WO2020095608A1 - 給液式スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

給液式スクリュー圧縮機は、複数の歯溝を有するスクリューロータと、スクリューロータを回転可能に格納する格納室を有し、スクリューロータと共に作動室を形成するケーシングとを備える。ケーシングは、格納室に開口して作動室へ液体を供給する給液機構を備える。給液機構は、互いの中心軸線が同一の平面内に位置して格納室側の外部で交差し、作動室に向かって液体をそれぞれ噴射する一対の噴射孔を有する。一対の噴射孔は、仮想平面に沿って液体が拡散するように構成される。仮想平面は、前記同一の平面に対して直交すると共に、格納室の壁面における給液機構の開口位置での法線方向に対して格納室の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室の進行方向側へ傾斜する平面である。

Description

給液式スクリュー圧縮機

　本発明は、液体を作動室へ供給する給液式スクリュー圧縮機に関する。

　スクリュー圧縮機は、螺旋状の歯（歯溝）を複数有するスクリューロータと、スクリューロータを格納するケーシングとを備えており、スクリューロータの歯溝とケーシングの内壁面とで形成された作動室の容積がスクリューロータの回転に伴い増減することで気体を圧縮するものである。スクリュー圧縮機には、外部からの液体を作動室へ供給する給液式のものがある。液体を作動室へ供給する目的は、スクリューロータとケーシングとの間に生じる内部隙間の封止、作動室内の気体の冷却、スクリューロータの潤滑などである。給液式スクリュー圧縮機では、高性能化を図るために、給液のタイミング、給液の温度、給液の注入量などの変更が繰り返し試みられてきた。しかし、このような方策による性能の向上は、限界に近づきつつある。

　そこで、給液式スクリュー圧縮機における別の観点の性能向上策として、作動室へ注入する液体を広範囲に拡散させる給液機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の流体機械では、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で形成された作動空間内に外部から液体を供給する液体供給部がスクリューロータの歯溝の幅方向よりも長手方向に液体を拡散するように構成されている。特許文献１に記載の流体機械における液体供給部では、いわゆる噴流衝突型のノズル（特許文献１の図２参照）が採用されている。この噴流衝突型のノズルは、第１の噴射孔及び第２の噴射孔からそれぞれ噴射した潤滑油を衝突させることで微粒化させて拡散させるものである。噴流衝突型のノズルでは、衝突した液体の拡散方向に指向性がある。具体的には、衝突した潤滑油は、第１の噴射孔と第２の噴射孔を結ぶ直線の方向に対して直交する方向に拡散しやすい。

国際公開第２０１８／０３８０７０号

　特許文献１に記載の噴流衝突型のノズルにおいては、ケーシング（雄側ボア又は雌側ボア）の内壁面におけるノズルの配置位置での法線方向に対して、第１の噴射孔及び第２の噴射孔が互い同様な角度で傾斜している（特許文献１の図２参照）。そのため、第１の噴射孔及び第２の噴射孔から噴射されて衝突した液体は、当該法線方向に対して平行な方向、且つ、第１の噴射孔と第２の噴射孔を結ぶ直線の方向に対して直交する方向に拡散しやすい。

　しかし、特許文献１に記載のような噴流衝突型のノズルでは、噴射した液体を衝突させて作動室内に拡散させたとしても、当該法線方向に対して平行な方向な方向に拡散させずに、当該法線方向に対して作動室（スクリューロータの歯溝）の進行方向とは逆側、換言すると、スクリューロータの軸方向吸込側に液体の拡散方向を傾斜させた場合、単純な１つの丸穴を介して作動室へ液体を噴射する周知の給液機構と同等な圧縮機エネルギ効率しか得られないということが判明した。つまり、衝突した液体が当該法線方向に対してスクリューロータの軸方向吸込側へ傾斜した平面に沿って拡散するように第１の噴射孔及び第２の噴射孔を構成した場合、衝突させた液体の作動室内への拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることできないという新規な課題を発見した。

　本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる給液式スクリュー圧縮機を提供することである。

　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の歯溝を有する少なくとも１つのスクリューロータと、前記スクリューロータを回転可能に格納する格納室を有し、前記スクリューロータと共に作動室を形成するケーシングとを備え、前記ケーシングは、前記格納室に開口して作動室へ液体を供給する給液機構を備え、前記給液機構は、互いの中心軸線が同一の平面内に位置して前記格納室側の外部で交差し、作動室に向かって液体をそれぞれ噴射する一対の噴射孔を少なくとも１つ有し、前記一対の噴射孔は、仮想平面に沿って液体が拡散するように構成され、前記仮想平面は、前記同一の平面に対して直交すると共に、前記格納室の壁面における前記給液機構の開口位置での法線方向に対して前記格納室の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室の進行方向側へ傾斜する平面である。

　本発明によれば、格納室における給液機構の開口位置での法線方向に対して径方向外側から径方向内側へ向かって作動室の進行方向側へ傾斜した仮想平面に沿って液体が拡散するように一対の噴射孔を構成したので、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。
  上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図及びその給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す系統図である。 図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機をII－II矢視から見た断面図である。 図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をIII－III矢視から見た拡大断面図である。 図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。 図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をV－V矢視から見た断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構に対する第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。 図６に示す第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。 図６に示す第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構をVIII－VIII矢視から見た断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構に対する第２比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構における冷却効果を第１比較例及び第２比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構における冷却効果と共に示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機における給液機構を拡大した状態で示す断面図である。 図１１に示す本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。 図１６に示すその他の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をXVII－XVII矢視から見た断面図である。

　以下、本発明による給液式スクリュー圧縮機の実施の形態について図面を用いて例示説明する。
［第１の実施の形態］
  第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図及びその給液式スクリュー圧縮機に対する給液の外部経路を示す系統図である。図２は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機をII－II矢視から見た断面図である。図１及び２中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。図２中、破線Ｌは、雄ロータ及び雌ロータの底側（下側）に現れる歯先線を示している。

　図１において、給液式スクリュー圧縮機は、気体を圧縮する圧縮機本体１と、圧縮機本体１を駆動する駆動部８０とで構成されている。給液式スクリュー圧縮機では、外部から圧縮機本体１の内部へ液体が供給される。そこで、圧縮機本体１には、液体を供給する外部給液系統９０が接続されている。外部給液系統９０は、例えば、気液分離器９１、液体冷却器９２、調整弁９３、及びそれらを接続する管路９４で構成されている。

　図１及び図２において、圧縮機本体１は、互いに噛み合い回転する一対のスクリューロータとしての雄ロータ２及び雌ロータ３と、雄ロータ２及び雌ロータ３を回転可能に内部に格納する本体ケーシング４とを備えている。雄ロータ２及び雌ロータ３は、互いの回転軸線が平行となるように配置されている。雄ロータ２は、その軸方向（図１及び図２中、左右方向）の両側がそれぞれ吸込側軸受部５と吐出側軸受部６とにより回転自在に支持されている。雌ロータ３は、その軸方向の両側がそれぞれ吸込側軸受部７と吐出側軸受部８とにより回転自在に支持されている。

　雄ロータ２は、螺旋状の雄歯２１ａが複数形成されたロータ歯部２１と、ロータ歯部２１の軸方向の両側端部にそれぞれ設けられた吸込側のシャフト部２２及び吐出側のシャフト部２３とで構成されている。ロータ歯部２１は、軸方向一方端（図１及び図２中、左端）及び他方端（図１及び図２中、右端）にそれぞれ、軸方向に対して直交する吸込側端面２１ｂ及び吐出側端面２１ｃを有している。ロータ歯部２１の複数の雄歯２１ａ間には歯溝が形成されている。吸込側のシャフト部２２は、例えば、本体ケーシング４の外側に延出しており、駆動部８０のシャフト部と共通となるように構成されている。

