JPH0772546B2 - Oil-cooled screw compressor - Google Patents

Oil-cooled screw compressor

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JPH0772546B2
JPH0772546B2 JP9862091A JP9862091A JPH0772546B2 JP H0772546 B2 JPH0772546 B2 JP H0772546B2 JP 9862091 A JP9862091 A JP 9862091A JP 9862091 A JP9862091 A JP 9862091A JP H0772546 B2 JPH0772546 B2 JP H0772546B2
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JP
Japan
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oil
balance piston
compressor
discharge
rotor
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JP9862091A
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省二 吉村
好司 岸本
哲也 垣内
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スクリュロータに吸込
側から吐出側に向かう方向の力を作用させるバランスピ
ストンと、容量調節用スライド弁とを備えた油冷式スク
リュ圧縮機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oil-cooled screw compressor provided with a balance piston for exerting a force in a direction from a suction side to a discharge side on a screw rotor and a slide valve for adjusting a capacity. .

【0002】[0002]

【従来の技術】スクリュ圧縮機は、構造上圧縮中にスク
リュロータ、特に雄ロータに吐出側から吸込側に向かう
大きなスラスト力が作用する。このスラスト力が過大な
ときにはスクリュロータを支持する軸受(本明細書では
スラスト荷重を受けるラジアルタイプのものをいう)の
寿命が短くなる。そこで、軸受に作用するスラスト力を
軽減するために、図9に示す油冷式スクリュ圧縮機が提
案されている(実開昭61−175592号公報)。こ
のスクリュ圧縮機は一方に吸込口1を、他方に吐出口2
を有するケーシング3内に収納し、軸受4a,4bによ
り回転可能に支持した互いに噛合う雌雄一対のスクリュ
ロータ5を備えている。そして、同図中左方の吸込側ロ
ータ軸6の端部に設けたバランスピストン7をケーシン
グ3に設けたシリンダ室8内に摺動可能に嵌挿してあ
る。
2. Description of the Related Art In a screw compressor, a large thrust force acting from a discharge side to a suction side acts on a screw rotor, particularly a male rotor, during compression due to its structure. When this thrust force is excessive, the life of the bearing (in this specification, the radial type bearing thrust load) that supports the screw rotor is shortened. Therefore, in order to reduce the thrust force acting on the bearing, an oil-cooled screw compressor shown in FIG. 9 has been proposed (Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-175592). This screw compressor has a suction port 1 on one side and a discharge port 2 on the other side.
It has a pair of screw rotors 5 housed in a casing 3 and rotatably supported by bearings 4a and 4b. A balance piston 7 provided at the end of the suction side rotor shaft 6 on the left side in the figure is slidably fitted in a cylinder chamber 8 provided in the casing 3.

【0003】また、吐出口2に続く吐出流路51には油
分離回収器52が設けてあり、この底部の油溜め部53
から油クーラ54,油ポンプ55を経て分岐し、一方は
スクリュロータ5の部分、および図示しない流路より軸
封部および軸受4a,4bの部分等の給油箇所に至り、
他方は圧油供給口9より上記シリンダ室8内に至る油流
路56が設けてある。そして、スクリュロータ5により
吸込口1より吸込んだガスを圧縮し、途中でガス圧縮空
間内に入った冷却等のための油とともに吐出口2へ吐出
し、油分離回収器52にて気液分離し、油除去された圧
縮ガスは油分離回収器52の上方から送り出し、油は油
溜め部53に滴下させ、ここに一旦溜める。さらに、油
溜め部53の油は油クーラ54で冷却された後、油ポン
プ55により上記給油箇所およびシリンダ室8の反ロー
タ側に送られ、スクリュロータ5部分に入った油は以後
循環使用に供されるようになっている。このように、油
流路56の油をシリンダ室8の反ロータ側に導くことに
より、作動中スクリュロータ5に作用する吐出側から吸
込側に向かう方向のスラスト力を軽減して、軸受4bに
過大な力がかからないように形成してある。
An oil separating / collecting device 52 is provided in a discharge passage 51 continuing from the discharge port 2, and an oil sump 53 at the bottom thereof is provided.
From the oil cooler 54 to the oil pump 55, and one of them branches from the screw rotor 5 and a passage (not shown) to the oil supply points such as the shaft sealing portion and the bearings 4a and 4b.
The other is provided with an oil passage 56 extending from the pressure oil supply port 9 into the cylinder chamber 8. Then, the gas sucked from the suction port 1 is compressed by the screw rotor 5, and is discharged to the discharge port 2 together with the oil for cooling etc. which has entered the gas compression space on the way, and is separated into gas and liquid by the oil separation and recovery device 52. Then, the compressed gas from which the oil has been removed is sent out from above the oil separation / collection device 52, and the oil is dropped into the oil reservoir 53 and temporarily stored therein. Further, the oil in the oil sump 53 is cooled by the oil cooler 54, and then sent by the oil pump 55 to the oil supply point and the side opposite to the rotor of the cylinder chamber 8, and the oil that has entered the screw rotor 5 is used for circulation thereafter. It is supposed to be served. In this way, by guiding the oil in the oil flow path 56 to the side opposite to the rotor of the cylinder chamber 8, the thrust force acting on the screw rotor 5 in the direction from the discharge side to the suction side is reduced, and the bearing 4b is provided. It is formed so as not to apply excessive force.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
バランスピストン7の反ロータ側の油圧は吐出口2にお
ける吐出圧Pdに略等しい。またそのロータ側は吸込口
1に直接連通させるとシリンダ室8から吸込口1に油を
含んだガスが流れて膨張し、吸込流路からロータ室への
ガスの吸込量を減少させることになる故、吸込口1には
連通しない吸込圧Psより若干圧力が高くなったガス閉
込み空間、例えば圧力が1.3Psのガス閉込み空間に
連通させてある。したがって、バランスピストン7に作
用する吸込側から吐出側に向かう方向の力Fは次式で表
わされ、作動中は吐出圧Pd,吸込圧Psが一定の場合
力Fの大きさは一定である。 F=S・(Pd−1.3Ps) ここで、Sはバランスピストン7の受圧部分の面積を示
し、またロータ側の軸断面積を無視してある。
In the above-mentioned conventional device,
The oil pressure of the balance piston 7 on the side opposite to the rotor is substantially equal to the discharge pressure Pd at the discharge port 2. Further, when the rotor side is directly communicated with the suction port 1, a gas containing oil flows from the cylinder chamber 8 to the suction port 1 and expands, thereby reducing the amount of gas suctioned from the suction flow passage to the rotor chamber. Therefore, the suction port 1 is communicated with a gas confining space that is slightly higher in pressure than the suction pressure Ps that does not communicate, for example, a gas confining space with a pressure of 1.3 Ps. Therefore, the force F acting on the balance piston 7 in the direction from the suction side to the discharge side is expressed by the following equation, and the magnitude of the force F is constant during the operation when the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps are constant. . F = S · (Pd-1.3Ps) Here, S represents the area of the pressure receiving portion of the balance piston 7, and the axial sectional area on the rotor side is neglected.

