(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、冷媒に含まれる異物を確実に除去することができるスクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物は、異物除去回路（70）の上流側端部に配設された磁石（73）に付着して堆積する。そして、異物除去回路（70）の上流側と下流側との間で差圧により、磁石（73）に付着していた異物が異物除去回路（70）内に吸引されてケーシング（11）外部に排出される。【選択図】図６
2011001834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（11）と、該ケーシング（11）内に配設されて冷媒を圧縮するための圧縮機構（20）を構成するスクリューロータ（40）と、該圧縮機構（20）の吐出側に配設されて該スクリューロータ（40）の駆動軸（21）を回転自在に支持する軸受ホルダ（60）とを備えたスクリュー圧縮機であって、
前記ケーシング（11）の内壁面における、前記スクリューロータ（40）と前記軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）に対向する位置には、該スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物を該ケーシング（11）外部に除去するための異物除去通路（70）が開口していることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記異物除去通路（70）への冷媒の流通を許可又は遮断する開閉弁（71）と、
前記異物除去通路（70）を通過する異物を捕集する捕集フィルタ（72）とを備え、
前記異物除去通路（70）の下流側端部は、前記ケーシング（11）の低圧空間（S1）内に冷媒を吸入するための吸入側回路（7）に接続されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
前記開閉弁（71）は、前記スクリューロータ（40）の回転動作により前記異物除去通路（70）の上流側と下流側との間で差圧が生じているときに、所定間隔毎に開閉動作するように構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記ケーシング（11）内に吸入される冷媒に含まれる異物を捕集する吸入側フィルタ（19）と、
前記ケーシング（11）内の油溜まり（28）に貯留された油に含まれる異物を捕集するオイルフィルタ（25）とを備え、
前記捕集フィルタ（72）のメッシュ幅は、前記吸入側フィルタ（19）及び前記オイルフィルタ（25）のメッシュ幅よりも小さく設定されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１項において、
前記異物除去通路（70）の上流側端部には、磁石（73）が配設されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５のうち何れか１項において、
前記異物除去通路（70）の上流側端部には、前記ケーシング（11）の内壁面よりも一段窪んだ段差部（74）が形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、スクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、スクリューロータ及びゲートロータからなる圧縮機構と、これを駆動するための電動機とが１つのケーシングに収容されたスクリュー圧縮機が開示されている。
【０００３】
前記スクリュー圧縮機では、スクリューロータは、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝が刻まれている。ゲートロータは、概ね平板状に形成されており、スクリューロータの側方に配置されている。このゲートロータには、複数の長方形板状のゲートが放射状に設けられている。ゲートロータは、その回転軸がスクリューロータの回転軸と直交する姿勢で設置され、ゲートがスクリューロータの螺旋溝と噛み合わされる。
【０００４】
前記スクリュー圧縮機では、スクリューロータとゲートロータがケーシングに収容されており、スクリューロータの螺旋溝と、ゲートロータのゲートと、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。スクリューロータを電動機で回転駆動すると、スクリューロータの回転に伴ってゲートロータが回転する。そして、ゲートロータのゲートが、噛み合った螺旋溝の始端（吸入側の端部）から終端（吐出側の端部）へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。
【０００５】
前記スクリューロータは、その駆動軸が軸受ホルダにより回転自在に支持されている。この軸受ホルダの軸受は、ケーシング内に吸入された冷媒に含まれる油によって潤滑される。ここで、冷媒に含まれる鉄粉等の異物が軸受ホルダの軸受に対して供給されないように、スクリュー圧縮機の吸入側には、異物を捕集するための吸入側フィルタが設けられている。
【０００６】
