JPH0325603B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体を圧縮、膨張、ポンプ作用させ
る、スクリユーとピニオンを備えた容積形機械に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a positive displacement machine with a screw and pinion for compressing, expanding and pumping fluids.

本明細書において考慮される装置は、ねじ山部
分により実質的に気密を保たれるケーシングと共
働すべく設けられたスクリユーと、ケーシングの
通路内を通過すべく配設され、歯が上記スクリユ
ーと噛合するピニオンと、スクリユーの一端側に
配設された低圧ポートと、スクリユーの他端側に
配設され、所定幅を有するケーシング部分によつ
てピニオンの上記通路から隔離された高圧ポート
とを備える。 The device contemplated herein includes a screw arranged to cooperate with a casing that is kept substantially gas-tight by a threaded portion, and a screw arranged to pass within a passageway of the casing, the teeth being disposed on the screw. A pinion meshing with the pinion, a low pressure port disposed at one end of the screw, and a high pressure port disposed at the other end of the screw and isolated from the passage of the pinion by a casing portion having a predetermined width. Be prepared.

この型の装置は、特に、米国特許第3133695号、
第3180565号、第3551082号明細書中に記載されて
いる。 This type of device is known, inter alia, from US Pat. No. 3,133,695;
It is described in the specifications of No. 3180565 and No. 3551082.

これらの装置の効率を高めるため、そして流体
の漏れを減少させるため、その装置内に、冷却機
能（その装置がコンプレツサの場合）を有し、か
つ液体シールを形成することにより気密を保持す
ることのできる液体（通常は油）を注入すること
が知られている。これは特に上記米国特許第
3133695号明細書中に記載されている。 To increase the efficiency of these devices and reduce fluid leakage, the device must have a cooling function (if the device is a compressor) and be airtight by forming a liquid seal. It is known to inject a liquid (usually oil) that can This is especially true in the above-mentioned U.S. patent.
It is described in the specification of No. 3133695.

このシール作用は、液体の注入が減少するとも
はや効かなくなる。例えば、冷蔵庫のコンプレツ
サに適用する場合、圧縮室内の凝縮液を蒸発させ
て他の部分を冷却するために、圧縮室内へ液化ガ
スの凝縮液を注入することが必要である。この結
果ねじ山とケーシング間のクリアランスを密封す
るのに有効な液体はもはやなくなつてしまう。し
かし、これらのクリアランスの大きさは装置の効
率に決定的な影響を有する。 This sealing effect is no longer effective when the liquid injection is reduced. For example, when applied to a refrigerator compressor, it is necessary to inject liquefied gas condensate into the compression chamber in order to evaporate the condensate in the compression chamber and cool other parts. As a result, there is no longer any liquid available to seal the clearance between the thread and the casing. However, the size of these clearances has a decisive influence on the efficiency of the device.

一例として、冷媒Ｒ−22で作用し、3000rpmで
約2500の容量を有するコンプレツサの場合、コ
ンプレツサの熱効率は、ねじ山とケーシング間の
クリアランスが10ミクロン増加するごとに、約１
％低下することが見出されている。 As an example, for a compressor operating with refrigerant R-22 and having a capacity of about 2500 at 3000 rpm, the thermal efficiency of the compressor increases by about 1 for every 10 micron increase in the clearance between the threads and the casing.
% was found to decrease.

このクリアランスを減少させる試みが今までな
されてきた。しかし、約70〜100ミクロンより小
さい径方向クリアランスについての試験結果は常
に、ケーシング内でスクリユーの焼付きを起こ
し、この結果、これら２つの部分を破壊すること
なく分離させることができないというものであ
る。 Attempts have been made to reduce this clearance. However, test results for radial clearances smaller than approximately 70-100 microns consistently indicate that the screw seizes within the casing, and as a result these two parts cannot be separated without destruction. .

本発明の目的は、クリアランスが高効率を維持
できる充分小さい値であり、かつ焼付、膠着を生
じるおそれのない、容積形機械を提供することで
ある。 An object of the present invention is to provide a positive displacement machine in which the clearance is sufficiently small to maintain high efficiency and there is no risk of seizure or sticking.

本発明によれば、装置は上記において引用した
明細書中のものと同様なものであるが、次の点に
おいて特徴を有する。すなわち、ケーシングとス
クリユーの各作用面の一方は、その面のうち他の
面との共働部分に多数の小空洞が形成され、ラン
ドは実質的に円周方向に向く部分を有し、その部
分の少なくとも一部は制限された円周方向長さを
有していて、このため円周方向の端部の少なくと
も一方において凹陥部により制限されており、ね
じ山とに形成され、またねじ山と協働する位置に
あるケーシングに形成される各小空洞の周囲は、
せいぜい、該小空洞を形成されるか該小空洞に面
するねじ山の２つの縁部の一方のみにより切断さ
れる。 According to the invention, the device is similar to that in the above-cited specification, but with the following features. That is, one of the working surfaces of the casing and screw is formed with a number of small cavities in the cooperating portion of that surface with the other surface, and the land has a substantially circumferentially oriented portion; At least a portion of the portion has a limited circumferential length and is thus limited by a recess at at least one of the circumferential ends and is formed with a thread and a thread. The circumference of each small cavity formed in the casing in a position to cooperate with the
At most, the cavity is cut by only one of the two edges of the thread forming or facing the cavity.

