JP7464552B2

JP7464552B2 - Screw Compressor

Info

Publication number: JP7464552B2
Application number: JP2021032584A
Authority: JP
Inventors: 昇壷井; 透野口
Original assignee: Kobelco Compressors Corp
Current assignee: Kobelco Compressors Corp
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2041-03-02
Also published as: JP2022133726A

Description

本発明は、スクリュ圧縮機に関する。 The present invention relates to a screw compressor.

スクリュ圧縮機は、ケーシング内において雄ロータおよび雌ロータが互いに噛合してガスを圧縮する。特に給油式スクリュ圧縮機では、ケーシング内に給油することで、雄ロータおよび雌ロータの冷却、シール、および潤滑などを行う。 A screw compressor compresses gas by having a male rotor and a female rotor that mesh with each other inside a casing. In particular, in oil-lubricated screw compressors, the male and female rotors are cooled, sealed, and lubricated by supplying oil into the casing.

雄ロータおよび雌ロータが互いに噛合して雄ロータの歯が雌ロータの歯溝に収まると、雄ロータの歯先と雌ロータの歯溝との間に密閉状態の作動空間が形成される。作動空間は、ガスおよび油が閉じ込められた状態で、雄ロータおよび雌ロータの回転に伴って小さくなり、最後には消滅する。これにより、作動空間内のガスおよび油は、著しく高圧に圧縮され、異常高圧が発生するおそれがある。 When the male and female rotors mesh with each other and the teeth of the male rotor fit into the tooth gaps of the female rotor, a sealed working space is formed between the tips of the male rotor teeth and the tooth gaps of the female rotor. As the male and female rotors rotate, the working space becomes smaller and smaller, with gas and oil trapped inside, until it finally disappears. As a result, the gas and oil in the working space are compressed to extremely high pressures, which can cause abnormally high pressures.

上記異常高圧が発生すると、雄ロータおよび雌ロータが振動して損傷するおそれがある。従って、これを回避するために、作動空間内の圧力を適切な圧力まで低下させることが必要である。例えば、特許文献１には、ケーシングのロータ吐出側端面に対向する壁面に凹部を設けることにより、当該凹部を介して作動空間から吐出口へとガスおよび油を逃がすことができるようにしたスクリュ圧縮機が開示されている。これにより、ガスおよび油が作動空間内に閉じ込められないようにし、作動空間内の圧力の低下を図っている。 When the above abnormally high pressure occurs, the male and female rotors may vibrate and be damaged. Therefore, to avoid this, it is necessary to reduce the pressure in the working space to an appropriate pressure. For example, Patent Document 1 discloses a screw compressor in which a recess is provided in the wall surface facing the rotor discharge end face of the casing, allowing gas and oil to escape from the working space to the discharge port through the recess. This prevents gas and oil from being trapped in the working space and reduces the pressure in the working space.

特開２００８－８２２７３号公報JP 2008-82273 A

特許文献１のスクリュ圧縮機の構成では、十分量のガスおよび油を作動空間から逃がすために、凹部を十分に大きく形成する必要がある。しかし、凹部を形成するケーシングの壁面部分には、軸受や給油流路などの構成が配置されることがあり、凹部を大きく形成できない場合がある。 In the screw compressor configuration of Patent Document 1, the recess needs to be formed large enough to allow a sufficient amount of gas and oil to escape from the working space. However, the wall portion of the casing that forms the recess may have components such as bearings and oil supply passages arranged therein, making it sometimes impossible to form the recess large.

また、前述のように作動空間は雄ロータおよび雌ロータの回転に伴って小さくなるため、作動空間からガスおよび油を逃がす必要量は作動空間の縮小に伴って少なくなる。しかし、特許文献１では、作動空間から逃がすべきガスおよび油の量の経時的な変化については検討されておらず改善の余地がある。特に、作動空間の閉じ込み始めにおいて、十分量のガスおよび油を逃がすことができない場合、異常高圧が発生するおそれがある。 As mentioned above, the working space becomes smaller as the male rotor and female rotor rotate, so the amount of gas and oil that needs to be released from the working space decreases as the working space shrinks. However, Patent Document 1 does not consider changes over time in the amount of gas and oil that needs to be released from the working space, leaving room for improvement. In particular, if a sufficient amount of gas and oil cannot be released when the working space begins to close, there is a risk of abnormally high pressure occurring.

本発明は、スクリュ圧縮機において、作動空間の大きさの変化に合わせて作動空間から適量のガスおよび油を逃がし、特に作動空間の閉じ込み始めにおける異常高圧を抑制することを課題とする。 The objective of the present invention is to release an appropriate amount of gas and oil from the working space in a screw compressor in accordance with changes in the size of the working space, and to suppress abnormally high pressure, particularly when the working space begins to close.

