JPH04203382A - 油冷式スクリュー圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は雄ロータと雌ロータから成る油冷式スクリュー
圧縮機又はスクリュー冷凍機の雌ロータの振動低減装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置を第４図及び第５図に従って説明する。

第４図に示す様に、雄ロータ１と雌ロータ２とが適当な
バックラッシュをもって噛合い、ケーシング３とＤケー
シング４内に収納されている。ケーシング３内には雄ロ
ータ１と雌ロータ２のそれぞれの吸入側のラジアル荷重
を支持する軸受５゜６が嵌入されている。又、Ｄケーシ
ング４には雄ロータ１と雌ロータ２のそれぞれの吐出側
でのラジアル荷重を支持する軸受７，９及びスラスト荷
重を支持する軸受８，１０が嵌入されている。ケーシン
グ３には雄ロータ１の吸入側の軸封のためにメカシール
１４が装着されている。雄ロータ１と雌ロータ２の噛合
面には潤滑とシール及び冷却のため又、軸受には潤滑の
ために油が給油される。

Ｖプーリ１５を介して雄ロータ１を回転駆動し雌ロータ
２は雄ロータ１によって従動駆動される。

吸入空気は、アンローダバルブ１６を通って吸入ポート
１３へ吸込まれ、ロータ間で圧縮された後にケーシング
３に設けた吐出ボート２６から吐出される。吐出された
高圧の空気と油は、オイルセパレータ１８で油分を分離
された後、調圧弁１９、逆止弁２０を通ってアフタクー
ラ２工で冷却されて吐出され、消費空気として使用され
る。

オイルセパレータ１８で分離された油はオイルクーラ２
４で冷却され、オイルフィルタ２５を通って、ロータの
噛合部と各軸受へ、オイルセパレータ１８と圧縮機本体
内との差圧により給油される。吐出側の軸受への給油は
Ｄケーシング４に設けた給油孔１７を通して各軸受７〜
１０へ給油される。

軸受を通った油はＤカバー１１内に排油された後、Ｄカ
バー１１内と吸入ポート１３内との差内により１回収配
管１２を通って吸入ポート１３内へ回収される。

消費空気量が減少するとオイルセパレータ１８内の圧力
が上昇する。消費空気量が圧縮機の吐出空気量の約半分
になった時の吐出圧力を圧力スイッチ２２で検出し、こ
の圧力スイッチ２２の電気信号により、アンローダバル
ブ１６を閉塞し、吸入空気を遮断するとともに放気電磁
弁２３を開放して、オイルセパレータ１８内の圧縮空気
を大気開放して圧縮機の負荷を軽減して、アンロード運
転とする。

アンロード運転時には、吸入圧力は負圧となり、吐出圧
力は、全負荷運転時の圧カフｋｇｆ／ｃＪ−ｇに対し、
約２ｋｇｔ／ａｉＴ−ｇの低い圧力に保持される。

第５図に雄ロータ１と雌ロータ２の歯面が噛合った状態
での軸心に対し直角な断面図を示す。図中で雄ロータ１
は矢印で示す方向に回転し、雌ロータ２は雄ロータ１の
歯面の前進面と接触して駆動され矢印で示す方向に回転
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では次の様な問題点がある。第５図におい
て、雌ロータ２に作用する回転トルクは、吐出圧力と吸
入圧力とによって決まるガストルク（図中の実線で示す
様に作用方向は雌ロータ２の回転方向と逆方向に作用し
雌ロータ２を雄ロータ１の前進面に押しつける側に鋤＜
）、及び、被駆動側である雌ロータ２が回転を伝達され
ることにより生じる雌ロータ２の慣性によるトルクと雌
ロ一夕２の回転むらによる回転方向の進み遅れにより生
じるトルク又、ガストルクの変動によって生じるトルク
（これらを総じて慣性トルクという）がある、この慣性
トルクは図中の破線で示す様に雌ロータ２の回転方向と
同じ向きに作用し、雌ロータ２を雄ロータ１の前進面か
ら引き離し、後進面側へ作用する。ガストルクと慣性ト
ルクはともに、雌ロータの回転角によって変化する。運
転中、常に、ガストルクが慣性トルクよりも大きければ
雌ロータ２は、常に、雄ロータ１の前進面側と接触した
理想的な回転伝達がなされるが逆に、ガストルクが慣性
トルクよりも小さいと雌ロータ２は駆動面とは反対側の
後進面と接触することになる。

