KR101931480B1 - 오일프리 스크루 압축기 - Google Patents

Abstract

대기 개방 구멍과 연통 구멍을 연통하는 환형 공간의 부분에서의 압력 손실을 가능한 한 작게 하여, 언로드 운전 시에 있어서의 윤활유의 유입을 방지하는 오일프리 스크루 압축기를 제공한다. 로터실(150)을 갖는 케이싱(12)과, 스크루 로터의 회전축(21)을 지지하는 베어링(22)과, 오일 시일부(31)과 에어 시일부(60)를 갖는 축봉 장치(20)와, 축봉 장치에 형성된 대기 개방 구멍(24a)과, 회전축에 형성된 적어도 1개의 연통 구멍(31a)과, 대기 개방 구멍과 적어도 1개의 연통 구멍을 연통하는 환형 공간(25)을 구비하고, 환형 공간이, 케이싱의 내주측에 형성되는 내주 환형 공간(24g)을 구비하고, 내주 환형 공간의 개구 단면적을 S1이라 하고, 연통 구멍의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 연통 구멍 중 i번째의 개구 단면적을 S2i, 상기 연통 구멍의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성된다.

Description

오일프리 스크루 압축기 {OIL-FREE SCREW COMPRESSOR}

본 발명은 오일프리 스크루 압축기에 관한 것이다.

오일프리 스크루 압축기에서는, 무급유이고 비접촉으로 회전 가능한 암수형 1쌍의 스크루 로터에 의하여 공기가 압축된다. 오일프리 스크루 압축기에서는, 로터실에서 제조된 압축 공기가 회전축을 타고 누설되거나, 회전축을 구동하는 기어나 회전축을 지지하는 베어링에 공급된 윤활유가 로터실로 유입되거나 하는 경우가 있다. 이를 방지하기 위하여 로터실과 베어링 사이에는 축봉 장치가 배치되어 있다. 축봉 장치는, 로터실로부터의 압축 공기를 시일하는 에어 시일부와, 베어링으로부터의 윤활유를 시일하는 오일 시일부를 구비한다.

언로드 운전 시에 로터실이 부압으로 된 때, 베어링 등에 공급된 윤활유가 근소하기는 하지만 오일 시일부를 통과하여 로터실 내로 유입되는 경우가 있다. 따라서 오일 시일부의 로터실측 단부에 형성된 통기 간극과, 케이싱의 대기측을, 연통하는 대기 개방 통로가 설치되어 있다. 로터실이 부압으로 된 때, 대기 개방 통로를 통하여 대기가 통기 간극에 도입됨으로써, 윤활유가 로터실로 유입되는 것을 방지하고 있다.

상기와 같은 축봉 장치를 구비하는 오일프리 스크루 압축기는, 예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2011-256828호 공보 일본 특허 공개 소59-51190호 공보

특허문헌 1에 개시된 무급유식 스크루 압축기에서는, 에어 시일과 비스코 시일 사이에 형성된 시일 박스부 또는 시일 박스의 연통 구멍이, 케이싱에 형성된 대기 개방 구멍에 연통되어 있다. 이것에 의하여, 윤활유가 로터실로 유입되는 것을 방지하고 있다. 또한 특허문헌 2에 개시된 오일프리 스크루 압축기에서는, 고정식 나사 시일과 가스용 축봉 장치 사이에 형성된 복수의 작은 구멍이 케이싱의 대기 개방 구멍에 연통되어 있다. 상기 2가지 특허문헌에 있어서의 대기 개방 구멍이나 연통 구멍 및 작은 구멍은 어느 것도, 언로드 운전 시에 로터실이 부압으로 된 경우, 윤활유가 로터실로 유입되는 것을 방지하기 위하여 형성되어 있다.

그러나 특허문헌 1에서는, 홈 형상의 환형 공간이 축봉 장치의 외주면에 형성되어 있으며, 당해 환형 공간에서의 개구 단면적이 작으면 압력 손실을 발생시켜 버린다. 또한 특허문헌 1에서는, O링이 축봉 장치의 에어 시일 및 비스코 시일의 양쪽에 배치되어 있으며, 당해 2개의 O링 사이에는 연통 구멍 및 홈 형상의 환형 공간이 형성되어 있다. 당해 구성에서는, 축봉 장치에 있어서의 축선 방향의 공간이 2개의 O링에 의하여 제약되기 때문에, 축선 방향에 있어서의 환형 공간의 폭을 적절히 확보하는 것이 곤란하다. 따라서 특허문헌 1에 개시된 축봉 장치에 형성된 환형 공간에 의하여, 압력 손실의 저감에 대하여 적절히 대처하는 것이 곤란하다.

또한 특허문헌 2에 있어서도, 특허문헌 1과 마찬가지로 축부의 외주면에 형성된 환형 공간이 개시되어 있다. 특허문헌 2에 있어서 고정식 나사 시일을 도시하는 단면도에서는, 복수의 연통 구멍이 고정식 나사 시일에 형성되어 있다. 도시된 고정식 나사 시일에서는, 1개의 연통 구멍의 개구 단면적이 환형 공간의 개구 단면적과 동일한 정도의 크기를 가짐과 함께, 당해 연통 구멍이 복수 개 형성되어 있다. 이 점에서, 연통 구멍의 총 개구 단면적은 환형 공간의 개구 단면적보다도 대략 연통 구멍의 개수만큼 커진다. 따라서 특허문헌 2에 있어서도, 복수의 연통 구멍의 부분보다도 환형 공간의 부분에서 큰 압력 손실이 발생해 버린다.

이와 같이 특허문헌 1 및 특허문헌 2 중 어느 것에 있어서도, 큰 압력 손실이, 대기 개방 구멍과 연통 구멍을 연통하는 환형 공간의 부분에서 발생함으로써, 언로드 운전 시에 있어서의 로터실로의 윤활유의 유입 방지 작용이 충분히 기능하지 못할 우려가 있다. 그럼에도 불구하고 특허문헌 1 및 특허문헌 2 중 어느 것도 이 점에 대하여 특단의 고려를 하고 있지 않다.

