JPWO2019207945A1 - 給液式スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

給液式スクリュー圧縮機の内部液体経路は、ボアに開口し作動室に液体を噴射するスリット状の噴射部を含んでいる。ケーシングは、スクリューロータのロータ歯部の吸込側端面と吐出側端面との間の軸方向の位置でスクリューロータの軸心を横切るように分割された第１ケーシング及び第２ケーシングを備えている。第１ケーシングにおける第２ケーシングとの接合面に、ボアに開口する溝部が設けられている。溝部は、第２ケーシングの接合面と共に、噴射部を形成する。

Description

本発明は、給液式スクリュー圧縮機に関する。

スクリュー圧縮機は、螺旋状の歯（歯溝）を複数有するスクリューロータと、スクリューロータを収容するケーシングとを備えており、スクリューロータの歯溝とケーシングの内壁面とで形成された作動室の容積がスクリューロータの回転に伴い増減することで気体を圧縮するものである。スクリュー圧縮機には、圧縮機の外部から作動室へ液体を供給する給液式のものがある。液体を作動室へ供給する目的は、スクリューロータとケーシングとの間に生じる内部隙間の封止、作動室内の気体の冷却、スクリューロータの潤滑などである。

作動室へ液体を供給する給液式スクリュー圧縮機として、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の水噴射式スクリュー圧縮機では、作動室に給水するための第１の給水部がケーシングの壁面部に形成されている。第１の給水部は、中央部に先止まり穴が形成された給水部材の底部に、ケーシング内部と先止まり穴とを連通させる複数の小孔を角度θだけ傾斜するように設けると共に、給水部材におけるケーシング内部側の底面中央部に窪み部を設けたものである（特許文献１の図４参照）。

特開２００３−１８４７６８号公報

ところで、給液式スクリュー圧縮機では、高性能化を図るために、給液のタイミング、給液の温度、給液の注入量などの変更が繰り返し試みられてきた。しかし、このような方策による性能の向上は、限界に近づきつつある。

そこで、別の観点による給液式スクリュー圧縮機の性能向上策として、作動室へ注入する液体を微粒化することが提案されている。特許文献１に記載の水噴射式スクリュー圧縮機では、第１の給水部の複数の小孔から噴射された水が互いに衝突することで微粒化して作動室内に拡散する衝突式の給水構造が採用されている。このような衝突式の給液構造では、従来の一般的な単純丸孔の給液構造と比較して、圧縮機性能が向上することが確認されている。

しかしながら、特許文献１に記載のような衝突式の給液構造では、複数の微細な小孔や小さな窪み部を給水部材又はケーシングに形成する必要があり、構造が複雑で加工が困難である。また、作動室内の気体を確実に冷却するためには、複数の給液部を設ける必要がある。そのため、上記のような衝突式の給液構造を実製品に採用することは難しかった。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、液体を微粒化して作動室へ供給する給液構造が簡素でその加工が容易である給液式スクリュー圧縮機を提供するものである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、螺旋状の歯溝が複数形成されたロータ歯部を有し、軸心の周りに回転可能なスクリューロータと、前記ロータ歯部を収容する収容室を有し、前記ロータ歯部と共に作動室を形成するケーシングと、前記ケーシングに設けられ、外部から供給される液体を前記作動室に導く内部液体経路とを備え、前記内部液体経路は、前記収容室に開口し前記作動室に液体を噴射するスリット状の噴射部を含み、前記ケーシングは、前記ロータ歯部の軸方向一方側の吸込側端面及び軸方向他方側の吐出側端面を除く前記吸込側端面と前記吐出側端面との間の軸方向の位置で前記スクリューロータの軸心を横切るように分割され、互いに接合された複数のケーシングセグメントを備え、前記複数のケーシングセグメントの少なくとも１つの接合面に、前記収容室に開口する溝部が設けられ、前記溝部は、前記溝部が設けられたケーシングセグメントと接合するケーシングセグメントと共に、前記噴射部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、分割されたケーシングの接合面に収容室に開口する溝部を設けることで、作動室へ液体を噴射するスリット状の噴射部を形成しているので、液体を微粒化して作動室へ供給する給液構造が簡素でその加工が容易である。
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の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す縦断面図である。 図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機をIII−III矢視から見た図である。 図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を矢視IVから見た図である。 本発明の第１の実施の形態の第１変形例に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を示す図である。 本発明の第１の実施の形態及びその変形例に係る給液式スクリュー圧縮機に対する比較例としての給液式スクリュー圧縮機を示す横断面図である。 図７の符号Ｘで示す比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液構造を拡大した状態で示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態の第１変形例に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態の第２変形例に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図である。