　雌ロータ３は、螺旋状の雌歯が複数形成されたロータ歯部３１と、ロータ歯部３１の軸方向の両側端部にそれぞれ設けられた吸込側のシャフト部３２及び吐出側のシャフト部３３とで構成されている。ロータ歯部３１は、軸方向一端（図１及び図２中、左端）及び他方端（図１及び図２中、右端）にそれぞれ、軸方向に対して直交する吸込側端面３１ｂ及び吐出側端面３１ｃを有している。ロータ歯部３１の複数の雌歯間には歯溝が形成されている。

　本体ケーシング４は、メインケーシング４１と、メインケーシング４１の吐出側に取り付けられた吐出側ケーシング４２とを備えている。

　本体ケーシング４の内部には、雄ロータ２のロータ歯部２１と雌ロータ３のロータ歯部３１とを互いが噛み合った状態で格納する格納室としてのボア４５が形成されている。ボア４５は、メインケーシング４１に形成された一部重複する２つの円筒状空間の軸方向一方側（図１及び図２中、右側）の開口を吐出側ケーシング４２で閉塞することによって構成されている。ボア４５は、雄ロータ２のロータ歯部２１の大部分が配置される第１格納部としての雄側ボア４５ａと、雌ロータ３のロータ歯部３１の大部分が配置される第２格納部としての雌側ボア４５ｂとから成る。ボア４５を形成する壁面は、雄ロータ２のロータ歯部２１の径方向外側を覆う略円筒状の第１内周面４６と、雌ロータ３のロータ歯部３１の径方向外側を覆う略円筒状の第２内周面４７と、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吸込側端面２１ｂ、３１ｂに対向する軸方向一方側（図１及び図２中、左側）の吸込側端面４８と、雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の吐出側端面２１ｃ、３１ｃに対向する軸方向他方側（図１及び図２中、右側）の吐出側端面４９とで構成されている。雌雄両ロータ２、３のロータ歯部２１、３１の複数の歯溝とそれを取り囲む本体ケーシング４の内壁面（ボア４５の第１内周面４６、第２内周面４７、吸込側端面４８、吐出側端面４９）とによって複数の作動室Ｃが形成される。

　メインケーシング４１の吸込側端部には、雄ロータ２側の吸込側軸受部５及び雌ロータ３側の吸込側軸受部７が配設されている。吐出側ケーシング４２には、雄ロータ２側の吐出側軸受部６及び雌ロータ３側の吐出側軸受部８が配設されている。吐出側ケーシング４２には、吐出側軸受部６及び吐出側軸受部８を覆うように吐出側カバー４３が取り付けられている。

　本体ケーシング４には、図１に示すように、作動室Ｃへ気体を吸い込むための吸込流路５１が設けられている。吸込流路５１は、本体ケーシング４の外部とボア４５（作動室Ｃ）とを連通させるものである。本体ケーシング４には、作動室Ｃから本体ケーシング４外へ圧縮気体を吐出するための吐出流路５２が設けられている。吐出流路５２は、ボア４５（作動室Ｃ）と本体ケーシング４の外部とを連通させるものであり、外部給液系統９０の管路９４と接続されている。

　本体ケーシング４には、圧縮機本体１の外部（外部給液系統９０）から供給される液体を作動室Ｃへ供給する給液機構が設けられている。給液機構は、図１及び図２に示すように、外部給液系統９０から供給される液体を作動室Ｃへ導く給液路５３を複数備えている。給液路５３は、例えば、雄側ボア４５ａ（ボア４５の第１内周面４６）及び雌側ボア４５ｂ（ボア４５の第２内周面４７）における作動室Ｃが圧縮行程となる領域に開口している。給液路５３は、例えば、本体ケーシングの底部側（下部側）に設けられており、ボア４５の第１内周面４６及び第２内周面４７の下端部の領域における軸方向略中央部の位置（ボア４５の吐出側端面４９から離れた位置）に開口している。各給液路５３の下流側端部には、給液路５３を流れる液体を作動室Ｃへ噴射する給液ノズル６０が取り付けられている。本実施の形態の給液式スクリュー圧縮機における給液ノズル６０を含む給液機構は、噴射した液体を衝突させることで微粒化して作動室Ｃへ拡散させるものである。給液機構の詳細な構造は後述する。

　駆動部８０は、例えば図１に示すように、ラジアルギャップ型のモータであり、圧縮機本体１と一体に構成されている。駆動部８０は、ロータ８１及びステータ８２から成るモータ８３と、モータ８３を内部に格納するモータケーシング８５と、モータケーシング８５の開口部を閉塞するモータカバー８６とを備えている。ロータ８１は、雄ロータ２と連結されている。モータケーシング８５には、圧縮機本体１から駆動部８０への液体の漏洩を防止する軸封部材８８が配設されている。モータカバー８６には、ロータ８１を回転自在に支持するモータ側軸受部８７が配設されている。

　なお、本実施の形態においては、駆動部８０にラジアルギャップ型のモータを用いた例を示したが、回転駆動源を特段に限定するものではない。また、駆動部８０が、雄ロータ２ではなく、雌ロータ３を回転駆動する構成も可能である。また、駆動部８０と圧縮機本体１のシャフト部が共通でない構成も可能である。また、モータ側軸受部８７及び軸封部材８８を配設しない構成も可能である。

　次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機における給液機構の構造を図２～図５を用いて説明する。図３は、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をIII－III矢視から見た拡大断面図である。図４は、図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。図５は、図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をV－V矢視から見た断面図である。なお、図３に示す給液機構は雄側ボアに液体を供給するものであるが、雌側ボアに液体を供給する給液機構も同様な構造である。

　給液路５３は、例えば図２～図５に示すように、丸穴である。また、給液路５３は、例えば、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置（給液機構の配設位置）での法線方向Ｎ（図３及び図５では上下方向、図２及び図４では紙面に直交する方向）に対して略平行な方向に延在している。

　給液路５３の下流側端部（ボア４５側端部）には、給液ノズル６０が着脱可能に取り付けられている。給液ノズル６０は、いわゆる噴流衝突型のノズルであり、作動室Ｃへ向かって液体をそれぞれ噴射して衝突させる一対の噴射孔としての第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２を備えている。

　第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２は、図３～図５に示すように、互いの中心軸線６１ｚ、６２ｚが同一の平面Ｐ１内に位置して両噴射孔６１、６２のボア４５側の外部の交点Ｉで交差するように形成されている。また、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２は、両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴射されて衝突した液体が仮想平面Ｖ１に沿って拡散するように構成されている。仮想平面Ｖ１は、平面Ｐ１に対して直交すると共に両中心軸線６１ｚ、６２ｚが交差する交点Ｉを含み、且つ、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎ（図３及び図５中、上下方向）に対して、ボア４５の径方向外側（図３及び図５中、下側）から径方向内側（図３及び図５中、上側）に向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向側、すなわち、雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側（図３及び図４中、右側）へ傾斜する平面である。

　具体的には、給液ノズル６０は、図２に示すように、第１の噴射孔６１が第２の噴射孔６２よりも作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）に位置するように配置されている。また、給液ノズル６０は、両噴射孔６１、６２の中心軸線６１ｚ、６２ｚを含む平面Ｐ１に対して直交する方向が雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の長手方向に対して略平行となるように配置されている。換言すると、給液ノズル６０は、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２が雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の幅方向に対して平行な方向に並ぶように配置されている。本説明では、歯溝の長手方向とは、雄ロータ２又は雌ロータ３の歯先線に対して略平行な方向をいう。また、歯溝の幅方向とは、雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の長手方向に対して略直交する方向をいう。