【0005】ところで、上記装置において容量調節用ス
ライド弁を有するものである場合には、全負荷運転時に
比べて、部分負荷或は無負荷運転時にはスクリュロータ
5に生じるスラスト力が小さくなり、油圧によりバラン
スピストン7に作用する力とスクリュロータ5よりロー
タ軸6に作用する力が略同じになり、軸受4bが殆どス
ラスト荷重を受けない状態になりふらつく場合がある。
そこで、横軸にスライド弁位置をその位置での運転状態
における負荷の全負荷に対する比率(%)で示し、縦軸
にスラスト軸受に作用する力を示した図10を参照して
説明すれば、軸受4bに作用する力が過大で所定の値f
1以上になると軸受寿命が一定の基準(例:20,000
時間)よりも短くなる。このため、バランスピストン7
を設けない場合の力が2点鎖線による曲線Iで示すよう
になるのに対して、即ちある程度スライド弁が全負荷位
置(100%)に近付くと曲線Iは力f1を超えるのに対
して、バランスピストン7を設けた場合の実線による曲
線IIで示すように、上記装置ではバランスピストン7を
設けることにより、軸受4bに作用する力をスライド弁
の全位置に亙って一様に同じ大きさだけ小さくして、最
大でも、この力がf1より小となるようになっている。
By the way, in the case where the above device has a capacity adjusting slide valve, the thrust force generated in the screw rotor 5 becomes smaller during partial load or no load operation than during full load operation, and hydraulic pressure causes The force acting on the balance piston 7 and the force acting on the rotor shaft 6 from the screw rotor 5 become substantially the same, and the bearing 4b may be in a state of receiving almost no thrust load and may fluctuate.
Therefore, with reference to FIG. 10, in which the horizontal axis represents the slide valve position as a ratio (%) of the load in the operating state at that position to the total load and the vertical axis represents the force acting on the thrust bearing, The force acting on the bearing 4b is too large and the predetermined value f
When it is 1 or more, the bearing life is constant (eg: 20,000).
Shorter than the time). Therefore, the balance piston 7
Whereas the force in the case where is not provided becomes as shown by the curve I by the two-dot chain line, that is, the curve I exceeds the force f 1 when the slide valve approaches the full load position (100%) to some extent. As shown by the solid line curve II when the balance piston 7 is provided, the balance piston 7 is provided in the above device so that the force acting on the bearing 4b is evenly distributed over all positions of the slide valve. This force is smaller than this, and at the maximum, this force is smaller than f 1 .