以下、本発明による給液式スクリュー圧縮機の実施の形態について図面を用いて例示説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路について図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す図である。

図１に示すように、給液式スクリュー圧縮機１（以下、スクリュー圧縮機という）では、外部から圧縮機内部へ液体が供給される。スクリュー圧縮機１に対して供給される液体の外部経路８１は、液体分離器８２、液体冷却器８３、フィルタや逆止弁などの補機８４、及びそれらを接続する配管８５で構成されている。スクリュー圧縮機１から吐出された圧縮気体中には、圧縮機内部に供給された液体が混入している。この圧縮気体中に含まれる液体は、液体分離器８２によって圧縮気体から分離され、液体冷却器８３によって冷却された後、補機８４を介して再びスクリュー圧縮機１の内部へ供給される。スクリュー圧縮機１への液体供給は、ポンプ等の動力源を用いることなく、液体分離器８２内に流入する圧縮空気の圧力を駆動源として行うことが可能である。

本実施の形態のスクリュー圧縮機１は、外部から供給された液体を圧縮機内部へ微粒化して注入する給液構造を備えることを特徴とするものである。

次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の構成を図２〜図４を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図３は、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機をIII−III矢視から見た図である。図４は、図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を矢視IVから見た図である。図２中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が給液式スクリュー圧縮機の吐出側である。

図２及び図３において、スクリュー圧縮機１は、互いに噛み合って回転する一対のスクリューロータとしての雄ロータ２及び雌ロータ３と、雄ロータ２及び雌ロータ３を収容するケーシング４とを備えている。

雄ロータ２は、螺旋状の雄歯が複数（図３中、４つ）形成されたロータ歯部２１と、ロータ歯部２１の軸方向（図２中、左右方向）の両側端部にそれぞれ一体に設けられた吸込側のシャフト部２２及び吐出側のシャフト部２３とで構成されている。雄ロータ２は、吸込側のシャフト部２２及び吐出側のシャフト部２３にそれぞれ取り付けられた吸込側軸受６及び吐出側軸受７、８によって、軸心Ｌｍの周りに回転可能に支持されている。ロータ歯部２１は、軸方向一方端（図２中、左端）及び他方端（図２中、右端）にそれぞれ、軸心Ｌｍに対して直交する吸込側端面２１ａ及び吐出側端面２１ｂを有している。ロータ歯部２１の複数の雄歯間には歯溝が形成されている。吸込側のシャフト部２２は、ケーシング４の外側に延出しており、原動機９０（図１参照）に接続される。

雌ロータ３は、螺旋状の雌歯が複数（図３中、６つ）形成されたロータ歯部３１と、ロータ歯部３１の軸方向（図２中、左右方向）の両側端部にそれぞれ一体の設けられた吸込側のシャフト部３２及び吐出側のシャフト部３３とで構成されている。雌ロータ３は、吸込側のシャフト部３２及び吐出側のシャフト部３３にそれぞれ取り付けられた吸込側軸受１０及び吐出側軸受１１、１２によって、軸心Ｌｆの周りに回転可能に支持されている。ロータ歯部３１は、軸方向一端側（図２中、左端側）及び他方端側（図２中、右端側）にそれぞれ、軸心Ｌｆに対して直交する吸込側端面３１ａ及び吐出側端面３１ｂを有している。ロータ歯部３１の複数の雌歯間には歯溝が形成されている。

ケーシング４には、雄ロータ２のロータ歯部２１と雌ロータ３のロータ歯部３１とを互いが噛み合った状態で収容する収容室としてのボア４０が設けられている。ボア４０は、一部が重複する２つの円筒穴で構成されており、雄ロータ２のロータ歯部２１の大部分が配置される第１収容部としての雄側ボア４０ａと、雌ロータ３のロータ歯部３１の大部分が配置される第２収容部としての雌側ボア４０ｂとから成る。ボア４０を形成する壁面は、雄ロータ２のロータ歯部２１の径方向外側を覆う略円筒状の第１周面４１と、雌ロータ３のロータ歯部３１の径方向外側を覆う略円筒状の第２周面４２と、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吸込側端面２１ａ、３１ａに対向する軸方向一方側（図２中、左側）の吸込側端面４３と、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吐出側端面２１ｂ、３１ｂに対向する軸方向他方側（図２中、右側）の吐出側端面４４との４つの面により構成されている。ボア４０内に雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１が収容されることで、雄ロータ２及び雌ロータ３の複数の歯溝とそれらを取り囲むボア４０の壁面とで複数の作動室Ｓが形成される。

