JP2015078623A - 圧縮機およびその給油方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の駆動に必要な動力を小さくできる圧縮機およびその給油方法を提供する。
【解決手段】ガスを吸い込む吸込口１３と、ガスをロータ室１１と協働して圧縮する雌ロータ２２および雄ロータ２４と、ガスを吐出する吐出口１４とを有する圧縮機本体１と、一次分離手段３１と二次分離手段３２とを有する油回収器３０と、油回収器３０と、ロータ軸直角方向の断面について雌ロータ２２の互いに隣り合う一組の歯２２ａおよびロータ室１１の内壁で画定された雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７とに接続され、一次的に分離された油を雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に供給する一次分離油供給ライン４１と、排油ライン５４と、二次分離された油を雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に供給する、一次分離油供給ライン４１に接続された二次分離油供給ライン５２とを備えた圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は油冷式のスクリュー圧縮機およびその給油方法に関する。

油冷式のスクリュー圧縮機では、圧縮機本体からの吐出空気に含まれる油を分離するために、油回収器内での遠心力による一次分離に加えてフィルタによる二次分離を行っている（特許文献１参照）。この二次分離で分離された油を回収し系内に戻すとき、二次分離された油より圧力が低い、本体の吸込口や各ロータの圧縮途中の歯溝などに直接戻されることが多い。しかし、戻される油には大量の高温空気が含まれるため、吸込口側に直接戻した場合には体積効率の低下を、圧縮途中の歯溝に直接戻した場合には圧縮機の駆動に必要な動力の増加をもたらす。

特開２０１３−３６３９７号公報

本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、駆動に必要な動力を小さくできる圧縮機およびその給油方法を提供することを課題とする。

本発明の圧縮機は、
ガスを吸い込む吸込口と、軸受で回転可能に支持され、前記吸込口から吸い込まれたガスをロータ室と協働して圧縮する雌ロータおよび雄ロータからなる一対のロータと、圧縮されたガスを吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体で圧縮されたガスから一次的に油を分離する一次分離手段と、前記一次分離手段で一次的に油を分離されたガスから二次的に油を分離する二次分離手段とを有する油回収器と、
前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雌ロータの互いに隣り合う一組の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雌ロータの圧縮歯溝空間とに接続され、前記一次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する一次分離油供給ラインと、
前記一次分離手段により分離され前記ロータの軸受の潤滑に用いた後の油を前記ロータの低圧歯溝へ前記一次分離油供給ラインを介さずに供給する排油ラインと、
前記二次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する、前記一次分離油供給ラインに接続された二次分離油供給ラインと、
を備えた。

二次分離油供給ライン内を油とガスの混合流が通過する。従って、二次分離油供給ラインを一次分離油供給ラインに接続すると、雌ロータの圧縮歯溝空間に一次的に分離された油と加圧された状態にあるガスの混合流体が供給されるので、混合流体が雌ロータの圧縮歯溝空間に解放された際に油の拡散が促進され、雌ロータの歯溝内での油の偏りが起こり難くなる。このことにより、部分的な油切れが特に起こりやすいシール部分である雌ロータの歯先とロータ室の内壁との間での油の不足を回避し、これらの間から圧縮途中のガスが漏れるバックフローを防止できる。従って、漏れたガスを再圧縮するためにロータを駆動するのに必要な分の動力を小さくし、圧縮機本体から吐出される風量も増加できる。

また混合流体が雌ロータの圧縮歯溝空間に解放されることにより油の微粒化が促進され、雌ロータへの給油量に対する油の表面積が大きくなるので、圧縮機本体に供給された油と圧縮途中のガスとの間で熱交換され易くなる。これにより、油による冷却効率が向上する結果、ガスが等温圧縮に近づき雌ロータを駆動する動力が低下する。雌ロータ側の歯は一般に歯先幅が狭く、雌ロータの歯先と圧縮機本体との間からのガスの漏れる量がその間の油の有無に影響されやすい。更に雌ロータ側の歯溝の容積は雄ロータに比べて大きいため、雌ロータの圧縮歯溝空間に混合流体を供給するメリットは雄ロータ側に供給する場合と比べて大きいと考えられる。

