JP2014074367A - Screw compressor - Google Patents

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Daisuke Wada
大祐 和田
Seiji Yoshimura
省二 吉村
Satoshi Tezuka
智志 手塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw compressor free from excessive supply of a lubricant to a bearing.SOLUTION: A screw compressor in which a gas is compressed by screw rotors 9, 10 to supply a lubricant, has a rotor chamber 8 accommodating the screw rotors 9, 10, bearing spaces 31, 32 accommodating bearings 20, 22 supporting rotor shafts 17, 18 of the screw rotors 9, 10 and provided with bearing oil discharge flow channels 36, 37 for discharging the lubricant, pressure oil spaces 40, 41 respectively disposed between the rotor chamber 8 and the bearing spaces 30, 31 to supply the lubricant through an oil injection flow channel 39, intermediate spaces 43, 44 respectively disposed between the pressure oil spaces 40, 41 and the bearing spaces 30, 31, allowing the lubricant to leak out from the pressure oil spaces 40, 41, and communicated with the bearing spaces 30, 31, and an intermediate oil discharge flow channel 46 for communicating the intermediate spaces 43, 44 with a low pressure space having a pressure lower than a lubricant supply pressure to the pressure oil spaces 40, 41.

Description

本発明は、スクリュ圧縮装機に関する。   The present invention relates to a screw compressor.

例えば、特許文献1〜4に記載されているように、スクリュ圧縮機装置において、スクリュ圧縮機が吐出したガスから油分離器で潤滑油を分離し、分離した潤滑油を、オイルクーラで冷却してからスクリュ圧縮機の軸受部や軸封部に供給する技術がある。   For example, as described in Patent Literatures 1 to 4, in a screw compressor device, the lubricating oil is separated by an oil separator from the gas discharged by the screw compressor, and the separated lubricating oil is cooled by an oil cooler. After that, there is a technology for supplying to the bearing portion and shaft seal portion of the screw compressor.

特に、特許文献1に記載されているように、ロータ室からガスをロータ軸に沿って漏出させないために、ロータ室と軸受空間との間の軸封部にシールを補助する潤滑油を供給することが多い。この場合、軸封のために供給された潤滑油が軸封部から軸受側に漏出するため、この潤滑油によって軸受を潤滑し、軸受を潤滑した潤滑油を外部に排出するように構成される。   In particular, as described in Patent Document 1, in order to prevent gas from leaking from the rotor chamber along the rotor shaft, lubricating oil for assisting the seal is supplied to the shaft seal portion between the rotor chamber and the bearing space. There are many cases. In this case, since the lubricating oil supplied for the shaft seal leaks from the shaft seal portion to the bearing side, the lubricating oil lubricates the bearing, and the lubricating oil that lubricated the bearing is discharged to the outside. .

一般に、軸封部に必要な油量は、軸受を潤滑するために必要な油量よりもかなり多いので、軸受には必要以上に潤滑油が供給される。このため、軸受は、ロータ軸の回転にともなって、過剰に供給された潤滑油を撹拌し、流体抵抗によるエネルギー損失を生じる。   In general, the amount of oil required for the shaft seal is much larger than the amount of oil required for lubricating the bearing, and therefore the lubricant is supplied to the bearing more than necessary. For this reason, the bearing stirs the excessively supplied lubricating oil with the rotation of the rotor shaft and causes energy loss due to fluid resistance.

また、軸受と軸封部との間に、バランスピストンを設けて、潤滑油の圧力により圧縮ガスがロータ軸を吸込側に押圧する力を相殺する場合もある。この場合にも、バランスピストンとケーシングとの間の隙間から軸受側に漏出した潤滑油により、軸受の潤滑が行われるが、やはり、バランスピストンから軸受側に漏出する潤滑油の油量が軸受を潤滑するために必要な油量よりも多いため、潤滑油を撹拌して、エネルギー損失を生じさせる。   Further, there is a case where a balance piston is provided between the bearing and the shaft seal portion, and the force by which the compressed gas presses the rotor shaft toward the suction side is canceled by the pressure of the lubricating oil. In this case as well, the bearing is lubricated by the lubricating oil leaked to the bearing side from the gap between the balance piston and the casing. Since it is more than the amount of oil required to lubricate, the lubricating oil is agitated, causing energy loss.

このように、スクリュ圧縮機のロータ軸に、特に、圧力が高い吐出側に、軸封部やバランスピストンのような潤滑油の圧力を作用させる機構を設けると、軸受に過剰な潤滑油が供給されて、軸受における撹拌ロスを生じるという問題があった。   In this way, if a mechanism for applying the lubricating oil pressure, such as a shaft seal or balance piston, is provided on the rotor shaft of the screw compressor, particularly on the discharge side where the pressure is high, excessive lubricating oil is supplied to the bearing. As a result, there has been a problem of causing a stirring loss in the bearing.

特開平10−9179号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-9179 特開平10−159764号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-159664 特開2000−337282号公報JP 2000-337282 A 特開2005−337242号公報JP 2005-337242 A

前記問題点に鑑みて、本発明は、軸受に過剰な潤滑油が供給されないスクリュ圧縮機を提供することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a screw compressor in which excessive lubricating oil is not supplied to a bearing.

