JP2012041910A - スクリュ圧縮機本体の吸入部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入容量のバラツキを可及的に小さくすることができるスクリュ圧縮機本体の吸入部構造を提供する。
【解決手段】相互に噛み合い回転する雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０と，前記一対のスクリュロータを噛み合い状態で回転可能に収容するシリンダ１１が形成されたケーシング１０を備え，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の歯先と，前記スクリュロータを収容する前記シリンダ１１の内壁によって圧縮作用空間が画成されるスクリュ型の圧縮機本体１において，ケーシング１０に設けた吸入口１４と連通すると共に前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって開口して前記圧縮作用空間に被圧縮流体を導入する吸入流路１５を前記ケーシング１０内に形成すると共に，前記雄，雌一対のスクリュロータ双方の吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部分，好ましくは全面を前記吸入流路１５内に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明はスクリュ圧縮機本体の吸入部構造に関し，より詳細には低圧段の圧縮機本体で圧縮された圧縮気体を高圧段の圧縮機本体で更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体で採用するに適した，スクリュ圧縮機本体の吸入部構造に関する。

なお，本明細書において多段式スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体とは，多段式スクリュ圧縮機が２段以上の圧縮機本体を有する場合，第２段目以降の圧縮機本体を言う。

空気，燃料ガス，その他の各種気体を圧縮して所定の圧力に圧縮された圧縮流体を得るためにスクリュ圧縮機が広く使用されている。

このうち，圧縮作用空間の冷却，密封に潤滑油を使用することなく，雄，雌一対のスクリュロータ間，及び各スクリュロータの歯先とシリンダ内壁間に微小な間隔を介した非接触の状態でロータを高速回転させることにより被圧縮気体の圧縮を行うオイルフリースクリュ式の圧縮機本体では，１台の圧縮機本体によって最終目標とする圧力まで被圧縮気体の圧力を高めることが困難な場合があることから，複数の圧縮機本体を連結して使用し，低圧段の圧縮機本体で圧縮した圧縮気体を高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮することで最終目標とする圧力の圧縮気体を得る，所謂「多段式」と呼ばれる装置構成も採用されている。

このような多段式のスクリュ圧縮機の一例として，図７に示すように圧縮機本体として低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂから成る二機の圧縮機本体を備えた二段式スクリュ圧縮機にあっては，低圧段の圧縮機本体１００ａの吐出口と，高圧段の圧縮機本体１００ｂの吸入口とを中間段通路（中間配管２２０，２２２）を介して連通し，低圧段の圧縮機本体１００ａによって圧縮した後の圧縮気体を，更に高圧段の圧縮機本体１００ｂに導入して圧縮し，このようにして高圧段の圧縮機本体１００ｂで圧縮された圧縮気体（例えば圧縮空気）を空気作業機等の圧縮気体の消費側に供給することができるようにしている。

以上のように構成された二段式のスクリュ圧縮機にあっては，低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂに共通して設けられた単一の駆動源（例えばモータ）１０４からの回転駆動力を，増速機１０３等によってそれぞれ所定の増速比に増速して低圧段及び高圧段の圧縮機本体１００ａ，１００ｂにそれぞれ入力することから，このような二段式のスクリュ圧縮機において圧縮機本体を駆動する動力を減少するために，低圧段の圧縮機本体１００ａと高圧段の圧縮機本体１００ｂの圧縮比を最適化して単一の駆動源によってバランス良く駆動することが行われていると共に，このような圧縮比を算出するための数式も提案されている（特許文献１）。

特開平６−２８８３６８号公報

前述した二段式スクリュ圧縮機において，低圧段の圧縮機本体における圧縮比と，高圧段の圧縮機本体における圧縮比とを所定の値に設定して駆動することは，両圧縮機本体を単一の駆動源からの回転駆動力によってバランス良く運転する上で不可欠であり，前掲した特許文献１に開示されている数式によって算出された圧縮比に限らず，低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比とを所定の比率に調整することは，従来一般的に行われている（例えば特許文献１の従来技術参照）。