따라서 본 발명이 해결해야 하는 기술적 과제는, 대기 개방 구멍과 연통 구멍을 연통하는 환형 공간에서의 압력 손실을 가능한 한 작게 하여, 언로드 운전 시에 있어서의 윤활유의 유입을 방지하는, 오일프리 스크루 압축기를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면 이하의 오일프리 스크루 압축기가 제공된다.

즉,

비접촉으로 서로 교합하는 암수형 1쌍의 스크루 로터와,

상기 스크루 로터가 수용되는 로터실을 갖는 케이싱과,

상기 스크루 로터의 회전축을 지지하는 베어링과,

상기 베어링측에 배치되는 오일 시일부와, 상기 로터실측에 배치되는 에어 시일부를 가지고 상기 회전축을 축 밀봉하는 축봉 장치와,

상기 케이싱에 형성된 대기 개방 구멍과,

상기 오일 시일부와 상기 에어 시일부 사이에 위치하도록 상기 축봉 장치에 형성된 적어도 1개의 연통 구멍과,

상기 대기 개방 구멍과 상기 적어도 1개의 연통 구멍을 연통하는 환형 공간을 구비하고,

상기 환형 공간이, 상기 케이싱의 내주측에 있어서 환형으로 형성되는 내주 환형 공간을 구비하고,

상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구 단면적을 S1이라 하고, 상기 연통 구멍의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 상기 연통 구멍 중 i번째의 개구 단면적을 S2i, 상기 연통 구멍의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 환형 공간으로서의 내주 환형 공간이 케이싱측에 형성됨으로써, 회전축의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간의 개구부의 폭을 확보하는 것에 관한 제약이 완화된다. 그리고 환형 공간이 축봉 장치측에 형성되는 경우보다도 내주 환형 공간의 개구 단면적 S1을 크게 할 수 있다. 그 결과, 다음의 관계를 만족시키는 것이 용이해진다.

그리고 환형 공간에서의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 언로드 운전 시에 있어서 윤활유의 유입을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 오일프리 스크루 압축기의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 오일프리 스크루 압축기에 있어서의 축봉 장치 및 그 주변부를 도시하는 부분 단면도이다.
도 3은 대기 개방 구멍과 연통 구멍을 연통하는 내주 환형 공간을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 오일프리 스크루 압축기의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 오일프리 스크루 압축기에 있어서의 축봉 장치 및 그 주변부를 도시하는 부분 단면도이다.
도 6은 대기 개방 구멍과 연통 구멍을 연통하는 내주 환형 공간 및 외주 환형 공간을 설명하는 도면이다.

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 오일프리 스크루 압축기(1)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 먼저, 제1 실시 형태에 관한 오일프리 스크루 압축기(1)의 개략 구성에 대하여 도 1을 참조하면서 상세히 설명한다.

오일프리 스크루 압축기(1)에서는, 암수형 교합하는 1쌍의 스크루 로터(16)가, 케이싱(12)에 형성된 로터실(15) 내에 수용되어 있다. 케이싱(12)은, 예를 들어 케이싱 본체, 토출측 케이싱부 및 흡입측 케이싱부에 의하여 구성할 수 있다.

케이싱(12)은, 로터실(15)에 압축 대상인 공기를 공급하는 흡입구(17)와, 로터실(15) 내에서 스크루 로터(16)에 의하여 압축된 압축 공기를 배출하는 토출구(18)를 구비하고 있다. 스크루 로터(16)의 토출측 및 흡입측의 각 단부에는 회전축(21)이 각각 설치되어 있다. 토출측 및 흡입측에 있어서의 회전축(21)의 각 단부에는 구동 기어(28) 및 타이밍 기어(27)가 나뉘어 설치되어 있다. 도시되지 않은 모터의 회전 구동력은 구동 기어(28)를 통하여 한쪽 스크루 로터(16)에 전달된다. 한쪽 스크루 로터(16)에 전달된 회전 구동력은 타이밍 기어(27)를 통하여 다른 쪽 스크루 로터(16)에 전달된다. 1쌍의 스크루 로터(16)가 비접촉 상태에서 서로 교합하여 회전함으로써 공기가 흡입구(17)로부터 흡입된다. 흡입구(17)로부터 흡입된 공기는 소정의 압력까지 압축되며, 압축 공기가 토출구(18)로부터 토출된다.

케이싱(12)의 토출측에는 토출측의 축봉 장치 장전 공간(10)이 형성되어 있다. 토출측의 축봉 장치 장전 공간(10)에는, 토출측의 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하는 볼 베어링(2열의 앵귤러 볼 베어링)(19) 및 베어링(롤러 베어링)(22)과, 토출측의 축봉 장치(20)가 장전된다. 케이싱(12)의 흡입측에 있어서도 흡입측의 축봉 장치 장전 공간(10)이 형성되어 있다. 흡입측의 축봉 장치 장전 공간(10)에는, 흡입측의 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(롤러 베어링)(22)과, 흡입측의 축봉 장치(20)가 장전된다.

케이싱(12)의 외측(대기측) 및 내주측을 잇고 대기에 연통시키는 대기 개방 구멍(24a)이 케이싱(12)에 형성되어 있다. 또한 베어링(19, 22) 및 타이밍 기어(27)에 윤활유를 공급하기 위한 오일 공급 구멍(26)이 케이싱(12)에 형성되어 있다.

토출측 및 흡입측의 축봉 장치 장전 공간(10)의 각각에 장전되는 축봉 장치(20)는 로터실(15)에 대하여 실질적으로 대칭으로 구성되어 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하면서 토출측의 축봉 장치(20) 및 그 주변부에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는, 도 1에 도시한 오일프리 스크루 압축기(1)에서의 토출측의 축봉 장치(20) 및 그 주변부를 도시하는 부분 단면도이다.