　給液ノズル６０は、例えば図３～図５に示すように、給液路５３に嵌合する略円柱状の部材であり、軸方向のボア４５側端部（図３及び図５中、上側端部）に凹部６５が設けられている。給液ノズル６０の凹部６５は、ボア４５における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎに対して略直交する略半円形の第１加工面６６と、第１加工面６６に対して傾斜する帯状の第２加工面６７とを有している。第１加工面６６には第１の噴射孔６１が開口する一方、第２加工面６７には第２の噴射孔６２が開口している。

　第１の噴射孔６１は、法線方向Ｎに対して略平行な方向に延在している。第２の噴射孔６２は、法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）へ傾斜するように延在している。第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２は、その孔径が給液路５３の孔径よりも小さくなるように形成されている。第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の相対的な孔径の大きさや流路の長さは、仮想平面Ｖ１の傾斜角に応じて設定される。すなわち、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２は、第１の噴射孔６１から噴射する流体の運動量Ｍ１と第２の噴射孔６２から噴射する流体の運動量Ｍ２のベクトル和Ｍｓの向きが法線方向Ｎに対して作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）へ傾斜するように構成されている。

　給液ノズル６０の軸方向他方側端部には、ヘッダ部６３が設けられている。ヘッダ部６３は、給液ノズル６０の軸方向に延在する貫通しない１つの穴部であり、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の上流側に連通している。ヘッダ部６３の穴径は、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の孔径よりも大きく給液路５３の孔径よりも小さくなるように設定されている。ヘッダ部６３は、給液路５３を流通する液体を給液ノズル６０内に導入して第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２に分配するものである。

　次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の作用及び効果を第１比較例及び第２比較例の給液式スクリュー圧縮機と比較して説明する。まず、第１比較例及び第２比較例の給液式スクリュー圧縮機における給液機構の構造を図６～図９を用いて説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構に対する第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。図７は、図６に示す第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。図８は、図６に示す第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構をVIII－VIII矢視から見た断面図である。図９は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構に対する第２比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。図６、図７、図９中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。なお、図６～図９において、図１～図５に示す符号と同符号のものは同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

　第１比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構は、図６～図８に示すように、メインケーシング４１に設けられた給液路１５３と、給液路１５３の下流端に接続された噴射部１６０とで構成されている。噴射部１６０は、いわゆる噴流衝突型であり、液体を作動室Ｃへ噴射して衝突させる第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２を備えている。第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２は、互いの中心軸線１６１ｚ、１６２ｚが同一の平面Ｐ２内に位置して両噴射孔１６１、１６２のボア４５側の外部の交点Ｉで交差するように形成されている。第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２は、両噴射孔１６１、１６２からそれぞれ噴射されて衝突した液体が仮想平面Ｖ２に沿って拡散するように構成されている。仮想平面Ｖ２は、平面Ｐ２に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における噴射部１６０の開口位置での法線方向Ｎ（図６及び図８では上下方向、図７では紙面に垂直な方向）に対して略平行な平面である。

　具体的には、第１比較例の給液路１５３は、ボア４５に接続されていない先止まりの穴部である。ボア４５の第１内周面４６及び第２内周面４７には、第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２の加工の際の平面を確保するために、円錐状の窪み部１６５が設けられている。窪み部１６５には、第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２の下流側が開口している。第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２の上流側はそれぞれ給液路１５３に連通している。

　第１の噴射孔１６１は、法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向とは逆側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吸込側）へ角度θで傾斜するように延在している。第２の噴射孔１６２は、法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）へ角度θで傾斜するように延在している。第１の噴射孔１６１は、第２の噴射孔１６２よりも作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）に位置するように配置されている。また、第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２は、本実施の形態と同様に、雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の幅方向に対して平行な方向に並ぶように設けられている。第１の噴射孔１６１の孔径及び流路長と第２の噴射孔１６２の孔径及び流路長は、略同じとなるように設定されている。

　また、第２比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構は、図３～図５に示す本実施の形態の給液ノズル６０における第１の噴射孔６１と第２の噴射孔６２の位置を逆転させた状態（給液ノズル６０をその中心軸の周りで１８０°回転させた状態）で配置したものである。すなわち、第２比較例の給液ノズル２６０は、図９に示すように、第１の噴射孔６１が第２の噴射孔６２よりも雌雄両ロータ２、３の軸方向吸込側（図９中、左側）に位置するように配置されている。

　第２比較例の給液ノズル２６０における第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２は、両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴射されて衝突した液体が仮想平面Ｖ３に沿って拡散するように構成されている。仮想平面Ｖ３は、平面Ｐ１（図９の紙面を含む平面）に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎ（図９中、上下方向）に対してボア４５の径方向外側（図９中、下側）から径方向内側（図９中、上側）に向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向とは逆側、すなわち、雌雄両ロータ２、３の軸方向吸込側（図９中、左側）へ傾斜する平面である。第１の噴射孔６１は、本実施の形態と同様に、ボア４５における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎに対して略平行な方向に延在している。第２の噴射孔６２は、本実施の形態とは異なり、法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向とは逆側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吸込側）へ傾斜するように延在している。

　次に、第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の作用及び効果を第１比較例及び第２比較例の給液式スクリュー圧縮機と比較しつつ図１～図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構における冷却効果を第１比較例及び第２比較例の給液式スクリュー圧縮機の給液機構における冷却効果と共に示す特性図である。図１０中、縦軸は、周知の丸穴の給液機構に対する本実施の形態、第１比較例、第２比較例の各給液機構の圧縮機エネルギ効率の変化率を示しており、給液量が最大（１００％）のときの第１比較例のエネルギ効率の変化率を１００％として相対的に示したものである。横軸は、作動室への給液量を示しており、最大供給量を１００％として相対的に示したものである。

　本実施の形態においては、図１に示す給液式スクリュー圧縮機の駆動部８０が圧縮機本体１の雄ロータ２を駆動することで、図２に示す雌ロータ３が回転駆動される。これにより、作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）が雌雄両ロータ２、３の回転に伴って軸方向の吐出側（図２中、右側）に向かって進行する。このとき、作動室Ｃは、その容積を増加させることで外部から図１に示す吸込流路５１を介して気体を吸い込み、その容積を縮小させることで気体を所定の圧力まで圧縮する。作動室Ｃ内の圧縮気体は、最終的に、吐出流路５２を介して外部給液系統９０の気液分離器９１へ吐出される。給液式スクリュー圧縮機では、圧縮機本体１の内部へ液体が供給されているので、圧縮機本体１から吐出された圧縮気体中に液体が混入している。この圧縮気体中に含まれる液体は、気液分離器９１によって圧縮気体から分離される。気液分離器９１において液体が除去された圧縮気体は、必要に応じて外部機器へ供給される。

　一方、気液分離器９１で圧縮気体から分離された液体は、外部給液系統９０の液体冷却器９２によって冷却された後、圧縮機本体１の給液機構を介して作動室Ｃへ注入される。液体冷却器９２の流通量は、調整弁９３によって調整される。圧縮機本体１への液体供給は、ポンプ等の動力源を用いることなく、気液分離器９１内に流入する圧縮気体の圧力（圧縮機本体１の吐出圧力）を駆動源として行うことが可能である。この場合、液体の作動室Ｃへの供給圧力は、外部給液系統９０の流路での圧力損失等により圧縮機本体１の吐出圧力よりも低くなる。

　なお、外部給液系統９０から供給される液体は、作動室Ｃ以外に、圧縮機本体１の吸込側軸受部５、７及び吐出側軸受部６、８の潤滑用としても用いられる。この場合、吸込側軸受部５、７及び吐出側軸受部６、８を潤滑した液体は、圧縮機本体１の作動室Ｃに回収することが可能である。