そして，このようにして設定された低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体との圧縮比に基づいて両圧縮機本体を駆動しようとすれば，前述した中間段通路内における圧縮流体の圧力（中間圧力）をこれに対応して設定して，この中間圧力に応じた吸入容量が発生するように高圧段の圧縮機本体を設計することになる。

しかし，図８に示すようにスクリュ型の圧縮機本体１００にあっては，圧縮作用空間内で圧縮された圧縮気体の漏れを少なくするために，ロータ１２０（１３０）の吐出端面１２１（１３１）と，これに対向するケーシング１１０の内壁１１２間の隙間（以下，「吐出端面隙間」という。）δ１については所定の微小な間隔に調整しているが，ロータ１２０（１３０）やシリンダ１１１に生じた加工誤差や組立誤差等により，前述のように吐出端面隙間δ１を所定間隔に調整すると，ロータ１２０，１３０の吸入端面１２２（１３２）とこれに対向するケーシング１１０の内壁１５５間の隙間（以下，「吸入端面隙間」という。）δ２が前述した誤差によって変動するために，圧縮機本体１００毎に吸入端面隙間δ２に個体差が生じる。

しかも，吸入端面隙間δ２は前述した誤差を吸収することができるように吐出端面隙間δ１に比較して大きな隙間として形成されており，一例として前述したオイルフリースクリュ圧縮機本体１において吐出端面間隔δ１が０．０５mm程度であるのに対し，吸入端面隙間は約１０倍の０．５mm程度となる。

そして，このような従来のスクリュ型の圧縮機本体１００にあっては，図９に示すように雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の吸入端面１２２（１３２）に対向するケーシングの内壁１５５が，雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の周縁部の一部に対向して配置されており，図示の例では雄のスクリュロータ１２０の歯先Ｍ１が回転位置ｍ４に，雌のスクリュロータ１３０の歯先Ｆ１が回転位置ｆ４に到達すると，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間の歯溝と，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１，Ｆ２間の歯溝，並びにシリンダ１１１の内壁とによって画成される圧縮作用空間の吸入側端部（図９においてグレーに着色された部分）がこの内壁１５５によって塞がれ，該圧縮作用空間の吸気閉じ込みが完了すると共に（図１１参照），この状態から更にロータ１２０，１３０が回転することによって，前記圧縮作用空間の容積が減少して，圧縮作用空内に閉じ込まれた被圧縮流体の圧縮が行われるようになっている。

しかし，前述したように，雄，雌のスクリュロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２と，このロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２に対向するケーシング１１０の内壁１５５間には０．５mm程度の比較的大きな吸入端面隙間δ２が生じていることから，圧縮作用空間内に閉じ込まれた被圧縮流体が圧縮されると，この吸入端面隙間δ２を介して圧縮された被圧縮気体の漏出が起こる。

しかも，この吸入端面隙間δ２は，前述したように製造誤差等に基づき圧縮機本体毎に個体差があるために，吸入端面隙間δ２を介して漏出する被圧縮気体量が圧縮機本体毎に相違し，従って，圧縮機本体毎に吸入容量にもバラツキが生じるため，このようなスクリュ圧縮機本体１００を多段スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機として使用する場合には，高圧段の圧縮機本体の吸入容量のバラツキに伴って個体毎に定格運転時の中間圧力が設定値とはならず，そのままでは低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比を予め設定した所定の圧縮比で駆動することができないために煩雑な調整作業が必要となり，圧縮機の運転効率を高める際の障害となっている。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，圧縮機本体に製造誤差や組立誤差による個体差が生じている場合であっても，吸入容量のバラツキを可及的に低減することができる圧縮機本体の吸入部構造を提供することにより，このような吸入部構造を備えた圧縮機本体を多段スクリュ圧縮機における高圧段の圧縮機本体として使用することで，複雑な調整作業等を行うことなしに，定格運転時の中間圧力を設定値に，従って，多段式スクリュ圧縮機を効率的に運転するために必要となる低圧，高圧段圧縮機本体の所定の圧縮比による運転を比較的容易に実現することができるようにすることを目的とする。

