JP2019085969A - Liquid-cooled type screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液冷式スクリュ圧縮機に関する。 The present invention relates to a liquid-cooled screw compressor.
液冷式スクリュ圧縮機の一種である油冷式スクリュ圧縮機において、噴射ノズル(給油口)の配置を工夫することで、圧縮中のガスと油との熱交換を促進するようにしたものが、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の油冷式スクリュ圧縮機では、噴射ノズルから圧縮室(ロータ室)内への噴射方向が、スクリュロータの回転方向と反対方向に向けられている。これにより、油が圧縮室内のガス中を飛行する時間を長く確保し、油とガスとの熱交換を促進する。
An oil-cooled screw compressor, which is a type of liquid-cooled screw compressor, in which the heat exchange between gas and oil during compression is promoted by devising the arrangement of injection nozzles (fueling ports) For example, it is disclosed in
油冷式スクリュ圧縮機は、スクリュロータを高速に回転させてガスを圧縮するため、前述のように噴射方向を変えても油がロータケーシングおよびスクリュロータと接触するまでに空気と接触する時間はわずかしか増加しないと考えられる。従って、熱交換性能もわずかな向上しか見込めず、さらなる熱交換性能向上のために改善の余地がある。さらに言えば、雄ロータと雌ロータとロータケーシングとの間における油によるシール性能の向上については特段の検討もなされていない。特に特許文献1の油冷式スクリュ圧縮機では、低圧部に対して給油しているが、高圧部にて油が不足するおそれがある。また、低圧部における給油量を増やすことで高圧部に運ばれる油量を増やすと、低圧部では油が過剰に供給されることとなり、過剰な油の攪拌による動力ロスが発生する。
Since the oil-cooled screw compressor rotates the screw rotor at high speed to compress the gas, even if the injection direction is changed as described above, the time for oil to contact the air before contacting the rotor casing and screw rotor is long It is considered to increase only slightly. Therefore, the heat exchange performance can be expected to be only slightly improved, and there is room for improvement for further improvement of the heat exchange performance. Furthermore, no special consideration has been made on the improvement of the sealing performance with oil between the male rotor, the female rotor and the rotor casing. Particularly, in the oil-cooled screw compressor of
本発明は、液冷式スクリュ圧縮機、特に油冷式スクリュ圧縮機において、液(油)の偏在を防止することで熱交換性能およびシール性能を向上させることを課題とする。 An object of the present invention is to improve heat exchange performance and seal performance by preventing uneven distribution of liquid (oil) in a liquid-cooled screw compressor, particularly an oil-cooled screw compressor.
本発明は、雄ロータと、前記雄ロータと噛合する雌ロータからなるスクリュロータと、前記スクリュロータを収容するロータケーシングと、前記ロータケーシングにおいて、前記スクリュロータの少なくとも2つの歯溝空間内に給液するように配置された複数の給液口とを備える、油冷式スクリュ圧縮機を提供する。 According to the present invention, a screw rotor comprising a male rotor, a female rotor meshing with the male rotor, a rotor casing accommodating the screw rotor, and the rotor casing are supplied into at least two groove spaces of the screw rotor. An oil-cooled screw compressor is provided, comprising a plurality of fluid inlets and a plurality of fluid outlets.
この構成によれば、ロータケーシングにおいて、スクリュロータの少なくとも2つの歯溝空間内に給液するように給液口が配置されているため、液の偏在を防止できる。ここで、歯溝空間とは、ロータケーシングと雄ロータの歯と雌ロータの歯とによって画定されている連通空間のこという。液の偏在を防止できることで、液と圧縮ガスとの熱交換が促進され、熱交換性能を向上できるとともに、雄ロータと雌ロータとロータケーシングとの間における液によるシール性能も向上できる。従って、圧縮効率が向上するため、省エネ性能を向上できる。 According to this configuration, in the rotor casing, since the liquid supply port is arranged to supply the liquid into at least two groove spaces of the screw rotor, it is possible to prevent uneven distribution of the liquid. Here, the tooth space refers to a communication space defined by the rotor casing, the teeth of the male rotor and the teeth of the female rotor. By preventing the uneven distribution of the liquid, heat exchange between the liquid and the compressed gas can be promoted, the heat exchange performance can be improved, and the seal performance by the liquid between the male rotor, the female rotor and the rotor casing can also be improved. Therefore, since the compression efficiency is improved, the energy saving performance can be improved.
前記給液口からの給液量を低圧側から高圧側へ行くに従って減らす給液量調整機構をさらに備えてもよい。 The system may further include a liquid supply amount adjusting mechanism that reduces the amount of liquid supplied from the liquid supply port as it goes from the low pressure side to the high pressure side.
