JPS6160997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、互に噛み合う一対のスクリユーロー
タをロータ室で回転せしめて気体を圧縮するスク
リユー圧縮機に関するものである。

従来この種のスクリユー圧縮機において、ロー
タ作用空間に潤滑、シール用に液体噴射を行なう
型式のものでは、雄雌ロータの軸受への給油は吐
出配管中の油分離器で分離した油を油冷却器にて
40〜50℃前後に冷却し、高低圧差を利用して給油
するか、又は油ポンプを使つて強制給油する方法
が行われている。

従来例としては実公昭50−37048号公報に示さ
れる考案がある。該考案では軸受に給油される油
は、吐出側軸受を潤滑冷却し、吐出側においては
圧縮熱の影響を受けて、高い温度となる。この油
を雌ロータの軸心の油連絡孔を介して、吸入側軸
受を潤滑冷却し、吸入口からロータ作用空間に戻
し、ロータの潤滑、及びロータ作用空間のシール
並びに圧縮熱の吸収用に供されて、作用流体とい
つしよに圧縮機より吐出され、油分離器で分離回
収し再循環利用される。

このようにロータ作用空間内には、軸受を潤滑
冷却した高温で粘性の低下した油を供給した為、
ロータの潤滑、及びロータ作用空間のシール、並
びに圧縮熱の除去は充分とはいえず、圧縮機の信
頼性及び効率の高いものとは言えなかつた。

又、該公報には上述の考案に対する従来例とし
て示されるスクリユー圧縮機は一つのポンプより
分岐した配管により、吸込側軸受、吐出側軸受、
及びハウジングの給油孔よりロータへ夫々給油
し、各軸受からの排油は夫々個別に吐出管へ戻
し、ロータへ給油した油は吐出ガスと共に給油管
へ戻している。

このようにすると吸込側軸受に給油した温度の
低い油を吐出管に戻してしまうため給油量が多く
給油装置が大きくなる。

又、他の従来例としては特公昭50−17686号公
報に示される発明がある。該発明によれば高圧側
軸受を潤滑冷却した高温の油は油路によりロータ
作用空間へ戻される。又、低圧側軸受に送られた
油は吸込口に戻される。このようにするとロータ
作用空間へ温度の高い油が戻されたため、ロータ
の潤滑、冷却、圧縮熱の冷却が充分とはいえず油
の撹拌動力を大きなものとしていた。又吸込側軸
受の油を吸入口へ戻していたため蒸発器からの冷
媒ガスを加熱して有効吸込量を低減させると共に
油中の冷媒が減圧に際し、気化して更に有効吸込
量を著しく低いものとしていた。

さらに特公昭50−17686号公報に示される冷凍
機用として用いられる圧縮機においては負荷及び
冷却水条件により圧縮機の吸入圧力と吐出圧力が
大きく変化し軸受前後に生ずる冷媒の圧力差も大
きく変化する。この圧力差が高い時に油が適量以
上流れロータ作用空間に余分に供給されてしま
う。この為油の撹拌動力が増加し圧縮機の効率を
低下させていた。

本発明の目的はこの欠点を完全に除去出来ない
迄も極めて小さくして圧縮機の信頼性及び効率を
改善することである。

本発明は吐出側軸受部に給油し、軸受を潤滑冷
却し、されに圧縮熱の影響を受けて高温で粘性の
低下した油は、圧縮機の吐出圧力近傍のロータ作
用空間に戻し、吸入側軸受部に給油し、軸受を潤
滑冷却し、圧縮熱の影響が少く、それ程温度の高
くならない、粘性の低下が少ない油を吸入口とじ
込み後あるいは吸入口とじ込み位置近傍のロータ
作用空間に戻すようにしたことにより従来のもの
の上記欠点を除き、圧縮機の信頼性及び効率を向
上せしめ、さらに有効吸入量の確保をはかること
ができるスクリユー圧縮機を提供するものであ
る。

以下、本発明の実施例について図面に従つて説
明する。図面は何れもスクリユー圧縮機を示し、
第１図は縦断面図、第２図は第１図のＡ―Ａ断面
図、第３図は第１図のＢ―Ｂ断面図である。