　本実施の形態においては、外部給液系統９０から圧縮機本体１の給液機構における給液路５３に供給された液体が図３～図５に示す給液ノズル６０を介して作動室Ｃへ噴射される。具体的には、給液ノズル６０の第１の噴射孔６１からは、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎに対して略平行な方向へ液体が噴射される。一方、第２の噴射孔６２からは、雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｃ）の進行方向側（図３及び図４中、右側）へ向かって液体が噴射される。両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴出された液体は、互いの中心軸線６１ｚ、６２ｚが交差する交点Ｉの辺りで衝突することで、指向性もって作動室Ｃ内を拡散する。具体的には、衝突した液体は、仮想平面Ｖ１に沿って扇状に拡散する。この仮想平面Ｖ１は、両噴射孔６１、６２の中心軸線６１ｚ、６２ｚを含む平面Ｐ１に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して径方向外側（図３及び図５中、下側）から径方向内側（図３及び図５中、上側）へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜する平面である。

　一方、第１比較例の給液式スクリュー圧縮機では、図６～８に示す給液機構における給液路１５３に供給された液体が噴射部１６０を介して作動室Ｃへ噴射される。具体的には、噴射部１６０の第１の噴射孔１６１からは、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における噴射部１６０の配置位置での法線方向Ｎに対して、下流側が上流側よりも雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｃ）の進行方向とは逆側（図６及び図７中、左側）へ角度θで傾斜するように液体が噴射される。それに対して、第２の噴射孔１６２からは、法線方向Ｎに対して、下流側が上流側よりも雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｃ）の進行方向側（図６及び図７中、右側）へ角度θで傾斜するように液体が噴射される。両噴射孔１６１、１６２からそれぞれ噴出された液体は、互いの中心軸線１６１ｚ、１６２ｚが交差する交点Ｉの辺りで衝突することで、指向性もって作動室Ｃ内を拡散する。具体的には、衝突した液体は、略仮想平面Ｖ２に沿って扇状に拡散する。この仮想平面Ｖ２は、両噴射孔１６１、１６２の中心軸線１６１ｚ、１６２ｚを含む平面Ｐ２に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して略平行な平面である。

　第１比較例の給液式スクリュー圧縮機における噴流衝突型の給液機構では、噴流衝突型ではない周知の丸穴の給液機構と比較すると、図１０の○印に示すように、衝突した液体が作動室Ｃ内でより広範囲に拡散することで圧縮機エネルギ効率が向上する。すなわち、第１比較例の給液機構のように、一対の噴射孔から噴射されて衝突した液体が法線方向Ｎに対して平行な仮想平面Ｖ２に沿って拡散する場合、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上を図ることができる。

　本実施の形態における噴流衝突型の給液機構でも、第１比較例と同様に、周知の丸穴の給液機構と比較すると、図１０の△印に示すように、衝突した液体が作動室Ｃ内でより広範囲に拡散することで圧縮機エネルギ効率が向上する。すなわち、一対の噴射孔から噴射されて衝突した液体が、法線方向Ｎに対して径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜する仮想平面Ｖ１に沿って拡散する場合、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上を図ることができる。

　それに対して、第２比較例の給液式スクリュー圧縮機における噴流衝突型の給液機構では、周知の丸穴の給液機構と比較すると、図１０の□印で示すように、圧縮機エネルギ効率が略同等である。すなわち、第２比較例の給液ノズル２６０では、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることができないことが判明した。

　図９に示す第２比較例の給液機構では、給液路５３に供給された液体は給液ノズル２６０を介して作動室Ｃへ噴射される。具体的には、給液ノズル２６０の第１の噴射孔６１からは、本実施の形態の給液ノズル６０の噴射孔６１と同様に、ボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎ（図９中、上下方向）に対して略平行な方向へ液体が噴射される。一方、給液ノズル２６０の第２の噴射孔６２からは、本実施の形態の給液ノズル６０の第２の噴射孔６２とは異なり、作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向とは逆側（図９中、左側）へ向かって液体が噴射される。給液ノズル２６０の両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴出された液体は、互いの中心軸線６１ｚ、６２ｚが交差する交点Ｉの辺りで衝突して作動室Ｃ内に拡散する。

　この場合、衝突した液体が本実施の形態の給液ノズル６０の仮想平面Ｖ１とは逆方向に傾斜する仮想平面Ｖ３に沿って作動室Ｃ内でより広範囲に拡散することで、圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることができると考えられていた。仮想平面Ｖ３は、両噴射孔６１、６２の中心軸線６１ｚ、６２ｚを含む平面Ｐ１に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して径方向外側（図９中、下側）から径方向内側（図９中、上側）へ向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向とは逆側へ傾斜する平面である。しかし、衝突した液体が法線方向Ｎに対して作動室Ｃの進行方向とは逆側へ傾斜する仮想平面Ｖ３に沿って拡散するように一対の噴射孔を構成すると、図１０の□印で示すように、液体を衝突させて作動室Ｃへ供給しても、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることができないという結果を得た。

　以上のことから、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上を図るためには、一対の噴射孔から噴射して衝突させた液体を、法線方向Ｎに対して径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向側へ傾斜する仮想平面Ｖ１又は法線方向Ｎに対して平行な仮想平面Ｖ２に沿って拡散させる必要がある。

　ところで、第１比較例の給液機構では、図６～図８に示すように、衝突した液体が法線方向Ｎに対して略平行な仮想平面Ｖ２に沿って拡散するように、第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２を構成している。しかし、加工誤差や組立誤差等による噴射部１６０の第１の噴射孔１６１及び第２の噴射孔１６２の配設位置のずれにより、第１比較例の仮想平面Ｖ２が第２比較例の仮想平面Ｖ３（図９参照）と同様な方向へ傾く懸念がある。また、何らかの理由により、例えば、第２の噴射孔１６２の壁面への異物の付着により、第２の噴射孔１６２の流量が通常よりも減少することも考えられる。この場合、両噴射孔１６１、１６２からそれぞれ噴出されて衝突した液体は、仮想平面Ｖ３と同様な方向へ傾く仮想平面に沿って拡散する懸念がある。この場合、第２比較例の給液機構と同様に、液体を衝突させて作動室Ｃへ供給しても、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることができない可能性がある。

　それに対して、本実施の形態の給液機構においては、ボア４５における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎに対して径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜する仮想平面Ｖ１に沿って衝突させた液体が拡散するように、給液ノズル６０の第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２を構成している。したがって、加工誤差や組立誤差等により給液ノズル６０の第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の配設位置がずれることで、両噴射孔６１、６２から噴射された液体の衝突位置や衝突角がずれたとしても、仮想平面Ｖ１が仮想平面Ｖ３（図９参照）と同じ方向に傾斜することを回避することが可能である。また、何らかの理由により、第２の噴射孔６２の流量が通常よりも減少したとしても、両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴出されて衝突した液体が仮想平面Ｖ３と同様な方向へ傾く仮想平面に沿って拡散することを回避することが可能である。したがって、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。

　上述したように、第１の実施の形態によれば、ボア（格納室）４５における給液路（給液機構）５３の開口位置での法線方向Ｎに対してボア（格納室）４５の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜した仮想平面Ｖ１に沿って液体が拡散するように第１及び第２の噴射孔（一対の噴射孔）６１、６２を構成したので、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。