この構成によれば、液の偏在を一層防止できる。歯溝空間内のガスの体積は圧縮されるにつれて小さくなるため、低圧部から高圧部に行くにしたがって必要な給液量は少なくなる。そのため、給液量調整機構によって、低圧部から高圧部に行くにしたがって給液量を減らすことで、必要量の液を適所に供給できる。これにより、低圧部への過剰な給液を防止できるため、過剰な液の攪拌による動力ロスを低減することにより省エネ性能を向上できる。 According to this configuration, uneven distribution of the liquid can be further prevented. Since the volume of gas in the space of the tooth space decreases as it is compressed, the required amount of liquid supply decreases as it goes from the low pressure section to the high pressure section. Therefore, the necessary amount of liquid can be supplied to the appropriate place by reducing the amount of supplied liquid as going from the low pressure part to the high pressure part by the liquid supply amount adjusting mechanism. Thereby, since excessive supply of liquid to the low pressure part can be prevented, the power saving performance can be improved by reducing the power loss due to the stirring of the excessive liquid.
前記複数の給液口は、直線上に配置され、直線上に配置された前記給液口を接続する直線状の給液配管をさらに備えてもよい。 The plurality of liquid supply ports may be further provided with a linear liquid supply pipe that is disposed on a straight line and connects the liquid feed ports disposed on a straight line.
この構成によれば、給液配管が直線状であるため、給液配管の形状が複雑化することを防止し、給液配管を加工する工数を削減できる。なお、給液口の全てが直線上に設けられる必要はなく、直線上に配置された複数の給液口に加えて、当該直線外に配置された給液口が存在してもよい。 According to this configuration, since the liquid supply pipe is linear, it is possible to prevent the shape of the liquid supply pipe from being complicated, and to reduce the number of steps for processing the liquid supply pipe. In addition, it is not necessary for all the liquid supply ports to be provided on a straight line, and in addition to the plurality of liquid supply ports disposed on a straight line, a liquid supply port disposed outside the straight line may exist.
前記複数の給液口のうち少なくとも2つの給液口は、前記雄ロータまたは前記雌ロータの一方側に設けられ、前記スクリュロータの延びる方向において、前記一方側に設けられた隣接する前記給液口同士の最遠点間距離は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記一方側の歯溝幅よりも小さくてもよい。 At least two liquid supply ports among the plurality of liquid supply ports are provided on one side of the male rotor or the female rotor, and the adjacent liquid supply provided on the one side in the extending direction of the screw rotor The distance between the furthest points of the mouths may be smaller than the width of the groove on the one side of the male rotor or the female rotor.
この構成によれば、1つの歯溝内に少なくとも2つの給液口を配置できる。そのため、歯溝内における液不足を抑制できる。従って、十分な量の液による冷却性能およびシール性能が向上し、圧縮効率を向上できる。 According to this configuration, at least two liquid supply ports can be disposed in one tooth groove. Therefore, the lack of fluid in the tooth space can be suppressed. Therefore, the cooling performance and the sealing performance by a sufficient amount of liquid can be improved, and the compression efficiency can be improved.
前記複数の給液口のうち少なくとも2つの給液口は、前記雄ロータまたは前記雌ロータの一方側に設けられ、前記スクリュロータの延びる方向において、前記一方側に設けられた隣接する前記給液口の最近点間距離が前記一方側の歯溝幅よりも大きいか、または、前記一方側に設けられた隣接する前記給液口の最遠点間距離が前記一方側の歯溝幅よりも小さくてもよい。 At least two liquid supply ports among the plurality of liquid supply ports are provided on one side of the male rotor or the female rotor, and the adjacent liquid supply provided on the one side in the extending direction of the screw rotor The distance between the nearest points of the mouth is larger than the width of the groove on the one side, or the distance between the most distant points of adjacent liquid supply ports provided on the one side is greater than the width of the groove on the one side It may be small.
この構成によれば、騒音を低減できる。仮に、隣接する給液口の最近点間距離が雄ロータまたは雌ロータのうち給液口が設けられた側の歯溝幅よりも小さく、かつ、隣接する給液口の最遠点間距離が雄ロータまたは雌ロータのうち給液口が設けられた側の歯溝幅よりも大きいと、同時に歯先が給液口近傍に位置することになる。給液口における圧力は歯先が通過する際に遠心力により急激に増加するため、隣接する2つの給液口において同時に急激な圧力上昇が起こると給液配管内の圧力が急上昇する。給液配管内の圧力の急上昇は、脈動の原因となり、この脈動は騒音の元となる。従って、上記の場合を避けて給液口を設けることで騒音を低減することができる。 According to this configuration, noise can be reduced. Temporarily, the distance between the nearest points of adjacent liquid supply ports is smaller than the width of the tooth groove on the side where the liquid supply ports are provided in the male rotor or female rotor, and the distance between the farthest points between adjacent liquid supply ports is If the width of the groove between the male rotor and the female rotor on the side where the liquid supply port is provided is larger, the tip of the tooth will be located near the liquid supply port at the same time. The pressure at the supply port rapidly increases due to the centrifugal force when the tip of the tooth passes, so if the pressure increases rapidly at the two adjacent supply ports at the same time, the pressure in the supply pipe rapidly increases. A sudden rise in pressure in the fluid supply pipe causes pulsation, which causes noise. Therefore, noise can be reduced by providing the liquid supply port while avoiding the above case.
