JPS59215985A - スクリユ−圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、互に噛み合うｌ対のスクリューロータをロー
タ室の内で回転せしめて気体を圧縮する冷凍機用スクリ
ュー圧縮機（以下単にスクリュー圧縮機と称す）に関す
るものである。

従来この種の装置は、ロータ及びケーシングの密封性を
高め、吐出ガスの、温度を抑える目的で、軸受部の給油
以外に油を直接圧縮空間に積極的に噴射していた。その
ため、以下のような欠点があった。

（１）　　効率の低下 冷凍機用途ではフロンＲ−ココ、Ｒ−／−ｔなどの冷媒
が一般に使用され圧縮した冷媒ガスとともに吐出される
油の中に多量の冷媒が溶は込んでいる。この油を圧縮空
間に噴射すると、圧縮空間内で油中の冷媒が気化し本来
゛圧縮すべき作動用冷媒ガス以外にこの気化冷媒の圧縮
による無効動力が生じ効率の低下をまねく。

また、圧縮空間に噴射した油のかなりの部分はロータ間
あるいはロータ、ケーシング間のギャップから低圧側へ
と流出し低圧部で再び油中の冷媒の気化現象が生じ、効
率の低下をまねく。ざらに吸込側へと油が流出すれば、
同様の現象及び油による吸込ガスの過熱により吸込能力
の低下をも生じる。

（２）　　吐出温度低下による幣害 一般の油噴射式スクリュー圧縮機の場合の吐出温度はせ
いぜいＡθ℃〜１０℃である。油の噴射量を増すと吐出
温度は低下する。吐出温度が低いほど冷却油は多くの熱
を冷媒から奪うため油冷却の熱容量も増し大きな油冷却
器が必要となってくる。

また、吐出温度が低ければそれだけ油中の冷媒溶は活量
が増加し、（１）の現象がさらに大きくなる。

本発明の目的はスクリュー圧縮機の給油中の冷媒気化に
伴う効率の低下が少く、吐出温度低下による油中への冷
媒溶は込み量の少い給油系を提供して効率の大きい、給
油量の少くてすむスクリュー圧縮機を提供することであ
る。

本発明は吐出側及び吸込側軸受部に給油源より直接給油
し、各軸受を潤滑冷却した油はスクリュー圧縮機の圧縮
空間へ噴出するように各軸受と圧縮機ケーシングに油路
を設けたものである。

以下、本発明の実施例について図面に従って説明する。

図面は何れもスクリュー圧縮機を示し、第１図は縦断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

ロータケーシングｌの両側は吸込側端壁及び吐出側端壁
をなしており、吸込ケーシング間、吐出ケーシング３に
より密閉され、第一図に示すような形状の雄ロータグ、
雌ロータタがかみ合っており、両ロータはロータケーシ
ングｌの吐出し側の双円弧形外周と接している。両ロー
タは図示矢印の方向に回転するとき夫々同一リードでも
ってかみ合う位置が漸次移動するようになっており、外
周にリードの大きいねじ溝とねじ山を設けてかみ合う雄
ロータダ、雌ロータ３は一体となった軸部ＩＩａ、グｂ
ｅ！；ａ、ｋｂが夫々吐出ケーシングコに嵌入したジャ
ーナル軸受６゜７及び夫々吐出ケーシング３に嵌入した
ジャーナル軸受ｔ、９によりラジアル方向荷重を支承さ
れ、吐出ケーシング３に嵌入したスラスト玉軸受／２．
／Ｊの内輪に雄ロータグの軸部＜ｚａ、雌ロータタの軸
部３−ａの軸部が嵌入して段部との間において夫々の軸
部にねじ込まれたナツト／’！、／ｋにより軸方向移動
を制止されている。

雄ロータグの一体となった軸部４Ｉａは機外に突出して
軸端部＜ｚｃとなっており、軸端部１ＬｔＣにより雄ロ
ータｌが駆動されるようになっている。

軸部ｌＩａは吐出ケーシング３に固定された吐出カバー
ｌ乙に設けた軸封装置ｌりにより軸封されている。

吸込ケーシング間端は吸込ケーシング間に固定されたカ
バーｉｇにより蔽われている。

吸込ケーシング間は−り方に吸込通路が設けてあり、雄
ロータグ、雌ロータＳの間の上側端面となる位置に吸込
口−が開口している。吸込日日の下方の雄ロータグと雌
ロータ５が相合する位置の反対側の吐出ケーシング３の
端面には吐出口↓ｊが設けてあり、吐出ケーシング３中
の吐出通路が機外に通じている。