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

上記目的を達成するために，本発明のスクリュ圧縮機本体１の吸入部構造は，相互に噛み合い回転する雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０と，前記一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転可能に収容するシリンダ１１が形成されたケーシング１０を備え，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の歯先と，前記スクリュロータ２０，３０を収容する前記シリンダ１１内壁によって画成される圧縮作用空間を前記一対のスクリュロータ２０，３０の噛み合い回転により容積減少させて，前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２側より前記圧縮作用空間内に取り込んだ被圧縮流体を圧縮して吐出端面２１，３１側より前記ケーシング１０内に設けた吐出流路１７に吐出可能としたスクリュ型の圧縮機本体１において，
前記ケーシング１０に設けた吸入口１４と連通すると共に前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって開口して前記圧縮作用空間に被圧縮流体を導入する吸入流路１５を前記ケーシング１０内に形成すると共に，
前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０双方の前記吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部分を全周に亘り前記吸入流路１５内に配置したことを特徴とする（請求項１）。

上記構成の吸入部構造において，前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって突出し，前記一対のスクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５をそれぞれ収容するボス５１，５２の突出側端部における外径を前記各スクリュロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）よりも小径に形成し，前記ボス５１，５２の外周位置の全周に亘り前記吸入流路１５を形成することができる（請求項２）。

更に，前記雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０それぞれの吸入端面２２，３２と，各吸入端面２２，３２と対向する前記ボス５１，５２の端面５３，５４間に，前記吸入流路１５の一部となる間隔（δ３又はδ４：図４又は５参照）を形成することができ（請求項３），
この間隔δ３は，前記ボスの端面５３，５４を，前記スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２より離間して設けることにより形成しても良く（請求項４；図４），
或いは，前記間隔δ４を前記スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２を，前記ボス５１，５２の端面５３，５４より離間して設けることにより形成するものとしても良い（請求項５；図５）。

なお，上記吸入部構造を備えた圧縮機本体１は，低圧段の圧縮機本体によって圧縮された圧縮気体を，高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機，好ましくはオイルフリー式の多段式スクリュ圧縮機における前記高圧段の圧縮機本体に好適に使用することができる（請求項６）。

以上説明した本発明の構成により，本発明の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体１にあっては，スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部が全周に亘って吸入流路１５内に配置されていることにより，雄，雌のロータ２０，３０の噛み合いによって圧縮作用空間の吸入側端部が閉ざされる直前までは圧縮作用空間が導入通路１５と連通した状態にあり，従って，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に対向するケーシング１０の内壁に，圧縮作用空間の吸気閉じ込みを行う機能を持たせないように構成することができた。

その結果，製造誤差や組立誤差によって吸入端面隙間δ２に差がある圧縮機本体が製造されたとしても，この吸入端面隙間δ２の広狭はこの圧縮機本体の吸入容量に影響を与えず，製造された圧縮機本体１間における吸入容量のバラツキを小さくすることができた，

このように圧縮機本体１間における吸入容量の個体差，所謂バラツキを小さくすることができたことから，前述した吸入部構造を備えた圧縮機本体１を前述した多段式スクリュ圧縮機の高圧段側の圧縮機本体として使用する場合には，煩雑な調整作業等を行うことなく，多段式スクリュ圧縮機の定格運転時における中間圧力を設定値とすることができ，多段式スクリュ圧縮機における低圧段の圧縮機本体と高圧段の圧縮機本体の圧縮比を，多段式スクリュ圧縮機を最小の動力で駆動するために予め設定した所定の比率とすることが容易であった。

前述した吸入流路１５内にスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の周縁部を配置する構成は，スクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５を取り付けるためのボス５１，５２の端面５３，５４を，前記ロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）よりも小さくすると共に，このボス５１，５２の外周位置の全周に亘って前述の吸入流路１５を設けることで比較的簡単に形成することができた。