本発明は、互いに噛合する雄ロータおよび雌ロータと、前記雄ロータおよび前記雌ロータを収容し、吸入口および吐出口が設けられたケーシングとを備え、前記ケーシング内では、前記吸入口と連通する吸入空間と、前記吐出口と連通する吐出空間と、前記雄ロータと前記雌ロータとの間に位置する作動空間とが形成されており、前記雄ロータおよび前記雌ロータの吐出側端面に対向する前記ケーシングの吐出側壁面に開口するように、前記吐出空間と前記作動空間とを連通する凹部が設けられており、前記凹部は、開口部の開口縁が前記吐出口の開口縁と連続しており、前記開口部の先端方向ほど深さが浅い複数段状である、スクリュ圧縮機を提供する。 The present invention provides a screw compressor comprising a male rotor and a female rotor that mesh with each other, and a casing that houses the male rotor and the female rotor and has an intake port and an exhaust port. Within the casing, an intake space that communicates with the intake port, a discharge space that communicates with the discharge port, and a working space located between the male rotor and the female rotor are formed. A recess is provided that communicates the discharge space and the working space so as to open on the discharge side wall surface of the casing that faces the discharge side end faces of the male rotor and the female rotor. The opening edge of the opening of the recess is continuous with the opening edge of the discharge port, and the recess has a multi-stage shape with a shallower depth toward the tip of the opening.

この構成によれば、ガスおよび油を吐出空間に逃がすことができ、作動空間の異常高圧を抑制できる。特に、閉じ込み始めの作動空間が大きいときには凹部の深い部分を利用して多量のガスおよび油を吐出空間へと逃がすことができる。そして、作動空間が小さいときには凹部の浅い部分を利用して少量のガスおよび油を吐出空間へと逃がすことができる。従って、作動空間の大きさの変化に合わせて作動空間から適量のガスおよび油を逃がすことができ、特に作動空間の閉じ込み始めにおける異常高圧を抑制できる。また、このように作動空間の大きさの変化に合わせて複数段状の凹部を形成しているため、必要以上に凹部を深く形成する必要がない。よって、軸受や給油流路などの他の構成の配置を阻害せず、設計上も有効である。 This configuration allows gas and oil to escape into the discharge space, suppressing abnormally high pressure in the working space. In particular, when the working space is large at the beginning of confinement, a large amount of gas and oil can be escaped into the discharge space by using the deep part of the recess. And, when the working space is small, a small amount of gas and oil can be escaped into the discharge space by using the shallow part of the recess. Therefore, an appropriate amount of gas and oil can be escaped from the working space in accordance with the change in the size of the working space, and abnormally high pressure can be suppressed especially at the beginning of confinement of the working space. Also, because the recess is formed in multiple steps in this way in accordance with the change in the size of the working space, there is no need to form the recess deeper than necessary. Therefore, it does not interfere with the arrangement of other components such as bearings and oil supply passages, and is effective in design.

前記ケーシングは、前記作動空間を部分的に塞ぎ、前記吐出空間と前記作動空間とを部分的に仕切るように延在する舌状部を有し、前記雌ロータの回転軸が延びる方向において、前記舌状部の前記雌ロータと反対側には前記吐出空間が広がっていてもよい。 The casing may have a tongue-shaped portion that partially blocks the working space and partially separates the discharge space from the working space, and the discharge space may extend on the opposite side of the tongue-shaped portion from the female rotor in the direction in which the rotation axis of the female rotor extends.

この構成によれば、舌状部によって作動空間を部分的に塞ぐことができるため、ケーシング内の密閉性を高めて圧縮効率を向上できる。また、舌状部の背面側（雌ロータの回転軸が延びる方向において舌状部の雌ロータと反対側）には吐出空間が広がっているため、凹部を介して作動空間から吐出空間へと逃がすガスおよび油の量を多くすることができる。 With this configuration, the tongue-shaped portion can partially block the working space, improving the airtightness inside the casing and improving compression efficiency. In addition, the discharge space is expanded on the back side of the tongue-shaped portion (the opposite side of the tongue-shaped portion to the female rotor in the direction in which the female rotor's rotation shaft extends), so the amount of gas and oil that escapes from the working space to the discharge space through the recess can be increased.

前記凹部の前記開口部の先端は、前記雄ロータおよび前記雌ロータのそれぞれの中心点を結ぶ仮想線まで延びているか、または前記仮想線を跨いで延びていてもよい。 The tip of the opening of the recess may extend to an imaginary line connecting the center points of the male rotor and the female rotor, or may extend across the imaginary line.

この構成によれば、作動空間が小さくなって消失する直前まで作動空間からガスおよび油を逃がすことができる。詳細には、作動空間が小さくなって消失する直前には上記仮想線付近に作動空間が位置するため、当該位置まで凹部の先端が延びていることで消失直前の小さくなった作動空間からもガスおよび油を逃がすことができる。 This configuration allows gas and oil to escape from the working space until it becomes smaller and is about to disappear. In detail, the working space is located near the virtual line just before it becomes smaller and is about to disappear, so the tip of the recess extends to that position, allowing gas and oil to escape from the working space that has become smaller just before it disappears.

前記凹部の複数段形状は、少なくとも部分的に面取りされていてもよい。 The multi-step shape of the recess may be at least partially chamfered.

この構成によれば、ガスおよび油を作動空間から凹部を介して吐出空間へと滑らかに流すことができる。 This configuration allows the gas and oil to flow smoothly from the working space through the recess to the discharge space.

