JPH025919B2 - - 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噴射
式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
タ作用空間に圧縮熱の除去及びロータの潤滑とシ
ール用に液体噴射を行なう型式のものでは、吸込
口とじ込み位置近傍のケーシングに設けた油噴射
穴よりロータ作用空間に油を供給していた。この
場合最大負荷時は吸入ガスを閉じ込んだ後のロー
タ作用空間に油供給される為有効吸入量の低下は
無い。然し容量制御時スライドバルブが移動して
吸込口とじ込み位置が変化した場合、前記ケーシ
ングに設けた油噴射穴より噴射した油は吸入側へ
漏洩する。

この漏洩した油は温度が約45〜65℃と高く吸入
側作用流体を加熱し体積効率を低下させる。また
洩れ込んだ油自身の体積により圧縮機の有効吸入
量の低下を起こす。又特に冷媒にR12、R22等を
使用した冷凍機においては油中に15〜40重量％の
冷媒が溶解して油中の冷媒が気化してその容積が
数十倍以上となり、圧縮機の有効吸入量をかなり
低下させる。

本発明はケーシングに設けた油穴からの油噴射
を最大負荷近傍時のみ行うことによつて上記の欠
点を除き油が、直接漏洩してロータ室内の吸込口
に連通する空間に流入することを防ぎ、吸入側流
体の加熱による効率低下や、特に冷凍機に用いる
場合の如く油中に溶解し易い冷媒を用いた場合に
おける冷媒気化による吸入側の有効吸入量の低下
などを防ぐことができる高性能の信頼性の高いス
クリユー圧縮機を提供することを目的とするもの
である。

本発明は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支えられて互に噛み合
う雄ロータとを備え、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
に備え前記ケーシング内に容量制御用スライドバ
ルブを設け、スライドバルブにスライドバルブの
吸込側端部からロータの吸入ガスのとじ込み後の
ロータ作用空間へ油を噴射する噴射口を備えたス
クリユー圧縮機において、前記ケーシングの壁の
一部に吸込口とじ込み位置から吸込口とじ込み縁
より２ピツチ以内のロータ作用空間へ油を噴射す
る噴射穴を設け、該噴射穴に通ずる油通路はロー
タケーシングのスライドバルブとの接触面上の油
溝に通じ、更にロータケーシングのスライドバル
ブとの摺動面に前記油溝よりも吐出側に圧縮機の
給油口入口に通ずる油溝を設け、スライドバルブ
は低圧制御縁よりロータの１ピツチを越えた位置
にロータ作用空間への油噴射穴を有し、前記スラ
イドバルブの油噴射穴はスライドバルブ内部に設
けた油通路を介して圧縮機の給油口入口４２に通
ずる油溝と連通し、スライドバルブ内部に設けた
前記油通路は内部において連通し、軸方向に離れ
て夫々スライドバルブ３２表面に二つの開口を備
え、スライドバルブ３２が最大負荷側に位置する
と、スライドバルブの前記二つの開口の低圧制御
縁に近い開口は前記ケーシングに設けた油噴射穴
を通ずる油溝に重なると共に、低圧制御縁から遠
い開口は前記圧縮機の給油口入口に通ずる油溝に
重なり、スライドバルブ３２の部分負荷側への移
動により、前記スライドバルブの低圧制御縁に近
い側の開口は前記ケーシングに設けた油噴射穴に
通ずる油溝との重なりが断絶する如く配設された
スクリユー圧縮機である。

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２、吐出
ケーシング３により密閉され、第３図に示すよう
な形状の雄ロータ４、雌ロータ５がかみ合つてお
り、両ロータはケーシング１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つてかみ合う
位置が漸次移動するようになつており、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４、雌ロータ５は一体となつた軸部４ａ，
４ｂ，５ａ，５ｂが夫々吸込ケーシング２に嵌入
したジヤーナル軸受６，７及び夫々吐出ケーシン
グ３に嵌入したジヤーナル軸受８，９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１２，１３の内輪に雄ロータ
４の軸部４ａ、雌ロータ５の軸部５ａ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４ａのとおる部分
にライナリング１９が打込まれている。

吸込ケーシング２端はカバー２１により蔽われ
ている。

吸込ケーシング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と反対方向に同一速度で回転する。これらの回
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４、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１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。

軸部４ａ端には雄ロータ４と雌ロータ５の推力
のバランスをとるためのピストン３７が係止さ
れ、ピストン３７は吸込ケーシング２中に固定せ
られたシリンダ３８に滑入していてシリンダ室３
９が形成されている。

