JPH03995A - Screw fluid machine - Google Patents
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- JPH03995A JPH03995A JP13414089A JP13414089A JPH03995A JP H03995 A JPH03995 A JP H03995A JP 13414089 A JP13414089 A JP 13414089A JP 13414089 A JP13414089 A JP 13414089A JP H03995 A JPH03995 A JP H03995A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、スクリュー流体機械における作動停止時のロ
ータ冷却方法及び冷却装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a rotor cooling method and a cooling device during operation stoppage in a screw fluid machine.
従来、スクリュー流体機械のロータ冷却装置は特開昭5
9−115492号公報に記載のように、ロータ内部に
冷却通路を設け、冷却用流体をこの冷却通路内に流入さ
せ、ロータを冷却していた。Conventionally, rotor cooling devices for screw fluid machines were developed in Japanese Patent Application Laid-open No. 5
As described in Japanese Patent No. 9-115492, a cooling passage is provided inside the rotor, and a cooling fluid is allowed to flow into the cooling passage to cool the rotor.
従って作動停止時はロータは停止したままでロータ内部
より冷却されるか、又は自然冷却であった。Therefore, when the operation is stopped, the rotor remains stopped and is cooled from inside the rotor, or is cooled naturally.
また、蒸気タービンなどのロータを、作動停止中にター
ニングによって空転させながら冷却する方法は一般的で
あるが、スクリュー流体機械においては、作動停止中に
ロータを空転しながら冷却するという冷却方法は採られ
ていなかった。In addition, it is common to cool the rotor of a steam turbine or other device while it is idle by turning while the rotor is not in operation, but in screw fluid machines, cooling the rotor while it is idle is not adopted. It wasn't.
上記従来技術は1作動停止中のロータの周方向の冷却効
果の違いによるロータ熱変形の不均一について配慮がな
されておらず、長径比の大きなロータの場合や、極微小
なロータ間ギャップで運転するスクリュー流体機械を、
作動停止後ロータが十分冷却される以前に再起動する際
に、ロータ振動の増大や、ロータ接触を引き起こすとい
う問題があった。The above conventional technology does not take into consideration the uneven thermal deformation of the rotor due to the difference in the cooling effect in the circumferential direction of the rotor during operation and stop. screw fluid machine,
When the rotor is restarted after it has stopped operating before it has sufficiently cooled down, there has been a problem in that rotor vibration increases and rotor contact occurs.
本発明の課題は、冷却中のロータの周方向の不均一な熱
変形を防止するにある。An object of the present invention is to prevent uneven thermal deformation in the circumferential direction of the rotor during cooling.
上記の課題は、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対のロ
ータがその軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可
能な状態でケーシング内に収められ、該ケーシングに形
成された吸入口から吸入された気体が前記一対のロータ
と前記ケーシングとで形成される作動室に閉じ込められ
、前記ロータの回転に伴って前記ケーシングに形成され
た吐出口から吐出されるスクリュー流体機械に、作動停
止中の前記ロータを空転させる手段を備えることにより
達成される。The above problem is solved by a pair of rotors having spiral land portions and grooves, which are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other. The gas is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates. This is achieved by providing means for idling the rotor.
上記課題は、また、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対
のロータがその軸を平行にして互いに噛み合いながら回
転可能な状態でケーシング内に収められ、該ケーシング
に形成された吸入口から吸入された気体が前記一対のロ
ータと前記ケーシングとで形成される作動室に閉じ込め
られ、前記ロータの回転に伴って前記ケーシングに形成
された吐出口から吐出されるスクリュー流体機械に、ス
クリュー流体機械の吸入口に、大気圧よりも高い圧力の
気体を供給する手段と、吐出口を大気に開放する手段と
、を備えたことにより達成される。The above problem is also solved by the fact that a pair of rotors having a spiral land portion and a groove are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other, and suction is taken from an inlet formed in the casing. The gas is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates. This is achieved by providing the suction port with means for supplying gas at a pressure higher than atmospheric pressure and the means for opening the discharge port to the atmosphere.
上記の課題は、また、螺旋状の陸部と溝部とを有する一
対のロータがその軸を平行にして互いに噛み合いながら
回転可能な状態でケーシング内に収められ、該ケーシン
グに形成された吸入口から吸入された気体が前記一対の
ロータと前記ケーシングとで形成される作動室に閉じ込
められ、前記ロータの回転に伴って前記ケーシングに形
成された吐出口から吐出されるスクリュー流体機械に、
スクリュー流体機械の吸入口を大気に開放する手段と、
吐出口の圧力を吸入口の圧力よりも低下させる手段と、
を備えたことによっても達成される。The above problem is also solved by a pair of rotors having a spiral land portion and a groove being housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel and meshing with each other, and an inlet formed in the casing. A screw fluid machine in which the sucked gas is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates;
means for opening the inlet of the screw fluid machine to the atmosphere;
means for lowering the pressure at the discharge port below the pressure at the suction port;
This can also be achieved by having the following.