前記一次分離油供給ラインが更に、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雄ロータの互いに隣り合う一組の歯およびロータ室の内壁で画定された前記雄ロータの圧縮歯溝空間に接続され、前記一次分離手段により分離された前記二次分離油供給ラインを経た油を含まない油を前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給することが好ましい。あるいは、前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雄ロータの互いに隣り合う一対の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雄ロータの圧縮歯溝空間とに接続され、前記一次分離手段により分離された油を、前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する一次分離油供給ラインを備えていることが好ましい。

上記構成により、雌ロータの圧縮歯溝空間に加えて雄ロータの圧縮歯溝空間にも油を供給して潤滑および冷却を行うことができる。また、雄ロータの圧縮歯溝空間には一次分離された油が供給されるので、シール性を維持するのに十分な油の量を確保することが出来る。その結果、雄ロータの歯先とロータ室の内壁との間からのガスのバックフローを防止できる。従って、漏れたガスを再圧縮するためにロータを駆動するのに必要な分の動力を小さくでき、圧縮機本体から吐出される風量も増加できる。

前記二次分離油供給ラインが、前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に接続された前記一次分離油供給ラインに接続され、前記二次分離手段により分離された油を前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間にも供給することが好ましい。あるいは、前記二次分離手段により分離された油を前記一次分離油供給ラインを介して前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給することが好ましい。

一次的に分離された油と圧縮された状態のガスを含む二次的に分離された油との混合流体を雌ロータの圧縮歯溝空間に加えて雄ロータの圧縮歯溝空間にも供給することができるので、混合流体が雄ロータの圧縮歯溝空間に解放されることにより油の微粒化が促進される。これにより、雄ロータへの給油量に対する油の表面積が大きくなるので、圧縮機本体に供給された油と圧縮途中のガスとの間で熱交換され易くなる。油による冷却効率が向上する結果、ガスが等温圧縮に近づきロータを駆動する動力が低下する。また、混合流体が雄ロータの圧縮歯溝空間に解放された際に油の拡散が促進され、雄ロータの歯溝内での油の偏りが起こり難くなる。これにより、圧縮機本体内でのシール性を高め、圧縮途中のガスが漏れるバックフローを防止できるため、漏れたガスを再圧縮するためにロータを駆動するのに必要な分の動力を小さくし、圧縮機本体から吐出される風量も増加できる。

前記吐出口側の前記軸受に給油する一次分離油供給ラインを備え、当該吐出側軸受に給油する一次分離油供給ラインに油の供給量を低減する絞り部を設けることが好ましい。

絞り部を設けることで、軸受に供給する油量を軸受の潤滑に必要な最小量に抑えることができる。一方、軸受を潤滑した後の昇温した油であっても、極少量であれば吸込み空間に戻しても吸気を加熱する心配がない。そのため、絞り部を設けることにより、駆動に必要な動力の増加や性能低下を抑制しつつ軸受を潤滑した後の油を戻すことのできる場所として、吸い込み空間を選択することができるようになる。

本発明に係る圧縮機の給油方法は、
ガスを吸い込む吸込口と、軸受で回転可能に支持され、前記吸込口から吸い込まれたガスをロータ室で圧縮する雌ロータおよび雄ロータからなる一対のロータと、圧縮されたガスを吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体で圧縮されたガスから一次的に油を分離する一次分離手段と、前記一次分離手段で一次的に油を分離されたガスから二次的に油を分離する二次分離手段とを有する油回収器と、
を備えた圧縮機の給油方法であって、
前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雌ロータの互いに隣り合う一組の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雌ロータの圧縮歯溝空間とに接続された一次分離油供給ラインを介して、前記一次分離手段により分離された油を前記ロータの軸受と前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給し、
前記一次分離油供給ラインを介さずに前記圧縮機本体に接続された排油ラインを介して、前記軸受の潤滑に供した油を前記ロータの低圧歯溝へ供給し、
前記一次分離油供給ラインに接続された二次分離油供給ラインを介して、前記二次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する。