軸端部ｌｌＣが第一図に矢印で示すように雄ロータダを
回転するとかみ合う雌ロータ５は雄ロータグと反対方向
に回転する。これらの回転数は実例として同期速度が３
０００　ｒ−ｐ−ｍ位の電動機により高速度で回転する
。

雄ロータダ、雌ロータＳが回転すると図示されない配管
より吸込通路をとおり吸込口−よりロータケーシングｌ
、雄ロータグ、雌ロータＳにより構成せられた吸込空間
に気体は吸込まれ、符号ｙｏで示される圧縮空間入口の
部分よりは雄ロータダ、雌ロータタの夫々の外周はロー
タケーシングｌの内周と密接しており、それよりこれら
のロータのｌピッチ吐出側より、圧縮空間となり、第１
図において気体は次第に雄ロータダ、雌ロータＳとロー
タケーシング／間の容積の減少により圧縮され、吐出口
具にて吐出され吐出通路より吐出側配管に送られる。

次に潤滑油供給路についてのべる。図示されないポンプ
より送られる冷却された圧油は吐出ケーシング３に設け
た入口２３に配管される。

入口λ３よりは吐出側のジャーナル軸受にへの油路コク
、吸込側のジャーナル軸受６への油路コＳに分れる。

油路２’ｌはジャーナル軸受ｔの外周の溝２６より油路
コクをとおり、ジャーナル軸受９の外周の溝：１ｇにつ
ながる。ジャーナル軸受ｇ、ｑにおいては外周の溝、２
ｔ、２ｇより半径方向に貫通した油孔により、夫々軸側
の油溝２９．．３／につながる。

油溝、ｚｑ、３ｉ端は第１図の一部拡大図の第１ａ図に
示すように同構成であって油溝２ｑはオリフィス３：１
により、油溝３／はオリフィス３３により、ジャーナル
軸受ｔ、ｑとスラスト玉軸受／、２．／３間につながり
、該スラスト玉軸受／、２．／３の間を通じて吐出カバ
ーＩＡ内空間３ｑに連通しており、空間３ψよりは吐出
ケーシング３、ロータケーシングｌを通じてあけた油路
３ｊよりロータ圧縮空間に開口３６を設けて圧縮空間に
つながる。開口３６は圧縮空間人口３０よりロータ＜ｚ
、ｔの少くとも−ピッチ吐出側を超える位置にある。

油路コ５はロータケーシングｌ中を通じて吸込ケーシン
グコに到り、吸込ケーシングコにおいてジャーナル軸受
乙の外周の溝３りにつながり外周の溝３りより吸込ケー
シング中の油路３ｇによりジャーナル軸受７の外周の溝
３デにつながっている。ジャーナル軸受６，７において
は外周の溝３り、３９より半径方向に貫通した孔により
、夫々内周の油溝４ｔｉ、ｔＩ：１につながる。

油溝り／、クコ端は第１図の一部拡大図の第７１）図に
同−図に示すように油溝ｇ／はオリフイスリ３、油溝グ
２はオリフィス１ＩＩＩを通じて吸込ケーシングコの室
ＡＦＬ、りａ＃こ夫々通じている。

室６ａ、７ａよりは夫々油路ｔＩりが吸込ケーシングコ
よりロータケーシングｌに通じ、ロータケーシングの圧
縮空間人口３０よりロータ＜Ｚ、、！ｔのｌピッチ吐出
側の位置を超える圧縮空間に向けて開ログ６を設ける。

・ 以上説明したスクリュー圧縮機は冷凍機用として用いら
れたもので油分離機で冷媒ガスを分離回収された油は油
冷却器でｑｏ℃〜ＳＯ℃前後に冷却されポンプで加圧さ
れて入０．２３より給油される。入０．２３よりは油路
ＪＦ　、　Ｊ、ｔに分れる。油路コグをとおった油は溝
、２Ａに入り、溝コロよりジャーナル軸受ｔの半径方向
の油孔をとおって油溝ユ９に入りジャーナル□軸受ｇの
摺動面が冷却潤滑される。