上記の課題は、また、少なくともロータが空転している
間、吐出口及び吸入口を大気に開放する手段を備えてい
る請求項1に記載のスクリュー流体機械によっても、吸
入口に冷却用気体を供給する手段と、吐出口から該冷却
用気体を回収もしくは大気に放出する手段と、を備えて
いる請求項1に記載のスクリュー流体機械によっても達
成される。The above problem can also be solved by the screw fluid machine according to claim 1, which is provided with means for opening the discharge port and the suction port to the atmosphere at least while the rotor is idling. The present invention is also achieved by the screw fluid machine according to claim 1, comprising means for supplying the cooling gas and means for recovering or releasing the cooling gas from the discharge port to the atmosphere.
上記の課題は、また、空転手段が、ロータ内部に設けら
れ少なくともその一部がロータ回転軸と同心である冷却
通路と、該冷却通路のロータ回転軸と同心である部分に
ロータ回転軸と同心状にロータに固定されたタービン翼
と、該冷却通路に流体を供給する手段と、を含んでいる
請求項1に記載のスクリュー流体機械によフても達成さ
れる。The above problem also arises in that the idling means is provided in a cooling passage provided inside the rotor and at least a part of which is concentric with the rotor rotation axis, and in a portion of the cooling passage that is concentric with the rotor rotation axis. The invention is also achieved by a screw fluid machine according to claim 1, comprising a turbine blade fixed to the rotor in a shape and means for supplying fluid to the cooling passage.
さらに、上記の課題は、螺旋状の陸部と溝部とを有する
一対のロータがその軸を平行にして互いに噛み合いなが
ら回転可能な状態でケーシング内に収められ、該ケーシ
ングに形成された吸入口から吸入された気体が前記一対
のロータと前記ケーシングとで形成される作動室に閉じ
込められ、前記ロータの回転に伴って前記ケーシングに
形成された吐出口から吐出されるスクリュー流体機械の
運転方法において、スクリュー流体機械の作動停止後、
ロータを空転させながらロータを冷却することによって
も達成される。Furthermore, the above-mentioned problem is solved by a pair of rotors having a spiral land portion and a groove portion being housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other, and an inlet formed in the casing. In a method of operating a screw fluid machine, the sucked gas is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates, After the screw fluid machine stops working,
This can also be achieved by cooling the rotor while it idles.
上記の課題は、また、螺旋状の陸部と溝部とを有する一
対のロータがその軸を平行にして互いに噛み合いながら
回転可能な状態でケーシング内に収められ、該ケーシン
グに形成された吸入口から吸入された気体が前記一対の
ロータと前記ケーシングとで形成される作動室に閉じ込
められ、前記ロータの回転に伴って前記ケーシングに形
成された吐出口から吐出されるスクリュー流体機械の運
転方法において、スクリュー流体機械の作動停止後、吸
入口に冷却用気体を供給するとともに吐出口を大気に開
放し、吸入口の冷却用気体の圧力と吐出口の圧力との差
圧によってロータを回転させ、該回転に伴って吸入口か
ら作動室を経て吐出口に流出する冷却用気体によりロー
タを冷却することによっても達成される。The above problem is also solved by a pair of rotors having a spiral land portion and a groove being housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel and meshing with each other, and an inlet formed in the casing. In a method of operating a screw fluid machine, the sucked gas is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates, After the screw fluid machine has stopped operating, cooling gas is supplied to the suction port and the discharge port is opened to the atmosphere, and the rotor is rotated by the differential pressure between the cooling gas pressure at the suction port and the pressure at the discharge port. This can also be achieved by cooling the rotor with cooling gas flowing from the suction port through the working chamber to the discharge port as the rotor rotates.
上記の課題は、さらに、螺旋状の陸部と溝部とを外周面
に備えたスクリュー流体機械に用いられるロータに、ロ
ータ内部に設けられ少なくともその一部がロータ回転軸
と同心である冷却通路と、該冷却通路のロータ回転軸と
同心である部分にロータ回転軸と同心状にロータに固定
されたタービン翼と、を備えることによっても達成され
る。The above problem is further solved by adding a cooling passage provided inside the rotor, at least a portion of which is concentric with the rotor rotation axis, to a rotor used in a screw fluid machine that has a spiral land portion and a groove portion on the outer peripheral surface. This can also be achieved by providing a portion of the cooling passage concentric with the rotor rotation axis with a turbine blade fixed to the rotor concentrically with the rotor rotation axis.
(作用〕
作動停止後のロータが冷却中に低速度で空転させられる
と、ロータの冷却が、周方向に均一に行われ、ロータ温
度分布の不均一によるロータ軸の曲りや、不均一な熱変
形の発生がない。(Function) When the rotor is idled at a low speed while it is being cooled after it has stopped operating, the rotor is cooled uniformly in the circumferential direction, preventing bending of the rotor axis due to uneven rotor temperature distribution and uneven heating. No deformation occurs.
作動停止状態で、ロータが空転させられると、吸入側か
ら、吐出側へ作動室を経由する気体の流れが生じ、ロー
タは該気体によっても均一に冷却される。When the rotor is idled in a non-operating state, gas flows from the suction side to the discharge side via the working chamber, and the rotor is also uniformly cooled by the gas.