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、各軸受へ
油路を通じて送られ、それらの油は吐出通路２５
に集まり、冷媒と共に油分離器へ送られ、分離さ
れた油は冷却して加圧され、再び入口４１へ送ら
れる。

次に本発明の主要部についてのべる。

第４図は第１図のＣ−Ｃ拡大断面図である。図
において雄ロータ４、雌ロータ５は展開して示し
てあり、二点鎖線でランド中央が示されている。

圧縮機の給油口入口４１と同じ油圧源に通ずる
給油口入口４２がロータケーシング１にあけられ
ており、それよりロータケーシング１中を油供給
通路を通じてロータケーシング１のスライドバル
ブ３２との摺動面に軸方向に刻設された吐出側の
位置の長溝４３に開口している。長溝４３とは一
列に間をおいて吸込側に近い位置の長溝４４が設
けてある。長溝４３，４４は油溝として設けられ
ているものである。長溝４３，４４に夫々開口し
内部で軸方向の油通路４７により連通するスライ
ドバルブ３２の軸方向に直角な油通路４５，４６
がスライドバルブ３２中に設けてある。スライド
バルブ３２の両側に開口４５ａ，４６ａを有する
油通路４５，４６は軸方向に関係位置（後述）を
保てばよいので軸に交叉する方向でもよい。スラ
イドバルブ３２の低圧制御縁４８より雄ロータ
４、雌ロータ５の１ピツチ吐出側を越えた位置の
スライドバルブ３２には油噴射穴４９が設けてあ
り、この噴射穴への油を導くべく、連通している
油通路４６より分岐した油通路５１が設けてあ
る。

長溝４４よりは吸込口２３に続く吸気室とは雄
ロータ４、雌ロータ５のかみ合いにより完全に遮
断される吸込口とじ込み位置から雄ロータ４、雌
ロータ５の山端が吸込口２３端と一致する吸込口
とじ込み縁５２より２ピツチ以内のロータ作用空
間に開口する油噴射穴５３を設けてある。

油通路４５，４６の間隔はそれらの中心間距離
が長溝４３の長さと等しくしてあり、スライドバ
ルブ３２が第１図において左行限位置に来た位置
では長溝４４の右端に油通路４６の開口と一致さ
せるかその附近にあり、油通路４５は長溝４３の
左端附近に開口している。油通路４６と長溝４４
の右端との距離はスライドバルブ３２を右行させ
て油通路４６と長溝４４の右端において油噴射穴
５３よりの噴射した油がスライドバルブ３２の移
動により増大した吸気室と連通しない寸法であ
る。

長溝４３，４４は軸方向に関して位置が規定さ
れればよい油溝であつて、幅広の溝であつても差
支えはなく、又周方向に関しては異なる位置にあ
つてもよい。

油通路４５，４６はその断面寸法が異るように
なつており、入口４２、長溝４３を通じて入つて
くる油の通過する油量を変えるように油通路４５
の断面積は油通路４６の断面積よりも大きくして
ある。

スライドバルブ３２に設けた二つの開口４５
ａ，４６ａの低圧制御縁４８に近い開口４６ａを
他の開口４５ａよりも小さくすると共に、該二つ
の開口４５ａ，４６ａはスライドバルブ３２の移
動によつて圧縮機の給油口入口に通ずる油溝４３
との重なりの面積が次第に変化するように選択的
に上記油溝４３と重なる位置に配列されている。

スクリユー圧縮機が起動して全負荷状態で運転
されていると第４図に示されるようにスライドバ
ルブ３２は左行限位置にあり、入口４２よりロー
タケーシング１の油通路をとおつた油は長溝４３
に入り、油通路４５より油通路４７をとおつて油
通路４６より長溝４４中を進み、ロータケーシン
グ１の油通路５０をとおり、油噴射穴５３よりロ
ータの吸込口とじ込み位置から吸込口とじ込み縁
５２より２ピツチ以内のロータ作用空間に噴射す
る。

スライドバルブ３２内の分岐した油通路５１を
とおる油は油噴射穴４９よりロータ作用空間に噴
射される。この位置はスライドバルブ３２の移動
に従つて追従するから圧縮作用状態同一のロータ
作用空間に油が噴射される。

第５図はスライドバルブ３２を右行させて全負
荷より部分負荷に移り、油通路４６の開口４６ａ
が長溝４４端より外れて長溝４４には油は行か
ず、油噴射穴５３よりは油は出ず、油噴射穴５３
は吸気室へ通じている。従つて油が吸込側冷媒に
混入せず油により冷媒の温度を上昇させない。ス
ライドバルブ３２の位置にかかわらず既に説明さ
れたように油噴射穴４９よりロータ作用空間に油
が噴射される。