【0006】しかしながら、この軸受4bに作用する力
が過小で所定の値f2以下になれば軸受4bがふらつき
破損し易くなる。即ち、単に上述の如きバランスピスト
ン7を設けるだけでは曲線IIにて示すようにスライド弁
位置がある程度無負荷運転位置(0%)に近付くと軸受
4bに作用する力がf2以下となり、軸受4bが破損し
易くなるという問題がある。本発明は、斯る従来の問題
点を課題としてなされたもので、軸受に作用するスラス
ト力が一定範囲になるようにして軸受の破損防止を可能
にした油冷式スクリュ圧縮機を提供しようとするもので
ある。
However, forces acting on the bearing 4b is liable bearing 4b fluctuates damaged if a predetermined value f 2 or less is too small. That is, simply by providing the balance piston 7 as described above, when the slide valve position approaches the no-load operation position (0%) to some extent as shown by the curve II, the force acting on the bearing 4b becomes f 2 or less, and the bearing 4b. There is a problem that it is easily damaged. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an oil-cooled screw compressor capable of preventing the bearing from being damaged by controlling the thrust force acting on the bearing within a certain range. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1発明は、スクリュロータに吸込側から吐出側に
向かう方向の力を作用させるバランスピストンと、容量
調節用スライド弁とを備えた油冷式スクリュ圧縮機にお
いて、上記スライド弁が設定位置より全負荷側に位置す
るときには上記バランスピストンに作用させる圧力流体
の流路を開とし、上記以外のときには上記流路を遮断す
るように形成した。
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention comprises a balance piston for exerting a force in a direction from a suction side to a discharge side on a screw rotor, and a displacement adjusting slide valve. In the oil-cooled screw compressor, when the slide valve is located on the full load side from the set position, the flow passage of the pressure fluid that acts on the balance piston is opened, and in the other cases, the flow passage is blocked. Formed.

【0008】また、第2発明は、上記流路を遮断した時
に上記バランスピストンを冷却する油を流す冷却手段を
設けて形成した。さらに、第3発明は、スクリュロータ
に吸込側から吐出側に向かう方向の力を作用させるバラ
ンスピストンと、圧縮機本体の吐出口に接続した吐出流
路に設けた油分離回収器の下部の油溜め部の油を上記圧
縮機本体内の軸受、軸封部等の油供給箇所、および上記
バランスピストン部に油を導く油流路とを備えた油冷式
スクリュ圧縮機において、上記油流路を、給油圧力が所
定値より低い場合には油ポンプを介して上記バランスピ
ストン部に対して給油可能に形成した。
The second aspect of the invention is formed by providing cooling means for flowing oil for cooling the balance piston when the flow path is blocked. Further, a third aspect of the present invention is a balance piston for exerting a force in a direction from a suction side to a discharge side on a screw rotor, and an oil at a lower portion of an oil separation / collector provided in a discharge passage connected to a discharge port of a compressor body. In an oil-cooled screw compressor having a bearing in the compressor body, an oil supply location such as a shaft seal portion, and an oil passage for guiding oil to the balance piston portion, the oil passage When the oil supply pressure is lower than a predetermined value, the oil can be supplied to the balance piston portion via an oil pump.

【0009】[0009]

【作用】上記第1発明のように構成することにより、軸
受に作用するスラスト力は許容上下限値内の大きさに保
たれるようになる。また、第2発明のように構成するこ
とにより、上記第1発明による作用に加えて、上記バラ
ンスピストンの様な摺動部の摩擦による発生熱を抑えて
バランスピストン部の焼き付きが防止されるようにな
る。さらに、第3発明のように構成することにより、例
えば圧縮機起動前のように油分離回収器内の圧力がまだ
上昇しておらず、給油圧力が低い場合でも、バランスピ
ストン部に対して油ポンプにより所望の圧力で給油する
ことができるようになり、上記第1発明における作用と
同様の作用が生じる。
With the structure of the first aspect of the invention, the thrust force acting on the bearing can be maintained within the allowable upper and lower limit values. Further, by configuring as in the second aspect of the invention, in addition to the operation of the first aspect of the invention, heat generated by friction of the sliding portion such as the balance piston is suppressed and seizure of the balance piston portion is prevented. become. Further, by configuring as in the third aspect of the invention, even when the pressure in the oil separation / recovery device has not yet risen and the oil supply pressure is low as before the compressor is started, for example, the balance piston part is not oiled. It becomes possible to refuel at a desired pressure by the pump, and an operation similar to the operation in the first aspect of the invention occurs.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図1は、第1発明の第1実施例に係る油冷式
スクリュ圧縮機を示し、図9に示す装置と同様に一方に
吸込口1を、他方に吐出口2を有するケーシング3内に
収納し、軸受4a,4bにより回転可能に支持した互い
に噛合う雌雄一対のスクリュロータ5を備えている。そ
して、同図中左方の吸込側ロータ軸6の端部に設けたバ
ランスピストン7をケーシング3に設けたシリンダ室8
内に摺動可能に嵌挿してある。また、シリンダ室8の反
ロータ側端部には圧油流出入口9が設けてあり、これに
電磁式開閉弁10を有する油流路11が接続してある。
この油流路11は例えば図9に示す油流路56の油ポン
プ55からシリンダ室8に至る分岐流路と同様のもので
ある。したがって、この場合には開閉弁10の入側には
装置の作動中は常時略吐出圧に等しい圧力が作用してい
る。一方、ケーシング3とロータ5との間には、容量調
節用スライド弁12が進退可能に設けてある。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an oil-cooled screw compressor according to a first embodiment of the first invention, and is housed in a casing 3 having a suction port 1 on one side and a discharge port 2 on the other side as in the device shown in FIG. In addition, a pair of male and female screw rotors 5 that are rotatably supported by bearings 4a and 4b and mesh with each other are provided. Then, a balance piston 7 provided at the end of the suction side rotor shaft 6 on the left side in FIG.
It is slidably fitted inside. A pressure oil outflow port 9 is provided at the end of the cylinder chamber 8 opposite the rotor, and an oil flow path 11 having an electromagnetic on-off valve 10 is connected to the pressure oil outflow port 9.
This oil passage 11 is similar to the branch passage from the oil pump 55 of the oil passage 56 shown in FIG. 9 to the cylinder chamber 8, for example. Therefore, in this case, a pressure substantially equal to the discharge pressure always acts on the inlet side of the on-off valve 10 during the operation of the device. On the other hand, a capacity adjusting slide valve 12 is provided between the casing 3 and the rotor 5 so as to be movable back and forth.

