WO2016136028A1 - スクリュー圧縮機 - Google Patents

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聡 岩井
龍一郎 米本
英介 加藤
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Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
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    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008Hermetic pumps

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor, and is particularly suitable for a hermetic or semi-hermetic screw compressor used in an air conditioner, a chiller unit, a refrigerator, or the like.
  • the screw compressor includes, for example, a pair of male and female rotors that mesh with each other, and the male and female rotors are rotatably supported by roller bearings and ball bearings, respectively.
  • roller bearings and ball bearings have rolling surfaces and sliding surfaces, but it is necessary to form a thin oil film on these surfaces to prevent direct contact between the metal and oil lubrication is necessary. It becomes.
  • oil lubrication include the effects of reducing friction and wear, draining frictional heat, extending bearing life, preventing rusting, and preventing foreign matter from entering.
  • an oil supply throttle (orifice) is provided in the oil supply path, and the amount of oil supply is adjusted according to the size of the oil supply throttle.
  • the amount of oil supply is determined by the size of the oil supply throttle and the differential pressure, the dimension of the oil supply restrictor is given the highest priority on ensuring the amount of oil required by the bearing even under the worst differential pressure condition. Had decided. For this reason, under operating conditions other than the minimum differential pressure condition, it is difficult to adjust the oil supply amount to an appropriate oil supply amount as the differential pressure increases, and when the oil supply amount increases, it is discharged to the suction side after bearing lubrication. As the oil increases, the amount of heating of the intake gas increases and the performance decreases. Further, since the oil discharged to the suction side is sucked into the compression working chamber, the power loss due to the agitation of the oil in the compression working chamber increases as the amount of oil supplied increases, and the performance also deteriorates from this aspect.
  • the lubrication path through which the oil which lubricates a high voltage
  • a communication passage communicating the oil reservoir and the lubrication passage, and a valve body that closes the communication passage when the differential pressure is larger than a predetermined pressure and opens the communication passage when the differential pressure is smaller than the predetermined pressure.
  • Patent Document 1 a high pressure hydraulic pressure acts on the opposite spring side of the valve body, and a low pressure hydraulic pressure acts on the spring side of the valve body.
  • the amount of oil supply can be increased only when there is no pressure or below a predetermined pressure, but the valve body moves to the spring side and closes when the high and low differential pressure is secured above the predetermined pressure.
  • the amount of oil supply cannot be varied during operation.
  • the valve body repeatedly opens and closes according to the start and stop of the compressor. May be reduced.
  • the object of the present invention is to make it possible to vary the amount of oil supply during operation, to ensure a sufficient amount of oil required by the bearing even when the differential pressure is small, and to become a standard operating condition where performance is required. It is to obtain a screw compressor that can suppress an increase in the amount of oil supply more than necessary even when the amount of oil increases.
  • the present invention provides a screw compressor including a screw rotor, an electric motor for driving the screw rotor, a bearing for supporting the screw rotor, and a casing for housing them.
  • An oil supply passage for supplying the oil on the high pressure side to the bearing with a differential pressure with respect to the low pressure side, and an oil supply amount adjusting portion provided in the middle of the oil supply passage.
  • the valve body has a valve body that is reciprocally movable in the cylinder, and a plurality of flow paths that are provided in the valve body and have different flow path areas, and the valve body according to the differential pressure between the high-pressure side and the low-pressure side. The amount of oil supplied to the bearing is adjusted by switching the plurality of flow paths by moving the valve.
  • Another feature of the present invention is a screw compressor including a screw rotor, an electric motor for driving the screw rotor, a bearing that supports the screw rotor, and a casing that houses them, and is formed in the casing.
  • An oil supply passage for supplying oil on the high pressure side to the bearing with a differential pressure with respect to the low pressure side; and an oil supply amount adjusting portion provided in the middle of the oil supply passage.
  • the oil supply amount adjusting portion includes a cylinder, A valve body provided in a reciprocating manner in the cylinder, a first flow path provided in the valve body and having a large flow path area, and a second flow having a flow path area smaller than the flow path area of the first flow path A passage, a suction side communication passage for guiding and applying the suction side pressure of the compressor to one surface of the valve body, an electromagnetic valve for opening and closing the suction side communication path, and the valve body.
  • the oil in the oil supply passage Leakage means on the side surface, and by opening and closing the electromagnetic valve according to the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, the valve body is moved, and the first flow path and the second flow path Is to switch.
  • the amount of oil supply can be varied during operation, and even when the differential pressure is small, a sufficient amount of oil required by the bearing is secured, and the differential operating pressure becomes a standard operating condition where performance is required.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows the whole structure of the screw compressor which concerns on Example 1 of this invention. It is a horizontal sectional view which shows the principal part of the screw compressor shown in FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the oil supply amount adjustment part shown in FIG. 2, expanding, and is a figure which shows the state which is supplying oil to a bearing via the 1st flow path of a valve body. It is a figure similar to FIG. 3, and is a figure which shows the state which is supplying oil to a bearing via the 2nd flow path of a valve body. It is a diagram explaining the relationship between the differential pressure
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows the whole structure of the screw compressor which concerns on Example 1 of this invention. It is a horizontal sectional view which shows the principal part of the screw compressor shown in FIG. It is sectional drawing explaining the structure of the oil supply amount adjustment part shown in FIG. 2, expanding, and is a figure which shows the state which
  • Example 1 It is an enlarged view of the valve body in Example 1, (a) is a front view, (b) is a left view. It is a figure explaining Example 2 of the screw compressor of this invention, and is a figure equivalent to FIG. It is a figure explaining Example 2 of the screw compressor of this invention, and is a figure equivalent to FIG. It is an enlarged view explaining the structure of the valve body in Example 3 of the screw compressor of this invention, (a) is a front view, (b) is a right view. It is a figure explaining the oil supply amount adjustment part in Example 3, and is a figure equivalent to FIG. It is a figure explaining the oil supply amount adjustment part in Example 3, and is a figure equivalent to FIG. It is a figure explaining Example 4 of this invention, and is a figure equivalent to FIG.
  • Example 4 of this invention It is a figure explaining Example 4 of this invention, and is a figure equivalent to FIG. It is a diagram explaining the relationship between the differential pressure
  • It is a valve body front view explaining the upstream valve body (a) and the downstream valve body (b) when two oil supply amount adjustment parts are arranged in series.
  • It is a principal part enlarged view explaining the 1st example of the groove shape of the 1st flow path of a valve body, and a 2nd flow path.
  • It is a principal part enlarged view explaining the 3rd example of the groove shape of the 1st flow path of a valve body, and a 2nd flow path.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a horizontal sectional view showing an essential part of the screw compressor shown in FIG.
  • the overall configuration of the screw compressor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • a screw compressor 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is a hermetic twin screw compressor.
  • the present invention is not limited to a hermetic twin screw compressor, but may be a semi-hermetic compressor, or a single screw compressor having a single screw rotor as described in Patent Document 1 above. May be.
  • the screw compressor 100 is constituted by a motor casing 1, a main casing 2, and a discharge casing 3 that are connected in a hermetic relationship.
  • the casing is formed of a casting.
  • the motor casing 1 houses a drive motor (electric motor) 4 for driving the compression mechanism.
  • the driving motor 4 includes a stator 20 fixed in the motor casing 1 and a motor rotor 21 rotatably provided inside the stator 20, and is provided in a terminal box 51 outside the motor casing 1. Electric power is supplied to the drive motor 4 through the provided power supply terminal 52 and the cable 53.
  • a suction port 18 is provided at the end of the motor casing 1, and a strainer 19 for collecting foreign matter is attached to the suction port 18.
  • the strainer 19 is fixed between the fixed flange 65 and the motor casing 1.
  • the fixed flange 65 is connected to a suction pipe 64 for sucking refrigerant circulating through a refrigeration cycle (not shown).
  • the main casing 2 is formed with a cylindrical bore 5 and a suction port 6 for introducing a refrigerant gas into the cylindrical bore 5. Further, in the cylindrical bore 5, as shown in FIG. 2, a male rotor 11A rotatably supported by roller bearings 7A, 8A, 9A and a ball bearing 10A, roller bearings 8B, 9B and a ball bearing 10B.
  • the female rotor 11B which is supported in a rotatable manner, is meshed with each other and housed, and the male rotor 11A and the female rotor 11B constitute a pair of male and female screw rotors that mesh with each other.
  • the screw rotor and the cylindrical bore 5 formed in the main casing 2 constitute the compression mechanism.
  • the shaft of the male rotor 11A is directly connected to the motor rotor 21 of the drive motor 4 on the low pressure side.
  • an oil separator 12 is integrally formed on the side surface of the main casing 2, and the refrigerant gas and oil compressed by the compression mechanism portion enter the oil separator 12 and are separated and separated.
  • the oil is configured to be stored in an oil sump 14 formed in the lower part of the oil separator 12. Therefore, the pressure in the oil sump 14 is equal to the discharge side pressure.
  • the roller bearings 9A and 9B and the ball bearings 10A and 10B are accommodated, and a refrigerant gas discharge passage (not shown) communicating with the oil separator 12 is formed.
  • the discharge casing 3 is fixed to the main casing 2 with bolts.
  • bearing chambers 16A and 16B for accommodating the roller bearings 9A and 9B and ball bearings 10A and 10B are formed, and a shielding plate 17 for closing the bearing chambers 16A and 16B is formed. It is attached to the outer end of the discharge casing 3.
  • the low-pressure shafts of the male rotor 11A and the female rotor 11B are supported by the roller bearings 7A, 8A, and 8B, and the high-pressure shafts of the male rotor 11A and the female rotor 11B are the roller bearings 9A, 9B, and It is supported by the ball bearings 10A and 10B. Therefore, the roller bearings 7A, 8A, 8B constitute a low-pressure side bearing, and the roller bearings 9A, 9B and the ball bearings 10A, 10B constitute a high-pressure side bearing.
  • the casings 1 to 3 of the screw compressor 100 are provided with oil supply passages 15A, 15B for supplying the oil in the oil sump 14 of the oil separator 12 to the bearings with a differential pressure.
  • 15C is formed.
  • the oil supply passage 15B to the low-pressure side bearings (roller bearings 7A, 8A, 8B) and the oil supply passage to the high-pressure side bearings (roller bearings 9A, 9B and ball bearings 10A, 10B) are provided.
  • an oil supply amount adjusting unit 30 which will be described later, is provided.
  • the screw compressor 100 is provided with a capacity control mechanism section including a slide valve 26, a rod 27, a hydraulic piston 28, a coil spring 29, and the like.
  • the slide valve 26 is accommodated in a reciprocating manner in a recess 2 a formed in the axial direction in the main casing 2.
  • the rod 27, the hydraulic piston 28 and the coil spring 29 are accommodated in the discharge casing 3.
  • the hydraulic piston 28 and the coil spring 29 are provided in a cylinder 3a formed in the discharge casing 3 in the axial direction (left-right direction in FIG. 1).
  • the coil spring 29 is disposed closer to the slide valve 26 than the hydraulic piston 28 in the cylinder 3a, and always applies a force to press the hydraulic piston 28 toward the anti-slide valve 26 (right direction in the drawing). .
  • the hydraulic piston 28 is housed in the cylinder 3a so as to be slidable in the axial direction, and supplies and discharges oil to and from the cylinder chamber Q of the cylinder 3a to adjust the amount of oil in the cylinder chamber Q. As a result, the hydraulic piston 28 is moved. The operation of the hydraulic piston 28 is transmitted to the slide valve 26 via the rod 27, whereby the position of the slide valve 26 is moved in the axial direction, and the compressor can be operated with a predetermined capacity. Become. In FIG. 1, illustration of a hydraulic system for supplying and discharging oil into the cylinder chamber Q and adjusting the amount of oil and an electromagnetic valve for opening and closing the hydraulic system are omitted.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant gas sucked from the suction port 18 provided in the motor casing 1 is provided between the drive motor 4 and the motor casing 1 after foreign matter is collected by the strainer 19.
  • the gas passage 4 a and the air gap 4 b between the stator 20 and the motor rotor 21 of the drive motor 4 are passed through, and the drive motor 4 is cooled.
  • the refrigerant gas after cooling the drive motor 4 is compressed from the suction port 6 formed in the main casing 2, the meshing tooth surface of the male rotor 11 ⁇ / b> A and the female rotor 11 ⁇ / b> B, and the compression chamber formed by the main casing 2. Inhaled into (compression working chamber). Thereafter, with the rotation of the male rotor 11A directly connected to the drive motor 4, the compression chamber formed by the meshing tooth surfaces of the male rotor 11A and the female rotor 11B and the main casing 2 is hermetically sealed. Is gradually compressed by the reduction of the pressure, becomes high-temperature and high-pressure refrigerant gas, and is discharged into the oil separator 12 formed integrally with the main casing 2.
  • the oil branched into the oil supply passage 15C also passes through the oil supply amount adjusting section 30 provided in the oil supply passage 15C, and the high pressure side bearings (discharge side bearings; roller bearings 9A and 9B, ball bearings 10A, 10B) is lubricated and cooled, and discharged to the suction port 6 side or the compression chamber immediately after the completion of the suction.