本発明によれば、スクリュ圧縮機において、作動空間の閉じ込み始めにおける異常高圧の抑制できる。 According to the present invention, abnormal high pressure at the beginning of closing the working space in a screw compressor can be suppressed.

本発明の第１実施形態に係るスクリュ圧縮機の圧縮部の吸込側端部における断面図。1 is a cross-sectional view of a suction side end portion of a compression section of a screw compressor according to a first embodiment of the present invention; 本発明の第１実施形態に係るスクリュ圧縮機の圧縮部から雄ロータおよび雌ロータを取り外した吐出側端部における断面図。1 is a cross-sectional view of a discharge end of a compression section of a screw compressor according to a first embodiment of the present invention, with a male rotor and a female rotor removed. FIG. 図２のIII-III線に沿ったケーシングの吐出側壁の一部の断面の断面図。3 is a cross-sectional view of a portion of the discharge side wall of the casing taken along line III-III in FIG. 2 . ケーシングの吐出側壁の斜視図。FIG. 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第１断面図。FIG. 1 is a first cross-sectional view showing the rotating male and female rotors; 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第２断面図。FIG. 2 is a second cross-sectional view showing the rotating male and female rotors. 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第３断面図。FIG. 3 is a third cross-sectional view showing the rotating male and female rotors. 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第４断面図。FIG. 4 is a fourth cross-sectional view showing the rotating male and female rotors. 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第５断面図。FIG. 5 is a fifth cross-sectional view showing the rotating male and female rotors. 回転する雄ロータおよび雌ロータを示す第６断面図。FIG. 6 is a sixth cross-sectional view showing the rotating male and female rotors. 図５における作動空間を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 5 . 図６における作動空間を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 6 . 図７における作動空間を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 7 . 図８における作動空間を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 8 . 図９における作動空間を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 9 . 図１０における作動空間を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the working space in FIG. 第２実施形態に係るスクリュ圧縮機のケーシングの吐出側壁の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a discharge side wall of a casing of a screw compressor according to a second embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.

（第１実施形態）
図１～４を参照して、本発明の第１実施形態に係るスクリュ圧縮機の圧縮部１の構成について説明する。図では、後述する雄ロータ１０と雌ロータ２０の回転軸方向が符号Ｘで示されている。また、回転軸方向（Ｘ方向）に垂直な断面において、雄ロータ１０の回転軸と雌ロータ２０の回転軸とを通る直線に対して平行な方向（Ｙ方向）であり、図１では水平方向が符号Ｙで示されている。また、Ｘ方向において垂直な断面において、Ｙ方向に対して垂直な方向であり、図１では鉛直方向が符号Ｚで示されている。Ｚ方向上側を単に上側、Ｚ方向下側を単に下側と称することもある。ただし、当該配置は一例として示すものであり、スクリュ圧縮機の配置方向を限定するものではない。 First Embodiment
The configuration of the compression section 1 of the screw compressor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 4. In the figures, the direction of the rotational axis of a male rotor 10 and a female rotor 20, which will be described later, is indicated by the symbol X. In addition, in a cross section perpendicular to the rotational axis direction (X direction), the direction parallel to the line passing through the rotational axis of the male rotor 10 and the rotational axis of the female rotor 20 (Y direction) is indicated by the symbol Y in Figure 1. In addition, in a cross section perpendicular to the X direction, the direction perpendicular to the Y direction is indicated by the symbol Z in Figure 1. The upper side in the Z direction may be simply referred to as the upper side, and the lower side in the Z direction may be simply referred to as the lower side. However, this arrangement is shown as an example, and does not limit the arrangement direction of the screw compressor.

図１，２を参照して、圧縮部１は、互いに噛合する雄ロータ１０および雌ロータ２０と、雄ロータ１０および雌ロータ２０を収容するケーシング３０とを含んでいる。 Referring to Figures 1 and 2, the compression section 1 includes a male rotor 10 and a female rotor 20 that mesh with each other, and a casing 30 that houses the male rotor 10 and the female rotor 20.

ケーシング３０には、空気を吸入する吸入口３１（図１において模式的に示す）と、空気を吐出する吐出口３２（図２において斜線部で示す）とが設けられている。本実施形態では、吸入口３１がケーシング３０の上部に設けられ、吐出口３２がケーシング３０の下部に設けられている。従って、圧縮部１では、ガスを、上方から吸入口３１を介して吸気し、内部で圧縮し、下方へ吐出口３２を介して吐出する。本実施形態では、圧縮対象のガスとして空気を例に以下説明する。 The casing 30 is provided with an intake port 31 (schematically shown in FIG. 1) for drawing in air, and an exhaust port 32 (shown by a shaded area in FIG. 2) for discharging air. In this embodiment, the intake port 31 is provided in the upper part of the casing 30, and the exhaust port 32 is provided in the lower part of the casing 30. Thus, in the compression section 1, gas is drawn in from above through the intake port 31, compressed internally, and discharged downward through the exhaust port 32. In this embodiment, the following description will be given using air as an example of the gas to be compressed.