一方ジャーナル軸受ｇの外周の溝、２６より油路コクを
とおりジャーナル軸受９の外周の溝２ｇに入った圧油は
ジャーナル軸受ヂの半径方向の油孔より油溝３１に入り
ジャーナル軸受９の摺動面が、冷却潤滑される。

油溝２９，３／の圧油はオリフィス、？、２　、　、？
、、？で絞られてジャーナル軸受ｇ、ｑへの給油圧を保
持され、油量を調節されて、夫々スラスト玉軸受／、２
．／３を冷却、潤滑して空間３グ、油路３Ｓをとおり、
開口３６からロータ圧縮空間に噴出する。そして雄ロー
タグ、雌ロータタのかみ合い部分に供給される。そして
雄ロータリ、雌ロータＳの歯面に生ずるいわゆるブロー
ホールが防止される。

油路２５に分岐された圧油はジャーナル軸少乙の外周の
溝３りよりジャーナル軸受６の半径方向の油孔をとおり
、油溝ｔＩｌに入りジャーナル軸受６を冷却潤滑する。

ジャ−ナル軸受の外周の溝３りより油路３ｇに入った圧
油、はジャーナル軸受りの溝３９に到りジャーナル軸受
りの半径方向の油孔を通じて油溝グーに入りジャーナル
軸受りを冷却潤滑する。油溝Ｉｌｌ、１１．２の圧油は
オリフィス４（、？、ＦＦによりジャーナル軸受６、り
への給油圧が保持され、給油量が調節されて室Ａａ、’
７ａに夫々入り、油路グ５により送られ、開口ｔｌＡよ
りロータ圧縮空間に噴出する。

油路２Ｓから送られる圧油はジャーナル軸受６、りが吸
込側であつ・て吸込側の冷媒の低温のため比較的低い温
度であり粘性もあり潤滑性能が保たれている。これらの
圧油は油路１１．１より雄ロータダ、雌ロータ！とロー
タケーシング／　間の摺動面に夫々入り深溝と密閉が行
われ、又雄ロータダと雌ロータＳ間の密閉と潤滑が行わ
れる。

ロータケーシングｌと吸込ケーシングコの接している吸
込側端壁は吸込口通路と接しているため圧縮機の吸込側
の温度一般、−１ＩＯ−１０℃に影響されて冷たくなっ
ているので通過する油はジャーナル軸受６．りの発生熱
量では温度上昇がわずかで該軸受に給油される前の温度
とそれ程変らないか低い場合もあるのである。従って比
較的に高温となる圧縮空間に供給するものである。かく
して圧縮空間に噴出された油は圧縮された冷媒と共に一
畔玉吐出通路をさおり外部に導かれ、冷媒から油分離器
により分離され、油冷却器で冷却され、高圧送油ポンプ
で再循環するように送られる。

第３図は本発明の他の実施例の縦断面図である。この実
施例では雄ロータグの入力軸端ｔｌＱを吸込ケーシング
コのある側へ突出したものである。吸込ケーシングコに
固定するカバー／ｇｅｔには雄ロータグの軸部を軸封す
る軸封装置／７を設ける。吐出ケーシング３に固定する
吐出カバー／６ａによりスラスト玉軸受／２．／３につ
づく室ｌユｅＬ、／３Ｂ、を構成する。各軸受への油路
は第一実施例と同じである。カバー／ｆａによ′り２作
られる室２０はジャーナル軸受６．り端を一つの室に含
むようにしである。

ジャーナル軸受６．りから室、２０に出た油は室２０か
ら油路１１．ｔにより圧縮空間大月４４の位置の開口Ｖ
６に通じている。スラスト玉軸受／、２．／、？から室
／、２ａ、／、？ａに出た油は室／ｊａ。

／、３ａから油路３Ｓをとおり圧縮空間への開口３ｔに
通じている。

本発明のスクリュー圧縮機では給油は吸込側と吐出側の
軸受に行ない、これらの軸受を冷却、潤滑した油をロー
タ圧縮空間に導くようにした以外に給油を行わないため
従来例のロータ圧縮空間に別途給油を行う方式のスクリ
ュー圧縮機に比較すると給油量は半減する。即ち従来の
スクリュー圧縮機では冷媒ガス量に対し約、２ｑ６のも
のが約ｌチになる。