  • the high pressure side bearings discharge side bearings; roller bearings 9A and 9B, ball bearings 10A, 10B
  • the oil discharged after each bearing lubrication flows along with the compressed refrigerant gas while lubricating the compression working chamber, is discharged together with the compressed refrigerant gas, and flows into the oil separator 12.
  • oil separator 12 oil is again stored in an oil sump 14 provided in the lower part of the oil separator 12, and the compressed refrigerant gas is sent to the refrigeration cycle.
  • suction pressure measuring device suction pressure sensor
  • suction pressure measuring device suction pressure sensor
  • 47 is the screw compressor 100.
  • the discharge pressure measuring device (discharge pressure sensor) 48 provided in the discharge pipe 66 for measuring the pressure of the compressed refrigerant gas discharged from the discharge pipe is measured by the suction pressure measuring device 46 and the discharge pressure measuring device 47. It is a controller for controlling the oil supply amount adjusting unit 30 according to the differential pressure between the suction pressure and the discharge pressure. More specifically, the controller 48 converts signals from the suction pressure measuring device 46 and the discharge pressure measuring device 47 into suction pressure and discharge pressure, and the difference between the suction pressure and the discharge pressure is used as the difference. The pressure is calculated, the differential pressure is compared with a predetermined value set in the controller 48 in advance, and the oil supply amount adjusting unit 30 is controlled according to the comparison result.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the oil supply amount adjusting unit 30 shown in FIG. 2 in an enlarged manner, showing a state in which the bearing is supplied with oil through the first flow path 36 of the valve body, and FIG. 3 is a view similar to FIG. 3, showing a state in which oil is supplied to the bearing through the second flow path 37 of the valve body.
  • the oil supply amount adjusting portion 30 provided in the oil supply passage 15B is reciprocated by sliding inside the cylinder 35 formed in the casing in the middle of the oil supply passage 15B.
  • the valve body 31 is moved in accordance with the differential pressure between the high pressure side (discharge side) and the low pressure side (suction side), thereby switching the plurality of flow paths, and the low pressure side bearings (roller bearings 7A, 8A, 8B). ) To adjust the amount of oil supplied.
  • valve body 31 is formed with the first flow path 36 having a large flow path area and the second flow path 37 having a flow path area smaller than the flow path area of the first flow path 36.
  • a suction side communication passage 40A for guiding and applying the suction side pressure of the compressor and a discharge side pressure of the compressor are provided to one side (valve body left side) 32 of the valve body 31 and provided.
  • the first flow path 36 and the second flow path 37 formed in the valve body 31 are switched.
  • 39A is a communication hole for applying the suction side (low pressure side) pressure inside the compressor to the right surface 33 of the valve body 31, and 39B is on the left surface 32 of the valve body 31 from the suction side communication passage 40A.
  • This is a communication hole for introducing the suction side pressure or the discharge side pressure from the discharge side communication passage 40B.
  • Reference numeral 42 denotes a gap formed between the valve body 31 and the cylinder 35.
  • the suction side communication passage 40A is provided with an electromagnetic valve 38A
  • the discharge side communication passage 40B is provided with an electromagnetic valve 38B.
  • These electromagnetic valves 38A, 38B are controlled by a controller 48. That is, as shown in FIG. 1, the suction pressure measuring device 46 for measuring the suction pressure and the discharge pressure measuring device 47 for measuring the discharge pressure are provided. The suction pressure measuring device 46 and the discharge pressure measuring device 47 are provided.
  • the controller 48 controls the opening and closing of the electromagnetic valves 38A and 38B in accordance with the differential pressure between the suction pressure and the discharge pressure measured in step (1).
  • the controller 48 closes the electromagnetic valve 38A, as shown in FIG.
  • the solenoid valve 38B By opening the solenoid valve 38B, the discharge-side high-pressure oil is introduced into the cylinder 35 through the discharge-side communication passage 40B and the communication hole 39B, and the discharge-side pressure Pd of the compressor is changed to the valve body. 31 is applied to the left surface 32.
  • the suction side pressure Ps is applied to the right surface 33 of the valve body 31 through the communication hole 39A.
  • the spring force of the spring 34 is determined by this differential pressure at the minimum differential pressure between the discharge pressure (high pressure side pressure; discharge side hydraulic pressure) and the suction pressure (low pressure side pressure) within the operating conditions of the compressor. It is set smaller than the force generated in the valve body 31. Therefore, the force due to the differential pressure generated between the valve body left surface 32 and the valve body right surface 33 overcomes the spring force, and the valve body 31 moves to the right side as shown in FIG.
  • the first flow path 36 communicates. Since the flow path area of the first flow path 36 is large, sufficient oil can be supplied to the low-pressure side bearings 7A, 8A, and 8B even when the differential pressure is small.
  • the controller 48 opens the solenoid valve 38A, as shown in FIG.
  • the electromagnetic valve 38B is closed.
  • the high pressure oil from the discharge side communication passage 40B is closed by the electromagnetic valve 38B, and the high pressure oil pressure in the communication hole 39B flows out to the suction side through the electromagnetic valve 38A. Therefore, the suction side pressure Ps of the compressor is applied to the left surface 32 of the valve body 31 through the suction side communication passage 40A and the communication hole 39B.
  • the valve body 31 is pressed to the left side by the spring 34, so that the valve body 31 moves to the left side as shown in FIG.
  • the second flow path 37 of the valve body 31 communicates with the oil supply passage 15B. Since the second flow path 37 has a small flow area, it is possible to suppress an excessive supply of oil to the low-pressure side bearings 7A, 8A, and 8B even when the differential pressure is large.
  • the valve body 31 is moved by the differential pressure and the spring force acting on the valve body 31 so that the first flow path groove 36 and the second flow path 37 having different flow path areas are formed. It can be switched arbitrarily, and an oil amount appropriate for the operating conditions can be supplied to the low-pressure side bearings 7A, 8A, 8B.
  • a three-way valve may be used to switch the suction side communication path 40A and the discharge side communication path 40B.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the differential pressure and the amount of oil supply in the first embodiment.
  • a curve A indicates a case where the first flow path 36 of the valve body 31 is open in the oil supply passage 15B.
  • the curve B shows the change in the oil supply amount with respect to the differential pressure when the second flow path 37 of the valve body 31 is open in the oil supply passage 15B. Since the flow path area of the first flow path 36 is larger than the flow path area of the second flow path 37, the amount of oil supply with respect to the differential pressure is also increased.
  • the operation state when the differential pressure is smaller than the predetermined value (first predetermined value) c1 is the low differential pressure operation, and the operation state when the differential pressure is the predetermined value c1 or more is the standard operation.
  • a predetermined value (second predetermined value) c2 in which the differential pressure is larger than the predetermined value c1 is also set, and an operation state equal to or higher than the second predetermined value c2 at which the differential pressure becomes particularly large is set high. Load operation is assumed.
  • These predetermined values c1 and c2 are preset in the controller 48.
  • the differential pressure is reduced by flowing the oil in the oil supply passage 15B through the first flow path 36 as shown in FIG.
  • the reliability of the bearing can be improved by securing a sufficient amount of oil supply even in a small case and promoting lubrication and cooling of the bearing.
  • the valve body 31 is moved to switch from the first flow path 36 to the second flow path 37 (FIG. 4). See), and the oil in the oil supply passage 15B flows through the second flow path 37.
  • the curve B of FIG. 5 an increase in the amount of oil supply can be suppressed, and the intake refrigerant gas can be reduced from being heated by the high-temperature oil after cooling the bearing.
  • the stirring loss of the oil sucked into the compression chamber can be reduced, the performance can be improved.
  • the bearing load increases and the temperature of the compressed gas also increases, so the amount of oil supplied to the bearing is increased to increase reliability.
  • the oil in the oil supply passage 15B is again flowed through the first flow path 36 so that the amount of oil supply is increased as shown by the curve A in FIG. is doing.
  • FIG. 6A and 6B are enlarged views of the valve body 31 in the first embodiment, where FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a left side view.
  • a groove 49 is formed in the valve body left surface 32 of the valve body 31 from the outer peripheral side of the valve body 31 toward the center side.
  • the groove 49 is formed so as to communicate with the gap 42 (see FIGS. 3 and 4) between the valve body 31 and the cylinder 35, and the gap 42 and the left surface of the valve body are interposed via the groove 49.
  • 32 cylinder chambers or the communication hole 39B communicate with each other.
  • solenoid valves 38A and 38B shown in FIGS. 3 and 4 use energized open type solenoid valves (solenoid valves that open when energized and close when energized) in this embodiment. ing.
  • the solenoid valves 38A and 38B fail and the solenoid valve cannot be opened, the high-pressure oil in the oil supply passage 15B is transferred between the valve body 31 and the cylinder 35. From the gap 42, it flows into the cylinder chamber on the valve body left surface 32 side or the communication hole 39B through the groove 49. Accordingly, since the pressure acting on the valve body left surface 32 gradually increases, the valve body 31 moves to the right side (spring side), and the first flow path 36 having a large flow path area opens into the oil supply passage 15B. To do. Therefore, when the solenoid valves 38A and 38B fail, a sufficient amount of oil can always be supplied to the bearing regardless of the operating conditions, so that reliability is ensured even if a failure occurs during operation. There is an effect that can be done.
  • the solenoid valve 38B fails and the solenoid valve 38B cannot be opened, the high-pressure oil in the oil supply passage 15B is allowed to flow between the valve element 31 and the cylinder 35 by closing the solenoid valve 38A. From the gap 42 to the cylinder chamber or the communication hole 39B on the valve body left surface 32 side through the groove 49, and similarly to the above, the valve body 31 moves to the right side and has a large flow path area. The first flow path 36 opens into the oil supply passage 15B. Therefore, even when only the solenoid valve 38B fails, a sufficient amount of oil can be always supplied to the bearing.
  • the solenoid valve 38B When only the coil of the solenoid valve 38A fails and the solenoid valve 38B cannot be opened, the solenoid valve 38B is always opened so that the high-pressure oil in the oil supply passage 15B passes through the solenoid valve 38B. As a result, the valve body 31 moves to the right side and the first flow path 36 having a larger flow path area opens into the oil supply path 15B. Therefore, in this case as well, a sufficient amount of oil can be supplied to the bearing regardless of the operating conditions.
  • the amount of oil supply can be varied during operation, and even when the differential pressure is small, the sufficient amount of oil required by the bearing is ensured to promote lubrication and cooling of the bearing. can do. Also, even when the differential pressure increases due to the standard operating conditions where performance is required, the amount of oil supply is suppressed from increasing more than necessary, and the amount of heated intake gas is increased by the high-temperature oil after bearing cooling. Can be suppressed. Furthermore, since the amount of oil supplied to the bearing is increased during high load operation, the reliability can be improved and cooling can be promoted.
  • Example 2 of the screw compressor of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the second embodiment and corresponds to FIG. 3
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the second embodiment and corresponds to FIG.
  • the description of the same parts as those of the first embodiment described above will be omitted, and the description will focus on the parts different from the first embodiment.
  • the spring 35 is installed in the cylinder 35 on the left side of the valve body 31 so as to always apply a force for pressing the valve body 31 in the right direction in the figure.
  • a communication passage 40C is formed on the right surface 33 of the valve body 31 so that high-pressure oil branched from the oil supply passage 15B is introduced.
  • a suction side communication path 40A, a discharge side communication path 40B, and a communication hole 39B are provided on the left surface 32 side of the valve body 31, as in the first embodiment.
  • suction pressure or discharge pressure high pressure oil
  • a suction side communication path 40A, a discharge side communication path 40B, and a communication hole 39B are provided on the left surface 32 side of the valve body 31, as in the first embodiment.
  • electromagnetic valves 38A and 38B are provided in the paths of the communication passages 40A and 40B, and the electromagnetic valves 38A and 38B are connected to a controller 48.
  • the controller 48 is configured to open and close the electromagnetic valves 38A and 38B in accordance with the detected differential pressure between the suction pressure and the discharge pressure.
  • the oil discharge to the compressor suction side is further reduced. It is possible to reduce the heating loss by reducing the heating of the suction refrigerant gas by the high-temperature oil.
  • discharge side pressure Pd discharge side pressure
  • the valve body 31 In order to reduce the amount of oil supplied to the bearing, as shown in FIG. 8, the valve body 31 is moved to the left, and the second flow path 37 having a small flow area is opened to the oil supply path 15B. Therefore, by opening the electromagnetic valve 38A and closing the electromagnetic valve 38B, the high-pressure oil on the discharge side is closed by the electromagnetic valve 38B, and the high-pressure oil in the communication hole 39B is sucked through the electromagnetic valve 38A.
  • the suction side pressure Ps acts on the valve body left surface 32. Further, the discharge side pressure Pd always acts on the valve body right surface 33 through the communication hole 40C.
  • the spring force of the spring 34 is based on the differential pressure between the discharge pressure (high pressure side pressure Pd) and the suction pressure (low pressure side pressure Ps) within the operating conditions of the compressor. It is set to be smaller than the force generated in. Accordingly, the force due to the differential pressure generated on the left surface 32 and the right surface 33 of the valve body 31 overcomes the spring force, and the valve body 31 moves to the left side. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • valve body 31 is moved by the differential pressure and the spring force acting on the valve body 31, and the first flow path groove 36 and the first flow path having different flow areas are arranged.