베어링(22)측으로부터 로터실(15)측을 향하여 순서대로 베어링(22)과, 윤활유를 시일하는 제1 축봉부(30)와, 압축 공기를 시일하는 제2 축봉부(40)가, 축봉 장치 장전 공간(10)에 장전되어 있다. 축봉 장치 장전 공간(10)에 장전된 베어링(22)에서의 반(反)로터실(15)측의 단부가 스토퍼(29)에 의하여 규제되어 있다. 또한 제1 축봉부(30) 및 제2 축봉부(40)가 후술하는 감합 구조에 의하여 일체적으로 연결됨으로써 축봉 장치(20)가 구성된다.

축봉 장치(20)가 축봉 장치 장전 공간(10)에 대하여 용이하게 착탈 가능하게 끼워지도록 축봉 장치 장전 공간(10)과 축봉 장치(20) 사이에는 클리어런스 피트(JIS B 0401)보다도 큰 클리어런스가 형성되어 있다. 큰 클리어런스를 형성하면 축봉 능력이 희생되기 때문에, 오일 시일(31)과 케이싱(12) 사이 및 패킹 케이스(41)과 케이싱(12) 사이에는 각각 O링(35, 46)이 배치되어 있다. 당연하게도 O링(35, 46)에 의한 축봉 능력을 발휘할 수 있는 범위에서 클리어런스의 치수가 설정되어 있다. 바람직하게는 O링(35, 46)은 각각 오일 시일(31)의 오목부(환형의 홈)(34)와 패킹 케이스(41)의 오목부(환형의 홈)(45)로 나뉘어 배치되어 있다. 오일 시일(31)의 오목부(환형의 홈)(34)와 패킹 케이스(41)의 오목부(환형의 홈)(45)는 각각 오일 시일(31) 및 패킹 케이스(41)의 외주면에 있어서 주위 방향을 따라 형성되어 있다. 오일 시일(31)의 O링(35)과 패킹 케이스(41)의 O링(46)에 의하여, 케이싱(12)과 제1 축봉부(30) 및 제2 축봉부(40)와의 사이에서의 압축 공기의 누설을 각각 방지할 수 있다.

케이싱(12)에 있어서의, O링(35)에 대응하는 위치와 O링(46)에 대응하는 위치 사이이자 오일 시일(31)에 대향하는 부분에는 대기 개방 구멍(24a)이 형성되어 있다. 대기 개방 구멍(24a)은 케이싱(12)을 관통하여 축봉 장치 장전 공간(10)과 케이싱(12)의 외측(대기측)을 연통한다.

제1 축봉부(30)는 오일 시일부(32)를 갖는 비접촉의 오일 시일(31)이다. 오일 시일부(32)는, 예를 들어 오일 시일(31)의 내주면에 나선형의 홈이 형성된 비스코 시일(32)이다. 비스코 시일(32)은 회전축(21)의 회전으로, 비스코 시일(32)의 내주면과 회전축(21)의 외주면 사이에 있는 공기의 점성에 의하여 펌프 작용을 발생시킨다. 펌프 작용으로 윤활유가 베어링(22) 쪽으로 밀어젖혀짐으로써 로터실(15) 방향으로의 윤활유의 유출이 방지된다. 또한 비스코 시일(32)의 나선형의 홈은 도시되어 있지 않다. 비스코 시일(32)의 나선형의 홈이 오일 시일(31)의 내주면에 형성되기 때문에, 오일 시일(31)은 절삭이 용이한 금속 재료로 이루어져 있다.

오일 시일(31)의 로터실(15)측의 단부(36)에는, 로터실(15)측을 향하여 돌출하는 원통 형상의 외주면을 갖는 감합 볼록 단부(33)가 형성되어 있다. 감합 볼록 단부(33)는, 후술하는 패킹 케이스(41)의 감합 오목 단부(44)에 대하여 인터퍼런스 피트(JIS B 0401) 또는 트랜지션 피트(JIS B 0401)에 의하여 감합되도록 구성되어 있다. 오일 시일(31) 및 패킹 케이스(41)는 감합 구조에 의하여 일체적으로 연결되어 있다. 감합 오목 단부(44)와 감합 볼록 단부(33)의 간극이 매우 작아, 실질적으로는 없도록 구성되어 있다. 그로 인하여 그 간극으로부터의 압축 공기의 누설이 방지된다.

제2 축봉부(40)는, 베어링(22)측에 배치된 제1 에어 시일(40A)과, 로터실(15)측에 배치된 제2 에어 시일(40B)을 구비한다.

제1 에어 시일(40A)은, 패킹 케이스(41)와, 비접촉의 시일 링(42)과, 탄성체(43)로 구성되어 있다. 패킹 케이스(41)의 로터실(15)측의 단부에는, 직경 방향 내측으로 돌출한 돌출부(49)가 형성되어 있다. 오일 시일(31)의 단부(36)와 패킹 케이스(41)의 돌출부(49) 사이의 공간에는 원통 형상의 시일 링 수용 공간(48)이 형성되어 있다. 시일 링 수용 공간(48)에는, 탄성체(43)와, 해당 탄성체(43)에 의하여 회전축(21)의 축선 방향(본 실시 형태에 있어서는 베어링(22)의 방향)으로 가압되어 지지되는 시일 링(42)이 수용되어 있다. 시일 링(42)은 그 내경이 회전축(21)의 외경보다도 약간 크도록 치수 구성되어 있다. 그리고 시일 링(42)은, 예를 들어 회전축(21)과 동일한 재질(예를 들어 스테인레스강)을 모재로 하여, 모재의 표면에 마찰 계수가 작은 피막을 코팅한 것을 사용할 수 있다. 탄성체(43)는 금속제의 탄성 부재(예를 들어 파형 스프링, 파형 워셔 또는 압축 코일 스프링 등)이다.

탄성체(43)에 의하여 탄성적으로 지지된 시일 링(42)은, 회전축(21)이 휜 경우에도 직경 방향으로 이동할 수 있다. 시일 링(42)의 내주면과 회전축(21)의 외주면 사이에는 제2 축봉부(40)의 제1 에어 시일부(61)가 형성된다. 압축 공기가 제1 에어 시일부(61)의 미소 간극을 통과하고자 할 때 큰 압력 손실이 발생함으로써 압축 공기의 누설을 억제할 수 있다.