【0011】また、ケーシング3には圧油用の流出入口
13X,13Yを備えたシリンダ14が固定してあり、
この内部に摺動可能に設けたピストン15によりピスト
ンロッド16を介して上記スライド弁12を上記ロータ
5とケーシング3の内壁との間で進退させるように形成
してある。また、スライド弁12の後退位置規制はケー
シング3の一部をなすストッパ17により行っている。
さらに、図2にも示すようにシリンダ14の反ロータ側
の端板18を貫通させて、軸方向に作動することなく、
定位置にて回転可能に支持した回転軸19をピストンロ
ッド16の端部に穿設した同軸の孔20内に相対回転可
能に嵌入させてある。この回転軸19には螺旋溝21を
刻設する一方、孔20の内周部にはピストンロッド16
に固定したピン22を突出させて、このピン22を螺旋
溝21内に摺動可能に係合させてある。また、回転軸1
9の反ロータ側端部には回転角度検出手段23が取付け
てある。そして、ピストン15とともにピストンロッド
16が進退すると、螺旋溝21に係合するピン22より
力を受けて、ピストンロッド16の進退距離に対応した
角度だけ回転軸19が定位置にて回転し、回転角度検出
手段23にてその回転角度を検出するように形成してあ
る。
Further, a cylinder 14 having outlets 13X and 13Y for pressure oil is fixed to the casing 3,
A piston 15 slidably provided inside the slide valve 12 is configured to move back and forth between the rotor 5 and the inner wall of the casing 3 via a piston rod 16. Further, the retracting position of the slide valve 12 is regulated by a stopper 17 which is a part of the casing 3.
Further, as shown in FIG. 2, the end plate 18 on the side opposite to the rotor of the cylinder 14 is penetrated so as not to operate in the axial direction.
A rotating shaft 19 rotatably supported at a fixed position is fitted in a coaxial hole 20 formed at the end of the piston rod 16 so as to be relatively rotatable. A spiral groove 21 is formed on the rotary shaft 19, while the piston rod 16 is provided on the inner peripheral portion of the hole 20.
The pin 22 fixed to the above is projected, and the pin 22 is slidably engaged in the spiral groove 21. Also, the rotating shaft 1
A rotation angle detecting means 23 is attached to the end of the rotor 9 opposite to the rotor. Then, when the piston rod 16 advances and retreats together with the piston 15, a force is applied from the pin 22 that engages with the spiral groove 21, and the rotary shaft 19 rotates at a fixed position by an angle corresponding to the advance / retreat distance of the piston rod 16 to rotate. The angle detecting means 23 is formed so as to detect the rotation angle.

【0012】さらに、回転角度検出手段23による検出
値は制御手段24に入力され、ここでスライド弁12の
位置を算出し、この位置が設定位置より全負荷側である
ときには開,その他のときには閉とするように開閉弁1
0に対して制御信号を出力するように形成してある。そ
して、このように開閉弁10をスライド弁12の位置に
対応させて開閉することにより、図3中実線による曲線
IIIにて示すように、スライド弁12が設定位置a0より
全負荷側に位置するときには軸受4bに作用する力は略
吐出圧に等しい圧力を受けるバランスピストン7からの
吸込側より吐出側に向かう方向の力により軽減されて、
最大でもf1より小さくなる。さらに、スライド弁12
が設定位置a0より無負荷側に位置するときには、ロー
タ5より軸受4a,4bに作用する力が小さくなってく
るが、バランスピストン7の反ロータ側の油圧の作用が
断たれ、軸受4bに作用する力は最小でもf2よりは大
きくなるようにしてある。即ち、スクリュロータ5より
軸受4bに作用する力がある程度小さくなるとバランス
ピストン7による加圧を止めて、軸受4bに作用する力
を常にf1とf2との間に保つように形成してある。
Further, the value detected by the rotation angle detection means 23 is input to the control means 24, where the position of the slide valve 12 is calculated. When the position is on the full load side of the set position, it is open, and otherwise it is closed. On-off valve 1
It is formed so as to output a control signal for 0. Then, by opening and closing the on-off valve 10 corresponding to the position of the slide valve 12 in this way, the curve indicated by the solid line in FIG.
As indicated by III, when the slide valve 12 is located on the full load side from the set position a 0 , the force acting on the bearing 4b is directed from the suction side from the balance piston 7 receiving a pressure substantially equal to the discharge pressure to the discharge side. Reduced by the force of direction,
It is smaller than f 1 at the maximum. Furthermore, the slide valve 12
Is located on the no-load side of the set position a 0, the force acting on the bearings 4a and 4b from the rotor 5 becomes smaller, but the action of the hydraulic pressure on the counter rotor side of the balance piston 7 is cut off, and The force acting is set to be larger than f 2 at the minimum. That is, when the force acting on the bearing 4b from the screw rotor 5 becomes small to some extent, the pressure applied by the balance piston 7 is stopped and the force acting on the bearing 4b is always maintained between f 1 and f 2. .