前記課題を解決するために、本発明によるスクリュ圧縮機は、スクリュロータによって気体を圧縮し、潤滑油が供給されるスクリュ圧縮機であって、前記スクリュロータを収容するロータ室と、前記スクリュロータのロータ軸を支持する軸受を収容し、前記潤滑油を排出するための軸受排油流路が開口する軸受空間と、前記ロータ室と前記軸受空間の間に設けられ、注油流路を介して前記潤滑油が供給される圧油空間と、前記圧油空間と前記軸受空間との間に設けられ、前記圧油空間から前記潤滑油が漏出可能であり、前記軸受空間に連通する中間空間と、前記中間空間を前記圧油空間に対する前記潤滑油の供給圧力よりも低い圧力を有する低圧空間に連通させる中間排油流路とを有するものとする。   In order to solve the above problems, a screw compressor according to the present invention is a screw compressor that compresses gas by a screw rotor and is supplied with lubricating oil, a rotor chamber that houses the screw rotor, and the screw rotor. A bearing space that accommodates a bearing that supports the rotor shaft and opens a bearing oil discharge passage for discharging the lubricating oil, and is provided between the rotor chamber and the bearing space, and through the oil supply passage. A pressure oil space to which the lubricating oil is supplied; an intermediate space that is provided between the pressure oil space and the bearing space, is capable of leaking the lubricating oil from the pressure oil space, and communicates with the bearing space; And an intermediate oil discharge passage for communicating the intermediate space with a low pressure space having a pressure lower than a supply pressure of the lubricating oil to the pressure oil space.

この構成によれば、圧油空間から中間空間に漏出した潤滑油の一部を中間排油流路を介して低圧空間に排出するので、中間空間から軸受空間に流入する潤滑油の量を少なくすることができる。このため、軸受が過剰な潤滑油を撹拌することによる動力損失の発生を抑制できる。   According to this configuration, a part of the lubricating oil leaked from the pressure oil space to the intermediate space is discharged to the low pressure space through the intermediate oil discharge passage, so that the amount of lubricating oil flowing from the intermediate space into the bearing space is reduced. can do. For this reason, generation | occurrence | production of the power loss by a bearing stirring an excess lubricating oil can be suppressed.

また、本発明のスクリュ圧縮機は、前記中間空間から前記軸受空間に流入する前記潤滑油の流量を制限する流量制限手段を備えてもよい。   The screw compressor of the present invention may further include a flow rate limiting unit that limits a flow rate of the lubricating oil flowing from the intermediate space into the bearing space.

この構成によれば、軸受空間の油量を適切な量に制限できるので、潤滑油の撹拌による動力損失を極小化できる。   According to this configuration, the amount of oil in the bearing space can be limited to an appropriate amount, so that power loss due to stirring of the lubricating oil can be minimized.

また、本発明のスクリュ圧縮機において、前記流量制限手段は、前記軸受空間と前記中間空間との間を区分する仕切板を含んでもよい。   Moreover, the screw compressor of this invention WHEREIN: The said flow volume restriction | limiting means may also contain the partition plate which divides between the said bearing space and the said intermediate space.

この構成によれば、中間空間から軸受空間への潤滑油の流入を制限できるので、中間空間からの中間排油流路を介した排油を効果的に促進して、軸受における撹拌ロスを低減できる。   According to this configuration, since the inflow of lubricating oil from the intermediate space to the bearing space can be restricted, oil drainage from the intermediate space through the intermediate oil drain passage is effectively promoted, and agitation loss in the bearing is reduced. it can.

また、本発明のスクリュ圧縮機において、前記低圧空間は、前記ロータ室の閉じ込み空間であってもよい。   In the screw compressor of the present invention, the low-pressure space may be a confined space of the rotor chamber.

この構成によれば、中間空間の潤滑油を圧縮過程の閉じ込み空間に排出するので、圧縮機の容積効率の低下を防ぐことができる。   According to this configuration, since the lubricating oil in the intermediate space is discharged to the confined space in the compression process, it is possible to prevent a reduction in the volumetric efficiency of the compressor.

また、本発明のスクリュ圧縮機において、前記軸受排油流路は、前記ロータ室の閉じ込み空間に連通してもよい。   Moreover, the screw compressor of this invention WHEREIN: The said bearing oil drainage flow path may be connected to the confinement space of the said rotor chamber.

この構成によれば、軸受空間の潤滑油を圧縮過程の閉じ込み空間に排出するので、圧縮機の容積効率の低下を防ぐことができる。   According to this configuration, since the lubricating oil in the bearing space is discharged to the confined space in the compression process, it is possible to prevent a reduction in volumetric efficiency of the compressor.

また、本発明のスクリュ圧縮機は、前記中間空間と前記低圧空間との間に、前記潤滑油の流量を制限する縮径部を備えてもよい。   The screw compressor of the present invention may further include a reduced diameter portion that limits the flow rate of the lubricating oil between the intermediate space and the low pressure space.

この構成によれば、中間空間の圧力が下がり過ぎず、軸受空間への給油が確保できる。   According to this configuration, the pressure in the intermediate space does not drop excessively, and oil supply to the bearing space can be ensured.

