotor 130 are disposed. When the tip F1 reaches the rotational position f4, the tooth gap between the tooth tips M1 and M2 of the male rotor 120, the tooth gap between the tooth tips F1 and F2 of the female rotor 130, and the inner wall of the cylinder 111 are defined. The suction side end portion (the portion colored in gray in FIG. 9) of the compression working space is blocked by the inner wall 155, and the intake air closing of the compression working space is completed (see FIG. 11). By further rotor 120 is rotated from the state, the volume of the compression action space is reduced, the compression of the compressed fluid incorporated closed compression action in the air is to be carried out.

しかし，前述したように，雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２と，このロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２に対向するケーシング１１０の内壁１５５間には０．５mm程度の比較的大きな吸入端面隙間δ２が生じていることから，圧縮作用空間内に閉じ込まれた被圧縮流体が圧縮されると，この吸入端面隙間δ２を介して圧縮された被圧縮気体の漏出が起こる。 However, as described above, the gap between the suction end surfaces 122 and 132 of the male and female screw rotors 120 and 130 and the inner wall 155 of the casing 110 facing the suction end surfaces 122 and 132 of the rotors 120 and 130 is about 0.5 mm. Therefore, when the compressed fluid confined in the compression working space is compressed, leakage of the compressed gas compressed through the suction end surface gap δ2 occurs. Occur.

しかも，この吸入端面隙間δ２は，前述したように製造誤差等に基づき圧縮機本体毎に個体差があるために，吸入端面隙間δ２を介して漏出する被圧縮気体量が圧縮機本体毎に相違し，従って，圧縮機本体毎に吸入容量にもバラツキが生じるため，このようなスクリュ圧縮機本体１００を多段スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機として使用する場合には，高圧段の圧縮機本体の吸入容量のバラツキに伴って個体毎に定格運転時の中間圧力が設定値とはならず，そのままでは低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比を予め設定した所定の圧縮比で駆動することができないために煩雑な調整作業が必要となり，圧縮機の運転効率を高める際の障害となっている。 Moreover, since the suction end face gap δ2 has individual differences for each compressor body based on manufacturing errors as described above, the amount of compressed gas leaking through the suction end face gap δ2 is different for each compressor body. Therefore, since the suction capacity varies for each compressor body, when such a screw compressor body 100 is used as a high-pressure stage compressor of a multi-stage screw compressor, the high-pressure stage compressor body. As the suction capacity varies, the intermediate pressure during rated operation does not become the set value for each individual, and the compression ratio between the low-pressure stage compressor body and the high-pressure stage compressor body is set in advance. Since it cannot be driven at a ratio, complicated adjustment work is required, which is an obstacle to increasing the operating efficiency of the compressor.

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，圧縮機本体に製造誤差や組立誤差による個体差が生じている場合であっても，吸入容量のバラツキを可及的に低減することができる圧縮機本体の吸入部構造を提供することにより，このような吸入部構造を備えた圧縮機本体を多段スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体として使用することで，複雑な調整作業等を行うことなしに，定格運転時の中間圧力を設定値に，従って，多段式スクリュ圧縮機を効率的に運転するために必要となる低圧，高圧段圧縮機本体の所定の圧縮比による運転を比較的容易に実現することができるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to eliminate the above-described drawbacks of the prior art, and even if individual differences due to manufacturing errors or assembly errors occur in the compressor body, variations in suction capacity are possible. By providing a compressor main body having such a suction section structure as a high-pressure stage compressor main body in a multi-stage screw compressor, The intermediate pressure during rated operation is set to the set value without complicated adjustment work. Therefore, the specified low-pressure and high-pressure stage compressor body required for efficient operation of the multi-stage screw compressor is used. It is an object of the present invention to realize operation with a compression ratio relatively easily.

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described together with reference numerals used in the embodiment for carrying out the invention. This code is used to clarify the correspondence between the description of the scope of claims and the description of the mode for carrying out the invention. Needless to say, it is used in a limited manner for the interpretation of the technical scope of the present invention. It is not a thing.

上記目的を達成するために，本発明のスクリュ圧縮機本体１の吸入部構造は，相互に噛み合い回転する雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０と，前記一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転可能に収容するシリンダ１１が形成されたケーシング１０を備え，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の歯先と，前記スクリュロータ２０，３０を収容する前記シリンダ１１内壁によって画成される圧縮作用空間を前記一対のスクリュロータ２０，３０の噛み合い回転により容積減少させて，前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２側より前記圧縮作用空間内に取り込んだ被圧縮流体を圧縮して吐出端面２１，３１側より前記ケーシング１０内に設けた吐出流路１７に吐出可能としたスクリュ型の圧縮機本体１において，
前記圧縮機本体１が，低圧段の圧縮機本体によって圧縮された圧縮気体を，高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機（但し，同一のケーシング内に低圧段のスクリュロータと高圧段のスクリュロータを収容すると共に，低高圧段の雄ロータの軸同士をカップリングにより連結した，タンデム型の多段式スクリュ圧縮機を除く。）における前記高圧段の圧縮機本体であると共に，前記一対のスクリュロータ２０，３０間に微小な間隔を介した非接触の状態で回転するオイルフリー式の圧縮機本体であり，
前記ケーシング１０に設けた吸入口１４と連通すると共に前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって開口して前記圧縮作用空間に被圧縮流体を導入する吸入流路１５を前記ケーシング１０内に形成すると共に，
前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０双方の前記吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部分を全周に亘り前記吸入流路１５内に配置したことを特徴とする（請求項１）。 In order to achieve the above object, the suction compressor structure of the screw compressor main body 1 of the present invention has a pair of male and female screw rotors 20 and 30 that mesh and rotate with each other, and the pair of screw rotors 20 and 30 mesh with each other. And a casing 10 in which a cylinder 11 is rotatably accommodated, and is defined by tooth tips of a pair of male and female screw rotors 20 and 30 and an inner wall of the cylinder 11 that accommodates the screw rotors 20 and 30. The volume of the compression working space is reduced by the meshing rotation of the pair of screw rotors 20, 30, and the fluid to be compressed taken into the compression working space from the suction end face 22, 32 side of the pair of screw rotors 20, 30 is compressed. Then, the screw-type compressor main body 1 that can discharge from the discharge end faces 21 and 31 to the discharge flow path 17 provided in the casing 10. Oite,
The compressor body 1 introduces the compressed gas compressed by the low-pressure stage compressor body into the high-pressure stage compressor body and further compresses the compressed gas (however, the low-pressure stage compressor is provided in the same casing). (Excluding tandem multi-stage screw compressors, which house the screw rotor and the high-pressure stage screw rotor and connect the shafts of the low- and high-pressure stage male rotors by coupling) And an oil-free compressor body that rotates in a non-contact state between the pair of screw rotors 20 and 30 with a minute gap therebetween,
The suction passage 15 that communicates with the suction port 14 provided in the casing 10 and opens toward the suction end surfaces 22 and 32 of the pair of screw rotors 20 and 30 and introduces the fluid to be compressed into the compression working space Formed in the casing 10,
The suction end faces 22, 32 of both the male and female screw rotors 20, 30 are arranged in the suction flow path 15 over the entire circumference (Claim 1).