本発明によれば、圧縮機の駆動に必要な動力を小さくできる。

（Ａ）は本発明の実施例１に係る圧縮機を説明する模式図、（Ｂ）は圧縮機本体内部の拡大側面図、（Ｃ）はロータ室に設けた油流入ポートの位置を示す概略図。 本発明の実施例２に係る圧縮機本体内部の拡大側面図。 本発明の参考例に係る圧縮機本体内部の拡大側面図。 本発明の変形例に係る圧縮機本体内部の拡大側面図。 本発明の更なる変形例に係る圧縮機本体内部の拡大側面図。 （Ａ）は比較例１に係る圧縮機を説明する模式図、（Ｂ）は圧縮機本体内部の拡大側面図。 （Ａ）は比較例２に係る圧縮機を説明する模式図、（Ｂ）は圧縮機本体内部の拡大側面図。 軸動力に対する比動力を示すグラフ。

以下、本発明の実施例１を添付図面に従って説明する。

図１（Ａ）に本発明の実施例１に係る圧縮機１を示す。本発明の圧縮機はスクリュー式の圧縮機１であり、内部を流動する油により潤滑、冷却が行われる。圧縮機１は、圧縮機本体１０と油回収器３０とを備えている。

圧縮機本体１０は、内部のロータ室１１に後述するスクリューロータ２０を回転可能に収容するロータケーシング１２を備える。圧縮機本体１０は、外部から気体（ガス）を吸い込む吸込口１３と、気体を吐出する吐出口１４とを有する。

図１（Ｂ）に示すように、スクリューロータ２０は雌ロータ２２および雄ロータ２４の一対で構成されている。雌ロータ２２の周方向で互いに隣り合う一組の歯２２ａ，２２ａの間には歯溝２７ａが形成されている。圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雌ロータ２２の周方向で互いに隣り合う一組の歯２２ａ，２２ａとロータケーシング１２の内面であるロータ室１１の内壁との間には雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７が画定されている。雌ロータ２２と同じようにして、圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雄ロータ２４の周方向で互いに隣り合う一組の歯２４ａ，２４ａとロータケーシング１２の内面であるロータ室１１の内壁との間には雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８が画定されている。両ロータ２２，２４の一方は、ロータケーシング１２に付設された電動機（図示せず）に連結されている。雌ロータ２２の回転中心となるロータ軸２３および雄ロータ２４の回転中心となるロータ軸２５はそれぞれ、吸込み側がロータケーシング１２に設けられた吸込側軸受（軸受）１５により支持されている。ロータ軸２３，２５の吐出側は、ロータケーシング１２に設けられた吐出側軸受（軸受）１６により支持されている。なお、図１（Ａ）ではスクリューロータ２０として代表的に雌ロータ２２のみを示している。

電動機がスクリューロータ２０を回転することにより、上方から吸込口１３を介して吸込まれた気体が雌ロータ２２と雄ロータ２４との回転により圧縮され、高圧気体として吐出口１４を介して下方に吐出される。

油回収器３０は、中空円筒３１と、油回収器３０の内壁（内部壁面）を含む一次分離手段である分離部３４と、二次分離手段であるフィルタ３２と、油溜まり部３３とを備えている。吐出された圧縮気体は、吐出口１４と吐出流路からなる吐出ライン３５を通って油回収器３０の分離部３４に導入される。このとき、油回収器３０の内壁と中空円筒３１の間に形成される環状流路に対して略接線方向に圧縮空気が導入され、その際に生じる旋回流により、油と気体とが遠心分離される。このようにして、吐出ライン３５を介して油回収器３０内に流入する油分を含む圧縮気体から油を一次的に分離する。一次的に油を分離された圧縮気体は中空円筒３１の内部を通過してフィルタ３２まで案内される。フィルタ３２は例えばデミスタからなり、圧縮気体が通過することで、更にこの気体から二次的に油を分離する。油溜まり部３３は、一次的に分離され、油回収器３０の内部壁面を伝って自重により滴下する油を溜める。なお、二度にわたり油を分離された圧縮気体は、フィルタ３２に連通する供給管３６を介して、圧縮気体の需要家に供給される。例えば工場などの気体供給先に供給される。油回収器３０内で気体から一次的に分離された油は、油回収器３０と圧縮機本体１０とを連通する油循環ライン４０の供給側ラインを介してロータケーシング１２内に案内される。