　また、本実施の形態によれば、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２を、雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の幅方向に対して平行な方向に並ぶように配置したので、両噴射孔６１、６２からそれぞれ噴射されて衝突した液体を雄ロータ２又は雌ロータ３の歯溝の長手方向へ拡散させることができる。すなわち、作動室Ｃ内に噴射した液体をより広範囲に拡散させることができる。これにより、作動室内の圧縮気体の給液による冷却効果が更に向上すると共に、雄ロータ２及び雌ロータ３と本体ケーシング４の内壁面との隙間がより広範囲に封止される。その結果、圧縮機エネルギ効率を更に向上することができる。

　また、本実施の形態によれば、第１の噴射孔６１を第２の噴射孔６２よりも作動室Ｃの進行方向側に位置させ、且つ、第１の噴射孔６１をボア４５における給液路（給液機構）５３の開口位置での法線方向Ｎに対して平行な方向に延在させると共に、第２の噴射孔６２を法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）へ傾斜するように構成したので、第２の噴射孔６２から噴射される液体の流量が減少しても、作動室Ｃの進行方向とは逆側へ傾斜する仮想平面、すなわち、第２比較例の給液機構における仮想平面Ｖ３と同様な方向へ傾く仮想平面に沿って液体が拡散することを確実に回避することができる。したがって、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を確実に得ることができる。

　また、本実施の形態によれば、給液機構が雄側ボア４５ａに開口する一対の噴射孔６１、６２及び雌側４５ｂに開口する一対の噴射孔６１、６２を備えるので、雌雄両ロータ２、３の作動室Ｃ内の圧縮気体が冷却されると共に、雄ロータ２とボア４５の第１内周面４６との隙間及び雌ロータ３とボア４５の第２内周面４７との隙間の両方が広範囲に封止される。したがって、圧縮機エネルギ効率の向上効果を得ることができる。

　［第２の実施の形態］
  次に、第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機について図１１及び図１２を用いて例示説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機における給液機構を拡大した状態で示す断面図である。図１２は、図１１に示す本発明の第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構の上面図である。図１１及び１２中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。なお、図１１及び図１２において、図１～図１０に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

　図１１及び図１２に示す第２の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機が第１の実施の形態の給液式スクリュー圧縮機（図３～図５を参照）と異なる点は、給液ノズル６０Ａの第１の噴射孔６１Ａの延在方向をボア４５の第１内周面４６又は第２内周面４７における給液路５３の開口位置での法線方向Ｎ（図１１中、上下方向）に対して略平行な方向から下流側が第２の噴射孔６２に近づく方向へ傾斜するように変更したことである。

　具体的には、第１の噴射孔６１Ａは、法線方向Ｎに対して上流側から下流側に向かって作動室Ｃの進行方向とは逆側（図１１及び図１２中、左側）へ傾斜するように延在している。第１の噴射孔６１Ａ及び第２の噴射孔６２は、両噴射孔６１Ａ、６２の流路圧損（流路長及び流路断面積）を考慮することで、両噴射孔６１Ａ、６２からそれぞれ噴射されて衝突した液体が仮想平面Ｖ１Ａに沿って拡散するように構成されている。仮想平面Ｖ１Ａは、両中心軸線６１ｚＡ、６２ｚを含む平面Ｐ１に直交すると共に両中心軸線６１ｚＡ、６２ｚが交差する交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して、ボア４５の径方向外側（図１１中、下側）から径方向内側（図１１中、上側）に向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向側、すなわち、雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側（図１１及び図１２中、右側）へ傾斜する平面である。換言すると、第１の噴射孔６１Ａ及び第２の噴射孔６２は、第１の噴射孔６１Ａから噴射する流体の運動量Ｍ１Ａと第２の噴射孔６２から噴射する流体の運動量Ｍ２のベクトル和ＭｓＡの向きが法線方向Ｎに対して作動室Ｃの進行方向側（雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側）へ傾斜するように構成されている。なお、給液ノズル６０Ａの第１の噴射孔６１Ａ及び第２の噴射孔６２の配置は、第１の実施の形態の給液ノズル６０と同様である。

　また、第１の噴射孔６１Ａをその下流側が法線方向Ｎに対して第２の噴射孔６２に近づく方向へ傾斜するように変更したことに伴い、給液ノズル６０Ａの凹部６５Ａの第１加工面６６Ａを法線方向Ｎに略直交する平面から第２加工面６７の傾斜方向とは反対側へ傾斜する平面としている。

　本実施の形態においては、給液ノズル６０Ａの第１の噴射孔６１Ａからは、第１の実施の形態の給液ノズル６０の第１の噴射孔６１とは異なり、雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｃ）の進行方向とは逆側（図１１及び図１２中、左側）へ向かって液体が噴射される。一方、第２の噴射孔６２からは、第１の実施の形態の給液ノズル６０の第２の噴射孔６２と同様に、雌雄両ロータ２、３の歯溝（作動室Ｃ）の進行方向側へ向かって液体が噴射される。両噴射孔６１Ａ、６２から噴出された液体は、交点Ｉの辺りで衝突することで指向性もって作動室Ｃ内を拡散する。具体的には、衝突した液体は、仮想平面Ｖ１Ａに沿って扇状に拡散する。この仮想平面Ｖ１Ａは、平面Ｐ１に直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して、ボア４５の径方向外側から径方向内側に向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜する平面である。

　第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、ボア４５における給液路（給液機構）５３の開口位置での法線方向Ｎに対してボア４５の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜した仮想平面Ｖ１Ａに沿って液体が拡散するように第１及び第２の噴射孔（一対の噴射孔）６１Ａ、６２を構成したので、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。

　［第３の実施の形態］
  次に、第３の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機について図１３を用いて例示説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。図１３中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。図１３に示す給液機構は雄側ボアに液体を供給するものであるが、雌側ボアに液体を供給する給液機構も同様な構造である。なお、図１３において、図１～図１２に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

　図１３に示す第３の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機が第１の実施の形態の給液式スクリュー圧縮機（図２を参照）と異なる点は、給液ノズル６０Ｂの配置をボア４５の軸方向中央部の位置からボア４５の吐出側端面４９の近傍に変更すると共に、第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂの並びを雌雄両ロータ２、３の歯溝の幅方向に対して略平行な方向から雌雄両ロータ２、３の軸方向に対して略平行となるように給液ノズル６０Ｂの配置を変更したことである。

　具体的には、給液機構の給液路５３Ｂは、メインケーシング４１の底部側（下部側）ではなく、メインケーシング４１の側壁部に設けられている。また、給液路５３Ｂは、ボア４５の軸方向中央部の位置ではなく、ボア４５の吐出側端面４９に近接した位置に開口している。

　給液路５３Ｂの下流側端部（ボア４５側端部）には、第１の実施の形態と同様な構造の給液ノズル６０Ｂが着脱可能に取り付けられている。給液ノズル６０Ｂは、第１の噴射孔６１Ｂが第２の噴射孔６２Ｂよりも雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側（図１３中、右側）に位置するように配置されている。また、給液ノズル６０Ｂは、両噴射孔６１Ｂ、６２Ｂの中心軸線（図１３では図示せず）を含む平面Ｐ１Ｂに対して直交する方向がボア４５の吐出側端面４９に対して略平行になるように配置されている。換言すると、給液ノズル６０Ｂは、第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂが雌雄両ロータ２、３の軸方向（図１３中、左右方向）に並ぶように配置されている。

　第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂは、両噴射孔６１Ｂ、６２Ｂからそれぞれ噴射されて衝突した液体が所定の仮想平面に沿って拡散するように構成されている。この仮想平面は、第１の実施の形態の仮想平面Ｖ１（図３及び図４を参照）と同様に、平面Ｐ１Ｂに直交すると共に、ボア４５の給液路５３Ｂの開口位置での法線方向に対して、ボア４５の径方向外側から径方向内側に向かって作動室Ｃ（雌雄両ロータ２、３の歯溝）の進行方向側、すなわち、雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側へ傾斜する平面である。

