JP2018127966A - Screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリュー圧縮機に関し、特に、ケーシング内の高圧部に設けられる油溜部へ潤滑油を戻す構造に関するものである。 The present invention relates to a screw compressor, and more particularly to a structure for returning lubricating oil to an oil reservoir provided in a high-pressure part in a casing.
従来、スクリューロータとゲートロータとを有する圧縮機構を備えたスクリュー圧縮機が知られている。 Conventionally, a screw compressor having a compression mechanism having a screw rotor and a gate rotor is known.
特許文献１には、この種のスクリュー圧縮機が開示されている。この圧縮機では、スクリューロータの螺旋溝にゲートロータの複数のゲートが噛み合うとともに、スクリューロータがシリンダ部に収容される。これにより、スクリューロータ、ゲート、及びシリンダ部の間に流体を圧縮する圧縮室が区画される。
この圧縮機では、圧縮機構で圧縮された流体が、吐出通路を流れた後に高圧空間へ流出する。高圧空間では、流体中の油（圧縮機構や軸受けの摺動部を潤滑するための潤滑油）が分離される。油が分離された流体は、ケーシングの外部へ流出する。分離された油は、高圧空間の下部の油溜部に貯留される。 In this compressor, the fluid compressed by the compression mechanism flows into the high-pressure space after flowing through the discharge passage. In the high-pressure space, oil in the fluid (lubricating oil for lubricating the sliding portion of the compression mechanism and the bearing) is separated. The fluid from which the oil has been separated flows out of the casing. The separated oil is stored in the oil reservoir at the lower part of the high-pressure space.
圧縮機構の潤滑に利用された油の一部は、圧縮された流体とともに吐出通路へ送られる。このため、流体に含まれる油の一部が吐出通路へ残存してしまうと、高圧空間の油溜部に貯留される油の量が不足してしまうことがある。この結果、各摺動部へ十分な油を供給できず、各摺動部の潤滑不良を招いてしまう可能性がある。 Part of the oil used for lubrication of the compression mechanism is sent to the discharge passage together with the compressed fluid. For this reason, if part of the oil contained in the fluid remains in the discharge passage, the amount of oil stored in the oil reservoir in the high-pressure space may be insufficient. As a result, there is a possibility that sufficient oil cannot be supplied to each sliding part, resulting in poor lubrication of each sliding part.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、吐出通路に油が残存することに起因して油溜部の油の量が不足してしまうことを回避することである。 The present invention has been made in view of this point, and is to avoid a shortage of the amount of oil in the oil reservoir due to oil remaining in the discharge passage.
第１の発明は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）内に配置されたスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）が嵌合するように上記ケーシング（11）に形成されたシリンダ部（31）とを備えたスクリュー圧縮機を前提としている。 1st invention was formed in the said casing (11) so that the casing (11), the screw rotor (40) arrange | positioned in this casing (11), and this screw rotor (40) may fit. A screw compressor provided with a cylinder part (31) is assumed.
そして、このスクリュー圧縮機は、上記ケーシング（11）内に、上記スクリューロータ（40）から吐出された流体が上記シリンダ部（31）の外周を上記ケーシング（11）内の下方の空間から上方の空間へ流れる冷媒通路（78）が形成され、上記冷媒通路（78）に通路面積調節機構（75）が設けられ、上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記冷媒通路（78）の断面積が小さくなるように構成されていることを特徴としている。 In the screw compressor, the fluid discharged from the screw rotor (40) enters the casing (11) from the lower space in the casing (11) through the outer periphery of the cylinder part (31). A refrigerant passage (78) flowing into the space is formed, and a passage area adjustment mechanism (75) is provided in the refrigerant passage (78). The passage area adjustment mechanism (75) connects the refrigerant passage (78) to the casing (11). ) Reaches the predetermined amount, the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) becomes the maximum, and when the flow rate of the fluid becomes smaller than the predetermined amount, the refrigerant passage (78) The cross-sectional area is configured to be small.
この第１の発明では、圧縮機構を構成するシリンダ部（31）、スクリューロータ（40）及びゲートロータ（50）により圧縮された流体は、冷媒通路（78）をケーシング（11）内の下方の空間から上方の空間へ向かって流れる。このとき、流体中の油が該流体から分離されると、ケーシング（11）内の下方の空間に落ちていく。一方、上記冷媒通路（78）を流れる流体の流量が所定量よりも少なくなると、通路面積調節機構（75）により冷媒通路（78）の断面積が小さくなり、該冷媒通路（78）を流れる流体の流速がある一定の速度よりも遅くなることが防止される。したがって、この速度が適切な速度になるように通路面積が小さくなる流量を定めておくことにより、上方へ向かう流体により油に浮力が与えられて油がケーシング（11）の上方に供給され、吐出空間に流入する。また、上記流量が所定量に達すると冷媒通路（78）の断面積が最大になるが、そのときの流体の流速が油に浮力を与える速度になるように上記流量を定めておけば、通路面積が大きくなっても油は吐出通路を通って高圧空間に流入する。 In the first aspect of the invention, the fluid compressed by the cylinder portion (31), the screw rotor (40), and the gate rotor (50) constituting the compression mechanism passes through the refrigerant passage (78) below the casing (11). It flows from the space toward the upper space. At this time, when the oil in the fluid is separated from the fluid, it falls into a lower space in the casing (11). On the other hand, when the flow rate of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) is less than a predetermined amount, the passage area adjusting mechanism (75) reduces the cross-sectional area of the refrigerant passage (78), and the fluid flowing through the refrigerant passage (78). Is prevented from becoming slower than a certain speed. Therefore, by setting the flow rate to reduce the passage area so that this speed becomes an appropriate speed, buoyancy is given to the oil by the upward fluid, and the oil is supplied above the casing (11) and discharged. Flows into the space. Further, when the flow rate reaches a predetermined amount, the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) becomes maximum. If the flow rate is determined so that the flow velocity of the fluid at that time gives buoyancy to the oil, the passage Even if the area increases, the oil flows into the high-pressure space through the discharge passage.
第２の発明は、第１の発明において、上記冷媒通路（78）が複数の分岐通路（74）から構成され、上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記分岐通路（74）のすべてが開放されて上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記分岐通路（74）の一部が閉鎖されて冷媒通路（78）の断面積が小さくなるように構成されていることを特徴としている。 According to a second aspect, in the first aspect, the refrigerant passage (78) includes a plurality of branch passages (74), and the passage area adjusting mechanism (75) connects the refrigerant passage (78) to the casing (11). ) Reaches a predetermined amount, all the branch passages (74) are opened, and the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized, so that the flow rate of the fluid is a predetermined amount. When the number is smaller, a part of the branch passage (74) is closed and the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is reduced.
この第２の発明では、上記冷媒通路（78）を流れる流体の流量が所定量よりも少なくなると、通路面積調節機構（75）により分岐通路（74）の一部が閉鎖されて断面積が小さくなり、該冷媒通路（78）を流れる流体の流速がある一定の速度よりも遅くなることが防止される。したがって、この速度が適切な速度になるように通路面積が小さくなる流量を定めておくことにより、上方へ向かう流体により油に浮力が与えられて油がケーシング（11）の上方に供給され、吐出空間に流入する。また、上記流量が所定量に達すると分岐通路（74）のすべてが開放されて断面積が最大になるが、そのときの流体の流速が油に浮力を与える速度になるように上記流量を定めておけば、通路面積が大きくなっても油は吐出通路を通って高圧空間に流入する。 In the second aspect of the invention, when the flow rate of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) is less than a predetermined amount, a part of the branch passage (74) is closed by the passage area adjusting mechanism (75) and the cross-sectional area is reduced. Thus, the flow velocity of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) is prevented from becoming lower than a certain speed. Therefore, by setting the flow rate to reduce the passage area so that this speed becomes an appropriate speed, buoyancy is given to the oil by the upward fluid, and the oil is supplied above the casing (11) and discharged. Flows into the space. Further, when the flow rate reaches a predetermined amount, all of the branch passages (74) are opened and the cross-sectional area is maximized, but the flow rate is determined so that the flow rate of the fluid at that time is a velocity that gives buoyancy to the oil. In this case, even if the passage area is increased, the oil flows into the high-pressure space through the discharge passage.