【0013】図4は、第1発明の第2実施例に係る油冷
式スクリュ圧縮機を示し、図1に示す装置とは吸込側か
ら吐出側へ向かう方向の力を二つの状態、即ちスライド
弁位置にて変えるようにした点を除き、他は実質的に同
一であり、互いに対応する部分には同一番号を付して説
明を省略する。即ち、この装置では上記バランスピスト
ン7の他に、吐出側のロータ軸6aにもバランスピスト
ン7aを設けるとともに、このシリンダ室8aのロータ
側の空間に連通する圧油流出入口9aをケーシング3に
設けてある。また、油流路11を開閉弁10の入側にて
分岐させて、電磁式開閉弁10aを介して上記圧油流出
入口9aに接続してある。そして、図5中の実線による
曲線IVにて示すようにスライド弁12が全負荷位置と設
定位置a1との間に位置するときには開閉弁10,10
aを開、設定位置a1,a2間に位置するときには開閉弁
10,10aのうちのいずれか一方、例えば開閉弁10
aを閉、他方の開閉弁10を開,設定位置a2より無負
荷側に位置するときには開閉弁10,10a共に閉と
し、スライド弁12が全負荷位置から無負荷位置に近付
くにしたがって、吸込側から吐出側に向かう方向の力を
段階的に小さくなるようにしてある。この結果、上記同
様に軸受4bに作用する力はf1,f2間に保たれる。
FIG. 4 shows an oil-cooled screw compressor according to a second embodiment of the first invention, which is different from the device shown in FIG. 1 in that the force in the direction from the suction side to the discharge side is in two states, that is, sliding. Except the point that the valve position is changed, the other parts are substantially the same, and corresponding parts are designated by the same reference numerals and description thereof is omitted. That is, in this device, in addition to the balance piston 7, the balance side piston 7a is provided on the discharge side rotor shaft 6a, and the casing 3 is provided with the pressure oil outflow / outflow port 9a communicating with the rotor side space of the cylinder chamber 8a. There is. Further, the oil passage 11 is branched at the inlet side of the on-off valve 10 and is connected to the pressure oil outflow port 9a via the electromagnetic on-off valve 10a. When the slide valve 12 is located between the full load position and the set position a 1 as shown by the solid line curve IV in FIG.
When a is opened and is located between the set positions a 1 and a 2 , either one of the on-off valves 10 and 10a, for example the on-off valve 10
a is closed, the other on-off valve 10 is opened, and when it is located on the non-load side from the set position a 2, both the on-off valves 10 and 10 a are closed, and as the slide valve 12 approaches from the full load position to the no load position, suction is performed. The force in the direction from the discharge side to the discharge side is gradually reduced. As a result, similarly to the above, the force acting on the bearing 4b is maintained between f 1 and f 2 .

【0014】図6は、第2発明の第1実施例に係る油冷
式スクリュ圧縮機を示し、図1に示す装置とは、新たに
バランスピストン7の部分に、これを冷却する油を流す
冷却手段を設けた他は実質的に同一であり、互いに対応
する部分には同一番号を付して説明を省略する。即ち、
本実施例では、バランスピストン7のロータ側の空間部
に通じる冷却油流路25を設けるとともに、上記空間部
内の冷却油流路25の先端部にバランスピストン25の
摺動部に向けてノズル26を設けて形成してある。そし
て、油流路11を完全に遮断した時でも、上記摺動部に
向けて冷却油を噴射して冷却し、上記摺動部が摩擦によ
る発生熱により焼き付きを起こすのを防止するように形
成してある。即ち、油流路11を完全に遮断してしまう
と、油の流れが止まり、上記摺動部で発生した熱は逃げ
場をなくして、バランスピストン部にこもる結果、バラ
ンスピストン部が焼き付きを起こす虞れがある故、これ
を防止するためノズル26から冷却用の油が噴射される
ようになっている。
FIG. 6 shows an oil-cooled screw compressor according to the first embodiment of the second aspect of the present invention, which is different from the device shown in FIG. The structure is substantially the same except that the cooling means is provided, and the parts corresponding to each other are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. That is,
In this embodiment, a cooling oil flow passage 25 is provided which communicates with the space portion of the balance piston 7 on the rotor side, and the nozzle 26 is provided at the tip of the cooling oil flow passage 25 in the space portion toward the sliding portion of the balance piston 25. Is provided. Then, even when the oil flow path 11 is completely cut off, cooling oil is jetted toward the sliding portion to cool the sliding portion, so that the sliding portion is prevented from being seized due to heat generated by friction. I am doing it. That is, if the oil flow path 11 is completely shut off, the oil flow stops, the heat generated in the sliding portion disappears in the escape area, and remains in the balance piston portion, which may result in seizure of the balance piston portion. Therefore, in order to prevent this, the cooling oil is sprayed from the nozzle 26.