油循環ライン４０は、一次分離油供給ライン４１と二次分離油供給ライン５２と吐出側軸受け排油ライン５４からなる供給側ラインと、吐出ライン３５からなる回収側ラインとを備えている。一次分離油供給ライン４１は、一端が油溜まり部３３に連通し、他端側は３本のサブ給油ライン４２，４６，４８に分岐されている。

サブ給油ライン４２であるロータ室給油ライン４２の端部は、雌ロータ側給油ライン４３と雄ロータ側給油ライン４４とに分岐されている（図１（Ｂ）参照）。雌ロータ側給油ライン４３は、雌ロータ２２側のロータ室１１に設けられた油流入ポート１７を介して雌ロータ側圧縮歯溝空間２７と連通している。詳しくは、雌ロータ側給油ライン４３は、圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雌ロータ２２の互いに隣り合う一組の歯２２ａ，２２ａおよびロータ室１１の内壁で画定された雌ロータ側圧縮歯溝空間２７に接続されている（図１（Ｃ）参照）。油流入ポート１７はロータ室１１の、雌ロータ２２に対向する位置に設けられている。雄ロータ側給油ライン４４は、雄ロータ２４側のロータ室１１に設けられた油流入ポート１８を介して雄ロータ側圧縮歯溝空間２８と連通している。詳しくは、雄ロータ側給油ライン４４は、圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雄ロータ２４の互いに隣り合う一組の歯２４ａ，２４ａおよびロータ室１１の内壁で画定された雄ロータ側圧縮歯溝空間２８に接続されている（図１（Ｃ）参照）。油流入ポート１８はロータ室１１の、雄ロータ２４に対向する位置に設けられている。サブ給油ライン４６である吐出側軸受け給油ライン４６の端部は、吐出側軸受（軸受）１６に連通している。サブ給油ライン４８である吸込側軸受け給油ライン４８の端部は、吸込側軸受（軸受）１５に連通している。

吐出側軸受け給油ライン４６の途中には、吐出側軸受け１６への油の供給量を低減する絞り部５０が設けられている。絞り部５０は例えば、油孔に設けられたオリフィスである。絞り部５０を設けることで、吐出側軸受１６に供給する油量を潤滑に必要な最小量に抑えることができる。同様の絞り部５０が、吸込側軸受け給油ライン４８の途中に設けられている。なお、実施例１では吐出側軸受け給油ライン４６と吸込側軸受け給油ライン４８とに絞り部５０を設けたがこれに限定されず、軸受潤滑後の油の温度が高くなりやすい吐出側軸受け給油ライン４６のみに絞り部５０を設ける構成を採用してもよい。

二次分離油供給ライン５２の一端は油回収器３０のフィルタ３２と連通し、他端は一次分離油供給ライン４１の雌ロータ側給油ライン４３に接続し連通している。なお、フィルタ３２により二次的に分離された油の少なくとも一部と、気体の一部との混合流れが二次分離油供給ライン５２内を案内される。

吐出側軸受け排油ライン５４の一端は吐出側軸受１６に連通し、他端は両ロータ２２、２４の閉じ込み直後の位置に設けられた連通ポート１９を介してロータ室１１の内側に連通している。

以下、圧縮機１を潤滑する油の循環経路について説明する。

圧縮機本体１０から吐出された圧縮気体から一次的に分離され油溜まり部３３に溜められた油は、一次分離油供給ライン４１を介して圧縮機本体１０に供給される。一次分離油供給ライン４１のロータ室給油ライン４２に案内された油は、雌ロータ側給油ライン４３を介して雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に供給されると共に、雄ロータ側給油ライン４４を介して雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８に供給される。油流入ポート１７，１８からロータ室１１内に供給された油は圧縮気体の冷却、ロータ２２，２４の潤滑およびロータ２２と２４との隙間のシールに供される。