なお，ボス５１，５２の端部外径がスクリュロータ２０，３０の外径に対して小さく形成されていた場合であっても，このボスの端面が雌ロータ３０の歯溝の一部を覆うように設けられている場合には，スクリュロータ２０，３０の噛合による吸気閉じ込み前の僅かな時間，このボス５２の端面５４によって圧縮作用空間の端部が閉ざされることとなる場合があり，その結果，ボス５２の端面５４とスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２間の間隔の誤差によって圧縮機本体１毎の吸入容量に僅かなバラツキが生じうることとなるが，スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２と，これに対向するボス５１，５２の端面５３，５４間に，前記吸入流路１５の一部となる間隔δ３，δ４(図４，５参照)を形成した場合には，このようなボス５１，５２の端面５３，５４による吸気閉じ込みも生じないことから，スクリュ式の圧縮機本体の吸入容量のバラツキをより一層小さくすることが可能であった。

本発明の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。 図１のII−II線概略断面図。 スクリュロータの歯溝の展開説明図。 本発明の別の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。 本発明の更に別の吸入部構造を備えたスクリュ圧縮機本体の断面図。 図４及び図５におけるVI−VI線概略断面図。 二段式スクリュ圧縮機の説明図（特許文献１の図１に対応）。 スクリュ圧縮機本体の断面図（従来）。 図８のIX−IX線概略断面図。 図８のX−X線概略断面図。 スクリュロータの歯溝の展開説明図（従来）。

以下に，添付図面を参照しながら本発明の吸入部構造を備えたスクリュ型の圧縮機本体について説明する。

〔圧縮機本体の全体構造〕
本発明の吸入部構造が適用されるスクリュ式の圧縮機本体１は，ケーシング１０に形成されたシリンダ１１内に，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転可能に収容して構成されており，このスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で回転させることにより，スクリュロータ２０，３０の歯溝とシリンダ１１の内壁とによって画成された圧縮作用空間に対して被圧縮気体の導入と閉じ込みを行うと共に，この圧縮作用空間がスクリュロータ２０，３０の更なる回転に伴い容積減少する結果，閉じ込まれた被圧縮気体が圧縮されて吐出されるようになっている。

オイルフリー式のスクリュ圧縮機本体１である図示の実施形態において，このようなシリンダ１１内に収容された雄，雌の各スクリュロータ２０，３０は，各スクリュロータ２０，３０間が微小な間隙を介した非接触の状態で，且つ，各スクリュロータ２０，３０の歯先がシリンダ１１の内壁と非接触の状態で噛み合い回転するように構成されている。

また，スクリュロータ２０，３０の吐出端面２１（３１）と，これと対向するケーシング１０の内壁１２間は，所定の吐出端面隙間δ１が所定の隙間（一例として０．０５mm）となるように調整されていると共に，吐出端面２１，３１に向かって開口する吐出流路１７を設け，この吐出流路１７を吐出口１６に連通することで，スクリュロータ２０，３０の回転によって圧縮された圧縮気体を，この吐出口１６よりケーシング１０外に取り出すことができるように構成されている。

雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０に形成された歯溝と前記シリンダ１１の内周面とによって画成される前述の圧縮作用空間に対し被圧縮気体の導入を可能とするために，前記ケーシング１０には吸気口１４およびこの吸気口１４に連続すると吸入流路１５が設けられていると共に，この吸入流路１５を雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２に向かって開口することにより，前述した圧縮作用空間に対する被圧縮気体の導入が可能となっている。

前述したように，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を非接触の状態で回転させることができるようにするために，図１の圧縮機本体では，スクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）の端部にタイミングギヤ２４（３４）を設けて，両ロータの回転タイミングを規制していると共に，吸入側ロータ軸２５（３５）のいずれか一方の軸端に従動ギヤ２６を設け，図示せざるモータ等の駆動源に設けられた出力軸に取り付けた駆動ギヤ（図示せず）と噛合することにより，従動ギヤ２６が取り付けられたロータ軸，本実施形態にあっては雄のスクリュロータ２０の吸入側ロータ軸２５によってロータ２０が回転すると共に，雄のスクリュロータ２０の回転に伴い，吐出側ロータ軸２３，３３に取り付けたタイミングギヤ２４，３４によって雌ロータ３０が所定のタイミングで回転することにより，両スクリュロータ２０，３０間に微小な隙間を維持した非接触の状態で噛み合い回転させることができるようになっている。