ロータケーシング１とその両端に固定した吸入
ケーシング２、吐出ケーシング３により密閉され
た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つて設けられた
二個の円筒状ボア１ａ，１ｂの中に、それぞれボ
ア１ａ，１ｂ中心に両端の軸部４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂを嵌入し、回転可能に吸入ケーシング２
に装着されたジヤーナル軸受６，７、吐出ケーシ
ング３に収容されたジヤーナル軸受８，９及びス
ラスト玉軸受１２，１３に支えられて互に噛み合
う雄ロータ４と雌ロータ５とを備え、吸入ケーシ
ング２、吐出ケーシング３には前記ボア１ａ，１
ｂの両端に前記ボア中心に直角な吸入側端壁２ａ
及び吐出側端壁３ａを備え、該吸入側端壁２ａ及
び吐出側端壁３ａにはそれぞれ端壁吸入口２３及
び端壁吐出口２４を備えている。両ロータ４，５
はボア１ａ，１ｂとその外周が接し、吸入側端壁
２ａ、吐出口側端壁３ａにその端面が接してい
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つてかみ合う位置が漸次移動
するようになつている。吐出ハウジング３に嵌入
したスラスト玉軸受１２，１３の内輪に雄ロータ
４の軸部４ａ、雌ロータ５の軸部５ａ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１４，１５により軸方向移動を制止さ
れている。

雄ロータ４の一体となつた軸部４ａは機外に突
出して軸端部４ｃとなつており、軸端部４ｃによ
り雄ロータ４が駆動されるようになつている。

軸部４ａは吐出ケーシング３に固定されたカバ
ー１６に固定されたシールカバー１７中のメカニ
カルシールのような軸封装置１８により軸封され
ている。カバー１６には又軸部４ｂのとおる部分
にライナリング１９が打込まれている。

吸入ケーシング２端はカバー２１により蔽われ
ている。

吸入ケーシング２は上方に吸込通路２２が設け
てあり、雄ロータ４、雌ロータ５の間の上側端面
となる位置に吸込口２３が開口している。吸込口
２３の下方の雄ロータ４と雌ロータ５が相会する
位置の反対側の吐出ケーシング３の端面には吐出
口２４が設けてあり、吐出ケーシング３中の吐出
通路２５が機外に通じている。

吸込ケーシング２及びカバー２１にはシリンダ
２６が嵌入されカバー２７により押えられてい
る。

シリンダ２６内には密封輪２９によりシールさ
れたピストン２８が嵌入しており、ピストンロツ
ド３１が吸込ケーシング２の孔に嵌め込まれた密
封輪３３を通じてロータケーシング１内に延出さ
れた吸込側容積を変化させて吸込量を調節するス
ライドバルブ３２に固定されている。

シリンダ２６はカバー２１に固定されたカバー
２７により蔽われており、ピストンロツド３１は
カバー２７中の孔に挿入した密封輪３３′の部分
を挿通して外部に出ており、外部において該ピス
トンロツド３１の位置を検知されて吸込量を制御
される如くなつている。３４，３５はシリンダ２
６の圧油出入口である。

軸端部４ｃが第３図に矢印で示すように雄ロー
タ４を回転するとかみ合う雌ロータ５は雄ロータ
４と反対方向に回転する。この回転数は実例とし
て同期速度が3000r.p.m位の電動機により高速度
で回転する。

雄ロータ４、雌ロータ５が回転すると図示され
ない配管より吸込通路２２をとおり吸込口２３よ
りロータケーシング１、雄ロータ、雌ロータ５に
より構成せられた吸込空間に気体は吸込まれ、符
号３６で示される部分よりは雄ロータ４、雌ロー
タ５の夫々の外周はケーシング１の内周と密接し
ており、それよりこれらのロータの１ピツチ吐出
側より、作用空間となり、第１図、第２図におい
て気体は次第に雄ロータ４、雌ロータ５とケーシ
ング間の容積の減少により圧縮され、吐出口２４
にて吐出され吐出通路２５より吐出側配管に送ら
れる。

次に冷却並び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圧油は吐出ケー
シング３に設けた入口４１に配管される。入口４
１よりは吐出側のジヤーナル軸受８への油路４
２、吸込側のジヤーナル軸受６への油路４３、軸
封装置１８への油路４４に分れる。

吐出側に設けた軸受８，９，１２，１３部の給
油口に給油した油を、吐出圧力近傍のロータ４，
５の作用空間を介して吐出側に戻すようにした通
路をのべれば次のとおりである。

入口４１に連通する油路４２はジヤーナル軸受
８の外周の溝４５より油路４６をとおり、ジヤー
ナル軸受９の外周の溝４７につながる。ジヤーナ
ル軸受８，９においては外周の溝４５，４７より
半径方向に貫通した孔により、夫々軸側の油溝４
９，５１につながる。

