JP2006112389A - Gas compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のロータを回転させることにより吸入した気体を圧縮し吐出する気体圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a gas compressor that compresses and discharges a sucked gas by rotating a plurality of rotors.
従来、ルーツ型の気体圧縮機として、ロータとハウジング間のクリアランスが変化しないように、回転時のロータ温度とハウジング温度から各材質を選定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した従来のルーツ型気体圧縮機は、作動時のロータ温度とハウジング温度の差を考慮したもので、雰囲気温度が変化した場合のクリアランス変化に対しては考慮されていないので、ロータを低熱膨張率材料、ハウジングを高熱膨張率材料としており、雰囲気温度が低温になった場合(以下、低温環境下という)はロータ間クリアランスは減少する。 However, the above-mentioned conventional roots-type gas compressor takes into consideration the difference between the rotor temperature and the housing temperature during operation, and does not take into account the change in clearance when the ambient temperature changes. When the low thermal expansion coefficient material and the housing are made of a high thermal expansion coefficient material and the ambient temperature becomes low (hereinafter referred to as a low temperature environment), the clearance between the rotors decreases.
したがって、結露してハウジング内部に残留した水分が、圧縮機停止時において低温環境下で凍結した場合、ロータを回転させる際に大きなトルクが必要となる。換言すると、低温環境下での起動性が低下してしまうという問題が発生する。 Therefore, when the moisture remaining inside the housing due to condensation is frozen in a low temperature environment when the compressor is stopped, a large torque is required when rotating the rotor. In other words, there arises a problem that startability in a low temperature environment is lowered.
一方、圧縮室内に潤滑油等を噴射しないスクリュー圧縮機においては、特にロータ間のクリアランスがその圧縮機の性能に大きな影響を与えるので、このクリアランスを最短とする必要がある。しかし、スクリュー圧縮機においても、ロータを低熱膨張率材料、ハウジングを高熱膨張率材料とするのが一般的であるため、軸間ピッチを決定するハウジング側の構成要素とロータ側の構成要素の熱膨張率の差によって、低温環境下ではロータ間クリアランスが縮小する。したがって、何らかの要因で水分が混入すると縮小したクリアランス内で凍結が起こり、起動性が低下するという問題が発生する。 On the other hand, in a screw compressor that does not inject lubricating oil or the like into the compression chamber, since the clearance between the rotors has a great influence on the performance of the compressor, it is necessary to minimize this clearance. However, in a screw compressor, since it is common to use a low thermal expansion coefficient material for the rotor and a high thermal expansion coefficient material for the housing, the heat of the housing-side components and the rotor-side components that determine the inter-axis pitch is determined. Due to the difference in expansion rate, the clearance between the rotors is reduced in a low temperature environment. Therefore, when water is mixed in for some reason, freezing occurs in the reduced clearance, resulting in a problem that the startability is lowered.
本発明は上記点に鑑みて、複数のロータを回転させることにより吸入した気体を圧縮し吐出する気体圧縮機において、低温環境下での起動性の低下を抑制することを目的とする。 In view of the above-described points, an object of the present invention is to suppress a decrease in startability in a low-temperature environment in a gas compressor that compresses and discharges a sucked gas by rotating a plurality of rotors.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、吸入口(7a)と吐出口(7b)とを有するハウジング部材(7、8)と、ハウジング部材(7、8)内に収納され、回転に伴って吸入した気体を圧縮し吐出する複数のロータ(1、2)と、ハウジング部材(7、8)に固定され、複数のロータ(1、2)を回転自在に保持する複数の軸受(18〜21)とを備え、ハウジング部材(7、8)の熱膨張率が複数のロータ(1、2)の熱膨張率よりも大きい気体圧縮装置において、ハウジング部材(7、8)における複数の軸受(18〜21)間に、ハウジング部材(7、8)よりも熱膨張率の小さい第1調整部材(50)を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the housing member (7, 8) having the suction port (7a) and the discharge port (7b) is housed in the housing member (7, 8). , A plurality of rotors (1, 2) for compressing and discharging the gas sucked along with the rotation, and a plurality of rotors (1, 2) fixed to the housing members (7, 8) and rotatably holding the plurality of rotors (1, 2) In the gas compression device comprising the bearings (18 to 21), the thermal expansion coefficient of the housing members (7, 8) being larger than the thermal expansion coefficients of the plurality of rotors (1, 2). A first adjustment member (50) having a smaller coefficient of thermal expansion than the housing members (7, 8) is provided between the plurality of bearings (18-21).