また、特許文献２には、圧縮機内に遠心式油分離器を設け、この遠心式油分離器により冷媒に含まれる異物を遠心分離させることで、フィルタの目詰まりを抑制するようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４２０８１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスクリュー圧縮機では、吸入側フィルタのメッシュ幅が比較的大きく設定されているため、冷媒から異物を確実に除去することが困難であった。これは、メッシュ幅が小さすぎると、ケーシング内に吸入されるガス冷媒の圧力損失が増大してしまうからである。そのため、吸入側フィルタで捕集しきれなかった異物が軸受ホルダの軸受に対して供給されてしまい、軸受の寿命や性能等に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００９】
また、特許文献２の発明のように、遠心式油分離器を用いて冷媒に含まれる異物を遠心分離させるようにした場合には、ケーシング内に遠心式油分離器を別途設ける必要があり、装置が大型化したりコストが増大してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、冷媒に含まれる異物を確実に除去することができるスクリュー圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明は、スクリューロータの回転動作により冷媒から遠心分離された異物をケーシング外部に除去するための異物除去通路を設けるようにした。
【００１２】
具体的に、本発明は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）内に配設されて冷媒を圧縮するための圧縮機構（20）を構成するスクリューロータ（40）と、該圧縮機構（20）の吐出側に配設されて該スクリューロータ（40）の駆動軸（21）を回転自在に支持する軸受ホルダ（60）とを備えたスクリュー圧縮機を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１３】
すなわち、第１の発明は、前記ケーシング（11）の内壁面における、前記スクリューロータ（40）と前記軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）に対向する位置には、該スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物を該ケーシング（11）外部に除去するための異物除去通路（70）が開口していることを特徴とするものである。
【００１４】
第１の発明では、ケーシング（11）の内壁面には、スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物をケーシング（11）外部に除去するための異物除去通路（70）が開口している。この異物除去通路（70）は、スクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）に対向する位置に形成される。
【００１５】
このような構成とすれば、スクリューロータ（40）の回転動作により、スクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）位置において冷媒から遠心分離された異物を、異物除去通路（70）を介してケーシング（11）外部に排出することができる。これにより、異物が除去された冷媒を軸受ホルダ（60）の軸受に供給して、冷媒に含まれる油によって軸受を潤滑することができるから、軸受の寿命や性能等を確保することができる。
【００１６】
また、スクリュー圧縮機に元々設けられているスクリューロータ（40）を用いて、冷媒から異物を遠心分離させるようにしているから、従来の圧縮機のように、遠心式油分離器を別途設ける必要が無く、装置の大型化を抑制するとともにコストダウンを図ることができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記異物除去通路（70）への冷媒の流通を許可又は遮断する開閉弁（71）と、
前記異物除去通路（70）を通過する異物を捕集する捕集フィルタ（72）とを備え、
前記異物除去通路（70）の下流側端部は、前記ケーシング（11）の低圧空間（S1）内に冷媒を吸入するための吸入側回路（7）に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
第２の発明では、異物除去通路（70）には、冷媒の流通を許可又は遮断する開閉弁（71）と、異物を捕集する捕集フィルタ（72）とが設けられる。そして、異物除去通路（70）の下流側端部は、ケーシング（11）の低圧空間（S1）内に冷媒を吸入するための吸入側回路（7）に接続される。
【００１９】
このような構成とすれば、開閉弁（71）を開いたときに、冷媒から遠心分離された異物が異物除去通路（70）内に吸引されるとともに、捕集フィルタ（72）で異物を捕集することができる。すなわち、異物除去通路（70）の下流側端部は、吸入側回路（7）に接続されることで異物除去通路（70）の上流側端部よりも低圧となっているから、異物除去通路（70）内には、その上流側から下流側に向かって異物を吸引する吸引力が作用することとなる。そのため、開閉弁（71）の開閉動作を制御するだけで、異物を異物除去通路（70）内に吸引して容易に除去することができる。
【００２０】
第３の発明は、第２の発明において、
前記開閉弁（71）は、前記スクリューロータ（40）の回転動作により前記異物除去通路（70）の上流側と下流側との間で差圧が生じているときに、所定間隔毎に開閉動作するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明では、スクリューロータ（40）の回転動作により異物除去通路（70）の上流側と下流側との間で差圧が生じているときに、開閉弁（71）が所定間隔毎に開閉動作される。
【００２２】