以上のように、本発明によれば、軸受空間と圧油空間との間に潤滑油を排出するための中間空間を設けたので、軸受空間に流入する潤滑油の油量を少なくして、撹拌ロスを防止することが可能である。   As described above, according to the present invention, since the intermediate space for discharging the lubricating oil is provided between the bearing space and the pressure oil space, the amount of lubricating oil flowing into the bearing space is reduced, It is possible to prevent stirring loss.

本発明の1つの実施形態のスクリュ圧縮機の構成図である。It is a lineblock diagram of the screw compressor of one embodiment of the present invention. 図1のスクリュ圧縮機の低段吐出側の断面図である。It is sectional drawing of the low stage discharge side of the screw compressor of FIG. 図1のスクリュ圧縮機の高段吐出側の断面図である。It is sectional drawing by the side of the high stage discharge of the screw compressor of FIG. スクリュ圧縮機の高段吐出側の変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the high stage discharge side of a screw compressor.

図1は、本発明の1つの実施形態の圧縮装置を示す。本実施形態の圧縮装置は、油冷式のスクリュ圧縮機1と、スクリュ圧縮機1が吐出した圧縮ガスから潤滑油を分離する油分離器2と、油分離器2が分離した潤滑油の一部を冷却するオイルクーラ3とを有する。 FIG. 1 shows a compression apparatus according to one embodiment of the present invention. The compression apparatus according to the present embodiment includes an oil-cooled screw compressor 1, an oil separator 2 that separates lubricating oil from the compressed gas discharged by the screw compressor 1, and a lubricant oil separated by the oil separator 2. And an oil cooler 3 for cooling the part.

スクリュ圧縮機1は、外部から吸い込んだガスを圧縮する低段圧縮部4と、低段圧縮部4が圧縮したガスをさらに圧縮する高段圧縮部5とを有する2段圧縮機であり、低段圧縮部4および高段圧縮部5を駆動するモータ部6が一体となっている。低段圧縮部4、高段圧縮部5およびモータ部6は、一体に接続して形成された共通のケーシング7を有する。   The screw compressor 1 is a two-stage compressor having a low-stage compression section 4 that compresses gas sucked from the outside and a high-stage compression section 5 that further compresses gas compressed by the low-stage compression section 4. A motor unit 6 that drives the stage compression unit 4 and the high stage compression unit 5 is integrated. The low-stage compression unit 4, the high-stage compression unit 5, and the motor unit 6 have a common casing 7 that is integrally connected.

低段圧縮部4は、ケーシング7に形成されたロータ室8に雌雄一対のスクリュロータ9,10を収容してなり、スクリュロータ9,10の回転によって、吸込流路11からロータ室8にガスを吸い込んで圧縮し、接続流路12に吐出する。高段圧縮部5は、ケーシング7に形成されたロータ室13に雌雄一対のスクリュロータ14,15を収容してなり、スクリュロータ14,15の回転よって、接続流路12からロータ室13にガスを吸い込んで圧縮し、吐出流路16に吐出する。   The low-stage compression unit 4 accommodates a pair of male and female screw rotors 9 and 10 in a rotor chamber 8 formed in the casing 7, and gas is supplied from the suction flow path 11 to the rotor chamber 8 by the rotation of the screw rotors 9 and 10. Is sucked in, compressed, and discharged to the connection flow path 12. The high-stage compression unit 5 is configured such that a pair of male and female screw rotors 14 and 15 are accommodated in a rotor chamber 13 formed in the casing 7, and gas is transferred from the connection flow path 12 to the rotor chamber 13 by the rotation of the screw rotors 14 and 15. Is sucked in and compressed, and discharged into the discharge passage 16.

低段圧縮部4のスクリュロータ9および10のロータ軸17,18は、それぞれ軸受19,20および21,22によって支持されている。同様に、高段圧縮部5のスクリュロータ14および15のロータ軸23,24は、それぞれ軸受25,26および27,28によって支持されている。   The rotor shafts 17 and 18 of the screw rotors 9 and 10 of the low-stage compression unit 4 are supported by bearings 19, 20 and 21, 22 respectively. Similarly, the rotor shafts 23 and 24 of the screw rotors 14 and 15 of the high-stage compression section 5 are supported by bearings 25, 26 and 27, 28, respectively.

スクリュロータ9のロータ軸17は、モータ部6の回転子の軸と一体であり、スクリュロータ14のロータ軸23とカップリング29によって一体に接続されている。   The rotor shaft 17 of the screw rotor 9 is integral with the rotor shaft of the motor unit 6, and is integrally connected to the rotor shaft 23 of the screw rotor 14 by a coupling 29.

図2に、低段圧縮部4の吐出側においてロータ軸17,18を支持する軸受20,22の保持および潤滑に係る構造を詳しく示す。ケーシング7は、軸受20,22の外輪が嵌合する円筒形の内壁を有し、軸受20,22を収容する軸受空間30,31を画定する。軸受空間30,31は、ロータ室8側の端部が仕切板32,33によって画定され、反対側の端部がエンドキャップ34,35によって画定されている。   FIG. 2 shows in detail the structure related to holding and lubrication of the bearings 20 and 22 that support the rotor shafts 17 and 18 on the discharge side of the low-stage compression section 4. The casing 7 has a cylindrical inner wall into which the outer rings of the bearings 20 and 22 are fitted, and defines bearing spaces 30 and 31 for housing the bearings 20 and 22. In the bearing spaces 30 and 31, end portions on the rotor chamber 8 side are defined by partition plates 32 and 33, and opposite end portions are defined by end caps 34 and 35.

