TW202022233A - 螺旋壓縮機 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠減少吸入流路之壓力損失之螺旋壓縮機。 本發明之螺旋壓縮機之外殼12具有：內腔21，其收容陽轉子11A之齒部13A及陰轉子11B之齒部13B，且於其等之齒槽形成作動室；吸入口22，其位於轉子徑向之外側；及吸入流路23，其對吸入行程之作動室沿轉子軸向連通。吸入流路23具有位於陽轉子11A側且較假想平面C更靠下游側之陽轉子側吸入流路26A、及位於陰轉子11B側且較假想平面C更靠下游側之陰轉子側吸入流路26B。陽轉子側吸入流路26A係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自陽轉子11A之齒部13A之吸入側端面至齒部13A的軸向節距P1之一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁27A自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置。

Description

螺旋壓縮機
本發明係關於一種具有位於轉子徑向之外側之吸入口、及對作動室沿轉子軸向連通之吸入流路之螺旋壓縮機。
專利文獻1中記載之螺旋壓縮機具備具有齒部之陽轉子、具有與陽轉子之齒部嚙合之齒部之陰轉子、以及收容陽轉子及陰轉子之外殼。
外殼具有收容陽轉子之齒部及陰轉子之齒部且於其等之齒槽形成陽轉子側之作動室及陰轉子側之作動室的內腔。又，外殼具有位於較陽轉子之齒部與陰轉子之齒部更靠轉子徑向之外側的吸入口、及以連接吸入口與吸入行程之作動室之方式形成之吸入流路。又，外殼具有位於較陽轉子之齒部及陰轉子之齒部更靠轉子徑向之外側的噴出口、及以連接噴出口與噴出行程之作動室之方式形成之噴出流路。
作動室自轉子軸向之一側向另一側移動，並且其容積發生變化。藉此，作動室依序進行經由吸入流路自吸入口吸入氣體之吸入行程、將氣體壓縮之壓縮行程、及經由噴出流路向噴出口噴出壓縮氣體之噴出行程。
吸入流路對吸入行程之作動室沿轉子軸向連通。又，吸入流路具有位於陽轉子側且較通過陽轉子之中心軸與陰轉子之中心軸之假想平面更靠下游側(換言之，與吸入口相反側)的陽轉子側吸入流路、及位於陰轉子側且較上述假想平面更靠下游側之陰轉子側吸入流路。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-041910號公報(例如參照圖8、圖9)
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1中，陽轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁(其中，用以將氣體封入至作動室之部分除外)位於較內腔之壁更靠轉子徑向的外側。因此，作為自陽轉子側吸入流路朝向陽轉子側作動室之氣體之流向之分量，產生轉子徑向之分量，成為壓力損失之增加之因素。
同樣地，陰轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁(其中，用以將氣體封入至作動室之壁部分除外)位於較內腔之壁更靠轉子徑向的外側。因此，作為自陰轉子側吸入流路朝向陰轉子側作動室之氣體之流向之分量，產生轉子徑向之分量，成為壓力損失之增加之因素。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其課題之一在於減少吸入流路之壓力損失。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，而應用申請專利範圍中記載之構成。本發明包括複數個解決上述問題之技術手段，但若列舉其一例，則為一種螺旋壓縮機，其具備具有齒部之陽轉子、具有與上述陽轉子之齒部嚙合之齒部之陰轉子、以及收容上述陽轉子及上述陰轉子之外殼，且上述外殼具有：內腔，其收容上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部，且於其等之齒槽形成陽轉子側之作動室及陰轉子側之作動室；吸入口，其位於較上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部更靠轉子徑向之外側；及吸入流路，其係以連接上述吸入口與吸入行程之作動室之方式形成，且對上述吸入行程之作動室沿轉子軸向連通；而且上述吸入流路具有位於上述陽轉子側且較通過上述陽轉子之中心軸及上述陰轉子之中心軸之假想平面更靠下游側的陽轉子側吸入流路、及位於上述陰轉子側且較上述假想平面更靠下游側之陰轉子側吸入流路，上述陽轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自上述陽轉子之齒部之吸入側端面至上述齒部的軸向節距之一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁自轉子軸向觀察時成為與上述內腔之壁相同之位置。 [發明之效果]