これによると、温度低下に伴う軸間ピッチの縮小量が小さくなるため、低温環境下でのロータ間クリアランスの減少量が抑制され、低温環境下での起動性の低下を抑制することができる。 According to this, since the reduction amount of the inter-axis pitch accompanying the temperature drop becomes small, the reduction amount of the clearance between the rotors in the low temperature environment is suppressed, and the deterioration of the startability in the low temperature environment can be suppressed.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の気体圧縮機において、ハウジング部材(7、8)と軸受(18〜21)との間に、ハウジング部材(7、8)よりも熱膨張率の小さい第2調整部材(51)を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the gas compressor according to the first aspect, the thermal expansion between the housing member (7, 8) and the bearing (18-21) is greater than that of the housing member (7, 8). A second adjustment member (51) having a small rate is provided.
これによると、低温環境下での軸受内部すきまが減少するのを防止して、軸受の円滑な作動を維持することができる。 According to this, it is possible to prevent a decrease in the internal clearance of the bearing in a low temperature environment, and to maintain a smooth operation of the bearing.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の気体圧縮機において、第1調整部材(50)と第2調整部材(51)とを一体にしたことを特徴とする。これによると、一体化で部品点数を減少させることができる。 The invention according to claim 3 is the gas compressor according to claim 2, wherein the first adjustment member (50) and the second adjustment member (51) are integrated. According to this, the number of parts can be reduced by integration.
請求項4に記載の発明では、請求項1または2に記載の気体圧縮機において、第1調整部材(50)は円柱形状であることを特徴とする。これによると、単純な形状であるため加工工数を低減することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the gas compressor according to the first or second aspect, the first adjustment member (50) has a cylindrical shape. According to this, since it is a simple shape, processing man-hours can be reduced.
請求項5に記載の発明では、請求項1、2、4のいずれか1つに記載の気体圧縮機において、第1調整部材(50)は、複数の軸受(18〜21)間の中心位置に配置されていることを特徴とする。
In invention of
これによると、ハウジング薄肉部(第1調整部材と各軸受との間の寸法)を均一化できるので、ハウジングの剛性不足を抑制することができる。 According to this, since the housing thin part (the dimension between the first adjustment member and each bearing) can be made uniform, insufficient rigidity of the housing can be suppressed.
請求項6に記載の発明では、請求項4または5に記載の気体圧縮機において、各ロータ(1、2)は、回転軸(1a、2a)と、回転軸(1a、2a)の外周側に配置されて圧縮室(10a)を形成するロータボディ(1z、2z)とからなり、回転軸(1a、2a)は、軸受(18〜21)に保持される外側軸部(1b、2b)と、ロータボディ(1z、2z)に覆われる内側軸部(1c、2c)とを有し、2つの内側軸部(1c、2c)の半径の和をR1、軸間ピッチをP、2つの軸受(18〜21)における外周部の半径の和をR2、第1調整部材(50)の直径をD、内側軸部(1c、2c)の熱膨張率をα1、ロータボディ(1z、2z)の熱膨張率をα2、ハウジング部材(7、8)の熱膨張率をα3、軸受(18〜21)の熱膨張率をα4、第1調整部材(50)の熱膨張率をα5とした場合に、R1×α1+(P−R1)×α2>R2×α4+(P−R2−D)×α3+D×α5を満たすことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the gas compressor according to the fourth or fifth aspect, each rotor (1, 2) includes a rotating shaft (1a, 2a) and an outer peripheral side of the rotating shaft (1a, 2a). The rotor body (1z, 2z) is disposed on the outer shaft portion (1b, 2b) and is held by the bearings (18-21). And the inner shaft portion (1c, 2c) covered by the rotor body (1z, 2z), the sum of the radii of the two inner shaft portions (1c, 2c) is R1, the inter-axis pitch is P, The sum of the radii of the outer peripheral portions of the bearings (18 to 21) is R2, the diameter of the first adjustment member (50) is D, the thermal expansion coefficient of the inner shaft portions (1c, 2c) is α1, and the rotor body (1z, 2z). Is α2, the housing member (7, 8) is α3, and the bearing (18-21) is thermally expanded. When the rate is α4 and the thermal expansion coefficient of the first adjusting member (50) is α5, R1 × α1 + (P−R1) × α2> R2 × α4 + (P−R2−D) × α3 + D × α5 It is characterized by.