前記ロータケーシングは、前記スクリュロータの延びる方向において、前記スクリュロータの端部に対応する位置に吸込口を有し、前記複数の給液口のうち前記吸込口に最も近い前記給液口の位置は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記吸込口に最も近い前記給液口が設けられた側の歯溝幅以上前記吸込口から離されていてもよい。 The rotor casing has a suction port at a position corresponding to the end of the screw rotor in the extending direction of the screw rotor, and the position of the liquid feed port closest to the suction port among the plurality of liquid feed ports. The gear slot may be separated from the suction port by a width equal to or greater than a tooth groove width on the side of the male rotor or the female rotor provided with the liquid supply port closest to the suction port.
この構成によれば、スクリュロータが回転しても最も吸込口に近い(最も低圧側の)給液口と吸込口が流体的に接続されることがない。そのため、液が吸込口に漏出し、吸込加熱が発生し、体積効率が低下することを防止できる。 According to this configuration, even if the screw rotor rotates, the fluid supply port closest to the suction port (on the lowest pressure side) and the suction port are not fluidly connected. Therefore, it is possible to prevent the liquid from leaking into the suction port, generating suction heating, and lowering the volumetric efficiency.
前記ロータケーシングは、前記スクリュロータの延びる方向において、前記スクリュロータの端部に対応する位置に吐出口を有し、前記複数の給液口のうち前記吐出口に最も近い前記給液口の位置は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記吐出口に最も近い前記給液口が設けられた側の歯溝幅以上前記吐出口から離されていてもよい。 The rotor casing has a discharge port at a position corresponding to an end of the screw rotor in a direction in which the screw rotor extends, and a position of the liquid supply port closest to the discharge port among the plurality of liquid supply ports. In the male rotor or the female rotor, the discharge slot may be separated from the discharge port by a width of a tooth groove width on the side provided with the liquid supply port closest to the discharge port.
この構成によれば、スクリュロータが回転しても最も吐出口に近い(最も高圧側の)給液口と吐出口が流体的に接続されることがない。そのため、液が吐出口から給液口内に逆流し、体積効率が低下することを防止できるとともに、再圧縮による動力ロスを防止できる。 According to this configuration, even if the screw rotor rotates, the liquid supply port closest to the discharge port (on the highest pressure side) and the discharge port are not fluidly connected. As a result, it is possible to prevent the liquid from flowing backward from the discharge port into the liquid supply port and to reduce the volumetric efficiency, and to prevent the power loss due to the recompression.
本発明によれば、液冷式スクリュ圧縮機において、スクリュロータの少なくとも2つの歯溝空間内に給液するようにされているため、液の偏在を防止でき、熱交換性能およびシール性能を向上させることができる。 According to the present invention, in the liquid-cooled screw compressor, since liquid is supplied into at least two groove spaces of the screw rotor, uneven distribution of liquid can be prevented, and heat exchange performance and sealing performance are improved. It can be done.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の実施形態に係るものとして、ロータケーシング内に供給する液に油を使用した油冷式スクリュ圧縮機を示す。従って、以下、「油」を「液」と読み替えてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the oil-cooling-type screw compressor which uses oil for the liquid supplied in a rotor casing is shown as what concerns on embodiment of this invention. Therefore, hereinafter, "oil" may be read as "liquid".