油溝４９，５１端は第２図の一部拡大図の第２
ａ図に示すように油溝４９はオリフイス５２によ
り、油溝５１はオリフイス５３により、ジヤーナ
ル軸受８，９とスラスト玉軸受１２，１３間の空
間につながり、該スラスト玉軸受１２，１３の間
を通じてカバー１６内空間５４に連通しており、
空間５４よりは第２図に示されるように吐出ケー
シング３、ロータケーシング１中の通路５５をと
おり、ロータ作用空間の吐出圧に近い方に開口す
る油路５０、又は油路５０′に通じている。

吸込側に設けた軸受部６，７部の給油口に給油
した油を吸込口とじ込み位置近傍もしくは吸込口
とじ込み後のロータ４，５の作用空間を介して吐
出側に戻す通路は次のとおりである。

入口４１に通ずる油路４３はロータケーシング
１中を通じて吸込ケーシング２に到り、吸込ケー
シングにおいて、ジヤーナル軸受６の外周の溝５
６につながり外周の溝５６より吸込ケーシング２
中の油路５７によりジヤーナル軸受７の外周の溝
５８につながつている。ジヤーナル軸受６，７に
おいて外周の溝５６，５８より半径方向に貫通し
た孔により、夫々軸側の油溝５９，６１につなが
る。

油溝５９，６１端は第２図の一部拡大図の第２
ｂ図に示すように油溝５９はオリフイス６２、油
溝６１はオリフイス６３を通じて吸込ケーシング
２の室６４，６５に夫々通じており、室６４，６
５間は通路６６により連通している。室６５より
は油路６７が吸込ケーシング３よりロータケーシ
ング１に通じている。油路６７の端末は符号３６
で示される位置より雄ロータ４、雌ロータ５の１
ピツチ分吐出側へ移動した吐出口とじ込み位置に
おいてロータケーシング１内に開口する油路６８
を設けるか、この近傍に設けるか、吸込口とじ込
み後の作用空間中へ符号６８′のように油路を設
ける。

入口４１に通ずる油路４４は吐出ケーシング３
よりカバー１６中に通じており、更にシールカバ
ー１７中に通じ、軸封装置１８を潤滑してライナ
リング１９と軸部４ａの隙間より空間５４に通じ
ている。

油路６８の近傍についてのべる。第４図は第２
図において符号３６で示される附近を展開拡大し
た図である。油路６８は符号６８Ａ，６８Ｂで示
す何れかの位置をとり得る。油路６８Ａは吸込口
とじ込み直後の作用空間に設けてある。このよう
にすると明かに油路６８より圧送する油は吸入側
の低圧部には通じない。油路６８Ｂはロータ（雌
ロータ５）の吸込口とじ込み位置直前であるけれ
ども、既にのべたようにロータは同期速度3000r.
p.m程度で回転するため第４図に示されるように
高速度でロータのねじ山は右方へ運動するので油
路６８Ｂより噴出する圧油は吸込側低圧部まで移
動しない間に送られてしまい結局吸込側低圧気体
に混入するということがない。従つて油路６８は
このような意味において吸込口とじ込み位置近傍
でもよい訳である。

以上説明したスクリユ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40℃〜50℃前後に冷却さ
れポンプで加圧されて入口４１より油路４２をと
おつて溝４５に入り、溝４５より油孔をとおつて
油溝４９に入りジヤーナル軸受８の摺動面が冷却
潤滑される。

一方溝４５より油路４６をとおり溝４７に入つ
た圧油は油孔より油溝５１に入りジヤーナル軸受
９の摺動面が、冷却潤滑される。

油溝４９，５１の圧油はオリフイス５２，５３
で油量を調節されて、夫々スラスト玉軸受１２，
１３を冷却、潤滑して空間５４、通路５５をとお
り油路５０、又は油路５０′よりロータ作用空間
の圧力の高い部分に入り、密封、潤滑作用が行わ
れ、吐出口２４より圧縮気体と共に吐出通路２５
に吐出される。

油路４３に分岐された圧油は溝５６より油孔を
とおり、油溝５９に入りジヤーナル軸受６を冷却
潤滑する。一方溝５６より油路５７に入つた圧油
は溝５８に到り油孔を通じて油溝６１に入りジヤ
ーナル軸受７を冷却、潤滑する。油溝５９，６１
の圧油はオリフイス６２，６３により給油量が調
節されて室６４，６５に夫々入りそれらは連通し
ているので油路６７に送られる。