第３の発明は、第１の発明において、上記冷媒通路（78）が、上記シリンダ部（31）の外周に径方向の内側から外側へ区画された複数の円弧状の分岐通路（74）から構成され、上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記分岐通路（74）のすべてが開放されて上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、径方向内側寄りから上記分岐通路（74）が閉鎖されて冷媒流路の断面積が小さくなるように構成されていることを特徴としている。 According to a third invention, in the first invention, the refrigerant passage (78) includes a plurality of arc-shaped branch passages (74) partitioned from the inner side to the outer side in the radial direction on the outer periphery of the cylinder part (31). The passage area adjusting mechanism (75) is configured such that when the flow rate of the fluid from the lower part of the casing (11) to the upper part of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount, all of the branch passages (74) are opened. When the sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized and the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the branch passage (74) is closed from the radially inner side, and the sectional area of the refrigerant passage is increased. It is characterized by being configured to be small.
この第３の発明では、上記冷媒通路（78）を流れる流体の流量が所定量よりも少なくなると、通路面積調節機構（75）により分岐通路（74）が径方向内側寄りのものか閉鎖されて断面積が小さくなり、該冷媒通路（78）を流れる流体の流速がある一定の速度よりも遅くなることが防止される。したがって、この速度が適切な速度になるように通路面積が小さくなる流量を定めておくことにより、上方へ向かう流体により油に浮力が与えられて油がケーシング（11）の上方に供給され、吐出空間に流入する。また、上記流量が所定量に達すると分岐通路（74）のすべてが開放されて断面積が最大になるが、そのときの流体の流速が油に浮力を与える速度になるように上記流量を定めておけば、通路面積が大きくなっても油は吐出通路を通って高圧空間に流入する。 In the third aspect of the invention, when the flow rate of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) is less than a predetermined amount, the passage area adjusting mechanism (75) closes the branch passage (74) closer to the radially inner side. The cross-sectional area is reduced, and the flow velocity of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) is prevented from becoming lower than a certain speed. Therefore, by setting the flow rate to reduce the passage area so that this speed becomes an appropriate speed, buoyancy is given to the oil by the upward fluid, and the oil is supplied above the casing (11) and discharged. Flows into the space. Further, when the flow rate reaches a predetermined amount, all of the branch passages (74) are opened and the cross-sectional area is maximized, but the flow rate is determined so that the flow rate of the fluid at that time is a velocity that gives buoyancy to the oil. In this case, even if the passage area is increased, the oil flows into the high-pressure space through the discharge passage.
第４の発明は、第２または第３の発明において、上記通路面積調節機構（75）が、上記流体の流量が所定量に達して流速が設定値になると開放され、流速が設定値よりも遅くなると閉鎖される開閉弁（76）により、上記分岐通路（74）の断面積を調節するように構成されていることを特徴としている。 According to a fourth invention, in the second or third invention, the passage area adjusting mechanism (75) is opened when the flow rate of the fluid reaches a predetermined amount and the flow velocity reaches a set value, and the flow velocity is lower than the set value. The on-off valve (76) that is closed when it is late is configured to adjust the cross-sectional area of the branch passage (74).
この第４の発明では、圧縮機構から吐出される流体の流量に応じて開閉弁（76）が開いたり閉じたりすることにより、分岐通路（74）の断面積が調節される。 In the fourth aspect of the invention, the opening / closing valve (76) opens or closes according to the flow rate of the fluid discharged from the compression mechanism, thereby adjusting the cross-sectional area of the branch passage (74).
第５の発明は、第１から第４の発明の何れか１つにおいて、上記ケーシング（11）が、上記シリンダ部（31）の周囲で該シリンダ部（31）の軸方向へ延びるように形成された複数の高圧冷媒流路（71,72）を有し、上記冷媒通路（78）は、上下に隣り合う高圧冷媒流路（71,72）同士が互いに連通するように形成されていることを特徴としている。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the casing (11) is formed to extend in the axial direction of the cylinder portion (31) around the cylinder portion (31). A plurality of the high-pressure refrigerant flow paths (71, 72), and the refrigerant passage (78) is formed so that the high-pressure refrigerant flow paths (71, 72) adjacent in the vertical direction communicate with each other. It is characterized by.
この第５の発明では、上記ケーシング（11）が、シリンダ部（31）の周囲で該シリンダ部（31）の軸方向へ延びるように形成された複数の高圧冷媒流路（71,72）を有し、上記冷媒通路（78）が、上下に隣り合う高圧冷媒流路（71,72）同士が互いに連通するように形成されたいわゆる等温ケーシング（11）構造において、冷媒通路（78）の断面積を流体の流量に応じて調節することにより、流体がその流量にかかわらず冷媒通路（78）から吐出空間へ流入する。 In the fifth invention, the casing (11) includes a plurality of high-pressure refrigerant channels (71, 72) formed so as to extend in the axial direction of the cylinder portion (31) around the cylinder portion (31). In the so-called isothermal casing (11) structure in which the refrigerant passage (78) is formed such that the high-pressure refrigerant passages (71, 72) adjacent to each other in the vertical direction communicate with each other. By adjusting the area according to the flow rate of the fluid, the fluid flows from the refrigerant passage (78) into the discharge space regardless of the flow rate.
本発明によれば、通路面積調節機構（75）により、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記冷媒通路（78）の断面積が小さくなるようにしているので、流量が少なくなった場合には通路面積が小さくなって流速の低下が抑えられ、流量が多くなった場合に通路面積が大きくなっても油に浮力が与えられる流速が保たれる。したがって、油が流体とともに冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ流れ、さらに高圧空間へ流入するので、油がケーシング（11）内におけるシリンダ部（31）の周りの空間に残存するのを抑制できる。このことにより、本発明によれば、吐出空間にある油溜部に油が不足するのを抑えられるから、各摺動部へ十分な量の油を供給することができ、各摺動部の潤滑不良を抑制することが可能になる。 According to the present invention, when the flow rate of the fluid from the lower part of the casing (11) to the upper part of the casing (11) reaches a predetermined amount by the passage area adjusting mechanism (75), the refrigerant passage (78) is disconnected. When the area is maximized and the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is reduced. Therefore, when the flow rate is reduced, the passage area is reduced. The decrease in the flow rate is suppressed, and when the flow rate increases, the flow rate at which buoyancy is imparted to the oil is maintained even if the passage area is increased. Therefore, the oil flows together with the fluid through the refrigerant passage (78) from the lower side to the upper side of the casing (11), and further flows into the high-pressure space, so that the oil remains in the space around the cylinder part (31) in the casing (11). Can be suppressed. As a result, according to the present invention, oil shortage in the oil reservoir in the discharge space can be suppressed, so that a sufficient amount of oil can be supplied to each sliding portion. It becomes possible to suppress poor lubrication.
上記第２の発明によれば、冷媒通路（78）を複数の分岐通路（74）により構成し、分岐通路（74）のすべてを開放して通路面積を最大にしたり分岐通路（74）の一部を閉じて通路断面積を小さくしたりするように通路面積調節機構（75）を構成しているので、流体の流量に応じて通路面積を調節する機構を容易に実現することができる。 According to the second aspect of the present invention, the refrigerant passage (78) is constituted by the plurality of branch passages (74), and all of the branch passages (74) are opened to maximize the passage area or one of the branch passages (74). Since the passage area adjustment mechanism (75) is configured to close the section and reduce the passage cross-sectional area, a mechanism for adjusting the passage area according to the flow rate of the fluid can be easily realized.