上述した構成の小空洞によりスクリユーとケー
シングのクリアランスを、焼付を起こすことなく
約20〜30ミクロンの大きさにまで小さくすること
が可能となつた。 The small cavity configured as described above makes it possible to reduce the clearance between the screw and the casing to a size of about 20 to 30 microns without causing seizure.

本発明の範囲の限定を意味するものではない
が、焼付、膠着は装置内に残された不純物により
起こされるという説明をすることができる。粒子
や微片が逃げ道を見つけられずに回転方向へ移動
するので、このような不純物は、局部的に発生す
るが、ねじ山が実質的な幅を有する部分、特に高
圧側の端部へ広がりやすい傾向をもつ局部焼付を
起こす。 Although not meant to limit the scope of the invention, it can be explained that seizure and sticking are caused by impurities left in the device. These impurities occur locally, as particles and debris cannot find an escape and move in the direction of rotation, but they spread to areas where the thread has a substantial width, especially at the high-pressure end. It tends to cause localized burn-in.

小空洞を設けたことにより、粒子や微片は小空
洞の中に入り込むので、形成される粒子等が大き
くなるのを阻止でき、粒子等はさらに転動するこ
とができず、その後小空洞から解放される。 By providing small cavities, particles and particles can enter into the small cavities, preventing the formed particles from becoming larger, preventing particles from rolling further, and then leaving the small cavities. To be released.

補捉された粒子が、上述したような制限された
長さを有する、実質的に円周状のランド部の間に
形成されやすければ、その粒子はまた、円周状の
ランド部の一端に、素早く落ちる。 If the entrapped particles tend to form between substantially circumferential lands of limited length as described above, the particles may also form at one end of the circumferential lands. , fall quickly.

好ましくは、円周方向ランド部の少なくとも一
部の長さを制限する凹陥部は、小空洞である。円
周方向ランド部のいくつかは、それらの円周方向
の端部にある小空洞により制限されるかもしれな
い。 Preferably, the recess that limits the length of at least a portion of the circumferential land is a small cavity. Some of the circumferential lands may be limited by cavities at their circumferential ends.

小空洞がスクリユーに形成される場合、円周方
向ランド部のいくつかは、両円周方向端部の一方
にある小空洞により、また他の円周方向端部にお
けるねじ縁部により制限されるかもしれない。 If cavities are formed in the screw, some of the circumferential lands are limited by the cavities at one of the circumferential ends and by the threaded edge at the other circumferential end. Maybe.

好ましい実施例において、ねじ軸に垂直であ
り、かつ、小空洞の面に交互に出合う平面は、小
空洞の形成された表面と交わる線に沿つて、小空
洞あるいは凹陥部の底面およびランド面を交互に
切断する。 In a preferred embodiment, the planes that are perpendicular to the screw axis and that alternately meet the surfaces of the small cavities cover the bottom and land surfaces of the small cavities or recesses along lines that intersect with the formed surfaces of the small cavities. Cut alternately.

しかして、ランドは、回転軸を中心とする円の
周囲においてどこにも連続的に配設されておら
ず、また、ランドとケーシングの間に形成された
粒子は、小空洞内にころがり込むか、円周方向ラ
ンド部を制限する凹陥部内に転り込み、そこで停
止する。 Therefore, the lands are not continuously arranged anywhere around the circle centered on the rotation axis, and particles formed between the lands and the casing may roll into the small cavity or It rolls into the recess that limits the circumferential land and stops there.

小空洞の深さは、流体の漏れる可能性を最小限
に抑えるため、0.2mmより小さいことが好ましい。
理論上、小空洞はケーシング上に設けてもよい
し、あるいはスクリユーに設けてもよい。 The depth of the microcavity is preferably less than 0.2 mm to minimize the possibility of fluid leakage.
In theory, the small cavity could be provided on the casing or in the screw.

小空洞がスクリユー上に形成される場合、小空
洞の変位方向長さは、高圧ポートと低圧側へ臨む
ピニオン通路との間の流体の漏れが発生するのを
阻止するため、高圧ポートとピニオン通路との間
に位置するケーシングの帯状部の幅よりもむしろ
小さい。 When a small cavity is formed on the screw, the length of the small cavity in the displacement direction is set so as to prevent fluid leakage between the high pressure port and the pinion passage facing the low pressure side. rather than the width of the strip of casing located between.

次に本発明の他の特徴と効果を明確にするた
め、図示実施例に基づき本発明を説明する。 Next, in order to clarify other features and effects of the present invention, the present invention will be described based on illustrated embodiments.