ケーシング４の軸方向一方側（図２中、左側）には、ケーシング４外から作動室Ｓへ気体を吸い込むための吸込流路４５（図１参照）が設けられている。吸込流路４５は、ケーシング４の外部とボア４０とを連通させるものである。ケーシング４の軸方向他方側（図２中、右側）には、作動室Ｓからケーシング４外へ圧縮気体を吐出するための吐出流路４６（図１参照）が設けられている。吐出流路４６は、ボア４０とケーシング４の外部とを連通させるものであり、外部経路８１の配管８５（図１参照）に接続されている。

作動室Ｓには、雄ロータ２及び雌ロータ３の潤滑、作動室Ｓ内の気体の冷却、雌雄両ロータ２、３とボア４０の壁面（ケーシング４の内壁面）との隙間や雄ロータ２と雌ロータ３の噛合い部の隙間等のシールを目的として、液体（例えば、油や水）が供給される。そこで、ケーシング４には、スクリュー圧縮機１の外部から供給される液体を作動室Ｓに導くための内部液体経路４７（図１参照）が設けられている。内部液体経路４７は、外部から供給された液体が流通する給液通路４８と、給液通路４８から分岐してボア４０に開口し、ボア４０内の作動室Ｓに液体を噴射する複数（図２及び図３中、４つ）の噴射部４９とを含んでいる。給液通路４８は、例えば、雄ロータ２及び雌ロータ３の双方の軸心Ｌｍ、Ｌｆを含む特定平面ＳＰに対して一方側（図３中、下側）に位置するケーシング４の壁面部に設けられている。複数の噴射部４９は、例えば、雄側ボア４０ａ（第１周面４１）及び雌側ボア４０ｂ（第２周面４２）における作動室Ｓが圧縮過程となる領域に開口している。

各噴射部４９は、図４に示すように、細長のスリット状に形成されている。噴射部４９のスリット幅及びスリット長は、例えば、それぞれ数百マイクロメートル（図４では、０．１ｍｍ）及び十数ミリメートル（図４では、１０ｍｍ）に設定されている。噴射部４９の数は、作動室Ｓに供給すべき流量及びスリットの大きさに応じて設定されている。

ケーシング４は、例えば図２に示すように、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の軸方向の中間部よりも吐出側寄りの位置で雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆに対して直交する１つの平面で構成された分割面Ｐ１によって、ケーシングセグメントとしての吸込側の第１ケーシング５１と吐出側の第２ケーシング５２とに分割されている。第１ケーシング５１の分割面Ｐ１側の端部には、径方向外側に張り出すフランジ部５６が設けられている。第２ケーシング５２の分割面Ｐ１側の端部には、径方向外側に張り出すフランジ部５８が設けられている。第１ケーシング５１と第２ケーシング５２は、ボルト締結等によりフランジ部５６、５８を介して互いに接合されている。

第１ケーシング５１における分割面Ｐ１とは反対側の端部には、雄ロータ２側の吸込側軸受６を保持する吸込側軸受室５１ａ及び雌ロータ３側の吸込側軸受１０を保持する吸込側軸受室５１ｂが設けられている。第１ケーシング５１には、雄ロータ２側及び雌ロータ３側の両吸込側軸受室５１ａ、５１ｂの開口を閉塞する吸込側カバー（図示せず）が取り付けられる。

第２ケーシング５２における分割面Ｐ１とは反対側の端部には、雄ロータ２側の吐出側軸受７、８を保持する吐出側軸受室５２ａ及び雌ロータ３側の吐出側軸受１１、１２を保持する吐出側軸受室５２ｂが設けられている。第２ケーシング５２には、雄ロータ２側及び雌ロータ３側の両吐出側軸受室５２ａ、５２ｂの開口を閉塞する吐出側カバー５４が取り付けられている。

図２〜図４に示すように、第１ケーシング５１における第２ケーシング５２との接合面５７には、ボア４０と給液通路４８とを連通させる溝部５７ａが複数（図３中、４つ）設けられている。複数の溝部５７ａのうち、一部（図３中、２つ）は雄側ボア４０ａ（ボア４０の第１周面４１）に、残り（図３中、２つ）は雌側ボア４０ｂ（ボア４０の第２周面４２）に開口している。溝部５７ａは、例えば図４に示すように、その溝深さが数百マイクロメートル（図４では、０．１ｍｍ）で、その溝幅が十数ミリメートル（図４では、１０ｍｍ）となるように形成されている。溝部５７ａは、例えば、フライスやエンドミル等を用いた一般的な機械加工によって形成することができる。第１ケーシング５１の接合面５７に設けられた複数の溝部５７ａは、第１ケーシング５１と第２ケーシング５２が接合されることで、第２ケーシング５２の接合面５９と共に前述したスリット状の噴射部４９を形成する。