なお，本実施形態にあっては雄・雌一対のスクリュロータ２０，３０のうち，雄ロータ２０の吸入側ロータ軸２５に対して従動ギヤ２６を取り付け，この従動ギヤ２６を介して駆動源（例えばモータ）からの回転駆動力を入力するようにしたことで，雄のスクリュロータ２０が「駆動側」，雌のスクリュロータ３０が「追従側」のロータとなっているが，駆動側，従動側は上記の例に限定されず，これを逆にしても良い。

〔ケーシングの構造〕
前述したスクリュ型圧縮機本体１の前記ケーシング１０は，雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０を噛み合い状態で収容するシリンダ１１が形成されたロータケーシング１０ａと，このロータケーシング１０ａの吸入側に取り付けられ，あるいはこれと一体に形成される吸入側ケーシング１０ｂ，及び前記ロータケーシング１０ａの吐出側端部に取り付けられ又は一体に形成されている吐出側ケーシング１０ｃで構成されており，図示の実施形態では，ロータケーシング１０ａと，吐出側ケーシング１０ｃとを一体に形成している。

このうち，前述のロータケーシング１０ａは，吸入側端部においてシリンダ１１を開放していると共に，吐出側に一体的に形成された吐出側ケーシング１０ｃ内においてスクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）を収容する軸孔１８が形成されており，この軸孔１８内に形成された軸受室内に軸受４１を収容することで，この軸受４１に雄，雌各スクリュロータ２０，３０の吐出側ロータ軸２３（３３）を支承可能としている。

また，シリンダ１１側とは反対側の吐出側ケーシング１０ｃの端部にはギヤ室４２ａを形成するエンドキャップ４２が取り付けられており，このエンドキャップ４２内に形成されたギヤ室４２ａ内に，前述したタイミングギヤ２４（３４）を収容することができるようになっている。

ロータケーシング１０ａの吸入側端部は，雄ロータ２０及び雌ロータ３０の吸入側ロータ軸２５（３５）を収容する軸孔１９（１９’）が形成された吸入側ケーシング１０ｂで覆われており，スクリュロータ２０，３０の吸入側ロータ軸２５，３５を，前記吸入側ケーシング１０ｂの軸孔１９（１９’）内に形成された軸受室内に収容された軸受４３によって支承すると共に，この軸受室とシリンダ１１間の前記軸孔１９内に形成された軸封部に，軸孔とロータ軸２５（３５）間の隙間を封止する軸封装置４５を設け，軸受４３に注油された潤滑油が，圧縮作用空間側に入り込むことを防止している。

〔吸入流路及び吐出流路〕
以上のように形成された吸入側ケーシング１０ｂには，前述したスクリュロータ２０，３０の歯間とシリンダ１１の内壁によって画成される前述の圧縮作用空間と連通して，前記圧縮作用空間内に被圧縮流体を導入するための吸入流路１５の一部が形成されていると共に，前述した吐出側ケーシング１０ｃには，前記圧縮作用空間とスクリュロータ２０，３０の吐出端面２１（３１）側において連通し，前記圧縮作用空間内において圧縮された圧縮流体を取り出すための吐出流路１７及び吐出口１６が形成されている。

このうちの吐出流路１７及び吐出口１６は，前述したように圧縮作用空間内で圧縮された圧縮流体をケーシング１０外に取り出すことができるものであれば既知の各種の構造を採用することができ，本実施形態における吐出流路１７の構成は，図１０に示した従来の圧縮機本体の構成と同様である。