仕切板32,33は、外周がケーシング7に密接しているが、その内周とロータ軸17との間には、潤滑油が通過できる隙間を形成している。低段圧縮部4のロータ軸17は、エンドキャップ34の開口を貫通し、カップリング29の低段圧縮部4側の端部も、エンドキャップ34の開口の中に挿入されている。エンドキャップ34,35には、軸受空間30,31を接続流路12に連通させる軸受排油流路36,37が形成されている。   Although the outer periphery of the partition plates 32 and 33 is in close contact with the casing 7, a gap through which the lubricating oil can pass is formed between the inner periphery and the rotor shaft 17. The rotor shaft 17 of the low-stage compression section 4 passes through the opening of the end cap 34, and the end of the coupling 29 on the low-stage compression section 4 side is also inserted into the opening of the end cap 34. The end caps 34 and 35 are formed with bearing oil drain passages 36 and 37 that allow the bearing spaces 30 and 31 to communicate with the connection passage 12.

ケーシング7は、ロータ室8の吐出側の端面を画定する壁部38を備え、壁部38の内径は、ロータ軸17,18との間にロータ軸17,18の回転を許容する最低限度の隙間を形成するような大きさである。この壁部38には、ロータ軸17に向かって開口する注油流路39が形成されている。注油流路39には、外部の配管を介して、油分離器2で分離された潤滑油が、高段圧縮部5の吐出圧力によって、オイルクーラ3を介して供給される(図1参照)。   The casing 7 includes a wall portion 38 that defines an end surface on the discharge side of the rotor chamber 8, and the inner diameter of the wall portion 38 is a minimum level that allows rotation of the rotor shafts 17, 18 between the rotor shafts 17, 18. The size is such that a gap is formed. The wall portion 38 is formed with an oil supply passage 39 that opens toward the rotor shaft 17. Lubricating oil separated by the oil separator 2 is supplied to the oil supply passage 39 through the oil cooler 3 by the discharge pressure of the high-stage compression unit 5 via an external pipe (see FIG. 1). .

ロータ軸17,18には、注油流路39から供給される潤滑油を受け入れる圧油空間40,41を形成する溝が形成されている。圧油空間40,41は、壁部38に設けた接続孔42を介して互いに連通している。圧油空間40,41に供給された潤滑油は、ロータ室8からロータ軸17,18に沿って圧縮ガスが漏出しないように、壁部38とロータ軸17,18との間の隙間をその圧力および粘性によって封止する軸封油として機能する。   Grooves are formed in the rotor shafts 17 and 18 to form pressure oil spaces 40 and 41 that receive the lubricating oil supplied from the oil supply passage 39. The pressure oil spaces 40 and 41 communicate with each other through a connection hole 42 provided in the wall portion 38. The lubricating oil supplied to the pressure oil spaces 40 and 41 forms a gap between the wall portion 38 and the rotor shafts 17 and 18 so that the compressed gas does not leak from the rotor chamber 8 along the rotor shafts 17 and 18. It functions as a shaft seal oil that seals with pressure and viscosity.

また、ケーシング7は、壁部38と仕切板32,33との間において、ロータ軸17,18との間に隙間を設けることによって、中間空間43,44を形成している。中間空間43,44は、ケーシング7に設けた接続孔45を介して互いに連通している。さらに、ケーシング7には、中間空間44に開口する中間排油流路46が形成されている。中間排油流路46は、外部の配管を介して、ロータ室8内のスクリュロータ9,10によって隔離された低段圧縮部4の圧縮途中の閉じ込み空間(低圧空間)に連通する戻し流路47に接続されている。戻し流路47には、縮径した縮径部48が設けられている。   The casing 7 forms intermediate spaces 43 and 44 by providing a gap between the wall 38 and the partition plates 32 and 33 and the rotor shafts 17 and 18. The intermediate spaces 43 and 44 communicate with each other through a connection hole 45 provided in the casing 7. Furthermore, an intermediate oil drain passage 46 that opens into the intermediate space 44 is formed in the casing 7. The intermediate oil drainage channel 46 communicates with a closed space (low pressure space) in the middle of compression of the low-stage compression unit 4 isolated by the screw rotors 9 and 10 in the rotor chamber 8 via an external pipe. It is connected to the path 47. The return channel 47 is provided with a reduced diameter portion 48 having a reduced diameter.

以上の低段圧縮部4の吐出側の構成において、圧油空間40,41に供給された潤滑油は、ロータ軸17,18とケーシング7との隙間を介して、中間空間43,44に漏出し得る。中間空間43,44は、中間排油流路46および戻し流路47を介して、注油流路39への潤滑油の供給圧力よりも低い圧力を有する低段圧縮部4の閉じ込み空間に連通しているため、中間空間43,44に漏出した潤滑油の多くは、中間排油流路46から排出される。   In the configuration on the discharge side of the low-stage compression unit 4 described above, the lubricating oil supplied to the pressure oil spaces 40 and 41 leaks into the intermediate spaces 43 and 44 through the gap between the rotor shafts 17 and 18 and the casing 7. Can do. The intermediate spaces 43 and 44 communicate with the confined space of the low-stage compression unit 4 having a pressure lower than the supply pressure of the lubricating oil to the oil supply passage 39 via the intermediate oil discharge passage 46 and the return passage 47. Therefore, most of the lubricating oil leaked into the intermediate spaces 43 and 44 is discharged from the intermediate oil discharge passage 46.