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機1の部分的な概略構成図である。以降、油冷式スクリュ圧縮機1を単に圧縮機1ともいう。図1は、圧縮機1の中でも特に圧縮機構に関する部分を示している。圧縮機1は、外部から空気を吸い込み、内部で圧縮し、吐出する。圧縮機1から吐出された空気は、図示しない配管を通じて供給先に供給される。
First Embodiment
FIG. 1 is a partial schematic configuration view of an oil-cooled
圧縮機1は、ロータケーシング10と、軸受ケーシング20,21とを備える。本実施形態では、ロータケーシング10と軸受ケーシング20,21は、一体化されている。ロータケーシング10は、2つの軸受ケーシング20,21の間に配置されている。ロータケーシング10は内部にロータ室30を画定しており、2つの軸受ケーシング20,21はそれぞれ内部に軸受室33,34を画定している。ロータ室30と軸受室33は、仕切壁11を介して区画され、ロータ室30と軸受室34は仕切壁12を介して区画されている。仕切壁11,12は、ともにロータケーシング10の一部である。
The
ロータケーシング10内には、雄ロータ50と、雄ロータ50と噛合し、雄ロータ50よりも歯数が多い雌ロータ60とが配置されている。即ち、雄ロータ50と雌ロータ60とによって、スクリュロータ40が構成されている。詳細を図示しないが、本実施形態では、例えば、雄ロータ50が4枚歯形であり、雌ロータ60が6枚歯形である。
In the
図2は、図1のII−II線に沿ったロータケーシング10の模式的な断面図である。ロータケーシング10は、雄ロータ50を収容する雄ロータ室31および雌ロータ60を収容する雌ロータ室32を画定している。上記のロータ室30は、雄ロータ室31と雌ロータ室32とを合わせた空間である。ロータケーシング10は2つの円筒が側面において接続された形状を有しており、換言すると、雄ロータ室31および雌ロータ室32はともに円柱状の空間であり、互いに連通している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図2は、雌ロータ60(図1参照)の回転軸方向から見た断面図でもある。本実施形態では、雌ロータ60の回転軸と、雄ロータ50の回転軸とが互いに平行に水平に延びており、雄ロータ室31と雌ロータ室32は同方向に延びている。図2の断面図において、雄ロータ室31と雌ロータ室32は、吸込側カスプ点14aと吐出側カスプ点14bとによって接続されている。雄ロータ室31の最下点P3は、雄ロータ室31と雌ロータ室32とを接続する吐出側カスプ点14bよりも下方に位置する。
FIG. 2 is also a cross-sectional view of the female rotor 60 (see FIG. 1) as viewed from the rotational axis direction. In the present embodiment, the rotation axis of the
図1に示すように、雄ロータ50の一端からは、雄ロータ50の回転軸となる軸部材51が延びている。軸部材51は、仕切壁11を貫通して雄ロータ室31から軸受室33まで延びており、軸受室33内にて軸受54によって回転可能に軸支されている。また、雌ロータ60の一端からも、雌ロータ60の回転軸となる軸部材61が延びている。軸部材61は、仕切壁11を貫通して雌ロータ室32から軸受室33まで延びており、軸受室33内にて軸受63によって回転可能に軸支されている。
As shown in FIG. 1, from one end of the
雄ロータ50の他端からは、雄ロータ50の回転軸となる軸部材52が延びている。軸部材52は、仕切壁12を貫通して雄ロータ室31から軸受室34まで延びており、軸受室34内にて軸受54によって回転可能に軸支されている。また、雌ロータ60の他端からも、雌ロータ60の回転軸となる軸部材62が延びている。軸部材62は、仕切壁12を貫通して雌ロータ室32から軸受室34まで延びており、軸受室34内にて軸受64によって回転可能に軸支されている。特に、雄ロータ50の軸部材52は、図示しないモータまで延びており、このモータに機械的に接続されている。従って、雄ロータ50はこのモータによって回転駆動され、回転動力が雄ロータ50から雌ロータ60に伝えられ、雄ロータ50および雌ロータ60が互いに噛合して回転し、空気を圧縮する。なお、図1では、右側が吸込側であり、左側が吐出側である。そのため、雄ロータ50と雌ロータ60が回転すると、ロータ室30内において、軸受室34側から空気を吸込み、軸受室33側へ空気を吐出する。
From the other end of the
図2に示すように、ロータケーシング10には、雌ロータ室32側に、給油口13が設けられている。給油口13の詳細な位置を定義するために、3つの仮想線分S1〜S3を規定する。雌ロータ60の回転中心点P1と、吐出側カスプ点14bとを結ぶ第1仮想線分S1と規定する。第1仮想線分S1を雌ロータ60の回転中心点P1まわりに雄ロータ50から離れる方向へ第1の所定角度θ1回転させた第2仮想線分S2を規定する。ここで、第1の所定角度θ1は、噛合位置(吐出側カスプ点14bに概ね一致)への油の集中を防止できる程度の角度であり、雄ロータ50と雌ロータ60の形状、ロータケーシング10の形状、および油の種類などに応じて定まる。そして、雄ロータ50の回転中心点P2と雌ロータ60の回転中心点P2とを含む第1中心線L1を規定する。第1中心線L1は、水平線である。また、第1中心線L1と直交し、雌ロータ60の回転中心点P1を通る第2中心線L2を規定する。そして、雌ロータ60の回転中心点P1まわりに吐出側カスプ点14bから離れる方向へ第2中心線L2から第2の所定角度θ2回転させた第3仮想線分S3を規定する。ここで、第2の所定角度θ2とは、噛合位置における油不足を防止できる程度の角度であり、雄ロータ50と雌ロータ60の形状、ロータケーシング10の形状、および油の種類などに応じて定まる。