ケーシング３０内には、吸入口３１と連通する吸入空間Ｓ１と、吐出口３２と連通する吐出空間Ｓ２とが画定されている。吸入空間Ｓ１および吐出空間Ｓ２は、雄ロータ１０と雌ロータ２０とによって区分されている。なお、ケーシング３０は鋳物で全体が構成されているが、ここでは図示を明瞭にするためにケーシング３０の内面のみが図示されている。 Within the casing 30, an intake space S1 communicating with the intake port 31 and a discharge space S2 communicating with the discharge port 32 are defined. The intake space S1 and the discharge space S2 are divided by the male rotor 10 and the female rotor 20. The casing 30 is entirely made of casting, but only the inner surface of the casing 30 is shown here for clarity.

雄ロータ１０は、回転軸部材１１と、回転軸部材１１の周囲に固設された本体部１２とを有している。同様に、雌ロータ２０は、回転軸部材２１と、回転軸部材２１の周囲に固設された本体部２２とを有している。雄ロータ１０および雌ロータ２０は、ケーシング３０内でモータ（図示せず）によって回転駆動され、互いに噛合して空気を圧縮する。本実施形態では、雄ロータ１０は４つの歯を有し、雌ロータ２０は６つの歯を有している。雄ロータ１０および雌ロータ２０が互いに噛合し、雄ロータ１０の歯が雌ロータ２０の歯溝に収まると、雄ロータ１０の歯先と雌ロータ２０の歯溝との間に作動空間Ｓ３が形成される。作動空間Ｓ３の詳細については後述する。 The male rotor 10 has a rotating shaft member 11 and a main body portion 12 fixed around the rotating shaft member 11. Similarly, the female rotor 20 has a rotating shaft member 21 and a main body portion 22 fixed around the rotating shaft member 21. The male rotor 10 and the female rotor 20 are driven to rotate by a motor (not shown) in the casing 30 and mesh with each other to compress air. In this embodiment, the male rotor 10 has four teeth and the female rotor 20 has six teeth. When the male rotor 10 and the female rotor 20 mesh with each other and the teeth of the male rotor 10 fit into the tooth grooves of the female rotor 20, an operating space S3 is formed between the tooth tips of the male rotor 10 and the tooth grooves of the female rotor 20. Details of the operating space S3 will be described later.

図３，４を参照して、ケーシング３０は、雄ロータ１０および雌ロータ２０の本体部１２，２２の吐出側端面１２ａ，２２ａに対向する吐出側壁面３０ａに開口するように、前記吐出空間Ｓ２と前記作動空間Ｓ３とを連通する凹部３３を有している。凹部３３はＸ方向に凹んでいる。凹部３３は、圧縮部１の吐出側端部において雄ロータ１０の歯先と雌ロータ２０の歯溝との間に形成される作動空間Ｓ３に通じるように設けられている。即ち、この凹部３３を介して、上記作動空間Ｓ３が吐出空間Ｓ２と連通する。なお、本実施形態の凹部３３は、鋳物のケーシング３０に対して機械加工が施されたものである。凹部であるかどうかの判断は、表面粗さを測定することにより行うことができる。また、目視確認による鋳肌面との機械加工面との性状の違いから判断することも可能である。 Referring to Figures 3 and 4, the casing 30 has a recess 33 that communicates the discharge space S2 and the working space S3 so as to open to the discharge side wall surface 30a that faces the discharge side end surfaces 12a, 22a of the main body parts 12, 22 of the male rotor 10 and the female rotor 20. The recess 33 is recessed in the X direction. The recess 33 is provided so as to communicate with the working space S3 formed between the tooth tip of the male rotor 10 and the tooth groove of the female rotor 20 at the discharge side end of the compression section 1. That is, the working space S3 communicates with the discharge space S2 through this recess 33. Note that the recess 33 in this embodiment is machined on the cast casing 30. It can be determined whether it is a recess by measuring the surface roughness. It can also be determined from the difference in properties between the cast surface and the machined surface by visual inspection.

凹部３３は、開口部３３ａを有し、開口部３３ａの開口縁３３ｂが吐出口３２の開口縁３２ａと連続している。そのため、凹部３３の開口部３３ａは、吐出口３２と連続している一端と、行き止まりとなっている他端とを有している。すなわち、凹部３３の開口部３３ａは、吐出口３２と連続している。より詳細には、凹部３３の開口部３３ａは、一端が吐出口３２と連続しており、他端は吐出口３２と連続していない。開口部３３ａの形状は、作動空間Ｓ３の閉じ込み直後から作動空間Ｓ３の容量が略ゼロとなる状態までを通して凹部３３を介して空気および油を作動空間Ｓ３から吐出空間Ｓ２に逃がすことができる形状であれば、特に限定されない。例えば、開口部３３ａの形状は一端から他端に向かって一方向に延びる細長い形状である。 The recess 33 has an opening 33a, and the opening edge 33b of the opening 33a is continuous with the opening edge 32a of the discharge port 32. Therefore, the opening 33a of the recess 33 has one end that is continuous with the discharge port 32 and the other end that is a dead end. That is, the opening 33a of the recess 33 is continuous with the discharge port 32. More specifically, the opening 33a of the recess 33 has one end that is continuous with the discharge port 32 and the other end that is not continuous with the discharge port 32. The shape of the opening 33a is not particularly limited as long as it is a shape that allows air and oil to escape from the working space S3 to the discharge space S2 through the recess 33 from immediately after the working space S3 is closed to the state where the capacity of the working space S3 becomes approximately zero. For example, the shape of the opening 33a is an elongated shape that extends in one direction from one end to the other end.