これによると、温度低下に伴う軸間ピッチの縮小量がロータ半径の縮小量よりも小さくなり、低温環境下でのロータ間クリアランスが拡大するため、低温環境下での起動性の低下を防止することができる。 According to this, the amount of reduction in the pitch between the shafts due to the temperature drop is smaller than the amount of reduction in the rotor radius, and the clearance between the rotors in a low temperature environment increases, thus preventing a decrease in startability in a low temperature environment. be able to.
請求項7に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の気体圧縮機において、複数のロータ(1、2)は、ねじ状のオスロータおよびメスロータとすることができる。
As in the invention according to
請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の気体圧縮機において、各ロータ(1、2)は、回転軸(1a、2a)と、回転軸(1a、2a)の外周側に配置されたねじ形状のロータボディ(1z、2z)とからなり、回転軸(1a、2a)は、軸受(18〜21)に保持される外側軸部(1b、2b)と、ロータボディ(1z、2z)に覆われる内側軸部(1c、2c)とを有し、ロータボディ(1z、2z)の熱膨張率が内側軸部(1c、2c)の熱膨張率よりも大きく、内側軸部(1c、2c)の直径(D)がロータボディ(1z、2z)の歯元(1x、2x)の直径の7割以上であることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the gas compressor according to the seventh aspect, the rotors (1, 2) are arranged on the rotary shaft (1a, 2a) and the outer peripheral side of the rotary shaft (1a, 2a). The screw-shaped rotor body (1z, 2z) includes a rotating shaft (1a, 2a), an outer shaft portion (1b, 2b) held by bearings (18-21), and a rotor body (1z, 2z). 2z) and the thermal expansion coefficient of the rotor body (1z, 2z) is larger than the thermal expansion coefficient of the inner shaft part (1c, 2c), and the inner shaft part (1c, 2c) The diameter (D) of 1c, 2c) is 70% or more of the diameter of the root (1x, 2x) of the rotor body (1z, 2z).
ところで、内側軸部の直径をロータボディの歯元の直径の7割以上にするのは、高速化のために内側軸部を太くする必要性のためであり、このようにした場合、ロータの総合的な熱膨張率は小さくなる方向となり、低温環境下でのロータ間クリアランスの減少量が増加し、低温環境下での起動性の低下が著しくなる。したがって、このような内側軸部を太くした気体圧縮機に特に有効である。 By the way, the reason why the diameter of the inner shaft portion is set to 70% or more of the diameter of the tooth base of the rotor body is because it is necessary to thicken the inner shaft portion for speeding up. The overall coefficient of thermal expansion becomes smaller, the amount of decrease in the clearance between the rotors in the low temperature environment increases, and the startability in the low temperature environment decreases remarkably. Therefore, it is particularly effective for a gas compressor having such a thick inner shaft portion.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1は第1実施形態に係る気体圧縮機の断面図、図2は図1のロータの軸方向端面の形状を示す図、図3は図1のA−A線に沿う断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of the gas compressor according to the first embodiment, FIG. 2 is a view showing the shape of the axial end face of the rotor of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
図1に示すように、本実施形態の気体圧縮機はスクリュー圧縮機であり、ねじ状のオスロータ1およびメスロータ2と、駆動源の回転力によりロータ1、2を回転駆動する回転伝達機構3と、一対のロータ1、2および回転伝達機構3を収納するケーシング4と、駆動源の回転力を受ける入力軸5等から構成されている。なお、図1において一対のロータ1、2は紙面奥側と手前側に並んで配置されている。