As shown in FIG. 2, the
給油口13は、第1仮想線分S1から第2仮想線分S2までの範囲を除く範囲に設けられ、具体的には第2仮想線分S2から第3仮想線分S3までの範囲に設けられることが好ましい。より詳細には、給油口13の一部でも第2仮想線分S2から第3仮想線分S3までの範囲に設けられることが好ましい。ここで、第1の所定角度θ1は例えば30度程度以上であることが好ましい。また、第2の所定角度θ2は、例えば雌ロータ60の1歯分の角度の1/4程度以下であり、本実施形態では6枚歯形の雌ロータ60を採用していることから、15度程度以下であることが好ましい。本実施形態では、給油口13は、第2仮想線分S2から第3仮想線分S3までの範囲に設けられ、具体的には第2中心線L2上に設けられている。
The
上記範囲に給油口13を設けることで、油が雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置に集中することを防止できる。一般に、油冷式スクリュ圧縮機1では、雄ロータ50および雌ロータ60の回転によって、油が雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置に集中する傾向がある。仮に、給油口13を第1仮想線分S1から第2仮想線分S2までの範囲に設けると、雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置付近に給油することになるため、油が噛合位置に集中することによって油の撹拌ロスが過大となり圧縮効率が悪化するおそれがある。しかし、本実施形態の構成では、給油口13を噛合位置から一定程度遠い位置(第1仮想線分S1から第2仮想線分S2までの範囲を除く範囲)に設けているため、噛合位置への油の集中を防止でき、圧縮効率の悪化を防止できる。
By providing the
また、第2仮想線分S2から第3仮想線分S3までの範囲に給油口13を設けることで、雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置におけるシール性を確保できる。噛合位置から大幅に遠い位置に給油口13を配置すると、雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置に油を十分に給油できないおそれがある。その場合、雄ロータ50と雌ロータ60との噛合位置における空気の漏出が発生し、圧縮効率が悪化するおそれがある。しかし、本実施形態の構成では、給油口13を噛合位置から一定程度近い位置(第2仮想線分S2から第3仮想線分S3までの範囲)に設けているため、噛合位置にも十分に油を供給できる。従って、噛合位置におけるシール性を確保でき、圧縮効率の悪化を防止できる。
Further, by providing the
図3および図4は、ロータケーシング10内の給油口13の位置および大きさを示す模式的な断面図である。本実施形態では、複数(図3,4では3個)の給油口13a,13b,13cが直線状の給油配管15によって接続された態様で直線上に配置されている。給油配管15は、雌ロータ60の回転軸と平行に延びている。
3 and 4 are schematic cross-sectional views showing the position and the size of the
給油口13a〜13cは、スクリュロータ40の少なくとも2つの歯溝空間内に給油するように配置されていることが好ましい。歯溝空間とは、ロータケーシング10と雄ロータ50の歯と雌ロータ60の歯とによって画定されている連通空間のこという。例えば、1つの歯溝空間を図3において斜線部で表す。本実施形態では、給油口13aと給油口13cの最遠点間距離d1(給油口13aと給油口13cの最も遠い部分の距離d1)が雌ロータ60の歯溝幅D1よりも大きい(d1>D1)。これにより、給油口13aと給油口13cは、異なる歯溝空間に位置することになるため、少なくとも2つの歯溝空間に給油できる。
It is preferable that the
隣接する給油口13aと給油口13bとの最遠点間距離d2(給油口13aと給油口13bの最も遠い部分の距離d2)は、雌ロータ60の歯溝幅D1よりも小さい(d2<D1)。同様に、隣接する給油口13bと給油口13cとの最遠点間距離d3(給油口13bと給油口13cの最も遠い部分の距離d3)は、雌ロータ60の歯溝幅D1よりも小さい(d3<D1)。これらの寸法関係によって、雌ロータ60が回転してその歯先が移動した際、1つの歯溝内に、少なくとも2つの給油口13a,13bまたは給油口13b,13cが配置される。また、この配置によって、後述するように、隣接する2つの給油口13a,13bまたは隣接する2つの給油口13b,13cに同時に雌ロータ60の歯先が位置することにならないため、後述するように給油配管15内の圧力の急上昇を防止できる。
The distance d2 between the farthest points between the
3個の給油口13a〜13cの半径r1〜r3は、給油量を低圧側から高圧側へ行くに従って減らすように設定されている。具体的には、半径r1が最も大きく、半径r2が次に大きく、半径r3が最も小さい。本実施形態では、例えば、半径r1は半径r2の約1.5倍であり、半径r2は半径r3の約1.5倍である。本実施形態では、3個の給油口13a〜13cが給油量調整機構を構成している。
The radiuses r1 to r3 of the three fueling
