(57)【要約】【課題】内的な非密閉性が悪化せず、支承部の負荷が、工業使用のために必要である程度に十分な耐用寿命が得られる範囲となるようなスクリュコンプレッサを提供する。【解決手段】極めて大きな圧縮圧のためのスクリュコンプレッサであって、主ロータと副ロータの歯数比が４対６又は５対６又は５対７であって、両ロータを取り囲むケーシングは作業媒体をロータ対の歯溝に進入させるための入口窓と、ロータの回転により歯溝からガスを押出すための出口窓とを有しており、ロータのプロフィール部が軸付加部を有しており、該軸付加部はラジアル軸受によって取り囲まれており、この軸付加部では生じる軸方向力はスラスト軸受によって受容される形式のものにおいて、主ロータのプロフィール部の巻き角が、歯ピッチ角の１．５倍よりも小さく、吸込の開始から押出しの終了までの作業サイクルでは、主ロータの回転角度が６００°よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極めて大きな圧縮圧のためのスクリュコンプレッサであって、例えばＣＯ２を使用して遷臨界的なプロセスで作業する冷却装置で使用され、２つのロータ、即ち主ロータと副ロータとを有しており、これら主ロータと副ロータの歯数比が４対６または５対６または５対７であって、主ロータが駆動軸端部を有しており、両ロータが１つのケーシングによって取り囲まれており、該ケーシングは作業媒体をロータ対の歯溝に進入させるための少なくとも１つの入口窓と、ロータの回転によりロータ対の歯溝からガスを押出すための少なくとも１つの出口窓とを有しており、ロータのプロフィール部が軸付加部を有しており、該軸付加部はラジアル軸受によって取り囲まれており、この軸付加部では生じる軸方向力はスラスト軸受によって受容される形式のものにおいて、
主ロータのプロフィール部の巻き角が、歯ピッチ角の１．５倍よりも小さく、吸込の開始から押出しの終了までの作業サイクルでは、主ロータの回転角度が６００°よりも小さいことを特徴とする、極めて大きな圧縮圧のためのスクリュコンプレッサ。
【請求項２】
搬送段階が、主ロータプロフィール部の歯ピッチ角の約２倍の大きさを有している、請求項１記載のスクリュコンプレッサ。
【請求項３】
コンプレッサのケーシングに入口窓と出口窓との間に配置されているエコノマイザ接続部を備えた請求項１記載のスクリュコンプレッサにおいて、
エコノマイザ接続部がロータを取り囲むケーシングに、主ロータ側のプロフィール部の歯溝と副ロータ側のプロフィール部の歯溝へのそれぞれ１つの流れ接続部が、歯溝の搬送段階中でも生じるように配置されていることを特徴とする、エコノマイザ接続部を備えた請求項１記載のスクリュコンプレッサ。
【請求項４】
エコノマイザ接続部が、ロータを取り囲むケーシングに、流れ接続が、もっぱら搬送段階中に生じるように配置されている、請求項１記載のスクリュコンプレッサ。
【請求項５】
主ロータのプロフィール部の長さ・直径比が、０．３〜０．５である、請求項１記載のスクリュコンプレッサ。
【請求項６】
入口窓が、搬送段階でロータ対の歯溝への接続が閉じられるように形成されている、請求項１記載のスクリュコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極めて大きな圧縮圧に作業媒体を圧縮するためのスクリュコンプレッサであって、例えばＣＯ２を使用して遷臨界的なプロセスで作業する冷却装置で使用され、２つのロータ、即ち主として凸状の歯プロフィールを有した主ロータ（オスロータ）と、副ロータ（メスロータ）とを有しており、主ロータが駆動軸端部を有しており、両ロータは１つのケーシングによって取り囲まれており、該ケーシングは作業媒体をロータ対の歯溝に進入させるための少なくとも１つの入口窓と、ロータの回転によりロータ対の歯溝からガスを押出すための少なくとも１つの出口窓とを有している。ロータのプロフィール部が軸付加部を有しており、該軸付加部はラジアル軸受によって取り囲まれており、この軸付加部では生じる軸方向力はスラスト軸受によって受容される。
【背景技術】
【０００２】
従来使用されている、主ロータに４または５の歯を備えていて、副ロータに６または７の歯を備えている、主ロータの巻き角が約３００°のスクリュコンプレッサは、８０ｂａｒ以上の極めて大きな作業圧を受けることはできない。何故ならば、ロータにおける支承部は大きな負荷のため、許容できない耐用寿命しか得られないからである。
【０００３】
従って、このような使用例のためには、より多くの歯数のコンプレッサが改良され、主ロータにおける６つの歯と副ロータにおける８つの歯の歯数比で、主ロータのプロフィール部における巻き角が約３００°のコンプレッサが市場に導入されている。
【０００４】
