JP2024025321A - 油冷式スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油を効率よく安定して回収して余剰な潤滑油が停滞することを抑制できる油冷式スクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】一対のスクリューロータ１１を備える圧縮機本体１と、回転を一対のスクリューロータ１１に伝達する動力伝達ギア２１を内部に収容し、底面に潤滑油の油排出口２４ａを有するギア室２４と、を備え、油排出口２４ａは一対のスクリューロータ１１の吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂと、吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂに対向する吸込側内壁面１２ａｅとの間に位置するようにケーシング１２に開口する油流入口１２ａｆに連通し、ケーシング１２は一対のスクリューロータ１１のいずれか一方の下端と対向するケーシング１２の底部１２ａｇに向かって下る下り勾配の傾斜部１２ａｈを有し、油流入口１２ａｆは傾斜部１２ａｈにおいてケーシング１２の底部１２ａｇよりも高い位置に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、油冷式スクリュー圧縮機に関する。

動力伝達ギアを介して駆動モータの回転を圧縮機本体に伝達する油冷式ガス圧縮機において、動力伝達ギアに供給された潤滑油を効率的に回収することは、潤滑油が動力伝達ギアによって攪拌される動力ロスを低減することに繋がるため、効率向上の要となっている。

例えば、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機では、吸込流路（吸入室）とギア室間を仕切る隔壁に下部だけでなく上部にも連通口を設け、増速装置の各ギアでミスト状にした潤滑油を吸入空気と混合して吸込流路に流入させ、ギア室に潤滑油が過剰に滞留することを抑制し、増速ギアの潤滑油撹拌に伴う動力ロスを減少させている。

特開２００３－２７８６７４号公報

一方、潤滑油を効果的に回収する構造として、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機と異なり隔壁の上部に連通口を設けず、吸込流路とギア室の下部を連通する連通路を設け、吸込流路の吸込み圧とギア室内圧との差圧を利用してギア室の下部に溜まった潤滑油を吸込流路に当該連通路を介して流入させるものがある。

しかしながら、この構造では、連通路内が潤滑油で満たされないと吸込流路とギア室の間に気圧差が発生しないため、連通路内に潤滑油が満たされない場合には潤滑油を効率良く回収出来ず、ギア室に余剰な潤滑油が停滞する虞がある。

また他の構造として、連通路の開口を一対のスクリューロータが収容されるボア室の側壁に設けるものがある。この場合、スクリューロータの遠心力が潤滑油の流入方向に対して逆向きに働くため、ボア室内にスムーズに潤滑油を流入させることが難しい。

もちろん、スクリューロータの遠心力よりも潤滑油を吸込する力が大きければ、ボア室内への潤滑油の流入は容易にできる。しかし、ボア室における連通路の開口における吸込圧は、回転するスクリューロータの歯部と溝部で異なり、歯部と溝部が当該開口を通過する際に大きく変動するため、安定して潤滑油を回収することは難しい。

さらに上記の他の構造の変形例として、連通路の開口を一対のスクリューロータのいずれか一方の下端より下方に設けるものがある。しかし、この場合には、一対のスクリューロータのいずれか一方と開口との間に余剰な潤滑油が停滞しやすく、効率の良い潤滑油の回収が阻害される虞がある。

本発明の目的は、潤滑油を効率よく安定して回収して余剰な潤滑油が停滞することを抑制できる油冷式スクリュー圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、一対のスクリューロータと、前記一対のスクリューロータを噛み合った状態で回転可能に収容するボア室を有するケーシングと、を備える圧縮機本体と、駆動モータの回転を前記一対のスクリューロータにロータ軸を介して伝達する動力伝達ギアを内部に収容し、底面に潤滑油を排出するための油排出口を有するギア室と、を備え、前記油排出口は、前記一対のスクリューロータの吸込側端面と前記一対のスクリューロータの吸込側端面に対向する吸込み側内壁面との間に位置するように前記ケーシングに開口する油流入口に連通し、前記ケーシングは、前記一対のスクリューロータのいずれか一方の下端と対向する前記ケーシングの底部に向かって下る下り勾配の傾斜部を有し、前記油流入口は、前記傾斜部において前記ケーシングの底部よりも高い位置に設けられている。

