JP2012159055A - Screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリュー圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a screw compressor.
従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、スクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１，２には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。
Conventionally, screw compressors have been used as compressors for compressing refrigerant and air. For example,
このシングルスクリュー圧縮機について説明する。スクリューロータは、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝が刻まれている。スクリューロータは、ケーシング内に収容されている。スクリューロータの螺旋溝は、圧縮室を形成する。ゲートロータは、概ね平板状に形成されている。ゲートロータには、複数の長方形板状のゲートが放射状に設けられている。ゲートロータのゲートは、スクリューロータの螺旋溝と噛み合わされる。そして、スクリューロータが回転すると、ゲートが螺旋溝の始端（吸入側の端部）から終端（吐出側の端部）へ向かって相対的に移動し、流体が圧縮室へ吸入されて圧縮される。 This single screw compressor will be described. The screw rotor is generally formed in a columnar shape, and a plurality of spiral grooves are carved on the outer peripheral portion thereof. The screw rotor is accommodated in the casing. The helical groove of the screw rotor forms a compression chamber. The gate rotor is generally formed in a flat plate shape. The gate rotor is provided with a plurality of rectangular plate-shaped gates radially. The gate of the gate rotor is meshed with the spiral groove of the screw rotor. When the screw rotor rotates, the gate relatively moves from the start end (end portion on the suction side) to the end end (end portion on the discharge side) of the spiral groove, and the fluid is sucked into the compression chamber and compressed. .
特許文献１，２に開示されているように、スクリュー圧縮機のスライドバルブには、潤滑油を圧縮室へ供給するための給油通路が設けられている。このスクリュー圧縮機では、潤滑油を貯留するための貯留室がケーシング内に形成され、貯留室内の潤滑油が貯留室と圧縮室との圧力差によって圧縮室へ供給される。圧縮室へ供給された潤滑油は、スクリューロータとケーシングの摺動部分の潤滑や、スクリューロータとケーシングの隙間をシールして圧縮室の気密性を確保するために利用される。また、圧縮室へ供給された潤滑油は、圧縮室内で圧縮される流体やスクリューロータを冷却するためにも利用される。
As disclosed in
ところで、貯留室内の潤滑油が貯留室と圧縮室との圧力差によって圧縮室へ供給される従来のスクリュー圧縮機では、貯留室と圧縮室の圧力差が大きい場合には、圧縮室へ供給される潤滑油の流量が過多となって油上がり量が増加したり、潤滑油の粘性に抗してスクリューロータを回転させるのに必要な動力が嵩んでスクリュー圧縮機の運転効率が低下するという問題がある。一方、貯留室と圧縮室の圧力差が小さい場合には、圧縮室へ供給される潤滑油の流量が少なくなり、スクリューロータとケーシングの隙間が十分にシールされず、漏れ損失が増大するという問題がある。 By the way, in the conventional screw compressor in which the lubricating oil in the storage chamber is supplied to the compression chamber due to the pressure difference between the storage chamber and the compression chamber, when the pressure difference between the storage chamber and the compression chamber is large, the lubricating oil is supplied to the compression chamber. The problem is that the flow rate of lubricating oil increases and the amount of oil rising increases, or the power required to rotate the screw rotor against the viscosity of the lubricating oil increases and the operating efficiency of the screw compressor decreases. There is. On the other hand, when the pressure difference between the storage chamber and the compression chamber is small, the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber decreases, the gap between the screw rotor and the casing is not sufficiently sealed, and the leakage loss increases. There is.
しかしながら、従来のスクリュー圧縮機では、スライドバルブに給油通路を設けた構成としているので、スライドバルブをスライドさせることによって潤滑油の流量を調整しようとすると、圧縮室の圧縮比が変化してしまい、圧縮機の運転効率が低下するという問題がある。 However, in the conventional screw compressor, since the oil supply passage is provided in the slide valve, when the flow rate of the lubricating oil is adjusted by sliding the slide valve, the compression ratio of the compression chamber changes, There exists a problem that the operating efficiency of a compressor falls.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮室へ供給される潤滑油の流量を調整して、スクリュー圧縮機の運転効率を向上させることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to adjust the flow volume of the lubricating oil supplied to a compression chamber, and to improve the operating efficiency of a screw compressor.
本発明は、ケーシング（30）と、該ケーシング（30）のシリンダ部（31）に挿入されて圧縮室（23）を形成するスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）を駆動する回転速度が可変の電動機（15）と、該スクリューロータ（40）の軸方向へスライドすることによって該圧縮室（23）の圧縮比を調整するスライドバルブ（4）とを備えたスクリュー圧縮機を対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention includes a casing (30), a screw rotor (40) inserted into a cylinder part (31) of the casing (30) to form a compression chamber (23), and a rotation for driving the screw rotor (40). A screw compressor having a variable speed motor (15) and a slide valve (4) that adjusts the compression ratio of the compression chamber (23) by sliding in the axial direction of the screw rotor (40). The following solutions were taken.
すなわち、第１の発明は、潤滑油を貯留する油貯留室（18）と、
前記スライドバルブ（4）とは別部材で構成され、前記油貯留室（18）と前記圧縮室（23）との圧力差によって該油貯留室（18）内の潤滑油を該圧縮室（23）へ供給するための油通路（83）が形成された給油スライドバルブ（80）とを備え、
前記給油スライドバルブ（80）は、前記スクリューロータ（40）の軸方向へスライドして前記圧縮室（23）に対する前記油通路（83）の位置を移動させることで、該圧縮室（23）への給油量を調整するように構成されていることを特徴とするものである。
That is, the first invention is an oil storage chamber (18) for storing lubricating oil;
The slide valve (4) is a separate member, and the lubricating oil in the oil storage chamber (18) is removed by the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the compression chamber (23). An oil supply slide valve (80) formed with an oil passage (83) for supplying to
The oil supply slide valve (80) slides in the axial direction of the screw rotor (40) and moves the position of the oil passage (83) with respect to the compression chamber (23), thereby moving to the compression chamber (23). It is comprised so that the amount of oil supply may be adjusted.
第１の発明では、油貯留室（18）に潤滑油が貯留される。給油スライドバルブ（80）には、油貯留室（18）と圧縮室（23）との圧力差によって油貯留室（18）内の潤滑油を圧縮室（23）へ供給するための油通路（83）が形成される。この給油スライドバルブ（80）は、圧縮室（23）の圧縮比を調整するスライドバルブ（4）とは別部材で構成され、スクリューロータ（40）の軸方向へスライドして圧縮室（23）に対する油通路（83）の位置を移動させる。これにより、圧縮室（23）への給油量が調整される。 In the first invention, lubricating oil is stored in the oil storage chamber (18). An oil passage (80) for supplying lubricating oil in the oil storage chamber (18) to the compression chamber (23) by a pressure difference between the oil storage chamber (18) and the compression chamber (23) is provided in the oil supply slide valve (80). 83) is formed. The lubrication slide valve (80) is configured as a separate member from the slide valve (4) for adjusting the compression ratio of the compression chamber (23), and slides in the axial direction of the screw rotor (40) to compress the compression chamber (23). The position of the oil passage (83) with respect to is moved. Thereby, the amount of oil supply to the compression chamber (23) is adjusted.