【0015】図7は、第2発明の第2実施例に係る油冷
式スクリュ圧縮機を示し、図6に示す装置とは、上記冷
却手段として冷却油流路25,ノズル26に代えてオリ
フィス27を有するバイパス流路28を設けた他は実質
的に同一であり、互いに対応する部分には同一番号を付
して説明を省略する。即ち、本実施例では開閉弁10を
バイパスさせたバイパス流路28を中間部にオリフィス
27を介在させて設けて形成してある。そして、油流路
11を完全に遮断した場合でも、このバイパス流路28
により、バランスピストン部にこの部分の冷却に必要な
油が流れて、上記焼き付きを防止するようになってい
る。
FIG. 7 shows an oil-cooled screw compressor according to a second embodiment of the second invention. The apparatus shown in FIG. 6 differs from the cooling oil passage 25 and the nozzle 26 as the cooling means in the orifice. The other parts are substantially the same except that the bypass flow path 28 having 27 is provided, and the parts corresponding to each other are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. That is, in this embodiment, the bypass passage 28 bypassing the on-off valve 10 is formed by providing the orifice 27 in the intermediate portion. Even if the oil passage 11 is completely shut off, the bypass passage 28
As a result, the oil necessary for cooling this portion flows to the balance piston portion to prevent the seizure.

【0016】図8は、第3発明に係る油冷式スクリュ圧
縮機を示し、圧縮機本体31の吐出口2に接続した吐出
流路32に油分離回収器33が設けてある。油分離回収
器33内の下部は油溜め部34になっており、上部に油
分離エレメント35が設けてある。そして、吐出口2か
ら吐出された油ミストを含む圧縮ガスは油分離エレメン
ト35にて気液分離され、ガスは油分離回収器33の上
方から送り出される一方、分離された油は一旦油溜め部
34に溜られる。また、油溜め部34からは、油クーラ
36、油フィルタ37、第1逆止弁38、開閉弁39
a,39bを経てバランスピストン7,7aに至る油流
路40が設けてある、さらに、第1逆止弁38の入側に
て分岐して、直接圧縮機本体31内の図示しないロータ
室に通じる第1分岐流路41と、第1逆止弁38の入側
にて分岐して油ポンプ42を経て圧縮機本体31内の軸
受、軸封部に至る第2分岐流路43と、第1逆止弁38
の両側をバイパスさせるバイパス流路44と、このバイ
パス流路44から分岐して第2逆止弁、開閉弁46を経
て上記開閉弁39a,39bの入側に通じる第3分岐流
路47とが設けてある。この第3分岐流路47は第2逆
止弁45の出側にて第2分岐流路43に通じている。
FIG. 8 shows an oil-cooled screw compressor according to the third aspect of the invention, in which an oil separation / collector 33 is provided in a discharge passage 32 connected to the discharge port 2 of the compressor body 31. The lower part of the oil separating / collecting device 33 is an oil reservoir 34, and the upper part is provided with an oil separating element 35. Then, the compressed gas containing the oil mist discharged from the discharge port 2 is gas-liquid separated by the oil separation element 35, and the gas is sent out from above the oil separation / collector 33, while the separated oil is once stored in the oil reservoir. Accumulated in 34. Further, from the oil sump 34, an oil cooler 36, an oil filter 37, a first check valve 38, an opening / closing valve 39.
An oil passage 40 is provided to reach the balance pistons 7 and 7a through a and 39b. Further, the oil is branched to the inlet side of the first check valve 38 and directly to a rotor chamber (not shown) in the compressor body 31. A first branch flow path 41 communicating with the first check flow path 38, a second branch flow path 43 branching on the inlet side of the first check valve 38 to the bearing in the compressor body 31 via the oil pump 42, and the shaft seal portion; 1 check valve 38
A bypass passage 44 for bypassing both sides of the bypass passage 44, and a third branch passage 47 branching from the bypass passage 44 and passing through the second check valve and the opening / closing valve 46 to the inlet side of the opening / closing valves 39a, 39b. It is provided. The third branch flow passage 47 communicates with the second branch flow passage 43 on the outlet side of the second check valve 45.

【0017】そして、例えば圧縮機起動前のように油分
離回収器33内の圧力がまだ上昇しておらず、ここから
の給油圧力が所定値よりも低い場合には、開閉弁39
a,39bが開の状態において、油ポンプ42を作動さ
せるとともに開閉弁46を開いて、油流路40、第2分
岐流路43、第3分岐流路47を介して油ポンプ42に
より加圧された油をバランスピストン7,7aに供給す
るようになっている。これにより、バランスピストン
7,7aの背圧をスクリュロータ5に作用するスラスト
力に対抗させて、軸受に作用するスラスト力が一定範囲
になるようにして軸受の破損を防止をするようになって
いる。なお、圧縮機の作動中は、上記軸受、軸封部には
油ポンプ42により加圧された油が第2分岐流路43を
介して供給される。
Then, when the pressure in the oil separation / recovery device 33 has not yet risen and the oil supply pressure from here is lower than a predetermined value, as before the compressor is started, the on-off valve 39 is used.
In a state in which a and 39b are open, the oil pump 42 is operated and the on-off valve 46 is opened, and the oil pump 42 pressurizes through the oil flow passage 40, the second branch flow passage 43, and the third branch flow passage 47. The oil thus supplied is supplied to the balance pistons 7 and 7a. As a result, the back pressure of the balance piston 7, 7a is opposed to the thrust force acting on the screw rotor 5 so that the thrust force acting on the bearing falls within a certain range to prevent damage to the bearing. There is. During the operation of the compressor, the oil pressurized by the oil pump 42 is supplied to the bearing and the shaft seal portion through the second branch flow passage 43.