As shown in FIG. 1, the gas compressor of this embodiment is a screw compressor, a screw-shaped male rotor 1 and a female rotor 2, and a rotation transmission mechanism 3 that rotationally drives the rotors 1 and 2 by the rotational force of a drive source. The casing 4 accommodates the pair of rotors 1 and 2 and the rotation transmission mechanism 3, the
オスロータ1およびメスロータ2は、電動式モータ100等の駆動源から回転力を得た回転伝達機構3により回転駆動される。本第1実施形態では、オスロータ1が駆動側、メスロータ2が従動側になっており、それぞれ回転軸1a、2aを中心として回転する。
The male rotor 1 and the female rotor 2 are rotationally driven by a rotation transmission mechanism 3 that obtains rotational force from a drive source such as an
図1、図2に示すように、オスロータ1およびメスロータ2は、互いに噛合するように螺旋状の突起部が形成された雄ねじ状に形成されている。また、オスロータ1およびメスロータ2は、回転軸1a、2aと、この回転軸1a、2aの外周側に配置されて一体化されたねじ形状のロータボディ1z、2zとから構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the male rotor 1 and the female rotor 2 are formed in a male screw shape in which a spiral protrusion is formed so as to mesh with each other. Moreover, the male rotor 1 and the female rotor 2 are comprised from the rotating
回転軸1a、2aは段付き状になっており、後述する軸受に保持される外側軸部1b、2bや、ロータボディに覆われる内側軸部1c、2cを有している。因みに、内側軸部1c、2cは外側軸部1b、2bよりも大径になっている。
The
一方、ねじ形状のロータボディ1z、2zは、オスロータ1の歯先1yとメスロータ2の歯元2xが噛み合い、オスロータ1の歯元1xとメスロータ2の歯先2yが噛み合うように構成されている。また、オスロータ1が大径ロータ、メスロータ2が小径ロータとなっており、オスロータ1の外径の方がメスロータ2の外径より大きくなっている。
On the other hand, the screw-
オスロータ1側の回転軸1aにおける内側軸部1cの直径は、オスロータ1側のロータボディ1zにおける歯元1xの直径の7割以上になっており、メスロータ2側の回転軸2aにおける内側軸部2cの直径は、メスロータ2側のロータボディ2zにおける歯元2xの直径の7割以上になっている。
The diameter of the inner shaft portion 1c in the rotating
図1に戻り、ケーシング4は、モータ100側から順に、潤滑ボックス6、ロータハウジング7およびカバー8から構成されている。なお、ロータハウジング7およびカバー8は、本発明のハウジング部材に相当する。
Returning to FIG. 1, the casing 4 includes a
潤滑ボックス6、ロータハウジング7およびカバー8は、ボルト(図示せず)等の締結手段によって強固に結合されている。ロータ1、2と回転伝達機構3はそれぞれ離隔した状態でケーシング4内に収納されており、一対のロータ1、2はロータハウジング7内に収納され、回転伝達機構3は循環ボックス6内に収納されている。
The
潤滑ボックス6内には、回転伝達機構3と、回転伝達機構3に供給される潤滑油とが収納された潤滑油空間9が形成されている。潤滑油としては、例えばエンジンオイルと同程度の粘度を有するオイルを用いることができる。回転伝達機構3を構成する歯車等には、潤滑油空間9内の潤滑油がはねかけられることにより潤滑が行われる。
In the
潤滑ボックス6には、モータ100から回転力を受ける入力軸5が設けられている。潤滑ボックス6には、モータ100側に第1軸受11が設けられ、潤滑油空間9側に第2軸受12が設けられており、入力軸5はこれらの軸受11、12を介して潤滑ボックス6に支持されている。また、潤滑ボックス6に形成された入力軸5が挿入される挿通穴の内部には、潤滑油がケーシング4外に流出するのを阻止するための第1オイルシール13が装着されている。
The
ロータハウジング7内には一対のロータ1、2が収納されたロータ室10が形成されている。ロータハウジング7には、ロータ室10内に気体を吸入するための吸入口7aと、ロータ室10外に気体を吐出するための吐出口7bが形成されている。吸入口7aはロータハウジング7の軸方向端部のうちカバー8側に設けられており、吐出口7bはロータハウジング7の軸方向端部のうち潤滑ボックス6側に設けられている。
A
また、ロータ1、2の外周先端とロータ室10の内壁との間は、微小な隙間が形成されたシール構造となっている。ロータ1、2とロータ室10内壁との間には、吸入口7aから吸入された気体を圧縮するための圧縮室10aが形成されている。
Further, a seal structure is formed in which a minute gap is formed between the outer peripheral tips of the rotors 1 and 2 and the inner wall of the