根據本發明，能夠減少吸入流路之壓力損失。
再者，上述以外之問題、構成及效果係藉由以下之說明而明確。
利用圖1～圖5對本發明之一實施形態進行說明。
本實施形態之螺旋壓縮機具備馬達1、由馬達1驅動而將空氣(氣體)壓縮之壓縮機本體2、將自壓縮機本體2噴出之壓縮空氣與其所包含之油(液體)分離之氣液分離器3、及將藉由氣液分離器3分離出之油供給至壓縮機本體2(詳細而言，下述作動室、吸入側軸承、及噴出側軸承)之油配管4。於油配管4設置有將油冷卻之油冷卻器5、或將油中之雜質去除之濾油器6等。
壓縮機本體2具備作為螺旋轉子之陽轉子11A及陰轉子11B、以及收納陽轉子11A及陰轉子11B之外殼12。
陽轉子11A具有具備呈螺旋狀延伸之複數個(於本實施形態中為4個)齒之齒部13A、連接於齒部13A之軸向一側(圖2及圖3之左側)之吸入側軸部14A、及連接於齒部13A之軸向另一側(圖2及圖3之右側)之噴出側軸部15A。陽轉子11A之吸入側軸部14A可旋轉地由吸入側軸承16A支持，陽轉子11A之噴出側軸部15A可旋轉地由噴出側軸承17A支持。
同樣地，陰轉子11B具有具備呈螺旋狀延伸之複數個(於本實施形態中為6個)齒之齒部13B、連接於齒部13B之軸向一側(圖2及圖3之左側)之吸入側軸部14B、及連接於齒部13B之軸向另一側(圖2及圖3之右側)之噴出側軸部15B。陰轉子11B之吸入側軸部14B可旋轉地由吸入側軸承16B支持，陰轉子11B之噴出側軸部15B可旋轉地由噴出側軸承17B支持。
陽轉子11A之吸入側軸部14A貫通外殼12且連結於馬達1之旋轉軸。而且，陽轉子11A藉由馬達1之驅動而旋轉，藉由陽轉子11A之齒部13A與陰轉子11B之齒部13B之嚙合，陰轉子11B亦旋轉。
外殼12包含主外殼18、連結於主外殼18之軸向一側(圖2及圖3之左側)之吸入側外殼19、及連結於主外殼18之軸向另一側(圖2及圖3之右側)之噴出側外殼20。
外殼12具有收納陽轉子11A之齒部13A及陰轉子11B之齒部13B，且於其等之齒槽形成陽轉子側之作動室及陰轉子側之作動室的內腔21。內腔21係分別收納陽轉子11A之齒部13A及陰轉子11B之齒部13B之2個圓筒狀之孔相互局部重疊而構成(參照圖5)。
外殼12具有位於較陽轉子11A之齒部13A及陰轉子11B之齒部13B更靠轉子徑向之外側(圖2之上側)的吸入口22、及以連接吸入口22與吸入行程之作動室之方式形成之吸入流路23。內腔21、吸入口22、及吸入流路23形成於主外殼18。
外殼12具有位於較陽轉子11A之齒部13A及陰轉子11B之齒部13B更靠轉子徑向之外側(圖2之下側)的噴出口24、及以連接噴出口與噴出行程之作動室之方式形成之噴出流路25。噴出口24形成於噴出側外殼20，噴出流路25形成於噴出側外殼20及主外殼18。
作動室自轉子軸向之一側向另一側移動，並且一面其容積發生變化。藉此，作動室依序進行經由吸入流路23自吸入口22吸入氣體之吸入行程、將氣體壓縮之壓縮行程、及經由噴出流路25向噴出口24噴出壓縮氣體之噴出行程。
吸入流路23對吸入行程之作動室沿轉子軸向連通。又，吸入流路23具有位於陽轉子11A側且較通過陽轉子11A之中心軸O1及陰轉子11B之中心軸O2之假想平面C更靠下游側(換言之，與吸入口22相反側)的陽轉子側吸入流路26A、及位於陰轉子11B側且較假想平面C更靠下游側之陰轉子側吸入流路26B(參照圖3及圖4)。
此處，作為本實施形態之較大之特徵，陽轉子側吸入流路26A之轉子徑向外側之流路壁27A(其中，用以將氣體封入至作動室之部分28除外)係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自陽轉子11A之齒部13A之吸入側端面至齒部13A的軸向節距P1(參照圖3)之一半之範圍內(作為具體例，圖3中係於P1×0.8＝R1之範圍，下述圖6中係於P1×0.5＝R1之範圍)，自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置。再者，齒部之軸向節距係指轉子軸向上之齒頂之間隔。又，由於考慮到加工誤差等，故而流路壁27A自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置係指以陽轉子11A之中心軸O1為基準的流路壁27A之半徑方向位置處於內腔21之壁之半徑方向位置之95%～105%的範圍。