このような構成とすれば、給油スライドバルブ（80）を、圧縮室（23）の圧縮比を調整するスライドバルブ（4）とは別部材とし、給油スライドバルブ（80）に油通路（83）を形成することで、圧縮室（23）の圧縮比を変化させることなく、圧縮室（23）への潤滑油の給油量を調整することができる。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を運転条件に応じて最適化しつつスクリュー圧縮機の運転効率を向上させることができる。 With this configuration, the oil supply slide valve (80) is a separate member from the slide valve (4) that adjusts the compression ratio of the compression chamber (23), and the oil passage (83) is connected to the oil supply slide valve (80). The amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) can be adjusted without changing the compression ratio of the compression chamber (23). Thereby, the operating efficiency of the screw compressor can be improved while optimizing the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) according to the operating conditions.
第２の発明は、第１の発明において、
前記給油スライドバルブ（80）は、前記電動機（15）の回転速度が増加するのに応じて前記油通路（83）の位置を前記圧縮室（23）の吐出側に移動させる一方、回転速度が低下するのに応じて該油通路（83）の位置を該圧縮室（23）の吸入側に移動させるように構成されていることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
The oil supply slide valve (80) moves the position of the oil passage (83) to the discharge side of the compression chamber (23) as the rotation speed of the electric motor (15) increases, while the rotation speed is It is configured to move the position of the oil passage (83) to the suction side of the compression chamber (23) as it decreases.
第２の発明では、給油スライドバルブ（80）をスライドさせ、電動機（15）の回転速度が増加するのに応じて油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させる。一方、回転速度が低下するのに応じて油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させる。 In the second invention, the oil supply slide valve (80) is slid, and the position of the oil passage (83) is moved to the discharge side of the compression chamber (23) as the rotational speed of the electric motor (15) increases. On the other hand, the position of the oil passage (83) is moved to the suction side of the compression chamber (23) as the rotational speed decreases.
このような構成とすれば、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を、スクリュー圧縮機の運転容量に応じた値に設定することが可能となる。具体的に、圧縮室（23）の内圧は、吸入側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が大きく、吐出側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が小さくなる。そして、差圧が大きいほど圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量が多くなる。 With this configuration, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) can be set to a value according to the operating capacity of the screw compressor. Specifically, the pressure difference between the compression chamber (23) and the oil storage chamber (18) increases toward the suction side, and the pressure difference with the oil storage chamber (18) decreases toward the discharge side. As the differential pressure increases, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) increases.
そこで、本発明では、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が大きくなるのに応じて、油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を減らすようにしている。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の流量が過多となって潤滑油の粘性に抗してスクリューロータを回転させるのに必要な動力が嵩んでスクリュー圧縮機の運転効率が低下するのを抑制することができる。また、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が小さくなるのに応じて、油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を増やすようにしている。これにより、スクリューロータ（40）とケーシング（30）の隙間が十分にシールされず、漏れ損失が増大するのを抑制することができる。 Therefore, in the present invention, the position of the oil passage (83) is moved to the discharge side of the compression chamber (23) as the operating capacity of the screw compressor (1) increases, so that the compression chamber (23) The amount of lubricating oil supplied to is reduced. As a result, the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber (23) becomes excessive, so that the power necessary to rotate the screw rotor against the viscosity of the lubricating oil increases and the operating efficiency of the screw compressor decreases. Can be suppressed. Further, as the operating capacity of the screw compressor (1) decreases, the position of the oil passage (83) is moved to the suction side of the compression chamber (23) to be supplied to the compression chamber (23). The amount of lubrication oil is increased. Thereby, the clearance gap between a screw rotor (40) and a casing (30) is not fully sealed, but it can suppress that leakage loss increases.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記ケーシング（30）内に形成され、前記圧縮室（23）に吸入される低圧冷媒が貯留された低圧室（S1）を備え、
前記給油スライドバルブ（80）は、前記油貯留室（18）と前記低圧室（S1）との圧力差が大きくなるのに応じて前記油通路（83）の位置を前記圧縮室（23）の吐出側に移動させる一方、圧力差が小さくなるのに応じて該油通路（83）の位置を該圧縮室（23）の吸入側に移動させるように構成されていることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
A low pressure chamber (S1) formed in the casing (30) and storing a low pressure refrigerant sucked into the compression chamber (23);
The oil supply slide valve (80) moves the position of the oil passage (83) of the compression chamber (23) as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) increases. While being moved to the discharge side, the position of the oil passage (83) is moved to the suction side of the compression chamber (23) as the pressure difference becomes smaller. is there.
第３の発明では、給油スライドバルブ（80）をスライドさせ、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差が大きくなるのに応じて油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させる。一方、圧力差が小さくなるのに応じて油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させる。 In the third invention, the oil supply slide valve (80) is slid, and the position of the oil passage (83) is changed according to the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1). 23) Move to the discharge side. On the other hand, the position of the oil passage (83) is moved to the suction side of the compression chamber (23) as the pressure difference becomes smaller.
このような構成とすれば、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差に応じた値に設定することが可能となる。具体的に、圧縮室（23）の内圧は、吸入側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が大きく、吐出側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が小さくなる。そして、差圧が大きいほど圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量が多くなる。 With this configuration, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) can be set to a value corresponding to the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1). It becomes. Specifically, the pressure difference between the compression chamber (23) and the oil storage chamber (18) increases toward the suction side, and the pressure difference with the oil storage chamber (18) decreases toward the discharge side. As the differential pressure increases, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) increases.
そこで、本発明では、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差が大きくなるのに応じて、油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を減らすようにしている。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の流量が過多となって潤滑油の粘性に抗してスクリューロータを回転させるのに必要な動力が嵩んでスクリュー圧縮機の運転効率が低下するのを抑制することができる。また、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差が小さくなるのに応じて、油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を増やすようにしている。これにより、スクリューロータ（40）とケーシング（30）の隙間が十分にシールされず、漏れ損失が増大するのを抑制することができる。 Therefore, in the present invention, the position of the oil passage (83) is moved to the discharge side of the compression chamber (23) as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) increases. Thus, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) is reduced. As a result, the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber (23) becomes excessive, so that the power necessary to rotate the screw rotor against the viscosity of the lubricating oil increases and the operating efficiency of the screw compressor decreases. Can be suppressed. Further, as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) decreases, the position of the oil passage (83) is moved to the suction side of the compression chamber (23), so that the compression chamber The amount of lubricating oil supplied to (23) is increased. Thereby, the clearance gap between a screw rotor (40) and a casing (30) is not fully sealed, but it can suppress that leakage loss increases.
本発明によれば、給油スライドバルブ（80）を、圧縮室（23）の圧縮比を調整するスライドバルブ（4）とは別部材とし、給油スライドバルブ（80）に油通路（83）を形成するようにしたから、圧縮室（23）の圧縮比を変化させることなく、圧縮室（23）への潤滑油の給油量を調整することができる。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を運転条件に応じて最適化しつつスクリュー圧縮機の運転効率を向上させることができる。 According to the present invention, the oil supply slide valve (80) is a separate member from the slide valve (4) that adjusts the compression ratio of the compression chamber (23), and the oil passage (83) is formed in the oil supply slide valve (80). Thus, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) can be adjusted without changing the compression ratio of the compression chamber (23). Thereby, the operating efficiency of the screw compressor can be improved while optimizing the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) according to the operating conditions.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
本発明の実施形態に係るシングルスクリュー圧縮機（1）（以下、単にスクリュー圧縮機という）は、冷媒回路の冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置を構成しており、この冷媒回路にスクリュー圧縮機（1）が接続されている。 A single screw compressor (1) according to an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as a screw compressor) constitutes a refrigeration apparatus that performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating refrigerant in a refrigerant circuit. A screw compressor (1) is connected to the refrigerant circuit.