一次的に油を分離された圧縮気体からフィルタ３２により二次的に分離された油は、二次分離油供給ライン５２を介して雌ロータ側給油ライン４３に案内される。これにより、雌ロータ側において気体の圧縮途中の位置に当たる雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に向けて一次分離油と、二次分離油を包含する加圧された状態の気体との混合流体が噴射される。なお、雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７があまり高圧であると油の供給量は減るため、吸込圧力と吐出圧力との中間圧力以下程度となる圧縮歯溝空間２７に混合流体が供給されることが好ましい。

以上のように、二次分離油供給ライン５２を雌ロータ側給油ライン４３（一次分離油供給ライン４１）に接続すると、油溜り３３から雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に油を供給する際に油と気体の混合流体が噴射されることになるので、圧縮歯溝空間２７に解放された油の拡散が促進され歯溝内での油の偏りが起こり難くなる。このことにより、部分的な油切れが特に起こりやすいシール部分である雌ロータ２２の歯先とロータ室１１との間での油の不足を回避し、これらの間から圧縮途中の気体が漏れるバックフローを防止できる。従って、漏れたガスを再圧縮するためにロータ２２、２４を駆動するのに必要な分の動力を小さくし、圧縮機本体１０から吐出される風量も増加できる。

また油と加圧された状態の気体の混合流体が雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に解放されることにより油の微粒化が促進され、雌ロータ２２への給油量に対する油の表面積が大きくなるので、ロータ室１１に供給された混合流体と圧縮途中の気体との間で熱交換され易くなる。これにより、油による冷却効率が向上する結果、気体は等温圧縮に近づき雌ロータ２２を駆動する動力が低下する。雌ロータ２２側の歯は一般に歯先幅が狭く、雌ロータ２２の歯先とロータ室１１との間から気体の漏れる量がその間の油の有無に影響しやすい。更に雌ロータ２２側の歯溝の容積は雄ロータ２４に比べて大きいため、雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に混合流体を供給するメリットは雄ロータ２４側に供給する場合と比べて大きい。

吐出側軸受１６に供給され、吐出側軸受１６を潤滑し冷却した後の油は、吐出側軸受け排油ライン５４に案内され連通ポート１９を介して閉じ込み直後の圧力の低いロータ室１１に戻される。

本発明は前記実施例１に限定されず、種々の変形が可能である。実施例１では、二次分離油供給ライン５２の他端を雌ロータ側給油ライン４３のみに接続し、一次分離油供給ライン４１を介して雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に連通した。しかしこれに限定されず、例えば、図２に一例を示すように、二次分離油供給ライン５２の他端を雌ロータ側給油ライン４３および雄ロータ側給油ライン４４に接続し、一次分離油供給ライン４１であるロータ室給油ライン４２を介して雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７と雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８に連通してもよい（実施例２）。

上記構成により一次分離油と、二次分離油を包含する気体との混合流体を雌ロータ２２だけでなく雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８にも供給することができる。そうすることで、混合流体が雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８に解放されることにより油の微粒化が促進され、雄ロータ２４への給油量に対する油の表面積が大きくなるので、圧縮機本体１０に供給された油と圧縮途中のガスとの間で熱交換され易くなる。油による冷却効率が向上する結果、ガスが等温圧縮に近づきロータ２２，２４を駆動する動力が低下することが予想される。また、混合流体が雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８に解放された際に油の拡散が促進され、雄ロータ２４の歯溝２８ａ内での油の偏りが起こり難くなる。これにより、ロータ室１１内でのシール性を高めることができる。従って、各ロータ２２，２４を駆動するのに必要な動力を小さくし、また圧縮機本体１０から吐出される風量を増加できる。