これに対し，本発明の圧縮機本体１における吸入部構造では，前述した雄，雌一対のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２（３２）の少なくとも周縁部が全周に亘り前述した吸入側流路１５内に配置されるように構成している。

この吸入流路１５は，図示の実施形態にあってはシリンダ１１の上方においてロータケーシング１０ａに設けられた吸入口１４と，前述したスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２（２３）間を連通する吸入流路１５として，ロータケーシング１０ａから吸入側ケーシング１０ｂ内に亘って，前述の吸入流路１５を形成している。

そして，図１及び図２に示す実施形態にあっては，吸入側ロータ軸２５，３５が挿入される軸孔１９に設けたボス５１，５２の端面５３，５４部分を，スクリュロータ２０，３０の外径（歯先迄の径）に対して小径に形成し，ボス５１，５２の外周側における吸入側ケーシング１０ｂ内に，前記ボス５１，５２を取り囲むように吸入流路１５を形成することで，吸入流路１５内に雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２（３２）の周縁部が全周に亘り配置されるようにしている。

なお，このような吸入流路１５内に対する雄，雌スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の配置は，前述のようにボス５１，５２の端面５３，５４との対向部分（図２中の斜線部分）を除き，周縁部分が全周に亘って吸入流路１５内に配置されるように構成しても良く，又は，図４に示すように前述したボス５１，５２の端面５３，５４を雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２より離間してこの間隔δ３も吸入流路１５の一部として構成し，雄，雌スクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の全体が吸入流路１５内に配置されるように構成しても良く，更には，図５に示すようにシリンダ１１の全長に対し，雄，雌ロータ２０，３０の全長を若干短く形成する等して，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２を，これと対向するボス５１，５２の端面５３，５４より離間し，このようにして形成された間隔δ４を吸入流路１５の一部として形成することにより，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の全体が，吸入流路１５内に配置されるように構成しても良い（図６参照）。

〔作用等〕
上記吸入部構造を備えた本発明の圧縮機本体１の作用を，従来の吸入部構造を備えた圧縮機本体（図８〜１１参照）における吸入動作と比較して説明すると，従来の吸入部構造を備えた圧縮機本体にあっては，吸入側ケーシング１１０ｂに，吸入端面隙間δ２を介して対峙する内壁面が，図９中に斜線で示す範囲に設けられていたことにより，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１が回転軌跡上の一点ｍ４に至ると共に，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１が回転軌跡上の一点ｆ４に至ると，雄ロータ１２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間に形成されている歯溝と，雌ロータ１３０の歯先Ｆ１，Ｆ２間に形成されている歯溝，及びシリンダ１１１の内壁によって囲まれた圧縮作用空間の吸入側端部（図９中のグレーの着色部分）が吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５によって吸入流路１１５より遮断され，前述した圧縮作用空間の吸気閉じ込みが完了する（図１１参照）。

その後，この圧縮作用空間は，ロータ１２０，１３０の回転に伴って容積が減少し，この圧縮作用空間内の被圧縮流体の圧縮が開始される。

このようにして従来の圧縮機本体では，吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５によって圧縮作用空間の吸入側端部が塞がれることにより被圧縮流体の圧縮が開始されるが，従来の圧縮機本体１では前述したように，雄，雌ロータ１２０，１３０の吸入端面１２２，１３２と，これに対向する吸入側ケーシング１１０ｂの内壁１５５間には，比較的大きな吸入端面隙間δ２が存在すると共に，この吸入端面隙間δ２は圧縮機本体毎に個体差があることから，圧縮された被圧縮気体の一部は，この隙間δ２を介して漏出すると共に，個々の圧縮機本体毎にこの際の漏出量が相違するために，各圧縮機本体の吸入容量に個体差，所謂バラツキが生じる。

これに対し，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体１にあっては，図１及び図２に示すように，雄，雌のスクリュロータ２０，３０の吸入端面２２，３２の少なくとも周縁部分を全周に亘り吸入流路１５内に配置したことにより，図８，図９を参照して説明した圧縮機本体１００の，吸入側ケーシング１１０ｂに設けられていた内壁１５５に対応する構成が存在しない。