上記構成の吸入部構造において，前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって突出し，前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５をそれぞれ収容するボス５１，５２の突出側端部における外径を前記各スクリュロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）よりも小径に形成し，前記ボス５１，５２の外周位置の全周に亘り前記吸入流路１５を形成することができる（請求項２）。 In the suction part structure having the above-described configuration, the pair of male and female screw rotors 20 and 30 protrude toward the suction end surfaces 22 and 32 and accommodate the suction-side rotor shafts 25 and 35 of the pair of screw rotors 20 and 30, respectively. The outer diameters at the projecting side ends of the bosses 51 and 52 are formed to be smaller than the outer diameters of the screw rotors 20 and 30 (the diameters up to the tooth tips), and extend over the entire circumference of the outer peripheral position of the bosses 51 and 52. The suction channel 15 can be formed (claim 2).

更に，前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０それぞれの吸入端面２２，３２と，各吸入端面２２，３２と対向する前記ボス５１，５２の端面５３，５４間に，前記吸入流路１５の一部となる間隔（δ３又はδ４：図４又は５参照）を形成することができ（請求項３），
この間隔δ３は，前記ボスの端面５３，５４を，前記スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２より離間して設けることにより形成しても良く（請求項４；図４），
或いは，前記間隔δ４を前記スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２を，前記ボス５１，５２の端面５３，５４より離間して設けることにより形成するものとしても良い（請求項５；図５）。 Further, between the suction end surfaces 22 and 32 of each of the male and female screw rotors 20 and 30 and between the end surfaces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 facing the suction end surfaces 22 and 32, A part interval (δ3 or δ4: see FIG. 4 or 5) can be formed (Claim 3),
This interval δ3 may be formed by providing the end faces 53, 54 of the boss apart from the suction end faces 22, 32 of the screw rotors 20, 30 (Claim 4; FIG. 4).
Alternatively, the interval δ4 may be formed by providing the suction end faces 22 and 32 of the screw rotors 20 and 30 apart from the end faces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 (Claim 5; FIG. 5). ).

以上説明した本発明の構成により，本発明の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体１にあっては，スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部が全周に亘って吸入流路１５内に配置されていることにより，雄，雌のロータ２０，３０の噛み合いによって圧縮作用空間の吸入側端部が閉ざされる直前までは圧縮作用空間が導入通路１５と連通した状態にあり，従って，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に対向するケーシング１０の内壁に，圧縮作用空間の吸気閉じ込みを行う機能を持たせないように構成することができた。 With the configuration of the present invention described above, in the screw compressor body 1 having the suction portion structure of the present invention, at least the peripheral edge portions of the suction end surfaces 22 and 32 of the screw rotors 20 and 30 are sucked over the entire circumference. By being arranged in the flow path 15, the compression working space is in communication with the introduction passage 15 until just before the suction side end of the compression working space is closed by the engagement of the male and female rotors 20, 30. Therefore, the inner wall of the casing 10 facing the suction end faces 22 and 32 of the male and female rotors 20 and 30 can be configured not to have the function of closing the intake of the compression working space.

その結果，製造誤差や組立誤差によって吸入端面隙間δ２に差がある圧縮機本体が製造されたとしても，この吸入端面隙間δ２の広狭はこの圧縮機本体の吸入容量に影響を与えず，製造された圧縮機本体１間における吸入容量のバラツキを小さくすることができた， As a result, even if a compressor body having a difference in the suction end face gap δ2 due to a manufacturing error or an assembly error is produced, the width of the suction end face gap δ2 does not affect the suction capacity of the compressor body. The variation in the suction capacity between the compressor bodies 1 could be reduced.

このように圧縮機本体１間における吸入容量の個体差，所謂バラツキを小さくすることができたことから，前述した吸入部構造を備えた圧縮機本体１を前述した多段式スクリュ圧縮機の高圧段側の圧縮機本体として使用する場合には，煩雑な調整作業等を行うことなく，多段式スクリュ圧縮機の定格運転時における中間圧力を設定値とすることができ，多段式スクリュ圧縮機における低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比を，多段式スクリュ圧縮機を最小の動力で駆動するために予め設定した所定の比率とすることが容易であった。 Thus, since the individual difference of the suction capacity between the compressor bodies 1, so-called variation, can be reduced, the compressor body 1 having the above-described suction portion structure is used as the high-pressure stage of the above-described multistage screw compressor. When using as the main compressor, the intermediate pressure during rated operation of the multi-stage screw compressor can be set to a set value without complicated adjustment work. It was easy to set the compression ratio between the compressor body of the stage and the compressor body of the high-pressure stage to a predetermined ratio set in advance to drive the multistage screw compressor with the minimum power.

前述した吸入流路１５内にスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の周縁部を配置する構成は，スクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５を取り付けるためのボス５１，５２の端面５３，５４を，前記ロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）よりも小さくすると共に，このボス５１，５２の外周位置の全周に亘って前述の吸入流路１５を設けることで比較的簡単に形成することができた。 The configuration in which the peripheral portions of the suction end faces 22 and 32 of the screw rotors 20 and 30 are arranged in the suction flow path 15 described above is that the bosses 51 and 52 for attaching the suction-side rotor shafts 25 and 35 of the screw rotors 20 and 30 are arranged. The end surfaces 53 and 54 are made smaller than the outer diameter (diameter to the tooth tip) of the rotors 20 and 30, and the above-described suction flow path 15 is provided over the entire outer circumference of the bosses 51 and 52. It was possible to form relatively easily.