凹部３３は、開口部３３ａの先端３３ｃ方向ほど深さが浅い複数段状である。すなわち、本実施形態では、凹部３３の深さが一端から他端に向かうほど浅くなっている。凹部３３の開口部３３ａの先端３３ｃとは、吐出口３２と連続していない端部を意図する。凹部３３の開口部３３ａの先端３３ｃ方向ほど深さが浅いとは、吐出口３２と連続している開口縁３２ａに対向する凹部３３の底までの深さよりも、吐出口３２と連続していない開口縁３３ｂに対向する凹部３３の底までの深さの方が浅いことを意図する。図３に示すように、本実施形態では、凹部３３は、２段形状を有している。凹部３３は、第１段部３４と、第２段部３５とを有しており、第１段部３４は第２段部３５よりも上側（先端３３ｃ側）に形成されている。第１段部３４に対向する凹部３３の開口部３３ａは凹部３３の開口部３３ａの先端３３ｃを形成している。第１段部３４は、深さｄ１の段差であり、第２段部３５は、深さｄ２の段差である。本実施形態において開口部３３ａの先端方向ほど深さが浅いとは、深さｄ１が、深さｄ２よりも小さい（ｄ１＜ｄ２）ことを意図する。なお、深さｄ１は、吐出側壁面３０ａと平行な第１段部３４の端面と、吐出側壁面３０ａとの間の距離を意図する。また、深さｄ２は、吐出側壁面３０ａと平行な第２段部３５の端面と、吐出側壁面３０ａとの間の距離を意図する。第１段部３４の端面または第２段部３５の端面が吐出側壁面３０ａに対して平行でない場合、吐出側壁面３０ａから第１段部３４の端面または第２段部３５の端面へと引いた垂線のうち最も短い距離を深さｄ１またはｄ２とする。深さｄ１は、深さｄ２よりも小さく、第１段部３４が後述の給油流路３６に達しなければ、具体的な深さは限定されない。第２段部３５のＺ方向の高さも第２段部３５が給油流路３６に達しなければ、具体的なＺ方向の高さは限定されない。第１段部３４は、直角の角部が面取りされた面取部３４ａを有している。第２段部３５は、面取りされていない鈍角の角部３５ａを有している。また、第１段部３４に近いケーシング３０の内部には軸受（図示せず）に給油するための給油流路３６が設けられている。 The recess 33 is a multi-step structure in which the depth is shallower toward the tip 33c of the opening 33a. That is, in this embodiment, the depth of the recess 33 becomes shallower from one end to the other end. The tip 33c of the opening 33a of the recess 33 refers to the end that is not continuous with the discharge port 32. The depth is shallower toward the tip 33c of the opening 33a of the recess 33 refers to the depth to the bottom of the recess 33 facing the opening edge 33b that is not continuous with the discharge port 32 being shallower than the depth to the bottom of the recess 33 facing the opening edge 32a that is continuous with the discharge port 32. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the recess 33 has a two-step shape. The recess 33 has a first step 34 and a second step 35, and the first step 34 is formed above the second step 35 (the tip 33c side). The opening 33a of the recess 33 facing the first step 34 forms the tip 33c of the opening 33a of the recess 33. The first step 34 is a step with a depth d1, and the second step 35 is a step with a depth d2. In this embodiment, the opening 33a is shallower toward the tip, meaning that the depth d1 is smaller than the depth d2 (d1<d2). The depth d1 refers to the distance between the end face of the first step 34 parallel to the discharge side wall surface 30a and the discharge side wall surface 30a. The depth d2 refers to the distance between the end face of the second step 35 parallel to the discharge side wall surface 30a and the discharge side wall surface 30a. When the end face of the first step 34 or the end face of the second step 35 is not parallel to the discharge side wall surface 30a, the shortest distance of the perpendicular line drawn from the discharge side wall surface 30a to the end face of the first step 34 or the end face of the second step 35 is defined as the depth d1 or d2. The depth d1 is smaller than the depth d2, and the specific depth is not limited as long as the first step 34 does not reach the oil supply passage 36 described below. The specific height of the second step 35 in the Z direction is also not limited as long as the second step 35 does not reach the oil supply passage 36. The first step 34 has a chamfered portion 34a in which a right-angled corner is chamfered. The second step 35 has an obtuse corner 35a that is not chamfered. In addition, an oil supply passage 36 for supplying oil to a bearing (not shown) is provided inside the casing 30 near the first step 34.