  • the two flow paths 37 can be arbitrarily switched, and an oil amount appropriate for the operating conditions can be supplied to the low-pressure side bearings 7A, 8A, 8B.
  • the solenoid valves 38A and 38B are energized open type solenoid valves.
  • the solenoid valves 38A and 38B fail and the solenoid valve cannot be opened, the high-pressure oil in the oil supply passage 15B passes from the gap 42 between the valve body 31 and the cylinder 35 to the groove 49. It flows into the cylinder chamber on the valve body left surface 32 side or the communication hole 39B via (see FIG. 6). Accordingly, since the pressure acting on the valve body left surface 32 gradually increases, the differential pressure generated between the valve body left surface 32 and the valve body right surface 33 is eliminated. Therefore, the valve body 31 moves to the right side (anti-spring side), The first flow path 36 having a large flow path area opens into the oil supply passage 15B. Therefore, when the solenoid valves 38A and 38B fail, a sufficient amount of oil can always be supplied to the bearing regardless of the operating conditions, so that reliability is ensured even if a failure occurs during operation. There is an effect that can be done.
  • the solenoid valve 38B fails and the solenoid valve 38B cannot be opened, the high-pressure oil in the oil supply passage 15B is allowed to flow between the valve element 31 and the cylinder 35 by closing the solenoid valve 38A. From the gap 42 to the cylinder chamber or the communication hole 39B on the valve body left surface 32 side through the groove 49, and similarly to the above, the valve body 31 moves to the right side and the flow passage area is large. The first flow path 36 opens into the oil supply passage 15B. Therefore, even when only the solenoid valve 38B fails, a sufficient amount of oil can be always supplied to the bearing.
  • the solenoid valve 38B When only the coil of the solenoid valve 38A fails and the solenoid valve 38B cannot be opened, the solenoid valve 38B is always opened so that the high-pressure oil in the oil supply passage 15B passes through the solenoid valve 38B. Then, since it flows into the communication hole 39B and the cylinder chamber of the valve body left surface 32, the valve body 31 moves to the right side as described above, and the first flow path 36 having a large flow path area opens into the oil supply path 15B. . Therefore, in this case as well, a sufficient amount of oil can be supplied to the bearing regardless of the operating conditions.
  • solenoid valves 38A and 38B are energized and open, but when energized and closed solenoid valves are used, the solenoid valves are always opened when the solenoid valve fails. It becomes.
  • both of the energizing and closing solenoid valves 38A and 38B fail, both the solenoid valves 38A and 38B are opened, the pressure acting on the valve body left surface 32 is higher than the low pressure side pressure, and the spring force of the spring 34 is also increased.
  • the valve body 31 is pressed to the right side, the first flow path 36 having a large flow area opens to the oil passage 15B, and a sufficient amount of oil can be supplied to the bearing. Reliability can be ensured.
  • the valve body 31 can be moved to the right side by closing the solenoid valve 38A, and the first passage 36 having a larger passage area can be opened in the oil passage 15B. Even if the electromagnetic valve 38A is opened, the pressure acting on the valve body left surface 32 is higher than the low pressure side pressure, and the spring force of the spring 34 is also applied, so that the valve body 31 can be moved to the right side.
  • the first flow path 36 having a large flow path area can be opened to the oil passage 15B.
  • FIG. 9 is an enlarged view for explaining the structure of the valve body in the third embodiment
  • (a) is a front view
  • (b) is a right side view
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an oil supply amount adjusting unit in the third embodiment
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 3 or FIG. 7, and FIG. 11 is a diagram for explaining an oil supply amount adjusting unit in the third embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 4 or FIG.
  • the description of the same parts as those in the first and second embodiments will be omitted, and the description will be focused on the parts different from the first and second embodiments.
  • FIG. 9 shows the structure of the valve body 31 in the third embodiment.
  • the third embodiment is the same in that the valve body 31 is provided with the first flow path 36 and the second flow path 37, but in the present embodiment, the first flow path 36 and the second flow path are provided.
  • 37 is formed with drill holes (oil passages) 43A and 43B from the outer peripheral side of the valve body 31 toward the center.
  • a passage) 43C is formed so that the drill holes 43A, 43B and the drill hole 43C communicate with each other.
  • Other configurations are the same as those in the above embodiments.
  • the configuration of the oil supply amount adjusting unit 30 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the valve body 31 having the drill holes 43A, 43B, and 43C is provided to be able to reciprocate by sliding in a cylinder 35 formed in a casing (the motor casing 1 or the main casing 2).
  • the spring 34 is disposed in the cylinder 35 on the valve body left surface 32 side, and always applies a force to press the valve body 31 in the right direction in the drawing. .
  • the cylinder 35 on the right surface 33 side of the valve body 31 is closed, and the communication hole 39A (Example 1) and the communication path 40C (Example 2) described above are not formed.
  • a communication hole is provided. 39B, a suction side communication path 40A and a discharge side communication path 40B.
  • a space 44 is provided on the right side of the valve body in the cylinder 35 to ensure a hydraulic pressure acting surface on the right side 33 of the valve body.
  • electromagnetic valves 38A and 38B are provided in the paths of the communication passages 40A and 40B.
  • the electromagnetic valves 38A and 38B are connected to a controller 48, and the pressure
  • the electromagnetic valves 38A and 38B are controlled to open and close according to the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure measured by the measuring devices 46 and 47 (see FIG. 1).
  • a part of the high-pressure oil flowing through the oil supply passage 15B is introduced into the space 44 of the right side 33 of the valve body through the drill holes (oil passages) 43A, 43B, 43C, and the high-pressure oil accumulates in the space 44. Therefore, the discharge side (high pressure side) pressure Pd acts on the valve body right surface 33.
  • the casing compared to the second embodiment, it is not necessary to provide the casing with a communication passage 40C for introducing high-pressure oil into the valve body right surface 33, so that the oil supply path can be simplified.
  • the valve body 31 When increasing the amount of oil supplied to the bearing, as shown in FIG. 10, the valve body 31 is moved to the right side so that the first flow path 36 having a large flow path area is opened in the oil supply path 15B.
  • the solenoid valve 38A is closed and the solenoid valve 38B is opened.
  • the high-pressure oil on the discharge side passes through the discharge-side communication passage 40B and the communication hole 39B and flows into the cylinder 35 on the valve body left surface 32 side, and the valve body left surface 32 has a discharge-side pressure Pd of the compressor. Act.
  • the valve body 31 In order to reduce the amount of oil supplied to the bearing, as shown in FIG. 11, the valve body 31 is moved to the left side, and the second flow path 37 having a small flow path area is opened in the oil supply path 15B. Therefore, by opening the electromagnetic valve 38A and closing the electromagnetic valve 38B, the high-pressure oil on the discharge side is closed by the electromagnetic valve 38B, and the high-pressure oil in the communication hole 39B is sucked through the electromagnetic valve 38A.
  • the low pressure side (suction side) pressure Ps acts on the valve body left surface 32. Further, since the high-pressure oil on the discharge side flows through the drill holes 43A, 43B, and 43C in the space 44 on the right side 33 of the valve body in the cylinder 35 and the oil is accumulated, the pressure gradually increases. As a result, A high pressure side (discharge side) pressure Pd acts on the valve body right surface 33.
  • the spring force of the spring 34 is based on the differential pressure between the discharge pressure (high pressure side pressure Pd) and the suction pressure (low pressure side pressure Ps) within the operating conditions of the compressor. It is set to be smaller than the force generated in. Accordingly, the force due to the differential pressure generated on the left surface 32 and the right surface 33 of the valve body 31 overcomes the spring force, and the valve body 31 moves to the left side. Since other configurations are the same as those in the first or second embodiment, description thereof is omitted.
  • the valve body 31 is moved by the differential pressure and the spring force acting on the valve body 31, and the first flow path 36 having a different flow path area and The second flow path 37 can be arbitrarily switched, and an oil amount appropriate for the operating condition can be supplied to the low-pressure side bearings 7A, 8A, 8B.
  • the reliability of a compressor can be ensured by performing the operation
  • Example 4 of the screw compressor of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an oil supply amount adjusting unit in the fourth embodiment, corresponding to FIG. 3
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an oil supply amount adjusting unit in the fourth embodiment, corresponding to FIG.
  • the description of the same parts as those in the first to third embodiments will be omitted, and the description will focus on the parts different from the first to third embodiments.
  • the fourth embodiment is the same in that the valve body 31 is provided with the first flow path 36 and the second flow path 37, but the first flow path 36 is disposed on the right side of the valve body 31 with the first flow path 36.
  • the two flow paths 37 are different from those of the first to third embodiments in that they are formed on the left side.
  • the valve body 31 is provided so as to be able to reciprocate by sliding in a cylinder 35 formed in a casing (the motor casing 1 or the main casing 2), and a spring 34 is a cylinder on the right surface 33 side of the valve body.
  • the points are the same as those in the first embodiment.
  • the suction side communication passage 40A is connected to the cylinder 35 of the valve body left surface 32 through the communication hole 39B.
  • An electromagnetic valve 38A is provided in the path of the suction side communication path 40A, and the electromagnetic valve 38A is connected to the controller 48.
  • the pressure measuring devices 46, 47 are provided.
  • the opening / closing control of the electromagnetic valve 38A is performed according to the differential pressure between the suction pressure and the discharge pressure measured by (see FIG. 1).
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the valve body 31 When increasing the amount of oil supplied to the bearing, as shown in FIG. 12, the valve body 31 is moved to the left side so that the first flow path 36 having a large flow path area is opened to the oil supply path 15B.
  • the solenoid valve 38A is opened. Accordingly, the suction side pressure Ps acts on the left surface 32 of the valve body 31 through the communication hole 39B. Further, since the low pressure side (suction side) pressure Ps is constantly acting on the right surface 33 of the valve body 31 from the communication hole 39A, the differential pressure generated on the left surface 32 and the right surface 33 of the valve body 31 is eliminated, and the spring The valve element 31 is moved to the left by the spring force of 34.
  • the valve body 31 When reducing the amount of oil supplied to the bearing, as shown in FIG. 13, the valve body 31 is moved to the right side to open the second flow path 37 having a small flow area to the oil supply path 15B. Therefore, by closing the solenoid valve 38A, the high-pressure oil in the oil supply passage 15B flows from the gap (leakage means) 42 between the valve body 31 and the cylinder 35 into the communication hole 39B through the groove 49 (see FIG. 6). High pressure oil. As a result, the pressure acting on the left surface 32 of the valve body 31 gradually increases to the high pressure side (discharge side) pressure Pd, and the valve body 31 moves to the right side (spring side).
  • the valve body 31 is moved by the differential pressure and the spring force acting on the valve body 31, and the first flow path groove 36 having a different flow path area is obtained.
  • the second flow path 37 can be arbitrarily switched, and an oil amount appropriate for the operating condition can be supplied to the low-pressure side bearings 7A, 8A, 8B.
  • the discharge side communication passage 40B and the electromagnetic valve 38B provided in the discharge side communication passage 40B in each of the above embodiments are not required, the configuration can be simplified and the cost can be reduced. it can.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between the differential pressure and the oil supply amount when the two oil supply amount adjusting units 30 in the respective embodiments are connected in series.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating two oil supply amount adjusting units 30 in series. It is a valve body front view explaining the upstream valve body (a) and the downstream valve body (b) when arrange
  • the oil supply amount adjusting unit 30 in the first to fourth embodiments is provided in two locations in series with the oil supply passage 15B, so that the oil supply amount with respect to the differential pressure is adjusted more finely as shown in FIG. It is made to be able to.
  • the oil supply passage 15B is provided with an upstream oil supply amount adjusting unit 30A and a downstream oil supply amount adjusting unit 30B.
  • the valve body 31A in the upstream oil supply amount adjusting unit 30A includes a first flow path 36A having a large flow path area and a second flow path 37A having a small flow path area.
  • the valve body 31B in the downstream oil supply amount adjusting unit 30B includes a first channel 36B having a large channel area and a second channel 37B having a small channel area. is doing.
  • first flow path 36B of the valve body 31B has a flow area larger than the first flow path 36A of the valve body 31A, and the second flow path 37B of the valve body 31B is the second flow of the valve body 31A.
  • the flow path area is narrower than the path 37A.
  • the curve A shows the amount of oil supply with respect to the differential pressure in the flow path combined so that the first flow path 36A of the valve body 31A and the first flow path 36B of the valve body 31B are opened in the oil supply path 15B.
  • curve B shows the change in the amount of oil supplied with respect to the differential pressure in the flow path combined so that the second flow path 37A of the valve body 31A and the first flow path 36B of the valve body 31B are opened in the oil supply passage 15B.
  • C shows a change in the amount of oil supplied with respect to the differential pressure in the flow path combined so that the second flow path 37A of the valve body 31A and the second flow path 37B of the valve body 31B are opened in the oil supply path 15B.