なお，ボス５１，５２の端部外径がスクリュロータ２０，３０の外径に対して小さく形成されていた場合であっても，このボスの端面が雌ロータ３０の歯溝の一部を覆うように設けられている場合には，スクリュロータ２０，３０の噛合による吸気閉じ込み前の僅かな時間，このボス５２の端面５４によって圧縮作用空間の端部が閉ざされることとなる場合があり，その結果，ボス５２の端面５４とスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２間の間隔の誤差によって圧縮機本体１毎の吸入容量に僅かなバラツキが生じうることとなるが，スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２と，これに対向するボス５１，５２の端面５３，５４間に，前記吸入流路１５の一部となる間隔δ３，δ４(図４，５参照)を形成した場合には，このようなボス５１，５２の端面５３，５４による吸気閉じ込みも生じないことから，スクリュ式の圧縮機本体の吸入容量のバラツキをより一層小さくすることが可能であった。 Even if the outer diameters of the end portions of the bosses 51 and 52 are smaller than the outer diameter of the screw rotors 20 and 30, the end surfaces of the bosses cover part of the tooth grooves of the female rotor 30. In this case, the end of the compression working space may be closed by the end face 54 of the boss 52 for a short time before the intake air is closed due to the engagement of the screw rotors 20 and 30. As a result, the suction capacity of each compressor body 1 may vary slightly due to an error in the distance between the end face 54 of the boss 52 and the suction end faces 22 and 32 of the screw rotors 20 and 30. When gaps δ3 and δ4 (see FIGS. 4 and 5) that form a part of the suction flow path 15 are formed between the suction end faces 22 and 32 of 30 and the end faces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 opposed thereto. This is Since no occur confinement intake by end surface 53, 54 of a boss 51 and 52, the variation in the intake capacity of the compressor body of the screw-type was more can be further reduced.

本発明の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。Sectional drawing of the screw compressor main body provided with the suction | inhalation part structure of this invention. 図１のII−II線概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line II-II in FIG. 1. スクリュロータの歯溝の展開説明図。Explanatory drawing of the development of the tooth groove of the screw rotor. 本発明の別の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。Sectional drawing of the screw compressor main body provided with another suction part structure of this invention. 本発明の更に別の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。Sectional drawing of the screw compressor main body provided with another suction part structure of this invention. 図４及び図５におけるVI−VI線概略断面図。VI-VI line schematic sectional drawing in FIG.4 and FIG.5. 二段式スクリュ圧縮機の説明図（特許文献１の図１に対応）。Explanatory drawing of a two-stage screw compressor (corresponding to FIG. 1 of Patent Document 1). スクリュ圧縮機本体の断面図（従来）。Sectional drawing of a screw compressor body (conventional). 図８のIX−IX線概略断面図。IX-IX line schematic sectional drawing of FIG. 図８のX−X線概略断面図。XX schematic sectional drawing of FIG. スクリュロータの歯溝の展開説明図（従来）。Explanatory drawing of the tooth groove of a screw rotor (conventional).

以下に，添付図面を参照しながら本発明の吸入部構造を備えたスクリュ型の圧縮機本体について説明する。 A screw type compressor body provided with a suction portion structure of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

〔圧縮機本体の全体構造〕
本発明の吸入部構造が適用されるスクリュ式の圧縮機本体１は，ケーシング１０に形成されたシリンダ１１内に，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転可能に収容して構成されており，このスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転させることにより，スクリュロータ２０，３０の歯溝とシリンダ１１の内壁とによって画成された圧縮作用空間に対して被圧縮気体の導入と閉じ込みを行うと共に，この圧縮作用空間がスクリュロータ２０，３０の更なる回転に伴い容積減少する結果，閉じ込まれた被圧縮気体が圧縮されて吐出されるようになっている。 [Overall structure of compressor body]
A screw-type compressor body 1 to which a suction portion structure of the present invention is applied has a pair of male and female screw rotors 20 and 30 rotatably accommodated in a cylinder 11 formed in a casing 10. Thus, by rotating the screw rotors 20 and 30 in a meshed state, the compressed gas is introduced into the compression working space defined by the tooth grooves of the screw rotors 20 and 30 and the inner wall of the cylinder 11. As a result of the volume of the compression working space being reduced as the screw rotors 20 and 30 are further rotated, the compressed gas to be compressed is compressed and discharged.

オイルフリー式のスクリュ圧縮機本体１である図示の実施形態において，このようなシリンダ１１内に収容された雄，雌の各スクリュロータ２０，３０は，各スクリュロータ２０，３０間が微小な間隙を介した非接触の状態で，且つ，各スクリュロータ２０，３０の歯先がシリンダ１１の内壁と非接触の状態で噛み合い回転するように構成されている。 In the illustrated embodiment, which is an oil-free screw compressor body 1, the male and female screw rotors 20, 30 housed in the cylinder 11 have a small gap between the screw rotors 20, 30. And the tooth tips of the screw rotors 20 and 30 mesh with each other and rotate in a non-contact state with the inner wall of the cylinder 11.

また，スクリュロータ２０，３０の吐出端面２１（３１）と，これと対向するケーシング１０の内壁１２間は，所定の吐出端面隙間δ１が所定の隙間（一例として０．０５mm）となるように調整されていると共に，吐出端面２１，３１に向かって開口する吐出流路１７を設け，この吐出流路１７を吐出口１６に連通することで，スクリュロータ２０，３０の回転によって圧縮された圧縮気体を，この吐出口１６よりケーシング１０外に取り出すことができるように構成されている。 Further, a predetermined discharge end face gap δ1 is adjusted to be a predetermined gap (as an example, 0.05 mm) between the discharge end face 21 (31) of the screw rotors 20 and 30 and the inner wall 12 of the casing 10 facing the screw end face 21 (31). In addition, a discharge channel 17 that opens toward the discharge end faces 21 and 31 is provided, and the compressed gas compressed by the rotation of the screw rotors 20 and 30 is provided by communicating the discharge channel 17 with the discharge port 16. It can be taken out from the casing 10 through the discharge port 16.

雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０に形成された歯溝と前記シリンダ１１の内周面とによって画成される前述の圧縮作用空間に対し被圧縮気体の導入を可能とするために，前記ケーシング１０には吸気口１４およびこの吸気口１４に連続すると吸入流路１５が設けられていると共に，この吸入流路１５を雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって開口することにより，前述した圧縮作用空間に対する被圧縮気体の導入が可能となっている。 In order to enable the introduction of compressed gas into the compression working space defined by the tooth grooves formed in the pair of male and female screw rotors 20 and 30 and the inner peripheral surface of the cylinder 11, The casing 10 is provided with an intake port 14 and a suction passage 15 that is continuous with the intake port 14, and the suction passage 15 opens toward the suction end surfaces 22 and 32 of the male and female rotors 20 and 30. This makes it possible to introduce the compressed gas into the compression working space described above.

前述したように，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を非接触の状態で回転させることができるようにするために，図１の圧縮機本体では，スクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）の端部にタイミングギヤ２４（３４）を設けて，両ロータの回転タイミングを規制していると共に，吸入側ロータ軸２５（３５）のいずれか一方の軸端に従動ギヤ２６を設け，図示せざるモータ等の駆動源に設けられた出力軸に取り付けた駆動ギヤ（図示せず）と噛合することにより，従動ギヤ２６が取り付けられたロータ軸，本実施形態にあっては雄のスクリュロータ２０の吸入側ロータ軸２５によってロータ２０が回転すると共に，雄のスクリュロータ２０の回転に伴い，吐出側ロータ軸２３，３３に取り付けたタイミングギヤ２４，３４によって雌ロータ３０が所定のタイミングで回転することにより，両スクリュロータ２０，３０間に微小な隙間を維持した非接触の状態で噛み合い回転させることができるようになっている。 As described above, in order to enable the pair of male and female screw rotors 20 and 30 to be rotated in a non-contact state, in the compressor body of FIG. 1, the discharge-side rotor shaft of the screw rotors 20 and 30 is used. 23 (33) is provided with a timing gear 24 (34) to regulate the rotation timing of both rotors, and the driven gear 26 of either one of the suction side rotor shafts 25 (35) is provided with a driven gear 26. A rotor shaft to which a driven gear 26 is attached by engaging with a drive gear (not shown) attached to an output shaft provided in a drive source such as a motor (not shown). The rotor 20 is rotated by the suction-side rotor shaft 25 of the screw rotor 20, and the timing gear 24 attached to the discharge-side rotor shafts 23, 33 as the male screw rotor 20 rotates. By the female rotor 30 is rotated at a predetermined timing by 4, and is capable of rotating intermeshing without contact in the state of maintaining a minute gap between both screw rotors 20, 30.

なお，本実施形態にあっては雄・雌一対のスクリュロータ２０，３０のうち，雄ロータ２０の吸入側ロータ軸２５に対して従動ギヤ２６を取り付け，この従動ギヤ２６を介して駆動源（例えばモータ）からの回転駆動力を入力するようにしたことで，雄のスクリュロータ２０が「駆動側」，雌のスクリュロータ３０が「追従側」のロータとなっているが，駆動側，従動側は上記の例に限定されず，これを逆にしても良い。 In the present embodiment, of the pair of male and female screw rotors 20 and 30, a driven gear 26 is attached to the suction side rotor shaft 25 of the male rotor 20, and a drive source ( For example, the male screw rotor 20 is a “driving side” and the female screw rotor 30 is a “following side” rotor. The side is not limited to the above example, and may be reversed.

〔ケーシングの構造〕
前述したスクリュ型圧縮機本体１の前記ケーシング１０は，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で収容するシリンダ１１が形成されたロータケーシング１０ａと，このロータケーシング１０ａの吸入側に取り付けられ，あるいはこれと一体に形成される吸入側ケーシング１０ｂ，及び前記ロータケーシング１０ａの吐出側端部に取り付けられ又は一体に形成されている吐出側ケーシング１０ｃで構成されており，図示の実施形態では，ロータケーシング１０ａと，吐出側ケーシング１０ｃとを一体に形成している。 [Case structure]
The above-described casing 10 of the screw-type compressor body 1 is attached to a rotor casing 10a in which a cylinder 11 for accommodating a pair of male and female screw rotors 20 and 30 is engaged, and to the suction side of the rotor casing 10a. Or a suction side casing 10b formed integrally therewith and a discharge side casing 10c attached to or integrally formed with the discharge side end of the rotor casing 10a. The rotor casing 10a and the discharge side casing 10c are integrally formed.

このうち，前述のロータケーシング１０ａは，吸入側端部においてシリンダ１１を開放していると共に，吐出側に一体的に形成された吐出側ケーシング１０ｃ内においてスクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）を収容する軸孔１８が形成されており，この軸孔１８内に形成された軸受室内に軸受４１を収容することで，この軸受４１に雄，雌各スクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）を支承可能としている。 Among these, the rotor casing 10a described above opens the cylinder 11 at the suction side end portion, and discharge-side rotor shafts 23 of the screw rotors 20 and 30 in the discharge-side casing 10c integrally formed on the discharge side. (33) is formed, and the bearing 41 is accommodated in a bearing chamber formed in the shaft hole 18 so that the male and female screw rotors 20 and 30 are discharged into the bearing 41. The side rotor shaft 23 (33) can be supported.

また，シリンダ１１側とは反対側の吐出側ケーシング１０ｃの端部にはギヤ室４２ａを形成するエンドキャップ４２が取り付けられており，このエンドキャップ４２内に形成されたギヤ室４２ａ内に，前述したタイミングギヤ２４（３４）を収容することができるようになっている。 An end cap 42 that forms a gear chamber 42a is attached to the end of the discharge-side casing 10c opposite to the cylinder 11 side. The gear chamber 42a formed in the end cap 42 has the above-described end cap 42 therein. The timing gear 24 (34) thus prepared can be accommodated.