上述のように、ロータ1、2は回転伝達機構3により回転駆動される。回転伝達機構3は、入力軸5の回転をオスロータ回転軸1aとメスロータ回転軸2aに伝達するとともに、一対のロータ1、2を同期回転させるように構成されている。回転伝達機構3は、モータ100によって駆動される入力軸5の回転をオスロータ回転軸1aに伝える第1、第2ギヤ14、15と、これらのギヤ14、15からオスロータ回転軸1aに伝えられた回転をメスロータ回転軸2aに伝える第3、第4ギヤ16、17等から構成される。なお、第3、第4ギヤ16、17は、一対のロータ1、2を同期回転させるためのタイミングギヤである。
As described above, the rotors 1 and 2 are rotationally driven by the rotation transmission mechanism 3. The rotation transmitting mechanism 3 is configured to transmit the rotation of the
オスロータ回転軸1aとメスロータ回転軸2aは、一端側が第3、第4軸受18、19を介してロータハウジング7に回転可能に支持され、他端側が第5、第6軸受20、21を介してカバー8に回転可能に支持されている。
One end side of the male
また、ロータハウジング7に形成されたロータ回転軸1a、2aが挿入される挿通穴には、第3、第4軸受18、19に供給される潤滑油がロータ室10内に漏れるのを阻止するための第2、第3オイルシール22、23が装着されている。さらに、カバー8に形成されたロータ回転軸1a、2aが挿入される挿通穴にも、第5、第6軸受20、21に封入されているグリースがロータ室10内に漏れるのを阻止するための第4、第5オイルシール24、25が装着されている。
Further, the lubricating oil supplied to the third and
図3に示すように、ロータハウジング7における第3軸受18と第4軸受19との間に、円柱形状のピン50が圧入されている。また、第3軸受18とピン50との間の寸法と、第4軸受19とピン50との間の寸法が均一になるように、ピン50は、第3、第4軸受18、19間の中心位置に配置されている。同様に、カバー8における第5軸受20と第6軸受21との間にも、円柱形状のピン(図示せず)が圧入されている。なお、それらのピン50は、本発明の第1調整部材に相当する。
As shown in FIG. 3, a
ここで、主な構成部品の材質について説明する。ロータボディ1z、2z、ロータハウジング7、およびカバー8はアルミニウム製である。回転軸1a、2a、第3〜第6軸受18〜21、およびピン50は、アルミニウムよりも熱膨張率が小さい鉄よりなる。
Here, the material of main components will be described. The
さらに、本実施形態では、温度低下に伴うロータハウジング7およびカバー8の軸間ピッチP(図3参照)の縮小量が、オスロータ1の半径の縮小量とメスロータ2の半径の縮小量の和(一対のロータ1、2の軸間ピッチの縮小量に相当)よりも小さくなるように、主な構成部品の寸法や熱膨張率を以下のように設定している。
Furthermore, in this embodiment, the reduction amount of the inter-axis pitch P (see FIG. 3) of the
まず、一方の内側軸部1cの半径と他方の内側軸部2cの半径の和をR1、第3軸受18の外周部の半径と第4軸受19の外周部の半径の和をR2、第5軸受20の外周部の半径と第6軸受21の外周部の半径の和をR2、ピン50の直径をDとする。
First, the sum of the radius of the one inner shaft portion 1c and the radius of the other
また、内側軸部1c、2cの熱膨張率をα1、ロータボディ1z、2zの熱膨張率をα2、ロータハウジング7およびカバー8の熱膨張率をα3、第3〜第6軸受18〜21の熱膨張率をα4、ピン50の熱膨張率をα5とする。
Further, the coefficient of thermal expansion of the
そして、R1×α1+(P−R1)×α2>R2×α4+(P−R2−D)×α3+D×α5を満たすようにしている。因みに、R1×α1+(P−R1)×α2は、オスロータ1の半径の雰囲気温度が1℃変化した場合の寸法変化量とメスロータ2の半径の雰囲気温度が1℃変化した場合の寸法変化量の和であり、R2×α4+(P−R2−D)×α3+D×α5は、ロータハウジング7およびカバー8の軸間ピッチPの雰囲気温度が1℃変化した場合の寸法変化量である。
R1 × α1 + (P−R1) × α2> R2 × α4 + (P−R2−D) × α3 + D × α5 is satisfied. Incidentally, R1 × α1 + (P−R1) × α2 is the amount of dimensional change when the ambient temperature of the radius of the male rotor 1 changes by 1 ° C. and the amount of dimensional change when the ambient temperature of the radius of the female rotor 2 changes by 1 ° C. R2 × α4 + (P−R2−D) × α3 + D × α5 is a dimensional change when the atmospheric temperature of the inter-pitch pitch P of the
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機の作動について説明する。 Next, the operation of the screw compressor of this embodiment will be described.
