JPS642796B2 - - 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油噴
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
タ作用空間に潤滑，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
漏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
入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
イドバルブの吸入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又はとじ
込み後のロータの２ピツチ以内のロータ作用空間
へ油を噴射する噴射口を設け、前記噴射口へ給油
通路は圧縮機の給油口入口よりスライドバルブ外
周上の油溝に通じ該スライドバルブ上の油溝はス
ライドバルブに接するロータケーシングの油溝と
スライドバルブの移動により重なりが断絶する如
くに配され、前記ロータケーシングの油溝よりロ
ータ作用空間への前記噴射口に連通してなり、部
分負荷時スライドバルブが移動すると前記ケーシ
ングの油溝とスライドバルブの油溝間が遮断され
ることを特徴とするスクリユー圧縮機。

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
位置が漸時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によりラジ
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が嵌合されカバー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
ない配管より吸入通路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入まれ、
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、ジヤーナル軸受６及びシリンダ室３９への油
路４３、軸封装置１８への油路４４に分れる。

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４９，５１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１図に示されるように吐出しケ
ーシング３にあけた通路５５より吐出通路２５に
続いている。

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２において
シリンダ室３９とジヤーナル軸受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中
の油路５７によりジヤーナル軸受７の外周の溝５
８につながつている。ジヤーナル軸受６，７にお
いては外周の溝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，
６５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２より
ロータケーシング１に通じている。

油路６７の端末は吸込側端壁の吸入とじ込み縁
より２ピツチの位置にロータケーシング１内に開
口する油路６８を設けるか、この近傍に設ける。
油路６７は更に吐出ケーシング３中の油路６９に
連通し、油路６９はカバー１６、シールカバー１
７を通じて軸封装置１８に到るようになつてい
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を潤滑して油路６９よりの油と併せ
てライナリング１９と軸部４ａの〓間より空間５
４に通じている。

第３図、第１図に示すようにロータケーシング
１は入口４１と同じ潤滑油源より配管が連結され
る油の入口７１が設けてあり、スライドバルブ３
２の表面に軸方向に刻設した油溝７２に開口し、
油溝７２は潤滑系統図の第４図に示されるように
ロータケーシング１の軸方向の油溝７３と重なつ
て連通し、又、スライドバルブ３２の移動により
重なりがなくなり断絶するようになつている。油
溝７３はスライドバルブ３２の軸方向の短い油溝
７４と重なつている。

油溝７２よりはスライドバルブ３２中を貫通し
て雄ロータ４、雌ロータ５の吸入開始位置より、
即ち、スライドバルブ３２端よりロータの１ピツ
チ吐出側のロータ作用空間に開口した噴射口７５
が設けてあり、油溝７３からはロータケーシング
１に吸込側端壁の吸入縁２３ａより１ピツチの位
置に給油口７６ａがあるように油路７６が穿設し
てある。即ち吸込口とじ込み後のロータ作用空間
に給油を計つてある。

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４１，７１より給油さ
れる。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、温度上昇し、粘度も低下して吐出通路２５に
入る。

ロータケーシング１と吐出ケーシング３の接す
る吐出端壁は圧縮熱の影響を受けて60〜90℃の温
度となつていて前記油は軸受の発生熱以上の温度
上昇があり65〜75℃前後の温度となつている。こ
れらの油は通路５５より吐出通路２５に戻さない
で連結管にて吐出配管又は油冷却器に戻してもよ
い。

油路４３に分岐された圧油は吸込ケーシング２
中で分れて一方は溝５６より油孔をとおり、油溝
５９に入りジヤーナル軸受６を冷却潤滑し、他方
シリンダ室３９に入り作動圧をピストン３７に及
ぼしピストン３７とシリンダ３８間より漏れる油
は室６４に入る。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に夫々入り室６４はシリン
ダ室３９より洩れる油も併せそれらの油は連通し
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より雌ロータ５とロータケーシング１間の
摺動面に入り潤滑と密閉が行われ、又雄ロータ４
と雌ロータ５間の密閉と潤滑が行われる。

ロータケーシング１と吸込ケーシング２の接し
ている吸入側端壁は吸込口２３と接しているため
圧縮機の吸込側の温度一般、−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。