このようなコンプレッサは比較的小さな歯溝を有している。従って、ラジアル軸受およびスラスト軸受への負荷が、歯数比４対６もしくは５対６もしくは５対７の最初に挙げたコンプレッサよりも小さい。欠点は、このような構成のコンプレッサの内的な非密閉性が、歯溝が比較的大きく、歯数比が４：６もしくは５：６もしくは５：７の最初に挙げたコンプレッサよりも大きいことにある。作用線の長さと歯溝容積とのジオメトリックな比により表される内的な非密閉性は、歯数比が６対８のコンプレッサでは、２〜３の係数の分だけ最初に挙げたコンプレッサよりも大きいので、効率、即ち容積的な品質レベル、即ち供給レベル、およびコンプレッサの等エントロピの品質レベルは低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記欠点を回避し、内的な非密閉性が悪化せず、支承部の負荷が、工業使用のために必要である程度に十分な耐用寿命が得られる範囲となるようなスクリュコンプレッサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために本発明の構成では、主ロータのプロフィール部の巻き角が、歯ピッチ角の１．５倍よりも小さく、吸込の開始から押出しの終了までの作業サイクルでは、主ロータの回転角度が６００°よりも小さいようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の特徴は、主ロータと副ロータの歯数比が４対６もしくは５対６もしくは５対７のロータが、１．５倍の歯ピッチ角度のよりも小さい巻き角を有していることにある。
【０００８】
有利には、主ロータと副ロータの歯数比が５：６または５：７のもののためには主ロータの巻き角は歯ピッチ角の約１．４倍に形成されている。ロータ対のプロフィール部の軸方向長さの比は、軸方向の歯ピッチの約１．４倍である。有利には、主ロータと副ロータの歯数比が４：６のもののためには主ロータの巻き角は、歯ピッチ角の約１．１倍に形成されている。ロータ対のプロフィール部の軸方向長さは、軸方向の歯ピッチの約１．１倍である。
【０００９】
本発明によるコンプレッサは有利には、主ロータのプロフィール部に約１００°の巻き角を有している。
【００１０】
別の特徴は、吸込の開始から吐出過程の終わりまでの作業サイクルが約５５０°に減じられることにある。別の特徴は、ロータの長さ・直径比が０．３〜０．５の間で変動することにある。別の特徴は、吸込過程と圧縮過程の開始の間に、作業流体の顕著な搬送段階が存在することにある。有利には入口窓は、搬送段階の開始後に初めて閉じるように形成されている。コンプレッサのケーシングにおける入口窓と出口窓との間に配置されたエコノマイザ接続部を有したスクリュコンプレッサでは、エコノマイザ接続部は、作業流体の搬送段階で歯溝に接続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
図面には、作業媒体を１００ｂａｒの圧縮圧に圧縮するための本発明によるスクリュコンプレッサが示されている。このスクリュコンプレッサは例えば、遷臨界的にＣＯ２を扱う、２つのロータ、即ち主ロータ１と副ロータ２とを備えた冷却装置で使用される。この場合、主ロータ１は駆動軸端部３を有しており、両ロータは１つのケーシング８で取り囲まれている。このケーシング８は、ロータ対の歯溝に作業媒体を進入させるための少なくとも１つの入口窓７と、ロータの回転によりロータ対の歯溝からガスを押出すための少なくとも１つの出口窓（図示せず）とを有している。ロータのプロフィール部は軸付加部４を有しており、この軸付加部４はラジアル軸受５によって取り囲まれており、この軸付加部４では生じる軸方向の力はスラスト軸受６によって受容される。
【００１３】
主ロータ１は５つの歯を有しており、副ロータ２は６つの歯を有している。主ロータプロフィールの巻き角は、歯のピッチ角の１．４倍であり、１００°である。ロータ対のプロフィール部の軸方向長さは、主ロータの軸方向の歯のピッチの１．４倍である。本発明によるコンプレッサの支承部は、このような運転のために十分大きく設計されている。支承部の耐用期間は必要に応じたものである。
【００１４】
作用線の長さと歯溝容積との幾何学的な比により表される内的な非密閉性は、６：８の歯数比を有した公知の高圧スクリュコンプレッサよりも２〜３の係数分だけ小さく、これにより本発明によるコンプレッサの効率は、公知の高圧スクリュコンプレッサよりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるスクリュコンプレッサを概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  主ロータ、  ２  副ロータ、  ３  駆動軸端部、  ４  軸付加部、  ５  ラジアル軸受、  ６  スラスト軸受、  ７  入口窓、  ８  ケーシング
【図１】
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