ロータケーシング１０ａの吸入側端部は，雄ロータ２０及び雌ロータ３０の吸入側ロータ軸２５（３５）を収容する軸孔１９（１９’）が形成された吸入側ケーシング１０ｂで覆われており，スクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５を，前記吸入側ケーシング１０ｂの軸孔１９（１９’）内に形成された軸受室内に収容された軸受４３によって支承すると共に，この軸受室とシリンダ１１間の前記軸孔１９内に形成された軸封部に，軸孔とロータ軸２５（３５）間の隙間を封止する軸封装置４５を設け，軸受４３に注油された潤滑油が，圧縮作用空間側に入り込むことを防止している。 The suction-side end of the rotor casing 10a is covered with a suction-side casing 10b in which a shaft hole 19 (19 ′) that accommodates the suction-side rotor shaft 25 (35) of the male rotor 20 and the female rotor 30 is formed. The suction-side rotor shafts 25 and 35 of the screw rotors 20 and 30 are supported by a bearing 43 housed in a bearing chamber formed in the shaft hole 19 (19 ′) of the suction-side casing 10b. A shaft sealing device 45 for sealing a gap between the shaft hole and the rotor shaft 25 (35) is provided in a shaft sealing portion formed in the shaft hole 19 between the cylinders 11, and the lubricating oil injected into the bearing 43 is supplied to the shaft sealing device 45. , Prevents entry into the compression space.

〔吸入流路及び吐出流路〕
以上のように形成された吸入側ケーシング１０ｂには，前述したスクリュロータ２０，３０の歯間とシリンダ１１の内壁によって画成される前述の圧縮作用空間と連通して，前記圧縮作用空間内に被圧縮流体を導入するための吸入流路１５の一部が形成されていると共に，前述した吐出側ケーシング１０ｃには，前記圧縮作用空間とスクリュロータ２０，３０の吐出端面２１（３１）側において連通し，前記圧縮作用空間内において圧縮された圧縮流体を取り出すための吐出流路１７及び吐出口１６が形成されている。 [Suction and discharge channels]
The suction-side casing 10b formed as described above communicates with the aforementioned compression working space defined by the teeth of the screw rotors 20 and 30 and the inner wall of the cylinder 11, and enters the compression working space. A part of the suction flow path 15 for introducing the fluid to be compressed is formed, and the discharge side casing 10c described above has the compression working space and the discharge end face 21 (31) side of the screw rotors 20 and 30. A discharge flow path 17 and a discharge port 16 are formed for communicating and extracting compressed fluid compressed in the compression working space.

このうちの吐出流路１７及び吐出口１６は，前述したように圧縮作用空間内で圧縮された圧縮流体をケーシング１０外に取り出すことができるものであれば既知の各種の構造を採用することができ，本実施形態における吐出流路１７の構成は，図１０に示した従来の圧縮機本体の構成と同様である。 Of these, the discharge channel 17 and the discharge port 16 may employ various known structures as long as the compressed fluid compressed in the compression working space can be taken out of the casing 10 as described above. The configuration of the discharge channel 17 in this embodiment is the same as the configuration of the conventional compressor body shown in FIG.

これに対し，本発明の圧縮機本体１における吸入部構造では，前述した雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２（３２）の少なくとも周縁部が全周に亘り前述した吸入側流路１５内に配置されるように構成している。 On the other hand, in the suction part structure in the compressor body 1 of the present invention, at least the peripheral part of the suction end face 22 (32) of the pair of male and female screw rotors 20 and 30 described above extends over the entire circumference. It is configured to be arranged in the path 15.

この吸入流路１５は，図示の実施形態にあってはシリンダ１１の上方においてロータケーシング１０ａに設けられた吸入口１４と，前述したスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２（２３）間を連通する吸入流路１５として，ロータケーシング１０ａから吸入側ケーシング１０ｂ内に亘って，前述の吸入流路１５を形成している。 In the illustrated embodiment, the suction passage 15 communicates between the suction port 14 provided in the rotor casing 10a above the cylinder 11 and the suction end surfaces 22 (23) of the screw rotors 20 and 30 described above. The suction flow path 15 is formed from the rotor casing 10a to the suction side casing 10b.

そして，図１及び図２に示す実施形態にあっては，吸入側ロータ軸２５，３５が挿入される軸孔１９に設けたボス５１，５２の端面５３，５４部分を，スクリュロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）に対して小径に形成し，ボス５１，５２の外周側における吸入側ケーシング１０ｂ内に，前記ボス５１，５２を取り囲むように吸入流路１５を形成することで，吸入流路１５内に雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２（３２）の周縁部が全周に亘り配置されるようにしている。 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the end faces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 provided in the shaft hole 19 into which the suction-side rotor shafts 25 and 35 are inserted are connected to the screw rotors 20 and 30. The suction flow path 15 is formed so as to surround the bosses 51, 52 in the suction side casing 10 b on the outer peripheral side of the bosses 51, 52. Thus, the peripheral edge portions of the suction end surfaces 22 (32) of the male and female rotors 20 and 30 are arranged in the suction passage 15 over the entire circumference.

なお，このような吸入流路１５内に対する雄，雌スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の配置は，前述のようにボス５１，５２の端面５３，５４との対向部分（図２中の斜線部分）を除き，周縁部分が全周に亘って吸入流路１５内に配置されるように構成しても良く，又は，図４に示すように前述したボス５１，５２の端面５３，５４を雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２より離間してこの間隔δ３も吸入流路１５の一部として構成し，雄，雌スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の全体が吸入流路１５内に配置されるように構成しても良く，更には，図５に示すようにシリンダ１１の全長に対し，雄，雌ロータ２０，３０の全長を若干短く形成する等して，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２を，これと対向するボス５１，５２の端面５３，５４より離間し，このようにして形成された間隔δ４を吸入流路１５の一部として形成することにより，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の全体が，吸入流路１５内に配置されるように構成しても良い（図６参照）。 Note that the arrangement of the suction end faces 22 and 32 of the male and female screw rotors 20 and 30 with respect to the inside of the suction passage 15 as described above is the portion facing the end faces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 (in FIG. 2). 4), the peripheral portion may be arranged in the suction passage 15 over the entire circumference, or the end faces 53 of the bosses 51 and 52 described above as shown in FIG. 54 is separated from the suction end faces 22 and 32 of the male and female rotors 20 and 30, and this interval δ3 is also formed as a part of the suction flow path 15, so that the entire suction end faces 22 and 32 of the male and female screw rotors 20 and 30 are formed. May be arranged in the suction flow path 15, and further, the total length of the male and female rotors 20 and 30 is slightly shorter than the total length of the cylinder 11, as shown in FIG. The suction end faces 22, 32 of the male and female rotors 20, 30 are The suction end surfaces of the male and female rotors 20 and 30 are separated from the end surfaces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 opposed to the bosses 51 and 52 and the interval δ4 thus formed is formed as a part of the suction flow path 15. You may comprise so that the whole 22 and 32 may be arrange | positioned in the suction flow path 15 (refer FIG. 6).