−スクリュー圧縮機の全体構成−
図１に示すように、スクリュー圧縮機（1）では、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機（15）とが１つのケーシング（30）に収容されている。このスクリュー圧縮機（1）は、半密閉型に構成されている。
-Overall configuration of screw compressor-
As shown in FIG. 1, in the screw compressor (1), the compression mechanism (20) and the electric motor (15) that drives the compression mechanism (20) are accommodated in one casing (30). The screw compressor (1) is configured as a semi-hermetic type.
ケーシング（30）は、横長の円筒状に形成されている。ケーシング（30）の内部空間は、ケーシング（30）の一端側に位置する低圧室（S1）と、ケーシング（30）の他端側に位置する高圧室（S2）とに仕切られている。ケーシング（30）には、低圧室（S1）に連通する吸入管接続部（11）と、高圧室（S2）に連通する吐出管接続部（12）とが設けられている。冷媒回路の蒸発器から流れてきた低圧ガス冷媒（すなわち、低圧流体）は、吸入管接続部（11）を通って低圧室（S1）へ流入する。また、圧縮機構（20）から高圧室（S2）へ吐出された圧縮後の高圧ガス冷媒は、吐出管接続部（12）を通って冷媒回路の凝縮器へ供給される。 The casing (30) is formed in a horizontally long cylindrical shape. The internal space of the casing (30) is partitioned into a low pressure chamber (S1) located on one end side of the casing (30) and a high pressure chamber (S2) located on the other end side of the casing (30). The casing (30) is provided with a suction pipe connecting portion (11) communicating with the low pressure chamber (S1) and a discharge pipe connecting portion (12) communicating with the high pressure chamber (S2). The low-pressure gas refrigerant (that is, low-pressure fluid) flowing from the evaporator of the refrigerant circuit flows into the low-pressure chamber (S1) through the suction pipe connection (11). Further, the compressed high-pressure gas refrigerant discharged from the compression mechanism (20) to the high-pressure chamber (S2) is supplied to the condenser of the refrigerant circuit through the discharge pipe connecting portion (12).
ケーシング（30）内では、低圧室（S1）に電動機（15）が配置され、低圧室（S1）と高圧室（S2）の間に圧縮機構（20）が配置されている。圧縮機構（20）の駆動軸（21）は、電動機（15）に連結されている。電動機（15）は、インバータ制御により回転速度を調整することができるように構成されている。このことにより、スクリュー圧縮機（1）は、電動機（15）の回転速度を調整して運転容量を変更することができる。 In the casing (30), the electric motor (15) is disposed in the low pressure chamber (S1), and the compression mechanism (20) is disposed between the low pressure chamber (S1) and the high pressure chamber (S2). The drive shaft (21) of the compression mechanism (20) is connected to the electric motor (15). The electric motor (15) is configured to be able to adjust the rotation speed by inverter control. Thus, the screw compressor (1) can change the operating capacity by adjusting the rotational speed of the electric motor (15).
また、ケーシング（30）内では、高圧室（S2）に油分離器（17）が配置されている。油分離器（17）は、圧縮機構（20）から吐出された冷媒から潤滑油を分離する。高圧室（S2）における油分離器（17）の下方には、潤滑油である潤滑油を貯留するための油貯留室（18）が形成されている。油分離器（17）において冷媒から分離された潤滑油は、下方へ流れ落ちて油貯留室（18）に蓄えられる。 In the casing (30), an oil separator (17) is disposed in the high pressure chamber (S2). The oil separator (17) separates the lubricating oil from the refrigerant discharged from the compression mechanism (20). Below the oil separator (17) in the high-pressure chamber (S2), an oil storage chamber (18) for storing lubricating oil as lubricating oil is formed. The lubricating oil separated from the refrigerant in the oil separator (17) flows down and is stored in the oil storage chamber (18).
図２〜図４に示すように、圧縮機構（20）は、ケーシング（30）内に形成されたシリンダ部（31）と、このシリンダ部（31）の中に回転可能に配置された１つのスクリューロータ（40）と、このスクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the compression mechanism (20) includes a cylinder part (31) formed in the casing (30), and one of the cylinder parts (31) rotatably disposed in the cylinder part (31). A screw rotor (40) and two gate rotors (50) meshing with the screw rotor (40) are provided.
シリンダ部（31）における周方向の２カ所には、径方向外側に膨出するとともに低圧室（S1）と高圧室（S2）とを連通するように連通部（32）が形成されている。この連通部（32）には、シリンダ部（31）の軸方向沿いに延びるスライド溝（33）が含まれ、スライド溝（33）には後述するスライドバルブ（4）が軸方向へ移動可能に装着されている。また、シリンダ部（31）における周方向の連通部（32）とは別の２カ所には、シリンダ部（31）の軸方向沿いに延びる給油スライド溝（34）が形成されている。給油スライド溝（34）には、給油スライドバルブ（80）が軸方向へ移動可能に装着されている。 At two locations in the circumferential direction of the cylinder portion (31), communication portions (32) are formed so as to bulge outward in the radial direction and to communicate the low pressure chamber (S1) and the high pressure chamber (S2). The communication portion (32) includes a slide groove (33) extending along the axial direction of the cylinder portion (31), and a slide valve (4) described later is movable in the axial direction in the slide groove (33). It is installed. Further, oil supply slide grooves (34) extending along the axial direction of the cylinder part (31) are formed at two places other than the communication part (32) in the circumferential direction in the cylinder part (31). An oil supply slide valve (80) is mounted in the oil supply slide groove (34) so as to be movable in the axial direction.
なお、吐出口（25）には、スライドバルブ（4）に形成されるバルブ側吐出口（27）と、シリンダ部（31）に形成されるシリンダ側吐出口（28）とが含まれている。 The discharge port (25) includes a valve side discharge port (27) formed in the slide valve (4) and a cylinder side discharge port (28) formed in the cylinder part (31). .
スクリューロータ（40）と駆動軸（21）とは、キー（22）によって連結されている。これにより、スクリューロータ（40）は、電動機（15）によって回転駆動されるようになっている。 The screw rotor (40) and the drive shaft (21) are connected by a key (22). Thereby, the screw rotor (40) is rotationally driven by the electric motor (15).
駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の吐出側に位置するベアリングホルダ（60）に回転自在に支持されている。このベアリングホルダ（60）は、ボールベアリング（61）を介して駆動軸（21）を支持している。また、スクリューロータ（40）は、シリンダ部（31）に回転可能に嵌合しており、その外周面がシリンダ部（31）の内周面と油膜を介して摺接している。 The drive shaft (21) is arranged coaxially with the screw rotor (40). The tip of the drive shaft (21) is rotatably supported by a bearing holder (60) located on the discharge side of the compression mechanism (20). The bearing holder (60) supports the drive shaft (21) via a ball bearing (61). The screw rotor (40) is rotatably fitted to the cylinder part (31), and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder part (31) via an oil film.