上記第３の発明によれば、冷媒通路（78）を複数の分岐通路（74）により構成し、分岐通路（74）のすべてを開放して通路面積を最大にしたり分岐通路（74）の一部を（径方向内側寄りから）閉じて通路断面積を小さくしたりするように通路面積調節機構（75）を構成しているので、流体の流量に応じて通路面積を調節する機構を容易に実現することができる。 According to the third aspect of the present invention, the refrigerant passage (78) is constituted by the plurality of branch passages (74), and all of the branch passages (74) are opened to maximize the passage area or one of the branch passages (74). Since the passage area adjustment mechanism (75) is configured to close the section (from the inner side in the radial direction) and reduce the passage cross-sectional area, it is easy to adjust the passage area according to the flow rate of the fluid. Can be realized.
上記第４の発明によれば、通路面積調節機構（75）を、開閉弁（76）を用いた簡単な構成で容易に実現することができる。 According to the fourth aspect, the passage area adjusting mechanism (75) can be easily realized with a simple configuration using the on-off valve (76).
上記第５の発明によれば、圧縮機構から吐出された高温の流体が、シリンダ部（31）の周囲の吐出通路を流れた後に高圧空間へ導かれることにより、スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）の温度を近づけて該スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）の熱膨張特性の相違によるシリンダ部（31）の内周面とスクリューロータ（40）との間の摺動抵抗の増大を抑制し、ひいてはスクリューロータ（40）の焼き付きを回避できる等温ケーシング（11）構造において、油不足による摺動部の焼き付きなどの問題が発生するのを抑えられる。 According to the fifth aspect, the high-temperature fluid discharged from the compression mechanism flows through the discharge passage around the cylinder portion (31) and then is guided to the high-pressure space, so that the screw rotor (40) and the cylinder portion are The sliding resistance between the inner peripheral surface of the cylinder part (31) and the screw rotor (40) due to the difference in thermal expansion characteristics between the screw rotor (40) and the cylinder part (31) by bringing the temperature of (31) closer In the isothermal casing (11) structure that can suppress the increase and thus avoid the seizure of the screw rotor (40), it is possible to suppress the occurrence of problems such as seizure of the sliding portion due to insufficient oil.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１はこの実施形態に係るスクリュー圧縮機の縦断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３はケーシング本体の吐出側からの矢視図、図４は図１のIV−IV線断面図、図５は駆動軸の中心とスライドバルブの中心を通る平面で圧縮機構を切断した断面図である。図１に示すスクリュー圧縮機（10）は、例えば冷凍装置の冷媒回路に接続される。冷媒回路では、スクリュー圧縮機（10）から吐出された冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。 1 is a longitudinal sectional view of a screw compressor according to this embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view from the discharge side of the casing body, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the compression mechanism cut along a plane passing through the center of the drive shaft and the center of the slide valve. The screw compressor (10) shown in FIG. 1 is connected to a refrigerant circuit of a refrigeration apparatus, for example. In the refrigerant circuit, the refrigerant discharged from the screw compressor (10) circulates to perform a refrigeration cycle.
図１及び図２に示すように、スクリュー圧縮機（10）は、ケーシング（11）、電動機（20）、駆動軸（23）、圧縮機構（30）、及びスライドバルブ機構（60）を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the screw compressor (10) includes a casing (11), an electric motor (20), a drive shaft (23), a compression mechanism (30), and a slide valve mechanism (60). Yes.
〔ケーシング〕
図１に示すケーシング（11）は、金属製の横長の半密閉容器で構成される。ケーシング（11）は、ケーシング本体部（12）と、吸入側カバー部（13）と、吐出側カバー部（14）とを有している。吸入側カバー部（13）の開放部は、ケーシング本体部（12）の長手方向の一端（図１の左側の端部）に固定される。吐出側カバー部（14）の開放部は、ケーシング本体部（12）の長手方向の他端（図１の右側の端部）に固定される。
〔casing〕
The casing (11) shown in FIG. 1 is composed of a horizontally long semi-sealed container made of metal. The casing (11) has a casing body (12), a suction side cover (13), and a discharge side cover (14). The opening part of the suction side cover part (13) is fixed to one end in the longitudinal direction of the casing body part (12) (the left end part in FIG. 1). The opening part of the discharge side cover part (14) is fixed to the other end in the longitudinal direction of the casing body part (12) (the right end part in FIG. 1).
吸入側カバー部（13）の上部には、吸入管が接続される吸入部（13a）が形成される。吸入部（13a）は、冷媒回路の低圧ガスラインに接続される。吸入部（13a）には、スクリュー圧縮機（10）に吸入される低圧冷媒が流れる。吐出側カバー部（14）の上部には、吐出部（14a）が形成される。吐出部（14a）は、冷媒回路の高圧ガスラインに接続される。吐出部（14a）には、スクリュー圧縮機（10）で圧縮された後の高圧冷媒が流れる。 A suction part (13a) to which a suction pipe is connected is formed in the upper part of the suction side cover part (13). The suction part (13a) is connected to a low-pressure gas line of the refrigerant circuit. The low-pressure refrigerant sucked into the screw compressor (10) flows through the suction part (13a). A discharge part (14a) is formed in the upper part of the discharge side cover part (14). The discharge part (14a) is connected to the high-pressure gas line of the refrigerant circuit. The high-pressure refrigerant after being compressed by the screw compressor (10) flows through the discharge part (14a).
ケーシング（11）の内部では、圧縮機構（30）の前側（図１における左側）に低圧空間（S1）（吸入空間ともいう）が形成される。低圧空間（S1）には、圧縮機構（30）へ吸入される低圧冷媒が流れる。低圧空間（S1）には、この低圧冷媒中の異物を補足するフィルタ（16）が設けられる。 In the casing (11), a low-pressure space (S1) (also referred to as a suction space) is formed on the front side (left side in FIG. 1) of the compression mechanism (30). Low-pressure refrigerant sucked into the compression mechanism (30) flows through the low-pressure space (S1). The low pressure space (S1) is provided with a filter (16) that captures foreign matter in the low pressure refrigerant.
ケーシング（11）の内部では、圧縮機構（30）の後側（図１における右側）に高圧空間（S2）（吐出空間ともいう）が形成される。高圧空間（S2）には、圧縮機構（30）から吐出された高圧冷媒が流れる。高圧空間（S2）には、高圧冷媒から油を分離するためのデミスタ（17）が設けられる。 Inside the casing (11), a high-pressure space (S2) (also referred to as a discharge space) is formed on the rear side (right side in FIG. 1) of the compression mechanism (30). The high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism (30) flows through the high-pressure space (S2). In the high pressure space (S2), a demister (17) for separating oil from the high pressure refrigerant is provided.
吐出側カバー部（14）には、高圧空間（S2）の下部に油溜部（19）が形成される。油溜部（19）には、圧縮機構（30）や各軸受部（24,25,27）等の摺動部を潤滑するための油が貯留される。油溜部（19）の油は、吐出側隔壁部（15）に形成された油通路（図示省略）を介して、これらの摺動部へ供給される。 An oil reservoir (19) is formed in the lower part of the high-pressure space (S2) in the discharge side cover (14). The oil reservoir (19) stores oil for lubricating sliding portions such as the compression mechanism (30) and the bearing portions (24, 25, 27). The oil in the oil reservoir (19) is supplied to these sliding portions via an oil passage (not shown) formed in the discharge side partition (15).