本発明によれば、余剰な潤滑油がギア室に停滞することを抑制するとともに、潤滑油の流入に対する一対のスクリューロータの回転に伴う遠心力の影響を抑制できるので、潤滑油を効率よく安定して回収し、潤滑油が動力伝達ギアによって攪拌される動力ロスを低減できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の水平断面の概略図である。 図１のII－II断面図である。 図１，２のIII－III断面図である。 本発明の第１実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の給油系統図である。 本発明の第２実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の水平断面の概略図である。 図５のVI－VI断面図である。 本発明の第３実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機における図１に示すII－II断面の断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１～第３の実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（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ー圧縮機の水平断面の概略図である。また、図２は図１のII－II断面図である。図３は、図１，２のIII－III断面図である。

本実施形態の油冷式スクリュー圧縮機は、圧縮機本体１と動力伝達装置２とを有する圧縮機で、図示しない駆動モータの回転速度を動力伝達装置２により、例えば増速させて、圧縮機本体１に伝達させることができる。

圧縮機本体１は、気体を圧縮する装置で、一対のスクリューロータ１１と、一対のスクリューロータ１１を噛み合った状態で回転可能に収容するボア室１２ｃを有するケーシング１２と、を備える。

一対のスクリューロータ１１は、駆動側のスクリューロータ１１ａと被駆動側のスクリューロータ１１ｂとを備える。本実施形態では、駆動側のスクリューロータ１１ａは雄型のスクリューロータ（雄ロータ１１ａ）で、被駆動側のスクリューロータ１１ｂは雌型のスクリューロータ（雌ロータ１１ｂ）であり、雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂとは互いに噛み合い回転する。

雄ロータ１１ａは、雄ロータ歯部１１ａａと、雄ロータ歯部１１ａａの吸込側端面１１ａｂから突出する吸込側ロータ軸１１ａｃと、雄ロータ歯部１１ａａの吐出側端面１１ａｄから突出する吐出側ロータ軸１１ａｅとを有している。

雄ロータ歯部１１ａａには、螺旋状の複数の雄歯（ローブ）が形成され、複数の雄歯間には歯溝が形成されている。吸込側ロータ軸１１ａｃは、吸込側軸受１３ａにより回転可能に支持され、例えば、ケーシング１２の動力伝達装置２側の吸込側側壁１２ａａに設けられた貫通孔１２ａａａから動力伝達装置２内に延出している。動力伝達装置２内に延出した吸込側ロータ軸１１ａｃには、被駆動ギア２１ｂが固定されている。また、吐出側ロータ軸１１ａｅは、複数（本実施形態では３つ）の吐出側軸受１３ｂにより回転可能に支持されている。

雌ロータ１１ｂは、雌ロータ歯部１１ｂａと、雌ロータ歯部１１ｂａの吸込側端面１１ｂｂから突出する吸込側ロータ軸１１ｂｃと、雌ロータ歯部１１ｂａの吐出側端面１１ｂｄから突出する吐出側ロータ軸１１ｂｅとを有している。

雌ロータ歯部１１ｂａには、螺旋状の複数の雌歯が形成され、複数の雌歯間には歯溝が形成されている。吸込側ロータ軸１１ｂｃは、吸込側軸受１３ｃにより回転可能に支持されている。吐出側ロータ軸１１ｂｅは、複数（本実施形態では３つ）の吐出側軸受１３ｄにより回転可能に支持されている。

ケーシング１２は、一対のスクリューロータ１１を覆う筐体で、メインケーシング１２ａと吐出側ケーシング１２ｂとを備えている。ケーシング１２には、雄ロータ１１ａの雄ロータ歯部１１ａａと雌ロータ１１ｂの雌ロータ歯部１１ｂａとを互いに噛み合った状態で収容するボア室１２ｃが形成されている。

ボア室１２ｃは、一部重複する２つの円筒状空間で、メインケーシング１２ａに形成された軸方向の一方側（図１と図２におけるメインケーシング１２ａの左側）の開口を吐出側ケーシング１２ｂで閉塞することによって形成されている。

ボア室１２ｃは、以下の３つの内壁を有する。第１の内壁である雄側内周壁１２ｃａは、雄ロータ歯部１１ａａの径方向の外側を覆う内壁で曲面により形成されている。第２の内壁である雌側内周壁１２ｃｂは、雌ロータ歯部１１ｂａの径方向の外側を覆う内壁で曲面により形成されている。第３の内壁である吐出側内壁１２ｃｃは、雄ロータ歯部１１ａａの吐出側端面１１ａｄと雌ロータ歯部１１ｂａの吐出側端面１１ｂｄとに対向する内壁で平面により形成されている。なお、雄ロータ歯部１１ａａと雌ロータ歯部１１ｂａの吸込側（図１，２の右側）には、雄ロータ歯部１１ａａと雌ロータ歯部１１ｂａとが噛み合う部分を下方から覆うように、雄ロータ歯部１１ａａの吸込側端面１１ａｂの一部と雌ロータ歯部１１ｂａの吸込側端面１１ｂｂの一部とに密接する吸込側内壁１２ｃｄ（図１，３参照）が形成されている。