スクリュー圧縮機（1）の運転容量（単位時間当たりに圧縮機構（20）から吐出される冷媒の吐出量）は、冷媒回路の利用側の負荷に応じて制御される。その際、可変ＶＩ機構（3）のスライドバルブ（4）は、利用側の負荷に応じて制御される運転容量に対して、最適の圧縮効率が得られる容積比（圧縮比）になるように制御される。具体的には、運転状態が定格負荷（１００％負荷）状態であるか部分負荷状態であるかによって変化する運転容量に応じて、スライドバルブ（4）は、スクリューロータ（40）の軸方向へ位置が変化する。 The operating capacity of the screw compressor (1) (the amount of refrigerant discharged from the compression mechanism (20) per unit time) is controlled according to the load on the usage side of the refrigerant circuit. At that time, the slide valve (4) of the variable VI mechanism (3) has a volume ratio (compression ratio) at which optimum compression efficiency is obtained with respect to the operating capacity controlled according to the load on the use side. Be controlled. Specifically, the slide valve (4) moves in the axial direction of the screw rotor (40) according to the operating capacity that changes depending on whether the operating state is a rated load (100% load) state or a partial load state. The position changes.
なお、スクリュー圧縮機（1）において、スライドバルブ（4）は、定格負荷の運転状態（図２の状態）と部分負荷の運転状態（図３の状態）とを比較すると、負荷の小さい運転状態の方が前記シリンダ側吐出口（28）の面積が大きくなるように、図２において左側（吸入側）へ位置が変化する。 In the screw compressor (1), when the slide valve (4) is compared with the rated load operating state (the state shown in FIG. 2) and the partial load operating state (the state shown in FIG. 3), The position changes to the left side (suction side) in FIG. 2 so that the area of the cylinder side discharge port (28) becomes larger.
図５に示すスクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）の外周面には、スクリューロータ（40）の一端（流体（冷媒）の吸入側の端部）から他端（吐出側の端部）へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数本（本実施形態では、６本）形成されている。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧室（S1）に開放されており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。 The screw rotor (40) shown in FIG. 5 is a metal member formed in a substantially columnar shape. On the outer peripheral surface of the screw rotor (40), a spiral groove extending in a spiral shape from one end of the screw rotor (40) (end on the suction side of the fluid (refrigerant)) to the other end (end on the discharge side) 41) are formed (six in this embodiment). The spiral groove (41) of the screw rotor (40) is opened to the low-pressure chamber (S1) at the suction side end, and this open part is the suction port (24) of the compression mechanism (20).
各ゲートロータ（50）は、樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）には、長方形板状に形成された複数枚（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられている。各ゲートロータ（50）は、シリンダ部（31）の外側に、スクリューロータ（40）の回転軸に対して軸対称となるように配置されている。つまり、本実施形態のスクリュー圧縮機（1）では、二つのゲートロータ（50）が、スクリューロータ（40）の回転中心軸周りに等角度間隔（本実施形態では１８０°間隔）で配置されている。各ゲートロータ（50）の軸心は、スクリューロータ（40）の軸心と直交している。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）がシリンダ部（31）の一部（図示せず）を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。 Each gate rotor (50) is a resin member. Each gate rotor (50) is provided with a plurality of (11 in this embodiment) gates (51) formed in a rectangular plate shape in a radial pattern. Each gate rotor (50) is arranged outside the cylinder part (31) so as to be axially symmetric with respect to the rotation axis of the screw rotor (40). That is, in the screw compressor (1) of the present embodiment, the two gate rotors (50) are arranged at equiangular intervals (180 ° intervals in the present embodiment) around the rotation center axis of the screw rotor (40). Yes. The axis of each gate rotor (50) is orthogonal to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) is arranged so that the gate (51) penetrates a part (not shown) of the cylinder part (31) and meshes with the spiral groove (41) of the screw rotor (40).
ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図５を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。 The gate rotor (50) is attached to a metal rotor support member (55) (see FIG. 5). The rotor support member (55) includes a base portion (56), an arm portion (57), and a shaft portion (58). The base (56) is formed in a slightly thick disk shape. The same number of arms (57) as the gates (51) of the gate rotor (50) are provided and extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (56). The shaft portion (58) is formed in a rod shape and is erected on the base portion (56). The central axis of the shaft portion (58) coincides with the central axis of the base portion (56). The gate rotor (50) is attached to a surface of the base portion (56) and the arm portion (57) opposite to the shaft portion (58). Each arm part (57) is in contact with the back surface of the gate (51).
ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、シリンダ部（31）に隣接してケーシング（30）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図４を参照）。図４におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）にボールベアリング（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧室（S1）に連通している。 The rotor support member (55) to which the gate rotor (50) is attached is accommodated in a gate rotor chamber (90) that is defined in the casing (30) adjacent to the cylinder part (31) (FIG. 4). See). The rotor support member (55) disposed on the right side of the screw rotor (40) in FIG. 4 is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the lower end side. On the other hand, the rotor support member (55) disposed on the left side of the screw rotor (40) in the figure is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the upper end side. The shaft portion (58) of each rotor support member (55) is rotatably supported by a bearing housing (91) in the gate rotor chamber (90) via ball bearings (92, 93). Each gate rotor chamber (90) communicates with the low pressure chamber (S1).
圧縮機構（20）では、シリンダ部（31）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。 In the compression mechanism (20), a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylinder portion (31), the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and the gate (51) of the gate rotor (50) is compressed. (23)
上述したように、スクリュー圧縮機（1）は、圧縮機構（20）の容積比ＶＩを調整するための可変ＶＩ機構（3）を備えている。この容積比ＶＩは、圧縮機構（20）における吐出容積Ｖdに対する吸入容積Ｖsの比（Ｖs／Ｖｄ）を意味し、換言すると、圧縮機構（20）の圧縮比を意味する。 As described above, the screw compressor (1) includes the variable VI mechanism (3) for adjusting the volume ratio VI of the compression mechanism (20). The volume ratio VI means the ratio (Vs / Vd) of the suction volume Vs to the discharge volume Vd in the compression mechanism (20), in other words, the compression ratio of the compression mechanism (20).
可変ＶＩ機構（3）は、スライドバルブ（4）と、スライド溝（33）内のスライドバルブ（4）の位置を変更するための油圧シリンダ（5）とを有している（図２及び図３を参照）。 The variable VI mechanism (3) has a slide valve (4) and a hydraulic cylinder (5) for changing the position of the slide valve (4) in the slide groove (33) (FIGS. 2 and 3).