油路６７に送られる圧油はジヤーナル軸受６，
７が吸込側であつて比較的低い温度でありこゝを
通過する油は吸入気体に比しては高温度であるが
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６８もしくは６８′より吸込口とじ込み
位置近傍もしくはとじ込み後のロータ作用空間に
戻されて、ロータ４，５とロータケーシング１及
び雄ロータと雌ロータ５間の密封と潤滑、更に圧
縮熱の冷却に利用される。

ロータケーシング１と吸込ハウジング２の接し
ている吸込側端壁は吸込口２３と接しているため
圧縮機の吸込側の温度（一般に−40〜10℃）に影
響されて冷たくなつているので通過する油はジヤ
ーナル軸受６，７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。

尚、雄ロータ４、雌ロータ５の何れに給油して
も相互にかみ合つているのでかみ合い部は互に潤
滑され、又ロータケーシング１のロータの接する
内周全部が潤滑されるのである。

以上のとおり、本発明のスクリユー圧縮機は圧
縮機の影響を受けない温度の低い油のみを吸込口
とじ込直後又は吸込口とじ込位置近傍のロータ作
用空間に戻されてロータの潤滑と、ロータ作用空
間の密封及び圧縮熱の吸収用に供される為、ロー
タ室への適正油量は少なく出来、ロータの撹拌動
力を低減させている。

本発明は吐出側軸受部に給油し、軸受を潤滑冷
却し、さらに圧縮熱の影響を受けて、高温で粘性
の低下した油は、圧縮機の吐出圧力近傍のロータ
作用空間に戻し、更に吸入側軸受部に給油し、軸
受を潤滑冷却し、圧縮熱の影響が少く、温度の上
昇が小さい、粘性の低下が小さい油は吸込口とじ
込み後のロータ作用空間もしくは吸込口とじ込位
置近傍に戻すようにしたことにより、次の如き顕
著な効果を有する。

(1) 圧縮室に供給される油は温度を低めに出来、
油の粘性も増加させている為ロータの潤滑及び
ロータ作用空間の密封性を向上できる。圧縮は
等温圧縮に近くなり、圧縮効率を向上出来る。
さらに適正油量を少くすることが出来てロータ
による油の撹拌動力が低減される。

(2) ロータ作用空間への適正油量を小さくしたこ
とにより、運転条件が変化した時の油量の変化
が従来のものより変化が少なく改善出来て吸
入、吐出の圧力差が大きい時の油の撹拌動力の
増加を小さくしている。

(3) 吸込側軸受に給油した油は吸込口とじ込み位
置近傍、吸込口とじ込み後のロータ作用空間に
戻すようにしたことにより油及び、油中に含ま
れて来た冷媒の気化による圧縮機の有効吸入量
の低下を防止出来る。

【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２図は第１図のＡ―Ａ断面
図、第２ａ図、第２ｂ図は第２図の一部拡大図、
第３図は第１図のＢ―Ｂ断面図、第４図は第２図
の一部展開拡大図である。 １…ロータケーシング、１ａ，１ｂ…ボア、２
…吸入ケーシング、２ａ…吸入側端壁、３…吐出
ケーシング、３ａ…吐出側端壁、４…雄ロータ、
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ…軸部、５…雌ロータ、
６，７，８，９…ジヤーナル軸受、１２，１３…
スラスト玉軸受、１６…カバー、１７…シールカ
バー、１８…軸封装置、１９…ライナリング、２
１…カバー、２２…吸込通路、２３…吸込口、２
４…吐出口、３６…位置、４１…入口、４２，４
３，４４…油路、４５，４７…溝、４６，４９…
油溝、５１…油溝、５２，５３…オリフイス、５
４…空間、５５…通路、５６…溝、５７…油路、
５９，６１…油溝、６２，６３…オリフイス、６
４，６５…室、６６…通路、６７，６８，６８′
…油路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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つて設けられ
   た二個の円筒状ボアの中に、それぞれ前記ボア軸
   を中心に回転可能に軸受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軸に直角な吸入側
   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ユー圧縮機において、前
   記軸受部には、潤滑油の軸受給油口が開口し、前
   記吐出側に設けた軸受部の軸受給油口に給油した
   油を、吐出圧力近傍のロータ作用空間を介して吐
   出側に戻すようにした通路を設け、さらに前記吸
   入側端壁内に設けた軸受部の軸受給油口に給油し
   た油を吸込口とじ込み位置近傍もしくは吸込口と
   じ込み後のロータ作用空間を介して吐出側に戻す
   ような通路を設けたことを特徴とするスクリユー
   圧縮機。