第６図はスライドバルブ３２が更に右行して更
に部分負荷となつた場合を示し、油噴射穴５３か
らは油は出ず、油噴射穴４９のみからロータ作用
空間に油は噴射されている。油通路４６と長溝４
３はまさに連通せんとし、油通路４５はとじ込み
に入るべく、円形状の油通路４５，４６の半径差
だけ、油通路４５の開口４５ａは長溝４３の右端
に外れている。

第７図はスライドバルブ３２が第６図の状態よ
り右行した位置を示す図面であつて、長溝４３と
油通路４５間は遮断され、油は長溝４３より油通
路４６に入り、分岐した油通路５１に入つて油噴
射穴４９より油がロータ作用空間に噴射される。
油通路４６は油通路４５より断面積を小さくして
通過油量を減少させてあるからロータ作用空間へ
の油の供給量は最も少い。

スライドバルブ３２が右行して油通路４６の開
口４６ａが長溝４３より外れる位置までは油は同
状態で油噴射穴４９より噴出する。

アンロード位置にスライドバルブ３２が右行す
ると油通路４６の開口４６ａと長溝４３とは外れ
ており、油噴射穴４９より油は出ない。

以上のように、第４図に示される全負荷時及び
その附近では油噴射穴５３よりロータの吸込口と
じ込み位置よりロータの吸込口とじ込み縁５２よ
りロータの２ピツチ以内に油が噴射されると共に
油噴射穴４９よりロータ作用空間に油が噴射す
る。部分負荷が進むにつれて先ずロータの吸込口
とじ込み位置よりロータの吸込口とじ込み縁５２
よりロータの２ピツチ以内への油の供給は断た
れ、続いて油噴射穴４９のみよりロータ作用空間
に油は供給されるようになり、更に部分負荷が進
むと油通路４５と油通路４６が切換わることによ
り油噴射穴４９よりのロータ作用空間への油の供
給量は減少する。ロータ作用空間は、ロータ４，
５の回転により吐出側へ移動し、溝容積（ロータ
作用空間）が減少し、冷媒ガスの圧力・温度が上
昇し、低圧部から高圧部での適正の噴射油量は異
なる。

油量を増やすと、体積効率が向上するが、油の
撹拌動力が増加する。この為、本発明では、吸込
口とじ込み縁より２ピツチ迄の溝長さの長い圧力
の低い部分には雄雌ロータ４，５の溝の中央部分
より冷たい油を少量噴射し、油の撹拌動作を抑え
る。

スライドバルブ３２の噴射口４９（２ピツチ以
後の圧力の高い部分）からは歯形の洩れを防止す
る為又、撹拌動力増加より体積向率の向上が大き
い為油を追加噴射して油量を増やし体積効率の低
下を防止する。

本発明のスクリユー圧縮機はケーシング内に平
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、さらに雄、雌ロータを支承
する軸受を吸込側と吐出側に備え前記ケーシング
内に容量制御用スライドバルブ３２を設け、スラ
イドバルブ３２にスライドバルブ３２の吸込側端
部からのロータの吸入ガスのとじ込み後のロータ
作用空間へ油を噴射する噴射口を備えたスクリユ
ー圧縮機において、前記ケーシングの壁の一部に
吸込口とじ込み位置から吸込口とじ込み縁より２
ピツチ以内のロータ作用空間へ油を噴射する噴射
穴を設け、該噴射穴に通ずる油通路はロータケー
シングのスライドバルブとの接触面上の油溝に通
じ、更にロータケーシングのスライドバルブとの
摺動面に前記油溝よりも吐出側に圧縮機の給油口
入口に通ずる油溝を設け、スライドバルブは低圧
制御縁よりロータの１ピツチを越えた位置にロタ
作用空間への油噴射穴を有し、前記スライドバル
ブの油噴射穴はスライドバルブ内部に設けた油通
路を介して圧縮機の給油口入口に通ずる油溝と連
通し、スライドバルブ内部に設けた前記油通路は
内部において連通し、軸方向に離れて夫々スライ
ドバルブ３２表面に二つの開口を備え、スライド
バルブが最大負荷側に位置すると、スライドバル
ブの前記二つの開口の低圧制御縁に近い開口は前
記ケーシングに設けた油噴射穴に通ずる油溝に重
なると共に、低圧制御縁から遠い開口は前記圧縮
機の給油口入口に通ずる油溝に重なり、スライド
バルブの部分負荷側への移動により、前記スライ
ドバルブの低圧制御縁に近い側の開口は前記ケー
シングに設けた油噴射穴に通ずる油溝との重なり
が断絶する如く配設されたスクリユー圧縮機とし
たから、次の如き顕著な効果を有する。