〔電動機及び駆動軸〕
電動機（20）は、低圧空間（S1）に配置される。電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを備えている。ステータ（21）は、ケーシング本体部（12）の内周面に固定される。ステータ（21）の内部には、ロータ（22）が回転可能に貫通している。ロータ（22）の中心部には、駆動軸（23）が固定される。
[Electric motor and drive shaft]
The electric motor (20) is disposed in the low pressure space (S1). The electric motor (20) includes a stator (21) and a rotor (22). The stator (21) is fixed to the inner peripheral surface of the casing body (12). A rotor (22) passes through the stator (21) in a rotatable manner. A drive shaft (23) is fixed to the center of the rotor (22).
駆動軸（23）は、ケーシング（11）の長手方向に沿って水平方向に延びている。駆動軸（23）の一端部（図１における左側端部）は、例えばコロ軸受等の第１軸受部（24）に回転可能に支持される。駆動軸（23）の他端部（図１における右側端部）は、例えば玉軸受等の第２軸受部（25）に回転可能に支持される。 The drive shaft (23) extends in the horizontal direction along the longitudinal direction of the casing (11). One end portion (left end portion in FIG. 1) of the drive shaft (23) is rotatably supported by a first bearing portion (24) such as a roller bearing. The other end portion (the right end portion in FIG. 1) of the drive shaft (23) is rotatably supported by a second bearing portion (25) such as a ball bearing.
電動機（20）は、回転数が一定の固定容量式である。なお、電動機（20）は、回転数が可変なインバータ式であってもよい。 The electric motor (20) is a fixed capacity type with a constant rotation speed. The electric motor (20) may be an inverter type having a variable rotation speed.
[シリンダ部]
シリンダ部（31）は、圧縮室（35）を区画するための隔壁を構成している。シリンダ部（31）は、電動機（20）と隔壁部（15）の間に亘って形成される。シリンダ部（31）の内部には、スクリューロータ（40）を収容する略円柱状の空間が形成される。また、シリンダ部（31）には、スライドバルブ（61）を収容するバルブ収容部（32）が形成される。
[Cylinder part]
The cylinder part (31) constitutes a partition wall for partitioning the compression chamber (35). The cylinder part (31) is formed between the electric motor (20) and the partition part (15). A substantially cylindrical space for accommodating the screw rotor (40) is formed inside the cylinder part (31). The cylinder part (31) is formed with a valve housing part (32) for housing the slide valve (61).
[スクリューロータ]
図１、図６、図７等に示すスクリューロータ（40）は、シリンダ部（31）の内部に収容されている。スクリューロータ（40）の外周面は、シリンダ部（31）の内周面と摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、複数本（本例では６本）の螺旋溝（41）が形成される。各螺旋溝（41）は、スクリューロータ（40）の軸方向の前端（図１における左側の端部）から後端（図１における右側の端部）に向かって螺旋状に延びている。
[Screw rotor]
The screw rotor (40) shown in FIGS. 1, 6, 7, etc. is accommodated in the cylinder part (31). The outer peripheral surface of the screw rotor (40) is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder part (31). A plurality (six in this example) of spiral grooves (41) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40). Each spiral groove (41) extends spirally from the front end (left end in FIG. 1) in the axial direction of the screw rotor (40) toward the rear end (right end in FIG. 1).
スクリューロータ（40）の前端には、テーパ部（42）が形成される。テーパ部（42）は、後方に向かうにつれて外径が大きくなる環状の傾斜面を構成している。スクリューロータ（40）の後端には、円板部（43）が形成される。円板部（43）は、スクリューロータ（40）の軸心から径方向外方へ延出する円板状に形成される。 A tapered portion (42) is formed at the front end of the screw rotor (40). The taper portion (42) forms an annular inclined surface whose outer diameter increases toward the rear. A disc portion (43) is formed at the rear end of the screw rotor (40). The disc portion (43) is formed in a disc shape extending radially outward from the axis of the screw rotor (40).
螺旋溝（41）の始端はテーパ部（42）まで延びている。螺旋溝（41）のうちテーパ部（42）に対応する部分が吸入口（44）を構成する。吸入口（44）は、低圧空間（S1）と連通する。螺旋溝（41）の終端は円板部（43）の手前まで延びている。螺旋溝（41）の終端は、径方向外方に向かって開口し、シリンダ部（31）に形成された吐出口（45）と連通している（図１を参照）。 The starting end of the spiral groove (41) extends to the tapered portion (42). A portion of the spiral groove (41) corresponding to the tapered portion (42) constitutes the suction port (44). The suction port (44) communicates with the low pressure space (S1). The terminal end of the spiral groove (41) extends to the front of the disc part (43). The terminal end of the spiral groove (41) opens outward in the radial direction and communicates with the discharge port (45) formed in the cylinder part (31) (see FIG. 1).
[ゲートロータ]
図２、図６、図７等に示す２つのゲートロータ（50）は、スクリューロータ（40）の両側に１つずつ配置される。各ゲートロータ（50）は、スクリューロータ（40）の軸心を基準に互いに線対称（１８０°の回転対称）な関係となるように配置される。各ゲートロータ（50）は、１つのシャフト（51）と、１つの基部（52）と、複数のアーム（53）と、複数のゲート（54）とを備えている。シャフト（51）及び基部（52）の周囲は、低圧空間（S1）と概ね同じ圧力となっている。
[Gate rotor]
The two gate rotors (50) shown in FIG. 2, FIG. 6, FIG. 7, etc. are arranged one on each side of the screw rotor (40). The gate rotors (50) are arranged so as to have a line-symmetrical relationship (180 ° rotational symmetry) with respect to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) includes one shaft (51), one base (52), a plurality of arms (53), and a plurality of gates (54). The periphery of the shaft (51) and the base (52) is substantially the same pressure as the low-pressure space (S1).
シャフト（51）は、上下方向に延びた状態で一対の軸受部（27,27）（ゲート側軸受部）に回転可能に支持される（図２を参照）。シャフト（51）の軸心は、スクリューロータ（40）の軸心に垂直な平面上にある。 The shaft (51) is rotatably supported by the pair of bearing portions (27, 27) (gate side bearing portion) in a state of extending in the vertical direction (see FIG. 2). The axis of the shaft (51) is on a plane perpendicular to the axis of the screw rotor (40).
基部（52）は、シャフト（51）の軸方向の両端部のうちスクリューロータ（40）と隣接する方の端部に一体に形成される。基部（52）は、シャフト（51）と同軸の円板状に形成される。基部（52）の外径はシャフト（51）の外径よりも大きい。 The base (52) is integrally formed at the end of the shaft (51) adjacent to the screw rotor (40) in both axial ends. The base (52) is formed in a disk shape coaxial with the shaft (51). The outer diameter of the base (52) is larger than the outer diameter of the shaft (51).
複数のアーム（53）は、基部（52）の外周面から径方向外方へ放射状に延びている。複数のアーム（53）の周方向の間隔は互いに等しい。本実施形態のアーム（53）の本数は１１本であるが、アーム（53）の本数はこれに限られない。 The plurality of arms (53) extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (52). The intervals in the circumferential direction of the plurality of arms (53) are equal to each other. Although the number of arms (53) of this embodiment is 11, the number of arms (53) is not limited to this.
複数のゲート（54）は、各アーム（53）の表面に１つずつ固定される樹脂性の部材である。複数のゲート（54）は、基部（52）の周囲に放射状に配列される。各ゲート（54）は、シリンダ部（31）の一部を貫通し（図２を参照）、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように構成される。圧縮機構（30）では、スクリューロータ（40）とゲート（54）とシリンダ部（31）との間に圧縮室（35）が形成される。 The plurality of gates (54) are resinous members that are fixed to the surface of each arm (53) one by one. The plurality of gates (54) are arranged radially around the base (52). Each gate (54) penetrates a part of cylinder part (31) (refer to Drawing 2), and is constituted so that it may mesh with spiral groove (41) of screw rotor (40). In the compression mechanism (30), a compression chamber (35) is formed between the screw rotor (40), the gate (54), and the cylinder part (31).