제1 에어 시일(40A)의 로터실(15)측에는 제2 에어 시일(40B)이 배치되어 있다. 제2 에어 시일(40B)은 비접촉의 시일 링(52)과 탄성체(53)로 구성되어 있다. 케이싱(12)에 있어서의 축봉 장치 장전 공간(10)의 로터실(15)측의 단부에는 가스 시일 수용 공간(58)이 형성되어 있다. 가스 시일 수용 공간(58)에는, 탄성체(43)와, 해당 탄성체(53)에 의하여 회전축(21)의 축선 방향{본 실시 형태에 있어서는 베어링(22)의 방향}으로 가압되어 지지되는 시일 링(52)이 수용되어 있다. 가스 시일 수용 공간(58)은 제1 에어 시일(40A)보다도 작은 내경 치수를 갖는 원통 형상을 하고 있다.

시일 링(52)도 직경 방향으로 이동할 수 있으며, 시일 링(52)의 내주면과 회전축(21)의 외주면 사이에는 제2 에어 시일부(62)가 형성된다. 그리고 압축 공기가 제2 에어 시일부(62)의 미소 간극을 통과하고자 할 때 큰 압력 손실이 발생함으로써 압축 공기의 누설을 억제할 수 있다.

제2 축봉부(40)가 제1 에어 시일(40A)에 추가하여 제2 에어 시일(40B)을 구비하고 있다. 이것에 의하여 제2 축봉부(40)의 축봉 능력이 향상된다. 제1 에어 시일(40A) 및 제2 에어 시일(40B)에 있어서, 시일 링(42, 52) 및 탄성체(43, 53)를 각각 공통화함으로써 저비용화를 도모할 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하면서 대기 개방 구멍(24a)과 연통 구멍(31a)를 연통하는 내주 환형 공간(24g)을 설명한다.

케이싱(12)의 내주측에는 내주 환형 홈(24b)이, 대기 개방 구멍(24a)의 내 측단부와 중첩되도록 형성되어 있다. 내주 환형 홈(24b)은 내주 환형 공간(24g)의 일부를 구성한다. 내주 환형 홈(24b)은 케이싱(12)의 내주면에 있어서 주위 방향을 따라 형성된 환형의 홈이다. 내주 환형 홈(24b)은, 예를 들어 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서 대략 반원 형상을 하고 있다.

회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 홈(24b)의 로터실(15)측에는 로터실(15)측의 테이퍼형 확장부(24c)가 형성되어 있다. 내주 환형 홈(24b)의 베어링(22)측에는 베어링(22)측의 테이퍼형 확장부(24c)가 형성되어 있다{이하, 로터실(15)측 및 베어링(22)측의 테이퍼형 확장부(24c)를 간단히 양측의 테이퍼형 확장부(24c)라 함}. 양측의 테이퍼형 확장부(24c)는, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 홈(24b)의 양 단부를 C면 또는 R면에서 모따기함으로써 형성된다. 양측의 테이퍼형 확장부(24c)에 있어서는, 각 단부가 로터실(15)측 및 베어링(22)측을 향하여 끝이 가늘게 튀어나와 있다. C면에서 모따기된 양측의 테이퍼형 확장부(24c)는, 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서 대략 직각삼각형 형상을 하고 있다. 도 3에서는, 내주 환형 홈(24b)과 양측의 테이퍼형 확장부(24c)를 구비하는 내주 환형 공간(24g)이 케이싱(12)에 형성되어 있다. 제1 실시 형태에 관한 환형 공간(25)은 내주 환형 공간(24g)에 의하여 구성된다. 내주 환형 공간(24g)은 축봉 장치(20)를 주위 방향으로 둘러싸는 공간(특허 청구범위에 기재된 「환형 공간」에 대응)(25)이다. 내주 환형 공간(24g)은 대기 개방 구멍(24a)에 연통되어 대기 개방되어 있다.

오일 시일(31)의 오목부(34)와 패킹 케이스(41)의 오목부(45)에 각각 배치된 O링(35, 46)의 돌출 높이를 고려하여 양측의 테이퍼형 확장부(24c)의 치수가 설정된다. 즉, 축봉 장치(20)가 축봉 장치 장전 공간(10)에 탈착될 때, 축봉 장치(20)의 오목부(34, 45)에 배치된 O링(35, 46)에 손상을 주지 않도록 양측의 테이퍼형 확장부(24c)의 치수가 설정된다. 회전축(21)의 축선 방향에 대한, C면에서 모따기된 양측의 테이퍼형 확장부(24c)의 경사면의 경사 각도 θ는, 예를 들어 30° 내지 45°로 설정된다. 축봉 장치(20)의 외주면에 대한, C면에서 모따기된 양측의 테이퍼형 확장부(24c)의 높이 H는, 예를 들어 1㎜ 이상으로 설정된다.

한편, 축봉 장치(20)의 오일 시일(31)에는 적어도 1개(통상, 복수 개)의 연통 구멍(31a)이 형성되어 있다. 당해 연통 구멍(31a)은 오일 시일(31)을 직경 방향으로 관통하고 있다. 또한 당해 연통 구멍(31a)은 형상을 한정하지 않지만, 예를 들어 연통 구멍(31a)의 길이 직교 방향의 개구 단면이 원형인 둥근 구멍이다. 본 발명을 한정하지 않는 연통 구멍(31a)은, 예를 들어 4개가 90°의 각도로 동등하게 배치되어 있다.

각 연통 구멍(31a)은 케이싱(12)에 형성된 내주 환형 공간(24g)을 통하여 대기 개방 구멍(24a)과 연통되어 있다. 따라서 축봉 장치(20)측의 연통 구멍(31a)과, 케이싱(12)측의 내주 환형 공간(24g) 및 대기 개방 구멍(24a)은 대기에 연통되어 있어 대기 개방 통로(24)를 구성한다.