本実施の形態では、第１ケーシング５１の接合面５７に溝部５７ａを設けることでスリット状の噴射部４９を構成する例を示した。しかし、図５及び図６に示す第１変形例及び第２変形例のようにスリット状の噴射部４９を構成することも可能である。図５は、本発明の第１の実施の形態の第１変形例に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を示す図である。図６は、本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る給液式スクリュー圧縮機の給液構造を示す図である。なお、図５及び図６において、図１〜図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。

図５に示す第１の実施の形態の第１変形例は、第２ケーシング５２における第１ケーシング５１との接合面５９に、ボア４０（図３参照）と給液通路４８（図３参照）とを連通させる複数の溝部５９ａを設けたものである。複数の溝部５９ａは、雄側ボア４０ａ及び雌側ボア４０ｂ（図３参照）の少なくとも一方側に開口している。第２ケーシング５２の接合面５９に設けた複数の溝部５９ａは、第１ケーシング５１と第２ケーシング５２が接合されることで、第１ケーシング５１の接合面５７と共に前述したスリット状の噴射部４９を形成する。

また、図６に示す本実施の形態の第２変形例は、第１ケーシング５１の接合面５７及び第２ケーシング５２の接合面５９の両方に、ボア４０（図３参照）と給液通路４８（図３参照）とを連通させる複数の溝部５７ａ、５９ａを設けたものである。複数の溝部５７ａ、５９ａは、雄側ボア４０ａ及び雌側ボア４０ｂ（図３参照）の少なくとも一方側に開口している。第１ケーシング５１と第２ケーシング５２が接合されることで、第１ケーシング５１の接合面５７に設けた溝部５７ａが第２ケーシング５２の接合面５９と共に前述したスリット状の噴射部４９を構成すると共に、第２ケーシング５２の接合面５９に設けた溝部５９ａが第１ケーシング５１の接合面５７と共に前述したスリット状の噴射部４９を形成する。

次に、第１の実施の形態及びその変形例に係る給液式スクリュー圧縮機の作用を図２〜図６を用いて説明する。

図２に示す雄ロータ２が原動機９０（図１参照）により駆動されて雌ロータ３を回転駆動すると、作動室Ｓは雌雄両ロータ２、３の回転の進行に伴って吐出側に向かって軸方向に移動する。このとき、作動室Ｓは、その容積を増加させることで外部から吸込流路４５（図１参照）を介して気体を吸い込み、その容積を縮小させることで気体を所定の圧力まで圧縮する。作動室Ｓは、最終的に、吐出流路４６（図１参照）を介して圧縮機外部へ圧縮気体を吐出する。

スクリュー圧縮機１の駆動中、外部経路８１（図１参照）からスクリュー圧縮機１の内部液体経路４７（図１参照）へ液体が供給される。スクリュー圧縮機１に供給された液体は、図３に示す給液通路４８を介して噴射部４９からボア４０内の作動室Ｓへ噴射される。噴射部４９は、図４〜図６に示すように、その幅が数百マイクロメートル程度の細長いスリット状のものである。そのため、スリット状の噴射部４９からボア４０内へ噴射された液体は、薄い膜状に広がりつつ液体の表面張力により液膜の先端部から液滴に分裂して微粒化する。

微粒化した液体は図２に示すボア４０内の作動室Ｓの広い範囲に均一に拡散するので、微粒化した液体と作動室Ｓ内の圧縮気体との伝熱領域が大きくなる。また、微粒化した液体は全体の表面積が増加するので、その分、微粒化した液体と作動室Ｓ内の圧縮気体との熱交換面積が大きくなる。したがって、作動室Ｓ内の圧縮気体の冷却が促進され、その結果、スクリュー圧縮機１の駆動動力が低減される。

次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の効果を比較例の給液式スクリュー圧縮機と比較しつつ図３〜図８を用いて説明する。図７は、本発明の第１の実施の形態及びその変形例に係る給液式スクリュー圧縮機に対する比較例としての給液式スクリュー圧縮機を示す横断面図である。図８は、図７の符号Ｘで示す比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液構造を拡大した状態で示す断面図である。なお、図７及び図８において、図１〜図６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。

比較例としてのスクリュー圧縮機１０１では、図７に示すように、外部から供給される液体を作動室Ｓに導くための内部液体経路１４７がケーシング１０４に設けられている。内部液体経路１４７は、特定平面ＳＰに対して一方側(図７中、下側)に位置するケーシング１０４の壁面部に形成されている。内部液体経路１４７は、外部から供給される液体が流通する給液通路１４８と、給液通路１４８から分岐してボア４０に開口し、ボア４０内の作動室Ｓに液体を噴射する複数（図７中、２つ）の噴射部１４９とを含んでいる。複数の噴射部１４９は、例えば、雄側ボア４０ａ（第１周面４１）及び雌側ボア４０ｂ（第２周面４２）における作動室Ｓが圧縮過程となる領域に開口している。