又，陰轉子側吸入流路26B之轉子徑向外側之流路壁27B(其中，用以將氣體封入至作動室之部分28除外)係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自陰轉子11B之齒部13B之吸入側端面至齒部13B的軸向節距P2(其中，P1＝P2；參照圖3)之一半之範圍內(作為具體例，於圖3中，於P2×0.8＝R2之範圍，於下述圖6中，於P2×0.5＝R2之範圍)，自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置。再者，由於考慮到加工誤差等，故而流路壁27B自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置係指以陰轉子11B之中心軸O2為基準的流路壁27B之半徑方向位置處於內腔21之壁之半徑方向位置之95%～105%的範圍內。
於此種實施形態中，作為自陽轉子側吸入流路26A朝向陽轉子側作動室之氣體之流向之分量，不易產生轉子徑向之分量，因此，能夠減少壓力損失。又，作為自陰轉子側吸入流路26B朝向陰轉子側作動室之氣體之流向之分量，不易產生轉子徑向之分量，因此，能夠減少壓力損失。其結果為，能夠謀求吸氣流量之增大、或動力之減少。
又，與流路壁27A、27B位於較內腔21之壁更靠轉子徑向之外側之情形相比，能夠抑制壓縮機本體2停止時油蓄積於陽轉子側吸入流路26A及陰轉子側吸入流路26B之下部。因此，亦能夠抑制因蓄積於陽轉子側吸入流路26A及陰轉子側吸入流路26B之下部之油之影響所造成的壓力損失。
作為流路壁27A、27B自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置之範圍，對設為至少轉子軸向上之自轉子之齒部之吸入側端面至齒部的軸向節距之一半之範圍的原因進行補充。就螺旋壓縮機之體積效率之觀點而言，必須考慮相對於陽轉子側作動室之轉子軸向剖面(換言之，於轉子軸向上延伸之剖面)之面積而言的陽轉子側吸入流路26A之轉子軸向剖面之面積、或者相對於陰轉子側作動室之轉子軸向剖面之面積而言的陰轉子側吸入流路26B之轉子軸向剖面之面積。陽轉子側作動室之轉子軸向剖面之面積例如由(陽轉子之齒之外徑與軸之外徑的差量)×軸向節距÷2表示，因此，陽轉子側吸入流路26A之轉子軸向剖面之面積至少確保(陽轉子之齒之外徑與軸之外徑的差量)×軸向節距÷2為佳。同樣地，陰轉子側作動室之轉子軸向剖面之面積例如由(陰轉子之齒之外徑與軸之外徑的差量)×軸向節距÷2表示，因此，陰轉子側吸入流路26B之轉子軸向剖面之面積至少確保(陰轉子之齒之外徑與軸之外徑的差量)×軸向節距÷2為佳。就此種觀點而言，若不至少於轉子軸向上之自轉子之齒部之吸入側端面至齒部的軸向節距之一半之範圍內，使陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B具有特徵，則無法充分獲得其效果。
再者，於上述一實施形態中，陽轉子側吸入流路26A係以如下方式形成，即，沿著陽轉子11A之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積V1(參照圖3)大於陽轉子側之各作動室的轉子徑向剖面(換言之，於轉子徑向上延伸之剖面)之面積S1(參照圖5)，陰轉子側吸入流路26B係以如下方式形成，即，沿著陰轉子11B之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積V2(參照圖3)大於陰轉子側之各作動室的轉子徑向剖面之面積S2(參照圖5)，就此一情形為例而示出，但並不限於此。利用圖6對本發明之一變化例進行說明。圖6係表示本變化例中之壓縮機本體之構造之水平剖視圖。
於本變化例中，陽轉子側吸入流路26A係以如下方式形成，即，至少於陽轉子11A之旋轉方向上之自假想平面C至陽轉子11A之齒部13A的旋轉方向節距(於本實施形態中為90度)之範圍內，沿著陽轉子11A之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積V1(參照圖6)與陽轉子側之各作動室的轉子徑向之剖面積S1(參照圖5)相同。再者，齒部之旋轉方向節距係指轉子旋轉方向上之相鄰之齒頂之間的角度。又，由於考慮到加工誤差等，故而面積V1與面積S1相同係指面積V1處於面積S1之95%～105%之範圍內。