〔作用等〕
上記吸入部構造を備えた本発明の圧縮機本体１の作用を，従来の吸入部構造を備えた圧縮機本体（図８〜１１参照）における吸入動作と比較して説明すると，従来の吸入部構造を備えた圧縮機本体にあっては，吸入側ケーシング１１０ｂに，吸入端面隙間δ２を介して対峙する内壁面が，図９中に斜線で示す範囲に設けられていたことにより，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１が回転軌跡上の一点ｍ４に至ると共に，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１が回転軌跡上の一点ｆ４に至ると，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間に形成されている歯溝と，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１，Ｆ２間に形成されている歯溝，及びシリンダ１１１の内壁によって囲まれた圧縮作用空間の吸入側端部（図９中のグレーの着色部分）が吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５によって吸入流路１１５より遮断され，前述した圧縮作用空間の吸気閉じ込みが完了する（図１１参照）。 [Action etc.]
The operation of the compressor body 1 of the present invention having the above suction portion structure will be described in comparison with the suction operation in the compressor body having the conventional suction portion structure (see FIGS. 8 to 11). In the compressor main body having the structure, the male rotor 120 is provided on the suction side casing 110b because the inner wall surface facing the suction end face gap δ2 is provided in the range shown by the oblique lines in FIG. When the tooth tip M1 of the female rotor 130 reaches the point m4 on the rotation locus and the tooth tip F1 of the female rotor 130 reaches the point f4 on the rotation locus, the tooth gap formed between the tooth tips M1 and M2 of the male rotor 120 The suction side end portion (gray colored portion in FIG. 9) of the compression working space surrounded by the tooth gap formed between the tooth tips F1 and F2 of the female rotor 130 and the inner wall of the cylinder 111 is the suction side. On the inner wall 155 of the casing 110b Blocked from the suction passage 115 I, intake confining completes the compression action space as described above (see FIG. 11).

その後，この圧縮作用空間は，ロータ１２０，１３０の回転に伴って容積が減少し，この圧縮作用空間内の被圧縮流体の圧縮が開始される。 Thereafter, the volume of the compression working space decreases as the rotors 120 and 130 rotate, and compression of the fluid to be compressed in the compression working space is started.

このようにして従来の圧縮機本体では，吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５によって圧縮作用空間の吸入側端部が塞がれることにより被圧縮流体の圧縮が開始されるが，従来の圧縮機本体１では前述したように，雄，雌ロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２と，これに対向する吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５間には，比較的大きな吸入端面隙間δ２が存在すると共に，この吸入端面隙間δ２は圧縮機本体毎に個体差があることから，圧縮された被圧縮気体の一部は，この隙間δ２を介して漏出すると共に，個々の圧縮機本体毎にこの際の漏出量が相違するために，各圧縮機本体の吸入容量に個体差，所謂バラツキが生じる。 Thus, in the conventional compressor main body, the compression of the fluid to be compressed is started by closing the suction side end of the compression working space by the inner wall 155 of the suction side casing 110b. As described above, a relatively large suction end surface gap δ2 exists between the suction end surfaces 122 and 132 of the male and female rotors 120 and 130 and the inner wall 155 of the suction side casing 110b facing the male and female rotors 120 and 130. Since the end surface gap δ2 varies depending on the compressor body, a part of the compressed gas to be compressed leaks through the gap δ2, and the amount of leakage at this time is different for each individual compressor body. Because of the difference, individual differences, so-called variations, occur in the suction capacity of each compressor body.

これに対し，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体１にあっては，図１及び図２に示すように，雄，雌のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部分を全周に亘り吸入流路１５内に配置したことにより，図８，図９を参照して説明した圧縮機本体１００の，吸入側ケーシング１１０ｂに設けられていた内壁１５５に対応する構成が存在しない。 On the other hand, in the compressor main body 1 having the suction portion structure of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, at least the peripheral edges of the suction end faces 22, 32 of the male and female screw rotors 20, 30 are shown. Since the portion is arranged in the suction flow path 15 over the entire circumference, a configuration corresponding to the inner wall 155 provided in the suction-side casing 110b of the compressor main body 100 described with reference to FIGS. not exist.

そのため，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体１にあっては，図２に示すように吸入端面２２，３２における雄ロータ２０の歯先Ｍ１と，雌ロータ３０の歯先Ｆ１が，回転軌道上の点ｍ４，ｆ４を越えて近付いても，雄ロータ２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間に形成された歯溝と，雌ロータの歯先Ｆ１，Ｆ２間に形成された歯溝，並びにシリンダ１１の内壁によって画成された圧縮作用空間の吸気閉込は行われず，圧縮作用空間の吸入側端部の閉じ込みは，吸入端面２２，２３において雌ロータの歯先間に形成された歯溝内に，雄ロータの歯先が完全に噛合した回転位置（図示の例において，雌ロータ３０の歯先Ｆ２，Ｆ３間に，雄ロータ２０の歯先Ｍ２が噛合している位置）に至り，初めて吸気閉じ込みが行われる。 Therefore, in the compressor main body 1 having the suction portion structure of the present invention, the tooth tip M1 of the male rotor 20 and the tooth tip F1 of the female rotor 30 on the suction end surfaces 22 and 32 as shown in FIG. Even when approaching beyond the points m4 and f4 on the rotation path, the tooth groove formed between the tooth tips M1 and M2 of the male rotor 20, the tooth groove formed between the tooth tips F1 and F2 of the female rotor, and The intake space of the compression working space defined by the inner wall of the cylinder 11 is not closed, and the intake side end of the compression working space is closed between the teeth of the female rotor at the suction end surfaces 22 and 23. Rotation position where the tooth tip of the male rotor is completely meshed with the groove (in the illustrated example, the position where the tooth tip M2 of the male rotor 20 is meshed between the tooth tips F2 and F3 of the female rotor 30) is reached. For the first time, intake confinement is performed.

