JP2008291681A - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートロータの回転抵抗を減少しつつケーシングとゲートロータとの間のシール性を向上できて、圧縮機の効率を向上できるスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】ケーシング１のシール面１１には、給油溝５１を設け、この給油溝５１内の油は、スクリューロータ２およびゲートロータ３の相互の噛合によって形成される圧縮室内のガスが、上記ケーシング１の上記シール面１１と上記ゲートロータ３の一面３０との間を通って、漏れ出ることを防止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、冷媒等のガスを圧縮するスクリュー圧縮機に関する。

従来、スクリュー圧縮機としては、図８に示すように、ケーシング１０４内に、スクリューロータ１０５が収納され、このスクリューロータ１０５にゲートロータ１０６が噛合され、上記スクリューロータ１０５および上記ゲートロータ１０６の相互の噛合によって形成される圧縮室１１６にて、ガスを圧縮するものがある（実開平２−１３９３９０号公報：特許文献１参照）。

ここで、上記ゲートロータ１０６の一面１０７と、この一面１０７に対向する上記ケーシング１０４のシール面１１０との間には、隙間があり、上記圧縮室１１６内のガスは、この隙間を通って、矢印Ａに示すように、上記ゲートロータ１０６側に漏れ出す問題があった。

そこで、従来のスクリュー圧縮機では、上記ケーシング１０４の上記シール面１１０に、（図示しない）シール部材を設け、このシール部材を、上記ゲートロータ１０６の上記一面１０７に接触させて、上記圧縮室１１６からのガスの漏れを低減していた。
実開平２−１３９３９０号公報

しかしながら、上記従来のスクリュー圧縮機では、上記シール部材が、上記ゲートロータ１０６の上記一面１０７に、接触して摺動するので、上記ゲートロータ１０６と上記シール部材との摺動抵抗によって、上記ゲートロータ１０６の回転抵抗が増加すると共に、上記シール部材の摩耗によって、上記ケーシング１０４と上記ゲートロータ１０６との間のシール性が低減する問題があった。

そこで、この発明の課題は、ゲートロータの回転抵抗を減少しつつケーシングとゲートロータとの間のシール性を向上できて、圧縮機の効率を向上できるスクリュー圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のスクリュー圧縮機は、
シリンダを有するケーシングと、
このシリンダに嵌合される円筒状のスクリューロータと、
このスクリューロータに噛合するゲートロータと
を備え、
上記ケーシングにおける上記ゲートロータの一面に対向するシール面には、油が供給される給油溝を設け、
この給油溝内の油は、上記スクリューロータおよび上記ゲートロータの相互の噛合によって形成される圧縮室内のガスが、上記ケーシングの上記シール面と上記ゲートロータの上記一面との間を通って、漏れ出ることを防止することを特徴としている。

この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシングの上記シール面には、上記給油溝を設け、この給油溝内の油は、上記圧縮室内のガスが、上記ケーシングの上記シール面と上記ゲートロータの上記一面との間を通って、漏れ出ることを防止するので、上記給油溝内の油により、上記ゲートロータの回転抵抗を減少しつつ上記ケーシングと上記ゲートロータとの間のシール性を向上できて、圧縮機の効率を向上できる。

つまり、上記ゲートロータの上記一面に接触して摺動するシール部材がないので、上記ゲートロータと上記シール部材との摺動抵抗による上記ゲートロータの動力の増加がなく、かつ、上記シール部材の摩耗によるシール性の低減がない。

また、一実施形態のスクリュー圧縮機では、上記給油溝は、上記スクリューロータの軸に平行な方向に延在している。

この実施形態のスクリュー圧縮機によれば、上記給油溝は、上記スクリューロータの軸に平行な方向に延在しているので、上記圧縮室における圧縮の始めから終わりまで、確実に、上記圧縮室からのガスの漏れを防止できる。

また、一実施形態のスクリュー圧縮機では、上記給油溝は、上記ゲートロータの回転方向に延在している。

この実施形態のスクリュー圧縮機によれば、上記給油溝は、上記ゲートロータの回転方向に延在しているので、上記給油溝を長くすることができて、上記圧縮室における圧縮の始めから終わりまで、一層確実に、上記圧縮室からのガスの漏れを防止できる。