アンロード時には、吐出圧力が約２ｋｇｆ／ａＪ−ｇと
低くなるためガストルクが減少し雌ロータ２の回転角に
よってガストルクが慣性トルクより大きくなったり小さ
くなったりする。又、アンロード時には、吐出圧力が低
くなるためオイルセパレータ１８内と圧縮機本体内との
差圧で流れる吐出側の軸受８〜１０への給油量が減少す
る。このため、軸受内での油のかき回しによる動摩擦ト
ルク（これは、ガストルクと同じ方向に作用し慣性トル
クを打ち消す方向に働く）が減少する。このため、アン
ロード時に、雌ロータ２は常に、雄ロータ１の前進面と
接触するのではなく、一回転する間に雄ロータ１の前進
面と後進面に交互に接触する。

いわゆる歯面分離撮動が起り易くなるにのため、ロータ
同士の歯打ちによる耳ざわりな高周波騒音と過大な振動
が生じる。又歯打ちによってロータ表面が異常摩耗する
ため、この摩耗部からの空気の液漏により、圧縮機の性
能が著しく低下する。

本発明の目的は、雌ロータ２の歯面分離をなくすること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

吐出側の軸受の排油の回収配管を雌ロータ側と雌ロータ
側とを分離して、雌ロータ側の回収配管に電磁弁と回収
油量を絞るためのオリフィスとを並列に配管して吸入ポ
ートへ接続する。雄ロータ側の回収配管は雌ロータ側と
は別の配管で吸入ポートへ接続する。

６一 アンロード時に、圧力スイッチの電気信号により電磁弁
を閉じ、全負荷時には開く様にする。これにより、雌ロ
ータ側の排油は、全負荷時は電磁弁とオリフィスの両方
を通って吸入ボー１〜へ回収されるが、アンロード時は
、オリフィスからのみ回収し、回収油量を絞って、軸受
内に油が溜る様にしたものである。

〔作用〕

アンロード時に雌ロータの吐出側軸受の回収油量を締っ
て減らすことにより、軸受部の油の溜まり髪満杯状態に
することができる。この状態では軸受による油のかき回
しによって生じる動摩擦抵抗が、全負荷時の満杯でない
状態に比べて遥かに過大となる。この動摩擦抵抗は、雌
ロータの回転方向に対し逆方向（アンロード時に雌ロー
タに働く慣性トルクと反対方向）に作用するための雌ロ
ータの慣性トルクを緩和し、ガストルクが慣性トルクよ
りも大きい状態を維持することができる。

これによって雌ロータは雄ロータの前進面から離れにく
くなり、ロータの歯面分離を解消することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図、第２図により説明する
。第１図において一対の雄ロータ１と雌ロータ２は、あ
るバックラッシュをもって噛合い、ケーシング３とＤケ
ーシング４内に収納されている。ケーシング３内には雄
ロータ１と雌ロータ２のそれぞれの吸入側のラジアル荷
重を支持する軸受５，６が嵌入されている。又、Ｄケー
シング４には雄ロータ１と雌ロータ２のそれぞれの吐出
側のラジアル荷重を支持する軸受７，９、及び、スラス
ト荷重を支持する軸受８，１０が嵌入されている。ケー
シング３には雄ロータ１の吸入側の軸封のためメカシー
ル１９が装着されている。雄ロータ１と雌ロータ２の噛
合面には潤滑とシール及び冷却のため、又、軸受には潤
滑のため油が給油される。Ｖプーリ２０を介して雄ロー
タ１を回転駆動し雌ロータ２は雄ロータ１によって従動
駆動される。

吸入空気はアンローダバルブ２１を通って吸入＝７− ポート１７へ吸込まれ、ロータ間で圧縮された後に、ケ
ーシング３に設けた吐出ポート１８から吐出される。吐
出された高圧の空気と油はオイルセパレータ２３で油分
を分離した後、調圧弁２４゜逆止弁２５を通ってアフタ
ークーラ２６で冷却されて吐出され、消費空気として使
用される。オイルセパレータ２３で分離された油はオイ
ルクーラ２９で冷却されオイルフィルタ３０を通って、
ロータの噛合部と各軸受へ、オイルセパレータ２３と圧
縮機本体内との差圧によって給油される。吐出側の軸受
への給油はＤケーシング４に設けた給油孔２２を通して
各軸受７〜１０へ給油される。

軸受を通った油は、雄ロータ側はＤカバー１１内に、雌
ロータ側はＤカバー１２内にそれぞれ排油される。雄ロ
ータ側の排油は、Ｄカバー１１内と吸入ポート１７内と
の差圧によって回収配管工３を通って吸入ボート１７内
へ回収される。−方、雌ロータ側の排油は、Ｄカバー１
２内と吸入ボート１７内との差圧によって回収配管工６
を通って吸入ボート１７内へ回収され・るが、この回収
−〇− 一８＝ 配管工６には電磁弁１４と回収油量を縛るだめのオリフ
ィス１５が並列に取付いている。全負荷運転時は、この
電磁弁１４を開いて、雌ロータ側の排油は、電磁弁１４
とオリフィス１５の両方から回収される。