特に図２を参照して、凹部３３は、鉛直方向（Ｚ方向）において、雄ロータ１０の中心点Ｐｍと雌ロータ２０の中心点Ｐｆを結ぶ仮想線Ｌまで延びている。凹部３３の先端は、鉛直方向（Ｚ方向）において、雄ロータ１０の中心点Ｐｍと雌ロータ２０の中心点Ｐｆを結ぶ仮想線Ｌに達している。代替的には、凹部３３は、仮想線Ｌを跨いで延びていてもよい。なお、本実施形態においては、凹部３３は、吐出側壁面３０ａにおいて仮想線Ｌに相対的に近づくほど深さが浅くなるように形成されている。 Referring particularly to FIG. 2, the recess 33 extends in the vertical direction (Z direction) to an imaginary line L that connects the center point Pm of the male rotor 10 and the center point Pf of the female rotor 20. The tip of the recess 33 reaches the imaginary line L that connects the center point Pm of the male rotor 10 and the center point Pf of the female rotor 20 in the vertical direction (Z direction). Alternatively, the recess 33 may extend across the imaginary line L. Note that in this embodiment, the recess 33 is formed so that its depth becomes shallower as it approaches the imaginary line L relatively on the discharge side wall surface 30a.

図５～１０および図１１～１６を参照して、雄ロータ１０および雌ロータ２０の回転に伴って大きさが変化する作動空間Ｓ３と、当該作動空間Ｓ３と凹部３３との位置関係とについて説明する。図５～１０は、本発明の第１実施形態に係るスクリュ圧縮機の圧縮部の吐出側端部における断面図である。 With reference to Figures 5 to 10 and Figures 11 to 16, we will explain the working space S3, the size of which changes with the rotation of the male rotor 10 and the female rotor 20, and the positional relationship between the working space S3 and the recess 33. Figures 5 to 10 are cross-sectional views of the discharge end of the compression section of the screw compressor according to the first embodiment of the present invention.

図５～１０では、雄ロータ１０および雌ロータ２０が矢印Ａの方向に回転する様子が順に示されている。また、図１１～１６では、図５～１０における作動空間Ｓ３がそれぞれ示されている。 Figures 5 to 10 show the male rotor 10 and female rotor 20 rotating in the direction of arrow A. Figures 11 to 16 also show the operating space S3 in Figures 5 to 10, respectively.

雄ロータ１０および雌ロータ２０が回転すると、空気および油が閉じ込められる作動空間Ｓ３が形成される。作動空間Ｓ３は、閉じ込み直後の図５（図１１）の状態において最も大きく、その後の図６～１０（図１２～１６）の状態になるにつれて順に小さくなっている。 When the male rotor 10 and female rotor 20 rotate, a working space S3 is formed in which air and oil are trapped. The working space S3 is largest immediately after confinement in the state shown in Figure 5 (Figure 11), and then becomes smaller in the subsequent states shown in Figures 6 to 10 (Figures 12 to 16).

図１１～１６では、作動空間Ｓ３と凹部３３の付近が拡大された拡大図が示されている（二点鎖線円参照）。拡大図では、作動空間Ｓ３と凹部３３の重複領域Ｒが斜線を付されて示されている。重複領域Ｒは、作動空間Ｓ３の空気および油を吐出空間Ｓ２へと逃がすための流路を示している。重複領域Ｒが大きいほど多量の空気および油を作動空間Ｓ３から吐出空間Ｓ２へと逃がすことができる。また、重複領域Ｒの（Ｘ方向の）深さが深いほど、多量の空気および油を作動空間Ｓ３から吐出空間Ｓ２へと逃がすことができる。 Figures 11 to 16 show enlarged views of the working space S3 and the vicinity of the recess 33 (see the two-dot chain circle). In the enlarged views, the overlap region R of the working space S3 and the recess 33 is shown shaded. The overlap region R indicates a flow path for allowing the air and oil in the working space S3 to escape to the discharge space S2. The larger the overlap region R is, the more air and oil can escape from the working space S3 to the discharge space S2. Also, the deeper the overlap region R (in the X direction), the more air and oil can escape from the working space S3 to the discharge space S2.

閉じ込み始めの図１１～１３においては、凹部３３の深さが第１段部３４よりも深い第２段部３５乃至面取部３４ａ（図３，４参照）に合わせて相対的に大きな面積の重複領域Ｒが形成されている。その後、図１４～１６においては、作動空間Ｓ３が徐々に小さくなり、凹部３３の深さが第２段部３５よりも浅い面取部３４ａ乃至第１段部３４（図３，４参照）に合わせて相対的に小さな重複領域Ｒが形成されている。従って、変化する作動空間Ｓ３の大きさに合わせて空気および油を逃がすための流路（凹部３３によって画定される溝）の大きさも変化している。 In Figures 11 to 13, when the confinement begins, a relatively large overlapping region R is formed to match the second step 35 and chamfered portion 34a (see Figures 3 and 4), where the depth of the recess 33 is deeper than the first step 34. After that, in Figures 14 to 16, the working space S3 gradually becomes smaller, and a relatively small overlapping region R is formed to match the chamfered portion 34a and first step 34 (see Figures 3 and 4), where the depth of the recess 33 is shallower than the second step 35. Therefore, the size of the flow path (the groove defined by the recess 33) for releasing air and oil also changes to match the changing size of the working space S3.

