JPH0116350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転子の軸の各端部がラジアル滑り
軸受によりハウジング内に支持されて、この軸受
と圧縮機の動作空間との間で密封素子により包囲
され、軸受潤滑のため潤滑油用貯蔵容器をもつ潤
滑油回路が設けられ、この貯蔵容器から潤滑油が
ポンプおよび導管を経て軸受へ供給され、軸受に
関して動作空間から遠い側にある油捕集空間へ各
軸受から流出する潤滑油が、油戻し通路を経て貯
蔵容器へ戻る、回転圧縮機特に冷媒圧縮用ねじ圧
縮機に関する。

〔従来の技術〕

特開昭50−53909号公報から公知のこの種の圧
縮機では、環状排出空間が費用にかかる大きい全
長の密封装置の一部である。この密封装置は、濾
過されない外気が圧縮機の動作空間へ吸入される
のを回避し、また潤滑剤および冷却液が軸に沿つ
て圧縮機の動作空間から流出するのを回避すると
いう目的をもつている。この目的のため、密封装
置は排出空間のほかに２つの環状空間をもち、こ
れら環状空間の１つが封止圧力空間として圧縮ガ
ス源特に圧縮機出口の圧力を受けている。環状排
出空間は外部へ開放しており、このことは、封止
圧力空間から排出空間へ達するガスが失われるこ
とを意味する。したがつてこのような密封装置
は、圧縮機が空気を圧縮するか、または圧縮空気
源が使用可能な場合にしか用いられない。なぜな
らば、圧縮機により圧縮される他のガス例えば冷
媒の損失は許されないからである。しかし空気を
圧縮する場合でも、圧縮機の効率をあまり低下さ
せないようにするため、封止圧力空間を介しての
損失ができるだけ小さくなければならない。した
がつて密封装置は密封に対する高度の要求を満た
さねばならない。これは、特に高い動作圧力の圧
縮機では密封装置の全長が大きくなることを意味
する。しかし大きい全長の密封装置は軸受間隔が
大きいことを意味し、それにより比較的小さい荷
重でも許容できないほど大きい撓みと曲げ応力が
回転子に生ずる可能性のあることを意味する。

しかも冷媒を圧縮する圧縮機では特別の問題が
生ずる。まず冷媒は、どんなことがあつても閉じ
た回路内になければならず、少量でも外部へ漏れ
てはならない。他方高い圧力では、冷媒が潤滑油
に溶解して、その潤滑能力を許容できないほど低
下させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基礎になつている課題は、非常に簡単
かつ安価で場所所をとらない密封装置を圧縮機の
動作空間と軸受の間に設けることができるにもか
かわらず、漏れガス損失を回避し、圧力を受けて
潤滑油に溶解するガスによる潤滑油回路の性能悪
化も回避することである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、潤滑
油回路と圧縮機の吸入側との間に圧力平衡用接続
通路が設けられ、この圧力平衡用接続通路により
潤滑油回路がポンプの吸入側においてほぼ圧縮機
の吸入圧力を受け、密封素子と軸受との間に、軸
を環状に包囲しかつ軸受から密封素子の側へ出る
潤滑油を捕集する排出空間が設けられて、排出通
路を経て油捕集空間に接続され、それによりこの
排出空間も圧縮機の吸入圧力を受けている。

〔発明の効果〕

これにより次の利点が得られる。まず排出空間
は、軸受潤滑油が圧縮機の動作空間へ入つて行く
のを回避し、また圧縮機内のガスが軸受へ出て行
くのを防止する。潤滑油やガスが排出空間へ漏れ
て行くのは問題ない。なぜならば、このガスおよ
び液体は再び圧縮機または潤滑油回路へ戻される
からである。したがつて圧縮されたガスや、場合
によつては噴射される冷却液および潤滑液が、比
較的多量に圧縮機の動作空間から環状の排出空間
へ漏れ出てもよく、その結果動作空間と排出空間
との間に、比較的簡単で短くかつ安価な密封片を
１つだけ設ければよく、この密封片は絞り作用を
及ぼしさえすればよい。

したがつて漏れたガスと循環せしめられる潤滑
油との接触は、従来技術とは異なり、排出空間に
おいて意識的に許容される。しかし本発明によれ
ば、潤滑油回路が圧縮されるガス流から完全に分
離されており、漏れガスは低い圧力でのみ潤滑油
に接触する。この低い圧力で潤滑油に溶解する少
量の漏れガスは、貯蔵容器内で再び潤滑油から逃
げて、圧縮機の吸入側へ達することができる。

圧縮機の動作空間へ供給される潤滑油のため第
２の回路を設けることができ、潤滑油は、圧縮さ
れたガス流から、圧縮機の吐出側へ接続される分
離容器において再び分離される。

この分離容器と潤滑油回路の貯蔵容器との間
に、弁をもつ接続導管を設け、貯蔵容器にあるレ
ベルスイツチでこの弁を制御することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面について詳細に説明す
る。