［スライドバルブ機構］
スライドバルブ機構（60）は、スライドバルブ（61）と駆動機構（62）とを有している。スライドバルブ（61）は、シリンダ部（31）の２箇所において径方向に膨出して形成されるバルブ収容部（32）に収容される。スライドバルブ（61）は、シリンダ部（31）の軸心方向（前後方向）にスライド可能に構成される。スライドバルブ（61）の内周面は、シリンダ部（31）の内周面の一部を構成する。
[Slide valve mechanism]
The slide valve mechanism (60) has a slide valve (61) and a drive mechanism (62). The slide valve (61) is accommodated in a valve accommodating portion (32) formed by bulging in the radial direction at two locations of the cylinder portion (31). The slide valve (61) is configured to be slidable in the axial direction (front-rear direction) of the cylinder portion (31). The inner peripheral surface of the slide valve (61) constitutes a part of the inner peripheral surface of the cylinder part (31).
駆動機構（62）は、スライドバルブ（61）と連結している。駆動機構（62）は、例えば、シリンダ（63），ピストン（64）及びガイドロッド（65）等を有し、ピストン（64）を進退させることでスライドバルブ（61）の位置を調節するように構成される。 The drive mechanism (62) is connected to the slide valve (61). The drive mechanism (62) has, for example, a cylinder (63), a piston (64), a guide rod (65), etc., and adjusts the position of the slide valve (61) by moving the piston (64) forward and backward. Composed.
[吐出通路]
図１及び図２に示すように、ケーシング（11）の内部には、駆動軸（23）の軸方向へのびる２つの吐出通路（高圧冷媒流路）（70）が形成される。これらの吐出通路（70）は、シリンダ部（31）の上側寄りと下側寄りとにそれぞれ形成される。これらの吐出通路（70）は、シリンダ部（31）の軸心を中心として、略線対称な関係で配置される。この吐出通路（70）を高圧の吐出冷媒が流れることによりシリンダ部（31）がほぼ圧縮室と同じ温度に加熱される。このことにより、本実施形態のケーシング（10）は、スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）を実質的に同じ温度に維持し、該スクリューロータ（40）とシリンダ部（31）の熱膨張特性の相違に起因してシリンダ部（31）の内周面と回転中のスクリューロータ（40）との間の摺動抵抗が増大することを抑制し、ひいてはスクリューロータ（40）の焼き付きを回避する等温ケーシング構造になっている。
[Discharge passage]
As shown in FIGS. 1 and 2, two discharge passages (high-pressure refrigerant passages) (70) extending in the axial direction of the drive shaft (23) are formed in the casing (11). These discharge passages (70) are formed near the upper side and the lower side of the cylinder part (31), respectively. These discharge passages (70) are arranged in a substantially line-symmetric relationship with the axis of the cylinder portion (31) as the center. As the high-pressure discharged refrigerant flows through the discharge passage (70), the cylinder part (31) is heated to substantially the same temperature as the compression chamber. Thus, the casing (10) of the present embodiment maintains the screw rotor (40) and the cylinder part (31) at substantially the same temperature, and the thermal expansion of the screw rotor (40) and the cylinder part (31). Suppressing the increase in sliding resistance between the inner peripheral surface of the cylinder part (31) and the rotating screw rotor (40) due to the difference in characteristics, thus avoiding seizure of the screw rotor (40) It has an isothermal casing structure.
[隔壁部]
図１に示すように、ケーシング本体部（12）の内部には、板状の隔壁部（15）が立設している。隔壁部（15）は、吐出通路（70）と高圧空間（S2）との間に形成される。隔壁部（15）には、駆動機構（62）から下方へ延出する仕切部（15a）が設けられる。仕切部（15a）は、ケーシング（11）のケーシング本体部（12）の内周面に沿った外縁を有する略板状に形成される。仕切部（15a）は、この外縁がケーシング本体部（12）に固定される状態で、吐出通路（70）と高圧空間（S2）とを仕切っている。具体的に、仕切部（15a）は、下側の吐出通路（70）（以下、下部吐出通路（70a）ともいう）と、高圧空間（S2）の油溜部（19）とを仕切っている。
[Partition wall]
As shown in FIG. 1, a plate-shaped partition wall portion (15) is erected in the casing main body portion (12). The partition wall (15) is formed between the discharge passage (70) and the high-pressure space (S2). The partition part (15) is provided with a partition part (15a) extending downward from the drive mechanism (62). The partition (15a) is formed in a substantially plate shape having an outer edge along the inner peripheral surface of the casing body (12) of the casing (11). The partition (15a) partitions the discharge passage (70) and the high-pressure space (S2) in a state where the outer edge is fixed to the casing body (12). Specifically, the partition (15a) partitions the lower discharge passage (70) (hereinafter also referred to as the lower discharge passage (70a)) and the oil reservoir (19) of the high-pressure space (S2). .
[冷媒通路と通路面積調節機構]
上記吐出通路（70）は、スクリューロータ（40）からの吐出冷媒が流れ込む第１通路（71）と、上下に相対して位置する第２通路（72）を有している。上記第１通路（71）と第２通路（72）の間には、シリンダ部（31）の周囲で周方向にのびる冷媒通路（78）が形成されている。この冷媒通路（78）により第１通路（71）と第２通路（72）が連通している。
[Refrigerant passage and passage area adjustment mechanism]
The discharge passage (70) has a first passage (71) into which the refrigerant discharged from the screw rotor (40) flows, and a second passage (72) positioned relative to the upper and lower sides. A refrigerant passage (78) extending in the circumferential direction around the cylinder part (31) is formed between the first passage (71) and the second passage (72). The refrigerant passage (78) communicates the first passage (71) and the second passage (72).
図４において上記隔壁部（15）の裏側には、図８，図９に示すように、上記冷媒通路（78）内に、該冷媒通路（78）を径方向の内側の部分と外側の部分に区切る仕切壁（15b）が設けられている。この仕切り壁（15b）により、上記冷媒通路（78）は、円弧状の２つの分岐通路（74）に区画されている。 In FIG. 4, on the back side of the partition wall portion (15), as shown in FIGS. 8 and 9, the refrigerant passage (78) is arranged in the refrigerant passage (78) with a radially inner portion and an outer portion. A partition wall (15b) is provided. The partition wall (15b) divides the refrigerant passage (78) into two arc-shaped branch passages (74).
径方向内側の分岐通路（74）には、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう冷媒の流量が所定量に達すると、上記分岐通路（74）のすべてが開放されて上記冷媒通路（78）の通路断面積が最大になり、該冷媒の流量が所定量よりも少なくなると、径方向内側寄りの分岐通路（74）が閉鎖されて冷媒流路（78）の断面積が小さくなるように構成された開閉弁（76）が設けられている。この開閉弁（76）は、仕切り壁（15b）側の端部を中心として開閉するように構成され、開閉弁（76）を開閉するためのバネ（77）が設けられている。また、回転中心と逆側の端部には位置決めピン（79）が設けられている。開閉弁（76）の回転中心側には、図１０Ａ，図１０Ｂに示すように、中心軸に装着されるピン孔（76a）が形成されたボス部（76b）が設けられている。 In the radially inner branch passage (74), when the flow rate of the refrigerant from the lower side of the casing (11) to the upper side of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount, all of the branch passage (74) is opened. When the passage cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized and the flow rate of the refrigerant is less than a predetermined amount, the radially inner branch passage (74) is closed and the refrigerant passage (78) is disconnected. An on-off valve (76) configured to reduce the area is provided. The on-off valve (76) is configured to open and close around the end on the partition wall (15b) side, and is provided with a spring (77) for opening and closing the on-off valve (76). A positioning pin (79) is provided at the end opposite to the center of rotation. On the rotation center side of the on-off valve (76), as shown in FIGS. 10A and 10B, a boss portion (76b) having a pin hole (76a) attached to the central shaft is provided.