　本実施の形態においては、給液路５３Ｂに供給された液体が給液ノズル６０Ｂを介して作動室Ｃへ噴射される。給液ノズル６０Ｂの第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂから噴出された液体は、衝突することで指向性もって作動室Ｃ内を拡散する。具体的には、衝突した液体は、第１の実施の形態の仮想平面Ｖ１と同様な仮想平面に沿って扇状に拡散する。この仮想平面が第１の実施の形態の仮想平面Ｖ１と相違する点は、第１の実施の形態の給液ノズル６０における平面Ｐ１（図２参照）に直交するのではなく、平面Ｐ１Ｂに直交することである。

　第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、ボア４５における給液路（給液機構）５３Ｂの開口位置での法線方向に対してボア４５の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜した仮想平面に沿って液体が拡散するように第１及び第２の噴射孔（一対の噴射孔）６１Ｂ、６２Ｂを構成したので、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。

　また、本実施の形態によれば、給液ノズル６０Ｂの第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂを雌雄両ロータ２、３の軸方向に対して平行な方向に並ぶように配置したので、両噴射孔６１Ｂ、６２Ｂから噴射されて衝突した液体が平面Ｐ１Ｂに直交する方向、すなわち、ボア４５の吐出側端面４９に対して平行な方向に拡散する。したがって、ボア４５の吐出側端面４９に近接する位置に給液ノズル６０Ｂを配置する場合に、衝突させた液体の側方への拡散がボア４５の吐出側端面４９への衝突によって阻害されることを抑制することができる。

　［第４の実施の形態］
  次に、第４の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機について図１４を用いて例示説明する。図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。図１４中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。なお、図１４において、図１～図１３に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

　図１４に示す第４の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機が第１の実施の形態の給液式スクリュー圧縮機（図２を参照）と異なる点は、雄側ボア４５ａ及び雌側ボア４５ｂに対してそれぞれ給液機構の給液ノズル６０Ｃを複数（図１４中、４つずつ）配置したことである。なお、給液ノズル６０Ｃの構造は、第１の実施の形態の給液ノズル６０又は第２の実施形態の給液ノズル６０Ａと同様の構造である。

　具体的には、複数の給液路５３Ｃは、例えば、メインケーシング４１の底部側（下部側）に設けられており、ボア４５の第１内周面４６及び第２内周面４７に互いに離隔して開口している。各給液路５３Ｃにはそれぞれ給液ノズル６０Ｃが取り付けられている。複数の給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃは、複数の圧縮行程の作動室Ｃｅ、Ｃｆ、Ｃｇに対応するように配置されている。

　例えば、吸込行程の作動室Ｃｘに隣接する圧縮行程の第１作動室Ｃｅには、１つずつ給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃが配置されている。第１作動室Ｃｅに対して軸方向吐出側に隣接し第１作動室Ｃｅよりも高圧の第２作動室Ｃｆでは、雄側ボア４５ａに対して１つの給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃが配置されている一方、雌側ボア４５ｂに対して２つの給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃが配置されている。第２作動室Ｃｆに対して軸方向吐出側に隣接し第２作動室Ｃｆよりも高圧の第３作動室Ｃｇでは、雄側ボア４５ａに対して２つの給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃが配置されている一方、雌側ボア４５ｂに対して１つの給液路５３Ｃ及び給液ノズル６０Ｃが配置されている。なお、吸込行程の作動室Ｃｘ及び吐出行程の作動室Ｃｙには、給液路及び給液ノズルを設けていない。

　本実施の形態においては、相対的に高圧の作動室に開口する複数の給液ノズル６０Ｃの開口面積（第１の噴射孔及び第２の噴射孔の開口面積の和）の総和が相対的に低圧の作動室に開口する複数の給液ノズル６０Ｃの開口面積の総和よりも大きくなるように設定されている。なお、各作動室Ｃｅ、Ｃｆ、Ｃｇに配置された給液ノズル６０Ｃの個々の開口面積は同一である必要はない。

　具体的には、複数の給液ノズル６０Ｃは、例えば、各給液ノズル６０Ｃの略中心からボア４５の吸込側端面４８までの距離と各給液ノズル６０Ｃの開口面積との関係が下記の数式１を満たすように構成されている。ここで、各給液ノズル６０Ｃの略中心からボア４５の吸込側端面４８までの距離をそれぞれ、ＬＭｅ１、ＬＦｅ１、ＬＭｆ１、ＬＦｆ１、ＬＦｆ２、ＬＭｇ１、ＬＭｇ２、ＬＦｇ１とする。また、各給液ノズル６０Ｃの開口面積をそれぞれ、ＡＭｅ１、ＡＦｅ１、ＡＭｆ１、ＡＦｆ１、ＡＦｆ２、ＡＭｇ１、ＡＭｇ２、ＡＦｇ１とする。また、各給液ノズル６０Ｃのボア４５の吸込側端面４８までの距離のうち、最小の距離をＬｍｉｎ、最大の距離をＬｍａｘとする。

　なお、給液ノズル６０Ｃの給液路５３Ｃに対する取付角度（第１の噴射孔及び第２の噴射孔の並び）は、取り付ける給液路５３Ｃの位置に応じて設定することが可能である。例えば、第１作動室Ｃｅ及び第２作動室Ｃｆに対する給液ノズル６０Ｃでは、第１の実施の形態と同様に設定する一方、第３作動室Ｃｇに対するある給液ノズル６０Ｃでは、第３の実施の形態と同様に設定する。

　次に、第４の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の作用及び効果を説明する。

　相対的に高圧側の第３作動室Ｃｇでは、低圧側の第１作動室Ｃｅや第２作動室Ｃｆに比べて内部圧力が高くなるので、その分、給液ノズル６０Ｃにおける供給差圧（外部給液系統９０の供給圧と作動室内の圧力との差分）が小さくなる。給液ノズル６０Ｃの供給差圧が相対的に小さくなると、その分、高圧側の第３作動室Ｃｇに配置された給液ノズル６０Ｃの給液量が相対的に少なくなることが懸念される。

　しかし、本実施の形態においては、高圧側の第３作動室Ｃｇに位置する複数の給液ノズル６０Ｃの開口面積の総和を低圧側の第１作動室Ｃｅや第２作動室Ｃｆに位置する複数の給液ノズル６０Ｃの開口面積の総和よりも大きくなるように設定している。給液ノズル６０Ｃの総開口面積が大きくなると、その分、液体噴射の際の圧力損失が低減される。したがって、高圧側の第３作動Ｃｇ室に位置する給液ノズル６０Ｃでは、低圧側の作動室Ｃｅ、Ｃｆに位置する給液ノズル６０Ｃよりも相対的に供給差圧が小さくても、高圧側の第３作動室Ｃｇへの給液量の減少を抑制するができる。

　なお、第４の実施の形態においては、給液ノズル６０Ｃの構造が第１の実施の形態の給液ノズル６０と同様な構造なので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

　［第５の実施の形態］
  次に、第５の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機について図１５を用いて例示説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機を示す断面図である。図１５中、下側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、上側が吐出側である。なお、図１５において、図１～図１４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

　図１５に示す第５の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機は、第１の実施の形態の給液式スクリュー圧縮機の圧縮機本体１がツインロータ型の圧縮機であるのに対して（図２参照）、圧縮機本体１Ｄがシングルロータ型の圧縮機である。本実施の形態では、シングルロータ型の圧縮機本体１Ｄに対して、第１の実施の形態の給液機構と同様な給液機構が適用されている。