ここで，雄，雌スクリュロータ２０，３０間には，両者を非接触の状態で回転させるために所定の隙間が設けられていることから，この隙間を介して圧縮気体の漏出が生じるものの，この隙間はタイミングギヤ２４（３４）によって一定間隔に規制されていると共に，前述した吸入端面隙間δ２に比較して微小な隙間となっていることから，吸気閉じ込み後，圧縮に伴って圧縮作用空間より漏出する被圧縮流体の量が少ないだけでなく，各圧縮機本体１の加工精度や組立精度の相違に基づく個体差による変化が殆ど無い。 Here, since a predetermined gap is provided between the male and female screw rotors 20 and 30 in order to rotate them in a non-contact state, leakage of compressed gas occurs through this gap. This gap is regulated at a constant interval by the timing gear 24 (34) and is a minute gap compared with the suction end face gap δ2 described above. Not only is the amount of compressed fluid leaking from the space small, but there is almost no change due to individual differences based on differences in processing accuracy and assembly accuracy of each compressor body 1.

その結果，このような吸入部構造を備えた圧縮機本体１を，多段式のスクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体として使用することで，吸入容量のバラツキを極めて小さくすることが容易であり，その結果，定格運転時における中間圧力を設定値にすることが容易にでき，低圧段の圧縮機本体と，高圧段の圧縮機本体を，所定の圧縮比で駆動することができるために，多段式スクリュ圧縮機の駆動に要する動力を最小化することが可能である。 As a result, by using the compressor body 1 having such a suction portion structure as a high pressure stage compressor body of a multi-stage screw compressor, it is easy to extremely reduce the variation in suction capacity. As a result, the intermediate pressure during rated operation can be easily set to the set value, and the low pressure stage compressor body and the high pressure stage compressor body can be driven at a predetermined compression ratio. It is possible to minimize the power required to drive the multistage screw compressor.

なお，図２を参照して説明した吸入部構造にあっては，ボス５２の外周が雌ロータ３０の歯溝の溝底よりも外側に配置されている場合，雄ロータ２０と雌ロータ３０の噛合によって圧縮作用空間の吸入側端部が閉じ込まれる前の僅かな時間，ボス５２の端面５４によって圧縮作用空間の吸気閉じ込みが行われる場合があり，これにより極僅かではあるが，圧縮機本体１の吸入容量のバラツキが生じる可能性がある。 In the suction portion structure described with reference to FIG. 2, when the outer periphery of the boss 52 is arranged outside the groove bottom of the tooth groove of the female rotor 30, the male rotor 20 and the female rotor 30 are arranged. There is a case in which the compression action space is closed by the end face 54 of the boss 52 for a short time before the suction side end of the compression action space is closed due to the meshing. There is a possibility that the suction volume of the main body 1 varies.

これに対し，前述したようの，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２と，これに対向するボス５１，５２の端面５３，５４間にも比較的広い間隔（δ３又はδ４：図４，５参照）を設け，この間隔によって吸入流路１５の一部を形成した構成とした場合には，ボス５１，５２を短く形成した場合（図４参照）であっても，ロータ２０，３０を短く形成した場合（図５参照）のいずれの場合であっても，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２は，その全体が吸入流路１５内に配置されることとなり，雄，雌ロータ２０，３０の噛み合いによって圧縮作用空間の吸入側端部が閉ざされる迄は，吸気閉じ込みが行われないこととなることから，より一層，圧縮機本体１間における吸入容量のバラツキを生じ難くすることができる。 On the other hand, as described above, a relatively wide space (δ3 or δ4: FIG. 5) is also formed between the suction end surfaces 22 and 32 of the male and female rotors 20 and 30 and the end surfaces 53 and 54 of the bosses 51 and 52 opposed thereto. 4 and 5), and a part of the suction flow path 15 is formed by this interval, the rotor 20 and the bosses 51 and 52 are formed short (see FIG. 4). In any case where 30 is formed short (see FIG. 5), the suction end faces 22 and 32 of the male and female rotors 20 and 30 are entirely arranged in the suction flow path 15. Since the intake air is not closed until the suction side end of the compression working space is closed by the engagement of the male and female rotors 20 and 30, the variation in the suction capacity between the compressor bodies 1 is further increased. Can be made difficult to occur.

以上の説明では本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体を，多段式スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体に使用する場合を例として説明したが，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体は，前述した多段式スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体に使用する場合に限定されず，吸入容量のバラツキを小さくする必要がある，各種圧縮機本体の構造として採用可能である。 In the above description, the case where the compressor body having the suction portion structure of the present invention is used for the high pressure stage compressor body of the multi-stage screw compressor has been described as an example, but the suction portion structure of the present invention is provided. The compressor body is not limited to use in the high-pressure stage compressor body of the multi-stage screw compressor described above, and can be adopted as a structure of various compressor bodies that require a small variation in suction capacity. .

１圧縮機本体
１０ケーシング
１０ａロータケーシング
１０ｂ吸入側ケーシング
１０ｃ吐出側ケーシング
１１シリンダ
１２内壁（吐出側）
１４吸入口
１５吸入流路
１６吐出口
１７吐出流路
１８軸孔（吐出側）
１９軸孔（吸入側）
２０スクリュロータ（雄）
２１吐出端面（雄ロータの）
２２吸入端面（雄ロータの）
２３吐出側ロータ軸（雄ロータの）
２４タイミングギヤ（雄ロータの）
２５吸入側ロータ軸（雄ロータの）
２６従動ギヤ
３０スクリュロータ（雌）
３１吐出端面（雌ロータの）
３２吸入端面（雌ロータの）
３３吐出側ロータ軸（雌ロータの）
３４タイミングギヤ（雌ロータの）
３５吸入側ロータ軸（雌ロータの）
４１軸受
４２エンドキャップ
４２ａギヤ室
４３軸受
４４，４５軸封装置
５１，５２ボス
５３，５４端面（ボスの）
１００圧縮機本体
１００ａ低圧段の圧縮機本体
１００ｂ高圧段の圧縮機本体
１０３増速機
１０４駆動源（例えばモータ）
１１０ケーシング
１１１シリンダ
１１２内壁
１２０，１３０ロータ
１２１，１３１吐出端面
１２２，１３２吸入端面
１５５内壁
２２０，２２２中間段通路（中間配管）
δ１吐出端面隙間
δ２吸入端面隙間
ｆ１〜ｆ４雌ロータの回転位置
ｍ１〜ｍ４雄ロータの回転位置
Ｆ１〜Ｆ６雌ロータの歯先
Ｍ１〜Ｍ５雄ロータの歯先 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor body 10 Casing 10a Rotor casing 10b Suction side casing 10c Discharge side casing 11 Cylinder 12 Inner wall (discharge side)
14 Suction Port 15 Suction Channel 16 Discharge Port 17 Discharge Channel 18 Shaft Hole (Discharge Side)
19 Shaft hole (intake side)
20 Screw rotor (male)
21 Discharge end face (male rotor)
22 Suction end face (male rotor)
23 Discharge-side rotor shaft (male rotor)
24 Timing gear (male rotor)
25 Suction side rotor shaft (male rotor)
26 driven gear 30 screw rotor (female)
31 Discharge end face (female rotor)
32 Suction end face (female rotor)
33 Discharge side rotor shaft (female rotor)
34 Timing gear (female rotor)
35 Suction side rotor shaft (female rotor)
41 Bearing 42 End cap 42a Gear chamber 43 Bearing 44, 45 Shaft seal device 51, 52 Boss 53, 54 End face (of boss)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Compressor main body 100a Low pressure stage compressor main body 100b High pressure stage compressor main body 103 Speed increaser 104 Drive source (for example, motor)
110 Casing 111 Cylinder 112 Inner wall 120, 130 Rotor 121, 131 Discharge end face 122, 132 Suction end face 155 Inner wall 220, 222 Intermediate stage passage (intermediate piping)
δ1 Discharge end face clearance δ2 Suction end face clearance f1 to f4 Female rotor rotational position m1 to m4 Male rotor rotational position F1 to F6 Female rotor tooth tip M1 to M5 Male rotor tooth tip