ただし、雄ロータ２４の圧縮歯溝空間２８へ混合流体が供給された分、雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７へ供給される混合流体が減少するため、シール性向上による動力低減の効果は実施例１よりも小さくなる。この動力低減効果の減少量は上記実施例２の冷却効率向上による動力低減効果の増加量より大きく、相殺すると動力の増加およびシール性の低下となり、結果的に全体として圧縮機１の性能が実施例１と比較して若干悪化する。なぜならば、前述の通り、雌ロータ２２の歯先の幅は雄ロータ２４より狭く、歯溝空間も大きいため、雄ロータ２４よりも油の分布に対して敏感になるためと考えられる。

なお、本実施例２では、二次分離油供給ライン５２の他端をロータ室給油ライン４２を介して雌ロータ側給油ライン４３および雄ロータ側給油ライン４４に接続した。しかしこれに限定されず、雌ロータ側給油ライン４３に接続される二次分離油供給ライン５２および雄ロータ側給油ライン４４に接続される二次分離油供給ライン５２に分けてもよい。その場合、二次分離油供給ライン５２は、一端から他端までのラインがそれぞれ独立した二次分離油供給ラインとしてもよく、１つのラインを他端側で分岐した二次分離油供給ラインとしてもよい（図４参照）。

図３は、二次分離油供給ライン５２の他端を雌ロータ側給油ライン４３に代えて雄ロータ側給油ライン４４のみに接続し連通させた参考例を示す（参考例）。

図８を参照すると、実施例２は、比動力が実施例１と比べて高くなっていることが分かる。従って、実施例１の圧縮機は実施例２の圧縮機よりも少ない動力で多くの空気を圧縮でき、省エネに資することを確認できた。参考例は、比動力が実施例１および実施例２と比べて高くなっていることが分かる。従って、油回収器３０と雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７とに接続され、一次分離手段である油回収器３０の分離部３４により分離された油を雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に供給する一次分離油供給ライン４１と、二次分離手段であるフィルタ３２により分離された油を雌ロータ２２の圧縮歯溝空間２７に供給する、一次分離油供給ライン４１に接続された二次分離油供給ライン５２とを備えた本願発明の実施例１および実施例２の圧縮機は、参考例の圧縮機よりも少ない動力で多くの空気を圧縮でき、省エネに資することを確認できた。

また実施例１では、吐出側軸受け給油ライン４６と吸込側軸受け給油ライン４８とを一次分離油供給ライン４１を分岐することで構成している。しかしこれに限定されず、吐出側軸受け給油ライン４６と吸込側軸受け給油ライン４８との端部を直接、油溜まり部３３に連通してもよい。ただし何れの場合にも、軸受潤滑に用いた油を一次分離油供給ライン４１を介さずに、圧縮開始直前（閉じ込み直前）のロータ２２，２４の歯溝２７ａ，２８ａもしくは圧縮開始直後（閉じ込み直後）のロータ２２，２４の歯溝２７ａ，２８ａである、ロータ２２，２４の低圧歯溝に供給することが必要である。

なお、二次分離油供給ライン５２の一次分離油供給ライン４１への接続方法は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

また前記実施形態では、サブ給油ライン４２であるロータ室給油ライン４２の端部は、雌ロータ側給油ライン４３と雄ロータ側給油ライン４４とに分岐されている。しかし図５に示すように、雌ロータ側給油ライン４３と雄ロータ側給油ライン４４とは、それぞれ独立した一次分離油供給ラインとされてもよい。ここで、一次分離油供給ラインである雌ロータ側給油ライン４３と雄ロータ側給油ライン４４に対して二次分離油供給ラインを接続するには、少なくとも雌ロータ側給油ライン４３のみに接続すればよい。変形例として、二次分離油供給ラインを雌ロータ側給油ライン４３に加えて雄ロータ側給油ライン４４に接続してもよい。

図６（Ａ）は、二次分離油供給ライン５２の端部を直接、ロータ室１１に連通した比較例１の圧縮機２を示す。この中で、図１の圧縮機１と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

