特許ウォッチ

公開番号2025017513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120587
出願日2023-07-25
発明の名称スクリュー圧縮機
出願人株式会社日立産機システム
代理人弁理士法人開知
主分類F04C 18/16 20060101AFI20250130BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ロータの全巻角が小さい条件にて、吸入量を増加することができるスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】スクリュー圧縮機は、雄ロータ1Aの複数の歯溝に形成された複数の雄ロータ側作動室10Aと、雌ロータ1Bの複数の歯溝に形成された複数の雌ロータ側作動室10Bとを備える。複数の雌ロータ側作動室10Bのうち最大容積を有するものが存在する雌ロータ1Bの回転角範囲は、雌ロータ1Bの歯数から雄ロータ1Aの歯数を差し引いた数と雌ロータ1Bの歯溝の周方向幅に対応する雌ロータ1Bの回転角範囲との積より大きくなっている。雌ロータ側作動室10Bの吸入完了タイミングは、雌ロータ側作動室10Bの容積が最大となる基準タイミングより遅く、かつ、雌ロータ側作動室10B内にて雌ロータ1Bの歯部3Bの吐出側端面18Bから吸入側端面19Bまで伝播する圧力波の伝播時間が経過する前に設定されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数の歯溝が形成された歯部を有する雄ロータと、
複数の歯溝が形成された歯部を有し、前記雄ロータと噛み合うように配置された雌ロータと、
前記雄ロータの前記複数の歯溝に形成された複数の雄ロータ側作動室と、
前記雌ロータの前記複数の歯溝に形成された複数の雌ロータ側作動室とを備えたスクリュー圧縮機において、
前記複数の雌ロータ側作動室のうち最大容積を有するものが存在する前記雌ロータの回転角範囲は、前記雌ロータの歯数から前記雄ロータの歯数を差し引いた数と前記雌ロータの前記歯溝の周方向幅に対応する前記雌ロータの回転角範囲との積より大きくなっており、
前記雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングは、前記雌ロータ側作動室の容積が最大となる基準タイミングより遅く、かつ、前記雌ロータ側作動室内にて前記雌ロータの前記歯部の吐出側端面から吸入側端面まで伝播する圧力波の伝播時間が経過する前に設定されたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
前記雄ロータ側作動室の吸入完了タイミングは、前記雄ロータ側作動室の容積が最大となる基準タイミングより遅く、かつ、前記雄ロータ側作動室内にて前記雄ロータの前記歯部の吐出側端面から吸入側端面まで伝播する圧力波の伝播時間が経過する前に設定されたことを特徴とするスクリュー圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１のスクリュー圧縮機は、複数の歯溝が形成された歯部を有する雄ロータと、複数の歯溝が形成された歯部を有し、雄ロータと噛み合うように配置された雌ロータと、雄ロータの複数の歯溝に形成された複数の雄ロータ側作動室と、雌ロータの複数の歯溝に形成された複数の雌ロータ側作動室とを備える。
【０００３】
雄ロータ側作動室及び雌ロータ側作動室は、雄ロータ及び雌ロータの回転に伴って移動し、容積が変化する。雄ロータ側作動室及び雌ロータ側作動室は、吸入ポート（開口）を介し吸入流路から気体を吸入する吸入行程と、容積が縮小して気体を圧縮する圧縮行程と、吐出ポート（開口）を介し吐出流路へ圧縮気体を吐出する吐出行程を順次行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０６－２８８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングは、雌ロータ側作動室の容積が最大となる基準タイミングに対し、同じであるか若しくは早くしているが、遅くすれば、吸入気体の慣性の作用によって吸入量を増加することが可能である。しかし、下記の式（１）の条件を満たさなければ、雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングを基準タイミングより遅くすることができない。
δｆ＞（Ｚｆ－Ｚｍ）×（３６０／Ｚｆ）・・・（１）
【０００６】
式（１）のδｆ［度］は、複数の雌ロータ側作動室のうち最大容積を有するものが存在する雌ロータの回転角範囲（以降、雌ロータ側最大容積存在角という）である。雄ロータ側ボアの壁面と雌ロータ側ボアの壁面との境界線を低圧側カスプ及び高圧側カスプと称し、低圧側カスプと高圧側カスプの間の周方向幅に対応する雌ロータの回転角範囲φＣｆ［度］を定義する。この雌ロータの回転角範囲φＣｆでは、雄ロータの歯が存在するため、雌ロータ側作動室の容積が最大にならない。そのため、雌ロータ側最大容積存在角δｆは、雌ロータ側ボアの壁面の周方向幅に対応する雌ロータの回転角範囲φＢｆ［度］（但し、φＢｆ＝３６０－φＣｆ）から雌ロータの全巻角φＡｆ［度］を差し引くことにより、求められる。雌ロータ側最大容積存在角δｆは、雌ロータの全巻角φＡｆが小さくなるほど大きくなる。
【０００７】
式（１）の条件は、雌ロータ側最大容積存在角δｆが、雌ロータの歯数Ｚｆから雄ロータの歯数Ｚｍを差し引いた数（Ｚｆ－Ｚｍ）と雌ロータの歯溝の周方向幅に対応する雌ロータの回転角範囲（３６０／Ｚｆ）との積より大きいというものである。雌ロータの全巻角φＡｆが大きくて式（１）の条件を満たさなければ、雌ロータ側作動室の容積が最大となるとき、雌ロータ側作動室と連通する雄ロータ側作動室が圧縮行程にある。そのため、雌ロータ側作動室を介し雄ロータ側作動室の圧縮空気が排出される可能性がある。したがって、雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングを基準タイミングより遅くすることができない。
【０００８】
一方、雌ロータの全巻角φＡｆが小さくて式（１）の条件を満たせば、雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングを基準タイミングより遅くして、吸入量を増加することができる。しかし、雌ロータ側作動室が雌ロータの歯部の吐出側端面に到達したときに、雌ロータの歯部の吐出側端面に対向するケーシングの内壁で反射されて雌ロータの歯部の吸入側端面に向かう圧力波（逆流）が生じる。そのため、雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングが遅すぎれば、前述した圧力波が吸入ポートを介し排出されて、吸入量が減少する。
【０００９】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、雌ロータの全巻角が小さい条件にて、吸入量を増加することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を適用する。本発明は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の歯溝が形成された歯部を有する雄ロータと、複数の歯溝が形成された歯部を有し、前記雄ロータと噛み合うように配置された雌ロータと、前記雄ロータの前記複数の歯溝に形成された複数の雄ロータ側作動室と、前記雌ロータの前記複数の歯溝に形成された複数の雌ロータ側作動室とを備えたスクリュー圧縮機において、前記複数の雌ロータ側作動室のうち最大容積を有するものが存在する前記雌ロータの回転角範囲は、前記雌ロータの歯数から前記雄ロータの歯数を差し引いた数と前記雌ロータの前記歯溝の周方向幅に対応する前記雌ロータの回転角範囲との積より大きくなっており、前記雌ロータ側作動室の吸入完了タイミングは、前記雌ロータ側作動室の容積が最大となる基準タイミングより遅く、かつ、前記雌ロータ側作動室内にて前記雌ロータの前記歯部の吐出側端面から吸入側端面まで伝播する圧力波の伝播時間が経過する前に設定される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許