  • the operation state when the differential pressure is smaller than the predetermined value (first predetermined value) c1 is the low differential pressure operation, the operation state when the differential pressure is the predetermined value c1 or more, the standard operation,
  • An operation state in which the differential pressure is not less than a predetermined value (second predetermined value) c2 at which the differential pressure is particularly larger than the predetermined value c1 is defined as a high load operation.
  • a predetermined value (third predetermined value) between the predetermined values c1 and c2 is also set. These predetermined values c1, c2, c3 are preset in the controller 48.
  • the oil in the oil supply passage 15B is supplied to the first flow path 36A of the valve body 31A and the valve body 31B.
  • the bearing load increases and the temperature of the compressed gas also increases, so the amount of oil supplied to the bearing is increased to increase reliability and cooling.
  • the oil in the oil supply passage 15B flows as a combination of the first flow path 36A of the valve body 31A and the first flow path 36B of the valve body 31B. Accordingly, the reliability of the bearing can be improved by increasing the amount of lubrication, increasing the amount of lubrication to the bearing, and promoting lubrication and cooling of the bearing.
  • the valve bodies 31A and 31B are operated, and the first flow paths 36A and 36B and the second flow paths 37A and 36B are operated.
  • the amount of oil supply can be finely adjusted with respect to the differential pressure (operating conditions).
  • the amount of oil supply can be adjusted according to the operating conditions, which is particularly effective for improving the performance of the compressor.
  • the second flow path 37A and the first flow path 36B are combined.
  • the first flow path 36A and the second flow path 37B may be combined.
  • finer oil supply amount control is possible.
  • the number of the oil supply amount adjusting units 30 is not limited to two, but may be three or more in series if there are a plurality.
  • FIG. 16 to 18 show examples of the groove shape 45 of the first flow paths 36, 36A, 36B and the second flow paths 37, 37A, 37B formed in the valve bodies 31, 31A, 31B in the respective embodiments. It is shown.
  • FIG. 16 is an enlarged view of a main part showing a first example of the groove shape 45, and is an example in which the groove shape 45 formed in the valve bodies 31, 31A, 31B is an edge shape.
  • FIG. 17 is an enlarged view of a main part showing a second example of the groove shape 45, and is an example in which the groove shape 45 formed in the valve bodies 31, 31A, 31B is an arc shape.
  • FIG. 16 is an enlarged view of a main part showing a first example of the groove shape 45, and is an example in which the groove shape 45 formed in the valve bodies 31, 31A, 31B is an edge shape.
  • FIG. 17 is an enlarged view of a main part showing a second example of the groove shape 45, and is an example in which the groove shape 45 formed in the valve
  • FIGS. 16 to 18 is an enlarged view of a main part showing a third example of the groove shape 45, and is an example in which the groove shape 45 formed in the valve bodies 31, 31A, 31B is V-shaped.
  • the groove shapes 45 of the first flow paths 36, 36A, 36B and the second flow paths 37, 37A, 37B are not limited to those shown in FIGS. 16 to 18 and may be other shapes.
  • the oil supply amount adjusting unit 30 provided in the oil supply passage 15B to the low-pressure side bearings 7A, 8A, and 8B has been described.
  • the oil supply passage to the high-pressure side bearings 9A, 9B, 10A, and 10B is described. It can implement similarly about the said oil supply amount adjustment part 30 provided in 15C. That is, if the bearing that supports the screw rotor is provided with an oil supply passage for supplying oil with a differential pressure, the oil supply amount adjusting unit 30 as shown in the above-described embodiments is provided in the middle of the oil supply passage.
  • the invention can be similarly implemented.
  • each embodiment of the present invention by moving a valve body having a plurality of flow passages having different flow passage areas according to the differential pressure between the high pressure side and the low pressure side, Since the oil supply amount supplied to the low pressure side bearing is adjusted by switching the flow path, the oil supply amount can be varied during operation, and the bearing is required even when the differential pressure is small. A sufficient amount of oil can be secured to promote lubrication and cooling of the bearing, and even if the differential pressure increases under the standard operating conditions where performance is required, the oil supply amount is prevented from increasing more than necessary. And the effect which can suppress that the heating amount of suction
  • the amount of oil supply can be adjusted during the operation of the compressor, the amount of oil supply can be appropriately controlled according to the operating condition of the compressor, Therefore, it is possible to increase the stirring loss of the oil and to suppress the heating loss due to the oil of the suction gas, so that the compressor performance can be improved.
  • the valve body should be configured so that the oil passage area is large. Thus, a highly reliable screw compressor can be obtained.
  • the present invention is suitable for a screw compressor that compresses a low GWP refrigerant such as R32. That is, in a screw compressor that compresses a high-temperature refrigerant such as R32, the oil is heated by the high-temperature refrigerant to become a higher temperature, and this high-temperature oil is discharged to the suction port side after bearing lubrication. The flowing suction refrigerant gas is heated to a higher temperature, and the heating loss is particularly increased.
  • the amount of oil supply can be reduced to an appropriate amount, so that the heating loss of the refrigerant gas sucked into the compression chamber can be suppressed, and the performance deterioration due to the heating loss of the refrigerant gas is suppressed. it can.
  • this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
  • an example in which the present invention is applied to a twin screw compressor has been described, but the present invention can be similarly applied to a single screw compressor or the like.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
  • information such as programs for realizing each function and judgment values may be placed in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD. it can.
  • a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive)
  • a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD. it can.

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Abstract