また、作動停止状態で、吸入口の圧力に対して吐出口の
圧力が低く維持されると、スクリュー流体機械固有の原
理により、吸入口と吐出口の間の比較的小さな圧力差で
ロータがゆっくり回転し、ロータの冷却が周方向に均一
に行われる。また、ロータの回転に伴って吸入口の気体
が作動室を経由して吐出口に流れ、ロータおよびケーシ
ングは、この気体によっても冷却される。In addition, when the pressure at the discharge port is maintained low relative to the pressure at the suction port when the operation is stopped, the rotor will slowly move due to the relatively small pressure difference between the suction port and the discharge port due to the principles inherent in screw fluid machines. The rotor rotates, and the rotor is cooled uniformly in the circumferential direction. Furthermore, as the rotor rotates, gas from the suction port flows to the discharge port via the working chamber, and the rotor and casing are also cooled by this gas.
第1図は本発明が適用されたオイルフリースクリユー真
空ポンプを示し、このオイルフリースクリユー真空ポン
プは、螺旋状の陸部と溝部が形成されている胴部及び該
胴部の両端に突出して形成された軸受部IA、IBを有
する一対のロータ(雄ロータ1,1llliロータ2か
らなり、いずれか−方が駆動側、他方が非能動側となっ
ている)と、該ロータ1,2を内装するケーシング3と
、前記ロータ1,2を回転可能に前記軸受部で支持する
ケーシング3内に設けられた軸受6A、6Bと、前記軸
受部に前記軸受6A、6Bの前記ロータ胴部側に隣接し
て設けられた軸封7と、を備えている。FIG. 1 shows an oil-free screw vacuum pump to which the present invention is applied. A pair of rotors (consisting of a male rotor 1 and a 1lli rotor 2, one of which is a driving side and the other is a non-active side) having bearing parts IA and IB formed by the rotors 1 and 2. a casing 3 in which the rotors 1 and 2 are rotatably supported by the bearings, bearings 6A and 6B provided in the casing 3 that rotatably support the rotors 1 and 2, and bearings 6A and 6B provided in the bearings on the rotor body side. A shaft seal 7 provided adjacent to the shaft seal 7 is provided.
ロータ胴部の画面左端付近のケーシング3には、吸入口
4が設けられ、ロータ胴部の画面右端付近のケーシング
3には、吐出口5が設けられている。A suction port 4 is provided in the casing 3 near the left end of the screen of the rotor body, and a discharge port 5 is provided in the casing 3 near the right end of the screen of the rotor body.
前記ロータコ、2それぞれの軸受部IB(吐出口側)の
端部は、ケーシング3の外側に突出しており、この突出
部に互いに噛み合うタイミングギヤ8がそれぞれ装着さ
れている。また、前記ロータ1.2それぞれの軸受部I
A(吸入口側)の端部は、軸受6Aの反軸対銅にゎずか
に突出しており、この突出部にオイルリング20が装着
されている。The ends of the bearing portions IB (discharge port side) of the rotor tacos 2 protrude outside the casing 3, and timing gears 8 that mesh with each other are mounted on these protrusions. Further, the bearing portion I of each of the rotors 1.2
The end A (suction port side) slightly protrudes from the opposite shaft of the bearing 6A, and an oil ring 20 is attached to this protrusion.
また、ケーシング3の、軸受6Aよりも反軸対銅の部分
には油溜21が形成されている。さらに、ケーシング3
の、前記軸受部IAの軸端面に対向する位置に、非接触
変位センサ11が装着され、ロータの熱膨張量を該セン
サと前記軸端面間のギャップの減少量として検出する。Further, an oil reservoir 21 is formed in a portion of the casing 3 opposite to the copper shaft from the bearing 6A. Furthermore, casing 3
A non-contact displacement sensor 11 is mounted at a position facing the shaft end surface of the bearing portion IA, and detects the amount of thermal expansion of the rotor as the amount of decrease in the gap between the sensor and the shaft end surface.
軸封7は、油溜21からオイルリング20により軸受6
Aに供給される潤滑油が、ロータ1,2及びケーシング
3で形成される作動室に漏れるのを防いでいる。タイミ
ングギヤ8は、駆動側ロータから非駆動側ロータへ動力
を伝達するとともに、両ロータが接触しないように両ロ
ータ間のギャップを調整している。吐出口側の軸受部I
Bに装着されている軸受6Bは、ロータのラジアル荷重
を受けるとともにロータを軸方向に固定している。The shaft seal 7 is connected to the bearing 6 by an oil ring 20 from an oil reservoir 21.
This prevents the lubricating oil supplied to A from leaking into the working chamber formed by the rotors 1 and 2 and the casing 3. The timing gear 8 transmits power from the driving rotor to the non-driving rotor, and adjusts the gap between the two rotors so that they do not come into contact with each other. Bearing part I on the discharge port side
The bearing 6B attached to the bearing 6B receives the radial load of the rotor and fixes the rotor in the axial direction.