しかしながら、中間排油流路46が接続された戻し流路47には、縮径部48が設けられているので、中間空間43,44の内圧は、接続流路12の内圧(低段圧縮部4の吐出圧力)と略同程度までしか低下しない。詳しくは、縮径部48により、中間空間43,44に流入する潤滑油の流量に対して、中間空間44と低圧空間との間の流路を流れる流量を少なく制限することができるので、中間空間44と縮径部48との間の流路(本実施形態においては、中間排油流路46と外部の配管と戻し流路47からなる流路)に潤滑油を充満させて中間空間43,44に対して潤滑油を適度に滞留させることができる。このため、圧油空間40,41から中間空間43,44に漏出した一部の潤滑油は、ロータ軸17,18と仕切板32,33との間の隙間を通って、軸受空間30,31に流入する。   However, since the reduced diameter portion 48 is provided in the return flow path 47 to which the intermediate oil discharge flow path 46 is connected, the internal pressure of the intermediate spaces 43 and 44 is the internal pressure of the connection flow path 12 (low-stage compression section). 4), the pressure is only reduced to about the same level. Specifically, the reduced diameter portion 48 can restrict the flow rate flowing through the flow path between the intermediate space 44 and the low pressure space with respect to the flow rate of the lubricating oil flowing into the intermediate spaces 43, 44. The intermediate space 43 is filled with lubricating oil in the flow path between the space 44 and the reduced diameter portion 48 (in this embodiment, the flow path including the intermediate oil discharge flow path 46, the external piping, and the return flow path 47). , 44, the lubricating oil can be retained moderately. For this reason, a part of the lubricating oil leaked from the pressure oil spaces 40 and 41 to the intermediate spaces 43 and 44 passes through the gap between the rotor shafts 17 and 18 and the partition plates 32 and 33, and the bearing spaces 30 and 31. Flow into.

ここで、仕切板32,33は、その内径を調節することによって、ロータ軸17,18と仕切板32,33との間の隙間の大きさを調整し、中間空間43,44から軸受空間30,31に流入する潤滑油の流量を制限する流量制限手段として機能する。これにより、軸受空間30,31の内部に滞留する潤滑油の量を、軸受20,22にとって必要最小限度に調節できる。この結果、ロータ軸17,18の回転にともなって、軸受20,22が潤滑油を撹拌することによる動力損失の発生を防止できる。   Here, by adjusting the inner diameter of the partition plates 32 and 33, the size of the gap between the rotor shafts 17 and 18 and the partition plates 32 and 33 is adjusted, and the bearing space 30 from the intermediate spaces 43 and 44 is adjusted. , 31 functions as a flow rate restricting means for restricting the flow rate of the lubricating oil. Thereby, the amount of the lubricating oil staying in the bearing spaces 30 and 31 can be adjusted to the minimum necessary for the bearings 20 and 22. As a result, it is possible to prevent the occurrence of power loss due to the bearings 20 and 22 stirring the lubricating oil as the rotor shafts 17 and 18 rotate.

続いて、図3に、高段圧縮部5の吐出側においてロータ軸23,24を支持する軸受26,28の保持および潤滑に係る構造を詳しく示す。ケーシング7は、軸受26,28の外輪が嵌合する円筒形の内壁を有し、軸受26,28を収容する軸受空間49,50を画定する。軸受空間49,50は、ロータ室13側の端部が仕切板51,52によって画定され、反対側の端部がエンドキャップ53,54によって封止されている。仕切板51,52は、外周がケーシング7に密接しているが、その内周とロータ軸23,24との間には、潤滑油が通過できる隙間を形成している。   Next, FIG. 3 shows in detail the structure related to holding and lubrication of the bearings 26 and 28 that support the rotor shafts 23 and 24 on the discharge side of the high-stage compression section 5. The casing 7 has a cylindrical inner wall into which the outer rings of the bearings 26 and 28 are fitted, and defines bearing spaces 49 and 50 for housing the bearings 26 and 28. In the bearing spaces 49 and 50, end portions on the rotor chamber 13 side are defined by partition plates 51 and 52, and opposite end portions are sealed by end caps 53 and 54. The outer periphery of the partition plates 51 and 52 is in close contact with the casing 7, but a gap through which lubricating oil can pass is formed between the inner periphery and the rotor shafts 23 and 24.

ケーシング7には、エンドキャップ53,54に設けた開口を通して、軸受空間49,50の底部に側方から開口する軸受排油流路55が形成されている。軸受排油流路55は、ケーシング7に軸方向に延伸するように形成された連通流路56を介して、ロータ室13内のスクリュロータ14,15によって隔離された高段圧縮部5の圧縮途中の閉じ込み空間に連通する戻し流路57に接続されている。   In the casing 7, a bearing oil drain passage 55 that opens from the side is formed at the bottom of the bearing spaces 49 and 50 through openings provided in the end caps 53 and 54. The bearing oil discharge passage 55 is compressed by the high-stage compression section 5 isolated by the screw rotors 14 and 15 in the rotor chamber 13 through a communication passage 56 formed in the casing 7 so as to extend in the axial direction. It is connected to a return channel 57 that communicates with a confined space in the middle.