또한 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 축봉부(30)의 비스코 시일(32)과 제2 축봉부(40)의 시일 링(42) 사이의 회전축(21)의 축선 방향의 간극에는 통기 간극(50)이 배치되어 있다. 이 통기 간극(50)은 에어 시일부(60)의 회전축 직교 방향의 축봉 단면적보다도 유로 단면적이 넓다. 각 연통 구멍(31a)과 연통되어 있는 통기 간극(50)은 대기 개방된 대기 개방 통로(24)와 연통되어 있다. 따라서 통기 간극(50)은 대기 개방 통로(24)를 통하여 대기 개방되어 있다.

케이싱(12)이 주물로 제조되는 경우, 주물에 의한 공차가 고려된다. 그 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 내주 환형 홈(24b)과 양측의 테이퍼형 확장부(24c)를 합한 폭{즉, 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭} L1은, 연통 구멍(31a)의 개구 직경 D2에 대하여 큰 소정 크기로 치수 구성된다. 주물에 의한 공차를 고려하여, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의, 내주 환형 공간(24g)의 폭 L1은, 연통 구멍(31a)의 개구 직경 D2보다도, 예를 들어 3㎜ 이상 크게 설정된다. 케이싱(12)을 주물로 제조한 때 설계 범위의 공차가 발생하더라도, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 각 연통 구멍(31a)이 내주 환형 공간(24g)에 반드시 중첩되어, 회전축(21)의 축선 방향의 어긋남을 흡수할 수 있다. 그리고 케이싱(12)측의 내주 환형 공간(24g)과 축봉 장치(20)측의 각 연통 구멍(31a)을 확실히 연통시킬 수 있다. 케이싱(12)이 주물로 제조되는 경우, 대기 개방 구멍(24a)은 주물 구멍을 이용할 수 있지만 기계 가공에 의하여 형성할 수도 있다. 대략 반원 형상의 내주 환형 홈(24b)은 주물에 의하여 케이싱(12)을 제조할 때 동시에 형성할 수 있어, 내주 환형 홈(24b)을 제조하기 위한 공정 수를 삭감할 수 있다.

그런데 언로드 운전 시에서는 로터실(15) 내가 부압으로 된다. 당해 부압은, 회전축(21)의 외주면과 축봉 장치(20)의 내주면 사이에 형성되는 간극을 통하여, 베어링(22)에 있어서의 윤활유를 로터실(15) 내로 끌어모으는 작용을 한다. 이에 대하여, 대기 개방된 대기 개방 통로(24) 및 통기 간극(50)의 배치에 의하여, 베어링(22)에 있어서의 윤활유가 로터실(15) 내로 유입되는 것을 방지하고자 하고 있다. 그러나 언로드 운전 시에 대기 개방 통로(24)에서 발생하는 압력 손실에 의하여, 현실적으로는 통기 간극(50)에서의 압력이 대기압으로는 되지 않는다.

케이싱(12)의 외측(대기측)으로부터 통기 간극(50)에 이르는 대기 개방 통로(24)에 있어서는, 다양한 부위에서 압력 손실이 발생할 수 있다. 이 발명에서는, 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1과 연통 구멍(31a)의 총 개구 단면적 S2에 착안하여, 당해 부분에서의 압력 손실의 저감을 도모하는 것이다. 또한 대기 개방 구멍(24a)은 내주 환형 공간(24g)이나 연통 구멍(31a)보다도 압력 손실이 작도록 구성되어 있다.

회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적을 S1이라 하고, 연통 구멍(31a)의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 연통 구멍(31a) 중 i번째의 개구 단면적을 S2i라고 하고, 연통 구멍(31a)의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 한다. 그렇게 하면 다음과 같은 관계로 된다.

또한 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의, 내주 환형 홈(24b)의 개구 단면적 및 양측의 테이퍼형 확장부(24c)의 개구 단면적을 각각 Sr, Sc라 한다. 내주 환형 공간(24g)은 내주 환형 홈(24b)과 양측의 테이퍼형 확장부(24c)에 의하여 구성되므로, 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1은 Sr+Sc이다.

2개의 O링(35, 46)이 회전축(21)의 축선 방향으로 이격되어 축봉 장치(20)에 배치되어 있다. 그 2개의 O링(35, 46)의 이격 거리에 의하여, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 환형 공간(25)을 형성하는 것에 관한 제약을 받아 버린다. 또한 연통 구멍(31a)은 오일 시일(31)의 주위 방향으로 형성되기 때문에, 그 개수 n을 증가시키는 것도 용이하다. 이것에 의하여, 연통 구멍(31a)은 총 개구 단면적 S2가 커지는 경향이 있다. 따라서 n개의 연통 구멍(31a)보다도 환형 공간(25)에 있어서 큰 압력 손실이 발생한다.

따라서 본 발명은, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 환형 공간(25)을 형성하는 것에 대하여 제약이 적은 케이싱(12)측에 착안하여, 축봉 장치(20)를 주위 방향으로 둘러싸는 환형 공간(25)으로서의 내주 환형 공간(24g)을 케이싱(12)측에 배치하는 것이다. 그것에 의하여, 환형 공간(25)이 축봉 장치(20)측에 배치되는 경우보다도 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 폭 L1을 적절히 확보할 수 있다.

이하의 (1) 식에 나타낸 바와 같이, 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1{즉, 환형 공간(25)의 개구 단면적 S}을 연통 구멍(31a)의 총 개구 단면적 S2보다도 크게 한다. 이것에 의하여, 내주 환형 공간(24g){환형 공간(25)}에서의 압력 손실을 연통 구멍(31a)에서의 압력 손실보다도 작게 할 수 있다.

따라서 환형 공간(25)을 구성하는 내주 환형 공간(24g)에서의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 언로드 운전 시에 있어서 윤활유의 유입을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한 제2 실시 형태에 있어서, 상기 제1 실시 형태에서의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다.