比較例１では図６（Ｂ）に示すように、ロータ室給油ライン４２の端部が、ロータ室１１の雌ロータ２２と雄ロータ２４との間に設けられた一次分離油流入ポート８１を介してロータ室１１と連通している。すなわち、ロータ室給油ライン４２の端部が、比較例１では、圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雄ロータ２４の歯２４ａおよび雌ロータ２２の歯２２ａおよびロータ室１１の内壁で画定された雌雄ロータ２２，２４の圧縮歯溝空間２７，２８の接続部となる圧縮歯溝空間に接続されている。二次分離油供給ライン５２の端部は、一次分離油流入ポート８１よりもロータ室１１の吸込側軸受１５側に位置し、雌ロータ２２と雄ロータ２４との間に設けられた二次分離油流入ポート８２を介して直接、ロータ室１１に連通している。吐出側軸受け排油ライン５４は、雌ロータ２２と雄ロータ２４との間に設けられた連通ポート８３を介してロータ室１１と連通している。連通ポート８３は、スクリューロータ２０の軸方向に一次分離油流入ポート８１と二次分離油流入ポート８２との間に配設されている。

上記構成により比較例１の圧縮機２では、ロータ室１１の吸込側軸受１５側に設けた二次分離油流入ポート８２を介して、二次的に分離された油を直接、圧縮開始直後の雌ロータ２２および雄ロータ２４の低圧歯溝に戻している。二次分離油供給ライン５２内を流れる、油を包含する大量の気体の温度は低圧歯溝における気体の温度より高くなる。従って、油を包含する高温気体を一定容積の低圧歯溝に供給すると、圧縮中の気体が膨張しようとする力が圧力として働くことになる。また、高温気体が供給された低圧歯溝とその上流側との圧力差が大きくなるため、圧縮中の気体のバックフローを生じやすくなる。これらにより、圧縮機２の駆動に必要な動力の増加および吐出風量の低下を招くことになる。図８を参照すると、軸動力がＡ(ｋＷ)付近において、比較例１に対して実施例１では比動力で３．６％の性能向上を確認できた。

図７（Ａ）および（Ｂ）は、二次分離油供給ライン５２の端部に加えて更に吐出軸受け排油ライン５４の端部をロータ室給油ライン４２に連通し接続した比較例２の圧縮機３を示す。この中で、図１の圧縮機１と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。比較例２の圧縮機３では、ロータ室給油ライン４２がロータ室１１の雌ロータ２２と雄ロータ２４との間に設けられた油流入ポート８８を介してロータ室１１と連通している。すなわち比較例２においても、ロータ室給油ライン４２の端部が、圧縮機本体１０のロータ軸直角方向の断面について、雄ロータ２４の歯２４ａおよび雌ロータ２２の歯２２ａおよびロータ室１１の内壁で画定された雌雄ロータ２２，２４の圧縮歯溝空間２７，２８の接続部となる圧縮歯溝空間に接続されている。

比較例２では、ロータ室給油ライン４２が高圧となるため、ロータ室給油ライン４２に吐出側軸受け排油ライン５４から油を戻すことが難しく、吐出側軸受１６を潤滑する油の流れが滞って吐出側軸受１６の寿命が悪化する恐れがある。また、吐出側軸受１６での撹拌ロスも大きなものとなる。比較例２において、油の経路をそのままとして吐出側軸受１６に油を無理やり流すことも出来なくは無いが、そのためには、ロータ室給油ライン４２における二次分離油供給ライン５２の合流点と吐出側軸受け排油ライン５４の合流点との間にオリフィス等を設ける必要がある。しかし、この方法では必然的にロータ室給油ライン４２の給油量も少なくなる。このときロータ室１１への給油量が減少し、圧縮気体温度の増加および漏れ量の増大により圧縮機の駆動に必要な動力の増加および吐出風量の低下が発生する可能性が高いものとなる。このように、比較例２は駆動に必要な動力を小さくすることのできない実用性に乏しいものであって実施例１および２とは似て非なるものであるのに対し、実施例１および２ではロータ２２，２４を駆動するのに必要な動力を小さくし、また圧縮機本体１０から吐出される風量を増加でき実用的である。