このような構成とすれば、開閉弁（71）を所定間隔毎（例えば、１〜２分毎）に開閉することで、異物除去通路（70）の上流側と下流側との差圧によって、冷媒から遠心分離されて異物除去通路（70）の上流側端部に堆積している異物を異物除去通路（70）内に吸引して容易に除去することができる。
【００２３】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、
前記ケーシング（11）内に吸入される冷媒に含まれる異物を捕集する吸入側フィルタ（19）と、
前記ケーシング（11）内の油溜まり（28）に貯留された油に含まれる異物を捕集するオイルフィルタ（25）とを備え、
前記捕集フィルタ（72）のメッシュ幅は、前記吸入側フィルタ（19）及び前記オイルフィルタ（25）のメッシュ幅よりも小さく設定されていることを特徴とするものである。
【００２４】
第４の発明では、吸入側フィルタ（19）は、ケーシング（11）内に吸入される冷媒に含まれる異物を捕集するものである。また、オイルフィルタ（25）は、ケーシング（11）内の油溜まり（28）に貯留された油に含まれる異物を捕集するものである。ここで、捕集フィルタ（72）のメッシュ幅は、吸入側フィルタ（19）及びオイルフィルタ（25）のメッシュ幅よりも小さく設定される。
【００２５】
このような構成とすれば、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）で捕集しきれなかった異物を、捕集フィルタ（72）によって確実に捕集することができる。
【００２６】
具体的に、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）のメッシュ幅を小さく設定することで、冷媒や油に含まれる異物を確実に捕集しようとした場合には、冷媒や油の圧力損失が増大してしまう。そのため、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）のメッシュ幅は、比較的大きく設定せざるを得なかった。
【００２７】
これに対し、本発明では、スクリュー圧縮機の運転動作に直接影響しない異物除去通路（70）に、メッシュ幅の小さい捕集フィルタ（72）を設けるようにしたから、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）で捕集しきれなかった異物を確実に捕集することができる。
【００２８】
第５の発明は、第１乃至第４の発明うち何れか１つにおいて、
前記異物除去通路（70）の上流側端部には、磁石（73）が配設されていることを特徴とするものである。
【００２９】
第５の発明では、磁石（73）が異物除去通路（70）の上流側端部に配設される。このような構成とすれば、冷媒から遠心分離された鉄粉等の異物を、異物除去通路（70）の上流側端部に確実に堆積させておくことができ、異物がケーシング（11）内で飛散しないようにして異物除去通路（70）からケーシング（11）外部に確実に排出することができる。
【００３０】
第６の発明は、第１乃至第５の発明のうち何れか１つにおいて、
前記異物除去通路（70）の上流側端部には、前記ケーシング（11）の内壁面よりも一段窪んだ段差部（74）が形成されていることを特徴とするものである。
【００３１】
第６の発明では、ケーシング（11）の内壁面よりも一段窪んだ段差部（74）が異物除去通路（70）の上流側端部に形成される。このような構成とすれば、冷媒から遠心分離された異物を、異物除去通路（70）の段差部（74）内に堆積させておくことができ、異物がケーシング（11）内で飛散しないようにして異物除去通路（70）からケーシング（11）外部に確実に排出することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、スクリューロータ（40）の回転動作により、スクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）位置において冷媒から遠心分離された異物を、異物除去通路（70）を介してケーシング（11）外部に排出することができる。これにより、異物が除去された冷媒を軸受ホルダ（60）の軸受に供給して、冷媒に含まれる油によって軸受を潤滑することができるから、軸受の寿命や性能等を確保することができる。
【００３３】
また、スクリュー圧縮機に元々設けられているスクリューロータ（40）を用いて、冷媒から異物を遠心分離させるようにしているから、従来の圧縮機のように、遠心式油分離器を別途設ける必要が無く、装置の大型化を抑制するとともにコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機を備えた空調装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図３】スクリュー圧縮機の構成を示す横断面図である。
【図４】スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。
【図５】スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す、別の角度から見た斜視図である。
【図６】スクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。
【図７】スクリュー圧縮機の圧縮機構の動作を示す平面図であって、（ａ）は吸込行程を示し、（ｂ）は圧縮行程を示し、（ｃ）は吐出行程を示す。