(1) 全容量範囲にわたつてロータケーシング及び
スライドバルブの夫々の油噴射穴から噴射した
油が、直接漏洩してロータ室内の吸込口に連通
する空間に流入することを防ぎ、吸入側流体の
加熱による効率低下や、特に冷凍機に用いる場
合の如く油中に溶解し易い冷媒を用いた場合に
おける冷媒気化による吸入側の有効吸入量の低
下などを防ぐことができる。

(2) スライドバルブ３２に設けた二つの開口４５
ａ，４６ａの低圧制御縁４８に近い開口４６ａ
を他の開口４５ａよりも小さくすると共に、該
二つの開口４５ａ，４６ａはスライドバルブ３
２の移動によつて圧縮機の給油口入口に通ずる
油溝４３との重なりの面積が次第に変化するよ
うに選択的に上記油溝４３と重なる位置に配列
されていることとした場合はスライドバルブか
らの油噴射量を漸次減少させて部分負荷時のロ
ータの油の撹拌動力を極めて効率的に低減化し
部分負荷特性を向上出来る。

(3) ケーシングに設けた油溝を長溝にしてスライ
ドバルブの中心よりロータ側に設けた場合には
スライドバルブは油圧により反ロータ側に押さ
れ、スライドバルブとロータの接触のおそれが
なくロータの損傷による効率の低下が防止出来
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３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、第４図乃至
第７図は本発明の作用を示す第１図のＣ−Ｃ拡大
断面図である。 １……ロータケーシング、２……吸込ケーシン
グ、３……吐出ケーシング、４……雄ロータ、５
……雌ロータ、２３……吸込口、３２……スライ
ドバルブ、４２……入口、４３，４４……油溝、
４５，４６……油通路、４５ａ，４６ａ……開
口、４７……油通路、４８……低圧制御縁、４９
……油噴射穴、５０，５１……油通路、５２……
吸込口とじ込み縁、５３……油噴射穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   出側に備え前記ケーシング内に容量制御用スライ
   ドバルブ３２を設け、スライドバルブ３２にスラ
   イドバルブ３２の吸入側端壁からロータの吸入ガ
   スのとじ込み後のロータ作用空間へ油を噴射する
   噴射口を備えたスクリユー圧縮機において、前記
   ケーシングの壁の一部に吸込口とじ込み位置から
   吸込口とじ込み縁５２より２ピツチ以内のロータ
   作用空間へ油を噴射する噴射穴５３を設け、該噴
   射穴５３に通ずる油通路５０はロータケーシング
   のスライドバルブとの摺動面上の油溝４４に通
   じ、更にロータケーシングのスライドバルブ３２
   との摺動面に前記油溝４４よりも吐出側に圧縮機
   の給油口入口に通ずる油溝４３を設け、スライド
   バルブは低圧制御縁４８よりロータの１ピツチを
   越えた位置にロータ作用空間への油噴射穴４９を
   有し、前記スライドバルブの油噴射穴４９はスラ
   イドバルブ内部に設けた油通路を介して圧縮機の
   給油口入口４２に通ずる油溝４３と連通し、スラ
   イドバルブ３２内部に設けた前記油通路は内部に
   おいて連通し、軸方向に離れて夫々スライドバル
   ブ３２表面に二つの開口４５ａ，４６ａを備え、
   スライドバルブ３２が最大負荷側に位置すると、
   スライドバルブ３２の前記二つの開口４５ａ，４
   ６ａの低圧制御縁４８に近い開口４６ａは前記ケ
   ーシングに設けた油噴射穴５３に通ずる油溝４４
   に重なると共に、低圧制御縁４８から遠い開口４
   ５ａは前記圧縮機の給油口入口４２に通ずる油溝
   ４３に重なり、スライドバルブ３２の部分負荷側
   への移動により、前記スライドバルブ３２の低圧
   制御縁４８に近い側の開口４６ａは前記ケーシン
   グに設けた油噴射穴５３に通ずる油溝４４との重
   なりが断絶する如く配設されたスクリユー圧縮
   機。 ２ スライドバルブ３２に設けた二つの開口４５
   ａ，４６ａの低圧制御縁４８に近い開口４６ａを
   他の開口４５ａよりも小さくすると共に、該二つ
   の開口４５ａ，４６ａはスライドバルブ３２の移
   動によつて圧縮機の給油口入口に通ずる油溝４３
   との重なりの面積が次第に変化するように選択的
   に上記油溝４３と重なる位置に配列されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスク
   リユー圧縮機。 ３ ケーシング内壁面に設けた油溝を長溝として
   スライドバルブの中心よりロータ側に設けた特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載のスクリユー
   圧縮機。