吸入口4には吸入閉止弁9および図示されない、大気圧
よりも高い圧力の冷却気体源に接続された冷却ガス封入
弁10が取付けられており1両者はいずれも外部電気信
号により開閉される自動弁である。前記非接触変位セン
サ11の出力側は冷却ガス封入弁10に接続されている
。さらに、ロータ1,2の内部には、冷却通路22が形
成されており、冷却油が流されて冷却される。The suction port 4 is equipped with a suction shutoff valve 9 and a cooling gas filling valve 10 (not shown) connected to a cooling gas source with a pressure higher than atmospheric pressure. Both of them are automatically opened and closed by an external electrical signal. It is a valve. The output side of the non-contact displacement sensor 11 is connected to a cooling gas filling valve 10. Furthermore, cooling passages 22 are formed inside the rotors 1 and 2, and cooling oil is flowed through the rotors 1 and 2 to cool them.
本オイルフリースクリユー真空ポンプ作動時は。When this oil-free screw vacuum pump is in operation.
吸入閉止弁9は開で、冷却ガス封入弁10は閉である。The suction shutoff valve 9 is open, and the cooling gas filling valve 10 is closed.
吸入閉止弁9を通り吸入口4へ流入した気体は、外部駆
動機により駆動される雄・雌1−タ1.2とケーシング
3とで形成される作動室に閉じこめられ、前記ロータ1
,2の回転に伴って圧縮され、吐出口5より、排出され
る。一方、外部駆動原動機に停止指令が出され、真空ポ
ンプが作動停止状態になると、吸入閉止弁9は閉じられ
、冷却ガス封入弁10が開かれ、大気圧よりも高圧の冷
却ガスが吸入口4へ封入される。吐出口5は、真空ポン
プである本実施例では大気開放状態であるため、吸入口
4の圧力は吐出口5の圧力よりも高くなり、スクリュー
流体機械特有の原理により、両者の圧力差がある値を越
えると、この圧力差で雄、雌ロータよ、2が回転する6
0−タが回転するので、該ロータの冷却は周方向に均一
に行われ、冷却中のロータ軸の曲りや、不均一な熱変形
が発生しない。また、ロータの回転に伴って、吸入口か
ら作動室を経て吐出口へ向って冷却ガスが流れ、この流
れによるロータおよびケーシングの冷却効果も得られる
。The gas flowing into the suction port 4 through the suction shutoff valve 9 is confined in a working chamber formed by a male/female rotor 1.2 and a casing 3 driven by an external drive device, and is
, 2 is compressed and discharged from the discharge port 5. On the other hand, when a stop command is issued to the externally driven prime mover and the vacuum pump is brought to a halt state, the suction shutoff valve 9 is closed, the cooling gas filling valve 10 is opened, and the cooling gas at a pressure higher than atmospheric pressure is supplied to the suction port 4. will be enclosed in. In this embodiment, which is a vacuum pump, the discharge port 5 is open to the atmosphere, so the pressure at the suction port 4 is higher than the pressure at the discharge port 5, and there is a pressure difference between the two due to the principle unique to screw fluid machines. When the value is exceeded, this pressure difference causes the male and female rotors to rotate.
Since the rotor rotates, the rotor is cooled uniformly in the circumferential direction, and bending of the rotor shaft during cooling and non-uniform thermal deformation do not occur. Further, as the rotor rotates, cooling gas flows from the suction port through the working chamber toward the discharge port, and this flow also provides a cooling effect for the rotor and the casing.
吐出口が大気に開放されていない圧縮機等では、放気管
等の吐出口を大気に開放する手段を設ければよい。なお
、ロータを回転させるのに必要な圧力差は、スクリュー
エキスパンダの場合が最も小さく、圧縮機ではビルトイ
ン圧力比が大きくなるほど、大きな圧力差が必要になる
。In a compressor or the like whose discharge port is not open to the atmosphere, a means for opening the discharge port to the atmosphere, such as an air discharge pipe, may be provided. Note that the pressure difference required to rotate the rotor is the smallest in the case of a screw expander, and in the case of a compressor, the larger the built-in pressure ratio, the larger the pressure difference is required.
ロータの冷却がすすみ、ロータ温度が低下してくると、
ロータの軸方向の熱膨脹量が減少するため、非接触変位
センサ11で検出されるギャップ量が増大する。ギャッ
プ量があらかじめ設定された値に達すると、冷却ガス封
入弁10に閉指令が出され、冷却ガス封入弁10が閉じ
られて、ロータの空転も停止する。なお、冷却ガスの大
気放出が好ましくない場合は、吐出口に冷却ガス回収用
の配管を接続し、吐出口の圧力が許容限度以上に上昇し
ないように注意しながら、適宜回収すればよい。As the rotor cools down and the rotor temperature decreases,
Since the amount of thermal expansion of the rotor in the axial direction decreases, the amount of gap detected by the non-contact displacement sensor 11 increases. When the gap amount reaches a preset value, a closing command is issued to the cooling gas filling valve 10, the cooling gas filling valve 10 is closed, and the rotor also stops idling. Note that if it is not desirable to release the cooling gas into the atmosphere, a pipe for recovering the cooling gas may be connected to the discharge port, and the cooling gas may be collected as appropriate while being careful not to increase the pressure at the discharge port beyond the permissible limit.