又，陰轉子側吸入流路26B係以如下方式形成，即，至少於陰轉子11B之旋轉方向上之自假想平面C至陰轉子11B之齒部13B的旋轉方向節距(於本實施形態中為45度)之範圍內，沿著陰轉子11B之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積V2(參照圖6)與陰轉子側之各作動室的轉子徑向剖面之面積S2(參照圖5)相同。再者，由於考慮到加工誤差等，故而面積V2與面積S2相同係指面積V2處於面積S2之95%～105%之範圍內。
於此種變化例中，能夠抑制陽轉子側吸入流路26A內之流速之變化、或自陽轉子側吸入流路26A向陽轉子側作動室之流速之變化，從而進一步減少壓力損失。又，能夠抑制陰轉子側吸入流路26B內之流速之變化、或自陰轉子側吸入流路26B向陰轉子側作動室之流速之變化，從而進一步減少壓力損失。
再者，於上述一實施形態中，以陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B之兩者具有第1特徵(詳細而言，以至少於轉子軸向上之自齒部之吸入側端面至齒部之軸向節距的一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁自轉子軸向觀察時成為與內腔21之壁相同之位置之方式形成的特徵)之情形為例進行了說明，但並不限於此。即，亦可僅陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B中之一者具有第1特徵。
又，於上述一變化例中，以陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B之兩者具有第1特徵及第2特徵(詳細而言，以至少於轉子旋轉方向上之自假想平面C至齒部之旋轉方向節距之範圍內，沿著轉子之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積與各作動室的轉子徑向剖面之面積相同之方式形成的特徵)之情形為例進行了說明，但並不限於此。即，例如亦可僅陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B中之一者具有第1特徵及第2特徵。又，例如，亦可陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B之兩者具有第1特徵，僅陽轉子側吸入流路26A與陰轉子側吸入流路26B中之一者具有第2特徵。
又，作為本發明之應用對象，以供油式(詳細而言，向作動室內供給油之)螺旋壓縮機為例進行了說明，但並不限於此，亦可為供水式(詳細而言，向作動室內供給水之)螺旋壓縮機、或無供液式(詳細而言，不向作動室內供給油或水等液體之)螺旋壓縮機。
1:馬達 2:壓縮機本體 3:氣液分離器 4:油配管 5:油冷卻器 6:濾油器 11A:陽轉子 11B:陰轉子 12:外殼 13A:齒部 13B:齒部 14A:陽轉子之吸入側軸部 14B:陰轉子之吸入側軸部 15A:陽轉子之噴出側軸部 15B:陰轉子之噴出側軸部 16A:吸入側軸承 16B:吸入側軸承 17A:噴出側軸承 17B:噴出側軸承 18:主外殼 19:吸入側外殼 20:噴出側外殼 21:內腔 22:吸入口 23:吸入流路 24:噴出口 25:噴出流路 26A:陽轉子側吸入流路 26B:陰轉子側吸入流路 27A:陽轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁 27B:陰轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁
圖1係表示本發明之一實施形態中之供油式螺旋壓縮機之構成的概略圖。 圖2係表示本發明之一實施形態中之壓縮機本體之構造的鉛直剖視圖。 圖3係圖2之剖面III-III之水平剖視圖。 圖4係圖2之剖面IV-IV之鉛直剖視圖。 圖5係圖2之剖面V-V之鉛直剖視圖。 圖6係表示本發明之一變化例中之壓縮機本體之構造的水平剖視圖。
2:壓縮機本體
11A:陽轉子
11B:陰轉子
12:外殼
13A:齒部
13B:齒部
14A:陽轉子之吸入側軸部
14B:陰轉子之吸入側軸部
15A:陽轉子之噴出側軸部
15B:陰轉子之噴出側軸部
16A:吸入側軸承
16B:吸入側軸承
17A:噴出側軸承
17B:噴出側軸承
18:主外殼
19:吸入側外殼
20:噴出側外殼