本実施形態によれば、凹部３３を介して空気および油を作動空間Ｓ３から吐出空間Ｓ２に逃がすことができ、作動空間Ｓ３の異常高圧を抑制できる。特に、閉じ込み始めの作動空間Ｓ３が大きいときには凹部３３の深い部分（第２段部３５）を利用して多量の空気および油を吐出空間Ｓ２へと逃がすことができる。そして、作動空間Ｓ３が小さいときには凹部３３の浅い部分（第１段部３４）を利用して少量の空気をおよび油を吐出空間Ｓ２へと逃がすことができる。従って、作動空間Ｓ３の大きさに合わせて適切な量の空気および油を吐出空間Ｓ２に逃がすことができ、特に作動空間Ｓ３の閉じ込み始めにおける異常高圧を効果的に抑制できる。また、必要以上に凹部３３を深く形成する必要がないため、軸受（図示せず）や給油流路３６などの他の構成の配置を阻害せず、設計上も有効である。 According to this embodiment, air and oil can be released from the working space S3 to the discharge space S2 through the recess 33, and abnormal high pressure in the working space S3 can be suppressed. In particular, when the working space S3 at the beginning of confinement is large, a large amount of air and oil can be released to the discharge space S2 by using the deep part (second step 35) of the recess 33. When the working space S3 is small, a small amount of air and oil can be released to the discharge space S2 by using the shallow part (first step 34) of the recess 33. Therefore, an appropriate amount of air and oil can be released to the discharge space S2 according to the size of the working space S3, and abnormal high pressure at the beginning of confinement of the working space S3 can be effectively suppressed. In addition, since it is not necessary to form the recess 33 deeper than necessary, it does not interfere with the arrangement of other components such as the bearing (not shown) and the oil supply passage 36, and is also effective in design.

また、図２と図１６を合わせて参照して、凹部３３が仮想線Ｌまで延びているため、作動空間Ｓ３が小さくなって消失する直前まで空気および油を逃がすことができる。詳細には、作動空間Ｓ３が小さくなって消失する直前には仮想線Ｌ付近に作動空間Ｓ３が位置するため、当該位置まで凹部３３の先端３３ｃが延びていることで消失直前の小さくなった作動空間Ｓ３からも空気および油を逃がすことができる。 Referring to both Figures 2 and 16, the recess 33 extends to the imaginary line L, so air and oil can escape until the working space S3 becomes smaller and is about to disappear. In particular, the working space S3 is located near the imaginary line L just before the working space S3 becomes smaller and is about to disappear, so the tip 33c of the recess 33 extends to that position, so air and oil can escape from the working space S3 that has become smaller just before it disappears.

また、第１段部３４に面取部３４ａが設けられているため、空気および油を作動空間Ｓ３から凹部３３を介して吐出空間Ｓ２へと滑らかに流すことができる。 In addition, the chamfered portion 34a is provided on the first step 34, allowing air and oil to flow smoothly from the working space S3 through the recess 33 to the discharge space S2.

（第２実施形態）
図１７に示す第２実施形態のスクリュ圧縮機は、吐出側壁面３０ａの構成が第１実施形態とは異なる。これに関する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。 Second Embodiment
The screw compressor of the second embodiment shown in Fig. 17 differs from the first embodiment in the configuration of the discharge side wall surface 30a. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment. Therefore, the description of the parts shown in the first embodiment may be omitted.

本実施形態の図１７は、第１実施形態の図４に対応している。本実施形態では、ケーシング３０は、作動空間Ｓ３を部分的に塞ぎ、吐出空間Ｓ２と作動空間Ｓ３とを部分的に仕切るように延在する舌状部３７を有している。 Figure 17 of this embodiment corresponds to Figure 4 of the first embodiment. In this embodiment, the casing 30 has a tongue-shaped portion 37 that extends to partially close the working space S3 and partially separate the discharge space S2 and the working space S3.

舌状部３７は、薄い板状であり、吐出口３２が形成されている吐出側壁面３０ａの内部において凹部３３と接続するようにケーシング３０を切削して形成されている。これにより、雌ロータ２０の回転軸が延びる方向（Ｘ方向）において、舌状部３７の背面側（雌ロータ２０と反対側）には、仮想線Ｌ方向（Ｙ方向）に沿ってケーシング３０が切り欠かれた切欠空間３８が形成されている。切欠空間３８は、凹部３３と接続するように形成され、吐出空間Ｓ２は切欠空間３８により拡大されている。 The tongue-shaped portion 37 is a thin plate-like portion, and is formed by cutting the casing 30 so as to connect with the recess 33 inside the discharge side wall surface 30a where the discharge port 32 is formed. As a result, in the direction in which the rotation axis of the female rotor 20 extends (X direction), on the back side of the tongue-shaped portion 37 (the side opposite the female rotor 20), a cutout space 38 is formed by cutting out the casing 30 along the imaginary line L direction (Y direction). The cutout space 38 is formed so as to connect with the recess 33, and the discharge space S2 is expanded by the cutout space 38.