제2 실시 형태에 관한 오일프리 스크루 압축기(1)가, 축봉 장치(20) 및 그 주변부에 있어서, 축봉 장치(20)를 주위 방향으로 둘러싸는 공간(특허 청구 범위에 기재된 「환형 공간」에 대응)(25)을 구성하는 내주 환형 공간(24g) 및 외주 환형 공간(31b)을 구비하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 축봉 장치(20)의 오일 시일(31)의 외주측에는, 환형 공간(25)의 일부를 구성하는 외주 환형 공간(31b)이 형성되어 있다. 외주 환형 공간(31b)은, 내주 환형 공간(24g)에 면하도록 축봉 장치(20)의 외주면에 있어서 주위 방향을 따라 형성된 환형의 홈이다. 외주 환형 공간(31b)은, 예를 들어 기계 가공에 의하여 형성된다. 외주 환형 공간(31b)은 형상을 한정하지 않지만, 예를 들어 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서 직사각형 형상을 하고 있다. 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 외주 환형 공간(31b)의 개구부의 폭 L3은 연통 구멍(31a)의 개구 직경 D2 이상이고, 또한 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1보다도 작다.

각 연통 구멍(31a)은 외주 환형 공간(31b) 및 통기 간극(50)에 연통되어 있다. 통기 간극(50)은, 축봉 장치(20)측의 각 연통 구멍(31a) 및 외주 환형 공간(31b)과, 케이싱(12)측의 내주 환형 공간(24g)을, 통하여, 대기 개방 구멍(24a)에 연통되어 있다. 따라서 축봉 장치(20)측의 연통 구멍(31a) 및 외주 환형 공간(31b)과, 케이싱(12)측의 내주 환형 공간 및 대기 개방 구멍(24a)은, 대기에 연통되어 있어 대기 개방 통로(24)를 구성한다.

상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 케이싱(12)이 주물로 제조되는 경우, 주물에 의한 공차가 고려된다. 그 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서, 내주 환형 홈(24b)과 양측의 테이퍼형 확장부(24c)를 합한 폭, 즉, 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1은, 외주 환형 공간(31b)의 개구부의 폭 L3에 대하여 큰 소정 크기로 치수 구성된다. 주물에 의한 공차를 고려하여, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의, 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1은, 외주 환형 공간(31b)의 개구부의 폭 L3보다도, 예를 들어 3㎜ 이상 크게 설정된다. 케이싱(12)을 주물로 제조한 때 설계 범위의 공차가 발생하더라도, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 외주 환형 공간(31b)의 개구부가 내주 환형 공간(24g)의 개구부에 반드시 중첩되어, 회전축(21)의 축선 방향의 어긋남을 흡수할 수 있다. 그리고 케이싱(12)측의 내주 환형 공간(24g)과 축봉 장치(20)측의 외주 환형 공간(31b)을 확실히 연통시킬 수 있다.

제2 실시 형태에 관한 환형 공간(25)은 케이싱(12)측의 내주 환형 공간(24g)과 축봉 장치(20)측의 외주 환형 공간(31b)에 의하여 구성되어 있다. 환형 공간(25)이 케이싱(12)측 및 축봉 장치(20)측의 양쪽에 형성됨으로써, 내주 환형 공간(24g)이 케이싱(12)측에만 배치되는 경우보다도 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1을 작게 할 수 있다. 그리고 케이싱(12)측에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 배치의 제약이 완화된다. 따라서 내주 환형 공간(24g)을 케이싱(12)에 배치할 때의 자유도가 높아진다.

상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 연통 구멍(31a)의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 연통 구멍(31a) 중 i번째의 개구 단면적을 S2i라고 하고, 연통 구멍(31a)의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 한다. 이하의 (2) 식에 나타난 바와 같이, 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1과 외주 환형 공간(31b)의 개구 단면적 S3을 합한 환형 공간(25)의 개구 단면적 S를 연통 구멍(31a)의 총 개구 단면적 S2보다도 크게 한다. 이것에 의하여 내주 환형 공간(24g) 및 외주 환형 공간(31b){환형 공간(25)}에서의 압력 손실을 연통 구멍(31a)에서의 압력 손실보다도 작게 할 수 있다.

따라서 환형 공간(25)을 구성하는 내주 환형 공간(24g) 및 외주 환형 공간(31b)에서의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 언로드 운전 시에 있어서 윤활유의 유입을 방지할 수 있다.

또한 상기 실시 형태에서는 토출측의 축봉 장치(20)를 설명했지만, 흡입측의 축봉 장치(20)에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 축봉 장치(20)에 있어서의 제2 축봉부(40)의 구조는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 에어 시일부의 개수나 시일 링의 방향은 적절히 변경할 수 있다. 제2 축봉부(40)로서는 시일 링(42, 52) 대신 래버린스 시일 등의 공지된 시일 부재를 사용할 수도 있다. 제1 축봉부(30)의 오일 시일부(32)로서 소위 비스코 시일(32)을 예시했지만, 래버린스 시일 등의 공지된 시일 구조를 사용할 수 있다.

또한 상기 실시 형태에서는, 오일 시일(31) 및 패킹 케이스(41)는 각각 단일의 부재로 구성되어 있지만, 조립 장착시에 일체적인 구성으로 되는 것이면, 각각 회전축(21)의 축선 방향으로 분할된 2 이상의 부재로 구성되어도 된다. 또한 오일 시일(31)은, 오일 시일부(32)와, 오일 시일부(32)를 보유 지지하는 본체부로 구성되어도 된다. 또한 회전축(21)의 표면은 모재 그 자체여도, 모재 표면에 각종 피막 등이 형성되어 있어도 된다. 또한 본 발명에 있어서의 회전축(21)은, 회전축(21)이 단독으로 사용되는 형태와, 회전축(21)의 외주면측에 대하여 도시되지 않은 슬리브가 고정된 형태를 포함한다.

이상과 같이 본 개시에 있어서의 기술의 예시로서 다양한 실시 형태를 설명하였다. 그러기 위하여 첨부 도면 및 상세한 설명을 제공하였다.