第１図および第２図において、本発明に係るコ
ンプレツサは、２個の半割ケーシング３ａ，３ｂ
から構成されるケーシング３内のベアリング２に
回転自在に設けられたスクリユー１を有する。こ
のスクリユー１は、ねじ山４の頂部２５により液
密を保持されて、ケーシング３と共働するよう構
成される。 1 and 2, the compressor according to the present invention has two half-casings 3a, 3b.
It has a screw 1 rotatably mounted on a bearing 2 in a casing 3 made up of. This screw 1 is kept fluid-tight by the top 25 of the thread 4 and is configured to cooperate with the casing 3.

モータ（図示せず）は、スクリユー１を矢印方
向へ回転させるために、このスクリユー１に連結
される。 A motor (not shown) is connected to the screw 1 in order to rotate the screw 1 in the direction of the arrow.

スクリユー１のねじ山４はピニオン６の歯５と
噛合すべく配設される。このピニオン６は半割ケ
ーシング３ａ，３ｂにそれぞれ固定されたベアリ
ング７に回転自在に取付けられる。 The thread 4 of the screw 1 is arranged to mesh with the teeth 5 of the pinion 6. This pinion 6 is rotatably attached to bearings 7 fixed to the half casings 3a and 3b, respectively.

ピニオン６はケーシングの凹部８内に配置さ
れ、通路１１を通つて、一部が筒部９内へ突出し
ており、該筒部９はスクリユー１用のハウジング
として用いられる。 The pinion 6 is arranged in a recess 8 of the casing and partially protrudes through a passage 11 into a cylindrical part 9, which serves as a housing for the screw 1.

第６図に示されるように、三角ポート１２は、
その一側がねじ山４の傾斜部に実質的に平行であ
り、筒部９内に設けられ、排出ポート１３に連通
するようになつている。 As shown in FIG. 6, the triangular port 12 is
One side thereof is substantially parallel to the slope of the thread 4 and is provided within the cylindrical portion 9 so as to communicate with the discharge port 13 .

本装置の動作において、スクリユー１は矢印方
向へ回転するピニオン６へ運動を伝達する。スク
リユーと噛合する各歯５は、ケーシングと、該歯
が噛合するスクリユーの２つのねじ山と、該歯の
面部とにより形成される空間内に、取入れ口１４
を介して導入される所定量のガスを導く。 In operation of the device, the screw 1 transmits motion to the pinion 6, which rotates in the direction of the arrow. Each tooth 5 that meshes with the screw has an intake 14 in the space formed by the casing, the two threads of the screw that the tooth meshes with, and the surface of the tooth.
directing a predetermined amount of gas introduced through.

上記空間の容積は徐々に減少し、この空間内に
収容されたガスを圧縮する。この空間がポート１
２の反対側に位置するようになつた時、排出が行
なわれる。 The volume of the space is gradually reduced, compressing the gas contained within this space. This space is port 1
When it comes to be located on the opposite side of 2, ejection takes place.

小空洞１５は、スクリユーの外表面に形成され
（第３図参照）本質的には該スクリユーの次の部
分に形成される。すなわち、ねじ山が最大幅を有
する部分、換言すれば、ねじ長さの下から３分の
１と上から３分の１にほぼ一致する部分に渡つ
て、形成される。 A small cavity 15 is formed in the outer surface of the screw (see FIG. 3), essentially in the next part of the screw. That is, it is formed over a portion where the thread has the maximum width, in other words, a portion that approximately corresponds to the bottom third and top third of the thread length.

上記小空洞は、ねじ山の頂部２５だけでなく、
ねじ山の端部（高圧側）とスクリユーの端部との
間に位置する円環部１６にも形成される。 The above-mentioned small cavity is located not only at the top 25 of the screw thread, but also at the top 25 of the screw thread.
An annular portion 16 is also formed between the end of the thread (high pressure side) and the end of the screw.

小空洞は表面に形成されるとともにランド１９
により相互に分離された凹陥部である。 A small cavity is formed on the surface and the land 19
These are recesses separated from each other by.

第１図〜第６図、および第８図の実施例におい
て、小空洞１５は矩形（略正方形）であり、また
軸方向に形成されたランド１９により分離された
軸方向列３１ａ，３１ｂ，３１ｃ等（第８図）内
に配列される。 In the embodiments of FIGS. 1-6 and 8, the small cavities 15 are rectangular (substantially square) and are separated by axially formed lands 19 in axial rows 31a, 31b, 31c. etc. (Figure 8).

各列のすべての隣合う２つの小空洞は、円周方
向に向うランド１９ｃより互に分離される。さら
に、各列の小空洞の配列に関する限り、各列（例
えば３１ｂ）は、両側に隣接する列３１ａ，３１
ｃにおける小空洞の半分の長さだけ、縦方向に偏
れている。したがつて、各ランド１９ｃは両円周
方向端部において、隣接する列の小空洞により制
限される。 All two adjacent small cavities in each row are separated from each other by circumferentially oriented lands 19c. Further, as far as the arrangement of the small cavities in each row is concerned, each row (e.g. 31b) is different from the rows 31a, 31 adjacent on both sides.
It is offset longitudinally by half the length of the microcavity at c. Each land 19c is thus bounded at both circumferential ends by adjacent rows of small cavities.