スライドバルブ（4）は、スライド溝（33）に摺動自在に嵌合している。スライド溝（33）内において、スライドバルブ（4）は、スクリューロータ（40）の吸入側（吸入口（24））に最も近づく位置（第１位置）と、吸入口（24）から最も離れる位置（第２位置）との間を進退自在に構成されている。なお、スライドバルブ（4）が第１位置にあると、スライド溝（33）の軸方向一端側（吸入側）の内壁と、スライドバルブ（4）の軸方向一端側の端部とが接触する。つまり、シリンダ部（31）には、スライドバルブ（4）を第１位置で保持するように、スライドバルブ（4）と当接する当接部（31a）が形成されている。 The slide valve (4) is slidably fitted in the slide groove (33). In the slide groove (33), the slide valve (4) is located closest to the suction side (suction port (24)) of the screw rotor (40) (first position) and farthest from the suction port (24). It is configured to be able to advance and retreat between (second position). When the slide valve (4) is in the first position, the inner wall on one end side (suction side) in the axial direction of the slide groove (33) comes into contact with the end portion on one end side in the axial direction of the slide valve (4). . That is, the cylinder part (31) is formed with a contact part (31a) that comes into contact with the slide valve (4) so as to hold the slide valve (4) in the first position.
また、スライドバルブ（4）の軸方向の他端部には、軸方向に対して斜めに傾斜する傾斜面（図示省略）が形成されている。この傾斜面は、スクリューロータ（40）の回転方向に進むにつれて、吐出口（25）の開口幅を拡大させるように形成されている。 In addition, an inclined surface (not shown) that is inclined with respect to the axial direction is formed at the other axial end of the slide valve (4). This inclined surface is formed so as to increase the opening width of the discharge port (25) as it advances in the rotational direction of the screw rotor (40).
圧縮機構（20）では、スライドバルブ（4）の位置に応じて、吐出口（25）の開口面積が変化する。これにより、圧縮室（23）と吐出口（25）との連通位置が変更される。その結果、圧縮室（23）から冷媒が吐出される吐出行程のタイミングが調整され、容積比ＶＩが調整される。なお、上述したシリンダ側吐出口（28）は、スライドバルブ（4）を第２位置とした時を基準に、開口形状が定められている。 In the compression mechanism (20), the opening area of the discharge port (25) changes according to the position of the slide valve (4). Thereby, the communication position of the compression chamber (23) and the discharge port (25) is changed. As a result, the timing of the discharge stroke in which the refrigerant is discharged from the compression chamber (23) is adjusted, and the volume ratio VI is adjusted. The cylinder-side discharge port (28) described above has an opening shape with reference to the time when the slide valve (4) is in the second position.
具体的に、シリンダ側吐出口（28）は、スライドバルブ（4）の位置が、第１位置から第２位置までの間のいずれの位置であっても、スライドバルブ（4）に閉塞されずに開放されて、冷媒が吐出可能に構成されている。 Specifically, the cylinder-side discharge port (28) is not blocked by the slide valve (4) regardless of the position of the slide valve (4) between the first position and the second position. And the refrigerant can be discharged.
スライドバルブ（4）が第２位置にあると、吸入口（24）から最も離れた位置（高圧室（S2）に最も近い位置）において、圧縮室（23）と吐出口（25）とが連通する。これにより、圧縮室（23）の吐出行程の開始のタイミング（圧縮行程の終了のタイミング）が最も遅くなり、容積比ＶＩが最大の容積比ＶＩmax（すなわち、最大の圧縮比）となる。一方、スライドバルブ（4）が第１位置にあると、吸入口（24）から最も近い位置において、圧縮室（23）と吐出口（25）とが連通する。これにより、圧縮室（23）の吐出行程の開始のタイミング（圧縮行程の終了のタイミング）が最も早くなり、容積比ＶＩが最低の容積比ＶＩmin（即ち、最低の圧縮比）となる。 When the slide valve (4) is in the second position, the compression chamber (23) communicates with the discharge port (25) at a position farthest from the suction port (24) (position closest to the high pressure chamber (S2)). To do. Thereby, the start timing (end timing of the compression stroke) of the discharge stroke of the compression chamber (23) becomes the latest, and the volume ratio VI becomes the maximum volume ratio VImax (that is, the maximum compression ratio). On the other hand, when the slide valve (4) is in the first position, the compression chamber (23) and the discharge port (25) communicate with each other at a position closest to the suction port (24). Thereby, the start timing (end timing of the compression stroke) of the discharge stroke of the compression chamber (23) becomes the earliest, and the volume ratio VI becomes the lowest volume ratio VImin (that is, the lowest compression ratio).
油圧シリンダ（5）は、シリンダチューブ（6）と、このシリンダチューブ（6）内に装填されたピストン（7）と、このピストン（7）のピストンロッド（8）に連結されたアーム（9）と、このアーム（9）とスライドバルブ（4）とを連結する連結ロッド（10a）と、アーム（9）を図２の左方向（アーム（9）をケーシング（30）に引き寄せる方向）に付勢するスプリング（10b）とを備えている。 The hydraulic cylinder (5) has a cylinder tube (6), a piston (7) loaded in the cylinder tube (6), and an arm (9) connected to the piston rod (8) of the piston (7). And a connecting rod (10a) for connecting the arm (9) and the slide valve (4), and the arm (9) in the left direction of FIG. 2 (direction in which the arm (9) is pulled toward the casing (30)). And a spring (10b).
シリンダチューブ（6）の内部は、ピストン（7）によって区画される。そして、スライドバルブ（4）は、図２におけるピストン（7）の左側空間（ピストン（7）のスクリューロータ（40）側の空間）の内圧が、ピストン（7）の右側空間（ピストン（7）のアーム（9）側の空間）の内圧よりも高くなっている。そして、ピストン（7）の右側空間の内圧（すなわち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、スライドバルブ（4）の位置を調整するようにしている。 The inside of the cylinder tube (6) is partitioned by the piston (7). The slide valve (4) has an internal pressure in the left space of the piston (7) in FIG. 2 (the space on the screw rotor (40) side of the piston (7)) and the right space of the piston (7) (piston (7)). The internal pressure of the arm (9) side) is higher. Then, the position of the slide valve (4) is adjusted by adjusting the internal pressure in the right space of the piston (7) (that is, the gas pressure in the right space).
スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（4）では、その軸方向の端面の一方に圧縮機構（20）の吸入圧が、他方に圧縮機構（20）の吐出圧がそれぞれ作用する。このため、スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（4）には、常にスライドバルブ（4）を低圧室（S1）側へ押す方向の力が作用する。従って、ピストン（7）の左側空間及び右側空間の内圧を変更すると、スライドバルブ（4）を高圧室（S2）側へ引き戻す方向の力の大きさが変化し、その結果、スライドバルブ（4）の位置が変化する。 During operation of the screw compressor (1), the suction pressure of the compression mechanism (20) acts on one of the axial end faces of the slide valve (4), and the discharge pressure of the compression mechanism (20) acts on the other. . For this reason, during operation of the screw compressor (1), a force in a direction to push the slide valve (4) toward the low pressure chamber (S1) always acts on the slide valve (4). Therefore, when the internal pressure of the left space and right space of the piston (7) is changed, the magnitude of the force in the direction of pulling back the slide valve (4) toward the high pressure chamber (S2) changes, and as a result, the slide valve (4) The position of changes.
