JP6752087B2 - Screw compressor - Google Patents
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Description
本発明はスクリュー圧縮機に関する。 The present invention relates to a screw compressor.
スクリュー圧縮機では、ケーシング内の圧縮空気の冷却や、圧縮作動室内のシール性向上、摺動部の潤滑を目的としてケーシング内部に油などの液体の冷却溶媒を供給している。ロータの撹拌損失が低減させ、圧縮空気の冷却効率を向上するために、冷却に必要な油量を少なくすることで、圧縮機効率を向上することができる。また圧縮空気の冷却効率を向上し、圧縮過程を等温圧縮に近づけることができれば、空気を圧縮する仕事量が低減し、圧縮機効率を向上させることができる。圧縮空気の冷却効率の向上を目的にした従来の技術には例えば特許文献1がある。
In the screw compressor, a liquid cooling solvent such as oil is supplied to the inside of the casing for the purpose of cooling the compressed air in the casing, improving the sealing property in the compression operating chamber, and lubricating the sliding portion. In order to reduce the stirring loss of the rotor and improve the cooling efficiency of the compressed air, the compressor efficiency can be improved by reducing the amount of oil required for cooling. Further, if the cooling efficiency of the compressed air can be improved and the compression process can be brought closer to the isothermal compression, the amount of work for compressing the air can be reduced and the compressor efficiency can be improved. For example,
特許文献1では、給油位置を、圧縮開始歯溝の先行歯先から圧縮完了歯溝における後続歯先空間に設置している。給油位置を圧縮開始歯溝の先行歯先以降に設けることで、圧縮完了後の空気が存在する作動空間内に給油することができる。圧縮完了後の作動空間への給油により、空気の吸込工程中に高温の油が給油されて空気が加熱されることを防ぎ、体積効率を向上させることができる。また給油位置を圧縮完了歯溝の後続歯先以前に設けることで、圧縮作動室の圧力が低い時に給油することができる。これにより給油ポンプを使用せず圧力差による給油を行う場合にも必要給油量を確保することができる。
In
圧縮機の冷却効率を向上するためには、特許文献1の給油位置の規定のみならず、ケーシング内に供給する液体の粒径を縮小し、液体と圧縮空気の熱交換を促進させる必要がある。液体を微粒化するためにケーシングに小径の給油経路を直接加工すると、メンテナンス性が低下するとともに、加工性も低下する可能性がある。本発明は、メンテナンス性や加工性のよい液体供給部を有するスクリュー圧縮機を提供することにある。
In order to improve the cooling efficiency of the compressor, it is necessary not only to specify the refueling position in
前述の目的を達成するために、例えば、スクリューロータと、スクリューロータを収納するケーシングと、を有し、ケーシングの作動空間内に液体を供給するケーシングに設けられる液体供給部は、ケーシングと別部材で構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, for example, the liquid supply unit provided in the casing having the screw rotor and the casing for accommodating the screw rotor and supplying the liquid in the working space of the casing is a separate member from the casing. It is characterized by being composed of.
本発明は、メンテナンス性や加工性のよい液体供給部を有するスクリュー圧縮機を提供することができる。 The present invention can provide a screw compressor having a liquid supply unit having good maintainability and workability.
以下、本発明の実施形態を図1から図5を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
図1は、第1の実施形態に係る給油ノズルを装着したスクリュー圧縮機の径方向断面図である。 FIG. 1 is a radial cross-sectional view of a screw compressor equipped with a refueling nozzle according to the first embodiment.
以下、雌雄一対のスクリューロータを備えるスクリュー圧縮機について説明するが、本発明は、シングルロータやトリロータのスクリュー圧縮機にも用いることができる。また、以下、給油ノズルから供給されるのは油の場合を記載するが、液体であればよく、油以外でも例えば水や冷却溶剤でもよい。 Hereinafter, a screw compressor including a pair of male and female screw rotors will be described, but the present invention can also be used for a screw compressor of a single rotor or a trirotor. Further, although the case where oil is supplied from the refueling nozzle will be described below, it may be a liquid and may be other than oil, for example, water or a cooling solvent.