しかし、第３図からわかるように、ねじ山の端
部２１，２２に隣接するランド１９ｃは、それら
の円周方向端部の一方において該端部により制限
される。 However, as can be seen in FIG. 3, the land 19c adjacent the thread ends 21, 22 is limited by one of their circumferential ends.

これらの構成により、スクリユーの軸に垂直
で、かつ、小空洞の形成された表面に出会う平面
１８は、小空洞の形成された表面との交線に沿つ
て、ランド１９ｃあるいは１９ａと小空洞１５と
に、交互に出会う。 With these configurations, the plane 18 that is perpendicular to the axis of the screw and that meets the surface in which the small cavity is formed connects the land 19c or 19a and the small cavity 15 along the line of intersection with the surface in which the small cavity is formed. We meet each other alternately.

各小空洞は、これが形成されるねじ山の間に完
全に内包されるか、あるいは、該小空洞は、ねじ
山の２つの縁部間に渡つて流体が漏れないように
するため、ねじ山の２つの縁部２１，２２の一方
のみにより切断されるよう構成することが必要で
ある。本実施例は、直径140mmのスクリユーに関
するものであり、この条件はピツチＰを２mmにす
ることにより満足される。 Each cavity may be completely enclosed between the threads in which it is formed, or it may be formed between two edges of the thread to prevent fluid leakage. It is necessary to configure it so that it can be cut by only one of the two edges 21, 22 of. This embodiment relates to a screw having a diameter of 140 mm, and this condition is satisfied by setting the pitch P to 2 mm.

本実施例では、スクリユーとケーシングの間の
クリアランスＪ（第４図および第５図参照）は非
常に小さく、すなわち、概略数10シクロンの大き
さである。小空洞の深さは約0.1〜0.15mmであり、
縁部１９の厚さｅは約0.5mmである。また、第４
図、第５図に示すように小空洞の各側壁は底面か
ら開口部に向けて拡開するように傾斜している。 In this embodiment, the clearance J (see FIGS. 4 and 5) between the screw and the casing is very small, ie approximately on the order of several tens of cyclones. The depth of the small cavity is about 0.1~0.15mm,
The thickness e of the edge 19 is approximately 0.5 mm. Also, the fourth
As shown in FIG. 5, each side wall of the small cavity is inclined so as to expand from the bottom toward the opening.

第６図は三角ポート１２とピニオン通路１１に
一致する範囲内でスクリユーと共働するケーシン
グの円筒壁６を示す。ケーシングのこの部分の前
を通過する小空洞１５を図中に鎖線で示す。コン
プレツサの本来の作動を確保するため、上記ポー
ト１２と通路１１間の帯状部２３の幅Ｌは、そこ
でねじ山に捕えられ、そこから解放されないガス
の量を確実にゼロにするよう最小値に抑えられ
る。さらに、高圧の三角ポート１２と低圧の通路
１１との間の流体の漏れを防止するため、小空洞
の変位方向Ｆに沿う方向の寸法ｌを上記幅Ｌより
小さくすることが必要である。 FIG. 6 shows the cylindrical wall 6 of the casing cooperating with the screw in the area corresponding to the triangular port 12 and the pinion passage 11. A small cavity 15 passing in front of this part of the casing is shown in dotted lines in the figure. In order to ensure proper operation of the compressor, the width L of the strip 23 between said port 12 and the passage 11 is kept to a minimum value to ensure that the amount of gas trapped there in the threads and not released therefrom is zero. It can be suppressed. Furthermore, in order to prevent fluid leakage between the high-pressure triangular port 12 and the low-pressure passage 11, it is necessary to make the dimension l of the small cavity in the direction along the displacement direction F smaller than the above-mentioned width L.

非常に小さい小空洞を加工することはコストが
かかるので、この加工の必要性を避けるために、
実質的な幅Ｌは帯状部２３のほとんどの部分に渡
つて維持されるが、ポート１２は該帯状部の部分
に膨出するくぼみ２４により大きくなつている。
その後発生するかもしれない漏れは、局部的に抑
えられる。さらに、このような漏れは、小空洞の
深さが小さいことにより、非常に低い値に抑えら
れる。小空洞はまた、高圧のポート１２からピニ
オン通路１１への回転変位を受ける小空洞により
移送される高圧ガスの体積を、無視できるくらい
の大きさに抑える効果を有する。 Machining very small cavities is costly, so to avoid the need for this machining,
Although the substantial width L is maintained over most of the band 23, the port 12 is enlarged by a recess 24 that bulges into that portion of the band.
Any leakage that may subsequently occur is locally contained. Furthermore, such leakage is kept to very low values due to the small depth of the cavities. The small cavity also has the effect of keeping the volume of high pressure gas transferred by the small cavity subjected to rotational displacement from the high pressure port 12 to the pinion passage 11 to a negligible size.