 運転中に給油量を可変できるようにして、差圧が小さい場合でも軸受が必要とする給油量を確保し、差圧が増加した場合でも、給油量が必要以上に増加するのを抑制する。 スクリュー圧縮機は、スクリューロータと、該スクリューロータを駆動するための電動機と、前記スクリューロータを支持する軸受と、これらを収納するケーシングを備える。また、前記ケーシングに形成され、高圧側の油を前記軸受に低圧側との差圧で給油するための給油通路と、この給油通路の途中に設けられた給油量調整部を備え、前記給油量調整部は、シリンダと、このシリンダ内を往復動自在に設けられた弁体と、該弁体に設けられ流路面積の異なる複数の流路を有し、前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記弁体を移動させることにより前記複数の流路を切り替えて、前記軸受に供給される給油量を調整する。

Description

スクリュー圧縮機
 本発明はスクリュー圧縮機に関し、特に、空気調和機、チラーユニット、冷凍機などに使用される密閉型或いは半密閉形のスクリュー圧縮機に好適なものである。
 スクリュー圧縮機は、例えば、互いに噛み合う雄ロータと雌ロータの一対のスクリューロータを備えており、前記雄ロータと雌ロータはそれぞれころ軸受と玉軸受により回転可能に支持されている。
 前記ころ軸受や玉軸受には、転がり面や滑り面があるが、これらの面に薄い油膜を形成して、金属と金属が直接接触するのを防止する必要があり、このため油潤滑が必要となる。なお、油潤滑の効果としては、摩擦及び磨耗の低減の他、摩擦熱の排出、軸受寿命の延長、さび止め、異物の侵入防止などの効果がある。
 前記スクリューロータは高速回転するため、前記各軸受部には摩擦熱が発生する。そこで、潤滑油を軸受内に強制的に供給して前記各軸受を潤滑すると共に、前記各軸受では、発生する摩擦熱を前記強制給油された潤滑油を介して外部へ排出する強制潤滑方式を採用している。
 即ち、前記各軸受に連通する油通路をスクリュー圧縮機のケーシングなどに設け、該スクリュー圧縮機の吐出側の圧力と吸込側の圧力との差圧を利用して潤滑油を、前記油通路を介して前記各軸受に強制給油する強制潤滑が行われる。 
 なお、この種従来技術としては、特開2014-118931号公報(特許文献1)に記載のものなどがある。
特開2014-118931号公報
 前記軸受へ強制給油された潤滑油(以下、単に油ともいう)の一部は、スクリュー圧縮機への吸入ガスと共に前記スクリューロータで形成される圧縮室に流入し、スクリューロータの潤滑、シール、圧縮熱の冷却などを行うが、この軸受への給油量を適正な量に調整することにより、吸入ガスの油による加熱や油の攪拌による損失を抑制することができ、圧縮機性能の向上に効果がある。
 一般に、従来の差圧による強制潤滑方式においては、給油経路中に給油絞り(オリフィス)を設けて、この給油絞りの寸法により給油量を調整するようにしている。しかし、給油量は、前記給油絞りの寸法と差圧により決まるため、最悪条件である最低差圧条件においても軸受が必要とする給油量を確保することを最優先して、前記給油絞りの寸法を決めていた。このため、最低差圧条件以外の運転条件では差圧が大きくなるほど給油量が増加して適切な給油量に調整することが困難であり、給油量が多くなると軸受潤滑後に吸入側に排出される油の増加に伴い吸入ガスの加熱量が増加して性能が低下する。また、吸入側に排出された油は圧縮作動室に吸い込まれるので、給油量の増加に伴い圧縮作動室内で油が攪拌されることによる動力損失も増加し、この面からも性能が低下する。
 前記給油絞りの絞り量を大きくして給油量を少なくすると、最低差圧条件において軸受が必要とする給油量を十分確保することができず、軸受の信頼性が低下するだけでなく、圧縮作動室内の油の不足により、該圧縮作動室に形成されるシールラインからの漏れが増加して性能低下を引き起こす課題があった。
 なお、上記特許文献1のものでは、高圧側軸受を潤滑する油が流通する潤滑路と、圧縮室に供給された後の油を前記潤滑路に流通させるための隙間が設けられたシール部と、油溜りと前記潤滑路を連通する連通路と、差圧が所定圧力よりも大きい場合に前記連通路を閉じ、差圧が所定圧力よりも小さい場合に前記連通路を開く弁体を有している。これにより前記高圧側軸受に対する給油量を最適化するように構成している。
 しかし、特許文献1のものでは、前記弁体の反バネ側には高圧の油圧が作用し、前記弁体のバネ側には低圧の油圧が作用しているから、起動直後のような高低差圧が無い状態、若しくは所定の圧力以下の場合のみ給油量を増やすことができるが、高低差圧が所定の圧力以上確保されている場合には、前記弁体はバネ側に移動し閉止するため、運転中に給油量を可変することができない課題がある。更に、圧縮機の発停頻度の多い使い方をした場合、前記弁体が圧縮機の発停に合わせて開閉を繰り返すため、摩耗粉の発生や摺動部に割れが発生して、軸受の信頼性が低下する可能性がある。
 本発明の目的は、運転中に給油量を可変できるようにして、差圧が小さい場合でも軸受が必要とする十分な給油量を確保し、性能が要求される標準運転条件となって差圧が増加した場合でも、給油量が必要以上に増加するのを抑制できるスクリュー圧縮機を得ることにある。
 上記目的を達成するため本発明は、スクリューロータと、該スクリューロータを駆動するための電動機と、前記スクリューロータを支持する軸受と、これらを収納するケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、前記ケーシングに形成され、高圧側の油を前記軸受に低圧側との差圧で給油するための給油通路と、この給油通路の途中に設けられた給油量調整部を備え、前記給油量調整部は、シリンダと、このシリンダ内を往復動自在に設けられた弁体と、該弁体に設けられ流路面積の異なる複数の流路を有し、前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記弁体を移動させることにより前記複数の流路を切り替えて、前記軸受に供給される給油量を調整することを特徴とする。
 本発明の他の特徴は、スクリューロータと、該スクリューロータを駆動するための電動機と、前記スクリューロータを支持する軸受と、これらを収納するケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、前記ケーシングに形成され、高圧側の油を前記軸受に低圧側との差圧で給油するための給油通路と、この給油通路の途中に設けられた給油量調整部を備え、前記給油量調整部は、シリンダと、このシリンダ内を往復動自在に設けられた弁体と、該弁体に設けられ流路面積の大きな第1流路と、この第1流路の流路面積よりも小さな流路面積の第2流路と、前記弁体の一方側の面に、圧縮機の吸込側圧力を導いて付与するための吸入側連通路と、該吸入側連通路を開閉する電磁弁と、前記弁体に設けられ、前記給油通路の油を前記弁体の一方側の面に漏出させる漏出手段を備え、前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記電磁弁を開閉することにより、前記弁体を移動させ、前記第1流路と前記第2流路を切り替えることにある。
 本発明によれば、運転中に給油量を可変することができ、差圧が小さい場合でも軸受が必要とする十分な給油量を確保し、性能が要求される標準運転条件となって差圧が増加した場合でも、給油量が必要以上に増加するのを抑制できるスクリュー圧縮機を得ることができる効果がある。
本発明の実施例1に係るスクリュー圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 図1に示すスクリュー圧縮機の要部を示す水平断面図である。 図2に示す給油量調整部の構成を拡大して説明する断面図で、弁体の第1流路を介して軸受に給油している状態を示す図である。 図3と同様の図で、弁体の第2流路を介して軸受に給油している状態を示す図である。 実施例1における差圧と給油量との関係を説明する線図である。 実施例1における弁体の拡大図で、(a)は正面図、(b)は左側面図である。 本発明のスクリュー圧縮機の実施例2を説明する図で、図3に相当する図である。 本発明のスクリュー圧縮機の実施例2を説明する図で、図4に相当する図である。 本発明のスクリュー圧縮機の実施例3における弁体の構造を説明する拡大図で、(a)は正面図、(b)は右側面図である。 実施例3における給油量調整部を説明する図で、図3に相当する図である。 実施例3における給油量調整部を説明する図で、図4に相当する図である。 本発明の実施例4を説明する図で、図3に相当する図である。 本発明の実施例4を説明する図で、図4に相当する図である。 給油量調整部を2個直列に接続した場合の差圧と給油量との関係を説明する線図である。 給油量調整部を2個直列に配置したときの上流側の弁体(a)と下流側の弁体(b)を説明する弁体正面図である。 弁体の第1流路と第2流路の溝形状の第1例を説明する要部拡大図である。 弁体の第1流路と第2流路の溝形状の第2例を説明する要部拡大図である。 弁体の第1流路と第2流路の溝形状の第3例を説明する要部拡大図である。
 以下、本発明のスクリュー圧縮機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
 以下、本発明のスクリュー圧縮機の実施例1を図1~図6を用いて説明する。 
 図1は本発明の実施例1に係るスクリュー圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図2は図1に示すスクリュー圧縮機の要部を示す水平断面図である。これら図1及び図2を用いて本実施例1のスクリュー圧縮機の全体構成を説明する。
 図1に示す本実施例1に係るスクリュー圧縮機100は、密閉形のツインスクリュー圧縮機である。しかし、本発明は、密閉型のツインスクリュー圧縮機に限定されるものではなく、半密閉型のものでも良く、或いは上記特許文献1に記載のように、スクリューロータが1本のシングルスクリュー圧縮機のものであっても良い。
 図1において、スクリュー圧縮機100は、互いに密封関係に接続されたモータケーシング1、メインケーシング2及び吐出ケーシング3によりケーシングが構成されている。なお、前記ケーシングは鋳物で形成されている。
  前記モータケーシング1には、圧縮機構部を駆動させるための駆動用モータ(電動機)4が収納されている。この駆動用モータ4は、前記モータケーシング1内に固定されたステータ20と、このステータ20の内側に回転自在に設けられたモータロータ21とを備え、前記モータケーシング1の外部の端子箱51内に設けられた電源端子52とケーブル53を介して前記駆動用モータ4に電力が供給される。
 前記モータケーシング1の端部には、吸入口18が設けられ、この吸入口18には異物を捕集するストレーナ19が取り付けられている。このストレーナ19は、固定フランジ65と前記モータケーシング1に挟まれて固定されている。また、前記固定フランジ65には、冷凍サイクル(図示せず)を循環する冷媒を吸入するための吸入配管64が接続されている。
 前記メインケーシング2には、円筒状ボア5と、この円筒状ボア5に冷媒ガスを導入するための吸入ポート6が形成されている。また、前記円筒状ボア5内には、図2に示すように、ころ軸受7A,8A,9A及び玉軸受10Aで回転可能に支持された雄ロータ11Aと、ころ軸受8B,9B及び玉軸受10Bで回転可能に支持された雌ロータ11Bが互いに噛み合わせて収納され、前記雄ロータ11Aと前記雌ロータ11Bにより、互いに噛み合う雄・雌一対のスクリューロータが構成されている。このスクリューロータと前記メインケーシング2に形成された円筒状ボア5などにより前記圧縮機構部が構成されている。
 図1、図2に示すように、前記雄ロータ11Aの軸は、低圧側で前記駆動用モータ4のモータロータ21に直結されている。また、前記メインケーシング2の側面には、油分離器12が一体に形成されており、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒ガスと油が前記油分離器12に入って分離され、分離された油は前記油分離器12下部に形成された油溜め14に溜められるように構成されている。従って、この油溜め14部の圧力は吐出側圧力と同等の圧力となっている。
 前記吐出ケーシング3には、前記ころ軸受9A,9B及び玉軸受10A,10Bが収納され、また前記油分離器12に連通する冷媒ガスの吐出通路(図示せず)が形成されている。この吐出ケーシング3は、ボルトによって前記メインケーシング2に固定されている。また、前記吐出ケーシング3内には、前記ころ軸受9A,9B及び玉軸受10A,10Bを収納する軸受室16A,16Bが形成されており、更に前記軸受室16A,16Bを閉止する遮蔽板17が前記吐出ケーシング3の外方側端部に取り付けられている。
 前記雄ロータ11A及び前記雌ロータ11Bの低圧側の軸は前記ころ軸受7A,8A,8Bで支持され、前記雄ロータ11A及び前記雌ロータ11Bの高圧側の軸は前記ころ軸受9A,9B,及び前記玉軸受10A,10Bで支持されている。従って、前記ころ軸受7A,8A,8Bは低圧側軸受を構成し、前記ころ軸受9A,9B及び前記玉軸受10A,10Bは高圧側軸受を構成している。
 スクリュー圧縮機100の前記各ケーシング1~3には、図2に示すように、前記油分離器12の油溜め14の油を前記各軸受に差圧で供給するための給油通路15A,15B,15Cが形成されている。また、本実施例では、前記低圧側軸受(ころ軸受7A,8A,8B)への前記給油通路15Bと、前記高圧側軸受(ころ軸受9A,9B及び玉軸受10A,10B)への前記給油通路15Cの途中には、それぞれ後述する給油量調整部30が設けられている。
 また、図1に示すように、前記スクリュー圧縮機100には、スライド弁26、ロッド27、油圧ピストン28及びコイルばね29などにより構成される容量制御機構部が設けられている。前記スライド弁26は前記メインケーシング2内に軸方向に形成された凹部2a内に往復動自在に収納されている。このスライド弁26の位置を移動させることにより、前記雄ロータ11Aと雌ロータ11Bとの噛合い部に吸込まれた冷媒ガスの一部を吸入側へバイパスして、圧縮機の容量を制御可能に構成している。
 前記ロッド27、油圧ピストン28及びコイルばね29は前記吐出ケーシング3に収納されている。また、前記油圧ピストン28及びコイルばね29は吐出ケーシング3内に軸方向(図1の左右方向)に形成したシリンダ3a内に設けられている。前記コイルばね29は、前記シリンダ3a内において前記油圧ピストン28よりも前記スライド弁26側に配置され、油圧ピストン28を常に反スライド弁26側(図示右方向)に押圧する力を付与している。
 前記油圧ピストン28は、前記シリンダ3a内に軸方向に摺動可能に収納されており、前記シリンダ3aのシリンダ室Q内に油を給排して、前記シリンダ室Q内の油量を調整することにより、前記油圧ピストン28を移動させる。この油圧ピストン28の動作が前記ロッド27を介して前記スライド弁26に伝達されることにより、該スライド弁26の位置が軸方向に移動され、圧縮機を所定の容量で運転することが可能となる。 
 なお、図1では、シリンダ室Q内に油を給排して油量を調整するための油圧系統や該油圧系統を開閉する電磁弁などの図示を省略している。
 次に、図1、図2に示すスクリュー圧縮機における冷媒ガス及び油の流れについて説明する。前記モータケーシング1に設けられた前記吸入口18から吸入された低温、低圧の冷媒ガスは、前記ストレーナ19で異物が捕集された後、前記駆動用モータ4とモータケーシング1の間に設けられたガス通路4a、及び駆動用モータ4のステータ20とモータロータ21間のエアギャップ4bを通過し、駆動用モータ4を冷却する。
 前記駆動用モータ4を冷却後の冷媒ガスは、前記メインケーシング2に形成された前記吸入ポート6から、前記雄ロータ11Aと雌ロータ11Bの噛み合い歯面と、メインケーシング2により形成される圧縮室(圧縮作動室)に吸入される。その後、前記駆動用モータ4と直結された前記雄ロータ11Aの回転と共に、該雄ロータ11Aと雌ロータ11Bの噛み合い歯面と、メインケーシング2により形成される前記圧縮室に密閉され、該圧縮室の縮小により徐々に圧縮され、高温、高圧の冷媒ガスとなって、前記メインケーシング2に一体に形成されている前記油分離器12内へ吐出される。