ケーシング7は、ロータ室8の吐出側の端面を画定する壁部58を備え、壁部58の内径は、ロータ軸23,24との間に最低限度の隙間を形成するような大きさである。この壁部58には、ロータ軸24に向かって開口する注油流路59が形成されている。注油流路59には、外部の配管を介して、高段圧縮部5の吐出圧力によって、油分離器2からオイルクーラ3を介して潤滑油が供給される(図1参照)。   The casing 7 includes a wall 58 that defines an end surface on the discharge side of the rotor chamber 8, and the inner diameter of the wall 58 is sized so as to form a minimum clearance between the rotor shafts 23 and 24. . The wall 58 is formed with an oil supply passage 59 that opens toward the rotor shaft 24. Lubricating oil is supplied to the oil supply passage 59 from the oil separator 2 via the oil cooler 3 by external discharge via the piping of the high stage compression section 5 (see FIG. 1).

ロータ軸24には、注油流路59から供給される潤滑油を受け入れる圧油空間60を形成する溝が形成されている。ケーシング7は、壁部58と仕切板52との間のロータ軸24の周囲に中間空間61を画定している。一方、ロータ軸23には、ケーシング7の円筒形の内壁に摺動可能に嵌合するバランスピストン62が固定されている。バランスピストン62は、ケーシング7とロータ軸23との間の空間を、ロータ室13側の圧油空間63と、軸受26側の中間空間64とに区分する。また、ケーシング7には、ロータ軸24の周囲の圧油空間60とロータ軸23周囲の圧油空間63とを接続する接続流路65、および、ロータ軸24の周囲の中間空間61とロータ軸23の周囲の中間空間64とを接続する接続孔66が形成されている。また、ケーシング7には、中間空間61に開口する中間排油流路67が形成されている。中間排油流路67は、外部の配管を介して戻し流路57に接続されている。つまり、中間空間61,64は、中間排油流路67および戻し流路57を介して、高段圧縮部5の圧縮途中の閉じ込み空間(低圧空間)に連通している。   The rotor shaft 24 is formed with a groove that forms a pressure oil space 60 that receives the lubricating oil supplied from the oil supply passage 59. The casing 7 defines an intermediate space 61 around the rotor shaft 24 between the wall portion 58 and the partition plate 52. On the other hand, a balance piston 62 slidably fitted to the cylindrical inner wall of the casing 7 is fixed to the rotor shaft 23. The balance piston 62 divides the space between the casing 7 and the rotor shaft 23 into a pressure oil space 63 on the rotor chamber 13 side and an intermediate space 64 on the bearing 26 side. Further, the casing 7 includes a connection flow path 65 that connects the pressure oil space 60 around the rotor shaft 24 and the pressure oil space 63 around the rotor shaft 23, and an intermediate space 61 around the rotor shaft 24 and the rotor shaft. A connection hole 66 is formed to connect the intermediate space 64 around 23. The casing 7 is formed with an intermediate oil drain passage 67 that opens into the intermediate space 61. The intermediate oil drainage channel 67 is connected to the return channel 57 via an external pipe. That is, the intermediate spaces 61 and 64 communicate with a closed space (low pressure space) in the middle of compression of the high-stage compression unit 5 via the intermediate oil discharge passage 67 and the return passage 57.

圧油空間60,63に供給された潤滑油は、ロータ室13からロータ軸24,23に沿って圧縮ガスが漏出しないように、その圧力および粘性によって壁部58とロータ軸24,23との間の隙間を封止する軸封油として機能する。また、圧油空間63に供給された潤滑油は、その圧力によって、バランスピストン62を軸受23に向かって(吐出側に)押圧して、ロータ室13内で圧縮されたガスがロータ軸23を吸込側に押圧する力を相殺する。   Lubricating oil supplied to the pressure oil spaces 60 and 63 is formed between the wall 58 and the rotor shafts 24 and 23 by the pressure and viscosity so that the compressed gas does not leak from the rotor chamber 13 along the rotor shafts 24 and 23. It functions as a shaft seal oil that seals the gaps between them. Further, the lubricating oil supplied to the pressure oil space 63 presses the balance piston 62 toward the bearing 23 (to the discharge side) by the pressure, and the gas compressed in the rotor chamber 13 causes the rotor shaft 23 to move. The force that pushes toward the suction side is offset.

圧油空間60に供給された潤滑油は、ロータ軸24とケーシング7との隙間を通って中間空間62に漏出する。また、圧油空間63に供給された潤滑油は、バランスピストン62とケーシング7との隙間を通って中間空間64に漏出する。中間空間61,64に漏出した潤滑油は、その多くが、中間排油流路67および戻し流路57を通って、圧油空間60,63に対する潤滑油の給油圧力よりも低圧の高段圧縮部5の閉じ込み空間に排出されるが、その一部分は、ロータ軸23,24と仕切板51,52との間の隙間を通って、軸受空間49,50に流入する。   The lubricating oil supplied to the pressure oil space 60 leaks into the intermediate space 62 through the gap between the rotor shaft 24 and the casing 7. Further, the lubricating oil supplied to the pressure oil space 63 leaks into the intermediate space 64 through the gap between the balance piston 62 and the casing 7. Most of the lubricating oil leaked into the intermediate spaces 61 and 64 passes through the intermediate oil discharge passage 67 and the return passage 57, and the high-stage compression is lower than the lubricating oil supply pressure to the pressure oil spaces 60 and 63. The portion 5 is discharged into the confined space of the portion 5, but a part thereof flows into the bearing spaces 49 and 50 through the gap between the rotor shafts 23 and 24 and the partition plates 51 and 52.