【0018】一方、油分離回収器33内の圧力が上昇し
て、ここからの給油圧力が所定値以上の場合には、開閉
弁46を閉じて、油ポンプ42を介さずに油流路40を
介してバランスピストン7,7aに対して油を供給する
ようになっている。そして、このようにすることによ
り、上記同様にバランスピストン7,7aの背圧をスク
リュロータ5に作用するスラスト力に対抗させて、軸受
に作用するスラスト力が一定範囲になるようにして軸受
の破損を防止をするようになっている。なお、上記実施
例では容量調節用スライド弁を具備しない圧縮機を示し
たが、本発明はこれに限るものでなく、スライド弁を具
備する圧縮機も含み、この場合には開閉弁39a,39
bに対して第1発明と同様の制御を行わせてもよい。ま
た、第1発明と同様に本発明においてもバランスピスト
ン7,7aの内のいずれか一方だけを具備する圧縮機で
あってもよい。
On the other hand, when the pressure in the oil separation / recovery device 33 rises and the oil supply pressure from here rises above a predetermined value, the on-off valve 46 is closed and the oil passage 40 is bypassed without the oil pump 42. Oil is supplied to the balance pistons 7 and 7a via the. By doing so, similarly to the above, the back pressure of the balance piston 7, 7a is opposed to the thrust force acting on the screw rotor 5 so that the thrust force acting on the bearing falls within a certain range. It is designed to prevent damage. In addition, although the compressor which does not include the slide valve for adjusting the capacity is shown in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and includes a compressor including the slide valve. In this case, the on-off valves 39a, 39 are provided.
The same control as in the first aspect may be performed on b. Further, similarly to the first invention, in the present invention, the compressor may be provided with only one of the balance pistons 7 and 7a.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第1発
明によれば、スライド弁が設定位置より全負荷側に位置
するときにはバランスピストンに作用させる圧力流体の
流路を開とし、上記以外のときには上記流路を遮断する
ように形成してある。このため、スクリュロータを支持
する軸受には常に所定の許容上下限値内のスラスト荷重
が作用し、スラスト荷重が過大,過小である場合に生じ
る破損事故を防止でき、軸受の耐久性の向上が可能にな
るという効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the invention, when the slide valve is located on the full load side from the set position, the flow passage of the pressure fluid that acts on the balance piston is opened, and other than the above. At the time of, it is formed so as to block the flow path. Therefore, the thrust load within the predetermined allowable upper and lower limits is always applied to the bearing that supports the screw rotor, and damage accidents that occur when the thrust load is too large or too small can be prevented and the durability of the bearing can be improved. It has the effect of being possible.

【0020】また、第2発明によれば、上記流路を遮断
した時に上記バランスピストンを冷却する油を流す冷却
手段を設けて形成してある。このため、上記第1発明に
おける効果に加えて、油流路を完全に遮断した場合でも
バランスピストンのような摺動部の摩擦による発熱を抑
えてこの摺動部の焼き付きを防止することが可能になる
という効果を奏する。
According to the second aspect of the invention, the cooling means is provided for flowing the oil for cooling the balance piston when the flow passage is blocked. Therefore, in addition to the effect of the first invention, it is possible to prevent the seizure of the sliding portion by suppressing heat generation due to friction of the sliding portion such as the balance piston even when the oil passage is completely cut off. Has the effect of becoming.

【0021】さらに、第3発明によれば、スクリュロー
タに吸込側から吐出側に向かう方向の力を作用させるバ
ランスピストンと、圧縮機本体の吐出口に接続した吐出
流路に設けた油分離回収器の下部の油溜め部の油を上記
圧縮機本体内の軸受、軸封部等の油供給箇所、および上
記バランスピストン部に油を導く油流路とを備えた油冷
式スクリュ圧縮機において、上記油流路を、給油圧力が
所定値より低い場合には油ポンプを介して上記バランス
ピストン部に対して給油可能に形成してある。このた
め、例えば圧縮機起動前のように油分離回収器内の圧力
がまだ上昇しておらず、給油圧力が低い場合でも、バラ
ンスピストン部に対して油ポンプにより所望の圧力で給
油することができるようになり、上記第1発明における
効果と同様の効果を奏する。
Further, according to the third aspect of the invention, the balance piston for exerting a force in the direction from the suction side to the discharge side on the screw rotor, and the oil separation / collection provided in the discharge passage connected to the discharge port of the compressor body In an oil-cooled screw compressor having a bearing in the compressor body, an oil supply location such as a shaft seal portion, and an oil flow path for guiding oil to the balance piston portion The oil passage is formed so that oil can be supplied to the balance piston portion via an oil pump when the oil supply pressure is lower than a predetermined value. For this reason, for example, even before the compressor is started, the pressure in the oil separation / collector has not risen yet, and even when the oil supply pressure is low, it is possible to supply oil to the balance piston section at a desired pressure with an oil pump. As a result, the same effect as that of the first invention can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1発明の第1実施例に係る油冷式スクリュ
圧縮機の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an oil-cooled screw compressor according to a first embodiment of the first invention.