スクリュー圧縮機1は回転軸が平行で、かつらせん状の歯が噛み合うように各々回転する雄ロータ3および雌ロータ2と、雄ロータ3と雌ロータ2を収納して複数の圧縮作動室12を形成するケーシング4を備えている。
The
ケーシング4には雄ロータ3と雌ロータ2を収納するための略円筒状のボア21と、圧縮作動室12に流体を吸入するための吸入口13(図3に図示)と、圧縮された流体を圧縮作動室12の外へ吐出するための吐出口14(図3に図示)が設けられている。図示されている主給油経路5、副給油経路6、逆止弁7、給油ノズル17、小径穴18、および穴19については、図3において後述する。
The
図2は、スクリュー圧縮機の全体構造を示す軸方向断面図である。 FIG. 2 is an axial sectional view showing the entire structure of the screw compressor.
ケーシング4の内部において雄ロータ3と雌ロータ2は、それぞれラジアル軸受15によって回転可能に支持されている。雄ロータ3の軸9には、モータ(図示せず)が接続されている。圧縮機の稼働により、モータに接続されている雄ロータ3が回転運動を始める。雄ロータ3の回転に伴い、雄ロータ3とローブにより噛み合っている雌ロータ2も回転運動を始める。
Inside the
図3は、図2を側面から見た軸方向断面図である。 FIG. 3 is an axial sectional view of FIG. 2 as viewed from the side surface.
雄雌ロータが回転を始めると、ケーシング4に設けられた吸入口13から圧縮室作動室12内部へ気体が吸入される。2つのロータのローブによって形成される圧縮作動室12の容積は、ロータの回転とともに吸入口13側から吐出口14側に移動しながら縮小する。圧縮作動室12の容積縮小により、吸入口13から流入した気体は圧縮されながら吐出側に移動していく。ロータの回転角度が所定の角度に達すると、圧縮された流体はケーシング4に設けられた吐出口14を通り圧縮作動室12の外へ吐出される。圧縮作動室12の外へ吐出された圧縮流体は、吐出経路10を通ってスクリュー圧縮機1の外へ吐出される。
When the male and female rotors start to rotate, gas is sucked into the compression
本実施例における給油構造を説明する。ケーシング4には給油ノズル挿入穴16が設けられており、給油ノズル17が挿入されている。給油ノズル17は内部に衝突噴流用の給油経路を有している。そして、給油ノズル17は、穴19を経由して液体を導入し、圧縮室作動室12内部に対面する端面には小径穴18が設けられている。
The refueling structure in this embodiment will be described. The
図4は、第1の実施形態に係る給油ノズル17の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the refueling
本実施例における給油ノズル17は、例えば円柱状であって、給油ノズル17の軸方向において穴19と対向する位置に小径穴18が設けられている。また、固定部8が設けられた装着位置決め部22が設けられ、装着位置決め部22のケーシングと対向する面に、ケーシングと給油ノズルとの密閉性を高めるためのシール部材挿入溝11が形成されている。(シール部材は不図示。)なお、給油ノズル17は円柱状以外にも四角柱等の形状でもよい。四角柱等の形状である場合、装着位置決め部22は上述のような円環状ではなく、給油ノズル17の外周部に設けられるものであればよい。
The refueling
図5は、第1の実施形態に係る給油ノズルの軸方向断面図である。 FIG. 5 is an axial sectional view of the refueling nozzle according to the first embodiment.
給油経路は軸方向に延びた主給油経路5と、主給油経路5から分岐しハノ字に配列した副給油経路6から構成されている。給油ノズル17の副給油経路6側の先端にある小径穴18はケーシング4内面に開口している。もう一方の主給油経路側の穴19は油貯留空間に開口している。油貯留空間はケーシング4の外部にオイルタンクとして設置しても、ケーシング4のボア21外周面に形成してもよい。また給油ノズル17は密封性を確保するためのシール部材挿入溝11を有しており、油貯留空間と圧縮作動室12の差圧を利用した給油を行う場合にも空気の漏洩を防ぐことができる。また、給油ノズル17は内部に逆止弁7を有しており、圧縮機の運転開始時や停止時、アンロード運転と定常運転の切り替え時などに、油貯留空間の圧力よりも圧縮作動室12内部の圧力が高くなった場合に油の逆流を防ぐことができる。給油ノズル17は等ピッチの複数の固定部8、もしくは不等ピッチの複数の固定部20によりケーシング4に固定されている。また、油を指向性を持って圧縮室作動室12内部に供給したい場合には、給油ノズル17のケーシング4への回転方向の位置を規定できる構造となっている。特に図5に示した給油ノズル17の場合は、小径穴18から照射された油が衝突することで指向性を有した油を供給できるので、例えば、スクリューロータの歯溝の幅方向よりも長手方向に油を拡散させるように供給ノズルを取り付けることが可能である。
The refueling path is composed of a main refueling
図6は、図4に記載のA方向から見たときの、等ピッチの2か所の固定部を有する給油ノズルの平面図である。また、図7は、図4のA方向から見たときの、不等ピッチの4か所以上の固定部を有する給油ノズルの平面図である。 FIG. 6 is a plan view of a refueling nozzle having two fixing portions at equal pitches when viewed from the direction A shown in FIG. Further, FIG. 7 is a plan view of a refueling nozzle having four or more fixed portions having an unequal pitch when viewed from the direction A of FIG.