噴射部１４９は、図８に示すように、一方側（図８中、下側）が給液通路１４８に接続される一方、他方側（図８中、上側）がボア４０に接続されずに先止まりの大径穴１６１と、大径穴１６１よりも孔径が小さく、互いに或る角度だけ傾斜して大径穴１６１に接続された一対の噴射孔１６２と、大径穴１６１の軸方向におけるボア４０の壁面に設けられた窪み部１６３とで構成されている。一対の噴射孔１６２は、窪み部１６３に開口することでボア４０に連通している。

なお、比較例のケーシング１０４の分割位置は、噴射部１４９を設けた位置ではなく、一般的に、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吐出側端面（図示せず）の位置である。

比較例のスクリュー圧縮機１０１おいては、図７に示す内部液体経路１４７の給液通路１４８を介して噴射部１４９からボア４０内の作動室Ｓへ液体が噴射される。この場合、図８に示す一対の噴射孔１６２から噴出された液体は、互いが交点Ｃのあたりで衝突することで、微粒化して指向性もって作動室Ｓ内を拡散する。具体的には、微粒化された液体は、一対の噴射孔１６２を含む平面に直交する方向に拡散しやすい。このため、比較例のスクリュー圧縮機１０１では、本実施の形態及びその変形例と同様に、給液の微粒化により作動室Ｓ内の圧縮気体の冷却が促進されるので、圧縮機性能の向上を図ることができる。

しかし、図８に示すように、比較例のスクリュー圧縮機１０１の噴射部１４９を形成するためには、ボア４０の壁面を加工して窪み部１６３を設ける必要がある。また、大径穴１６１よりも孔径の小さい一対の噴射孔１６２を互いに或る角度だけ傾斜するようにケーシングを加工する必要がある。このように、液体を衝突させて微粒化するための噴射部１４９の構造（衝突式の給液構造）は複雑であり、その加工は困難である。そのため、このような衝突式の給液構造は、実製品に採用しづらかった。

また、比較例のスクリュー圧縮機１０１の噴射部１４９は、１つ当たりが供給する液体の量が少ないため、多くの噴射部１４９を設ける必要が有った。

それに対して、本実施の形態及びその変形例においては、図４〜図６に示すように、分割された第１ケーシング５１及び第２ケーシング５２の接合面５７、５９の少なくとも一方に溝部５７ａ、５９ａを設けることで、噴射する液体の微粒化が可能なスリット状の噴射部４９を形成している。噴射部４９を形成する溝部５７ａ、５９ａの構造は簡素であり、かつ、溝部５７ａ、５９ａの加工は容易である。したがって、本実施の形態及びその変形例のスリット状の噴射部４９を実製品に容易に採用することができる。

また、本実施の形態及びその変形例における噴射部４９は、スリット状に形成されているので、比較例のスクリュー圧縮機１０１における複数の細孔で構成された噴射部１４９と比較して多量の液体を供給することができる。

上述したように、第１の実施の形態及びその変形例によれば、分割されたケーシング４の接合面５７、５９に、ボア（収容室）４０に開口する溝部５７ａ、５９ａを設けることで、ボア４０（収容室）内の作動室Ｓへ液体を噴射するスリット状の噴射部４９を形成しているので、液体を微粒化して作動室Ｓへ供給する給液構造が簡素でその加工が容易である。

また、本実施の形態によれば、雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆに直交する平面で構成された分割面Ｐ１によって、ケーシング４を第１ケーシング５１及び第２ケーシング５２に分割しているので、ケーシング４の分割構造が簡素である。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機について図９を用いて例示説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図であり、雌雄両ロータの軸心を含む特定平面に直交する方向から見た図である。図９中、左側がスクリュー圧縮機の吸込側、右側がスクリュー圧縮機の吐出側である。なお、図９において、図１〜図８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。