また、一実施形態のスクリュー圧縮機では、上記給油溝の底面は、断面凹曲面状に形成されている。

この実施形態のスクリュー圧縮機によれば、上記給油溝の底面は、断面凹曲面状に形成されているので、サイドカッター等で加工が可能であり、加工時間を短縮できる。

また、一実施形態のスクリュー圧縮機では、上記給油溝の幅は、上記圧縮室のガスの吐出側に向かうにしたがって、狭くなっている。

この実施形態のスクリュー圧縮機によれば、上記給油溝の幅は、上記圧縮室のガスの吐出側に向かうにしたがって、狭くなっているので、上記給油溝内の油の圧力を、くさび効果により、上記圧縮室の吐出側で高めることができる。つまり、上記圧縮室の吐出側では、ガスの圧力が高いが、上記圧縮室の吐出側での上記給油溝内の油の圧力を、高めて、ガス漏れを確実に防止できる。

この発明のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシングの上記シール面には、上記給油溝を設け、この給油溝内の油は、上記圧縮室内のガスが、上記ケーシングの上記シール面と上記ゲートロータの上記一面との間を通って、漏れ出ることを防止するので、上記ゲートロータの回転抵抗を減少しつつ上記ケーシングと上記ゲートロータとの間のシール性を向上できて、圧縮機の効率を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明のスクリュー圧縮機の一実施形態である横断面図を示している。このスクリュー圧縮機は、シングルスクリュー圧縮機であり、シリンダ１０を有するケーシング１と、このシリンダ１０に嵌合される円筒状のスクリューロータ２と、このスクリューロータ２に噛合するゲートロータ３とを備える。

上記スクリューロータ２は、この外周面に、複数の螺旋状の溝部２１を有する。上記ゲートロータ３は、円盤状であり、この外周面に、歯車状に複数の歯部３１を有する。上記スクリューロータ２の上記溝部２１と、上記ゲートロータ３の上記歯部３１とは、互いに、噛合する。

上記スクリューロータ２および上記ゲートロータ３の相互の噛合によって、圧縮室Ｃが、形成される。つまり、この圧縮室Ｃは、上記スクリューロータ２の上記溝部２１と、上記ゲートロータ３の上記歯部３１と、上記ケーシング１の上記シリンダ１０の内面とによって、区画された空間である。

上記ゲートロータ３は、上記スクリューロータ２の軸２ａを点対称として、上記スクリューロータ２の左右に一対配置されている。上記ケーシング１には、上記シリンダ１０に貫通する貫通孔１２が設けられ、上記ゲートロータ３は、この貫通孔１２から、上記シリンダ１０内に進入している。

上記スクリューロータ２は、上記軸２ａを中心として、矢印Ｓ方向に、回転し、このスクリューロータ２の回転に伴って、上記ゲートロータ３が、回転して、上記圧縮室Ｃ内のガスを圧縮する。上記スクリューロータ２は、上記ケーシング１に収納された（図示しない）モータにより、回転される。

つまり、上記圧縮室Ｃに、上記スクリューロータ２の軸２ａ方向の一端側から、低圧のガスを吸入し、この低圧のガスを上記圧縮室Ｃにて圧縮してから、この圧縮された高圧のガスを、上記スクリューロータ２の軸２ａ方向の他端側にある吐出口１３から、吐出する。

図２の拡大断面図、および、図３の平面方向から見た拡大断面図に示すように、上記ケーシング１における上記ゲートロータ３の一面３０に対向するシール面１１には、油が供給される給油溝５１を設けている。

図３では、上記スクリューロータ２の紙面左側を、上記圧縮室Ｃへガスを吸入する吸入側とし、上記スクリューロータ２の紙面右側を、上記圧縮室Ｃからガスを吐出する吐出側とする。上記ゲートロータ３は、矢印Ｇ方向に回転する。