スクリュー圧縮機（1）は、スクリューロータ（40）の回転数が所定の回転数に至る定常運転時に、容積比ＶＩを適宜変更するように構成されている。具体的に、スクリュー圧縮機（1）の定常運転時には、冷媒回路の利用側の負荷に応じて圧縮機構（20）の運転容量が変更されるが、この運転容量の変化に対応するように容積比ＶＩが変更される。 The screw compressor (1) is configured to appropriately change the volume ratio VI during a steady operation in which the rotational speed of the screw rotor (40) reaches a predetermined rotational speed. Specifically, during the steady operation of the screw compressor (1), the operating capacity of the compression mechanism (20) is changed in accordance with the load on the usage side of the refrigerant circuit. The ratio VI is changed.
より詳細には、例えば、利用側の負荷が定格の負荷（１００％負荷）である場合、駆動軸（21）の回転数が比較的大きくなって運転容量も比較的大きくなる。この場合、容積比ＶＩが最大容積比ＶＩmaxとなるように、スライドバルブ（4）の位置が調整される。また、例えば、利用側の負荷が部分負荷である場合、駆動軸（21）の回転数が比較的小さくなって運転容量も比較的小さくなる。この場合、容積比ＶＩは、最大容積比ＶＩmaxよりも小さい所定の容積比となるように、スライドバルブ（4）の位置が調整される。以上のように、スクリュー圧縮機（1）の定常運転時には、圧縮機構（20）の容積比ＶＩが所定の制御範囲で調整される。 More specifically, for example, when the load on the use side is a rated load (100% load), the rotational speed of the drive shaft (21) is relatively large and the operation capacity is also relatively large. In this case, the position of the slide valve (4) is adjusted so that the volume ratio VI becomes the maximum volume ratio VImax. For example, when the load on the use side is a partial load, the rotational speed of the drive shaft (21) is relatively small and the operation capacity is also relatively small. In this case, the position of the slide valve (4) is adjusted so that the volume ratio VI becomes a predetermined volume ratio smaller than the maximum volume ratio VImax. As described above, during the steady operation of the screw compressor (1), the volume ratio VI of the compression mechanism (20) is adjusted within a predetermined control range.
−給油機構の構成−
図６及び図７に示すように、給油機構（70）は、給油スライドバルブ（80）と、給油スライド溝（34）内の給油スライドバルブ（80）の位置を変更するための油圧シリンダ（85）とを有している（図２及び図３を参照）。給油スライドバルブ（80）は、可変ＶＩ機構であるスライドバルブ（4）とは別部材で構成されている。
−Structure of lubrication mechanism−
As shown in FIGS. 6 and 7, the oil supply mechanism (70) includes an oil supply slide valve (80) and a hydraulic cylinder (85) for changing the position of the oil supply slide valve (80) in the oil supply slide groove (34). (See FIGS. 2 and 3). The oil supply slide valve (80) is constituted by a member different from the slide valve (4) which is a variable VI mechanism.
給油スライドバルブ（80）は、給油スライド溝（34）に摺動自在に嵌合している。給油スライド溝（34）内において、給油スライドバルブ（80）は、スクリューロータ（40）の吸入側（吸入口（24））に最も近づく位置と、吸入口（24）から最も離れる位置との間を進退自在に構成されている。 The oil supply slide valve (80) is slidably fitted in the oil supply slide groove (34). In the lubrication slide groove (34), the lubrication slide valve (80) is located between the position closest to the suction side (suction port (24)) of the screw rotor (40) and the position farthest from the suction port (24). It is configured to move forward and backward.
油圧シリンダ（85）は、シリンダチューブ（86）と、このシリンダチューブ（86）内に装填されたピストン（87）と、ピストン（87）と給油スライドバルブ（80）とを連結するピストンロッド（88）とを備えている。なお、給油スライドバルブ（80）は、図示しないスプリング等によって図６の左方向に付勢されている。 The hydraulic cylinder (85) includes a cylinder tube (86), a piston (87) loaded in the cylinder tube (86), and a piston rod (88) connecting the piston (87) and the oil supply slide valve (80). ). The oil supply slide valve (80) is urged to the left in FIG. 6 by a spring or the like (not shown).
シリンダチューブ（86）の内部は、ピストン（87）によって区画される。そして、給油スライドバルブ（80）は、図６におけるピストン（87）の左側空間（ピストン（87）のスクリューロータ（40）側の空間）の内圧が、ピストン（87）の右側空間（ピストン（87）のアーム（89）側の空間）の内圧よりも高くなっている。そして、ピストン（87）の右側空間の内圧（すなわち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、給油スライドバルブ（80）の位置を調整するようにしている。 The inside of the cylinder tube (86) is partitioned by a piston (87). The oil supply slide valve (80) is configured so that the internal pressure of the left space (the space on the screw rotor (40) side of the piston (87)) of the piston (87) in FIG. ) Is higher than the internal pressure of the arm (89) side). The position of the oil supply slide valve (80) is adjusted by adjusting the internal pressure of the right space of the piston (87) (that is, the gas pressure in the right space).
スクリュー圧縮機（1）には、油貯留室（18）に貯留された潤滑油を圧縮機構（20）へ供給するための給油通路（81）が形成されている。 The screw compressor (1) is formed with an oil supply passage (81) for supplying the lubricating oil stored in the oil storage chamber (18) to the compression mechanism (20).
図６に示すように、シリンダ部（31）には固定側油通路（82）が形成され、給油スライドバルブ（80）には可動側油通路（83）が形成されている。固定側油通路（82）及び可動側油通路（83）は、給油通路（81）の一部を構成している。 As shown in FIG. 6, a fixed side oil passage (82) is formed in the cylinder part (31), and a movable side oil passage (83) is formed in the oil supply slide valve (80). The fixed oil passage (82) and the movable oil passage (83) constitute a part of the oil supply passage (81).
固定側油通路（82）は、シリンダ部（31）内を軸方向に延び、油貯留室（18）に連通している。固定側油通路（82）の流出端は、シリンダ部（31）の摺接面に開口している。 The fixed-side oil passage (82) extends in the cylinder portion (31) in the axial direction and communicates with the oil storage chamber (18). The outflow end of the fixed side oil passage (82) opens to the sliding contact surface of the cylinder part (31).
可動側油通路（83）の流入端は、シリンダ部（31）の摺接面に開口して、固定側油通路（82）に連通している。可動側油通路（83）の流出端は、スクリューロータ（40）の外周面に開口している。そして、可動側油通路（83）の流出端から噴出した潤滑油は、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）によって形成された圧縮室（23）へ流入する。 The inflow end of the movable side oil passage (83) opens to the sliding contact surface of the cylinder part (31) and communicates with the fixed side oil passage (82). The outflow end of the movable side oil passage (83) opens to the outer peripheral surface of the screw rotor (40). The lubricating oil ejected from the outflow end of the movable oil passage (83) flows into the compression chamber (23) formed by the spiral groove (41) of the screw rotor (40).
ここで、固定側油通路（82）の流出端は、給油スライドバルブ（80）が低圧室（S1）側へ最も押し込まれた位置と、高圧室（S2）側へ最も引き出された位置とにスライドした場合においても、常に可動側油通路（83）に連通するような大きさで開口している。 Here, the outflow end of the fixed-side oil passage (82) is located at the position where the oil supply slide valve (80) is pushed most into the low-pressure chamber (S1) side and the position where it is most pulled out toward the high-pressure chamber (S2). Even in the case of sliding, the opening is always large enough to communicate with the movable oil passage (83).