図９に示す第２の実施の形態に係るスクリュー圧縮機１Ａは、大略第１の実施の形態と同様の構成であるが、ケーシング４Ａの分割位置が異なる。具体的には、ケーシング４Ａは、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の軸方向の中間部付近の位置において、雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆを含む特定平面ＳＰ（図３参照）に対して直交し、かつ、特定平面ＳＰに直交する方向の一方側（図３中、下側）から見たときの雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ２と、特定平面ＳＰに対して直交し、かつ、特定平面ＳＰに直交する方向の一方側から見たときの雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｆ２との２つの平面で構成された分割面Ｐ２によって、第１ケーシング５１Ａと第２ケーシング５２Ａとに分割されている。平面Ｐｍ２と平面Ｐｆ２の接続位置は、ボア４０の雄側ボア４０ａ（図３も参照）と雌側ボア４０ｂ（図３も参照）が接続されている位置である。すなわち、第１ケーシング５１Ａは、第１ケーシング５１Ａの第２ケーシング５２Ａに対する接合面５７Ａが特定平面ＳＰに直交する方向から見たときに略Ｖ字状になるように構成されている。第２ケーシング５２Ａは、第２ケーシング５２Ａの第１ケーシング５１Ａに対する接合面５９Ａが第１ケーシング５１Ａの接合面５７Ａの相補形状となるように構成されている。

第１ケーシング５１Ａの接合面５７Ａには、雄側ボア４０ａ及び雌側ボア４０ｂに開口する複数の溝部５７ａが設けられている。第１ケーシング５１Ａの溝部５７ａは、第１ケーシング５１Ａと第２ケーシング５２Ａが接合されることで、第２ケーシング５２Ａの接合面５９Ａと共にスリット状の噴射部４９Ａを形成する。すなわち、本実施の形態のスリット状の噴射部４９Ａは、その長手方向が雄ロータ２の歯溝の延在方向及び雌ロータ３の歯溝の延在方向と一致するように形成されている。

第２の実施の形態によれば、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ２と雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｆ２とで構成された分割面Ｐ２によってケーシング４Ａを分割することで、スリット状の噴射部４９Ａの長手方向を雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｓ）の延在方向に一致させているので、作動室Ｓのより広範囲に液体を拡散させることができる。その結果、微粒化した液体と作動室Ｓ内の圧縮気体との伝熱領域が更に拡がるので、噴射部４９Ａからの給液による冷却効果が向上し、スクリュー圧縮機１Ａの駆動動力を低減することができる。

また、本実施の形態によれば、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ２と雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｆ２とで構成された分割面Ｐ２によってケーシング４Ａを分割することで、雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆに直交する平面のみで構成された分割面Ｐ１によってケーシング４を分割する第１の実施の形態よりも、ケーシング４Ａの接合面５７Ａが長くなるので、接合面５７Ａに設けるスリット状の噴射部４９Ａのスリット長さを第１の実施の形態の噴射部４９のスリット長さよりも長く設定することが可能である。したがって、噴射部４９Ａのスリット長さを長くできる分、噴射部４９Ａから作動室Ｓへ噴射する液体の流量を増加させることができる。

［第２の実施の形態の変形例］
次に、第２の実施の形態の第１変形例及び第２変形例に係る給液式スクリュー圧縮機を図１０及び図１１を用いて例示説明する。図１０は、本発明の第２の実施の形態の第１変形例に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図であり、雌雄両ロータの軸心を含む特定平面に直交する方向から見た図である。図１１は、本発明の第２の実施の形態の第２変形例に係る給液式スクリュー圧縮機におけるケーシングの分割構造を示す模式図であり、雌雄両ロータの軸心を含む特定平面に直交する方向から見た図である。図１０及び図１１中、左側がスクリュー圧縮機の吸込側、右側がスクリュー圧縮機の吐出側である。なお、図１０及び図１１において、図１〜図９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。

図１０に示す第２の実施の形態の第１変形例に係るスクリュー圧縮機１Ｂは、大略第２の実施の形態と同様の構成であるが、ケーシング４Ｂの分割位置が異なる。具体的には、ケーシング４Ｂは、雄ロータ２のロータ歯部２１の軸方向の中間部付近の位置において、特定平面ＳＰ（図３参照）に対して直交し、かつ、特定平面ＳＰに直交する方向の一方側（図３中、下側）から見たときの雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面のみで構成された分割面Ｐ３によって、第１ケーシング５１Ｂと第２ケーシング５２Ｂとに分割されている。

第１ケーシング５１Ｂの第２ケーシング５２Ｂに対する接合面５７Ｂには、雄側ボア４０ａに開口する溝部５７ａが設けられている。第１ケーシング５１Ｂの溝部５７ａは、第１ケーシング５１Ｂと第２ケーシング５２Ｂが接合されることで、第２ケーシング５２Ｂの接合面５９Ｂと共にスリット状の噴射部４９Ｂを形成する。すなわち、本実施の形態の第１変形例のスリット状の噴射部４９Ｂは、その長手方向が雄ロータ２の歯溝の延在方向と一致するように形成されている。