ここでも、仕切板51,52は、中間空間61,64から軸受空間49,50に流入する潤滑油の流量を制限する流量制限手段として機能する。これにより、軸受空間49,50の内部に滞留する潤滑油の量を、軸受26,28にとって必要最小限度に調整し、軸受26,28がロータ軸23,24の回転にともなって潤滑油を撹拌することによる動力損失の発生を防止できる。   Also here, the partition plates 51 and 52 function as a flow restriction means for restricting the flow rate of the lubricating oil flowing from the intermediate spaces 61 and 64 into the bearing spaces 49 and 50. As a result, the amount of lubricating oil staying in the bearing spaces 49 and 50 is adjusted to the minimum necessary for the bearings 26 and 28, and the bearings 26 and 28 agitate the lubricating oil as the rotor shafts 23 and 24 rotate. The generation of power loss due to the operation can be prevented.

さらに、図4に、図3の変形例を示す。この変形例では、連通流路56に、オリフィス68が配設されている。このオリフィス68は、連通流路56を介して軸受空間49,50から排出される潤滑油の流量を制限し、軸受空間49,50に背圧を与えることによって、中間空間61,64から軸受空間49,50に流入する潤滑油の流量をさらに制限する第2の流量制限手段として機能する。連通流路56に配設されるオリフィス68は、ロータ軸23,24に嵌装される仕切板51,52と比べて、比較的容易に交換できるように設計し得る。したがって、オリフィス68によって、軸受空間49,50に流入する潤滑油の流量をより簡単に調整できる。   Further, FIG. 4 shows a modification of FIG. In this modification, an orifice 68 is disposed in the communication channel 56. The orifice 68 restricts the flow rate of the lubricating oil discharged from the bearing spaces 49 and 50 through the communication flow path 56 and applies a back pressure to the bearing spaces 49 and 50, thereby causing the bearing spaces 49 and 50 to move from the intermediate spaces 61 and 64 to the bearing space. It functions as a second flow rate restricting means for further restricting the flow rate of the lubricating oil flowing into the 49, 50. The orifice 68 disposed in the communication flow path 56 can be designed so that it can be replaced relatively easily as compared with the partition plates 51 and 52 fitted to the rotor shafts 23 and 24. Therefore, the flow rate of the lubricating oil flowing into the bearing spaces 49 and 50 can be easily adjusted by the orifice 68.

以上の実施形態において、中間空間43,44および61,64のそれぞれが中間排油流路46および67のそれぞれを介して連通する低圧空間は、ロータ室8および13の閉じ込み空間であるが、潤滑油の供給圧力よりも低い圧力を有する他の空間に連通させてもよい。また、軸受排油流路36,37および55も、同様に、潤滑油の供給圧力よりも低い圧力を有する他の空間に連通してもよい。また、戻し流路47に縮径部48を設けて中間空間43,44に対して潤滑油を適度に滞留させているが、中間空間44と縮径部48との間の流路(本実施形態においては、中間排油流路46と外部の配管と戻し流路47からなる流路)自体の流路面積を調整して中間空間43,44に対して潤滑油を適度に滞留させてもよい。軸受排油流路55は、エンドキャップ53,54にそれぞれ開口するように形成しているが、両軸受空間49,50を連通させるように、両エンドキャップ53,54の側面および両エンドキャップ間のケーシング7に連続する流通流路を形成して、下側にあるエンドキャップ54のみに開口するように形成してもよい。また、オリフィス68は、軸受空間49,50に所定の背圧を与えることができれば軸受排油流路55に配設してもよい。   In the above embodiment, the low-pressure space in which the intermediate spaces 43, 44 and 61, 64 communicate with each other via the intermediate oil drain passages 46 and 67 is a confined space of the rotor chambers 8 and 13, You may make it connect with the other space which has a pressure lower than the supply pressure of lubricating oil. Similarly, the bearing oil discharge passages 36, 37 and 55 may communicate with other spaces having a pressure lower than the supply pressure of the lubricating oil. In addition, a reduced diameter portion 48 is provided in the return flow path 47 to appropriately retain the lubricating oil in the intermediate spaces 43 and 44, but the flow path between the intermediate space 44 and the reduced diameter portion 48 (this embodiment) In the embodiment, even if the intermediate oil drain passage 46, the external pipe and the return passage 47) are adjusted, the lubricant area is moderately retained in the intermediate spaces 43 and 44. Good. The bearing oil drain passage 55 is formed so as to open to the end caps 53 and 54, respectively, but the side surfaces of both the end caps 53 and 54 and between the end caps so as to allow the bearing spaces 49 and 50 to communicate with each other. A continuous flow passage may be formed in the casing 7 so as to open only to the lower end cap 54. Further, the orifice 68 may be disposed in the bearing oil drain passage 55 as long as a predetermined back pressure can be applied to the bearing spaces 49 and 50.