この開閉弁（75）は、付勢力が適切な値に設定された上記バネ（77）により、上記冷媒の流量が所定量に達して流速が設定値になると開放されて図９の状態になり、流速が設定値よりも遅くなると閉鎖されて図８の状態になることにより、上記分岐通路（74）の断面積を調節するように構成されている。そして、この開閉弁（76）により、本発明の通路面積調節機構（75）が構成されている。 The on-off valve (75) is opened when the flow rate of the refrigerant reaches a predetermined amount and the flow rate reaches a set value by the spring (77) having an urging force set to an appropriate value, and enters the state shown in FIG. When the flow velocity becomes slower than the set value, the flow path is closed and the state shown in FIG. 8 is established, so that the cross-sectional area of the branch passage (74) is adjusted. The on-off valve (76) constitutes the passage area adjusting mechanism (75) of the present invention.
[油滴の重力と浮力との関係]
冷媒通路（78）を流れる冷媒に含まれる油滴の重力をＦ１，油滴に作用する浮力をＦ２とすると、Ｆ１，Ｆ２は以下の式で表される。
[Relationship between gravity and buoyancy of oil droplets]
When the gravity of the oil droplets contained in the refrigerant flowing through the refrigerant passage (78) is F1, and the buoyancy acting on the oil droplets is F2, F1 and F2 are expressed by the following equations.
Ｆ１＝(4/3)×π×ｒoil３×ρoil
Ｆ２＝(1/2)×Ｃｄ×Ａ×ρref×Ｖref２
ここで、Ｃｄ＝24/Re＋6/(1＋Re0.5)＋0.4 ・・・抵抗係数
Ａ＝π×ｒoil２(m２) ・・・油粒子の投影面積
ρoil＝900(kg/m３) ・・・油の密度
ρref＝冷媒ガスの密度(kg/m３)
Ｖref＝冷媒ガスの通路内平均流速(m/s)
Ｒｅ＝Ｖref×(2×ｒoil)/νref
νref＝冷媒の動粘度（m2/s）
である。
F1 = (4/3) × π × roil 3 × ρoil
F2 = (1/2) × Cd × A × ρref × Vref 2
Here, Cd = 24 / Re + 6 / (1 + Re 0.5 ) +0.4 ・ ・ ・ resistance coefficient
A = π × roil 2 (m 2 )... Projected area of oil particles
ρoil = 900 (kg / m 3 ) ・ ・ ・ Density of oil
ρref = density of refrigerant gas (kg / m 3 )
Vref = Average flow velocity in refrigerant gas passage (m / s)
Re = Vref × (2 × roil) / νref
νref = Kinematic viscosity of refrigerant (m 2 / s)
It is.
Ｆ２≦Ｆ１になった場合は、吐出通路（70）から油滴が排出できなくなり、吐出通路（70）内に油が滞留するが、本実施形態では、Ｆ２＞Ｆ１になるように通路断面積調節機構が設計されている。 When F2 ≦ F1, oil droplets cannot be discharged from the discharge passage (70) and oil stays in the discharge passage (70). In this embodiment, the cross-sectional area of the passage is such that F2> F1. The adjustment mechanism is designed.
−運転動作−
スクリュー圧縮機（10）の運転動作について説明する。電動機（20）が駆動されると、駆動軸（23）及びスクリューロータ（40）が回転する。スクリューロータ（40）が回転すると、螺旋溝（41）に歯合するゲートロータ（50）が回転する。これにより、圧縮機構（30）では、吸込行程、圧縮行程、及び吐出行程が連続的に繰り返し行われる。これらの行程について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。
-Driving action-
The operation of the screw compressor (10) will be described. When the electric motor (20) is driven, the drive shaft (23) and the screw rotor (40) rotate. When the screw rotor (40) rotates, the gate rotor (50) meshing with the spiral groove (41) rotates. Thereby, in the compression mechanism (30), the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke are continuously repeated. These steps will be described with reference to FIGS.
図１１に示す吸込行程では、網掛けを付した圧縮室（35）（厳密には吸込室）が低圧空間（S1）に連通する。この圧縮室（35）に対応する螺旋溝（41）は、ゲートロータ（50）のゲート（54）と歯合している。スクリューロータ（40）が回転すると、ゲート（54）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（35）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧冷媒が吸入口（44）を通じて圧縮室（35）へ吸い込まれる。 In the suction stroke shown in FIG. 11, the compression chamber (35) (strictly speaking, the suction chamber) provided with a mesh communicates with the low pressure space (S1). The spiral groove (41) corresponding to the compression chamber (35) meshes with the gate (54) of the gate rotor (50). When the screw rotor (40) rotates, the gate (54) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (35) increases accordingly. As a result, the low-pressure refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (35) through the suction port (44).
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図１２に示す圧縮行程が行われる。圧縮行程では、網掛けを付した圧縮室（35）が閉じきり状態となる。つまり、この圧縮室（35）に対応する螺旋溝（41）は、ゲート（54）によって低圧空間（S1）から仕切られる。スクリューロータ（40）の回転に伴いゲート（54）が螺旋溝（41）の終端へ近づいていくと、圧縮室（35）の容積が徐々に小さくなっていく。その結果、圧縮室（35）内の冷媒が圧縮される。 When the screw rotor (40) further rotates, the compression stroke shown in FIG. 12 is performed. In the compression stroke, the shaded compression chamber (35) is completely closed. That is, the spiral groove (41) corresponding to the compression chamber (35) is partitioned from the low pressure space (S1) by the gate (54). As the gate (54) approaches the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (35) gradually decreases. As a result, the refrigerant in the compression chamber (35) is compressed.
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図１３に示す吐出行程が行われる。吐出行程では、網掛けを付した圧縮室（35）（厳密には吐出室）が吐出口（45）を介して吐出通路（70）と連通する。スクリューロータ（40）が回転に伴いゲート（54）が螺旋溝（41）の終端へ近づいていくと、圧縮された冷媒が圧縮室（35）から吐出通路（70）へ押し出されていく。 When the screw rotor (40) further rotates, the discharge stroke shown in FIG. 13 is performed. In the discharge stroke, the shaded compression chamber (35) (strictly, the discharge chamber) communicates with the discharge passage (70) through the discharge port (45). When the screw rotor (40) rotates and the gate (54) approaches the terminal end of the spiral groove (41), the compressed refrigerant is pushed out from the compression chamber (35) to the discharge passage (70).
スライドバルブ機構（60）がスライドバルブ（61）の位置を調節すると、圧縮機構（30）から高圧空間（S2）へ送られる冷媒の流量（冷媒の循環量）が調節される。なお、例えば電動機（20）がインバータ式であれば、スライドバルブ機構（60）は、スライドバルブ（61）の位置を調節して圧縮機構（30）の圧縮比を調節するものであってもよい。 When the slide valve mechanism (60) adjusts the position of the slide valve (61), the flow rate of refrigerant (circulation amount of refrigerant) sent from the compression mechanism (30) to the high-pressure space (S2) is adjusted. For example, if the electric motor (20) is an inverter type, the slide valve mechanism (60) may adjust the compression ratio of the compression mechanism (30) by adjusting the position of the slide valve (61). .
吐出通路（70）へ流出した冷媒は、圧縮室（35）内の潤滑に利用された油とともに、第１通路（71）を前方へ流れる。第１通路（71）を通過した冷媒は、連通孔（73）を介して第２通路（72）へ流入する。つまり、吐出通路（70）では、第１通路（71）から第２通路（72）へ冷媒が前方から後方へとＵターンする。 The refrigerant that has flowed out into the discharge passage (70) flows forward along the first passage (71) together with the oil used for lubrication in the compression chamber (35). The refrigerant that has passed through the first passage (71) flows into the second passage (72) through the communication hole (73). That is, in the discharge passage (70), the refrigerant makes a U-turn from the front to the rear from the first passage (71) to the second passage (72).