 上記圧縮時に前記雄ロータ11A及び雌ロータ11Bに作用する圧縮反力の内、ラジアル荷重については前記ころ軸受7A,8A,8B,9A,9Bにより支持し、スラスト荷重については前記玉軸受10A,10Bにより支持する。
 これらころ軸受7A,8A,8B,9A,9B及び玉軸受10A,10Bへの潤滑用の油の供給について説明する。まず、前記メインケーシング2の高圧側である前記油分離器12の油溜め14の油を、低圧側との差圧により、前記給油通路15Aを介して導入し、前記給油通路15B,15Cに分岐する。前記給油通路15Bに分岐された油は、前記給油量調整部30を通り、前記低圧側軸受(吸入側軸受;ころ軸受7A,8A,8B)を潤滑及び冷却し、前記吸入ポート6側へ排出される。
 また、前記給油通路15Cに分岐された油も、前記給油通路15Cに設けられている前記給油量調整部30を通り、前記高圧側軸受(吐出側軸受;ころ軸受9A,9B、玉軸受10A,10B)を潤滑及び冷却し、前記吸入ポート6側或いは吸込完了直後の圧縮室などへ排出される。
 前記各軸受潤滑後に排出された油は、圧縮冷媒ガスと共に前記圧縮作動室を潤滑しながら流れて、前記圧縮冷媒ガスと共に吐出され、前記油分離器12内へ流入する。この油分離器12内で、油は該油分離器12下部に設けた油溜め14に再び溜められ、前記圧縮冷媒ガスは前記冷凍サイクルへと送られる。
 なお、図1に示す46はスクリュー圧縮機100に吸入される吸入冷媒ガスの圧力を測定するために前記吸入配管64に設けられた吸入圧力測定装置(吸入圧力センサ)、47はスクリュー圧縮機100から吐出される圧縮冷媒ガスの圧力を測定するために吐出配管66に設けられた吐出圧力測定装置(吐出圧力センサ)、48は前記吸入圧力測定装置46と前記吐出圧力測定装置47で測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記給油量調整部30を制御するためのコントローラである。なお、詳細に説明すると、前記コントローラ48では、前記吸入圧力測定装置46と前記吐出圧力測定装置47からの信号を吸入圧力と吐出圧力に変換し、これら吸入圧力と吐出圧力との差から前記差圧を計算し、この差圧を予めコントローラ48に設定されている所定値と比較し、この比較結果に応じて前記給油量調整部30を制御するものである。
 次に、図3及び図4を用いて、図2に示す給油通路15B側に設けた給油量調整部30付近の構成を詳細に説明する。なお、給油通路15C側に設けた給油量調整部30についても同様の構成であるので、説明を省略する。 
 図3は図2に示す給油量調整部30の構成を拡大して説明する断面図で、弁体の第1流路36を介して軸受に給油している状態を示す図、図4は図3と同様の図で、弁体の第2流路37を介して軸受に給油している状態を示す図である。
 図3及び図4において、前記給油通路15Bに設けられた前記給油量調整部30は、前記給油通路15B途中の前記ケーシングに形成されたシリンダ35と、このシリンダ35内を摺動して往復動自在に設けられた弁体31と、該弁体31に設けられ流路面積の異なる複数の流路(第1流路36、第2流路37)と、前記弁体31の右側のシリンダ35内に配置され、前記弁体31を常に図示左方向に押圧する力を付与するバネ34を有している。前記弁体31は高圧側(吐出側)と低圧側(吸入側)の差圧に応じて移動され、これにより前記複数の流路を切り替えて、前記低圧側軸受(ころ軸受7A,8A,8B)に供給される給油量を調整するように構成されている。
 即ち、前記弁体31には、流路面積の大きな前記第1流路36と、この第1流路36の流路面積よりも小さな流路面積の前記第2流路37が形成されている。また、前記弁体31の一方側の面(弁体左面)32に、圧縮機の吸入側圧力を導いて付与するための吸入側連通路40Aと、圧縮機の吐出側圧力を導いて付与するための吐出側連通路40Bとを設け、前記各連通路40A,40Bを開閉することにより、前記弁体31の一方側の面32に吐出側圧力または吸入側圧力を付与して前記弁体31を移動させ、該弁体31に形成されている前記第1流路36と前記第2流路37を切り替えるようにしている。
 なお、39Aは圧縮機内部の吸入側(低圧側)圧力を前記弁体31の右面33に付与するための連通孔、39Bは前記弁体31の左面32に、前記吸入側連通路40Aからの吸入側圧力または前記吐出側連通路40Bからの吐出側圧力を導入するための連通孔である。また、42は弁体31とシリンダ35と間に形成されている隙間である。
 前記吸入側連通路40Aには電磁弁38Aが、前記吐出側連通路40Bには電磁弁38Bが設けられており、これらの電磁弁38A,38Bはコントローラ48により制御される。即ち、図1に示すように、吸入圧力を測定する前記吸入圧力測定装置46と、吐出圧力を測定する吐出圧力測定装置47を備えており、前記吸入圧力測定装置46と前記吐出圧力測定装置47で測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記コントローラ48は前記電磁弁38A,38Bの開閉を制御する。
 例えば、前記測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧が前記コントローラ48に予め設定された所定値よりも小さい場合、図3に示すように、前記コントローラ48は前記電磁弁38Aを閉、前記電磁弁38Bを開とすることにより、前記吐出側連通路40B及び前記連通孔39Bを介して吐出側の高圧油を前記シリンダ35内に導入して、圧縮機の吐出側圧力Pdを前記弁体31の左面32に付与する。本実施例では、前記弁体31の右面33には前記連通孔39Aを介して吸入側圧力Psが付与されている。
 ここで、前記バネ34のバネ力は、圧縮機の運転条件内で、吐出圧力(高圧側圧力;吐出側の油圧)と吸入圧力(低圧側圧力)との最低差圧時に、この差圧により前記弁体31に生じる力よりも小さく設定されている。従って、弁体左面32と弁体右面33に生じる差圧による力が、前記バネ力に打ち勝ち、前記弁体31は図3に示すように、右側に移動し、給油通路15Bに弁体31の第1流路36が連通する。この第1流路36は流路面積が大となっているので、前記差圧が小さい場合でも十分な油を前記低圧側軸受7A,8A,8Bに供給することができる。
 また、前記測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧が前記コントローラ48に予め設定された所定値以上の場合には、図4に示すように、前記コントローラ48は前記電磁弁38Aを開、前記電磁弁38Bを閉とする。これにより、吐出側連通路40Bからの高圧の油は前記電磁弁38Bで閉止され、前記連通孔39B内の高圧の油圧は前記電磁弁38Aを通り吸入側に流出する。従って、前記吸入側連通路40A及び前記連通孔39Bを介して圧縮機の吸入側圧力Psが前記弁体31の左面32に付与されることになる。前記弁体右面33にも吸入側圧力Psが付与されているが、前記弁体31は前記バネ34により左側に押圧されているので、前記弁体31は図4に示すように左側に移動し、給油通路15Bに弁体31の第2流路37が連通する。この第2流路37は流路面積が小さいので、前記差圧が大きい場合でも前記低圧側軸受7A,8A,8Bへの油の供給が過剰になるのを抑制することができる。
 このように本実施例によれば、前記弁体31に作用する差圧とバネ力により、該弁体31を動かして、流路面積の異なる第1流路溝36と第2流路37を任意に切り替えることができ、運転条件に対して適切な油量を前記低圧側軸受7A,8A,8Bに供給することができる。 
 なお、前記電磁弁38A,38Bの代わりに、三方弁を用いて前記吸入側連通路40Aと前記吐出側連通路40Bを切り替えるように構成しても良い。
 次に、前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記弁体を移動させることにより、前記第1流路と第2流路を切り替えて軸受への給油量を変化させる具体例を、図5を用いて説明する。図5は実施例1における前記差圧と給油量との関係を説明する線図であり、図において、曲線Aは給油通路15Bに前記弁体31の第1流路36が開口している場合の差圧に対する給油量の変化、曲線Bは給油通路15Bに前記弁体31の第2流路37が開口している場合の差圧に対する給油量の変化を示している。第1流路36の流路面積は第2流路37の流路面積よりも大きいので、差圧に対する給油量も多くなっている。
 なお、図5では、差圧が所定値(第1所定値)c1よりも小さいときの運転状態を低差圧運転、差圧が前記所定値c1以上のときの運転状態を標準運転としている。更に、本実施例では、差圧が前記所定値c1よりも大きい所定値(第2所定値)c2も設定されており、差圧が特に大きくなる前記第2所定値c2以上の運転状態を高負荷運転としている。これらの所定値c1,c2は前記コントローラ48に予め設定されている。
 差圧が前記所定値c1よりも小となる低差圧運転時は、図3に示したように、給油通路15Bの油を、前記第1流路36を介して流すことにより、差圧が小さい場合でも十分な給油量を確保して、軸受の潤滑及び冷却を促進することで、軸受の信頼性を向上することができる。
 また、差圧が前記所定値c1以上となり、性能が要求される標準運転条件となった場合には、前記弁体31を動かし、第1流路36から第2流路37に切り替え(図4参照)、給油通路15Bの油を、前記第2流路37を介して流す。これにより、図5の曲線Bに示すように、給油量の増加を抑制することができ、軸受冷却後の高温の油により吸入冷媒ガスが加熱されるのを減少させることができる。更に、圧縮室に吸い込まれた油の攪拌損失も減少させることができるので、性能向上を図ることが可能となる。
 更に、本実施例では、差圧が前記所定値c2以上となる高負荷運転時には、軸受負荷が大きくなり且つ圧縮ガスの温度も高温になるので、軸受への油の供給量を増加させて信頼性を高めると共に、冷却も促進するため、再び給油通路15Bの油を、前記第1流路36を介して流すことにより、図5の曲線Aで示すように、給油量を増大するように制御している。
 次に、図6により、前記弁体31の構造を説明する。図6は実施例1における弁体31の拡大図で、(a)は正面図、(b)は左側面図である。この図に示すように、弁体31の弁体左面32には、弁体31の外周側から中心側に向かう溝49が形成されている。この溝49は、前記弁体31とシリンダ35との間の前記隙間42(図3、図4参照)と連通するように形成され、この溝49を介して、前記隙間42と前記弁体左面32のシリンダ室内或いは前記連通孔39Bとが連通するようにしている。
 また、図3、図4に示した前記電磁弁38A,38Bは、本実施例では、通電開方式の電磁弁(電磁弁に通電すると開、通電停止すると閉に動作する電磁弁)を使用している。
 このようにすることにより、例えば、前記電磁弁38A,38Bが故障し、電磁弁を開くことができない場合、給油通路15Bの高圧の油が、前記弁体31と前記シリンダ35との間の前記隙間42から、前記溝49を介して、弁体左面32側のシリンダ室或いは前記連通孔39Bに流入する。従って、前記弁体左面32に作用する圧力は徐々に上昇するので、前記弁体31は右側(バネ側)に移動し、流路面積が大きい前記第1流路36が前記給油通路15Bに開口する。従って、前記電磁弁38A,38Bが故障した場合には、運転条件に関わらず、常に十分な量の油を軸受に供給することができるから、運転中に故障が発生しても信頼性を確保できる効果がある。
 また、電磁弁38Bのコイルのみが故障して電磁弁38Bを開くことができなくなった場合には、電磁弁38Aを閉じることで、給油通路15Bの高圧の油が、弁体31とシリンダ35間の前記隙間42から前記溝49を介して、弁体左面32側のシリンダ室或いは前記連通孔39Bに流入し、上記と同様に、前記弁体31は右側に移動して、流路面積の大きい前記第1流路36が前記給油通路15Bに開口する。従って、前記電磁弁38Bのみが故障した場合でも、常に十分な量の油を軸受に供給することができる。
 電磁弁38Aのコイルのみが故障して電磁弁38Bを開くことができなくなった場合には、電磁弁38Bを常時開にすることで、給油通路15Bの高圧の油は、前記電磁弁38Bを経由して連通孔39B及び弁体左面32のシリンダ室に流入するから、弁体31は右側に移動し、流路面積の大きい前記第1流路36が給油通路15Bに開口する。従って、この場合も運転条件に拠らず十分な量の油を軸受に供給することができる。
 以上は、前記電磁弁38A,38Bとして通電開方式のものを使用した場合の例であるが、通電閉方式の電磁弁を使用した場合には、電磁弁が故障した時には該電磁弁は常に開となる。
 通電閉方式の電磁弁38A,38Bが両方または電磁弁38Aのみ故障した場合、電磁弁38Bを常に開けておくことで、弁体左面32に作用する圧力は上昇し、低圧側圧力よりも高い圧力になり、弁体31が常に右側へ押し付けられるように前記バネ34のバネ力を調整して構成することにより、流路面積が大きい第1流路36が給油通路15Bに開口し、運転条件に関わらず常に十分な量の油を軸受に供給可能になり、運転中に前記電磁弁が故障しても信頼性を確保することができる。
 以上説明した本発明の実施例によれば、運転中に給油量を可変することができ、差圧が小さい場合でも軸受が必要とする十分な給油量を確保して軸受の潤滑及び冷却を促進することができる。また、性能が要求される標準運転条件となって差圧が増加した場合でも、給油量が必要以上に増加するのを抑制して、軸受冷却後の高温の油により吸入ガスの加熱量が増加するのを抑制できる。更に、高負荷運転時には、軸受への油の供給量を増加させるので、信頼性を高めると共に、冷却を促進できる効果が得られる。
 次に、本発明のスクリュー圧縮機の実施例2を、図7及び図8を用いて説明する。図7は本実施例2を説明する図で、図3に相当する図、図8は本実施例2を説明する図で、図4に相当する図である。実施例2において上述した実施例1と同様の部分については説明を省略し、実施例1と異なる部分を中心に説明する。
 本実施例2においては、バネ35が前記弁体31の左側のシリンダ35内に設置され、常に前記弁体31を図示右方向に押圧する力を付与するように構成している。また、前記弁体31の右面33には、給油通路15Bから分岐した高圧の油が導入されるように連通路40Cが形成されている。
 前記弁体31の左面32側には、上記実施例1と同様に、吸入圧力または吐出圧力(高圧油)を導入するために、吸入側連通路40A、吐出側連通路40B、連通孔39Bを備えている。また、前記各連通路40A,40Bの経路中には、電磁弁38A,38Bが設けられており、前記電磁弁38A,38Bはコントローラ48に接続されている。前記コントローラ48は検出された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて前記電磁弁38A,38Bを開閉制御するように構成されている。
 本実施例2では、前記弁体31の右面33に前記連通路40Cを介して給油通路15Bからの高圧油を導入するよう構成しているので、圧縮機吸入側への油の排出をより低減することができ、高温の油による吸入冷媒ガスの加熱を減少して、加熱損失を低減できる。
 次に、給油量調整部30の制御について説明する。 
 軸受に供給する油量を増やす場合は、図7に示すように、前記弁体31を右側に移動させ、流路面積大の第1流路36を給油通路15Bに開口させるようにする。このためには、電磁弁38Aを閉とし、電磁弁38Bを開とする。これにより、吐出側の高圧油が、前記吐出側連通路40B及び前記連通孔39Bを通り、弁体左面32側のシリンダ35内に流入し、弁体左面32には圧縮機の吐出側圧力Pdが作用する。また、弁体右面33にも前記連通路40Cを介して吐出側の高圧油(吐出側圧力Pd)が常に作用しているから、弁体31の左面32と右面33に生じる差圧はなく、前記バネ34のバネ力で弁体31は右側へ移動する。