本実施例によれば、ロータの空転のための駆動装置を別
に設けることなく、吸入口に冷却ガスを注入するだけで
ロータの均一な冷却を行うことができる。また1本実施
例によれば、ロータの熱膨脹量の低下が検知され、この
検知結果に基づいて冷却ガスの供給が停止されるため、
冷却ガス供給量が最小限に抑えられる。さらに、ロータ
空転中に、再起動される場合は起動時の電動機電流がす
くなくてすむ効果がある。また、ロータ空転中は作動室
内の圧力が大気圧よりも高いため、軸封7を通して潤滑
油が作動室内へ漏れこむ心配がない。According to this embodiment, the rotor can be uniformly cooled simply by injecting cooling gas into the suction port without providing a separate drive device for idling the rotor. Furthermore, according to this embodiment, a decrease in the amount of thermal expansion of the rotor is detected, and the supply of cooling gas is stopped based on this detection result.
Cooling gas supply amount is minimized. Furthermore, when the rotor is restarted while the rotor is idling, the motor current required at startup can be reduced. Furthermore, since the pressure within the working chamber is higher than atmospheric pressure while the rotor is idling, there is no fear that lubricating oil will leak into the working chamber through the shaft seal 7.
また、駆動側ロータと駆動原動機の間をクラッチ(例え
ば電磁クラッチ)を介して連結し、駆動原動機の停止と
同時に該クラッチの連結を解除することにより、ロータ
の空転時の回転抵抗を減少させ、吸入口4に供給する冷
却気体の圧力を下げてもよい。In addition, by connecting the drive side rotor and the drive motor via a clutch (for example, an electromagnetic clutch) and releasing the connection of the clutch at the same time as the drive motor stops, rotational resistance when the rotor is idling is reduced. The pressure of the cooling gas supplied to the suction port 4 may be lowered.
上記実施例では非接触変位センサ11が検出するギャッ
プの変化により、ロータの熱膨脹量の低下が検出され、
ロータの冷却ガス注入が停止されるが、非接触変位セン
サ11に代えて、ロータ温度検出手段を設け、ロータ温
度があらかじめ定められた値に降下した時点で冷却ガス
注入を停止するようにしてもよい。また、あらかじめ、
冷却ガスを注入してロータを空転させながらロータを所
定の温度にまで冷却させるのに要する時間を測定してお
き、冷却ガス注入開始後、所定の時間が経過した時点で
、冷却ガスの注入を停止するように構成してもよい。In the above embodiment, a decrease in the amount of thermal expansion of the rotor is detected by a change in the gap detected by the non-contact displacement sensor 11,
Although the injection of cooling gas to the rotor is stopped, it is also possible to provide a rotor temperature detection means in place of the non-contact displacement sensor 11 and stop the injection of cooling gas when the rotor temperature drops to a predetermined value. good. Also, in advance,
Measure the time required to inject cooling gas and cool the rotor to a predetermined temperature while idling the rotor, and then start injecting cooling gas once the predetermined time has elapsed after starting the cooling gas injection. It may be configured to stop.
また、上記実施例ではロータ内に冷却通路が形成されて
いて、冷却剤が注入されるが、ロータの回転によって、
冷却剤が冷却通路壁面周方向に均一に接触し、内面から
の冷却も均一に行われる。In addition, in the above embodiment, a cooling passage is formed in the rotor, and coolant is injected into the rotor, but as the rotor rotates,
The coolant uniformly contacts the circumferential direction of the wall surface of the cooling passage, and cooling from the inner surface is also performed uniformly.
第2A図および第2B図は、本発明の第2の実施例を示
す。オイルフリースクリユー圧縮機12は、電動機13
により駆動される。圧縮機本体の構造は第1図とほぼ同
じであるため省略する。吐出口5には、吐出閉止弁14
と吐出口排気弁15が設けられ、さらに吐出口排気弁1
5の後流側には吐出口の圧力を吸入口の圧力より低下さ
せる手段として真空ポンプ16が設けられている。吸入
口4は、空気圧縮機であるため、大気に開放されている
。空気以外の気体を圧縮する圧縮機の場合は、吸入閉止
弁と吸入口の間に作動停止時に吸入口を大気に開放する
手段を設ければよい。Figures 2A and 2B illustrate a second embodiment of the invention. The oil-free screw compressor 12 has an electric motor 13
Driven by. The structure of the compressor main body is almost the same as that in FIG. 1, so it will be omitted. A discharge shutoff valve 14 is provided at the discharge port 5.
A discharge port exhaust valve 15 is provided, and a discharge port exhaust valve 1 is provided.
A vacuum pump 16 is provided on the downstream side of the pump 5 as a means for lowering the pressure at the discharge port below the pressure at the suction port. Since the suction port 4 is an air compressor, it is open to the atmosphere. In the case of a compressor that compresses a gas other than air, a means for opening the suction port to the atmosphere when the operation is stopped may be provided between the suction shutoff valve and the suction port.
第2A図は、オイルフリースクリユー圧縮機の作動時を
、第2B図は作動停止時の状態を示している。吐出閉止
弁14.吐出口排気弁15、真空ポンプ16は、電動機
13の運転・停止操作に連動して作動する。FIG. 2A shows the oil-free screw compressor when it is in operation, and FIG. 2B shows the state when it is not in operation. Discharge shutoff valve 14. The discharge port exhaust valve 15 and the vacuum pump 16 operate in conjunction with the operation of starting and stopping the electric motor 13.