雄ロータ歯部１１ａａと雄側内周壁１２ｃａと吐出側内壁１２ｃｃとにより吸込側（図１，２の右側）が開口する複数の雄側作動室が形成される。また、雌ロータ歯部１１ｂａと雌側内周壁１２ｃｂと吐出側内壁１２ｃｃとにより吸込側（図１，２の右側）が開口する複数の雌側作動室が形成される。複数の雄側作動室と複数の雌側作動室とは、雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂとが互いに噛み合って回転し、吸込側内壁１２ｃｄと密接する位置に至ることにより、吸込側（図１，２の右側）が吸込側内壁１２ｃｄによって閉口される。

メインケーシング１２ａの吸込側側壁１２ａａには、吸込側軸受１３ａ，１３ｃを収容する吸込側軸受室１２ａｂ，１２ａｃが設けられている。吐出側ケーシング１２ｂには、吐出側軸受１３ｂ，１３ｄを収容する吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃが設けられている。また、吐出側ケーシング１２ｂには、吐出側軸受１３ｂを固定し吐出側軸受室１２ｂｂを塞ぐ吐出側カバー１２ｄと、吐出側軸受１３ｄを固定し吐出側軸受室１２ｂｃを塞ぐ吐出側カバー１２ｅとが取り付けられている。

メインケーシング１２ａには、図２に示すように、ボア室１２ｃの上流に吸込流路１２ａｄが設けられている。吸込流路１２ａｄは、メインケーシング１２ａの外部とボア室１２ｃの吸入側開口とを連通する流路である。

吸込流路１２ａｄには、一対のスクリューロータ１１の吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂと、吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂに対向するメインケーシング１２ａの吸込側内壁面１２ａｅとの間に位置するようにメインケーシング１２ａに開口する油流入口１２ａｆが設けられている。

また、メインケーシング１２ａは、図３に示すように、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の下端と対向するメインケーシング１２ａの底部１２ａｇに向かって下る下り勾配の傾斜部１２ａｈを有している。そして、油流入口１２ａｆは、傾斜部１２ａｈにおいてメインケーシング１２ａの底部１２ａｇよりも高い位置に設けられている。

また、油流入口１２ａｆは、メインケーシング１２ａの内周面１２ａｉにおいて、メインケーシング１２ａの底部１２ａｇから一対のスクリューロータのいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の回転方向（本実施形態では回転方向１１ａｆ）に上昇した箇所に位置していることが好ましい。

また、図２に示すように、メインケーシング１２ａには、ボア室１２ｃ内に潤滑油を供給する第１給油路１２ａｊが設けられている。また、吐出側ケーシング１２ｂには、ボア室１２ｃとからケーシング１２外へ圧縮気体と潤滑油の混合気を吐出するための吐出流路１２ｂｆが設けられている。吐出流路１２ｂｆは、ボア室１２ｃの吐出側開口とケーシング１２の外部とを連通する。

また、吐出側ケーシング１２ｂには、吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃ内に潤滑油を供給する第２給油路１２ｂａと、吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃとボア室１２ｃとを連通する第１連通路１２ｂｄとが設けられている。

動力伝達装置２は、図示しない駆動モータの回転速度を、例えば増速させて圧縮機本体１に伝達させる装置で、一対の動力伝達ギア２１と、ギアケース２２とを備えている。

一対の動力伝達ギア２１は、図示しない駆動モータの出力軸と結合する駆動側シャフト２３（図１参照）に固定された駆動ギア２１ａと、雄ロータ１１ａの吸込側ロータ軸１１ａｃに固定された被駆動ギア２１ｂとを備える。駆動ギア２１ａと被駆動ギア２１ｂとは噛み合い、駆動モータの回転を一対のスクリューロータ１１に吸込側ロータ軸１１ａｃを介して伝達する。

駆動ギア２１ａと被駆動ギア２１ｂの歯数比によって、吸込側ロータ軸１１ａｃの回転速度は、駆動モータの回転速度に対して、増速や減速させることが可能である。これにより、本実施形態の油冷式スクリュー圧縮機は、駆動モータを変えることなく、一対のスクリューロータ１１を所定の回転速度にすることができる。