21:內腔
26A:陽轉子側吸入流路
26B:陰轉子側吸入流路
27A:陽轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁
27B:陰轉子側吸入流路之轉子徑向外側之流路壁

Claims (6)

  1. 一種螺旋壓縮機，其具備具有齒部之陽轉子、具有與上述陽轉子之齒部嚙合之齒部之陰轉子、以及收容上述陽轉子及上述陰轉子之外殼，且 上述外殼具有：內腔，其收容上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部，且於其等之齒槽形成陽轉子側之作動室及陰轉子側之作動室；吸入口，其位於較上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部更靠轉子徑向之外側；及吸入流路，其係以連接上述吸入口與吸入行程之作動室之方式形成，且對上述吸入行程之作動室沿轉子軸向連通；而且 上述吸入流路具有位於上述陽轉子側且較通過上述陽轉子之中心軸及上述陰轉子之中心軸之假想平面更靠下游側的陽轉子側吸入流路、及位於上述陰轉子側且較上述假想平面更靠下游側之陰轉子側吸入流路；其特徵在於： 上述陽轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自上述陽轉子之齒部之吸入側端面至上述齒部的軸向節距之一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁自轉子軸向觀察時成為與上述內腔之壁相同之位置。
  2. 如請求項1之螺旋壓縮機，其中 上述陽轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於上述陽轉子之旋轉方向上之自上述假想平面至上述陽轉子之齒部的旋轉方向節距之範圍內，沿著上述陽轉子之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積與上述陽轉子側的各作動室之轉子徑向剖面之面積相同。
  3. 如請求項1或2之螺旋壓縮機，其中 上述陰轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自上述陰轉子之齒部之吸入側端面至上述齒部的軸向節距之一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁自轉子軸向觀察時成為與上述內腔之壁相同之位置。
  4. 如請求項3之螺旋壓縮機，其中 上述陰轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於上述陰轉子之旋轉方向上之自上述假想平面至上述陰轉子之齒部的旋轉方向節距之範圍內，沿著上述陰轉子之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積與上述陰轉子側的各作動室之轉子徑向剖面之面積相同。
  5. 一種螺旋壓縮機，其具備具有齒部之陽轉子、具有與上述陽轉子之齒部嚙合之齒部之陰轉子、以及收容上述陽轉子及上述陰轉子之外殼，且 上述外殼具有：內腔，其收容上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部，且於其等之齒槽形成陽轉子側之作動室及陰轉子側之作動室；吸入口，其位於較上述陽轉子之齒部及上述陰轉子之齒部更靠轉子徑向之外側；及吸入流路，其係以連接上述吸入口與吸入行程之作動室之方式形成，且對上述吸入行程之作動室沿轉子軸向連通；而且 上述吸入流路具有位於上述陽轉子側且較通過上述陽轉子之中心軸及上述陰轉子之中心軸之假想平面更靠下游側的陽轉子側吸入流路、及位於上述陰轉子側且較上述假想平面更靠下游側之陰轉子側吸入流路；其特徵在於： 上述陰轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於轉子軸向上之自上述陰轉子之齒部之吸入側端面至上述齒部的軸向節距之一半之範圍內，轉子徑向外側之流路壁自轉子軸向觀察時成為與上述內腔之壁相同之位置。
  6. 如請求項5之螺旋壓縮機，其中 上述陰轉子側吸入流路係以如下方式形成，即，至少於上述陰轉子之旋轉方向上之自上述假想平面至上述陰轉子之齒部的旋轉方向節距之範圍內，沿著上述陰轉子之各半徑方向切斷而得之轉子軸向剖面即各流路剖面之面積與上述陰轉子側的各作動室之轉子徑向剖面之面積相同。
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