圧縮機作動時は、吸入口4より吸入された気体は、圧縮
機12内で圧縮され吐出口5より、開状態の吐出閉止弁
14を通って吐出される。この時吐出口排気弁15は閉
じ、真空ポンプ16は停止している。電動機13に停止
指令が出されると、同時に吐出閉止弁14は閉じ、吐出
口排気弁15は開き、真空ポンプ16が排気を開始する
。このため、大気開放された吸入口4と、排気されてい
る吐出口5の間に圧力差が生じ、吸入口4より流入した
気体(この場合空気)がロータを空転させるとともにロ
ータを冷却する。When the compressor is in operation, gas sucked through the suction port 4 is compressed within the compressor 12 and is discharged from the discharge port 5 through the discharge shutoff valve 14 which is in an open state. At this time, the discharge port exhaust valve 15 is closed and the vacuum pump 16 is stopped. When a stop command is issued to the electric motor 13, the discharge stop valve 14 is simultaneously closed, the discharge outlet exhaust valve 15 is opened, and the vacuum pump 16 starts evacuation. Therefore, a pressure difference is created between the inlet port 4 which is open to the atmosphere and the outlet port 5 which is exhausted, and the gas (air in this case) flowing in from the inlet port 4 causes the rotor to idle and cools the rotor.
なお、本実施例においても、第1図の実施例と同様に、
ロータの熱膨張量を検知して、ロータ温度が低下したと
ころで、真空ポンプ16を停止させ、ロータ冷却を止め
てもよい。Note that in this embodiment as well, similar to the embodiment shown in FIG.
When the amount of thermal expansion of the rotor is detected and the rotor temperature has decreased, the vacuum pump 16 may be stopped to stop rotor cooling.
本実施例によれば、冷却ガスを外部から強制的に供給す
る必要がなく、冷却ガス圧送設備が不要となる。According to this embodiment, there is no need to forcibly supply cooling gas from the outside, and no cooling gas pressure feeding equipment is required.
第3図に示される第3の実施例では、オイルフリースク
リユー圧縮機12を駆動する電動機13がインバータ1
7によって回転数を可変としである。吐出口5には、大
気開放弁23が設けられている。In the third embodiment shown in FIG.
The number of revolutions can be varied by 7. The discharge port 5 is provided with an atmosphere release valve 23.
圧縮機が作動停止中は、電動機13が極く低速で回転さ
せられるとともに、大気開放弁23が開かれ、ロータの
回転に伴い、吸入口4より気体が吸入され、ロータが冷
却される。While the compressor is not operating, the electric motor 13 is rotated at a very low speed, the atmosphere release valve 23 is opened, and as the rotor rotates, gas is sucked in through the suction port 4 and the rotor is cooled.
本実施例によれば、冷却ガスの封入装置や吐出口の圧力
を吸入口の圧力以下にする手段が不要となり、装置が簡
単となる。According to this embodiment, there is no need for a cooling gas sealing device or a means for lowering the pressure at the discharge port below the pressure at the suction port, thereby simplifying the apparatus.
また、本実施例では、駆動原動機としてインバータ駆動
電動機が用いられているが、極数変換電動機や、エキス
パンダ、タービンなどでもよい。Further, in this embodiment, an inverter-driven electric motor is used as the drive motor, but a pole-changing electric motor, an expander, a turbine, etc. may also be used.
また、ロータの空転装置として、ロータのターニング装
置を駆動原動機と別に設けてもよい。Further, as a rotor idling device, a rotor turning device may be provided separately from the driving motor.
また、本発明の他の実施例として、ロータの内部にすく
なくともその一部がロータ回転軸と同心であるロータ冷
却通路を備え、さらにこの通路内の前記ロータ回転軸と
同心である部分に、小形のタービン翼(静翼)をロータ
回転軸と同心に固定し、ロータ端部の冷却通路入口に接
続された流体供給手段により、該冷却通路に冷却用流体
を高速で注入してロータを前記タービン翼に生ずる回転
力で空転させると同時に冷却用流体で内部から冷却して
もよい。また、この冷却通路内のタービン翼の上流側に
フィンを設けることにより、熱伝達面積を大きくして冷
却効果を向上させるとともに、タービン翼に流入する冷
却流体の入射角を適正にすることができる。Further, as another embodiment of the present invention, a rotor cooling passage is provided inside the rotor, at least a part of which is concentric with the rotor rotation axis, and a small The turbine blades (stator vanes) of the rotor are fixed concentrically with the rotor rotation axis, and cooling fluid is injected into the cooling passage at high speed by a fluid supply means connected to the cooling passage inlet at the end of the rotor, so that the rotor is connected to the turbine. The blade may be idled by the rotational force generated in the blade, and at the same time, the blade may be cooled from the inside using a cooling fluid. In addition, by providing fins on the upstream side of the turbine blades in this cooling passage, it is possible to increase the heat transfer area and improve the cooling effect, and to make the incident angle of the cooling fluid flowing into the turbine blades appropriate. .