ギアケース２２は、メインケーシング１２ａの吸込側側壁１２ａａの端面１２ａｋに取り付けられ、ギアケース２２内周面と端面１２ａｋとの間に動力伝達ギア２１を内部に収容するギア室２４を形成する筐体である。

一対の動力伝達ギア２１の上方のギアケース２２には、第３給油路２２ａ（図２参照）が設けられている。第３給油路２２ａから一対の動力伝達ギア２１に対して潤滑油が供給される。また、ギア室２４の底面には、潤滑油を排出するための油排出口２４ａが設けられている。油排出口２４ａは、メインケーシング１２ａに設けられた第２連通路１２ａｌを介して油流入口１２ａｆに連通する。

なお、本実施形態の油排出口２４ａは、ギア室２４の底部のみ設けられていることが好ましい。これにより、ギア室２４の底面に溜まった潤滑油が油排出口２４ａから第２連通路１２ａｌに流れ込み充満することにより、吸込流路１２ａｄとギア室２４との間の気体の流通をなくし、吸込流路１２ａｄとギア室２４との間に気圧差を形成させる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の給油系統図である。本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機は、ボア室１２ｃと吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃとギア室２４とに潤滑油を給油する。潤滑油は、雌雄両ロータ１１ａ、１１ｂと吐出側軸受１３ｂ，１３ｄの潤滑、ボア室１２ｃ内の圧縮気体の冷却、雌雄両ロータ１１ａ、１１ｂとボア室１２ｃの壁面（雄側内周壁１２ｃａと雌側内周壁１２ｃｂ）との隙間や雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂの噛合い部の隙間等のシール等に使われる。

図４に示すように、本実施形態の油冷式スクリュー圧縮機には、潤滑油を供給する外部給液系統３が設けられている。外部給液系統３は、気液分離器３１、潤滑油冷却器３２、油濾過器３３、及びそれらを接続する管路３４を備える。

気液分離器３１は、吐出流路１２ｂｆから吐出された圧縮気体から圧縮気体中に含まれる潤滑油を分離する装置である。潤滑油が除去された圧縮気体は外部機器（図示せず）に供給される。一方、分離された潤滑油は下部に貯留される。

気液分離器３１の下部に貯留した潤滑油は、潤滑油冷却器３２で冷却された後、油濾過器３３で異物を濾過される。油濾過器３３で濾過された潤滑油は、油濾過器３３と接続する管路３４から分岐する第１管路３４ａと第２管路３４ｂと第３管路３４ｃとに流入する。第１管路３４ａに流入した潤滑油は第１給油路１２ａｊへ供給され、第２管路３４ｂに流入した潤滑油は第２給油路１２ｂａへ供給され、第３管路３４ｃに流入した潤滑油は第３給油路２２ａへ供給される。

なお、潤滑油は、例えば、ポンプ等の動力源を用いることなく、気液分離器３１内に流入する圧縮気体の圧力を用いて、外部給液系統３を循環させることが好ましい。

第１給油路１２ａｊは、ボア室１２ｃ内の一対のスクリューロータ１１に潤滑油を供給するためにメインケーシング１２ａに設けられた給油路である。第１給油路１２ａｊからボア室１２ｃ内に供給された潤滑油は、吐出流路１２ｂｆから圧縮された気体とともに気液分離器３１に吐出され、気液分離器３１で回収される。

第２給油路１２ｂａは、吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃ内に潤滑油を供給するために吐出側ケーシング１２ｂに設けられた給油路である。第２給油路１２ｂａにより吐出側軸受室１２ｂｂ，１２ｂｃに供給された潤滑油は、吐出側軸受１３ｂ，１３ｄを潤滑する。

吐出側軸受１３ｂ，１３ｄを潤滑した潤滑油は、吐出側ケーシング１２ｂに設けられた吐出側軸受室１２ｂｂとボア室１２ｃを連通する第１連通路１２ｂｄからボア室１２ｃに排出される。ボア室１２ｃに排出された潤滑油は、吐出流路１２ｂｆから圧縮された気体とともに気液分離器３１に吐出され、気液分離器３１で回収される。