本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、一次分離油供給ライン４１は、一端が油溜まり部３３に連通し、他端側は３本のサブ給油ライン４２，４６，４８に分岐されているが、各サブ給油ラインに対応するそれぞれに独立した一次分離油供給ラインとしてもよい。

１ 空気圧縮機
１０ 圧縮機本体
１３ 吸込口
１４ 吐出口
１６ 吐出側軸受
２２ 雌ロータ
２４ 雄ロータ
３０ 油回収器
３１ 中空円筒
３４ 分離部（一次分離手段）
３２ フィルタ（二次分離手段）
４１ 一次分離油供給ライン
５０ 絞り部
５２ 二次分離油供給ライン

Claims (7)

1. ガスを吸い込む吸込口と、軸受で回転可能に支持され、前記吸込口から吸い込まれたガスをロータ室と協働して圧縮する雌ロータおよび雄ロータからなる一対のロータと、圧縮されたガスを吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体で圧縮されたガスから一次的に油を分離する一次分離手段と、前記一次分離手段で一次的に油を分離されたガスから二次的に油を分離する二次分離手段とを有する油回収器と、
   前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雌ロータの互いに隣り合う一組の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雌ロータの圧縮歯溝空間とに接続され、前記一次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する一次分離油供給ラインと、
   前記一次分離手段により分離され前記ロータの軸受の潤滑に用いた後の油を前記ロータの低圧歯溝へ前記一次分離油供給ラインを介さずに供給する排油ラインと、
   前記二次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する、前記一次分離油供給ラインに接続された二次分離油供給ラインと、
   を備えた、圧縮機。
2. 前記一次分離油供給ラインが更に、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雄ロータの互いに隣り合う一対の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雄ロータの圧縮歯溝空間に接続され、前記一次分離手段により分離された、前記二次分離油供給ラインを経た油を含まない油を前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する、請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雄ロータの互いに隣り合う一対の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雄ロータの圧縮歯溝空間とに接続され、前記一次分離手段により分離された油を、前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する一次分離油供給ラインを備えた、請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記二次分離油供給ラインが、前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に接続された前記一次分離油供給ラインに接続され、前記二次分離手段により分離された油を前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間にも供給する、請求項２または３に記載の圧縮機。
5. 前記二次分離手段により分離された油を前記一次分離油供給ラインを介して前記雄ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する、請求項２または３に記載の圧縮機。
6. 前記吐出口側の前記軸受に給油する一次分離油供給ラインを備え、当該吐出側軸受に給油する一次分離油供給ラインに油の供給量を低減する絞り部を設けた、請求項１から５のいずれかに記載の圧縮機。
7. ガスを吸い込む吸込口と、軸受で回転可能に支持され、前記吸込口から吸い込まれたガスをロータ室で圧縮する雌ロータおよび雄ロータからなる一対のロータと、圧縮されたガスを吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体で圧縮されたガスから一次的に油を分離する一次分離手段と、前記一次分離手段で一次的に油を分離されたガスから二次的に油を分離する二次分離手段とを有する油回収器と、
   を備えた圧縮機の給油方法であって、
   前記油回収器と、前記圧縮機本体のロータ軸直角方向の断面について前記雌ロータの互いに隣り合う一組の歯および前記ロータ室の内壁で画定された前記雌ロータの圧縮歯溝空間とに接続された一次分離油供給ラインを介して、前記一次分離手段により分離された油を前記ロータの軸受と前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給し、
   前記一次分離油供給ラインを介さずに前記圧縮機本体に接続された排油ラインを介して、前記軸受の潤滑に供した油を前記ロータの低圧歯溝へ供給し、
   前記一次分離油供給ラインに接続された二次分離油供給ラインを介して、前記二次分離手段により分離された油を前記雌ロータの前記圧縮歯溝空間に供給する、
   圧縮機の給油方法。

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