【図８】本変形例に係るスクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機を備えた空調装置の冷媒回路図である。図１に示すように、冷媒回路（1）は、スクリュー圧縮機（10）、四方切換弁（2）、熱源側熱交換器（3）、利用側熱交換器（4）、熱源側膨張弁（5）、利用側膨張弁（6）、及び異物除去通路としての異物除去回路（70）が設けられた閉回路で構成されている。この冷媒回路（1）には、冷媒が充填されている。冷媒回路（1）では、充填された冷媒を循環させることにより蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００３７】
前記冷媒回路（1）において、スクリュー圧縮機（10）は、その吐出側が四方切換弁（2）の第１ポートに、その吸入側が吸入側回路（7）を介して四方切換弁（2）の第２ポートにそれぞれ接続されている。熱源側熱交換器（3）の一端は、四方切換弁（2）の第３ポートに接続されている。熱源側熱交換器（3）の他端は、利用側膨張弁（6）を介して利用側熱交換器（4）の一端に接続されている。利用側熱交換器（4）の他端は、四方切換弁（2）の第４ポートに接続されている。
【００３８】
前記四方切換弁（2）は、第１ポートと第３ポートが連通して第２ポートと第４ポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートが連通して第２ポートと第３ポートが連通する第２状態（図１に点線で示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００３９】
前記異物除去回路（70）は、冷媒に含まれる鉄粉等の異物をケーシング（11）外部に排出して除去するためのものであり、その流入端は、スクリュー圧縮機（10）のケーシング（11）に接続されている。なお、具体的な接続位置については後述する。また、異物除去回路（70）の流出端は、吸入側回路（7）に接続されている。異物除去回路（70）の回路途中には、異物除去回路（70）への冷媒の流通を許可又は遮断する開閉弁（71）と、異物除去回路（70）を通過する冷媒に含まれる異物を捕集する捕集フィルタ（72）とが接続されている。
【００４０】
図２は、スクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図、図３は、横断面図である。図２及び図３に示すように、このスクリュー圧縮機（10）は、密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機（10）では、圧縮機構（20）と、圧縮機構（20）を駆動する電動機（12）とが金属製のケーシング（11）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機（12）と連結されている。
【００４１】
また、前記ケーシング（11）内には、冷媒回路（1）の熱源側熱交換器（3）又は利用側熱交換器（4）から低圧のガス冷媒が流入されるとともに低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが区画部材（29）によって区画形成されている。
【００４２】
前記ケーシング（11）の低圧空間（S1）側には、吸入口（11a）が開口している。この吸入口（11a）には、吸入側フィルタ（19）が取り付けられており、冷媒回路（1）の熱源側熱交換器（3）又は利用側熱交換器（4）から吸入されたガス冷媒に含まれる比較的大きな異物を捕集する。
【００４３】
前記電動機（12）は、ステータ（13）と、ロータ（14）とを備えている。ステータ（13）は、低圧空間（S1）においてケーシング（11）の内周面に固定されている。ロータ（14）には駆動軸（21）の一端部が連結されていて、駆動軸（21）がロータ（14）とともに回転軸（X）回りに回転するように構成されている。
【００４４】
前記圧縮機構（20）は、ケーシング（11）内に形成された円筒壁（16）と、円筒壁（16）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。
【００４５】
前記スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）の外径は、円筒壁（16）の内径よりも若干小さく設定されており、スクリューロータ（40）の外周面が円筒壁（16）の内周面と摺接するように構成されている。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の軸方向一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。
【００４６】
図４は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図、図５は、別の角度から見た斜視図である。図４及び図５に示すように、スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、円柱状のスクリューロータ（40）の軸心周りに対称な形状をしている（すなわち、スクリューロータ（40）の横断面において、螺旋溝（41）のそれぞれは、スクリューロータ（40）の中心に対して点対称な形状をしている）。そして、複数の螺旋溝（41）が所定の軸周りに対称となるときのその軸を螺旋溝（41）の軸心という。スクリューロータ（40）に対して螺旋溝（41）が精度良く形成されているときには、螺旋溝（41）の軸心はスクリューロータ（40）の軸心と一致する。
【００４７】
ここで、前記スクリューロータ（40）の軸方向一端側の周縁部にはテーパ面（45）が形成されていて、螺旋溝（41）の一端部はテーパ面（45）に開口している。各螺旋溝（41）は、テーパ面（45）に開口する一端部（図２における左端部）が始端部となり、他端部（図２における右端部）が終端部となっている。一方、螺旋溝（41）の終端部は、スクリューロータ（40）の軸方向他端側においてその側周面に開口している。螺旋溝（41）では、両側の側壁面（42,43）のうち、ゲート（51）の進行方向の前側に位置するものが第１側壁面（42）となり、ゲート（51）の進行方向の後側に位置するものが第２側壁面（43）となっている。