上述しまた添附図面に示された小空洞は、四辺
形をなすが、後述の記載から理解されるように、
例えば円形や多角形のような他の形状であつても
よく、これらは同様な効果を奏する。小空洞が放
電加圧（EDM）により加工される時、四辺形は
成形するのに特に容易である。これはこの加工工
程において、単なる切削操作によつてEDM電極
を成形することが可能だからである。 The small cavity described above and shown in the accompanying drawings is quadrilateral, but as will be understood from the description below,
Other shapes may be used, such as circular or polygonal, and these will have similar effects. Quadrilateral shapes are particularly easy to form when small cavities are machined by electrical discharge pressurization (EDM). This is because in this processing step, it is possible to form the EDM electrode by a simple cutting operation.

他の実施例において、図示されないが、ランド
１９ａが軸方向に対して傾斜し、および（また
は）ランド１９ｃが円周方向に対してわずかに傾
斜してもよい。 In other embodiments, not shown, the land 19a may be inclined with respect to the axial direction and/or the land 19c may be inclined slightly with respect to the circumferential direction.

ローレツト切りあるいはランドを成形するため
に充填金属を電気化学的に溶着させるような他の
方法により、非常に複雑な輪郭を形成することが
できる。この場合、小空洞は、例えばワニスで形
成されたマスクの予備的な溶着により得ることが
でき、このワニスはその後除去される。 Very complex profiles can be formed by knurling or other methods such as electrochemically depositing filler metal to form lands. In this case, the small cavity can be obtained, for example, by preliminary welding of a mask made of varnish, which is then removed.

小空洞を用いることにより、スクリユーとケー
シングが同じ金属（例えば鋳鉄）で形成される時
でさえ、焼付を起こすことなく約数10ミクロンの
非常に小さいクリアランスとすることが可能とな
る。 By using small cavities, even when the screw and the casing are made of the same metal (eg cast iron), very small clearances of about a few tens of microns can be achieved without seizure.

さて、この利点は、油の注入をすることのない
シングル・スクリユー型の冷蔵庫や空調機のコン
プレツサを効果的に構成するのに必須の条件であ
る（油を吸込まないため回路を汚すことなく、ま
た低価格のものとなるという付随的な利点を伴な
う）。一方、効率の観点からすると、この装置を
高いランクのものとするような熱効率を得ること
ができる。したがつて、3000rpmにおいて30ミク
ロンの径方向クリアランスでもつてケーシング内
に回転可能に装着される直径140mmのスクリユー
を備えたコンプレツサの場合、冷媒Ｒ−22を用
い、圧縮比を約３とした計測の結果、等エントロ
ピ効率は約77％であつた。これは同様な圧縮能力
を有する公知の型の最良の比較装置よりも平均10
〜20％も高い。 Now, this advantage is an essential condition for effectively constructing a single-screw type refrigerator or air conditioner compressor that does not require oil injection (it does not inhale oil, so it does not contaminate the circuit). , with the added benefit of being less expensive). On the other hand, from the point of view of efficiency, a thermal efficiency can be obtained that makes this device of high rank. Therefore, for a compressor with a 140 mm diameter screw rotatably mounted within the casing with a radial clearance of 30 microns at 3000 rpm, measurements using refrigerant R-22 and a compression ratio of approximately 3. As a result, the isentropic efficiency was approximately 77%. This is an average of 10% higher than the best known type of comparator with similar compression capacity.
~20% higher.

現在まで用いられてきた約0.1mmのクリアラン
スの場合、効率は70％を越えることはない。 With clearances of about 0.1 mm that have been used to date, the efficiency does not exceed 70%.

第９図〜第１２図には小空洞の種々の実施例が
示され、これらは全て、円周方向あるいは実質的
に円周方向に向くランド１９ｃが両円周方向端部
あるいはそれぞれ実質的な円周方向端部における
小空洞３１５，５１５ａ，５１５ｃにより制限さ
れるという条件を満たし、ただし、縁部２１，２
２との隣接部では、ランド１９ｃは、小空洞によ
り一端において、また該縁部２１，２２の一方に
より他端において制限される。 9-12 show various embodiments of small cavities, all of which have circumferentially or substantially circumferentially oriented lands 19c at both or each substantially circumferential ends. Satisfies the condition that it is limited by the small cavities 315, 515a, 515c at the circumferential ends, provided that the edges 21, 2
2, the land 19c is limited at one end by a small cavity and at the other end by one of the edges 21, 22.

第９図〜第１２図の実施例はまた、スクリユー
の軸に垂直な全ての面１８は、小空洞が形成され
た表面と交叉する線に沿つて、小空洞とランドに
交互に出会うという条件を満たす。このことは第
１０図および第１２図により確認され、これらの
図は、それぞれの場合において、全ての主な可能
な位置における面１８を示している。 The embodiment of FIGS. 9-12 also provides that all surfaces 18 perpendicular to the axis of the screw encounter cavities and lands alternately along lines intersecting the surface on which the cavities are formed. satisfy. This is confirmed by FIGS. 10 and 12, which in each case show the surface 18 in all the main possible positions.

第９図および第１０図において、小空洞は円形
であり、また第１図〜第６図に示された例と同様
に、小空洞は、両側に隣接する列に対して小空洞
の半分の軸方向長さだけ偏れた軸方向列内に配列
されている。 In FIGS. 9 and 10, the cavities are circular and, similar to the examples shown in FIGS. They are arranged in axial rows offset by an axial length.