 軸受に供給する油量を減じる場合は、図8に示すように、前記弁体31を左側に移動させ、流路面積小の第2流路37を給油通路15Bに開口させる。このため、電磁弁38Aを開、電磁弁38Bを閉とすることで、吐出側の高圧油は電磁弁38Bで閉止され、前記連通孔39B内の高圧の油は、前記電磁弁38Aを通り吸入側に流出して、弁体左面32には吸入側圧力Psが作用する。また、弁体右面33には、前記連通孔40Cにより、吐出側圧力Pdが常に作用している。なお、前記バネ34のバネ力は、圧縮機の運転条件内で、吐出圧力(高圧側圧力Pd)と吸入圧力(低圧側圧力Ps)との最低差圧時に、この差圧により前記弁体31に生じる力よりも小さく設定されている。従って、弁体31の左面32と右面33に生じる差圧による力がバネ力に打ち勝ち、弁体31は左側へ移動する。
  なお、他の構成は上記実施例1と同様であるので、説明を省略する。
 本実施例2においても、上記実施例1と同様に、前記弁体31に作用する差圧とバネ力により、該弁体31を動かして、流路面積の異なる第1流路溝36と第2流路37を任意に切り替えることができ、運転条件に対して適切な油量を前記低圧側軸受7A,8A,8Bに供給することができる。
 なお、本実施例2においても前記電磁弁38A,38Bは、通電開方式の電磁弁を使用している。 
 例えば、前記電磁弁38A,38Bが故障し、電磁弁を開くことができない場合、給油通路15Bの高圧の油が、前記弁体31と前記シリンダ35との間の前記隙間42から、前記溝49(図6参照)を介して、弁体左面32側のシリンダ室或いは前記連通孔39Bに流入する。従って、前記弁体左面32に作用する圧力は徐々に上昇するので、弁体左面32と弁体右面33に生じる差圧が無くなるから、前記弁体31は右側(反バネ側)に移動し、流路面積が大きい前記第1流路36が前記給油通路15Bに開口する。従って、前記電磁弁38A,38Bが故障した場合には、運転条件に関わらず、常に十分な量の油を軸受に供給することができるから、運転中に故障が発生しても信頼性を確保できる効果がある。
 また、電磁弁38Bのコイルのみが故障して電磁弁38Bを開くことができなくなった場合には、電磁弁38Aを閉じることで、給油通路15Bの高圧の油が、弁体31とシリンダ35間の前記隙間42から前記溝49を介して、弁体左面32側のシリンダ室或いは前記連通孔39Bに流入し、上記と同様に、前記弁体31は右側に移動して、流路面積が大きい前記第1流路36が前記給油通路15Bに開口する。従って、前記電磁弁38Bのみが故障した場合でも、常に十分な量の油を軸受に供給することができる。
 電磁弁38Aのコイルのみが故障して電磁弁38Bを開くことができなくなった場合には、電磁弁38Bを常時開にすることで、給油通路15Bの高圧の油は、前記電磁弁38Bを経由して連通孔39B及び弁体左面32のシリンダ室に流入するから、上記と同様に、弁体31は右側に移動し、流路面積の大きい前記第1流路36が給油通路15Bに開口する。従って、この場合も運転条件に拠らず十分な量の油を軸受に供給することができる。
 以上は、前記電磁弁38A,38Bとして通電開方式のものを使用した場合の例であるが、通電閉方式の電磁弁を使用した場合には、電磁弁が故障した時には該電磁弁は常に開となる。 
 通電閉方式の電磁弁38A,38Bが両方故障した場合、電磁弁38A及び38Bの両方とも開となり、弁体左面32に作用する圧力は低圧側圧力より高い圧力になり、またバネ34のバネ力も加わり、弁体31は右側へ押し付けられ、流路面積が大きい第1流路36が油通路15Bに開口し、十分な量の油を軸受に供給可能なため、運転中に故障が生じても信頼性を確保可能となる。
 電磁弁38Aのみ故障した場合、電磁弁38Bを開とすることで、上記と同様に、弁体左面32に作用する圧力は低圧側圧力より高い圧力になり、またバネ34のバネ力も加わり、弁体31は右側へ押し付けられ、流路面積が大きい第1流路36が給油通路15Bに開口し、十分な量の油を軸受に供給可能なため、運転中に故障が生じても信頼性を確保可能となる。また、電磁弁38Bを閉とすることにより、弁体左面32に作用する圧力は低圧側(吸入側)圧力Psとなるので、弁体31を左側に移動でき、流路面積が小さい第2流路37を給油通路15Bに開口させることも可能となる。
 電磁弁38Bのみ故障した場合、電磁弁38Aを閉とすれば、弁体31を右側に移動でき、流路面積が大きい第1流路36を油通路15Bに開口させることができる。なお、電磁弁38Aを開としても、上記と同様に、弁体左面32に作用する圧力は低圧側圧力より高い圧力になり、またバネ34のバネ力も加わり、弁体31を右側に移動でき、流路面積が大きい第1流路36を油通路15Bに開口させることができる。
 本発明のスクリュー圧縮機の実施例3を図9~図11により説明する。図9は本実施例3における弁体の構造を説明する拡大図で、(a)は正面図、(b)は右側面図、図10は実施例3における給油量調整部を説明する図で、図3または図7に相当する図、図11は実施例3における給油量調整部を説明する図で、図4または図8に相当する図である。また、この実施例3において上述した実施例1や2と同様の部分については説明を省略し、実施例1や2と異なる部分を中心に説明する。
 図9は、本実施例3における弁体31の構造を示す。本実施例3においても、弁体31には第1流路36、第2流路37を設けている点では同じであるが、本実施例では、前記第1流路36及び第2流路37に、前記弁体31の外周側から中心に向かうキリ穴(油通路)43A,43Bを形成し、また前記弁体31の中心には弁体右面33に開口する軸方向のキリ穴(油通路)43Cを形成し、前記キリ穴43A,43Bと前記キリ穴43Cとが連通するように構成したものである。他の構成は上記各実施例と同様である。
 図10及び図11を用いて本実施例3における給油量調整部30の構成を説明する。
  前記キリ穴43A、43B、43Cを有する前記弁体31は、ケーシング(モータケーシング1またはメインケーシング2)に形成したシリンダ35内を摺動して往復運動可能に設けられている。また、本実施例では、上記実施例2と同様に、バネ34が前記弁体左面32側のシリンダ35内に配置され、常に弁体31を図示の右方向に押圧する力を付与している。前記弁体31の右面33側のシリンダ35は閉じられており、上述した連通孔39A(実施例1)や連通路40C(実施例2)は形成されていない。
 なお、上記実施例1や2と同様に、前記弁体左面32側のシリンダ35内には、低圧側(吸入側)圧力Psや高圧側(吐出側)圧力Pdを導入するために、連通孔39B、吸入側連通路40A及び吐出側連通路40Bを備えている。また、前記シリンダ35内の弁体右面側には空間44を設け、弁体右面33への油圧作用面を確保している。
 上記実施例1、2と同様に、前記各連通路40A,40Bの経路中には、電磁弁38A,38Bが設けられており、また前記電磁弁38A,38Bはコントローラ48に接続され、前記圧力測定装置46,47(図1参照)により測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記電磁弁38A,38Bの開閉制御を行うようにしている。
 前記弁体右面33の前記空間44には、前記キリ穴(油通路)43A,43B,43Cを介して給油通路15Bを流れる高圧油の一部が導かれ、前記空間44には高圧油が溜まるので、前記弁体右面33には吐出側(高圧側)圧力Pdが作用している。
  本実施例3では上記実施例2に対して、弁体右面33に高圧油を導入するための連通路40Cをケーシングに設ける必要がないため、給油経路を簡素化できる。
 次に、本実施例3の制御について、図10及び図11を用いて説明する。
  軸受に供給する油量を増やす場合は、図10に示すように、前記弁体31を右側に移動させ、流路面積大の第1流路36を給油通路15Bに開口させるようにする。このためには、電磁弁38Aを閉とし、電磁弁38Bを開とする。これにより、吐出側の高圧油が、前記吐出側連通路40B及び前記連通孔39Bを通り、弁体左面32側のシリンダ35内に流入し、弁体左面32には圧縮機の吐出側圧力Pdが作用する。また、前記シリンダ35内の弁体右面33側の空間44にも、前記キリ穴43A,43B,43Cを介して吐出側の高圧油が流れて油が溜まるので圧力は徐々に上昇し、この結果前記弁体右面33にも吐出側圧力Pdが作用する。従って、弁体31の左面32と右面33に生じる差圧はなくなるので、前記バネ34のバネ力で弁体31は右側へ移動する。
 軸受に供給する油量を減じる場合は、図11に示すように、前記弁体31を左側に移動させ、流路面積小の第2流路37を給油通路15Bに開口させる。このため、電磁弁38Aを開、電磁弁38Bを閉とすることで、吐出側の高圧油は電磁弁38Bで閉止され、前記連通孔39B内の高圧の油は、前記電磁弁38Aを通り吸入側に流出して、弁体左面32には低圧側(吸入側)圧力Psが作用する。また、前記シリンダ35内の弁体右面33側の空間44にも、前記キリ穴43A,43B,43Cを介して吐出側の高圧油が流れて油が溜まるので圧力は徐々に上昇し、この結果前記弁体右面33には高圧側(吐出側)圧力Pdが作用する。
 なお、前記バネ34のバネ力は、圧縮機の運転条件内で、吐出圧力(高圧側圧力Pd)と吸入圧力(低圧側圧力Ps)との最低差圧時に、この差圧により前記弁体31に生じる力よりも小さく設定されている。従って、弁体31の左面32と右面33に生じる差圧による力がバネ力に打ち勝ち、弁体31は左側へ移動する。
  なお、他の構成は上記実施例1または2と同様であるので、説明を省略する。
 本実施例3においても、上記実施例1や2と同様に、前記弁体31に作用する差圧とバネ力により、該弁体31を動かして、流路面積の異なる第1流路36と第2流路37を任意に切り替えることができ、運転条件に対して適切な油量を前記低圧側軸受7A,8A,8Bに供給することができる。 
 なお、前記電磁弁38A,38Bの故障時の動作については、上述した実施例2と同様の動作をさせることにより、圧縮機の信頼性を確保することができる。
 本発明のスクリュー圧縮機の実施例4を図12及び図13により説明する。図12は実施例4における給油量調整部を説明する図で、図3に相当する図、図13は実施例4における給油量調整部を説明する図で、図4に相当する図である。また、この実施例4において上述した実施例1~3と同様の部分については説明を省略し、実施例1~3と異なる部分を中心に説明する。
 本実施例4においても、弁体31には第1流路36、第2流路37を設けている点では同じであるが、前記第1流路36は弁体31の右側に、前記第2流路37は左側に形成している点で上記実施例1~3と異なっている。
 なお、前記弁体31は、ケーシング(モータケーシング1またはメインケーシング2)に形成したシリンダ35内を摺動して往復運動可能に設けられている点、バネ34が前記弁体右面33側のシリンダ35内に配置され、常に弁体31を図示の左方向に押圧する力を付与している点、圧縮機吸入側圧力Psを前記弁体31の右面33に付与するための連通孔39Aを備える点などは上述した実施例1と同様である。
 また、本実施例4では上記実施例1と異なり、前記弁体左面32のシリンダ35内には連通孔39Bを介して、吸入側連通路40Aのみが接続されている。前記吸入側連通路40Aの経路中には、電磁弁38Aが設けられており、前記電磁弁38Aはコントローラ48に接続されていて、上記実施例1と同様に、前記各圧力測定装置46,47(図1参照)により測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記電磁弁38Aの開閉制御を行うようにしている。
  他の構成は上記実施例1と同様である。
 次に、本実施例4の制御について、図12及び図13を用いて説明する。
  軸受に供給する油量を増やす場合は、図12に示すように、前記弁体31を左側に移動させ、流路面積大の第1流路36を給油通路15Bに開口させるようにする。このためには、電磁弁38Aを開とする。これにより、前記連通孔39Bを介して吸入側圧力Psが前記弁体31の左面32に作用する。また、前記弁体31右面33には、前記連通孔39Aから低圧側(吸入側)圧力Psが常に作用しているから、弁体31の左面32と右面33に生じる差圧はなくなり、前記バネ34のバネ力で前記弁体31を左側へ移動する。
 軸受に供給する油量を減じる場合は、図13に示すように、前記弁体31を右側に移動させ、流路面積小の第2流路37を給油通路15Bに開口させる。このため、電磁弁38Aを閉とすることで、給油通路15Bの高圧油が弁体31とシリンダ35間の隙間(漏出手段)42から溝49(図6参照)を通じて前記連通孔39Bに流入して高圧油が溜まる。この結果、弁体31の左面32に作用する圧力は徐々に上昇し、高圧側(吐出側)圧力Pdになり、弁体31は右側(バネ側)に移動する。
 本実施例4においても、上記実施例1~3と同様に、前記弁体31に作用する差圧とバネ力により、該弁体31を動かして、流路面積の異なる第1流路溝36と第2流路37を任意に切り替えることができ、運転条件に対して適切な油量を前記低圧側軸受7A,8A,8Bに供給することができる。 
 また、本実施例4によれば、上記各実施例における吐出側連通路40B、この吐出側連通路40Bに設ける電磁弁38Bが不要となるから、構成を簡素化でき、コスト低減を図ることができる。
 次に、図14及び図15を用いて、上記各実施例の変形例を説明する。図14は上記各実施例における前記給油量調整部30を2個直列に接続した場合の差圧と給油量との関係を説明する線図、図15は前記給油量調整部30を2個直列に配置したときの上流側の弁体(a)と下流側の弁体(b)を説明する弁体正面図である。
 以下説明する変形例は、上記実施例1~4の何れの形態でも適用可能である。本変形例では、上記実施例1~4における前記給油量調整部30を前記給油通路15Bに直列に2個所設けることで、図14に示すように差圧に対する給油量の調整を更に細かく行うことができるようにしたものである。
 即ち、本変形例では、前記給油通路15Bに、上流側給油量調整部30Aと下流側給油量調整部30Bを設けている。前記上流側給油量調整部30Aにおける弁体31Aは図15の(a)図に示すように、流路面積の大きな第1流路36Aと、流路面積の小さい第2流路37Aを具備している。また、下流側給油量調整部30Bにおける弁体31Bは図15の(b)図に示すように、流路面積の大きな第1流路36Bと、流路面積の小さい第2流路37Bを具備している。
 更に、前記弁体31Bの第1流路36Bは前記弁体31Aの第1流路36A以上の流路面積を持ち、前記弁体31Bの第2流路37Bは前記弁体31Aの第2流路37Aより狭い流路面積となるように構成している。
 次に、前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記各弁体31A,31Bを操作することにより、各弁体における第1流路36A,36B、第2流路37A,37Bを切り替えて軸受への給油量を変化させる具体例を、図14を用いて説明する。
 図14において、曲線Aは、給油通路15Bに、前記弁体31Aの第1流路36Aと前記弁体31Bの第1流路36Bを開口させるように組み合わせた流路における差圧に対する給油量の変化、曲線Bは給油通路15Bに、前記弁体31Aの第2流路37Aと前記弁体31Bの第1流路36Bを開口させるように組み合わせた流路における差圧に対する給油量の変化、曲線Cは、給油通路15Bに、前記弁体31Aの第2流路37Aと前記弁体31Bの第2流路37Bを開口させるように組み合わせた流路における差圧に対する給油量の変化を示している。
 また、図14において、差圧が所定値(第1所定値)c1よりも小さいときの運転状態を低差圧運転、差圧が前記所定値c1以上のときの運転状態を標準運転、また、差圧が前記所定値c1よりも特に大きくなる所定値(第2所定値)c2以上の運転状態を高負荷運転としている。更に、図14では上記所定値c1とc2の間の所定値(第3所定値)も設定されている。これらの所定値c1,c2,c3は前記コントローラ48に予め設定されている。