【００４８】
また、前記スクリューロータ（40）の他端部には、螺旋溝（41）が形成されている本体部（40a）よりも外径が小さな小径部（46）が形成されている。
【００４９】
さらに、前記スクリューロータ（40）には、図１に示すように、駆動軸（21）を挿通させるための挿通孔（47）がスクリューロータ（40）の軸心を通って貫通形成されている。この挿通孔（47）が孔を構成する。
【００５０】
図２に示すように、前記スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。駆動軸（21）の一端部には、電動機（12）のロータ（14）が連結されており、駆動軸（21）の他端部がスクリューロータ（40）の挿通孔（47）に挿通される。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。また、駆動軸（21）には、その軸方向に貫通する貫通孔（21c）が形成されている。
【００５１】
このように、前記スクリューロータ（40）と電動機（12）のロータ（14）とが駆動軸（21）に連結された状態でケーシング（11）内に収容される。このとき、スクリューロータ（40）は、円筒壁（16）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（16）の内周面と摺接する。
【００５２】
ここで、前記駆動軸（21）の一端部にはロータ（14）から突出する第１被支持部（21a）が形成されており、この第１被支持部（21a）がコロ軸受（66）に回転自在に支持されている。コロ軸受（66）は、コロ軸受ホルダ（65）に設置されている。コロ軸受ホルダ（65）のロータ（14）側は開口しており、後述する駆動軸（21）の貫通孔（21c）を介してコロ軸受ホルダ（65）内に供給された冷媒が、コロ軸受（66）を通過した後でコロ軸受ホルダ（65）の開口部から電動機（12）のモータコイルに向かって供給されるようになっている。
【００５３】
一方、前記駆動軸（21）の他端部にはスクリューロータ（40）から突出する第２被支持部（21b）が形成されており、この第２被支持部（21b）が圧縮機構（20）の高圧側に位置する玉軸受（61）に回転自在に支持されている。
【００５４】
図６は、スクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。図６に示すように、玉軸受（61）は、ケーシング（11）の円筒壁（16）に嵌合された軸受ホルダ（60）に設置されている。軸受ホルダ（60）の、スクリューロータ（40）側の端面の周縁部には、スクリューロータ（40）側に突出した環状壁部（62）が設けられている。
【００５５】
前記環状壁部（62）は、スクリューロータ（40）が円筒壁（16）内に配置されたときに、スクリューロータ（40）の小径部（46）が環状壁部（62）の内周側に入り込むように構成されている。このとき、小径部（46）と環状壁部（62）との継ぎ目（76）には若干の隙間が形成されており、スクリューロータ（40）の小径部（46）と軸受ホルダ（60）の環状壁部（62）とは径方向にも軸方向にも接触していない。つまり、小径部（46）と環状壁部（62）との間には、スクリューロータ（40）の外周面から径方向内方に入り込んだ後、軸方向に屈曲し、その後、さらに径方向内側に屈曲した、すなわち、縦断面がクランク状に屈曲した形状の潤滑路（75）が形成されている。
【００５６】
前記潤滑路（75）は、スクリューロータ（40）で圧縮された冷媒に含まれる油を軸受ホルダ（60）の玉軸受（61）に向かって流通させて玉軸受（61）を潤滑させるための流路である。玉軸受（61）を通過した冷媒は、駆動軸（21）の他端部から貫通孔（21c）を通って一端部から吐出され、コロ軸受（66）を潤滑する。コロ軸受（66）を潤滑した後の冷媒は、コロ軸受ホルダ（65）の開口部から電動機（12）のモータコイルに向かって供給され、モータコイルを潤滑する。
【００５７】
前記ケーシング（11）における、スクリューロータ（40）の小径部（46）と軸受ホルダ（60）の環状壁部（62）との継ぎ目（76）に対向する位置には、異物除去回路（70）の上流側端部が開口している。この異物除去回路（70）は、スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物をケーシング（11）外部に排出して除去するためのものである。
【００５８】
前記異物除去回路（70）の上流側端部には、磁石（73）が配設されている。これにより、スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された鉄粉等の異物を磁石（73）に付着させて異物除去回路（70）の上流側端部に堆積させておくことができ、異物がケーシング（11）内で飛散しないようにしている。
【００５９】
そして、前記スクリューロータ（40）の回転動作により異物除去回路（70）の上流側と下流側とで差圧が生じているときに、異物除去回路（70）に接続された開閉弁（71）を所定間隔毎（例えば、１〜２分毎）に開閉するようにしている。これにより、異物除去回路（70）の上流側端部に堆積している異物を異物除去回路（70）内に吸引することができる。異物除去回路（70）内に吸引された異物は、捕集フィルタ（72）で捕集される。このように、開閉弁（71）の開閉動作を制御するだけで、異物を異物除去回路（70）内に吸引して容易に除去することができる。
【００６０】