図6および図7においては、等ピッチの2か所の固定部8、もしくは不等ピッチの4か所以上の固定部20によりケーシング4への給油ノズル17の軸方向の装着位置を規定している。本構成により、ロータと給油ノズル17の衝突を防ぐことができ信頼性を確保できる。上述の固定部8および固定部20の個数は一例であって、他の個数であってもよいが、位置決めにおける信頼性を向上させるためには、上述の個数がよりよいと言える。また、等ピッチの2か所の固定部8、もしくは不等ピッチの4か所以上の固定部20はケーシング4への装着の回転方向を規定できるため、微粒化した油の拡散する方向を考慮し、圧縮空気と油の熱交換を促進する回転方向に規定して装着することができる。また、装着位置決め部22によって、圧縮空気が給油ノズル17とロータとの間隙から隣接する圧縮作動室12に漏洩することを防ぐことができる。さらに、給油ノズルの先端がケーシング内壁面から突出していると、ロータと給油ノズルの先端が衝突し信頼性が損なわれる。そのため給油ノズルのケーシングへの軸方向の装着位置の規定も可能となる。
最後に、図3及び図5を用いながら、圧縮機稼働時の油の流れを説明する。圧縮機が稼働すると、不図示の油貯留空間に存在する油は穴9を介して給油ノズル17内部を流れる。給油ノズル17内部の副給油経路6を出た油は、ハノ字に配列した他方の副給油経路6から出た油と衝突する。衝突した油は、2つの副給油経路6を結ぶ直線と直行する方向に油膜を形成した後、小さい粒子となってケーシング4内に拡散する。ケーシング4内に拡散した油は圧縮空気を冷却し、圧縮空気とともに吐出口14から排出される。本構造によりケーシング4内部への微粒給油が可能になるため、油による圧縮空気の冷却が促進される。圧縮空気の冷却効率が向上すると、圧縮過程が等温圧縮に近づき圧縮に要する動力を低減することができ、圧縮機効率を向上することができる。また圧縮空気の冷却効率を向上させることで、冷却に必要な油量が少なくなるため、ロータによる油の撹拌損失が低減し、圧縮機効率を向上することができる。なお、給油ノズル17は、ケーシング4内に単体で設置しても複数個設置してもよい。給油ノズル17を複数個設置する場合、給油ノズル17ごとに独立した油貯留空間を設置しても、共通した油貯留空間を設置してもよい。本実施例によれば、給油ノズル17がケーシング4から脱着可能なため圧縮機の運転中に給油ノズル17の小径穴18が目詰まりした時に、ロータや軸受の取外しなどのオーバーフローをすることなく、メンテナンスをすることも可能である。
In FIGS. 6 and 7, the axial mounting position of the
Finally, the flow of oil during operation of the compressor will be described with reference to FIGS. 3 and 5. When the compressor operates, the oil existing in the oil storage space (not shown) flows inside the
次に、第2実施形態に係る密閉形圧縮機の構造について図8を用いて説明する。
図8は、図4に記載のA方向から見たときの給油ノズルの平面図である。本実施形態において、給油ノズル17は3つ以上の副給油経路6を有している。副給油経路6を複数設けることで、より多くの油を供給することができ冷却効率を向上させることが出来る。
Next, the structure of the closed compressor according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a plan view of the refueling nozzle when viewed from the direction A shown in FIG. In the present embodiment, the
次に第3実施形態に係る密閉形圧縮機の構造について図9を用いて説明する。 Next, the structure of the closed compressor according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
図9は、第3実施形態にかかる給油ノズルの軸方向断面図である。 FIG. 9 is an axial sectional view of the refueling nozzle according to the third embodiment.