一対のロータ1、2が、回転伝達機構3により同期回転されると、ロータケーシング7のカバー8側に設けられた吸入口7aから気体が圧縮室10aに吸い込まれる。このとき、圧縮室10aは、一対のロータ1、2の回転とともに、カバー8側から潤滑油空間9側に移動しながらその体積が縮小していくため、圧縮室10a内の気体は次第に加圧圧縮されながら潤滑油空間9側に移動していく。
When the pair of rotors 1 and 2 are synchronously rotated by the rotation transmission mechanism 3, gas is sucked into the compression chamber 10a from the
そして、一対のロータ1、2の回転角が所定の角度に達すると、圧縮室10aがロータケーシング7の潤滑油空間9側に設けられた吐出口7bに到達し、それまで密閉されていた圧縮室10aが吐出口7bにて開放された状態となるので、圧縮室10a内の圧縮された気体が吐出口7bから吐出される。
When the rotation angle of the pair of rotors 1 and 2 reaches a predetermined angle, the compression chamber 10a reaches the
以上述べた本実施形態によれば、ロータハウジング7における第3軸受18と第4軸受19との間に、ロータハウジング7よりも熱膨張率の小さいピン50を配置しているため、温度低下に伴う軸間ピッチPの縮小量が小さくなり、低温環境下でのロータ間クリアランスの減少量が抑制され、低温環境下での起動性の低下を抑制することができる。また、カバー8における第5軸受20と第6軸受21との間にも、カバー8よりも熱膨張率の小さいピンを配置しているため、同様にして低温環境下での起動性の低下を抑制することができる。
According to the present embodiment described above, the
また、ピン50は、単純な形状の円柱形状であるため、加工工数を低減することができる。
Further, since the
また、第3、第4軸受18、19間の中心位置にピン50を配置し、第5軸受20と第6軸受21間の中心位置にピン50を配置しているため、ハウジング薄肉部(ピンと各軸受との間の寸法)を均一化でき、ロータハウジング7やカバー8の剛性不足を抑制することができる。
In addition, since the
また、R1×α1+(P−R1)×α2>R2×α4+(P−R2−D)×α3+D×α5を満たすように、主な構成部品の寸法や熱膨張率を設定しているため、温度低下に伴うロータハウジング7およびカバー8の軸間ピッチPの縮小量が、オスロータ1の半径の縮小量とメスロータ2の半径の縮小量の和よりも小さくなり、低温環境下でのロータ間クリアランスが拡大し、低温環境下での起動性の低下を防止することができる。
In addition, since the dimensions and thermal expansion coefficient of main components are set so as to satisfy R1 × α1 + (P−R1) × α2> R2 × α4 + (P−R2−D) × α3 + D × α5, the temperature The reduction amount of the pitch P between the shafts of the
また、高速化のために内側軸部1c、2cを太くした場合、ロータ1、2の総合的な熱膨張率は小さくなる方向となり、低温環境下でのロータ間クリアランスの減少量が増加し、低温環境下での起動性の低下が著しくなる。したがって、このような内側軸部1c、2cを太くした気体圧縮機における、低温環境下での起動性の低下抑制手段として特に有効である。
Further, when the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図4は第2実施形態に係る気体圧縮機の断面図である。本実施形態は、後述するリングを追加した点が第1実施形態と異なっており、その他の点は第1実施形態と共通である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a sectional view of a gas compressor according to the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that a ring to be described later is added, and other points are common to the first embodiment.