그 때문에, 첨부 도면 및 상세한 설명에 기재된 구성 요소 중에는, 과제 해결을 위하여 필수적인 구성 요소뿐만 아니라, 상기 기술을 예시하기 위하여, 과제 해결을 위해서는 필수적이지는 않은 구성 요소도 포함될 수 있다. 그 때문에, 그 필수적이지는 않은 구성 요소가 첨부 도면 및 상세한 설명에 기재되어 있는 것을 두고, 곧바로 그 필수적이지 않은 구성 요소가 필수적이라는 인정을 해서는 안 된다.

본 개시는, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시 형태에 관련하여 충분히 기재되어 있지만, 이 기술이 숙련된 사람들에게 있어서는 다양한 변형이나 수정은 명백하다. 그러한 변형이나 수정은, 첨부한 청구범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 그 중에 포함된다고 이해되어야 한다.

이상의 설명으로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명에 관한 오일프리 스크루 압축기(1)에서는, 축봉 장치(20)를 주위 방향으로 둘러싸는 공간인 환형 공간(25)이, 케이싱(12)의 내주측에 있어서 환형으로 형성되는 내주 환형 공간(24g)을 구비하고, 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적을 S1이라 하고, 연통 구멍(31a)의 1개의 개구 단면적을 S2라 하고, 연통 구멍(31a)의 개수를 n으로 할 때, S1≥n×S2로 되도록 구성된다. 당해 구성에 의하면, 환형 공간(25)으로서의 내주 환형 공간(24g)이 케이싱(12)측에 형성됨으로써, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1을 확보하는 것에 관한 제약이 완화된다. 그리고 환형 공간(25)이 축봉 장치(20)측에 형성되는 경우보다도 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1을 크게 할 수 있다. 그 결과, S1≥n×S2로 하는 것이 용이해져 환형 공간(25)에서의 압력 손실을 저감시킬 수 있어, 언로드 운전 시에 있어서 윤활유의 유입을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 특징에 추가하여 다음과 같은 특징을 구비할 수 있다.

즉, 축봉 장치(20)를 주위 방향으로 둘러싸는 공간인 환형 공간(25)이, 축봉 장치(20)의 외주측에 있어서 내주 환형 공간(24g)에 대향 배치됨과 함께, 연통 구멍(31a)보다도 회전축(21)의 축선 방향으로 폭이 넓은 외주 환형 공간(31b)를 더 구비하고, 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 외주 환형 공간(31b)의 개구 단면적을 S3이라 할 때, S1+S3≥n×S2로 되도록 구성된다. 당해 구성에 의하면, 환형 공간(25)이 케이싱(12)측 및 축봉 장치(20)측의 양쪽에 형성됨으로써, 내주 환형 공간(24g)이 케이싱(12)측에만 배치되는 경우보다도 내주 환형 공간(24g)의 개구 단면적 S1을 작게 할 수 있다. 그리고 케이싱(12)측에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 배치의 제약이 완화된다. 따라서 내주 환형 공간(24g)을 케이싱(12)에 배치할 때의 자유도가 높아진다.

케이싱(12)이 주물로 제작되고, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1이, 연통 구멍(31a)의 개구 직경 D2보다도 주물의 제조 공차를 고려한 분만큼 크다. 당해 구성에 의하면, 주물에 의한 설계 범위의 공차가 발생하더라도, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 연통 구멍(31a)이 내주 환형 공간(24g)에 반드시 중첩되어, 회전축(21)의 축선 방향의 어긋남을 흡수할 수 있다.

케이싱(12)이 주물로 제작되고, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 공간(24g)의 개구부의 폭 L1이, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 외주 환형 공간(31b)의 개구부의 폭 L3보다도 주물의 제조 공차를 고려한 분만큼 크다. 당해 구성에 의하면, 주물에 의한 설계 범위의 공차가 발생하더라도, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서 외주 환형 공간(31b)이 내주 환형 공간(24g)에 반드시 중첩되어, 회전축(21)의 축선 방향의 어긋남을 흡수할 수 있다.

케이싱(12)이 주물로 제작되고, 내주 환형 공간(24g)이, 내주 환형 홈(24b)과, 회전축(21)의 축선 방향에 있어서의 내주 환형 홈(24b)의 양 단부측에 형성된 끝이 가는 테이퍼형 확장부(24c)를 구비하고, 회전축(21)의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서, 내주 환형 홈(24b)이 대략 반원 형상을 하고 있다. 당해 구성에 의하면, 주물에 의하여 케이싱(12)을 제조할 때 내주 환형 홈(24b)도 동시에 형성할 수 있어, 내주 환형 홈(24b)을 제작하기 위한 공정수를 삭감할 수 있다.

테이퍼형 확장부(24c)의 각각은, 축봉 장치(20)의 외주측에 장착된 O링(35, 46)의 돌출 높이를 고려한 경사 각도 θ 및 높이 H를 갖는다. 당해 구성에 의하면, 축봉 장치(20)가 축봉 장치 장전 공간(10)에 탈착될 때, 축봉 장치(20)의 오목부(34, 45)에 배치된 O링(35, 46)에 손상을 주지 않도록 할 수 있다.