第３給油路２２ａは、ギア室２４内に潤滑油を供給するためにギアケース２２に設けられた給油路である。第３給油路２２ａから、ギア室２４内に供給された潤滑油は一対の動力伝達ギア２１を潤滑する。一対の動力伝達ギア２１を潤滑した潤滑油は、ギア室２４の底面に溜まる。ギア室２４の底面には前記のとおり、油排出口２４ａが設けられている。油排出口２４ａは、第２連通路１２ａｌにより油流入口１２ａｆと連通する。そのため、ギア室２４の底面に溜まった潤滑油は、油排出口２４ａから第２連通路１２ａｌに排出され、第２連通路１２ａｌを通過した潤滑油は油流入口１２ａｆから吸込流路１２ａｄに流入する。吸込流路１２ａｄに流入した潤滑油は、ボア室１２ｃに流入し、吐出流路１２ｂｆから圧縮された気体とともに気液分離器３１に吐出され、気液分離器３１で回収される。

第２連通路１２ａｌは、前述のように、油排出口２４ａと油流入口１２ａｆとを連通する流路で、メインケーシング１２ａの吸込側側壁１２ａａに設けられている。第２連通路１２ａｌは、第３給油路２２ａにギア室２４を介して直列に接続されている。そのため、第３給油路２２ａから供給された全ての潤滑油は第２連通路１２ａｌを介して吸込流路１２ａｄに流入する。

次に、第１実施形態に係るスクリュー圧縮機の動作を図１～図４を用いて説明する。

駆動側シャフト２３と連結する駆動モータを回転させることにより、動力伝達装置２の駆動ギア２１ａを回転させる。駆動ギア２１ａが回転すると、駆動ギア２１ａと噛み合う被駆動ギア２１ｂが回転する。被駆動ギア２１ｂが回転すると、吸込側ロータ軸１１ａｃが回転し、雄ロータ１１ａが回転する。雄ロータ１１ａが回転すると、雄ロータ歯部１１ａａと、これに噛み合う雌ロータ歯部１１ｂａが回転する。

雄ロータ歯部１１ａａと雌ロータ歯部１１ｂａが回転すると、雄雌両ロータ歯部１１ａａ，１１ｂａとボア室１２ｃとにより形成された雄雌両側の作動室は、吸込側から吐出側へ軸方向に気体を吸入した後、吸込み側から吐出側へ軸方向に吸入した気体を圧縮していく。これにより、気体は図２に示す吸込流路１２ａｄからボア室１２ｃ内に吸い込まれて圧縮され、吐出流路１２ｂｆから気液分離器３１に吐出され、気液分離器３１で潤滑油と分離され、各機器に供給される。

気液分離器３１で分離され気液分離器３１の下部に貯留した潤滑油は、潤滑油冷却器３２で冷却された後、油濾過器３３で異物を濾過され、第１管路３４ａと第２管路３４ｂと第３管路３４ｃとに流入する。

第１管路３４ａに流入した潤滑油は第１給油路１２ａｊへ供給され、雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂとを潤滑するとともに、ボア室１２ｃ内の圧縮気体を冷却する。また、第１給油路１２ａｊへ供給された潤滑油は、雌雄両ロータ１１ａ、１１ｂとボア室１２ｃの壁面（雄側内周壁１２ｃａと雌側内周壁１２ｃｂ）との隙間や雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂの噛合い部の隙間等を封止する。雄ロータ１１ａと雌ロータ１１ｂとを潤滑等した潤滑油は、圧縮気体と共に吐出流路１２ｂｆから気液分離器３１へ吐出され、気液分離器３１で回収される。

第２管路３４ｂに流入した潤滑油は第２給油路１２ｂａへ供給され、吐出側軸受室１２ｂｃ内に流入し、吐出側軸受１３ｂ，１３ｄを潤滑する。吐出側軸受１３ｂ，１３ｄを潤滑した潤滑油は、第１連通路１２ｂｄを介してボア室１２ｃ内に排出され、圧縮気体と共に吐出流路１２ｂｆから気液分離器３１へ吐出され、気液分離器３１で回収される。

第３管路３４ｃに流入した潤滑油は第３給油路２２ａへ供給されギア室２４内に流入し、一対の動力伝達ギア２１を潤滑する。一対の動力伝達ギア２１を潤滑した潤滑油はギア室２４の底面に溜まり油排出口２４ａに流入する。油排出口２４ａに流入した潤滑油は第２連通路１２ａｌ内に溜まっていき、やがて第２連通路１２ａｌを気体が流通できなくする。