【図2】 図1に示す装置のスライド弁駆動部の拡大断
面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a slide valve drive unit of the device shown in FIG.

【図3】 図1に示す装置におけるスライド弁位置と軸
受に作用する力との関係を示す図である。
3 is a diagram showing a relationship between a slide valve position and a force acting on a bearing in the device shown in FIG.

【図4】 第1発明の第2実施例に係る油冷式スクリュ
圧縮機の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of an oil-cooled screw compressor according to a second embodiment of the first invention.

【図5】 図4に示す装置におけるスライド弁位置と軸
受に作用する力との関係を示す図である。
5 is a diagram showing a relationship between a slide valve position and a force acting on a bearing in the device shown in FIG.

【図6】 第2発明の第1実施例に係る油冷式スクリュ
圧縮機の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of an oil-cooled screw compressor according to the first embodiment of the second invention.

【図7】 第2発明の第2実施例に係る油冷式スクリュ
圧縮機の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of an oil-cooled screw compressor according to a second embodiment of the second invention.

【図8】 第3発明に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体
構成図である。
FIG. 8 is an overall configuration diagram of an oil-cooled screw compressor according to a third invention.

【図9】 従来の油冷式スクリュ圧縮機の断面図であ
る。
FIG. 9 is a sectional view of a conventional oil-cooled screw compressor.

【図10】 図6に示す装置におけるスライド弁位置と
軸受に作用する力との関係を示す図である。
10 is a diagram showing a relationship between a slide valve position and a force acting on a bearing in the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 吸込口 2 吐出口 5 スクリュロータ 7,7a バランスピストン 10,10a 電磁式開閉弁 11 油流路 12 スライド弁 14 シリンダ 15 ピストン 16 ピストンロッド 19 回転軸 20 孔 21 螺旋溝 22 ピン 23 回転角度検出手段 24 制御手段 25 冷却油流路 26 ノズル 27 オリフィス 28 バイパス流路 31 圧縮機本体 32 吐出流路 33 油分離回収器 34 油溜め部 40 油流路 42 油ポンプ 1 Suction Port 2 Discharge Port 5 Screw Rotor 7, 7a Balance Piston 10, 10a Electromagnetic On-off Valve 11 Oil Flow Path 12 Slide Valve 14 Cylinder 15 Piston 16 Piston Rod 19 Rotation Shaft 20 Hole 21 Spiral Groove 22 Pin 23 Rotation Angle Detection Means 24 Control Means 25 Cooling Oil Flow Path 26 Nozzle 27 Orifice 28 Bypass Flow Path 31 Compressor Main Body 32 Discharge Flow Path 33 Oil Separation and Recovery Unit 34 Oil Reservoir Section 40 Oil Flow Path 42 Oil Pump

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スクリュロータに吸込側から吐出側に向
かう方向の力を作用させるバランスピストンと、容量調
節用スライド弁とを備えた油冷式スクリュ圧縮機におい
て、上記スライド弁が設定位置より全負荷側に位置する
ときには上記バランスピストンに作用させる圧力流体の
流路を開とし、上記以外のときには上記流路を遮断する
ように形成したことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮
機。
1. An oil-cooled screw compressor including a balance piston for exerting a force in a direction from a suction side to a discharge side on a screw rotor, and a slide valve for adjusting a capacity, wherein the slide valve is located at a position above a set position. An oil-cooled screw compressor characterized in that when it is located on the load side, the flow passage of the pressure fluid that acts on the balance piston is opened, and in other cases than the above, the flow passage is blocked.
【請求項2】 上記流路を遮断した時に上記バランスピ
ストンを冷却する油を流す冷却手段を設けたことを特徴
とする請求項1に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
2. The oil-cooled screw compressor according to claim 1, further comprising cooling means for flowing oil for cooling the balance piston when the flow passage is blocked.
【請求項3】 スクリュロータに吸込側から吐出側に向
かう方向の力を作用させるバランスピストンと、圧縮機
本体の吐出口に接続した吐出流路に設けた油分離回収器
の下部の油溜め部の油を上記圧縮機本体内の軸受、軸封
部等の油供給箇所、および上記バランスピストン部に油
を導く油流路とを備えた油冷式スクリュ圧縮機におい
て、上記油流路を、給油圧力が所定値より低い場合には
油ポンプを介して上記バランスピストン部に対して給油
可能に形成したことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮
機。
3. A balance piston for exerting a force in a direction from the suction side to the discharge side on the screw rotor, and an oil sump portion at a lower part of an oil separation / collector provided in a discharge flow passage connected to a discharge port of a compressor body. In the oil-cooled screw compressor having a bearing in the compressor body, an oil supply location such as a shaft seal portion, and an oil flow passage that guides oil to the balance piston portion, An oil-cooled screw compressor characterized in that when the oil supply pressure is lower than a predetermined value, oil can be supplied to the balance piston portion via an oil pump.
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