図3および図4に示すように、ロータケーシング10は、回転軸方向におけるスクリュロータ40の一端側(図3において上側、図4において右側)に吸込口10aを有している。吸込口10aは、ロータケーシング10の上部に設けられており、雄ロータ50および雌ロータ60の周囲に延びている。また、回転軸方向において、複数の給油口13a〜13cのうち吸込口10aに最も近い給油口13aの位置は、雌ロータ60の歯溝幅D1以上吸込口10aから離されている。即ち、給油口13aから吸込口10aまでの距離Δ1は、雌ロータ60の歯溝幅D1以上である(Δ1≧D1)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、ロータケーシング10は、回転軸方向における他端側(図3において下側、図4において左側)に吐出口10bを有している。吐出口10bは、ロータケーシング10の下部に設けられている。回転軸方向において、複数の給油口13a〜13cのうち吐出口10bに最も近い給油口13cの位置は、雌ロータ60の歯溝幅D1以上吐出口10bから離されている。即ち、給油口13cから吐出口10bまでの距離Δ2は、雌ロータ60の歯溝幅D1以上である(Δ2≧D1)。
Further, the
以下では、本実施形態の圧縮機1の作用効果について説明する。
Below, the effect of the
本実施形態によれば、ロータケーシング10において、スクリュロータ40の少なくとも2つの歯溝空間内に給油するように給油口13が配置されているため、油の偏在を防止できる。油の偏在を防止できることで、油と圧縮ガスとの熱交換が促進され、熱交換性能を向上できるとともに、雄ロータ50と雌ロータ60とロータケーシング10との間における油によるシール性能も向上できる。従って、圧縮効率が向上するため、省エネ性能を向上できる。
According to the present embodiment, in the
また、本実施形態によれば、ロータケーシング10内の油の偏在を一層防止できる。歯溝空間内のガスの体積は圧縮されるにつれて小さくなるため、低圧部から高圧部に行くにしたがって必要な給油量は少なくなる。そのため、給油口13a〜13cの大きさを徐々に小さくして低圧部から高圧部に行くにしたがって給油量を減らすことで、必要量の油を適所に供給できる。これにより、低圧部への過剰な給油を防止できるため、過剰な油の攪拌による動力ロスを低減することにより省エネ性能を向上できる。
Moreover, according to the present embodiment, uneven distribution of oil in the
また、本実施形態によれば、給油配管15が直線状であるため、給油配管15の形状が複雑化することを防止し、給油配管15を加工する工数を削減できる。なお、給油口13の全てが直線上に設けられる必要はなく、直線上に配置された複数の給油口13に加えて、当該直線外に配置された給油口13が存在してもよい。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、隣接する給油口13の最遠点間距離d2,d3を上記のように規定しているため、1つの歯溝内に少なくとも2つの給油口13を配置できる。そのため、歯溝内における油不足を抑制できる。従って、十分な量の油による冷却性能およびシール性能が向上し、圧縮効率を向上できる。
Further, according to the present embodiment, since the distances d2, d3 between the farthest points of the
また、本実施形態によれば、騒音を低減できる。図3を参照して、そのことを説明する。仮に、隣接する給油口13の最近点間距離d4,d5(隣接する給油口同士の最も近い部分の距離)が雌ロータ60の歯溝幅D1よりも小さく、かつ、最遠点間距離d2,d3が歯溝幅D1よりも大きいと(d4,d5<D1<d2,d3)、同時に雌ロータ60の歯先が隣接する給油口13a,13bまたは13b,13cに位置することになる。給油口13における圧力は歯先が通過する際に遠心力により急激に増加するため、隣接する2つの給油口において同時に急激な圧力上昇が起こると給油配管15内の圧力が急上昇する。給油配管15内の圧力の急上昇は、脈動の原因となり、この脈動は騒音の元となる。従って、上記の場合を避けて給油口を設けることで騒音を低減することができる。
Moreover, according to the present embodiment, noise can be reduced. This will be described with reference to FIG. Temporarily, distance d4 and d5 (distance of the nearest part of the adjacent fuel filler openings) of the nearest adjacent
なお、本実施形態によれば、スクリュロータ40が回転しても最も吸込口10aに近い(最も低圧側の)給油口13aが開口する歯溝空間は、吸込口10aとスクリュロータ40の歯先を隔てて画定されている。従って、給油口13aと吸込口10aとは直接には連通しない。すなわち、本実施形態によれば、スクリュロータ40が回転しても最も吸込口10aに近い(最も低圧側の)給油口13aと吸込口10aが流体的に接続されることがない。そのため、油が吸込口に漏出し、吸込加熱が発生し、体積効率が低下することを防止できる。
According to the present embodiment, even if the
また、本実施形態によれば、スクリュロータ40が回転しても最も吐出口10bに近い(最も高圧側の)給油口13cが開口する歯溝空間は、吐出口10bとスクリュロータ40の歯先を隔てて画定されている。従って、給油口13cと吐出口10bとは直接には連通しない。すなわち、本実施形態によれば、スクリュロータ40が回転しても最も吐出口10bに近い(最も高圧側の)給油口13cと吐出口10bが流体的に接続されることがない。そのため、油が吐出口から給油口内に逆流し、体積効率が低下することを防止できるとともに、再圧縮による動力ロスを防止できる。