Claims

相互に噛み合い回転する雄，雌一対のスクリュロータと，前記一対のスクリュロータを噛み合い状態で回転可能に収容するシリンダが形成されたケーシングを備え，前記雄，雌一対のスクリュロータの歯先と，前記スクリュロータを収容する前記シリンダ内壁によって画成される圧縮作用空間を前記一対のスクリュロータの噛み合い回転により容積減少させて，前記一対のスクリュロータの吸入端面側より前記圧縮作用空間内に取り込んだ被圧縮流体を圧縮して吐出端面側より前記ケーシング内に設けた吐出流路に吐出可能としたスクリュ型の圧縮機本体において，
前記圧縮機本体が，低圧段の圧縮機本体によって圧縮された圧縮気体を，高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機（但し，同一のケーシング内に低圧段のスクリュロータと高圧段のスクリュロータを収容すると共に，低高圧段の雄ロータの軸同士をカップリングにより連結した，タンデム型の多段式スクリュ圧縮機を除く。）における前記高圧段の圧縮機本体であると共に，前記一対のスクリュロータ間に微小な間隔を介した非接触の状態で回転するオイルフリー式の圧縮機本体であり，
前記ケーシングに設けた吸入口と連通すると共に前記一対のスクリュロータの吸入端面に向かって開口して前記圧縮作用空間に被圧縮流体を導入する吸入流路を前記ケーシング内に形成すると共に，
前記雄，雌一対のスクリュロータ双方の吸入端面の少なくとも周縁部分を全周に亘り前記吸入流路内に配置したことを特徴とするスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。 A pair of male and female screw rotors that mesh and rotate with each other, and a casing formed with a cylinder that rotatably accommodates the pair of screw rotors in meshing condition; and tooth tips of the male and female screw rotors; The volume of the compression working space defined by the inner wall of the cylinder accommodating the screw rotor is reduced by the meshing rotation of the pair of screw rotors, and taken into the compression working space from the suction end face side of the pair of screw rotors. A screw-type compressor body that compresses a fluid to be compressed and discharges it from a discharge end face side to a discharge passage provided in the casing.
The compressor body introduces the compressed gas compressed by the low-pressure stage compressor body into the high-pressure stage compressor body for further compression (however, the low-pressure stage screw in the same casing). The compressor body of the high-pressure stage according to the present invention except for a tandem type multi-stage screw compressor in which a rotor and a high-pressure stage screw rotor are accommodated and the shafts of the low- and high-pressure male rotors are coupled to each other by coupling. And an oil-free compressor body that rotates in a non-contact state with a minute gap between the pair of screw rotors,
A suction passage that communicates with a suction port provided in the casing and opens toward a suction end surface of the pair of screw rotors and introduces a fluid to be compressed into the compression working space;
A suction part structure of a screw compressor main body, wherein at least a peripheral part of the suction end faces of both the male and female screw rotors is disposed in the suction flow path over the entire circumference.

前記雄，雌一対のスクリュロータの吸入端面に向かって突出し，前記一対のスクリュロータの吸入側ロータ軸をそれぞれ収容するボスの突出側端部における外径を前記各スクリュロータの外径よりも小径に形成し，前記ボスの外周位置の全周に亘り前記吸入流路を形成したことを特徴とする請求項１記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。 Projecting toward the suction end face of the pair of male and female screw rotors, the outer diameter at the projecting side end of the boss accommodating the suction side rotor shaft of the pair of screw rotors is smaller than the outer diameter of each screw rotor. 2. The suction part structure of a screw compressor main body according to claim 1, wherein the suction passage is formed over the entire circumference of the outer peripheral position of the boss.

前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，各吸入端面と対向する前記ボスの端面間に，前記吸入流路の一部となる間隔を形成したことを特徴とする請求項２記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。 The space which becomes a part of the suction flow path is formed between the suction end face of each of the male and female screw rotors and the end face of the boss facing each suction end face. The structure of the suction part of the screw compressor body.

前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，前記ボスの端面間の間隔を，前記ボスの端面を，前記スクリュロータの吸入端面より離間して設けることにより形成したことを特徴とする請求項３記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。 The space between the suction end face of each of the male and female screw rotors and the end face of the boss is formed by providing the end face of the boss away from the suction end face of the screw rotor. Item 4. The suction part structure of the screw compressor body according to Item 3.

前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，前記ボスの端面間の間隔を，前記スクリュロータの吸入端面を，前記ボスの端面より離間して設けることにより形成したことを特徴とする請求項３記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。 The space between the suction end face of each of the male and female screw rotors and the end face of the boss is formed by providing the suction end face of the screw rotor away from the end face of the boss. Item 4. The suction part structure of the screw compressor body according to Item 3.