本発明は、上記実施形態のような2段スクリュ圧縮機に限られず、単段または多段の油冷式スクリュ圧縮機全般に広く適用可能である。また、本発明のスクリュ圧縮機および圧縮装置は、冷凍機やヒートポンプの構成要素として利用できる。   The present invention is not limited to the two-stage screw compressor as in the above embodiment, and can be widely applied to all single-stage or multi-stage oil-cooled screw compressors. Moreover, the screw compressor and compression apparatus of this invention can be utilized as a component of a refrigerator or a heat pump.

1…スクリュ圧縮機
2…油分離器
3…オイルクーラ
4…低段圧縮部
5…高段圧縮部
7…ケーシング
8…ロータ室
9,10…スクリュロータ
12…接続流路
13…ロータ室
14,15…スクリュロータ
17,18…ロータ軸
20,22,26,28…軸受
30,31…軸受空間
32,33…仕切板(流量制限手段)
36,37…軸受排油流路
39…注油流路
40,41…圧油空間
43,44…中間空間
46…中間排油流路
47…戻し流路
48…縮径部
49,50…軸受空間
51,52…仕切板(流量制限手段)
55…軸受排油流路
56…連通流路
57…戻し流路
59…注油流路
60,63…圧油空間
61,64…中間空間
62…バランスピストン
67…中間排油流路
68…オリフィス(流量制限手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screw compressor 2 ... Oil separator 3 ... Oil cooler 4 ... Low stage compression part 5 ... High stage compression part 7 ... Casing 8 ... Rotor chamber 9,10 ... Screw rotor 12 ... Connection flow path 13 ... Rotor chamber 14, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Screw rotor 17, 18 ... Rotor shaft 20, 22, 26, 28 ... Bearing 30, 31 ... Bearing space 32, 33 ... Partition plate (flow restriction means)
36, 37 ... Bearing oil drain passage 39 ... Oil supply passage 40, 41 ... Pressure oil space 43, 44 ... Intermediate space 46 ... Intermediate oil discharge passage 47 ... Return passage 48 ... Reduced diameter portion 49, 50 ... Bearing space 51, 52 ... Partition plate (flow rate limiting means)
55 ... Bearing oil drainage channel 56 ... Communication channel 57 ... Return channel 59 ... Lubrication channel 60,63 ... Pressure oil space 61,64 ... Intermediate space 62 ... Balance piston 67 ... Intermediate oil drainage channel 68 ... Orifice ( Flow restriction means)

Claims (6)

スクリュロータによって気体を圧縮し、潤滑油が供給されるスクリュ圧縮機であって、
前記スクリュロータを収容するロータ室と、
前記スクリュロータのロータ軸を支持する軸受を収容し、前記潤滑油を排出するための軸受排油流路が開口する軸受空間と、
前記ロータ室と前記軸受空間の間に設けられ、注油流路を介して前記潤滑油が供給される圧油空間と、
前記圧油空間と前記軸受空間との間に設けられ、前記圧油空間から前記潤滑油が漏出可能であり、前記軸受空間に連通する中間空間と、
前記中間空間を前記圧油空間に対する前記潤滑油の供給圧力よりも低い圧力を有する低圧空間に連通させる中間排油流路とを有することを特徴とするスクリュ圧縮機。
A screw compressor that compresses gas by a screw rotor and is supplied with lubricating oil,
A rotor chamber for housing the screw rotor;
A bearing space that accommodates a bearing that supports a rotor shaft of the screw rotor, and in which a bearing oil discharge passage for discharging the lubricating oil is opened;
A pressure oil space provided between the rotor chamber and the bearing space, to which the lubricating oil is supplied via an oil supply passage;
An intermediate space that is provided between the pressure oil space and the bearing space, is capable of leaking the lubricating oil from the pressure oil space, and communicates with the bearing space;
A screw compressor, comprising: an intermediate oil discharge passage that communicates the intermediate space with a low-pressure space having a pressure lower than a supply pressure of the lubricating oil to the pressure oil space.
前記中間空間から前記軸受空間に流入する前記潤滑油の流量を制限する流量制限手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のスクリュ圧縮機。   The screw compressor according to claim 1, further comprising a flow restriction unit that restricts a flow rate of the lubricating oil flowing from the intermediate space into the bearing space. 前記流量制限手段は、前記軸受空間と前記中間空間との間を区分する仕切板を含むことを特徴とする請求項2に記載のスクリュ圧縮機。   The screw compressor according to claim 2, wherein the flow rate limiting means includes a partition plate that partitions the bearing space and the intermediate space. 前記低圧空間は、前記ロータ室の閉じ込み空間であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のスクリュ圧縮機。   The screw compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-pressure space is a confined space of the rotor chamber. 前記軸受排油流路は、前記ロータ室の閉じ込み空間に連通することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のスクリュ圧縮機。   The screw compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the bearing oil drain passage communicates with a closed space of the rotor chamber. 前記中間空間と前記低圧空間との間に、前記潤滑油の流量を制限する縮径部を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のスクリュ圧縮機。   The screw compressor according to any one of claims 1 to 5, further comprising a reduced diameter portion that restricts a flow rate of the lubricating oil between the intermediate space and the low pressure space.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020007982A (en) * 2018-07-10 2020-01-16 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 Two-stage screw fluid machine

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