また、図１１に示す第２の実施の形態の第２変形例に係るスクリュー圧縮機１Ｃは、大略第２の実施の形態と同様の構成であるが、ケーシング４Ｃの分割位置が異なる。具体的には、ケーシング４Ｃは、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の軸方向の中間部付近の位置において、特定平面ＳＰ（図３参照）に対して直交し、かつ、特定平面ＳＰに直交する方向の一方側（図３中、下側）から見たときの雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ４と、特定平面ＳＰに対して直交し、かつ、雌ロータ３の軸心Ｌｆに直交する平面Ｐｆ４との２つの平面で構成された分割面Ｐ４によって、第１ケーシング５１Ｃと第２ケーシング５２Ｃとに分割されている。平面Ｐｍ４と平面Ｐｆ４の接続位置は、ボア４０の雄側ボア４０ａ（図３も参照）と雌側ボア４０ｂ（図３も参照）が接続されている位置である。

第１ケーシング５１Ｃの第２ケーシング５２Ｃに対する接合面５７Ｃには、雄側ボア４０ａに開口する溝部５７ａが設けられている。第１ケーシング５１Ｃの溝部５７ａは、第１ケーシング５１Ｃと第２ケーシング５２Ｃが接合されることで、第２ケーシング５２Ｃの接合面５９Ｃと共にスリット状の噴射部４９Ｃを形成する。すなわち、本実施の形態の第２変形例のスリット状の噴射部４９Ｃは、その長手方向が雄ロータ２の歯溝の延在方向と一致するように形成されている。

第２の実施の形態の第１変形例及び第２変形例によれば、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面を含む分割面Ｐ３、Ｐ４によってケーシング４Ｂ、４Ｃを分割することで、スリット状の噴射部４９Ｂ、４９Ｃの長手方向を雄ロータ２の歯溝（作動室Ｓ）の延在方向に一致させているので、第２の実施の形態と同様に、作動室Ｓのより広範囲に液体を拡散させることができる。

また、本実施の形態の第１変形例及び第２変形例によれば、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面を含む分割面Ｐ３、Ｐ４によってケーシング４Ｂ、４Ｃを分割することで、ケーシング４Ｂ、４Ｃの接合面５７Ｂ、５７Ｃが第１の実施の形態のケーシング４の接合面５７よりも長くなるので、第２の実施の形態と同様に、接合面５７Ｂ、５７Ｃに設けるスリット状の噴射部４９Ｂ、４９Ｃのスリット長さを第１の実施の形態の噴射部４９のスリット長さよりも長く設定することが可能である。

また、本実施の形態の第１変形例によれば、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面のみで構成された分割面Ｐ３によってケーシング４Ｂを分割するので、２つの平面で構成された分割面Ｐ２、Ｐ４によってケーシング４Ｂ、４Ｃを分割する第２の実施の形態及びその第２変形例の場合と比べて、スリット状の噴射部４９Ｂの長手方向を雄ロータ２の歯溝（作動室Ｓ）の延在方向に一致させつつ、ケーシング４Ｂの分割構造の簡素化を図ることができる。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易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。すなわち、ある実施形態の構成の一部を他の実施の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の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、置換をすることも可能である。

例えば、上述した実施の形態においては、ツインスクリュー型の圧縮機１、１Ａ，１Ｂ、１Ｃを例に説明したが、シングルスクリュー型やトリプルスクリュー型等のツインスクリュー型以外のスクリュー圧縮機に本発明を適用することができる。

また、上述した第２の実施の形態の第１変形例においては、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面のみで構成された分割面Ｐ３によってケーシング４Ｂを分割する構成の例を示したが、雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面のみで構成された分割面によってケーシングを分割する構成も可能である。

また、上述した第２の実施の形態の第２変形例においては、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ４と雌ロータ３の軸心Ｌｆに直交する平面Ｐｆ４との２つの平面で構成された分割面Ｐ４によって、ケーシング４Ｃを分割する構成の例を示した。しかし、雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面と雄ロータ２の軸心Ｌｍに直交する平面との２つの平面で構成された分割面によって、ケーシングを分割する構成も可能である。

また、上述した第１〜第２実施の形態及びその変形例においては、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の軸方向の中間部よりも吐出側寄りの位置又はロータ歯部２１、３１の軸方向の中間部付近の１箇所で、ケーシング４Ａ、４Ｂ、４Ｃを分割する構成の例を説明した。しかし、ロータ歯部２１、３１の吸込側端面２１ａ、３１ａ及び吐出側端面２１ｂ、３１ｂを除く吸込側端面２１ａ、３１ａと吐出側端面２１ｂ、３１ｂとの間の軸方向の任意の位置かつ任意の回数で、ケーシングを第１ケーシングと第２ケーシング、および第３ケーシング等に分割する構成も可能である。