そのため，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体１にあっては，図２に示すように吸入端面２２，３２における雄ロータ２０の歯先Ｍ１と，雌ロータ３０の歯先Ｆ１が，回転軌道上の点ｍ４，ｆ４を越えて近付いても，雄ロータ２０の歯先Ｍ１，Ｍ２間に形成された歯溝と，雌ロータの歯先Ｆ１，Ｆ２間に形成された歯溝，並びにシリンダ１１の内壁によって画成された圧縮作用空間の吸気閉込は行われず，圧縮作用空間の吸入側端部の閉じ込みは，吸入端面２２，２３において雌ロータの歯先間に形成された歯溝内に，雄ロータの歯先が完全に噛合した回転位置（図示の例において，雌ロータ３０の歯先Ｆ２，Ｆ３間に，雄ロータ２０の歯先Ｍ２が噛合している位置）に至り，初めて吸気閉じ込みが行われる。

ここで，雄，雌スクリュロータ２０，３０間には，両者を非接触の状態で回転させるために所定の隙間が設けられていることから，この隙間を介して圧縮気体の漏出が生じるものの，この隙間はタイミングギヤ２４（３４）によって一定間隔に規制されていると共に，前述した吸入端面隙間δ２に比較して微小な隙間となっていることから，吸気閉じ込み後，圧縮に伴って圧縮作用空間より漏出する被圧縮流体の量が少ないだけでなく，各圧縮機本体１の加工精度や組立精度の相違に基づく個体差による変化が殆ど無い。

その結果，このような吸入部構造を備えた圧縮機本体１を，多段式のスクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体として使用することで，吸入容量のバラツキを極めて小さくすることが容易であり，その結果，定格運転時における中間圧力を設定値にすることが容易にでき，低圧段の圧縮機本体と，高圧段の圧縮機本体を，所定の圧縮比で駆動することができるために，多段式スクリュ圧縮機の駆動に要する動力を最小化することが可能である。

なお，図２を参照して説明した吸入部構造にあっては，ボス５２の外周が雌ロータ３０の歯溝の溝底よりも外側に配置されている場合，雄ロータ２０と雌ロータ３０の噛合によって圧縮作用空間の吸入側端部が閉じ込まれる前の僅かな時間，ボス５２の端面５４によって圧縮作用空間の吸気閉じ込みが行われる場合があり，これにより極僅かではあるが，圧縮機本体１の吸入容量のバラツキが生じる可能性がある。

これに対し，前述したようの，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２と，これに対向するボス５１，５２の端面５３，５４間にも比較的広い間隔（δ３又はδ４：図４，５参照）を設け，この間隔によって吸入流路１５の一部を形成した構成とした場合には，ボス５１，５２を短く形成した場合（図４参照）であっても，ロータ２０，３０を短く形成した場合（図５参照）のいずれの場合であっても，雄，雌ロータ２０，３０の吸入端面２２，３２は，その全体が吸入流路１５内に配置されることとなり，雄，雌ロータ２０，３０の噛み合いによって圧縮作用空間の吸入側端部が閉ざされる迄は，吸気閉じ込みが行われないこととなることから，より一層，圧縮機本体１間における吸入容量のバラツキを生じ難くすることができる。

以上の説明では本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体を，多段式スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体に使用する場合を例として説明したが，本発明の吸入部構造を備えた圧縮機本体は，前述した多段式スクリュ圧縮機の高圧段の圧縮機本体に使用する場合に限定されず，吸入容量のバラツキを小さくする必要がある，各種圧縮機本体の構造として採用可能である。