油路６７よりロータケーシング１と雌ロータ５
間に給油するがそこで分かれて油路６９より軸封
装置１８を潤滑して空間５４よりは通路５５をと
おつて吐出口２４に吐き出される。

油路６８は後に示される入口７１よりの給油方
法がとられるときにあつては、殆んど全負荷、即
ちスライドバルブ３２が左行端附近でのみしか移
動しないような場合は設けるが右行端移動限まで
スライドバルブ３２が移動するような場合は潤滑
油が吸込空間に解放されるので設けない場合もあ
る。

入口７１より入つた油は油溝７２より噴射口７
５へ流れ、噴射口７５から雄ロータ、雌ロータ５
の外周作用空間に噴出する。この噴出口７５はス
ライドバルブ３２を右行させると移動するので部
分負荷とする場合に吸入空間に連通しない適度の
位置をとることができる。油溝７２，７３，７４
をとおり油路７６をとおつて雄ロータ４、雌ロー
タ５の外周作用空間に吸込口とじ込み縁２３ａよ
り１ピツチ吐出側の位置において給油される。

スライドバルブ３２が右行して油溝７２，７３
間が離れると油溝７３には油は行かなくなり、油
は油路７６より給油されない。即ち、一定以下の
部分負荷の場合は雄ロータ４雌ロータ５の外周へ
の給油はスライドバルブ３２を介する給油は噴射
口７５のみとなる。従つてスライドバルブ３２が
移動して油路７６より潤滑油が吸込空間に溢流す
ることがない。

油路６８、噴射口７５、油路７６よりの給油は
冷却された油であり、それぞれの断面は小さなオ
リフイスでよい特徴がある。

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
縁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。但し油中
の冷媒は減圧により吸込側に洩れる際体積が30〜
120倍となり洩れた場合損失は大きい。

スライドバルブ３２の噴射口７５（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効率の向上が大き
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。

以上のとおり、本発明のスクリユー圧縮機によ
ればロータケーシングの吸込口とじ込み位置に設
けた噴射口よりのロータ作用空間への給油はスラ
イドバルブに設けた油溝とロータケーシングに設
けた油溝を重ねることにより断続できるので容量
制御時にはスライドバルブの移動によりロータケ
ーシングの吸込口とじ込み位置又は吸込口とじ込
み後のロータの２ピツチ以内の噴射口よりは給油
されないので該噴射口と吸込口に通ずる吸込空間
に連通しても潤滑油は洩れない。又、スライドバ
ルブに設けた噴射口はとじ込み後のロータ作用空
間の常にあるから吸込空間に通ずることがない。
従つて高温となつた潤滑油が吸込側作用流体を加
熱して体積効率を低下させることがない。そし
て、容量制御をしない出力の大なる範囲では前記
のロータケーシングの噴射口とスライドバルブの
噴射口からロータ作用空間に給油されるので出力
の大なる場合の給油が充分なされる。

【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図は潤滑系
統図である。 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、４
ａ，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、２１……カバー、２２……吸入通
路、２３……吸込口、２４……吐出口、３６……
位置、４１……入口、４２，４３，４４……油
路、４５，４７……溝、４６……油路、４９……
油溝、５１……油溝、５２，５３……オリフイ
ス、５４……空間、５５……通路、５６……溝、
５７……油路、５９，６１……油溝、６２，６３
……オリフイス、６４，６５……室、６６……通
路、６７，６８，６９……油路、７１……入口、
７２，７３，７４……油溝、７５……噴射口、７
６……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又はとじ込み後の
   ロータの２ピツチ以内のロータ作用空間へ油を噴
   射する噴射口を設け、前記噴射口への給油通路は
   圧縮機の給油口入口よりスライドバルブ外周上の
   油溝に通じ該スライドバルブ上の油溝はスライド
   バルブに接するロータケーシングの油溝とスライ
   ドバルブの移動により重なりが断絶する如くに配
   され、前記ロータケーシングの油溝よりロータ作
   用空間への前記噴射口に連通してなり、部分負荷
   時スライドバルブが移動すると前記ケーシングの
   油溝とスライドバルブの油溝間が遮断されること
   を特徴とするスクリユー圧縮機。