ここで、ギア室２４には潤滑油を排出する油排出口２４ａがギア室２４の底部にのみ設けられていることが好ましい。これにより、連通するギア室２４と吸込流路１２ａｄとは、第２連通路１２ａｌに潤滑油が充満することより吸込流路１２ａｄとギア室２４との間の気体の流通がなくなり、吸込流路１２ａｄとギア室２４との間に気圧差を形成させる。吸込流路１２ａｄの内圧は一対のスクリューロータ１１が気体を吸込むのでギア室２４より負圧になるので、第２連通路１２ａｌ内に溜まった潤滑油は、油流入口１２ａｆから吸込流路１２ａｄ内に吸い込まれる。

油流入口１２ａｆから吸込流路１２ａｄ内に吸い込まれた潤滑油は、図３に示す傾斜部１２ａｈを底部１２ａｇに向かって流れ下り、ボア室１２ｃに流入する。ボア室１２ｃ内に流入した潤滑油は、圧縮気体と共に吐出流路１２ｂｆから気液分離器３１へ吐出され、気液分離器３１で回収される。

［効果］
油流入口をボア室１２ｃの側壁に設けた比較例に係る油冷式スクリュー圧縮機では、一対のスクリューロータ１１の遠心力が潤滑油の流入方向に対して逆向きに働くため、ボア室１２ｃ内にスムーズに潤滑油を流入させることは難しい。仮に、一対のスクリューロータ１１の遠心力よりも潤滑油を吸込する力が大きければ、が大きければ、ボア室内への潤滑油の流入は容易にできる。しかし、ボア室１２ｃの側壁に設けた油流入口１２ａｆにおける吸込み圧は、回転する一対のスクリューロータ１１の歯部と溝部で異なり、歯部と溝部が油流入口１２ａｆを通過する際に大きく変動するため、安定して潤滑油を回収することは難しい。

一方、本実施形態では、油流入口１２ａｆは一対のスクリューロータ１１の吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂと、吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂに対向する吸込側内壁面１２ａｅとの間に位置する。これにより、一対のスクリューロータ１１の遠心力と、一対のスクリューロータ１１の外周における吸込み圧の変動の影響を受け難くなるため、スムーズかつ安定的に潤滑油を回収できる。

さらに、ケーシング１２は、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の下端と対向するケーシング１２の底部１２ａｇ（図３参照）に向かって下る下り勾配の傾斜部１２ａｈを有し、油流入口１２ａｆは、傾斜部１２ａｈにおいてケーシング１２の底部１２ａｇよりも高い位置に設けられている。そのため、油流入口１２ａｆから流入した潤滑油は、傾斜部１２ａｈをつたって一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の下端に流れてボア室１２ｃ内に流入する。そのため、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方と油流入口１２ａｆとの間に余剰な潤滑油が停滞せず、効果的に潤滑油を回収できる。

また、本実施形態では、ギア室２４の底面に潤滑油を排出するための油排出口２４ａが設けられている。そのため、ギア室２４に余剰な潤滑油が停滞することを抑制できる。また、ギア室２４の底面に溜まった潤滑油は油排出口２４ａから第２連通路１２ａｌに排出される。第２連通路１２ａｌに排出された潤滑油が第２連通路１２ａｌ内に充満すると、一対のスクリューロータ１１の吸込み圧によって吸込流路１２ａｄ内の気圧はギア室２４内の気圧に比べて低くなる。これにより、ギア室２４の底面に溜まった潤滑油を差圧によって効率的に吸込流路１２ａｄ内に流入できる。

これらより、本実施形態の油冷式スクリュー圧縮機は、潤滑油を効率よく安定して回収でき、余剰な潤滑油をギア室２４に停滞することを抑制でき、潤滑油を動力伝達ギア２１によって攪拌される動力ロスを低減できる。

また、油流入口１２ａｆは、ケーシング１２の内周面１２ａｉにおいて、ケーシング１２の底部１２ａｇから一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の回転方向１１ａｆに上昇した箇所に位置している。これにより、油流入口１２ａｆから溢れ出た潤滑油は、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の回転方向１１ａｆに対して逆方向に流れる。そのため、ケーシング１２の底部１２ａｇに油流入口がある場合のように、油流入口から流入した潤滑油が一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雄ロータ１１ａ）の回転に引きずられて回転方向側に停滞することを抑制できる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の構成について図５，６を用いて例示説明する。図５は、本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の水平断面図である。図６は、図５のVI－VI断面図である。なお、図５，６において、図１～４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機が第１実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機と異なる点は、油流入口２１２ａｆの位置である。即ち、本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の油流入口２１２ａｆは、ケーシング１２の底部２１２ａｇから一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雌ロータ１１ｂ）の回転方向（本実施形態では回転方向２１１ａｆ）と反対方向に上昇した箇所に位置している。