第１１図および第１２図において、小空洞は矩
形であり、スクリユーの軸に平行に測つた長さが
異なる、２つの形を有する。小空洞の中心は軸方
向とともに円周方向にも配列される。両方向にお
いて、大きい小空洞と小さい小空洞とが交互に現
れる。 In FIGS. 11 and 12, the small cavity is rectangular and has two shapes with different lengths measured parallel to the axis of the screw. The centers of the small cavities are arranged both axially and circumferentially. Large and small cavities alternate in both directions.

本発明の他の実施例によれば、小空洞はスクリ
ユーのねじ頂部と共働するケーシング内壁に形成
される。このような構成は、ケーシングの形状が
小空洞の加工に適している時、例えばEDM電極
を容易に近づけさせることのできる、平らなもし
くは円錐状のケーシングの場合に、特に有利であ
る。 According to another embodiment of the invention, a small cavity is formed in the inner wall of the casing which cooperates with the threaded crest of the screw. Such an arrangement is particularly advantageous when the shape of the casing is suitable for machining small cavities, for example in the case of flat or conical casings to which the EDM electrode can be easily accessed.

第７図によれば、プレーン・スクリユー１０１
は低圧の取入れ口１１４を設けられたケーシング
１０３内に回転自在に取付けられる。「プレー
ン・スクリユー」の語を用いることは、ねじ山１
０４が同一面内にあり、ケーシングの平面部と共
働するという事実により説明される。ピニオン
（図示せず）はスクリユーの面に対して垂直な面
内にあり、そのピニオン歯は、それに応じて形成
されるねじ溝に噛合する。この型のコンプレツサ
は米国特許第3180565号明細書中にかなり詳しく
記載されている。 According to FIG. 7, the plain screw 101
is rotatably mounted within a casing 103 provided with a low pressure inlet 114. Use of the term "plain screw" refers to thread 1
04 are in the same plane and cooperate with the flat part of the casing. A pinion (not shown) lies in a plane perpendicular to the plane of the screw, and its pinion teeth mesh in correspondingly formed thread grooves. This type of compressor is described in considerable detail in U.S. Pat. No. 3,180,565.

ねじ山の頂部とケーシング間のクリアランスは
上記実施例のものとほぼ同じ大きさである。ケー
シングの作用面には、円周方向のランドにより、
また横方向のランド、より正確には円周方向のラ
ンドに垂直なランドにより、制限される。円周方
向のランドは円周上に連続的に配設されておら
ず、制限された長さの部分を形成し、その部分は
隣接する横の列の小空洞により両端において制限
される。小空洞は、より正確には第１図〜第６図
および第８図のものと同種のものであり、また第
９，１０図あるいは第１１，１２図のもの、ある
いはさらに選ぶこのとできる本発明による他の形
状等がある。 The clearance between the top of the thread and the casing is approximately the same size as in the previous embodiment. The working surface of the casing is provided with a circumferential land.
It is also limited by lateral lands, more precisely by lands perpendicular to the circumferential lands. The circumferential lands are not arranged continuously on the circumference, but form a section of limited length, which section is limited at each end by adjacent transverse rows of cavities. The cavities are more precisely of the same kind as those in Figures 1 to 6 and 8, and also those of Figures 9 and 10 or 11 and 12, or even a selection of books. There are other shapes etc. according to the invention.

この実施例において、小空洞の深さは最小値に
抑えられることが重要であり、また、可能なら
ば、その深さは、容量が１／回転の装置の場
合、約0.10〜0.15mmの大きさを越えないようにす
ることが重要である。 In this example, it is important that the depth of the cavity is kept to a minimum, and if possible, the depth should be approximately 0.10-0.15 mm for devices with a capacity of 1/rev. It is important not to exceed this limit.

スクリユーのねじ山が変位する間、各小空洞に
は加圧あれたガスが満たされ、このガスは次のね
じ山が来ると解放され膨張することに注意しなけ
ればならない。このように無益な出力は短時間の
間にかなりの値に達しやすく、したがつて、小空
洞を設けたことにより得られる全ての利益をなく
してしまう。 It must be noted that during the displacement of the threads of the screw, each cavity is filled with pressurized gas, which is released and expands when the next thread is reached. This useless power output is likely to reach a significant value in a short period of time, thus negating any benefit gained by providing a small cavity.

一方、本発明に係る構成は封入流体のない装置
の場合に有利であり、この構成はまた、封入流体
（コンプレツサあるいは蒸気装置における）が非
常に低い粘性を有する場合、例えば、油が小さい
抵抗のシールを構成する水に置き換えられた場
合、あるいは使用される液体が低い粘性を有する
時、機械がポンプや油圧モータとして用いられる
場合にも有用である。 On the other hand, the arrangement according to the invention is advantageous in the case of installations without enclosed fluid; this arrangement is also advantageous when the enclosed fluid (in compressors or steam installations) has a very low viscosity, e.g. It is also useful when the machine is used as a pump or hydraulic motor, when replacing the water forming the seal, or when the liquid used has a low viscosity.