本実施形態によれば、舌状部３７によって作動空間Ｓ３を部分的に塞ぐことができるため、ケーシング３０内の密閉性を高めて圧縮効率を向上できる。また、舌状部３７の背面側（雌ロータ２０の回転軸が延びる方向において舌状部３７の雌ロータ２０と反対側）に吐出空間Ｓ２が広がっているため、第１実施形態と比べて作動空間Ｓ３から凹部３３を介して吐出空間Ｓ２へと逃がす空気および油の量を大きくすることができる。 According to this embodiment, the tongue-shaped portion 37 can partially block the working space S3, thereby improving the airtightness inside the casing 30 and improving compression efficiency. In addition, the discharge space S2 spreads on the back side of the tongue-shaped portion 37 (the side of the tongue-shaped portion 37 opposite the female rotor 20 in the direction in which the rotation axis of the female rotor 20 extends), so the amount of air and oil that escapes from the working space S3 to the discharge space S2 via the recess 33 can be made larger than in the first embodiment.

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、凹部３３は、３段以上で構成されていてもよい。また、凹部３３の複数段形状において、全段が面取りされてもよいし、一部の段が面取りされてもよい。また、切欠空間３８は、鋳造によって形成してもよい。 The above describes specific embodiments of the present invention and their modified examples, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways within the scope of the present invention. For example, the recess 33 may be composed of three or more steps. In addition, in the multi-step shape of the recess 33, all steps may be chamfered, or only some of the steps may be chamfered. In addition, the cutout space 38 may be formed by casting.

１圧縮部
１０雄ロータ
１１回転軸部材
１２本体部
１２ａ吐出側端面
２０雌ロータ
２１回転軸部材
２２本体部
２２ａ吐出側端面
３０ケーシング
３０ａ壁面（吐出側壁面）
３１吸入口
３２吐出口
３２ａ開口縁
３３凹部
３３ａ開口部
３３ｂ開口縁
３３ｃ先端３４第１段部
３４ａ面取部
３５第２段部
３５ａ角部
３６給油流路
３７舌状部
３８切欠空間
Ｓ１吸入空間
Ｓ２吐出空間
Ｓ３作動空間
Ｒ重複領域 Reference Signs List 1 Compression section 10 Male rotor 11 Rotating shaft member 12 Main body section 12a Discharge side end surface 20 Female rotor 21 Rotating shaft member 22 Main body section 22a Discharge side end surface 30 Casing 30a Wall surface (discharge side wall surface)
Reference Signs List 31 Suction port 32 Discharge port 32a Opening edge 33 Recess 33a Opening 33b Opening edge 33c Tip 34 First step 34a Chamfered portion 35 Second step 35a Corner 36 Oil supply passage 37 Tongue-shaped portion 38 Notched space S1 Suction space S2 Discharge space S3 Working space R Overlapping area

Claims

互いに噛合する雄ロータおよび雌ロータと、
前記雄ロータおよび前記雌ロータを収容し、吸入口および吐出口が設けられたケーシングと
を備え、前記ケーシング内では、前記吸入口と連通する吸入空間と、前記吐出口と連通する吐出空間と、前記雄ロータと前記雌ロータとの間に位置する作動空間とが形成されており、
前記雄ロータおよび前記雌ロータの吐出側端面に対向する前記ケーシングの吐出側壁面に開口するように、前記吐出空間と前記作動空間とを連通する凹部が設けられており、
前記凹部は、開口部の開口縁が前記吐出口の開口縁と連続しており、前記開口部の先端方向ほど深さが浅い複数段状である、スクリュ圧縮機。 Intermeshing male and female rotors;
a casing that houses the male rotor and the female rotor and has an intake port and an exhaust port, wherein a suction space communicating with the suction port, a discharge space communicating with the discharge port, and a working space located between the male rotor and the female rotor are formed within the casing,
a recess is provided in a discharge side wall surface of the casing opposite to discharge side end surfaces of the male rotor and the female rotor, the recess communicating with the discharge space and the working space,
The recess has an opening edge that is continuous with an opening edge of the discharge port, and has a multi-stage shape with a depth that becomes shallower toward a tip of the opening.

前記ケーシングは、前記作動空間を部分的に塞ぎ、前記吐出空間と前記作動空間とを部分的に仕切るように延在する舌状部を有し、
前記雌ロータの回転軸が延びる方向において、前記舌状部の前記雌ロータと反対側には前記吐出空間が広がっている、請求項１に記載のスクリュ圧縮機。 the casing has a tongue-shaped portion extending so as to partially close the working space and partially separate the discharge space and the working space,
2. The screw compressor according to claim 1, wherein the discharge space is wider on a side of the tongue portion opposite to the female rotor in a direction in which the rotation axis of the female rotor extends.

前記凹部の前記開口部の先端は、前記雄ロータおよび前記雌ロータのそれぞれの中心点を結ぶ仮想線まで延びているか、または前記仮想線を跨いで延びている、請求項１または請求項２に記載のスクリュ圧縮機。 The screw compressor according to claim 1 or 2, wherein the tip of the opening of the recess extends to an imaginary line connecting the center points of the male rotor and the female rotor, or extends across the imaginary line.

前記凹部の複数段形状は、少なくとも部分的に面取りされている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクリュ圧縮機。 The screw compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the multi-stage shape of the recess is at least partially chamfered.