上記ケーシング１の上記シール面１１は、上記シリンダ１０の内面に、連接される面である。上記ケーシング１の上記シール面１１は、平面視帯状に形成され、上記スクリューロータ２の軸２ａに平行な方向に延在している。

上記ゲートロータ３の上記一面３０は、上記圧縮室Ｃの内面の一部を形成している。上記ケーシング１の上記シール面１１と上記ゲートロータ３の上記一面３０との間には、例えば６０μｍ程度の隙間がある。

上記給油溝５１内の油は、上記スクリューロータ２および上記ゲートロータ３の相互の噛合によって形成される圧縮室Ｃ内のガスが、上記ケーシング１の上記シール面１１と上記ゲートロータ３の上記一面３０との間を通って、漏れ出ることを防止する。

上記給油溝５１は、上記スクリューロータ２の軸２ａに平行な方向に延在している。上記ケーシング１には、外部から高圧の油を導く給油通路１４が設けられ、上記給油溝５１と上記給油通路１４とは、給油孔１５を介して、連通されている。

上記給油溝５１は、上記ゲートロータ３の内周側に面している。つまり、上記給油溝５１は、上記ゲートロータ３の上記歯部３１の根元を結ぶ仮想円の内側部分に、面している。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、上記給油溝５１は、平面視、直線状に形成されている。つまり、上記給油溝５１は、幅が均一な帯状に形成されている。上記給油溝５１の底面は、断面平坦状に形成されている。

上記給油孔１５は、上記給油溝５１に関して、上記圧縮室Ｃへガスを吸入する吸入側に、位置している。つまり、上記給油孔１５は、（図３参照の）上記ゲートロータ３の回転方向（矢印Ｇ方向）の上流側に位置し、上記給油孔１５からの油を、上記ゲートロータ３の回転によって、上記給油溝５１内を、上記ゲートロータ３の回転方向の下流側に、導いていく。

上記構成のスクリュー圧縮機によれば、上記ケーシング１の上記シール面１１には、上記給油溝５１を設け、この給油溝５１内の油は、上記圧縮室Ｃ内のガスが、上記ケーシング１の上記シール面１１と上記ゲートロータ３の上記一面３０との間を通って、漏れ出ることを防止するので、上記給油溝５１内の油により、上記ゲートロータ３の回転抵抗を減少しつつ上記ケーシング１と上記ゲートロータ３との間のシール性を向上できて、圧縮機の効率を向上できる。

つまり、上記ゲートロータ３の上記一面３０に接触して摺動するシール部材がないので、上記ゲートロータ３と上記シール部材との摺動抵抗による上記ゲートロータ３の動力の増加がなく、かつ、上記シール部材の摩耗によるシール性の低減がない。

また、上記給油溝５１は、上記スクリューロータ２の軸２ａに平行な方向に延在しているので、上記圧縮室Ｃにおける圧縮の始めから終わりまで、確実に、上記圧縮室Ｃからのガスの漏れを防止できる。

（第２の実施形態）
図５は、この発明のスクリュー圧縮機の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図４Ａ、図４Ｂ）と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、給油溝の形状が相違している。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図５に示すように、給油溝５２は、（図３参照の）ゲートロータ３の回転方向（矢印Ｇ方向）に延在している。つまり、この給油溝５２は、円弧状に形成されている。給油孔１５は、上記給油溝５２の吸入側に位置している。

したがって、上記給油溝５２は、上記ゲートロータ３の回転方向に延在しているので、上記給油溝５２を長くすることができて、（図１参照の）圧縮室Ｃにおける圧縮の始めから終わりまで、一層確実に、上記圧縮室Ｃからのガスの漏れを防止できる。

（第３の実施形態）
図６Ａと図６Ｂは、この発明のスクリュー圧縮機の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図４Ａ、図４Ｂ）と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、給油溝の形状が相違している。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図６Ａと図６Ｂに示すように、給油溝５３の底面は、断面凹曲面状に形成されている。つまり、上記給油溝５３は、平面視、直線状に形成され、上記給油溝５３の底面は、断面円弧状に形成されている。給油孔１５は、上記給油溝５３の吸入側に位置している。