以上の結果本願発明は次の効果が生じた。

（１）　　油冷却器の小容量化 本発明では吐出ガスの冷却よりもむしろロータ聞及びロ
ータケーシング間のシール性を高める目的を主体として
考えられており、従って油冷却の熱量はきわめて小さく
、油冷却器の小型化がはかれる。

（２）効率の向上 従来方式と比較すると体積効率は一〜１１断熱効率はグ
ル６チもの効率向上があった。

（３）　　油の搬送動力の低減 油量が約ＳＯチ減少できるため、油の搬送用として使用
している油ポンプ動力はｙｏ％〜５θチ低減できた。

（４）油配管 油量の減少で配管の径が小さくできた。

（５）　　油中の冷媒溶は通量が減少 例えばフロンＲ−：１２が油と共存する雰囲気で長期間
運転可能な温度は／Ｊ！ｒ℃〜／’１９℃（三井フロロ
ケミカル発行フレオンノート誌）とされているが、ヒー
トポンプの運転でも吐出温度は７００℃前後で分解する
温度には達しない。また７００℃の吐出温度になれば油
中に溶は込む冷媒量が減少し油の冷媒とけ込みによる粘
性低下の恐れもない。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明の実施例を示すもので、第１図は縦
断面図、第１ａ図、第７１）図は第１図の一部拡大図、
第一図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の他の
実施例を示す縦断面図である。 ｌ・・ロータケーシング　コ・・吸込ケーシング、？・
・吐出ケーシンクク・・雄ロータｓ−−雌ローク　ｖａ
、ｔＩｂ、、ｔａ、ｙｂ　　’轡軸部ｐｃ・・軸端部　
６．り・・ジャーナル軸受Ａａ、７ａ＠−室　ｇ、ｑ　
−−ジャーナル軸受　／２゜１３・畳スラスト玉軸受　
／ｌｅＬ、／、２′ｂ＠　６室／４４．／！ｒ−−ナツ
ト　”　ｐ　／　Ａ　ａ　−＠吐出カバー／’７・・軸
封装置　Ｉｌ　、　／ｌＦＬ・拳カバー　す→辷→島妾
　、２ＯＩＩ壷室　　　　　　　２３−一人口　２’ｌ
、：１．！ｒ　＠・油路　２６・拳溝コア・−油路　コ
ｒ−−溝　コ９，３／　−−油溝　３０・−圧縮空間入
口　３．２．３３−−オリフィス３ｔＩφ・空間　３Ｓ
・・油路　３６・・開口３７・台溝　３ｇ・・油路　３
９・・溝　グｌ。 グ２・−油溝　　ヴ３．ググ・・オリフィス　Ｉｌ、１
・ψ油路　ｌＳ６・・開口。 特許出願人　　株式会社荏原製作所 代理人　新井　−部 （ｌＳ） ５３１− １２図 第３図 ダピ。 ５ ｅ↑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　ケーシング内に平行に、かつ軸間距離がその直径よ
   りも小なる如く互に重なり合って設けられた二個の円筒
   状ボアの中に、それぞれ前記ボア中心に回転可能に支え
   られて互に噛み合う雄ロータと雌ロータとを備え、前記
   ケーシングには前記ボアの両端に前記ボア中心に直角な
   吸入側端壁及び吐出側端壁を備え、該吸入側端壁及び吐
   出側端壁にはそれぞれ端壁吸込口及び端壁吐出口、さら
   に前記雄、雌ロータを支承する軸受を吸込側と吐出側に
   備えたスクリュー圧縮機において、圧縮機に潤滑油の油
   供給口を開口し、前記油供給口より油を通路を介して、
   ロータを支承する吸込側と吐出側の軸受への油路を設け
   、該吸込側と吐出側の軸受からの戻り油を圧縮機の圧縮
   空間へ噴射するように油路を設けてなり、圧縮空間に噴
   射する油をロータの吸込側及び吐出側軸受に供給した油
   だけに限定したことを特徴とするスクリュー圧縮機。 ユ　吸込側軸受からの戻り油と吐出側軸受からの戻り油
   の油路を個別に圧縮空間に噴射するように構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスクリュー圧
   縮機。