本発明によれば、作動停止中のロータが空転させられな
がら冷却されるので、ロータの周方向の冷却が均一に行
われ、冷却中のロータ軸の曲りや不均一な熱変形の発生
の防止が可能となり、スクリュー流体機械の作動停止後
、ロータの冷却完了前に再起動しても、軸振動増大やロ
ータ接触のない安定した起動ができる。According to the present invention, since the rotor that is not in operation is cooled while being idled, the rotor is cooled uniformly in the circumferential direction, and the occurrence of bending of the rotor shaft and uneven thermal deformation during cooling is prevented. This enables stable startup without increased shaft vibration or rotor contact even if the screw fluid machine is restarted after it has stopped operating but before the rotor has finished cooling.
第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図。
第2A図および第2B図は本発明の第2の実施例を示す
系統図で、第3図は本発明の第3の実施例を示す系統図
である。
1.2・・・ロータ、3・・・ケーシング、4・・・吸
入口。
5・・・吐出口、
10・・・冷却ガス封入弁(吸入口に大気圧よりも高い
圧力の気体を供給する手段)。
16・・・真空ポンプ(吐出口の圧力を吸入口の圧力よ
りも低下させる手段)、
23・・・大気開放弁(吐出口を大気に開放する手段)
。
第1図
4 :”/717
5°ごな欧1
9:全ジ1ンリr
1oニール欠〃シヴ7.ヂ
代理人 鵜 沼 辰 之
12 :、1yit 2クーノ99i コミz嗟ンー1
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16 :jlJ、友ジノ・
13:扁5t1竿
23:メ、yfA均り、枦′FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are system diagrams showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a system diagram showing a third embodiment of the invention. 1.2... Rotor, 3... Casing, 4... Inlet. 5... Discharge port, 10... Cooling gas filling valve (means for supplying gas at a pressure higher than atmospheric pressure to the suction port). 16... Vacuum pump (means for lowering the pressure at the discharge port than the pressure at the suction port), 23... Atmospheric release valve (means for opening the discharge port to the atmosphere)
. Figure 1 4 :”/717 5°Gona Europe 1 9: All Ji 1 Inri r 1 o Neal missing Shiv 7. Agent Unuma Tatsuno 12:, 1yit 2 Kuno 99i Comics 1
4: Raichi-1-1j beg and f 15: c tD4 otsuki 〆16: jlJ, friend Jino 13: flat 5t1 rod 23: me, yfA level, 枦′
Claims (1)
軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可能な状態で
ケーシング内に収められ、該ケーシングに形成された吸
入口から吸入された気体が前記一対のロータと前記ケー
シングとで形成される作動室に閉じ込められ、前記ロー
タの回転に伴って前記ケーシングに形成された吐出口か
ら吐出されるスクリュー流体機械において、作動停止中
の前記ロータを空転させる手段を備えたことを特徴とす
るスクリュー流体機械。 2、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対のロータがその
軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可能な状態で
ケーシング内に収められ、該ケーシングに形成された吸
入口から吸入された気体が前記一対のロータと前記ケー
シングとで形成される作動室に閉じ込められ、前記ロー
タの回転に伴って前記ケーシングに形成された吐出口か
ら吐出されるスクリュー流体機械において、スクリュー
流体機械の吸入口に、大気圧よりも高い圧力の気体を供
給する手段と、吐出口を大気に開放する手段と、を備え
たことを特徴とするスクリュー流体機械。 3、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対のロータがその
軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可能な状態で
ケーシング内に収められ、該ケーシングに形成された吸
入口から吸入された気体が前記一対のロータと前記ケー
シングとで形成される作動室に閉じ込められ、前記ロー
タの回転に伴って前記ケーシングに形成された吐出口か
ら吐出されるスクリュー流体機械において、スクリュー
流体機械の吸入口を大気に開放する手段と、吐出口の圧
力を吸入口の圧力よりも低下させる手段と、を備えたこ
とを特徴とするスクリュー流体機械。 4、少なくともロータが空転している間、吐出口及び吸
入口を大気に開放する手段を備えていることを特徴とす
る請求項1に記載のスクリュー流体機械。 5、吸入口に冷却用気体を供給する手段と、吐出口から
該冷却用気体を回収もしくは大気に放出する手段と、を
備えていることを特徴とする請求項1に記載のスクリュ
ー流体機械。 6、空転手段が、ロータ内部に設けられ少なくともその
一部がロータ回転軸と同心である冷却通路と、該冷却通
路のロータ回転軸と同心である部分にロータ回転軸と同
心状にロータに固定されたタービン翼と、該冷却通路に
流体を供給する手段と、を含んでいることを特徴とする
請求項1に記載のスクリュー流体機械。 7、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対のロータがその
軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可能な状態で
ケーシング内に収められ、該ケーシングに形成された吸
入口から吸入された気体が前記一対のロータと前記ケー
シングとで形成される作動室に閉じ込められ、前記ロー
タの回転に伴って前記ケーシングに形成された吐出口か
ら吐出されるスクリュー流体機械の運転方法において、
スクリュー流体機械の作動停止後、ロータを空転させな
がらロータを冷却することを特徴とするスクリュー流体
機械の運転方法。 8、螺旋状の陸部と溝部とを有する一対のロータがその
軸を平行にして互いに噛み合いながら回転可能な状態で
ケーシング内に収められ、該ケーシングに形成された吸
入口から吸入された気体が前記一対のロータと前記ケー
シングとで形成される作動室に閉じ込められ、前記ロー
タの回転に伴って前記ケーシングに形成された吐出口か
ら吐出されるスクリュー流体機械の運転方法において、
スクリュー流体機械の作動停止後、吸入口に冷却用気体
を供給するとともに吐出口を大気に開放し、吸入口の冷
却用気体の圧力と吐出口の圧力との差圧によってロータ
を回転させ、該回転に伴って吸入口から作動室を経て吐
出口に流出する冷却用気体によりロータを冷却すること
を特徴とするスクリュー流体機械の運転方法。 9、螺旋状の陸部と溝部とを外周面に備えたスクリュー
流体機械に用いられるロータにおいて、ロータ内部に設
けられ少なくともその一部がロータ回転軸と同心である
冷却通路と、該冷却通路のロータ回転軸と同心である部
分にロータ回転軸と同心状にロータに固定されたタービ
ン翼と、を有することを特徴とするロータ。[Claims] 1. A pair of rotors having a spiral land portion and a groove are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other, and an inlet is formed in the casing. In a screw fluid machine, gas sucked in from the rotor is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates. A screw fluid machine characterized by comprising means for idling the rotor therein. 2. A pair of rotors having a spiral land portion and a groove are housed in a casing with their axes parallel to each other so that they can rotate while meshing with each other, and the gas sucked in from the inlet formed in the casing In a screw fluid machine that is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and is discharged from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates, an inlet of the screw fluid machine, A screw fluid machine characterized by comprising means for supplying gas at a pressure higher than atmospheric pressure and means for opening a discharge port to the atmosphere. 