また、図６に示すように、第２連通路２１２ａｌは油流入口２１２ａｆから下方に延伸した後にギア室２４の底面側に延伸する。そして、第２連通路２１２ａｌの先端にはギア室２４の底面に設けられた油排出口（図示せず）が形成されている。

また、傾斜部２１２ａｈは、一対のスクリューロータ１１のうち外径の小さいスクリューロータ（本実施形態では雌ロータ１１ｂ）の下端と対向するケーシング１２の底部２１２ａｇに向かって傾斜していることが好ましい。油流入口２１２ａｆは、傾斜部２１２ａｈのケーシング１２の底部２１２ａｇよりも高い位置に設けられていることが好ましい。

［効果］
本実施形態では、油流入口２１２ａｆが、ケーシング１２の内周面２１２ａｉにおいて、ケーシング１２の底部２１２ａｇから一対のスクリューロータ１１のいずれか一方の回転方向２１１ａｆと反対方向に上昇した箇所に位置している。これにより、油流入口２１２ａｆから溢れ出た潤滑油は、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方（本実施形態では雌ロータ１１ｂ）の回転方向２１１ａｆと同じ方向に下る下り勾配の傾斜部２１２ａｈに沿って流れるだけではなく、雌ロータ１１ｂの端面に引きずられて雌ロータ１１ｂの下端に流れていくため、より効果的に油を回収することができる。

また、潤滑油は一対のスクリューロータ１１の回転による遠心力の影響をさらに抑制して回収されるので、さらに潤滑油を効率よく安定して回収でき、ギア室に余剰な潤滑油が停滞することをさらに抑制でき、潤滑油が動力伝達ギアによって攪拌される動力ロスをさらに低減できる。

また、傾斜部２１２ａｈは、一対のスクリューロータ１１のうち外径の小さいスクリューロータ（本実施形態では雌ロータ１１ｂ）の下端と対向するケーシング１２の底部２１２ａｇに向かって勾配していることが好ましい。一対のスクリューロータ１１の回転による遠心力は、外径の大きいスクリューロータ（本実施形態では雄ロータ１１ａ）より外径の小さいスクリューロータ（本実施形態では雌ロータ１１ｂ）の方が小さい。

本実施形態では、傾斜部２１２ａｈが一対のスクリューロータ１１のうち外径の小さいスクリューロータ（雌ロータ１１ｂ）の下端と対向するケーシング１２の底部２１２ａｇに向かって勾配し、油流入口２１２ａｆは、傾斜部２１２ａｈにおいてケーシング１２の底部２１２ａｇよりも高い位置に設けられている。これにより、油流入口２１２ａｆから溢れ出た潤滑油に対する一対のスクリューロータ１１の一方の回転による遠心力の影響を抑制すること、例えば、一対のスクリューロータ１１の一方による潤滑油に対する攪拌動力を小さくすることができる。これにより、潤滑油を効率よく安定して回収でき、ギア室２４に余剰な潤滑油が停滞することを抑制でき、潤滑油が動力伝達ギア２１によって攪拌される動力ロスを低減できる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の構成について図７を用いて例示説明する。図７は、第３実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機における図１に示すII－II断面の断面図である。なお、図７において、図１～４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機が第１，２実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機と異なる点は、傾斜部の延びる方向である。即ち、第１，２実施形態に係る油流入口１２ａｆ，２１２ａｆは一対のスクリューロータ１１のいずれか一方の回転方向またはその反対方向に上昇した箇所に位置している。そのため、第１，２実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の傾斜部１２ａｈ，２１２ａｈは、一対のスクリューロータ１１のいずれか一方の回転方向またはその反対方向に沿って延びている。それに対し、本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の傾斜部３１２ａｈは、一対のスクリューロータ１１の軸方向に沿って延びている。