Further, according to the present embodiment, even if the
(第1変形例)
図5は、第1変形例の圧縮機1のロータケーシング10の断面図であり、図2に対応する図である。本変形例の圧縮機1は、第1中心線L1が水平線HLから傾斜した状態でロータケーシング10が配置されている。
(First modification)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
本変形例では、雌ロータ60の回転軸CL1と、雄ロータ50の回転軸CL2とが水平面内に配置されておらず、雌ロータ60の回転軸CL1が雄ロータ50の回転軸CL2よりも下方に配置されている。具体的には、第1中心線L1が水平線HLから例えば30度程度している。そのため、雌ロータ室32が雄ロータ室31より下方に配置されている。
In this modification, the rotation axis CL1 of the
本実施形態でも、前述と同様に、雄ロータ室31の最下点P3が、雄ロータ室31と雌ロータ室32とを接続する吐出側カスプ点14bよりも下方に位置している。
Also in the present embodiment, the lowermost point P3 of the
(第2変形例)
図6は、第2変形例の圧縮機1のロータケーシング10の断面図であり、図2に対応する図である。本変形例の圧縮機1は、第1中心線L1が鉛直の状態でロータケーシング10が配置されている。
(2nd modification)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
本変形例では、雌ロータ60の回転軸CL1と、雄ロータ50の回転軸CL2とが水平面内に配置されておらず、雄ロータ50の回転軸CL2が雌ロータ60の回転軸CL1の直下に配置されている。そのため、雄ロータ室31の全体が雌ロータ室32の全体より下方に配置されている。
In this modification, the rotation axis CL1 of the
本変形例でも、第1変形例と同様に、雄ロータ室31の最下点P3が、雄ロータ室31と雌ロータ室32とを接続する吐出側カスプ点14bよりも下方に位置している。
Also in this modification, the lowermost point P3 of the
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態の圧縮機1のロータケーシング10の断面図であり、第1実施形態の図4に対応する図である。本実施形態の圧縮機1は、給油口13に関する構成以外、第1実施形態の圧縮機1の構成と同様である。従って、第1実施形態に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
本実施形態では、第1実施形態と異なり、3個の給油口13a〜13cの径は同じである。各給油口13a〜13cには、流量調整バルブ13A〜13Cが取り付けられている。流量調整バルブ13A〜13Cによって、各給油口13a〜13cからの給油量を低圧側(図7において右側)から高圧側(図7において左側)へ行くに従って減らすように設定されている。具体的には、流量調整バルブ13Aは許容流量を最も多くし、流量調整バルブ13Bは許容流量を次に多くし、流量調整バルブ13Cは許容流量を最も少なくしている。本実施形態では、流量調整バルブ13A〜13Cが給油量調整機構を構成している。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the diameters of the three
(第3実施形態)
図8は、第3実施形態の圧縮機1のロータケーシング10の断面図であり、第1実施形態の図4に対応する図である。本実施形態の圧縮機1は、給油口13に関する構成以外、第1実施形態の圧縮機1の構成と同様である。従って、第1実施形態に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
Third Embodiment
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
本実施形態では、第1実施形態と異なり、3個の給油口13a〜13cの径は同じである。各給油口13a〜13cには3つの給油配管15a〜15cがそれぞれ接続されている。各給油口13a〜13cからの給油量を低圧側(図8において左側)から高圧側(図8において右側)へ行くに従って減らすように設定されている。具体的には、給油配管15a〜15cの太さがそれぞれ異なっており、給油配管15aが最も太く、給油配管15bが次に太く、給油配管15cが最も細い。本実施形態では、給油配管15a〜15cが給油量調整機構を構成している。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the diameters of the three
以上より、本発明の具体的な各実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。 As mentioned above, although each concrete embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to the above-mentioned form, and can be variously changed and carried out within the scope of the present invention.