圧縮機は第１図によればハウジング１０をも
ち、このハウジングの動作空間１２には、ねじ状
に設けられたひれと溝とにより互いにかみ合う２
つの回転子１４が並列に支持されている。図面に
はこれら回転子１４の１つだけが見られる。回転
子１４の軸１６は両端をラジアル滑り軸受１８に
より支持され、さらに吐出側端部では推力ころが
り軸受２０により支持されている。一方の回転子
すなわち主回転子の軸は図示しない駆動装置によ
り駆動されて、直接の櫛状かみ合いによるかある
いは図示しない同期伝動装置を介して副回転子を
駆動する。圧縮すべきガス特にジフルオルモノク
ロルメタンのような冷媒は、この場合蒸発器圧力
を受けており、吸入導管２２と吸入接続口２４を
経て吸入され、動作空間１２で回転子１４により
圧縮され、吐出接続口２６および吐出導管２８を
経て分離器および貯蔵容器として用いられる圧力
容器３０へ供給され、そこから分離フイルタ３２
および導管３４を経て負荷へ、冷媒の場合は凝縮
器へ達する。

圧力容器３０の下部には油あるいは冷媒、密封
剤および潤滑剤として適した液体があり、導管３
６により冷却器３８、絞り機構４０およびハウジ
ング孔４２を経て動作空間１２へ供給されて、回
転子を冷却し、回転子相互あるいはそれをハウジ
ング１０に対して密封し、それらの櫛状にかみ合
う歯面を潤滑する。この油は圧縮されたガス流と
共に吐出接続口２６および吐出導管２８を経て排
出され、容器３０内でガス流から分離され、液だ
め４４へ戻される。

軸受１８を潤滑するために、油が閉じた貯蔵容
器４６からポンプ４８および冷却器５０を介して
取出され、導管５２およびハウジング通路５４を
経て軸受１８の潤滑剤孔へ供給される。この潤滑
剤孔から油は軸方向に両方向へ軸受間隙へ入る。
油の一部は軸受間隙から直接油捕集空間５６，５
８へ達する。これらの油捕集空間５６，５８はハ
ウジング１０にある縦通路６０により互いに接続
されている。動作空間１２の方へ出る油の部分は
それぞれ軸受１８から環状集油溝６２へ達する。
これらの集油溝６２は排出空間として各軸受１８
と密封素子６４との間に設けられ、それぞれ通路
６６を介して対応する油捕集空間５６または５８
へ接続されている。油捕集空間５６は開口すなわ
ち流出通路６８を介して貯蔵容器４６へ接続され
ている。こうして潤滑油の循環する回路が形成さ
れる。貯蔵容器４６のガス空間はさらに均圧導管
７０を介して吸入導管２２に接続されている。そ
れにより貯蔵容器４６、捕集空間５６，５８およ
び集油溝６２は、圧縮機の低い吸入圧力を受けて
いる。各軸受１８と動作空間１２との間に設けら
れて低い圧力を受けている集油溝６２によつて、
軸受１８から動作空間１２への油の漏れ、または
逆に動作空間１２から軸受１８へのガスの漏れが
効果的に防止される。したがつて付加的な密封素
子６４に対して特別に高度の要求が課されないの
で、例えば短いラビリンスあるいは浮動環のよう
に簡単で短い素子を使用することができる。これ
らの密封素子６４には、吐出側の密封素子に対し
て７２で示すように、適当なハウジング孔を通し
て油および潤滑剤圧力を付加的に供給することが
できる。

貯蔵容器４６は圧縮機の低い吸入圧力を受けて
いるので、その中にある油は比較的少量の溶解性
ガス例えば冷媒しか溶解して含むことができな
い。例えば貯蔵圧力容器３０内では、圧縮機の例
えば20barの高い出口圧力と例えば70℃の温度で
30％までの冷媒が溶解できるが、貯蔵容器46では
例えば5barの圧力と70℃の温度で溶解割合は５
％よりずつと少ないので、実際上油の粘度が低下
することはない。

上述した圧縮機では、圧縮機の軸受および動作
空間を経て油が潤滑剤回路から劣媒回路および密
封剤回路へあるいはその逆に漏れることがあるの
で、貯蔵容器４６内の油量を自動的に一定に保つ
ように考慮されている。下限接点および上限接点
をもつレベルスイツチ７４は、導管３６を貯蔵容
器４６へ接続する電磁弁７６と、導管５２を圧縮
機の吸入導管２２へ接続する電磁弁７８とを制御
する。容器４６内の油面が低下しすぎ、すなわち
多量の油が低圧回路から高圧回路へ行きすぎる
と、電磁弁７６が開かれて、油は圧力容器３０か
ら容器４６へ達することができる。容器４６内の
油面が過度に上昇すると、弁７８が開いて、過剰
な油が容器４６から吸入導管２２へ達し、そこか
らガスと共に圧縮機を通つて貯蔵圧力容器３０へ
達する。