［効果］
本実施形態に係る油冷式スクリュー圧縮機の油流入口１２ａｆから溢れ出た潤滑油は、一対のスクリューロータ１１の軸方向に沿って延びる傾斜部３１２ａｈを流れ下りボア室１２ｃ内に流入する。そのため、潤滑油は一対のスクリューロータ１１が気体を吸込む方向に流れ下るので、一対のスクリューロータ１１の遠心力と一対のスクリューロータ１１の外周における吸込み圧の変動の影響を抑制できる。したがって、スムーズかつ安定的に潤滑油を回収でき、ギア室２４に余剰な潤滑油が停滞することをさらに抑制でき、潤滑油が動力伝達ギア２１によって攪拌される動力ロスをさらに低減できる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。例えば、潤滑油は、例えば、ポンプ等の動力源を用いて外部給液系統３を循環させてもよい。また、第１実施形態では、油流入口１２ａｆが雄ロータ１１ａの回転方向１１ａｆに上昇した箇所に位置している。しかし、これに限定されず油流入口１２ａｆが回転方向１１ａｆの反対方向に上昇した箇所に位置してもよい。また、第２実施形態では、油流入口２１２ａｆが雌ロータ１１ｂの回転方向２１１ａｆの反対方向に上昇した箇所に位置している。しかし、これに限定されず油流入口２１２ａｆが回転方向２１１ａｆに上昇した箇所に位置してもよい。また、第１連通路を一対のスクリューロータ１１の内部に設け、第１連通路の油流入口が、一対のスクリューロータ１１の吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂと、吸込側端面１１ａｂ，１１ｂｂに対向する吸込側内壁面１２ａｅとの間に位置するようにしてもよい。

１…圧縮機本体、２…動力伝達装置、３…外部給液系統、１１…一対のスクリューロータ、１１ａ…雄ロータ（駆動側のスクリューロータ）、１１ａａ…雄ロータ歯部、１１ａｂ…吸込側端面、１１ａｃ…吸込側ロータ軸、１１ａｄ…吐出側端面、１１ａｅ…吐出側ロータ軸、１１ａｆ…回転方向、１１ｂ…雌ロータ（被駆動側のスクリューロータ）、１１ｂａ…雌ロータ歯部、１１ｂｂ…吸込側端面、１１ｂｃ…吸込側ロータ軸、１１ｂｄ…吐出側端面、１１ｂｅ…吐出側ロータ軸、１２…ケーシング、１２ａ…メインケーシング、１２ａａ…吸込側側壁、１２ａｄ…吸込流路、１２ａｅ…吸込側内壁面、１２ａｆ…油流入口、１２ａｇ…底部、１２ａｈ…傾斜部、１２ａｉ…内周面、１２ａｋ…端面、１２ａｌ…第２連通路、１２ｂ…吐出側ケーシング、１２ｂｆ…吐出流路、１２ｃ…ボア室、２１…動力伝達ギア、２２…ギアケース、２２ａ…第３給油路、２３…駆動側シャフト、２４…ギア室、２４ａ…油排出口、３１…気液分離器、３２…潤滑油冷却器、３３…油濾過器、３４…管路、２１１ａｆ…回転方向、２１２ａｆ…油流入口、２１２ａｇ…底部、２１２ａｈ…傾斜部、２１２ａｌ…第２連通路、３１２ａｅ…油流入口、３１２ａｈ…傾斜部

Claims (5)

1. 一対のスクリューロータと、前記一対のスクリューロータを噛み合った状態で回転可能に収容するボア室を有するケーシングと、を備える圧縮機本体と、
   駆動モータの回転を前記一対のスクリューロータにロータ軸を介して伝達する動力伝達ギアを内部に収容し、底面に潤滑油を排出するための油排出口を有するギア室と、を備え、
   前記油排出口は、前記一対のスクリューロータの吸込側端面と、前記一対のスクリューロータの吸込側端面に対向する吸込み側内壁面と、の間に位置するように前記ケーシングに開口する油流入口に連通し、
   前記ケーシングは、前記一対のスクリューロータのいずれか一方の下端と対向する前記ケーシングの底部に向かって下る下り勾配の傾斜部を有し、
   前記油流入口は、前記傾斜部において前記ケーシングの底部よりも高い位置に設けられていることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
2. 請求項１の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記油流入口は、前記ケーシングの内周面において、前記ケーシングの底部から前記一対のスクリューロータのいずれか一方の回転方向に上昇した箇所に位置していることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
3. 請求項１の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記油流入口は、前記ケーシングの内周面において、前記ケーシングの底部から前記一対のスクリューロータのいずれか一方の回転方向と反対方向に上昇した箇所に位置していることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
4. 請求項１の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記傾斜部は、前記一対のスクリューロータのうち外径の小さいスクリューロータの下端と対向する前記ケーシングの底部に向かって傾斜していることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
5. 請求項１の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記傾斜部は、前記一対のスクリューロータの軸方向に沿って延びていることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。

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