図６に示す状態では、給油スライドバルブ（80）が低圧室（S1）側へ最も押し込まれており、給油スライドバルブ（80）の先端面がシリンダ部（31）の当接部（31a）に密着している。このとき、可動側油通路（83）が最も低圧室（S1）側へ位置するように開口している。一方、図７に示す状態では、給油スライドバルブ（80）が高圧室（S2）側へ最も引き出されており、給油スライドバルブ（80）の先端面とシリンダ部（31）の当接部（31a）との距離が最大になっている。このとき、可動側油通路（83）が最も高圧室（S2）側へ位置するように開口している。 In the state shown in FIG. 6, the oil supply slide valve (80) is pushed most into the low pressure chamber (S1) side, and the tip surface of the oil supply slide valve (80) is brought into contact with the contact part (31a) of the cylinder part (31). It is in close contact. At this time, the movable oil passage (83) is opened so as to be located closest to the low pressure chamber (S1). On the other hand, in the state shown in FIG. 7, the oil supply slide valve (80) is pulled out most to the high-pressure chamber (S2) side, and the front end surface of the oil supply slide valve (80) and the contact part (31a of the cylinder part (31)) ) And the maximum distance. At this time, the movable oil passage (83) is opened so as to be located closest to the high pressure chamber (S2).
−運転動作−
スクリュー圧縮機（1）の運転動作について、図８を参照しながら説明する。
-Driving action-
The operation of the screw compressor (1) will be described with reference to FIG.
運転中のスクリュー圧縮機（1）の圧縮機構（20）では、図８（Ａ）に示す吸入行程、図８（Ｂ）に示す圧縮行程、及び図８（Ｃ）に示す吐出行程が、順に繰り返し行われる。以下の説明では、図８においてドットを付した圧縮室（23）に着目する。 In the compression mechanism (20) of the screw compressor (1) in operation, the suction stroke shown in FIG. 8 (A), the compression stroke shown in FIG. 8 (B), and the discharge stroke shown in FIG. Repeatedly. In the following description, attention is focused on the compression chamber (23) with dots in FIG.
図８（Ａ）において、ドットを付した圧縮室（23）は、低圧室（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧室（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。 In FIG. 8A, the compression chamber (23) with dots is in communication with the low pressure chamber (S1). Further, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the lower side of the figure. When the screw rotor (40) rotates, the gate (51) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (23) increases accordingly. As a result, the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure chamber (S1) is sucked into the compression chamber (23) through the suction port (24).
スクリューロータ（40）がさらに回転すると、図８（Ｂ）の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧室（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小していく。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) to which dots are attached is completely closed. That is, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the upper side of the figure, and the low pressure chamber (51) is formed by the gate (51). It is partitioned from S1). Then, when the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (23) gradually decreases. As a result, the gas refrigerant in the compression chamber (23) is compressed.
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図８（Ｃ）の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、吐出口（25）を介して高圧室（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された高圧ガス冷媒が圧縮室（23）から高圧室（S2）へ押し出されていく。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) with dots is in communication with the high-pressure chamber (S2) via the discharge port (25). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed high-pressure gas refrigerant is pushed out from the compression chamber (23) to the high-pressure chamber (S2). It will be.
−圧縮機構への給油動作−
次に、油貯留室（18）の潤滑油を圧縮機構（20）へ供給する動作について、図６及び図７を参照しながら説明する。
-Refueling operation to compression mechanism-
Next, the operation of supplying the lubricating oil in the oil storage chamber (18) to the compression mechanism (20) will be described with reference to FIGS.
上述したように、スクリュー圧縮機（1）に設けられた給油通路（81）は、固定側油通路（82）と可動側油通路（83）とを備えており、固定側油通路（82）と可動側油通路（83）が互いに連通している。また、給油通路（81）が接続される油貯留室（18）は、ケーシング（30）内の高圧室（S2）に形成されており、油貯留室（18）に貯留された潤滑油の圧力は、圧縮機構（20）から吐出された高圧ガス冷媒の圧力と実質的に等しくなっている。一方、可動側油通路（83）の流出端は、給油スライドバルブ（80）の摺接面に開口しており、吸入行程中の圧縮室（23）に連通し得る。吸入行程中の圧縮室（23）へは、低圧室（S1）から低圧ガス冷媒が流入する。つまり、吸入行程中の圧縮室（23）の内圧は、低圧室（S1）内の低圧ガス冷媒の圧力と実質的に等しくなっている。 As described above, the oil supply passage (81) provided in the screw compressor (1) includes the fixed-side oil passage (82) and the movable-side oil passage (83), and the fixed-side oil passage (82). And the movable oil passage (83) communicate with each other. The oil storage chamber (18) to which the oil supply passage (81) is connected is formed in the high pressure chamber (S2) in the casing (30), and the pressure of the lubricating oil stored in the oil storage chamber (18) Is substantially equal to the pressure of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compression mechanism (20). On the other hand, the outflow end of the movable oil passage (83) opens to the sliding contact surface of the oil supply slide valve (80) and can communicate with the compression chamber (23) during the intake stroke. The low pressure gas refrigerant flows from the low pressure chamber (S1) into the compression chamber (23) during the suction stroke. That is, the internal pressure of the compression chamber (23) during the suction stroke is substantially equal to the pressure of the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure chamber (S1).
このように、給油通路（81）に接続する油貯留室（18）と圧縮室（23）の間には、圧力差がある。このため、油貯留室（18）内の高圧の潤滑油は、給油通路（81）を流れて圧縮室（23）へ供給される。つまり、本実施形態のスクリュー圧縮機（1）では、油貯留室（18）と圧縮室（23）の圧力差を利用して、油貯留室（18）内の潤滑油が圧縮室（23）へ供給される。圧縮室（23）へ供給された潤滑油は、圧縮機構（20）における摺動部分（例えば、スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）の摺動部分）へ供給され、この摺動部分を潤滑する。また、圧縮室（23）へ流入した潤滑油の一部は、スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）の隙間へ流入して油膜を形成し、隣接する螺旋溝（41）の間をシールする。 Thus, there is a pressure difference between the oil storage chamber (18) connected to the oil supply passage (81) and the compression chamber (23). For this reason, the high-pressure lubricating oil in the oil storage chamber (18) flows through the oil supply passage (81) and is supplied to the compression chamber (23). That is, in the screw compressor (1) of the present embodiment, the lubricating oil in the oil storage chamber (18) is transferred to the compression chamber (23) using the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the compression chamber (23). Supplied to. Lubricating oil supplied to the compression chamber (23) is supplied to sliding parts (for example, sliding parts of the screw rotor (40) and the cylinder part (31)) in the compression mechanism (20). Lubricate. Part of the lubricating oil flowing into the compression chamber (23) flows into the gap between the screw rotor (40) and the cylinder part (31) to form an oil film, and seals between adjacent spiral grooves (41). To do.
次に、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の流量を調節する動作について説明する。本実施形態では、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を、スクリュー圧縮機（1）の運転容量に応じた値に設定するようにしている。具体的に、圧縮室（23）の内圧は、吸入側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が大きく、吐出側に向かうほど油貯留室（18）との差圧が小さくなる。 Next, an operation for adjusting the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber (23) will be described. In the present embodiment, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) is set to a value corresponding to the operating capacity of the screw compressor (1). Specifically, the pressure difference between the compression chamber (23) and the oil storage chamber (18) increases toward the suction side, and the pressure difference with the oil storage chamber (18) decreases toward the discharge side.