3. A pair of rotors having spiral land portions and grooves are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel and meshing with each other, and the gas sucked in from the inlet formed in the casing is In a screw fluid machine that is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and discharges from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates, the suction port of the screw fluid machine is connected to the atmosphere. 1. A screw fluid machine characterized by comprising: means for opening the discharge port to lower pressure than the suction port pressure; 4. The screw fluid machine according to claim 1, further comprising means for opening the discharge port and the suction port to the atmosphere at least while the rotor is idling. 5. The screw fluid machine according to claim 1, further comprising means for supplying cooling gas to the suction port, and means for recovering or releasing the cooling gas from the discharge port to the atmosphere. 6. The idling means is fixed to the rotor in a cooling passage provided inside the rotor and at least a part of which is concentric with the rotor rotation axis, and in a portion of the cooling passage concentric with the rotor rotation axis so as to be concentric with the rotor rotation axis. 2. The screw fluid machine according to claim 1, further comprising: a turbine blade having a cylindrical shape, and means for supplying fluid to the cooling passage. 7. A pair of rotors having a spiral land portion and a groove are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other, and the gas sucked in from the inlet formed in the casing is In a method of operating a screw fluid machine, which is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and discharges fluid from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates,
A method for operating a screw fluid machine, which comprises cooling the rotor while idling the rotor after the screw fluid machine stops operating. 8. A pair of rotors having a spiral land portion and a groove portion are housed in a casing in a rotatable state with their axes parallel to each other and meshing with each other, and the gas sucked in from the inlet formed in the casing is In a method of operating a screw fluid machine, which is confined in a working chamber formed by the pair of rotors and the casing, and discharges fluid from a discharge port formed in the casing as the rotor rotates,
After the screw fluid machine has stopped operating, cooling gas is supplied to the suction port and the discharge port is opened to the atmosphere, and the rotor is rotated by the differential pressure between the cooling gas pressure at the suction port and the pressure at the discharge port. A method of operating a screw fluid machine, characterized in that the rotor is cooled by cooling gas flowing from the suction port through the working chamber to the discharge port as the rotor rotates. 9. In a rotor used in a screw fluid machine having a spiral land portion and a groove portion on the outer peripheral surface, a cooling passage provided inside the rotor and at least a part of which is concentric with the rotor rotation axis, and a cooling passage of the cooling passage. A rotor comprising: a turbine blade fixed to the rotor concentrically with the rotor rotation axis in a portion concentric with the rotor rotation axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13414089A JPH03995A (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | Screw fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13414089A JPH03995A (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | Screw fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03995A true JPH03995A (en) | 1991-01-07 |
Family
ID=15121409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13414089A Pending JPH03995A (en) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | Screw fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03995A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999042729A1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-26 | Teijin Seiki Co., Ltd. | Vacuum pump |
JP2000097186A (en) * | 1998-09-17 | 2000-04-04 | Hitachi Ltd | Oil-free screw compressor |
JP2007113588A (en) * | 2007-01-22 | 2007-05-10 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Oil free screw compressor |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP13414089A patent/JPH03995A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999042729A1 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-26 | Teijin Seiki Co., Ltd. | Vacuum pump |
JP2000097186A (en) * | 1998-09-17 | 2000-04-04 | Hitachi Ltd | Oil-free screw compressor |
JP2007113588A (en) * | 2007-01-22 | 2007-05-10 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Oil free screw compressor |
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