本実施形態において、給油ノズル17は複数の主給油経路5を有している。本構成により、複数の給油ノズル17を設ける場合に比較して、取り付け性を向上させることが出来る。
In the present embodiment, the
1…スクリュー圧縮機、2…雌ロータ、3…雄ロータ、4…ケーシング、5…主給油経路、6…副給油経路、7…逆止弁、8…等ピッチの2か所の固定穴、9…雄ロータの軸、10…吐出経路、11…シール部材挿入溝、12…圧縮作動室、13…吸入口、14…吐出口、15…ラジアル軸受、16…給油ノズル挿入穴、17…給油ノズル、18…副給油経路側の小径穴、19…主給油経路側の穴、20…不等ピッチの4か所以上の固定穴、21…ボア、22…装着位置決め部 1 ... Screw compressor, 2 ... Female rotor, 3 ... Male rotor, 4 ... Casing, 5 ... Main refueling path, 6 ... Sub refueling path, 7 ... Check valve, 8 ... Two fixing holes with equal pitch, 9 ... Male rotor shaft, 10 ... Discharge path, 11 ... Seal member insertion groove, 12 ... Compression operating chamber, 13 ... Suction port, 14 ... Discharge port, 15 ... Radial bearing, 16 ... Refueling nozzle insertion hole, 17 ... Refueling Nozzle, 18 ... Small diameter hole on the secondary refueling path side, 19 ... Hole on the main refueling path side, 20 ... 4 or more fixing holes with unequal pitch, 21 ... Bore, 22 ... Mounting positioning part
Claims (4)
前記スクリューロータを収納するケーシングと、を有し、
前記ケーシングの作動空間内に液体を供給するケーシングに設けられる液体供給部は、前記ケーシングと別部材で構成されるノズルであって、軸方向に延びた主給液経路と、主給液経路から分岐した複数の副給液経路とを含み、前記複数の副給液経路の先端の穴から噴射する液体同士の衝突によって給液する構成であり、
前記液体供給部の外周部には、前記ケーシングに対して前記液体供給部の軸方向位置決めを行う第1の装着位置決め部が設けられ、
前記第1の装置位置決め部には前記ケーシングに対して前記液体供給部の回転方向に位置決めを行うための第2の装着位置決め部が設けられ、
前記第2の装着位置決め部により、前記複数の副給液経路の先端の穴から噴射し衝突した液体を前記スクリューロータの歯溝の長手方向に拡散させる位置に、前記液体供給部を固定する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。 With a screw rotor
It has a casing for accommodating the screw rotor and
A liquid supply portion provided on the casing you supplying liquid to the working space of the casing is a nozzle that consists of a separate member and the casing, and the main liquid supply path extending in the axial direction, the main liquid supply path It includes a plurality of auxiliary liquid supply paths branched from the above, and is configured to supply liquid by collision between liquids ejected from holes at the tips of the plurality of secondary liquid supply paths.
A first mounting positioning portion for axially positioning the liquid supply portion with respect to the casing is provided on the outer peripheral portion of the liquid supply portion.
The first device positioning unit is provided with a second mounting positioning unit for positioning the casing in the rotational direction of the liquid supply unit.
The liquid supply unit is fixed at a position where the liquid ejected from the holes at the tips of the plurality of auxiliary liquid supply paths and collided with the liquid is diffused in the longitudinal direction of the tooth groove of the screw rotor by the second mounting positioning unit. A screw compressor featuring.
前記第2の装着位置決め部は、前記第1の装置位置決め部において等ピッチの2か所、もしくは不等ピッチの4か所以上設けられる固定部であることを特徴とするスクリュー圧縮機。 In the compressor according to claim 1 ,
The second mounting positioning portion is a screw compressor characterized in that the second mounting positioning portion is a fixing portion provided at two locations with equal pitch or four or more locations with unequal pitch in the first device positioning portion.
シール部材を設置するシール部材挿入溝を前記第1の装着位置決め部に設けることを特徴とするスクリュー圧縮機。 In the compressor according to claim 1 or 2 .
A screw compressor characterized in that a seal member insertion groove for installing a seal member is provided in the first mounting positioning portion.
前記液体供給部は逆止弁を有することを特徴とするスクリュー圧縮機。 In the compressor according to any one of claims 1 to 3 .
A screw compressor characterized in that the liquid supply unit has a check valve.
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