　具体的には、シングルロータ型の圧縮機本体１Ｄは、螺旋状の歯溝を複数有する１つのスクリューロータ１０２と、スクリューロータ１０２と噛み合う２つのゲートロータ１０３と、スクリューロータ１０２及び２つのゲートロータ１０３を収容するケーシング１０４とを備えている。２つのゲートロータ１０３は、スクリューロータ１０２を挟んで対称な位置に配置されている。ケーシング１０４は、スクリューロータ１０２を格納する格納室としてのボア１０５を内部に有している。ボア１０５の壁面とスクリューロータ１０２の歯溝とゲートロータ１０３とで複数の作動室Ｃが形成されている。ボア１０５におけるスクリューロータ１０２の軸方向（図１５中、上下方向）の一方側（図１５中、下側）は、開口しており、作動室Ｃに気体を吸い込む吸込ポート１０７として機能する。ボア１０５の内周面における軸方向の一方側端部（図１５中、上側端部）には、作動室Ｃからボア１０５外へ圧縮気体を吐出するための吐出ポート１０８が設けられている。

　ケーシング１０４には、圧縮機本体１Ｄの外部から供給される液体を作動室Ｃへ供給する給液機構が設けられている。給液機構は、外部から供給される液体を作動室Ｃへ導く給液路５３Ｄを備えている。給液路５３Ｄは、例えば、ボア１０５の壁面における作動室Ｃが圧縮行程となる領域に開口している。

　給液路５３Ｄの下流側端部（ボア１０５側端部）には、給液路５３Ｄを流れる液体を作動室Ｃへ噴射する給液ノズル６０Ｄが着脱可能に取り付けられている。給液ノズル６０Ｄは、第１の実施の形態と同様な構造の噴流衝突型ノズルである。

　すなわち、一対の噴射孔としての第１の噴射孔６１Ｄ及び第２の噴射孔６２Ｄは、互いの中心軸線（図示せず）が同一の平面Ｐ１Ｄ内に位置して両噴射孔６１Ｄ、６２Ｄのボア１０５側の外部で交差するように形成されている。給液ノズル６０Ｄは、第１の噴射孔６１Ｄが第２の噴射孔６２Ｄよりもスクリューロータ１０２の軸方向吐出側（図１５中、上側）に位置するように配置されている。また、給液ノズル６０Ｄは、平面Ｐ１Ｄに直交する方向がスクリューロータ１０２の歯溝の長手方向に対して略平行となるように配置されている。換言すると、給液ノズル６０Ｄは、両噴射孔６１Ｄ、６２Ｄがスクリューロータ１０２の歯溝の幅方向に対して平行な方向に並ぶように配置されている。また、第１の噴射孔６１Ｄ及び第２の噴射孔６２Ｄは、両噴射孔６１Ｄ、６２Ｄからそれぞれ噴射されて衝突した液体が第１の実施の形態の給液ノズル６０の仮想平面Ｖ１と同様な仮想平面に沿って拡散するように構成されている。換言すると、仮想平面は、平面Ｐ１Ｄに直交すると共に、ボア１０５における給液路５３Ｄの開口位置での法線方向に対して、ボア１０５の径方向外側から径方向内側に向かって作動室Ｃ（スクリューロータ１０２の歯溝）の進行方向側、すなわち、スクリューロータの軸方向吐出側（図１５中、上側）へ傾斜する平面である。

　第５の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、ボア１０５における給液路（給液機構）５３Ｄの開口位置での法線方向に対してボア１０５の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜した仮想平面に沿って液体が拡散するように第１及び第２の噴射孔（一対の噴射孔）６１Ｄ、６２Ｄを構成したので、衝突させた液体の拡散による圧縮機エネルギ効率の向上効果を安定して得ることができる。

　［その他の実施の形態］
  なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわ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。すなわち、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

　例えば、上述した第１～第４の実施の形態においては、ツインロータ型の給液式スクリュー圧縮機を例に説明したが、トリプルロータ型等の３つ以上のスクリューロータを備える給液式スクリュー圧縮機に本発明を適用することができる。

　また、上述した第１～第５の実施の形態においては、ボア４５の壁面の法線方向に対して平行な方向に延在するように給液路５３、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄを構成した例を示したが、給液路を当該法線方向に対して傾斜するように形成することも可能である。

　また、上述した第１の実施の形態においては、第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の並び方向を雌雄両ロータ２、３の歯溝の幅方向に対して略平行となるように給液ノズル６０を配置した例を示した。また、第３の実施の形態においては、第１の噴射孔６１Ｂ及び第２の噴射孔６２Ｂの並び方向を雌雄両ロータ２、３の軸方向に対して略平行となるように給液ノズル６０Ｂを配置した例を示した。第１の噴射孔及び第２の噴射孔の並び方向を両噴射孔から噴射した液体の衝突による拡散を阻害しない範囲で変更することが可能である。雌雄両ロータ２、３の歯形の諸元によっては、歯先線がボア４５の吐出側端面４９の近傍で吐出側端面４９に対して平行な方向に近くなるように構成されることがある。また、雄側ボア４５ａ及び雌側ボア４５ｂの両方に対する給液ノズルの配置を考慮する必要もある。したがって、給液ノズルを取り付ける給液路のボア４５の開口位置に応じて、第１の噴射孔及び第２の噴射孔の並び方向を変更することが考えられる。

　具体的には、給液ノズルを、第１の噴射孔及び第２の噴射孔の並び方向を雌雄両ロータ２、３の軸方向に対して平行な場合を０°として給液路５３の軸方向に平行な軸で－９０°未満から＋９０°未満までの範囲内で回転させた方向となるように配置することが可能である。すなわち、第３の実施の形態の給液ノズル６０Ｂの給液路５３Ｂに対する取付の回転角度を０°として、給液ノズル６０Ｂを－９０°未満から＋９０°未満までの範囲内で回転させて給液路５３Ｂに取り付けることが可能である。このような給液ノズルの配置では、第１及び第２の噴射孔から噴射されて衝突した液体が法線方向Ｎに対してボア４５の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室Ｃの進行方向側へ傾斜する仮想平面に沿って拡散することを維持することができる。また、給液路のケーシングに対する設置位置に応じて給液ノズルの給液路に対する取付回転角度を当該範囲内で調整することで、両噴射孔から噴射した液体の衝突による拡散を阻害させずにより広範囲にすることが可能である。

　また、上述した第４の実施の形態においては、相対的に高圧の作動室における給液ノズル６０Ｃの配置数を低圧の作動室よりも多くする構成の例を示した。しかし、相対的に高圧の作動室における給液ノズル６０Ｃの配置数を低圧の作動室よりも少なくする構成も可能である。

　また、上述した第１～第４の実施の形態においては、給液機構が複数の給液路５３、５３Ｂ、５３Ｃ及び各給液路５３、５３Ｂ、５３Ｃにそれぞれ取り付けた給液ノズル６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを備えた構成の例を示したが、少なくとも１つの給液路及び給液ノズルを備える構成が可能である。

　また、上述した実施の形態においては、給液路５３、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄの下流端部に第１の噴射孔６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｄ及び第２の噴射孔６２、６２Ｂ、６２Ｄを有する給液ノズル６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄを着脱可能に取り付ける構成の給液機構の例を示した。しかし、給液機構は、図１６及び図１７に示すように、第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅを本体ケーシング４に直接加工する構成も可能である。図１６は、本発明のその他の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構を示す断面図である。図１７は、図１６に示すその他の実施の形態に係る給液式スクリュー圧縮機の給液機構をXVII－XVII矢視から見た断面図である。図１６中、左側が給液式スクリュー圧縮機の吸込側、右側が吐出側である。