1: 오일프리 스크루 압축기
10: 축봉 장치 장전 공간
12: 케이싱
15: 로터실
16: 스크루 로터
17: 흡입구
18: 토출구
20: 축봉 장치
21: 회전축
22: 베어링
24: 대기 개방 통로
24a: 대기 개방 구멍
24b: 내주 환형 홈
24c: 테이퍼형 확장부
24g: 내주 환형 공간
25: 환형 공간
26: 오일 공급 구멍
30: 제1 축봉부
31: 오일 시일
31a: 연통 구멍
31b: 외주 환형 공간
32: 비스코 시일(오일 시일부)
40: 제2 축봉부
40A: 제1 에어 시일
40B: 제2 에어 시일
41: 패킹 케이스
42, 52: 시일 링
48, 58: 시일 링 수용 공간
50: 통기 간극
60: 에어 시일부
61: 제1 에어 시일부
62: 제2 에어 시일부

Claims (5)

1. 비접촉으로 서로 교합하는 암수형 1쌍의 스크루 로터와,
   상기 스크루 로터가 수용되는 로터실을 갖는 케이싱과,
   상기 스크루 로터의 회전축을 지지하는 베어링과,
   상기 베어링측에 배치되는 오일 시일부와, 상기 로터실측에 배치되는 에어 시일부를 가지고 상기 회전축을 축 밀봉하는 축봉 장치와,
   상기 케이싱에 형성된 대기 개방 구멍과,
   상기 오일 시일부와 상기 에어 시일부 사이에 위치하도록 상기 축봉 장치에 형성된 적어도 1개의 연통 구멍과,
   상기 대기 개방 구멍과 상기 적어도 1개의 연통 구멍을 연통하는 환형 공간을 구비하고,
   상기 환형 공간이, 상기 케이싱의 내주측에 있어서 환형으로 형성되는 내주 환형 공간을 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구 단면적을 S1이라 하고, 상기 연통 구멍의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 상기 연통 구멍 중 i번째의 개구 단면적을 S2i, 상기 연통 구멍의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되고,
   

   

   
   상기 환형 공간이, 상기 축봉 장치의 외주측에 있어서 상기 내주 환형 공간에 대향 배치됨과 함께, 상기 연통 구멍보다도 상기 회전축의 축선 방향으로 폭이 넓은 외주 환형 공간을 더 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 외주 환형 공간의 개구 단면적을 S3이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되고,
   

   

   
   상기 케이싱이 주물로 제작되고,
   상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구부의 폭이, 상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 외주 환형 공간의 개구부의 폭보다도 주물의 제조 공차를 고려한 분만큼 큰, 오일프리 스크루 압축기.
2. 비접촉으로 서로 교합하는 암수형 1쌍의 스크루 로터와,
   상기 스크루 로터가 수용되는 로터실을 갖는 케이싱과,
   상기 스크루 로터의 회전축을 지지하는 베어링과,
   상기 베어링측에 배치되는 오일 시일부와, 상기 로터실측에 배치되는 에어 시일부를 가지고 상기 회전축을 축 밀봉하는 축봉 장치와,
   상기 케이싱에 형성된 대기 개방 구멍과,
   상기 오일 시일부와 상기 에어 시일부 사이에 위치하도록 상기 축봉 장치에 형성된 적어도 1개의 연통 구멍과,
   상기 대기 개방 구멍과 상기 적어도 1개의 연통 구멍을 연통하는 환형 공간을 구비하고,
   상기 환형 공간이, 상기 케이싱의 내주측에 있어서 환형으로 형성되는 내주 환형 공간을 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구 단면적을 S1이라 하고, 상기 연통 구멍의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 상기 연통 구멍 중 i번째의 개구 단면적을 S2i, 상기 연통 구멍의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되고,
   

   

   
   상기 환형 공간이, 상기 축봉 장치의 외주측에 있어서 상기 내주 환형 공간에 대향 배치됨과 함께, 상기 연통 구멍보다도 상기 회전축의 축선 방향으로 폭이 넓은 외주 환형 공간을 더 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 외주 환형 공간의 개구 단면적을 S3이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되고,
   

   

   
   상기 케이싱이 주물로 제작되고,
   상기 내주 환형 공간이, 내주 환형 홈과, 상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 내주 환형 홈의 양 단부측에 형성된 끝이 가는 테이퍼형 확장부를, 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서, 상기 내주 환형 홈이 반원 형상을 하고 있는, 오일프리 스크루 압축기.
3. 비접촉으로 서로 교합하는 암수형 1쌍의 스크루 로터와,
   상기 스크루 로터가 수용되는 로터실을 갖는 케이싱과,
   상기 스크루 로터의 회전축을 지지하는 베어링과,
   상기 베어링측에 배치되는 오일 시일부와, 상기 로터실측에 배치되는 에어 시일부를 가지고 상기 회전축을 축 밀봉하는 축봉 장치와,
   상기 케이싱에 형성된 대기 개방 구멍과,
   상기 오일 시일부와 상기 에어 시일부 사이에 위치하도록 상기 축봉 장치에 형성된 적어도 1개의 연통 구멍과,
   상기 대기 개방 구멍과 상기 적어도 1개의 연통 구멍을 연통하는 환형 공간을 구비하고,
   상기 환형 공간이, 상기 케이싱의 내주측에 있어서 환형으로 형성되는 내주 환형 공간을 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구 단면적을 S1이라 하고, 상기 연통 구멍의 총 개구 단면적을 S2라 하고, 상기 연통 구멍 중 i번째의 개구 단면적을 S2i, 상기 연통 구멍의 개수를 n(n은 1 이상의 자연수)이라 할 때, 이하의 관계를 만족시키도록 구성되고,
   

   

   
   상기 케이싱이 주물로 제작되고,
   상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 내주 환형 공간의 개구부의 폭이, 상기 연통 구멍의 개구 직경보다도 주물의 제조 공차를 고려한 분만큼 크고,
   상기 내주 환형 공간이, 내주 환형 홈과, 상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 내주 환형 홈의 양 단부측에 형성된 끝이 가는 테이퍼형 확장부를, 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서, 상기 내주 환형 홈이 반원 형상을 하고 있는, 오일프리 스크루 압축기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 내주 환형 공간이, 내주 환형 홈과, 상기 회전축의 축선 방향에 있어서의 상기 내주 환형 홈의 양 단부측에 형성된 끝이 가는 테이퍼형 확장부를, 구비하고,
   상기 회전축의 축선 방향을 따라 절단한 부분 단면에 있어서, 상기 내주 환형 홈이 반원 형상을 하고 있는, 오일프리 스크루 압축기.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 테이퍼형 확장부의 각각은, 상기 축봉 장치의 외주측에 장착된 O링의 돌출 높이를 고려한 경사 각도 및 높이를 갖는, 오일프리 스크루 압축기.
   

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