したがって、上記給油溝５３の底面は、断面凹曲面状に形成されているので、サイドカッター等で加工が可能であり、加工時間を短縮できる。

（第４の実施形態）
図７Ａと図７Ｂは、この発明のスクリュー圧縮機の第４の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図４Ａ、図４Ｂ）と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、給油溝の形状が相違している。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図７Ａと図７Ｂに示すように、給油溝５４の幅は、（図１参照の）圧縮室Ｃのガスの吐出側に向かうにしたがって、狭くなっている。つまり、この給油溝５４の幅は、吐出側に向かうにしたがって、次第に狭くなっており、この給油溝５４は、平面視、くさび状に形成されている。上記給油溝５４の底面は、断面平坦状に形成されている。給油孔１５は、上記給油溝５４の吸入側に位置している。なお、上記給油溝５４の幅を、吐出側に向かうにしたがって、段階的に狭くなるようにしてもよい。

したがって、上記給油溝５４の幅は、上記圧縮室Ｃのガスの吐出側に向かうにしたがって、狭くなっているので、上記給油溝５４内の油の圧力を、くさび効果により、上記圧縮室Ｃの吐出側で高めることができる。つまり、上記圧縮室Ｃの吐出側では、ガスの圧力が高いが、上記圧縮室Ｃの吐出側での上記給油溝５４内の油の圧力を、高めて、ガス漏れを確実に防止できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記給油溝の形状は、長円形や楕円形等であってもよい。上記給油溝の底面は、凸曲面状等に形成されていてもよい。

本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態を示す横断面図である。 スクリュー圧縮機の拡大断面図である。 スクリュー圧縮機の平面方向から見た拡大断面図である。 給油溝の平面図である。 給油溝の断面図である。 本発明のスクリュー圧縮機の第２実施形態を示すと共に給油溝の平面図である。 本発明のスクリュー圧縮機の第３実施形態を示すと共に給油溝の平面図である。 給油溝の断面図である。 本発明のスクリュー圧縮機の第４実施形態を示すと共に給油溝の平面図である。 給油溝の断面図である。 従来のスクリュー圧縮機を示す横断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
１０ シリンダ
１１ シール面
１２ 貫通孔
１３ 吐出口
１４ 給油通路
１５ 給油孔
２ スクリューロータ
２ａ 軸
２１ 溝部
３ ゲートロータ
３０ 一面
３１ 歯部
５１，５２，５３，５４ 給油溝
Ｃ 圧縮室

Claims (5)

1. シリンダ（１０）を有するケーシング（１）と、
   このシリンダ（１０）に嵌合される円筒状のスクリューロータ（２）と、
   このスクリューロータ（２）に噛合するゲートロータ（３）と
   を備え、
   上記ケーシング（１）における上記ゲートロータ（３）の一面（３０）に対向するシール面（１１）には、油が供給される給油溝（５１，５２，５３，５４）を設け、
   この給油溝（５１，５２，５３，５４）内の油は、上記スクリューロータ（２）および上記ゲートロータ（３）の相互の噛合によって形成される圧縮室（Ｃ）内のガスが、上記ケーシング（１）の上記シール面（１１）と上記ゲートロータ（３）の上記一面（３０）との間を通って、漏れ出ることを防止することを特徴とするスクリュー圧縮機。
2. 請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
   上記給油溝（５１）は、上記スクリューロータ（２）の軸（２ａ）に平行な方向に延在していることを特徴とするスクリュー圧縮機。
3. 請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
   上記給油溝（５２）は、上記ゲートロータ（３）の回転方向に延在していることを特徴とするスクリュー圧縮機。
4. 請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
   上記給油溝（５３）の底面は、断面凹曲面状に形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
5. 請求項１に記載のスクリュー圧縮機において、
   上記給油溝（５４）の幅は、上記圧縮室（Ｃ）のガスの吐出側に向かうにしたがって、狭くなっていることを特徴とするスクリュー圧縮機。

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