　具体的には、本体ケーシング４の給液路５３Ｅは、ボア４５に接続されない先止まりの穴部である。本体ケーシング４の第１内周面４６又は第２内周面４７には、第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅを本体ケーシング４に直接加工するための凹部６５Ｅが設けられている。凹部６５Ｅは、ボア４５における給液機構の開口位置（設置位置）での法線方向Ｎ（図１６及び図１７中、上下方向）に対して略直交する第１加工面６６Ｅと、第１加工面６６Ｅに対して傾斜する第２加工面６７Ｅとを有している。第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅはそれぞれ第１加工面６６Ｅ及び第２加工面６７Ｅに開口している。第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅは、給液路５３Ｅに連通している。

　第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅは、第１の実施形態の給液ノズル６０の第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２の構造と同様なものである。すなわち、第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅは、互いの中心軸線６１ｚ、６２ｚが同一の平面Ｐ１Ｅ内に位置して両噴射孔６１Ｅ、６２Ｅのボア４５側の外部の交点Ｉで交差するように形成されている。第１の噴射孔６１Ｅは、第２の噴射孔６２Ｅよりも雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側（図１６中、右側）に位置するように配置されている。また、第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅは、両噴射孔６１Ｅ、６２Ｅからそれぞれ噴射されて衝突した液体が仮想平面Ｖ１Ｅに沿って拡散するように構成されている。仮想平面Ｖ１Ｅは、平面Ｐ１Ｅに直交すると共に交点Ｉを含み、且つ、法線方向Ｎに対して、ボア４５の径方向外側（図１６及び図１７中、下側）から径方向内側（図１６及び図１７中、上側）に向かって作動室Ｃの進行方向側、すなわち、雌雄両ロータ２、３の軸方向吐出側へ傾斜する平面である。

　このような第１の噴射孔６１Ｅ及び第２の噴射孔６２Ｅを本体ケーシング４に直接加工する構成の給液機構においても、第１の実施の形態の第１の噴射孔６１及び第２の噴射孔６２を有する給液ノズル６０を給液路５３に着脱可能に取り付ける構成の給液機構を備える第１の実施の形態と、同様な作用及び効果を得ることができる。

　１、１Ｄ…圧縮機本体、　２…雄ロータ（スクリューロータ）、　３…雌ロータ（スクリューロータ）、　４…本体ケーシング（ケーシング）、　４５…ボア（格納室）、　４５ａ…雄側ボア（第１格納室）、　４５ｂ…雌側ボア（第２格納室）、　５３、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅ…給液路、　６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ…給液ノズル、　６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｄ、６１Ｅ…第１の噴射孔（一対の噴射孔）、６１ｚ、６１ｚＡ…中心軸線、　６２、６２Ｂ、６２Ｄ、６２Ｅ…第２の噴射孔（一対の噴射孔）、　６２ｚ…中心軸線、　１０２…スクリューロータ、　１０４…ケーシング、　１０５…ボア（格納室）、　Ｃ…作動室、　Ｃｅ…第１作動室（作動室）、　Ｃｆ…第２作動室（作動室）、　Ｃｇ…第３作動室（作動室）、　Ｐ１、Ｐ１Ｂ、Ｐ１Ｄ、Ｐ１Ｅ…同一の平面、　Ｖ１、Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｅ…仮想平面、　Ｎ…法線方向、　Ｍｓ、ＭｓＡ…運動量のベクトル和

Claims (9)

1. 　複数の歯溝を有する少なくとも１つのスクリューロータと、
   　前記スクリューロータを回転可能に格納する格納室を有し、前記スクリューロータと共に作動室を形成するケーシングとを備え、
   　前記ケーシングは、前記格納室に開口して作動室へ液体を供給する給液機構を備え、
   　前記給液機構は、互いの中心軸線が同一の平面内に位置して前記格納室側の外部で交差し、作動室に向かって液体をそれぞれ噴射する一対の噴射孔を少なくとも１つ有し、
   　前記一対の噴射孔は、仮想平面に沿って液体が拡散するように構成され、
   　前記仮想平面は、前記同一の平面に対して直交すると共に、前記格納室の壁面における前記給液機構の開口位置での法線方向に対して前記格納室の径方向外側から径方向内側へ向かって作動室の進行方向側へ傾斜する平面である
   　給液式スクリュー圧縮機。
2. 　前記一対の噴射孔は、前記スクリューロータの歯溝の幅方向に対して平行な方向に並ぶように配置されている
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
3. 　前記一対の噴射孔は、前記スクリューロータの軸方向に対して平行な方向に並ぶように配置されている
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
4. 　前記給液機構は、
   　前記ケーシングに設けられ、前記格納室に開口する給液路と、
   　前記給液路の下流側端部に着脱可能に取り付けられ、前記一対の液体噴射孔を有する給液ノズルとを備え、
   　前記給液ノズルは、前記一対の噴射孔の並び方向を前記スクリューロータの軸方向に対して平行な場合を０°として前記給液路の軸方向に平行な軸で－９０°未満から＋９０°未満までの範囲内で回転させた方向となるように配置されている
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
5. 　前記給液機構は、前記一対の噴射孔を複数組有し、
   　複数組の一対の噴射孔は、圧力の異なる複数の作動室に対して液体を供給可能に配置され、
   　相対的に高圧の作動室に液体を供給する一対の噴射孔の開口面積の総和は、相対的に低圧の作動室に液体を供給する一対の噴射孔の開口面積の総和よりも大きくなるように設定されている
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
6. 　前記給液機構が前記一対の噴射孔をＮ組有する場合において、
   　Ｎを２以上の自然数、Ｎ組のうちｉ番目の一対の噴射孔の開口面積をＡｉ、Ｎ組のうちｉ番目の一対の噴射孔の位置から前記格納室の吸込側端面までの前記スクリューロータの軸方向の距離をＬｉ、Ｌ１からＬＮまでうち最小値をＬｍｉｎ、Ｌ１からＬＮまでのうち最大値をＬｍａｘとしたときに、
   　前記複数組の一対の噴射孔は、以下の数式２の関係を満たすように構成されている
   

   

   　請求項５に記載の給液式スクリュー圧縮機。
7. 　前記一対の噴射孔は、一方が他方よりも作動室の進行方向側に位置し、
   　前記一対の噴射孔の前記一方は、前記法線方向に対して平行な方向に延在し、
   　前記一対の噴射孔の前記他方は、前記法線方向に対して上流側から下流側に向かって作動室の進行方向側へ傾斜するように延在する
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
8. 　前記スクリューロータは、互いに噛み合う雄ロータ及び雌ロータで構成され、
   　前記格納室は、前記雄ロータを格納する第１格納室と、前記雌ロータを格納する第２格納室とで構成され、
   　前記給液機構は、前記第１格納室に開口する一対の噴射孔及び前記第２格納室に開口する一対の噴射孔を有する
   　請求項１に記載の給液式スクリュー圧縮機。
9. 　スクリューロータと、
   　前記スクリューロータを回転可能に格納する格納室を有し、前記スクリューロータと共に作動室を形成するケーシングとを備え、
   　前記ケーシングは、前記格納室に開口して作動室へ液体を供給する給液機構を備え、
   　前記給液機構は、互いの中心軸線が同一の平面内に位置して前記格納室側の外部で交差し、作動室に向かって液体をそれぞれ噴射する一対の噴射孔を有し、
   　前記一対の噴射孔は、噴射する液体の運動量のベクトル和の向きが前記格納室の壁面における前記給液機構の開口位置での法線方向に対して作動室の進行方向側へ傾斜するように構成されている
   　給液式スクリュー圧縮機。

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