消費空気量が減少すると、オイルセパレータ２３内の圧
力が上昇する。消費空気量が圧縮機の吐出空気量の約半
分になった時の吐出圧力を圧力スイッチ２７で検出し、
この圧力スイッチ２７の電気信号により、アンローダバ
ルブ２１を開基し、吸入空気を遮断するとともに放気電
磁弁２８を開放して、オイルセパレータ２３内の圧縮空
気を大気へ開放して圧縮機の負荷を軽減してアンロード
運転とする。このアンロード運転時には、吸入圧力は負
圧となり、吐出圧力は全負荷時の圧カフｋｇｆ／ａ＃−
ｇに対し約２ｋｇｆ／ａ＃−ｇの低い圧力に保持される
。

アンロード運転時には、圧力スイッチ２７の電気信号に
より、上述の電磁弁］４は閉じる。このため、アンロー
ド時には、雌ロータ側の排油は、−１〇− オリフィス１５からのみ、吸入ポート１７へ回収され、
回収油量を少なく絞ることができる。

第２図に、電磁弁１４とオリフィス１５の垂直方向の取
付位置を説明するために、雌ロータ２の吐出側の軸受部
の縦断面図を示す。Ｄカバー１２の上下に油回収用の孔
を設け、上部にオリフィス１５を、下部に電磁弁１４を
設ける。アンロード時は、電磁弁１４を閉じ、オリフィ
ス１５からのみ油を回収させるため、アンロード時は、
雌ロータ２の軸受９，１０には油が満杯状態とすること
ができる。これによって、軸受の油のかき回しによる動
摩擦抵抗を過大にすることができる。

第３図に、雄ロータ１と雌ロータ２が噛合った状態での
軸心に対し直角方向の断面図を示す。

図中の矢印は、アンロード運転中に雌ロータ２に作用す
るトルクの作用方向を示す。矢印の実線は空気圧力によ
って作用するガストルクを示し、破線は慣性トルク（１
１１１０−タ２が雄ロータ１によって回転を伝達される
ことにより生じる慣性トルクと雄ロータ２の回転むらに
より回転方向の進み遅れにより生じるトルクの和）を示
し、−点鎖線は雌ロータ２の軸受９，１０の動摩擦トル
クを示す。ガストルクと軸受の動摩擦１−ルクは運転中
に雌ロータ２を雄ロータ１の駆動側歯面である前進面側
に押しつける方向に作用し、慣性トルクは雌ロータ２を
雄ロータ１の前進面から引き離す方向に作用する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アンロード時に雌ロータの軸受に発生
する動摩擦トルクが増加する。このトルクは雌ロータを
雄ロータの前進面に押しつける方向に作用するため、雌
ロータは前進面から離れて歯面分離するという現象が起
りくくなる。このためロータ同士の歯面の歯打ちによる
耳ざわりな高周波騒音と、ロータの振動の低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスクリュー圧縮機の横
断面図及び、空気と油の配管系統図を示す。第２図は第
１図の雌ロータの吐出側軸受部の縦断面図、第３図は、
第１図の雄ロータと雌ロータの噛合った状態での軸心に
対して直角方向の断面図、第４図は従来技術におけるス
クリュー圧縮機の空気と油の配管系統図、第５図は、第
４図の雄ロータ１と雌ロータ２の噛合った状態での軸心
に対して直角力′向の断面図を示す。 １・・・雄ロータ、２・・・雌ロータ、３・・・ケーシ
ング、４・・・Ｄケーシング、５，６，７，８，９．１
０・・・軸受、１１．１２・・Ｄカバー、１３．１６・
・回収配管、１４・・・電磁弁、１５・・・オリフィス
、１７・・・吸入ポート、１８・・吐出ポート、１９・
・メカシール、２０・・・■プーリ、２１・・・アンロ
ーダバルブ、２２・・給油口、２３・・オイルセパレー
タ、２４・・・調圧弁、２５・・・逆止弁、２６・・・
アフタークーラ、２７・・・圧力スイッチ、２８・・・
放気弁、２９　・オイ卑　ｌＶ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、互いに噛合う一対の雄ロータと雌ロータより形成さ
   れるスクリュー圧縮機本体において、アンロード時に発
   生する前記雌ロータの歯面分離振動を低減するために、
   前記雌ロータの吐出側軸受へ給油する油の回収配管に電
   磁弁を設けて、アンロード時に、回収油量を減らせる機
   能をもたせたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機
   。