１ 圧縮機本体
１０ ケーシング
１０ａ ロータケーシング
１０ｂ 吸入側ケーシング
１０ｃ 吐出側ケーシング
１１ シリンダ
１２ 内壁（吐出側）
１４ 吸入口
１５ 吸入流路
１６ 吐出口
１７ 吐出流路
１８ 軸孔（吐出側）
１９ 軸孔（吸入側）
２０ スクリュロータ（雄）
２１ 吐出端面（雄ロータの）
２２ 吸入端面（雄ロータの）
２３ 吐出側ロータ軸（雄ロータの）
２４ タイミングギヤ（雄ロータの）
２５ 吸入側ロータ軸（雄ロータの）
２６ 従動ギヤ
３０ スクリュロータ（雌）
３１ 吐出端面（雌ロータの）
３２ 吸入端面（雌ロータの）
３３ 吐出側ロータ軸（雌ロータの）
３４ タイミングギヤ（雌ロータの）
３５ 吸入側ロータ軸（雌ロータの）
４１ 軸受
４２ エンドキャップ
４２ａ ギヤ室
４３ 軸受
４４，４５ 軸封装置
５１，５２ ボス
５３，５４ 端面（ボスの）
１００ 圧縮機本体
１００ａ 低圧段の圧縮機本体
１００ｂ 高圧段の圧縮機本体
１０３ 増速機
１０４ 駆動源（例えばモータ）
１１０ ケーシング
１１１ シリンダ
１１２ 内壁
１２０，１３０ ロータ
１２１，１３１ 吐出端面
１２２，１３２ 吸入端面
１５５ 内壁
２２０，２２２ 中間段通路（中間配管）
δ１ 吐出端面隙間
δ２ 吸入端面隙間
ｆ１〜ｆ４ 雌ロータの回転位置
ｍ１〜ｍ４ 雄ロータの回転位置
Ｆ１〜Ｆ６ 雌ロータの歯先
Ｍ１〜Ｍ５ 雄ロータの歯先

Claims (6)

1. 相互に噛み合い回転する雄，雌一対のスクリュロータと，前記一対のスクリュロータを噛み合い状態で回転可能に収容するシリンダが形成されたケーシングを備え，前記雄，雌一対のスクリュロータの歯先と，前記スクリュロータを収容する前記シリンダ内壁によって画成される圧縮作用空間を前記一対のスクリュロータの噛み合い回転により容積減少させて，前記一対のスクリュロータの吸入端面側より前記圧縮作用空間内に取り込んだ被圧縮流体を圧縮して吐出端面側より前記ケーシング内に設けた吐出流路に吐出可能としたスクリュ型の圧縮機本体において，
   前記ケーシングに設けた吸入口と連通すると共に前記一対のスクリュロータの吸入端面に向かって開口して前記圧縮作用空間に被圧縮流体を導入する吸入流路を前記ケーシング内に形成すると共に，
   前記雄，雌一対のスクリュロータ双方の吸入端面の少なくとも周縁部分を全周に亘り前記吸入流路内に配置したことを特徴とするスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。
2. 前記雄，雌一対のスクリュロータの吸入端面に向かって突出し，前記一対のスクリュロータの吸入側ロータ軸をそれぞれ収容するボスの突出側端部における外径を前記各スクリュロータの外径よりも小径に形成し，前記ボスの外周位置の全周に亘り前記吸入流路を形成したことを特徴とする請求項１記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。
3. 前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，各吸入端面と対向する前記ボスの端面間に，前記吸入流路の一部となる間隔を形成したことを特徴とする請求項２記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。
4. 前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，前記ボスの端面間の間隔を，前記ボスの端面を，前記スクリュロータの吸入端面より離間して設けることにより形成したことを特徴とする請求項３記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。
5. 前記雄，雌一対のスクリュロータそれぞれの吸入端面と，前記ボスの端面間の間隔を，前記スクリュロータの吸入端面を，前記ボスの端面より離間して設けることにより形成したことを特徴とする請求項３記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。
6. 前記圧縮機本体が，低圧段の圧縮機本体によって圧縮された圧縮気体を，高圧段の圧縮機本体に導入して更に圧縮する多段式スクリュ圧縮機における前記高圧段の圧縮機本体である請求項１〜５いずれか１項記載のスクリュ圧縮機本体の吸入部構造。

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