また、上述した第１〜第２実施の形態及びその変形例においては、雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆに対して直交する平面で構成された分割面Ｐ１、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ２と雌ロータ３の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｆ２との２つの平面で構成された分割面Ｐ２、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面のみで構成された分割面Ｐ３、雄ロータ２の歯溝の延在方向に平行な平面Ｐｍ４と雌ロータ３の軸心Ｌｆに直交する平面Ｐｆ４との２つの平面で構成された分割面Ｐ４のいずれかによって、ケーシング４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃを第１ケーシング５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃと第２ケーシング５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃとに分割する構成の例を説明した。しかし、雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆを横切る任意の分割面によって、ケーシングを第１ケーシングと第２ケーシングとに分割する構成も可能である。

上述した各実施の形態におけるケーシングの構成をまとめると、ケーシングは、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吸込側端面２１ａ、３１ａ及び吐出側端面２１ｂ、３１ｂを除く吸込側端面２１ａ、３１ａと吐出側端面２１ｂ、３１ｂとの間の軸方向の位置で雌雄両ロータ２、３の軸心Ｌｍ、Ｌｆを横切るように分割された複数のケーシングセグメントを備える構成が可能である。このようなケーシングの構成の場合でも、分割されたケーシングの接合面にボア４０に開口する溝部を設けることで、作動室Ｓへ液体を噴射するスリット状の噴射部を形成することができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…給液式スクリュー圧縮機、 ２…雄ロータ（スクリューロータ）、 ３…雌ロータ（スクリューロータ）、 ４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…ケーシング、 ２１、３１…ロータ歯部、 ２１ａ、３１ａ…吸込側端面（一方側端面）、 ２１ｂ、３１ｂ…吐出側端面（他方側端面）、 ４０…ボア（収容室）、 ４７…内部液体経路、 ４９、４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ…噴射部、 ５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ…第１ケーシング（ケーシングセグメント）、 ５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ…第２ケーシング（ケーシングセグメント）、 ５７、５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ…接合面、 ５９、５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ…接合面、 ５７ａ、５９ａ…溝部、 Ｓ…作動室、 Ｌｍ、Ｌｆ…軸心、 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…分割面、 Ｐｍ２、Ｐｍ４…平面（第１平面）、Ｐｆ２…平面（第２平面）、 ＳＰ…特定平面

Claims (7)

1. 螺旋状の歯溝が複数形成されたロータ歯部を有し、軸心の周りに回転可能なスクリューロータと、
   前記ロータ歯部を収容する収容室を有し、前記ロータ歯部と共に作動室を形成するケーシングと、
   前記ケーシングに設けられ、外部から供給される液体を前記作動室に導く内部液体経路とを備え、
   前記内部液体経路は、前記収容室に開口し前記作動室に液体を噴射するスリット状の噴射部を含み、
   前記ケーシングは、前記ロータ歯部の軸方向一方側の吸込側端面及び軸方向他方側の吐出側端面を除く前記吸込側端面と前記吐出側端面との間の軸方向の位置で前記スクリューロータの軸心を横切るように分割され、互いに接合された複数のケーシングセグメントを備え、
   前記複数のケーシングセグメントの少なくとも１つの接合面に、前記収容室に開口する溝部が設けられ、
   前記溝部は、前記溝部が設けられたケーシングセグメントと接合するケーシングセグメントと共に、前記噴射部を形成する
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
2. 請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記スクリューロータの軸心に直交する１つの平面で構成された分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
3. 請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記スクリューロータの歯溝の延在方向に平行な平面を含む分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
4. 請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記スクリューロータは、互いに噛み合って回転する雄ロータ及び雌ロータにより構成され、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記雄ロータの軸心及び前記雌ロータの軸心を含む特定平面に直交する方向から見たときの前記雄ロータの歯溝の延在方向に平行な第１平面及び前記雌ロータの歯溝の延在方向に平行な第２平面の少なくとも一方の平面を含む分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
5. 請求項４に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記第１平面と前記第２平面との２つの平面で構成された分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
6. 請求項４に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記第１平面及び前記第２平面のいずれか一方の平面のみで構成された分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。
7. 請求項４に記載の給液式スクリュー圧縮機において、
   前記複数のケーシングセグメントは、前記第１平面及び前記第２平面のいずれか一方の平面と前記雄ロータ及び前記雌ロータの軸心に直交する平面との２つの平面で構成された分割面によって分割されている
   ことを特徴とする給液式スクリュー圧縮機。

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