上記実施形態では、全ての給油口13が直線上に配置されていたが、給油口13の配置はこれに限定されない。例えば、一部の給油口13が直線上に配置され、直線上に配置されていない給油口13が設けられていてもよい。また、給油口13の数および大きさも特に限定されない。
In the said embodiment, although all the
また、上記各実施形態において、雌ロータ60側に設けた給油口13の配置構成は、雄ロータ50側にも同様に適用でき、その逆もまた然りである。即ち、上記の各実施形態の給油口13の配置構成は、雄ロータ50と雌ロータ60の区別なく、雄ロータ50と雌ロータ60のいずれか一方または両方に対して採用可能である。
Further, in each of the above embodiments, the arrangement configuration of the
上述のとおり、本発明の実施形態に係るものとして、ロータケーシング内に供給する液に油を使用した油冷式圧縮機を示した。但し、本発明は油冷式圧縮機以外の液冷式圧縮機にも適用が可能である。例えば、本発明を、ロータケーシング内に供給する液に水を使用した水噴射式圧縮機に適用することもできる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the oil-cooled compressor using oil for the liquid supplied into the rotor casing has been shown. However, the present invention is applicable to liquid-cooled compressors other than oil-cooled compressors. For example, the present invention can also be applied to a water jet compressor using water as the liquid supplied into the rotor casing.
1 圧縮機(油冷式スクリュ圧縮機)
10 ロータケーシング
10a 吸込口
10b 吐出口
11,12 仕切壁
13 給油口
13a〜13c 給油口(給油量調整機構)
13A〜13C 流量調整バルブ(給油量調整機構)
14 カスプ点
14a 吸込側カスプ点
14b 吐出側カスプ点
15 給油配管
15a,15b,15c 給油配管(給油量調整機構)
20,21 軸受ケーシング
30 ロータ室
31 雄ロータ室
32 雌ロータ室
33,34 軸受室
40 スクリュロータ
50 雄ロータ
51,52 軸部材
53,54 軸受
60 雌ロータ
61,62 軸部材
63,64 軸受
1 Compressor (oil-cooled screw compressor)
DESCRIPTION OF
13A to 13C Flow adjustment valve (lubrication amount adjustment mechanism)
14
20, 21 bearing
Claims (7)
前記スクリュロータを収容するロータケーシングと、
前記ロータケーシングにおいて、前記スクリュロータの少なくとも2つの歯溝空間内に給液するように配置された複数の給液口と
を備える、液冷式スクリュ圧縮機。 A screw rotor comprising a male rotor and a female rotor meshing with the male rotor;
A rotor casing accommodating the screw rotor;
A liquid-cooled screw compressor, comprising: a plurality of liquid supply ports arranged to supply liquid in at least two groove spaces of the screw rotor in the rotor casing.
直線上に配置された前記給液口を接続する直線状の給液配管をさらに備える、請求項2に記載の液冷式スクリュ圧縮機。 The plurality of liquid supply ports are disposed on a straight line,
The liquid-cooled screw compressor according to claim 2, further comprising a linear liquid supply pipe connecting the liquid supply ports disposed on a straight line.
前記スクリュロータの延びる方向において、前記一方側に設けられた隣接する前記給液口同士の最遠点間距離は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記一方側の歯溝幅よりも小さい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液冷式スクリュ圧縮機。 At least two of the plurality of liquid supply ports are provided on one side of the male rotor or the female rotor.
In the extending direction of the screw rotor, the distance between the farthest points of the adjacent liquid supply ports provided on the one side is smaller than the tooth groove width on the one side of the male rotor or the female rotor. The liquid-cooling-type screw compressor of any one of Claims 1-3.
前記複数の給液口のうち前記吸込口に最も近い前記給液口の位置は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記吸込口に最も近い前記給液口が設けられた側の歯溝幅以上前記吸込口から離されている、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の液冷式スクリュ圧縮機。 The rotor casing has a suction port at a position corresponding to an end of the screw rotor in a direction in which the screw rotor extends.
Among the plurality of liquid supply ports, the position of the liquid supply port closest to the suction port is the tooth groove width on the side where the liquid supply port closest to the suction port is provided among the male rotor or the female rotor The liquid-cooled screw compressor according to any one of claims 1 to 5, which is separated from the suction port as described above.
前記複数の給液口のうち前記吐出口に最も近い前記給液口の位置は、前記雄ロータまたは前記雌ロータのうち前記吐出口に最も近い前記給液口が設けられた側の歯溝幅以上前記吐出口から離されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の液冷式スクリュ圧縮機。 The rotor casing has a discharge port at a position corresponding to an end of the screw rotor in a direction in which the screw rotor extends.
Among the plurality of liquid supply ports, the position of the liquid supply port closest to the discharge port is the tooth groove width on the side on which the liquid supply port closest to the discharge port is provided among the male rotor or the female rotor The liquid-cooled screw compressor according to any one of claims 1 to 6, which is separated from the discharge port as described above.
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