明らかに、本発明は上記実施例に制限されるも
のではなく、その技術的思想の範囲内で、他の変
形例に拡張できる。 Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above, but can be extended to other variants within the scope of its technical spirit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に係るコンプレツサを１つの半
割ケーシングを除去して示し、第２図の−線
に沿う縦断面図、第２図は第１図の−線に沿
う矢視平面図、第３図は第１図の要部を拡大して
示す側面図、第４図および第５図はそれぞれ第３
図の−線および−線に沿う断面図、第６
図は第２図の−線に沿う矢視図、第７図は本
発明に係るコンプレツサの他の実施例を示し、一
部を断面とした平面図、第８図は小空洞を拡大し
て示す平面図、第９図および第１１図は第３図と
同様な平面図で他の実施例を示し、第１０図およ
び第１２図は第８図と同様な平面図で、それぞれ
第９図および第１１図の実施例に対応する。 １，１０１……スクリユー、３，１０３……ケ
ーシング、４，１０４……ねじ山、５……歯、６
……ピニオン、１１……通路、１２……高圧ポー
ト、１４，１１４……低圧ポート、１５，１１
５，３１５，５１５，５１５ａ，５１５ｂ……小
空洞、１８……面、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ……
ランド、２１，２２……縁部、２３……帯状部、
２４……くぼみ、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ……
列。 FIG. 1 shows a compressor according to the present invention with one half casing removed, a vertical sectional view taken along the line - in FIG. 2, a plan view taken along the line - in FIG. Figure 3 is an enlarged side view of the main part of Figure 1, and Figures 4 and 5 are respectively
Sectional view along the - line and - line in the figure, No. 6
The figure is a view taken along the - line in FIG. 2, FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the compressor according to the present invention, with a part of the compressor in cross section, and FIG. 8 is an enlarged view of a small cavity. 9 and 11 are plan views similar to FIG. 3 and show other embodiments, and FIGS. 10 and 12 are plan views similar to FIG. 8, respectively. and corresponds to the embodiment of FIG. 1,101... Screw, 3,103... Casing, 4,104... Screw thread, 5... Teeth, 6
... Pinion, 11 ... Passage, 12 ... High pressure port, 14, 114 ... Low pressure port, 15, 11
5, 315, 515, 515a, 515b...Small cavity, 18...Face, 19a, 19b, 19c...
Land, 21, 22... edge, 23... band-shaped part,
24... hollow, 31a, 31b, 31c...
Column.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 流体を圧縮、圧送、もしくは膨張させる容積
形機械であつて、ねじ山とねじ溝とから成るスク
リユーと、ケーシングと、該ケーシング内に設け
た通路内に配設され、歯が上記スクリユーのねじ
溝部分と噛合する少なくとも一つのピニオンと、
前記スクリユーの一端側に配設された少なくとも
一つの低圧ポートと、前記スクリユーの他端側に
配設され、所定幅を有するケーシングの部分によ
つて前記ピニオンの通路から隔離された少なくと
も一つの高圧ポートとを備え、前記スクリユーの
前記ねじ山の頂部と前記ケーシングとが互いに共
働する作用面を形成し、これら作用面が互いに極
めて近接しており、その結果ケーシングとスクリ
ユーとの間が実質的に気密に保たれている容積形
機械において、前記ケーシングとスクリユーとの
互いに共働する作用面のうち一方の作用面の少な
くとも一部の領域には複数の小空洞が設けられ、
この領域では作用面が前記小空洞の周囲にランド
として残されており、これらランドは互いに連通
して一つの連続した作用面を形成しているが、ス
クリユーの回転軸を中心とする円弧の円周に沿つ
た方向では前記小空洞によつて交互に分断されて
おり、前記小空洞は、各々の小空洞の外周が、小
空洞が形成され、或いは小空洞に対向する前記ね
じ山頂部の２つの縁部と同時に交差することがな
いように形成され、前記小空洞が形成された前記
一方の作用面の領域は、前記スクリユーの前記高
圧ポート側端の、作用面が互いに極めて近接した
部分の、円周方向に比較的長い長さを有する作用
面の領域略全部を含んでいることを特徴とする容
積形機械。 ２ 前記ランドは限られた円周方向長さを有する
実質的に円周方向に向いた部分を備え、該部分の
円周方向の両側端部は凹陥部に制限され、この凹
陥部は少なくとも前記小空洞のいくつかを含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の容積
形機械。 ３ 前記円周方向ランド部のいくつかは円周方向
の両側端部が小空洞により制限されることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の容積形機械。 ４ 前記小空洞はスクリユー上に形成され、実質
的に円周方向を向いたランド部のいくつかは円周
方向の両側端部のうち一方を小空洞により制限さ
れ、円周方向の両側端部のうち他の一方を前記ス
クリユーのねじ溝により制限されることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の容積形機械。 ５ スクリユーの軸に垂直であり、かつ小空洞の
形成された表面と交差する平面は、該平面と前記
表面との交線に沿つてランドの表面と、小空洞も
しくは凹陥部の底面とを交互に切断することを特
徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいず
れか１項に記載の容積形機械。 ６ 小空洞は円周方向を横切る列内に配列され、
各列は両側に隣接する列に対して縦方向に偏れて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第５項のいずれか１項に記載の容積形機械。 ７ 小空洞は異なる軸方向長さを有する２つの形
を有し、それら小空洞の中心は、実質的に円周方
向の列内、および円周方向の列を横切る方向の列
内に配列され、小空洞は、軸方向および横方向の
列の両者に沿つて、大きい形および小さい形が交
互に設けられることを特徴とする特許請求の範囲
第１項から第５項のいずれか１項に記載の容積形
機械。 ８ 小空洞の深さは0.2mmより浅いことを特徴と
する特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか
１項に記載の容積形機械。 ９ 小空洞はケーシング上に形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項から第８項のいず
れか１項に記載の容積形機械。 １０ 小空洞はスクリユー上に形成されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項のい
ずれか１項に記載の容積形機械。 １１ 小空洞のスクリユー回転方向の長さは、高
圧ポートとピニオンの通路との間に位置するケー
シング帯状部の幅よりも小さいことを特徴とする
特許請求の範囲第１０項記載の容積形機械。 １２ 高圧ポートは、この高圧ポートとピニオン
の通路の間に位置する帯状部の一部に突出するく
ぼみにより拡大されることを特徴とする特許請求
の範囲第１１項記載の容積形機械。 １３ 各々の小空洞は底面から上方に拡開する傾
斜した側壁を備えることを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第１２項のいずれか１項に記載の
容積形機械。[Scope of Claims] 1. A displacement machine for compressing, pumping, or expanding fluid, comprising a screw consisting of a thread and a thread groove, a casing, and a passage provided in the casing, at least one pinion whose teeth mesh with the threaded portion of the screw;