そこで、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が大きくなるのに応じて、図６に示すように、可動側油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を減らすようにしている。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の流量が過多となって潤滑油の粘性に抗してスクリューロータ（40）を回転させるのに必要な動力が嵩んでスクリュー圧縮機（1）の運転効率が低下するのを抑制することができる。 Therefore, as the operating capacity of the screw compressor (1) increases, as shown in FIG. 6, by moving the position of the movable oil passage (83) to the discharge side of the compression chamber (23), The amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) is reduced. As a result, the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber (23) becomes excessive, and the power required to rotate the screw rotor (40) against the viscosity of the lubricating oil increases, increasing the screw compressor (1 ) Can be prevented from decreasing.
一方、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が小さくなるのに応じて、図７に示すように、可動側油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を増やすようにしている。これにより、スクリューロータ（40）とケーシング（30）の隙間が十分にシールされず、漏れ損失が増大するのを抑制することができる。 On the other hand, as the operating capacity of the screw compressor (1) decreases, as shown in FIG. 7, by moving the position of the movable oil passage (83) to the suction side of the compression chamber (23), The amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) is increased. Thereby, the clearance gap between a screw rotor (40) and a casing (30) is not fully sealed, but it can suppress that leakage loss increases.
なお、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差に応じた値に設定するようにしてもよい。 Note that the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) may be set to a value corresponding to the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1).
つまり、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差が大きくなるのに応じて、図６に示すように、可動側油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吐出側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を減らすようにしてもよい。また、油貯留室（18）と低圧室（S1）との圧力差が小さくなるのに応じて、図７に示すように、可動側油通路（83）の位置を圧縮室（23）の吸入側に移動させることで、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を増やすようにしてもよい。 That is, as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) increases, the position of the movable oil passage (83) is changed to the discharge of the compression chamber (23) as shown in FIG. The amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) may be reduced by moving to the side. Further, as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) decreases, the position of the movable oil passage (83) is moved to the suction chamber (23) as shown in FIG. By moving to the side, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) may be increased.
このような構成とすれば、給油スライドバルブ（80）を、圧縮室（23）の圧縮比を調整するスライドバルブ（4）とは別部材としているので、圧縮室（23）の圧縮比を変化させることなく、圧縮室（23）への潤滑油の給油量を調整することができる。これにより、圧縮室（23）へ供給される潤滑油の給油量を運転条件に応じて最適化しつつスクリュー圧縮機（1）の運転効率を向上させることができる。 With this configuration, the lubrication slide valve (80) is a separate member from the slide valve (4) that adjusts the compression ratio of the compression chamber (23), so the compression ratio of the compression chamber (23) can be changed. Without this, the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) can be adjusted. Thereby, the operating efficiency of the screw compressor (1) can be improved while optimizing the amount of lubricating oil supplied to the compression chamber (23) according to the operating conditions.
以上説明したように、本発明は、圧縮室へ供給される潤滑油の流量を調整して、スクリュー圧縮機の運転効率を向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention provides a highly practical effect that the operation efficiency of the screw compressor can be improved by adjusting the flow rate of the lubricating oil supplied to the compression chamber. It is useful and has high industrial applicability.
1 スクリュー圧縮機
4 スライドバルブ
15 電動機
18 油貯留室
23 圧縮室
30 ケーシング
31 シリンダ部
40 スクリューロータ
80 給油スライドバルブ
83 可動側油通路（油通路）
S1 低圧室
1 Screw compressor
4 Slide valve
15 Electric motor
18 Oil storage chamber
23 Compression chamber
30 casing
31 Cylinder part
40 screw rotor
80 Lubrication slide valve
83 Movable oil passage (oil passage)
S1 Low pressure chamber
Claims (3)
潤滑油を貯留する油貯留室（18）と、
前記スライドバルブ（4）とは別部材で構成され、前記油貯留室（18）と前記圧縮室（23）との圧力差によって該油貯留室（18）内の潤滑油を該圧縮室（23）へ供給するための油通路（83）が形成された給油スライドバルブ（80）とを備え、
前記給油スライドバルブ（80）は、前記スクリューロータ（40）の軸方向へスライドして前記圧縮室（23）に対する前記油通路（83）の位置を移動させることで、該圧縮室（23）への給油量を調整するように構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。 The casing (30), the screw rotor (40) inserted into the cylinder part (31) of the casing (30) to form the compression chamber (23), and the rotational speed for driving the screw rotor (40) is variable A screw compressor comprising an electric motor (15) and a slide valve (4) for adjusting the compression ratio of the compression chamber (23) by sliding in the axial direction of the screw rotor (40),
An oil storage chamber (18) for storing lubricating oil;
The slide valve (4) is a separate member, and the lubricating oil in the oil storage chamber (18) is removed by the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the compression chamber (23). An oil supply slide valve (80) formed with an oil passage (83) for supplying to
The oil supply slide valve (80) slides in the axial direction of the screw rotor (40) and moves the position of the oil passage (83) with respect to the compression chamber (23), thereby moving to the compression chamber (23). The screw compressor is configured to adjust the amount of oil supply.
前記給油スライドバルブ（80）は、前記電動機（15）の回転速度が増加するのに応じて前記油通路（83）の位置を前記圧縮室（23）の吐出側に移動させる一方、回転速度が低下するのに応じて該油通路（83）の位置を該圧縮室（23）の吸入側に移動させるように構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。 In claim 1,
The oil supply slide valve (80) moves the position of the oil passage (83) to the discharge side of the compression chamber (23) as the rotation speed of the electric motor (15) increases, while the rotation speed is A screw compressor characterized by being configured to move the position of the oil passage (83) to the suction side of the compression chamber (23) in accordance with the decrease.
前記ケーシング（30）内に形成され、前記圧縮室（23）に吸入される低圧冷媒が貯留された低圧室（S1）を備え、
前記給油スライドバルブ（80）は、前記油貯留室（18）と前記低圧室（S1）との圧力差が大きくなるのに応じて前記油通路（83）の位置を前記圧縮室（23）の吐出側に移動させる一方、圧力差が小さくなるのに応じて該油通路（83）の位置を該圧縮室（23）の吸入側に移動させるように構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。 In claim 1 or 2,
A low pressure chamber (S1) formed in the casing (30) and storing a low pressure refrigerant sucked into the compression chamber (23);
The oil supply slide valve (80) moves the position of the oil passage (83) of the compression chamber (23) as the pressure difference between the oil storage chamber (18) and the low pressure chamber (S1) increases. Screw compression characterized by being configured to move the position of the oil passage (83) to the suction side of the compression chamber (23) as the pressure difference is reduced while moving to the discharge side Machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011020537A JP2012159055A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Screw compressor |
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| JP2011020537A JP2012159055A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Screw compressor |
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| JP2011020537A Withdrawn JP2012159055A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Screw compressor |
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| JP (1) | JP2012159055A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094057A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 三菱電機株式会社 | Single-screw compressor and refrigeration cycle device |
-
2011
- 2011-02-02 JP JP2011020537A patent/JP2012159055A/en not_active Withdrawn
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