図4に示すように、本実施形態では、ロータハウジング7と第3軸受18の外周面との間、およびロータハウジング7と第4軸受19の外周面との間に、それぞれ円筒状のリング51が設けられている。同様に、カバー8と第5軸受20との間、およびカバー8と第6軸受21との間にも、それぞれ円筒状のリング(図示せず)が設けられている。そして、それらのリング51は、鉄製であり、ロータハウジング7やカバー8よりも熱膨張率が小さい。なお、それらのリング51は、本発明の第2調整部材に相当する。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a
本実施形態では、低温環境下でのロータハウジング7やカバー8の収縮がリング51によって抑制されるため、低温環境下での軸受内部すきまが減少するのを防止して、各軸受18〜21の円滑な作動を維持することができる。
In this embodiment, since the shrinkage of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図5は第3実施形態に係る気体圧縮機の断面図である。本実施形態は、第1実施形態のピン50に代えて、プレート52を設けたものであり、その他の点は第1実施形態と共通である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view of a gas compressor according to the third embodiment. In this embodiment, a
図5に示すように、プレート52は、長円状であり、第3軸受18が挿入される穴52aと、第4軸受19が挿入される穴52bが形成されている。同様の形状のプレートは、カバー8側にも設けられている。これらのプレート52は、鉄製であり、ロータハウジング7やカバー8よりも熱膨張率が小さい。
As shown in FIG. 5, the
そして、プレート52における2つの穴52a、52b間が第1実施形態のピン50の機能を発揮し、プレート52における各穴52a、52bの周囲が第2実施形態のリング51の機能を発揮する。なお、それらのプレート52は、本発明の第1調整部材および第2調整部材に相当する。
And between the two
本実施形態によれば、プレート52における2つの穴52a、52b間によって、低温環境下でのロータ間クリアランスの減少量が抑制され、低温環境下での起動性の低下を抑制することができる。
According to the present embodiment, the amount of decrease in the clearance between the rotors in the low temperature environment is suppressed by the space between the two
また、プレート52における各穴52a、52bの周囲によって、低温環境下での軸受内部すきまが減少するのを防止して、各軸受18〜21の円滑な作動を維持することができる。
Further, the surroundings of the
また、第1実施形態のピン50の機能を発揮する部分と、第2実施形態のリング51の機能を発揮する部分とを一体化しているため、部品点数を減少させることができる。
Moreover, since the part which exhibits the function of the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、本発明をスクリュー圧縮機に適用した例を示したが、本発明は、ルーツ型圧縮機にも適用することができる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a screw compressor has been described, but the present invention can also be applied to a roots type compressor.
1、2…ロータ、7…ロータハウジング(ハウジング部材)、7a…吸入口、7b…吐出口、8…カバー(ハウジング部材)、18〜21…軸受、50…ピン(第1調整部材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Rotor, 7 ... Rotor housing (housing member), 7a ... Inlet port, 7b ... Discharge port, 8 ... Cover (housing member), 18-21 ... Bearing, 50 ... Pin (1st adjustment member).
Claims (8)
前記ハウジング部材(7、8)内に収納され、回転に伴って吸入した気体を圧縮し吐出する複数のロータ(1、2)と、
前記ハウジング部材(7、8)に固定され、前記複数のロータ(1、2)を回転自在に保持する複数の軸受(18〜21)とを備え、
前記ハウジング部材(7、8)の熱膨張率が前記複数のロータ(1、2)の熱膨張率よりも大きい気体圧縮装置において、
前記ハウジング部材(7、8)における前記複数の軸受(18〜21)間に、前記ハウジング部材(7、8)よりも熱膨張率の小さい第1調整部材(50)を設けたことを特徴とする気体圧縮機。 A housing member (7, 8) having a suction port (7a) and a discharge port (7b);
A plurality of rotors (1, 2) housed in the housing members (7, 8) and compressing and discharging the gas sucked with rotation;
A plurality of bearings (18-21) fixed to the housing members (7, 8) and rotatably holding the plurality of rotors (1, 2);
In the gas compression device, the thermal expansion coefficient of the housing members (7, 8) is larger than the thermal expansion coefficient of the plurality of rotors (1, 2)
A first adjustment member (50) having a smaller coefficient of thermal expansion than the housing member (7, 8) is provided between the plurality of bearings (18-21) in the housing member (7, 8). Gas compressor to do.