at least one low pressure port disposed at one end of the screw; and at least one high pressure port disposed at the other end of the screw and separated from the passage of the pinion by a portion of the casing having a predetermined width. the crest of the thread of the screw and the casing form cooperating working surfaces, the working surfaces being in close proximity to each other such that there is a substantial distance between the casing and the screw. In a positive displacement machine that is kept airtight, a plurality of small cavities are provided in at least a partial area of one of the mutually cooperating working surfaces of the casing and the screw,
In this region, the working surface is left as lands around the small cavity, and these lands communicate with each other to form one continuous working surface, but the working surface is a circular arc centered on the axis of rotation of the screw. In the direction along the circumference, the small cavities are alternately divided by the small cavities, and the small cavities are formed such that the outer periphery of each small cavity is formed with a small cavity, or two of the thread crests opposite to the small cavities are formed. The region of the one working surface in which the small cavity is formed is a portion of the high pressure port side end of the screw where the working surfaces are very close to each other. , a positive displacement machine comprising substantially the entire area of the working surface having a relatively long length in the circumferential direction. 2. said land comprises a substantially circumferentially oriented portion having a limited circumferential length, the circumferential opposite ends of said portion being limited by recesses, said recesses having at least said circumferential length; A positive displacement machine according to claim 1, characterized in that it includes several small cavities. 3. The displacement machine according to claim 2, wherein some of the circumferential land portions are limited by small cavities at both end portions in the circumferential direction. 4. The small cavity is formed on the screw, and some of the land portions substantially oriented in the circumferential direction are bounded by the small cavity at one of both ends in the circumferential direction, and both ends in the circumferential direction are limited by the small cavity. 3. The displacement machine according to claim 2, wherein the other one of the screws is limited by a thread groove of the screw. 5. A plane perpendicular to the axis of the screw and intersecting the surface on which the small cavity is formed alternates with the surface of the land and the bottom of the small cavity or recess along the line of intersection between the plane and the surface. 5. A positive displacement machine according to any one of claims 1 to 4. 6. The small cavities are arranged in rows across the circumference,
6. Displacement machine according to claim 1, characterized in that each row is offset longitudinally with respect to the adjacent rows on both sides. 7. The cavities have two shapes with different axial lengths, the centers of the cavities being arranged in substantially circumferential rows and in rows transverse to the circumferential rows. , characterized in that the small cavities are provided with alternating large and small shapes both along the axial and transverse rows. Displacement machine as described. 8. The positive displacement machine according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the depth of the small cavity is less than 0.2 mm. 9. A positive displacement machine according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the small cavity is formed on the casing. 10. A positive displacement machine according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the small cavity is formed on the screw. 11. The displacement machine according to claim 10, wherein the length of the small cavity in the direction of screw rotation is smaller than the width of the casing strip located between the high pressure port and the pinion passage. 12. Displacement machine according to claim 11, characterized in that the high-pressure port is enlarged by a recess projecting in a part of the band located between the high-pressure port and the passage of the pinion. 13. A positive displacement machine according to any one of claims 1 to 12, characterized in that each small cavity has an inclined side wall that widens upward from the bottom surface.