ここで、スクリュー圧縮機（10）の運転時には、上述のように冷媒が吐出通路（70）を流れる。この冷媒中には、圧縮室（35）内の潤滑に利用された油が含まれている。このため、吐出通路（70）では、冷媒中に含まれる油が留まってしまうことがある。そして、吐出通路（70）に油が留まると、油溜部（19）の油量が不足してしまい、各摺動部の潤滑不良を招くおそれがある。そこで、本実施形態のスクリュー圧縮機（10）では、隔壁部（15）に、冷媒通路（78）の通路断面積を調節する通路面積調節機構（75）を設けている。 Here, when the screw compressor (10) is operated, the refrigerant flows through the discharge passage (70) as described above. This refrigerant contains oil used for lubrication in the compression chamber (35). For this reason, the oil contained in the refrigerant may remain in the discharge passage (70). If oil stays in the discharge passage (70), the amount of oil in the oil reservoir (19) is insufficient, which may cause poor lubrication of each sliding portion. Therefore, in the screw compressor (10) of the present embodiment, the partition wall portion (15) is provided with a passage area adjustment mechanism (75) for adjusting the passage sectional area of the refrigerant passage (78).
そして、通路面積調節機構（75）の開閉弁（76）は、圧縮機構（30）から吐出された冷媒の流量が所定量に達すると通路断面積が図９に示すように最大になり、冷媒の流量が所定量よりも少ない場合は通路断面積が図８に示すように小さくなるように開閉する。これは、冷媒の流量が多いと流速が速くなって上記開閉弁（76）が開かれ、冷媒の流量が少ないと流速が遅くなって上記開閉弁（76）が閉じられるためである。したがって、上記通路面積調整機構（75）を設けない場合には、特に冷媒の流量が少ないときに流速が遅くなって油が吐出通路（70）に溜まりやすいのに対して、上記開閉弁（76）を閉じることで流速が速くなるので油が冷媒とともにケーシングの上方へ流れていく。そして、油を含んだ冷媒が第２通路（72）へ流入し、高圧空間（S2）へ流出する。 When the flow rate of the refrigerant discharged from the compression mechanism (30) reaches a predetermined amount, the on-off valve (76) of the passage area adjusting mechanism (75) reaches a maximum as shown in FIG. When the flow rate is less than a predetermined amount, the passage is opened and closed so that the cross-sectional area becomes smaller as shown in FIG. This is because when the flow rate of the refrigerant is large, the flow rate is high and the on-off valve (76) is opened, and when the flow rate of the refrigerant is low, the flow rate is low and the open / close valve (76) is closed. Therefore, when the passage area adjustment mechanism (75) is not provided, the flow rate is slow and oil tends to accumulate in the discharge passage (70) particularly when the flow rate of the refrigerant is small, whereas the on-off valve (76 ) Will increase the flow velocity, so that the oil flows upwards of the casing together with the refrigerant. And the refrigerant | coolant containing oil flows in into a 2nd channel | path (72), and flows out into a high voltage | pressure space (S2).
高圧空間（S2）に流入した冷媒は、デミスタ（17）を通過して油が分離された後、吐出部（14a）を介してケーシング（11）の外部へ吐出される。デミスタ（17）で分離された油は、油溜部（19）に貯留される。 The refrigerant that has flowed into the high-pressure space (S2) passes through the demister (17) to separate the oil, and is then discharged to the outside of the casing (11) through the discharge portion (14a). The oil separated by the demister (17) is stored in the oil reservoir (19).
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、等温ケーシング構造のスクリュー圧縮機において、通路面積調節機構（75）により、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記冷媒通路（78）の通路断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記冷媒通路（78）の通路断面積が小さくなるようにしているので、流量が少なくなった場合には通路面積が小さくなって流速の低下が抑えられ、流量が多くなった場合に通路面積が大きくなっても油に浮力が与えられる流速が保たれる。
-Effect of the embodiment-
According to the present embodiment, in the screw compressor having the isothermal casing structure, the flow rate of the fluid flowing from the lower side of the casing (11) to the upper side of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount by the passage area adjusting mechanism (75). Then, the passage sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized, and when the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the passage sectional area of the refrigerant passage (78) is reduced. When the flow rate is reduced, the passage area is reduced and the flow velocity is prevented from decreasing. When the flow rate is increased, the flow velocity at which buoyancy is imparted to the oil is maintained even if the passage area is increased.
したがって、油が流体とともに冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ流れ、さらに高圧空間（S2）へ流入するので、油がケーシング（11）内におけるシリンダ部（31）の周りの空間に残存するのを抑制できる。このことにより、本実施形態によれば、吐出通路（70）に溜まった油を油溜部（19）へ戻すことができる。この結果、油溜部（19）の油量が不足してしまうことを防止でき、各摺動部へ確実に油を供給できる。したがって、低容量の運転時でも油不足が生じないので、スクリュー圧縮機（10）の信頼性を確保できる。 Accordingly, the oil flows together with the fluid in the refrigerant passage (78) from the lower side of the casing (11) to the upper side, and further flows into the high-pressure space (S2), so that the oil flows around the cylinder part (31) in the casing (11). It can suppress remaining in space. Thus, according to the present embodiment, the oil accumulated in the discharge passage (70) can be returned to the oil reservoir (19). As a result, the amount of oil in the oil reservoir (19) can be prevented from being insufficient, and oil can be reliably supplied to each sliding portion. Accordingly, since oil shortage does not occur even during low capacity operation, the reliability of the screw compressor (10) can be ensured.
また、本実施形態によれば、通路面積調節機構（75）を、開閉弁（76）を用いた簡単な構成で容易に実現することができる。 Further, according to the present embodiment, the passage area adjusting mechanism (75) can be easily realized with a simple configuration using the on-off valve (76).
−実施形態の変形例−
通路面積調整機構（75）の変形例を図１４，図１５に示している。
-Modification of the embodiment-
A modification of the passage area adjusting mechanism (75) is shown in FIGS.
この変形例の通路面積調整機構（75）では、開閉弁（76）の回転中心をシリンダ部（31）側に設け、バネ（77）を設けずに、開閉弁（76）の自重が冷媒の流速による浮力より勝る場合には図１４に示すように開閉弁（75）が閉じ、冷媒の流速による浮力が開閉弁（76）の自重に勝る場合には図１５に示すように開閉弁（76）が閉じるようにしている。 In the passage area adjusting mechanism (75) of this modified example, the center of rotation of the on-off valve (76) is provided on the cylinder part (31) side, and the spring (77) is not provided. When the buoyancy due to the flow rate is higher, the on-off valve (75) is closed as shown in FIG. 14, and when the buoyancy due to the refrigerant flow rate exceeds the dead weight of the on-off valve (76), as shown in FIG. ) Is closed.
この変形例においても、開閉弁（76）の自重を適切な値に設定することにより、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記冷媒通路（78）の断面積が小さくなるので、流量が少なくなった場合には通路面積が小さくなって流速の低下が抑えられ、流量が多くなった場合に通路面積が大きくなっても油に浮力が与えられる流速が保たれる。 Also in this modification, by setting the dead weight of the on-off valve (76) to an appropriate value, when the flow rate of the fluid flowing from the lower side of the casing (11) to the upper side of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount, When the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized and the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is reduced. When the flow rate increases, the flow rate at which buoyancy is imparted to the oil is maintained even when the passage area is increased.