 差圧が前記所定値c1よりも小となる低差圧運転時は、曲線Aに示すように、給油通路15Bの油を、前記弁体31Aの第1流路36Aと、前記弁体31Bの第1流路36Bとの組合せとして流すことにより、差圧が小さい場合でも十分な給油量を確保して、軸受の潤滑及び冷却を促進することで、軸受の信頼性を向上することができる。
 また、差圧が前記所定値c1以上c2以下の性能が要求される標準運転条件となった場合には、差圧が前記所定値c1以上c3未満の場合、前記弁体31Aの第2流路37Aと、前記弁体31Bの第1流路36Bとの組合せとして流すことにより、図14の曲線Bに示すように、給油量の増加を抑制することができ、軸受冷却後の高温の油により吸入冷媒ガスが加熱されるのを減少させることができ、更に、圧縮室に吸い込まれた油の攪拌損失も減少させることができるので、性能向上を図ることが可能となる。
 差圧が前記所定値c3以上c2未満の場合、前記弁体31Aの第2流路37Aと、前記弁体31Bの第2流路37Bとの組合せとして流すことにより、図14の曲線Cに示すように、差圧が大きくなっても給油量の増加を更に抑制することができる。従って、差圧が大きくなっても吸入冷媒ガスが加熱されるのを更に抑制でき、また圧縮室に吸い込まれた油の攪拌損失も抑制して更に性能向上を図ることが可能となる。
 差圧が前記所定値c2以上となる高負荷運転時には、軸受負荷が大きくなり且つ圧縮ガスの温度も高温になるので、軸受への油の供給量を増加させて信頼性を高めると共に、冷却を促進するため、再び曲線Aに示すように、給油通路15Bの油を、前記弁体31Aの第1流路36Aと、前記弁体31Bの第1流路36Bとの組合せとして流す。これにより、給油量を増大して、軸受への給油量を増加させ、軸受の潤滑及び冷却を促進することで軸受の信頼性を向上させることができる。
 このように、給油量調整部30を2個直列に配置することにより、図14に示すように、弁体31A及び31Bを操作し、第1流路36Aと36B、第2流路37Aと36Bの組合せを切り替えることで、差圧(運転条件)に対して給油量をきめ細かく調整することができる。特に、性能が要求される標準運転条件では、運転条件に合わせて給油量を調整できるから、圧縮機の性能向上に特に有効である。
 なお、前記曲線Bでは第2流路37Aと第1流路36Bの組み合わせとしたが、第1流路36Aと第2流路37Bの組み合わせとしても良い。また、前記第2流路37Aと37Bの流路面積を変えることにより、更に細かい給油量制御も可能となる。更に、前記給油量調整部30を2個直列に配置するものには限られず、複数個であれば3個以上直列に配置するようにしても良い。
 図16~図18は前記各実施例における弁体31,31A,31Bに形成されている前記第1流路36,36A,36B、第2流路37,37A,37Bの溝形状45の例を示すものである。
  図16は、前記溝形状45の第1例を示す要部拡大図で、弁体31,31A,31Bに形成する溝形状45をエッジ形状とした例である。
  図17は、前記溝形状45の第2例を示す要部拡大図で、弁体31,31A,31Bに形成する溝形状45を円弧形状とした例である。
  図18は、前記溝形状45の第3例を示す要部拡大図で、弁体31,31A,31Bに形成する溝形状45をV字形状とした例である。
  なお、前記第1流路36,36A,36B、第2流路37,37A,37Bの溝形状45は、図16~図18に示すものには限られず、これら以外の形状にしても良い。
 また、上述した各実施例では、低圧側軸受7A,8A,8Bへの給油通路15Bに設けた前記給油量調整部30について説明したが、高圧側軸受9A,9B,10A,10Bへの給油通路15Cに設けた前記給油量調整部30についても同様に実施することができる。即ち、スクリューロータを支持する軸受に差圧で給油する給油通路を備えるものであれば、その給油通路の途中に上述した各実施例で示したような給油量調整部30を設けることにより、本発明は同様に実施できるものである。
 以上説明したように、本発明の各実施例によれば、高圧側と低圧側の差圧に応じて、流路面積の異なる複数の流路を有する弁体を移動させることにより、前記複数の流路を切り替えて、前記低圧側軸受に供給される給油量を調整するように構成しているので、運転中に給油量を可変することができ、差圧が小さい場合でも軸受が必要とする十分な給油量を確保して軸受の潤滑及び冷却を促進することができ、性能が要求される標準運転条件となって差圧が増加した場合でも、給油量が必要以上に増加するのを抑制して、軸受冷却後の高温の油により吸入ガスの加熱量が増加するのを抑制できる効果が得られる。更に、高負荷運転時にも軸受への油の供給量を増加させるようにすることにより、信頼性を更に高めると共に冷却を促進できる効果も得られる。
 このように、本発明の各実施例によれば、給油量を圧縮機の運転中に調整可能であるため、給油量を圧縮機の運転状況に応じて適切に制御することができ、給油量が過多となって、油の攪拌損失が増大したり、吸入ガスの油による加熱損失を抑制することができるから、圧縮機性能の向上を図ることができる。
 また、弁体を動かす機構にバネを有し、電磁弁の故障など、弁体を動かす機構に問題が生じた場合においても、油の流路面積が大となるように弁体を構成することにより、信頼性の高いスクリュー圧縮機を得ることができる。
 特に、本発明は、R32のような低GWP冷媒を圧縮するスクリュー圧縮機に好適である。即ち、R32のような高温冷媒を圧縮するスクリュー圧縮機では、油は前記高温冷媒により加熱されてより高温になり、この高温の油が軸受潤滑後に吸入ポート側に排出されるため、吸入ポートを流れる吸入冷媒ガスはより高い温度に加熱されて、加熱損失が特に増大する。これに対し、本発明を採用することにより、給油量を適正量に低減することができるから、圧縮室に吸込まれる冷媒ガスの加熱損失を抑制でき、冷媒ガスの加熱損失による性能低下を抑制できる。
 また、HFO1234yfやHFO1234zeのような低密度冷媒おいては、必要とする冷凍能力を得るためには増速しなければならない。このため、吸込ガスの流速が増加し、吸入ポートに排出された油との熱交換がより促進され、冷媒ガスが加熱されることになる。これに対しても、本発明を採用することにより、給油量を適正量に減ずることができるから、冷媒ガスの加熱損失による性能低下を抑制できる効果がある。
 なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例ではツインスクリュー圧縮機に本発明を適用した例について述べたが、シングルスクリュー圧縮機等にも同様に適用できるものである。 
 また、上記した実施例は本発明を分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。更に、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 また、各機能を実現するプログラム、各判定値等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
1:モータケーシング、2:メインケーシング、2a:凹部、3:吐出ケーシング、3a:シリンダ、4:駆動用モータ(電動機)、4a:ガス通路、4b:エアギャップ、5:円筒状ボア、6:吸入ポート、7A,8A,8B,9A,9B,10A,10B:軸受(7A,8A,8B:ころ軸受(低圧側軸受)、9A,9B:ころ軸受(高圧側軸受)、10A,10B:玉軸受(高圧側軸受))、11A:雄ロータ(スクリューロータ)、11B:雌ロータ(スクリューロータ)、12:油分離器、14:油溜め、15A,15B,15C:給油通路、16A,16B:軸受室、17:遮蔽板、18:吸入口、19:ストレーナ、20:ステータ、21:モータロータ、22:吐出口、26:スライド弁、27:ロッド、28:油圧ピストン、29:コイルばね、30,30A,30B:給油量調整部、31,31A,31B:弁体、32:弁体左面、33:弁体右面、34:バネ、35:シリンダ、36,36A,36B:第1流路、37,37A,37B:第2流路、38A,38B:電磁弁、39A,39B:連通孔、40A:吸入側連通路、40B:吐出側連通路、40C:連通路、42:隙間(漏出手段)、43A,43B,43C:キリ穴(油通路)、44:空間、45:溝形状、46:吸入圧力測定装置、47:吐出圧力測定装置、48:コントローラ、49:油溝、51:端子箱、52:電源端子、53:ケーブル、64:吸入配管、65:固定フランジ、66:吐出配管、100:スクリュー圧縮機。

Claims (14)

  1.  スクリューロータと、該スクリューロータを駆動するための電動機と、前記スクリューロータを支持する軸受と、これらを収納するケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、
     前記ケーシングに形成され、高圧側の油を前記軸受に低圧側との差圧で給油するための給油通路と、この給油通路の途中に設けられた給油量調整部を備え、
     前記給油量調整部は、シリンダと、このシリンダ内を往復動自在に設けられた弁体と、該弁体に設けられ流路面積の異なる複数の流路を有し、
     前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記弁体を移動させることにより前記複数の流路を切り替えて、前記軸受に供給される給油量を調整する
     ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
  2.  請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、スクリュー圧縮機における吸入圧力を検出する吸入圧力測定装置と、吐出圧力を検出する吐出圧力測定装置を備え、これらの測定装置で測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記弁体を操作して前記複数の流路を切り替えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  3.  請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、前記弁体に設けられている複数の流路は、流路面積の大きな第1流路と、この第1流路の流路面積よりも小さな流路面積の第2流路で構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  4.  請求項3に記載のスクリュー圧縮機において、前記弁体の一方側の面に、圧縮機の吐出側圧力を導いて付与するための吐出側連通路と、圧縮機の吸込側圧力を導いて付与するための吸入側連通路とを設け、前記各連通路を開閉することにより、前記弁体の一方側の面に吐出側圧力または吸込側圧力を付与して前記弁体を移動させることにより、該弁体に形成されている前記第1流路と前記第2流路を切り替えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  5.  請求項4に記載のスクリュー圧縮機において、前記弁体の他方側の面には常時吸込側圧力を付与すると共に、前記弁体を前記他方側から前記一方側に付勢するバネを設けていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  6.  請求項4に記載のスクリュー圧縮機において、前記弁体の他方側の面には常時吐出側圧力を付与すると共に、前記弁体を前記一方側から前記他方側に付勢するバネを設けていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  7.  請求項4に記載のスクリュー圧縮機において、前記吸入側連通路を開閉する電磁弁と、前記吐出側連通路を開閉する電磁弁と、圧縮機における吸入圧力を検出する吸入圧力測定装置と、吐出圧力を検出する吐出圧力測定装置を備え、前記吸入圧力測定装置と前記吐出圧力測定装置で測定された吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて、前記電磁弁を開閉することにより、前記弁体を移動させて、前記第1流路と前記第2の流路を切り替えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  8.  請求項7に記載のスクリュー圧縮機において、前記両電磁弁は、電源が遮断された場合には閉じるように動作するものを使用し、前記両電磁弁への電源が遮断されて閉状態となった場合には、流路面積の大きな前記第1流路を介して油が軸受に供給されるように前記弁体を付勢して移動させるバネを備えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  9.  請求項6に記載のスクリュー圧縮機において、前記弁体に、該弁体の他方側の面と前記給油通路とを連通させるための油通路を形成し、前記弁体の他方側の面に常時吐出側圧力を付与する構成としていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  10.  スクリューロータと、該スクリューロータを駆動するための電動機と、前記スクリューロータを支持する軸受と、これらを収納するケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、
     前記ケーシングに形成され、高圧側の油を前記軸受に低圧側との差圧で給油するための給油通路と、この給油通路の途中に設けられた給油量調整部を備え、
     前記給油量調整部は、シリンダと、このシリンダ内を往復動自在に設けられた弁体と、
     該弁体に設けられ流路面積の大きな第1流路と、この第1流路の流路面積よりも小さな流路面積の第2流路と、
     前記弁体の一方側の面に、圧縮機の吸込側圧力を導いて付与するための吸入側連通路と、
     該吸入側連通路を開閉する電磁弁と、
     前記弁体に設けられ、前記給油通路の油を前記弁体の一方側の面に漏出させる漏出手段を備え、
     前記高圧側と低圧側の差圧に応じて前記電磁弁を開閉することにより、前記弁体を移動させ、前記第1流路と前記第2流路を切り替えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  11.  請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、前記給油通路の途中に設けられた前記給油量調整部を、前記給油通路に複数直列に配設していることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  12.  請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、前記軸受は、前記スクリューロータを低圧側で支持する低圧側軸受と、前記スクリューロータを高圧側で支持する高圧側軸受とを備え、前記給油量調整部は、高圧側の油を前記低圧側軸受に差圧で給油するための給油通路の途中に設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  13.  請求項10に記載のスクリュー圧縮機において、前記給油通路の途中に設けられた前記給油量調整部を、前記給油通路に複数直列に配設していることを特徴とするスクリュー圧縮機。
  14.  請求項10に記載のスクリュー圧縮機において、前記軸受は、前記スクリューロータを低圧側で支持する低圧側軸受と、前記スクリューロータを高圧側で支持する高圧側軸受とを備え、前記給油量調整部は、高圧側の油を前記低圧側軸受に差圧で給油するための給油通路の途中に設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
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