前記回転軸(1a、2a)は、前記軸受(18〜21)に保持される外側軸部(1b、2b)と、前記ロータボディ(1z、2z)に覆われる内側軸部(1c、2c)とを有し、
2つの前記内側軸部(1c、2c)の半径の和をR1、軸間ピッチをP、2つの前記軸受(18〜21)における外周部の半径の和をR2、前記第1調整部材(50)の直径をD、前記内側軸部(1c、2c)の熱膨張率をα1、前記ロータボディ(1z、2z)の熱膨張率をα2、前記ハウジング部材(7、8)の熱膨張率をα3、前記軸受(18〜21)の熱膨張率をα4、前記第1調整部材(50)の熱膨張率をα5とした場合に、
R1×α1+(P−R1)×α2>R2×α4+(P−R2−D)×α3+D×α5を満たすことを特徴とする請求項4または5に記載の気体圧縮機。 Each of the rotors (1, 2) includes a rotating shaft (1a, 2a) and a rotor body (1z, 2z) disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft (1a, 2a) to form a compression chamber (10a). Consists of
The rotating shaft (1a, 2a) includes an outer shaft portion (1b, 2b) held by the bearings (18-21) and an inner shaft portion (1c, 2c) covered by the rotor body (1z, 2z). And
The sum of the radii of the two inner shaft portions (1c, 2c) is R1, the pitch between the shafts is P, the sum of the radii of the outer peripheral portions of the two bearings (18 to 21) is R2, and the first adjusting member (50 ) Is D, the thermal expansion coefficient of the inner shaft portions (1c, 2c) is α1, the thermal expansion coefficient of the rotor body (1z, 2z) is α2, and the thermal expansion coefficient of the housing members (7, 8) is When α3, the coefficient of thermal expansion of the bearing (18-21) is α4, and the coefficient of thermal expansion of the first adjustment member (50) is α5,
The gas compressor according to claim 4, wherein R1 × α1 + (P−R1) × α2> R2 × α4 + (P−R2−D) × α3 + D × α5 is satisfied.
前記回転軸(1a、2a)は、前記軸受(18〜21)に保持される外側軸部(1b、2b)と、前記ロータボディ(1z、2z)に覆われる内側軸部(1c、2c)とを有し、
前記ロータボディ(1z、2z)の熱膨張率が前記内側軸部(1c、2c)の熱膨張率よりも大きく、
前記内側軸部(1c、2c)の直径(D)が前記ロータボディ(1z、2z)の歯元(1x、2x)の直径の7割以上であることを特徴とする請求項7に記載の気体圧縮機。 Each of the rotors (1, 2) includes a rotating shaft (1a, 2a) and a screw-shaped rotor body (1z, 2z) disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft (1a, 2a).
The rotating shaft (1a, 2a) includes an outer shaft portion (1b, 2b) held by the bearings (18-21) and an inner shaft portion (1c, 2c) covered by the rotor body (1z, 2z). And
The coefficient of thermal expansion of the rotor body (1z, 2z) is greater than the coefficient of thermal expansion of the inner shaft (1c, 2c);
The diameter (D) of the inner shaft portion (1c, 2c) is 70% or more of the diameter of a tooth root (1x, 2x) of the rotor body (1z, 2z). Gas compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004302917A JP2006112389A (en) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | Gas compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2004302917A JP2006112389A (en) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | Gas compressor |
Publications (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2006112389A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163340A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Ebara Corp | Vacuum pump |
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2004
- 2004-10-18 JP JP2004302917A patent/JP2006112389A/en not_active Withdrawn
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