したがって、油が流体とともに冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ流れ、さらに高圧空間へ流入するので、油がケーシング（11）内におけるシリンダ部（31）の周りの空間に残存するのを抑制できる。このことにより、この変形例においても、吐出通路（70）に溜まった油を油溜部（19）へ戻すことができる。この結果、油溜部（19）の油量が不足してしまうことを防止でき、各摺動部へ確実に油を供給できる。したがって、等温ケーシング構造のスクリュー圧縮機（10）の信頼性を確保できる。 Therefore, the oil flows together with the fluid through the refrigerant passage (78) from the lower side to the upper side of the casing (11), and further flows into the high-pressure space, so that the oil remains in the space around the cylinder part (31) in the casing (11). Can be suppressed. Thereby, also in this modification, the oil accumulated in the discharge passage (70) can be returned to the oil reservoir (19). As a result, the amount of oil in the oil reservoir (19) can be prevented from being insufficient, and oil can be reliably supplied to each sliding portion. Therefore, the reliability of the screw compressor (10) having the isothermal casing structure can be ensured.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
例えば、上記実施形態では、本発明を等温ケーシング構造のスクリュー圧縮機に適用した例を説明したが、本発明は等温ケーシング構造でないスクリュー圧縮機に適用してもよい。 For example, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to a screw compressor having an isothermal casing structure has been described. However, the present invention may be applied to a screw compressor having no isothermal casing structure.
また、上記実施形態では、冷媒通路（78）を２つの分岐通路（74）から構成し、通路面積調節機構（75）を１つの分岐通路（74）を開閉する開閉弁（76）で構成した例を説明したが、冷媒通路（78）は複数の分岐通路（74）にしなくてもよいし、３つ以上の分岐通路（74）で構成してもよい。また、３つ以上の分岐通路（74）を設ける場合、開閉弁（76）は、少なくとも１つの分岐通路（74）を除いた他の分岐通路（74）に設けるとよい。 In the above embodiment, the refrigerant passage (78) is constituted by two branch passages (74), and the passage area adjusting mechanism (75) is constituted by an on-off valve (76) for opening and closing one branch passage (74). Although the example has been described, the refrigerant passage (78) may not be a plurality of branch passages (74), or may be constituted by three or more branch passages (74). When three or more branch passages (74) are provided, the on-off valve (76) may be provided in another branch passage (74) excluding at least one branch passage (74).
また、冷媒通路（78）及びそれを構成する分岐通路（74）は、円弧状の通路でなくてもよく、下側の第１通路（71）を流れる冷媒が油を巻き上げて上昇させる通路であれば形状は適宜変更してもよい。 Further, the refrigerant passage (78) and the branch passage (74) constituting the refrigerant passage (78) do not have to be arcuate passages, but are passages through which the refrigerant flowing through the lower first passage (71) lifts and raises oil. If necessary, the shape may be changed as appropriate.
また、開閉弁（76）を設ける位置は、必ずしもシリンダ部に近い分岐通路（74）である必要はなく、位置を変更してもよい。 Further, the position where the on-off valve (76) is provided is not necessarily the branch passage (74) close to the cylinder portion, and the position may be changed.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のケーシング内の高圧部に設けられる油溜部へ潤滑油を戻す構造について有用である。 As described above, the present invention is useful for the structure that returns the lubricating oil to the oil reservoir provided in the high-pressure portion in the casing of the screw compressor.
10 スクリュー圧縮機
11 ケーシング
31 シリンダ部
40 スクリューロータ
71 第１通路
72 第２通路
74 分岐通路
75 通路面積調整機構
76 開閉弁
78 冷媒通路
10 Screw compressor
11 Casing
31 Cylinder part
40 screw rotor
71 1st passage
72 Second passage
74 Branch passage
75 Passage area adjustment mechanism
76 On-off valve
78 Refrigerant passage
Claims (5)
上記ケーシング（11）内に、上記スクリューロータ（40）から吐出された流体が上記シリンダ部（31）の外周を上記ケーシング（11）内の下方の空間から上方の空間へ流れる冷媒通路（78）が形成され、
冷媒通路（78）に通路面積調節機構（75）が設けられ、
上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記冷媒通路（78）の断面積が小さくな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。 A casing (11), a screw rotor (40) disposed in the casing (11), and a cylinder portion (31) formed in the casing (11) so that the screw rotor (40) is fitted therein A screw compressor comprising:
A refrigerant passage (78) in which fluid discharged from the screw rotor (40) flows in the casing (11) from the lower space in the casing (11) to the upper space on the outer periphery of the cylinder portion (31). Formed,
A passage area adjustment mechanism (75) is provided in the refrigerant passage (78),
The passage area adjusting mechanism (75) has a maximum cross-sectional area of the refrigerant passage (78) when the flow rate of the fluid flowing through the refrigerant passage (78) from the lower side to the upper side of the casing (11) reaches a predetermined amount. The screw compressor is configured such that when the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is reduced.
上記冷媒通路（78）は複数の分岐通路（74）から構成され、
上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記分岐通路（74）のすべてが開放されて上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、上記分岐通路（74）の一部が閉鎖されて冷媒通路（78）の断面積が小さくな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 refrigerant passage (78) includes a plurality of branch passages (74),
When the flow rate of the fluid flowing from the lower side of the casing (11) to the upper side of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount, the passage area adjusting mechanism (75) opens all the branch passages (74) and When the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized and the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, a part of the branch passage (74) is closed to reduce the cross-sectional area of the refrigerant passage (78). The screw compressor characterized by being comprised in this.
上記冷媒通路（78）は、上記シリンダ部（31）の外周に径方向の内側から外側へ区画された複数の円弧状の分岐通路（74）から構成され、
上記通路面積調節機構（75）は、上記冷媒通路（78）をケーシング（11）の下方から上方へ向かう流体の流量が所定量に達すると、上記分岐通路（74）のすべてが開放されて上記冷媒通路（78）の断面積が最大になり、該流体の流量が所定量よりも少なくなると、径方向内側寄りから上記分岐通路（74）が閉鎖されて冷媒流路の断面積が小さくな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 refrigerant passage (78) is composed of a plurality of arc-shaped branch passages (74) partitioned from the inner side to the outer side in the radial direction on the outer periphery of the cylinder part (31).
When the flow rate of the fluid flowing from the lower side of the casing (11) to the upper side of the refrigerant passage (78) reaches a predetermined amount, the passage area adjusting mechanism (75) opens all the branch passages (74) and When the cross-sectional area of the refrigerant passage (78) is maximized and the flow rate of the fluid is less than a predetermined amount, the branch passage (74) is closed from the radially inner side so that the cross-sectional area of the refrigerant flow path is reduced. The screw compressor characterized by being comprised in this.
上記通路面積調節機構（75）は、上記流体の流量が所定量に達して流速が設定値になると開放され、流速が設定値よりも遅くなると閉鎖される開閉弁（76）により、上記分岐通路（74）の断面積を調節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。 In claim 2 or 3,
The passage area adjusting mechanism (75) is opened by the on-off valve (76) that is opened when the flow rate of the fluid reaches a predetermined amount and the flow velocity reaches a set value, and is closed when the flow velocity becomes slower than the set value. A screw compressor characterized in that the sectional area of (74) is adjusted.
上記ケーシング（11）は、上記シリンダ部（31）の周囲で該シリンダ部（31）の軸方向へ延びるように形成された複数の高圧冷媒流路（71,72）を有し、
上記冷媒通路（78）は、上下に隣り合う高圧冷媒流路（71,72）同士が互いに連通するように形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
In any one of Claims 1-4,
The casing (11) has a plurality of high-pressure refrigerant channels (71, 72) formed so as to extend in the axial direction of the cylinder part (31) around the cylinder part (31),
The refrigerant passage (78) is formed so that high-pressure refrigerant flow paths (71, 72) adjacent in the vertical direction communicate with each other.
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