第２図は、動作圧力が低いかあるいはガスが油
に溶解しないため、溶解したガスによる油の粘度
減少のおそれがない場合の簡単化した実施例を示
す。この例では、構造上の変更なしに第１図と同
じ構造の圧縮機を使用することができる。第１図
の貯蔵容器４６と付属する導管等は省略され、油
捕集空間５６のもはや必要でない流出通路６８は
栓８０で閉じられる。その代りに、縦通路６０を
圧縮機の吸入接続口２４および動作空間１２へ接
続する２つの開口すなわち孔８２，８４の１つが
選択的に開かれ、その他方の孔が適当な栓８６で
閉じられる。第１図のように使用する場合は両方
の孔が閉じられている。今や軸受１８の全潤滑油
はそのとき開いている孔８２あるいは８４を経て
圧縮機内の空間へ達し、そこから圧縮されたガス
と共に吐出導管２８を経て貯蔵圧力容器３０へ達
し、そこで分離される。容器３０の油だめ４４か
ら油は潤滑剤として導管９０，９２を経て軸受１
８へ導かれ、さらに導管９４を経て圧縮機の動作
空間１２へ達して、回転子歯面の潤滑および冷却
を行なう。この実施例において集油溝または排出
空間６２によつて得られる重要な利点は、潤滑剤
を供給するのに特別な油ポンプを必要としないこ
とである。軸受１８に隣接する空間６２，５６，
５８は常に圧縮機の吸入側の圧力を受けるように
なつているので、圧力容器３０と圧縮機による潤
滑個所または噴射、個所との間に生ずる差圧は、
軸受における比較的低い潤滑剤圧力のため軸受へ
のガス漏れのおそれなしに、圧縮機へ油を供給す
るのに充分である。このことは、前述したように
冷媒用圧縮機において特に重要である。なぜなら
ば、このような圧縮機は常に閉じた回路で動作
し、外部から内部への封止媒体の漏れも、内部か
ら外部への冷媒の漏れも、運転時間に応じて累積
される機能全体の低下をきたすことになるからで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はねじ圧縮機の中心軸を通る断面および
付属する油回路を示す図、第２図は第１図に類似
しているが油回路を簡単化した第２実施例の第１
図に対応する図である。 １０…ハウジング、１２…動作空間、１４…回
転子、１６…軸、１８…軸受、３０…圧力容器、
４６…貯蔵容器、５６，５８…捕集空間、６０…
通路、６２…排出空間、６４…密封素子、６６…
排出通路、８２，８４…孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転子１４の軸１６の各端部がラジアル滑り
   軸受１８によりハウジング１０内に支持されて、
   この軸受１８と圧縮機の動作空間１２との間で密
   封素子６４により包囲され、軸受潤滑のため潤滑
   油用貯蔵容器４６をもつ潤滑油回路が設けられ、
   この貯蔵容器４６から潤滑油がポンプ４８および
   導管５２を経て軸受１８へ供給され、軸受１８に
   関して動作空間１２から遠い側にある油捕集空間
   ５６，５８へ各軸受１８から流出する潤滑油が、
   油戻し通路６０，６８を経て貯蔵容器４６へ戻る
   ものにおいて、潤滑油回路４６，５２，５６，５
   ８，６０，６８と圧縮機の吸入側との間に圧力平
   衡用接続通路が設けられ、この圧力平衡用接続通
   路により潤滑油回路がポンプ４８の吸入側おいて
   ほぼ潤滑油の吸入圧力を受け、密封素子６４と軸
   受１８との間に、軸１６を環状に包囲しかつ軸受
   １８から密封素子６４の側へ出る潤滑油を捕集す
   る排出空間６２が設けられて、排出通路６６を経
   て油捕集空間５６，５８に接続され、それにより
   この排出空間６２も圧縮機の吸入圧力を受けてい
   ることを特徴とする、回転圧縮機。 ２ 圧力平衡用接続通路が、各排出空間６２から
   排出通路６６、油捕集空間５６，５８、油戻し通
   路６０および貯蔵容器４６のガス空間を経て延
   び、このガス空間が均圧導管７０を経て圧縮機の
   吸入導管２２に接続されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の圧縮機。 ３ 貯蔵容器４６のガス空間へ、またはこの貯蔵
   容器を迂回して直接に圧縮機の吸入接続口２４ま
   たは動作空間１２へ、選択的に油を戻すため、選
   択的に閉鎖可能な開口６８，８２，８４が、油戻
   し通路６０または油捕集空間５６と貯蔵容器４６
   または圧縮機の吸入接続口２４または動作空間１
   ２との間に設けられていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の圧縮
   機。 ４ 圧縮機が圧縮機吐出導管２８に接続されてガ
   ス流により連行される潤滑油を分離する分離容器
   ３０と、この分離容器３０から圧縮機の動作空間
   １２へ通ずる油導管３６，４２とをもち、分離容
   器３０が弁７６をもつ導管３６を介して貯蔵容器
   ４６にも接続され、この弁７６が貯蔵容器４６内
   にあるレベルスイツチ６４により制御可能である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
   第３項の１つに記載の圧縮機。