そして、異物が除去された冷媒を軸受ホルダ（60）の玉軸受（61）やコロ軸受ホルダ（65）のコロ軸受（66）に供給して、冷媒に含まれる油によって玉軸受（61）やコロ軸受（66）を潤滑することができるから、玉軸受（61）やコロ軸受（66）の寿命や性能等を確保することができる。
【００６１】
ここで、前記捕集フィルタ（72）のメッシュ幅は、吸入側フィルタ（19）や後述するオイルフィルタ（25）のメッシュ幅よりも小さく設定されている。このような構成とすれば、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）で捕集しきれなかった小さな異物を、捕集フィルタ（72）によって確実に捕集することができる。
【００６２】
具体的に、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）のメッシュ幅を小さく設定することで、冷媒や油に含まれる異物を確実に捕集しようとした場合には、冷媒や油の圧力損失が増大してしまう。そのため、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）のメッシュ幅は、比較的大きく設定せざるを得なかった。
【００６３】
これに対し、本発明では、スクリュー圧縮機（10）の運転動作に直接影響しない異物除去回路（70）に、メッシュ幅の小さい捕集フィルタ（72）を設けるようにしたから、吸入側フィルタ（19）やオイルフィルタ（25）で捕集しきれなかった異物を確実に捕集することができる。
【００６４】
図４及び図５に示すように、前記ゲートロータ（50）は、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられた樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（16）の外側にスクリューロータ（40）を挟んで対称に配置され、軸心がスクリューロータ（40）の軸心と直交している。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（16）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。
【００６５】
前記ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。
【００６６】
図３に示すように、前記ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（16）に隣接してケーシング（11）内に区画形成されたゲートロータ室（18）に収容されている。図３におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、図３におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（18）内の軸受ハウジング（52）に玉軸受（53）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（18）は、低圧空間（S1）に連通している。
【００６７】
前記圧縮機構（20）では、円筒壁（16）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる（図２参照）。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。
【００６８】
前記スクリュー圧縮機（10）には、容量制御機構としてスライドバルブ（88）が設けられている。このスライドバルブ（88）は、円筒壁（16）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部（17）内に設けられている。スライドバルブ（88）は、内面が円筒壁（16）の内周面の一部を構成するとともに、円筒壁（16）の軸心方向にスライド可能に構成されている。
【００６９】
前記スクリュー圧縮機（10）には、スライドバルブ（88）を円筒壁（16）の軸心方向にスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、区画部材（29）の右側壁面に形成されたシリンダ（81）と、シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、アーム（84）とスライドバルブ（88）とを連結する連結ロッド（85）と、一端がピストンロッド（83）に連結された駆動バー（86）と、駆動バー（86）の他端に連結された駆動機構（87）とを備えている。
【００７０】
前記駆動機構（87）は、ピストンロッド（83）の軸方向と直交する方向に延びるシャフト（87a）周りに回動するように構成されている。具体的に、シャフト（87a）には図示しないベーンモータが連結しており、このベーンモータの回転角度を変化させることで、スライドバルブ（88）の位置を調整するように構成されている。
【００７１】
また、図示は省略するが、スライドバルブ（88）には、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口が形成されている。つまり、圧縮室（23）で圧縮された冷媒は、スライドバルブ（88）の吐出口から高圧空間（S2）に吐出される。また、円筒壁（16）には、圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路の上流端が開口しており、スライドバルブ（88）はこのバイパス通路の上流端を開閉して、圧縮機構（20）の容量を調整する。
【００７２】
前記ケーシング（11）の高圧空間（S2）は、中空の円筒状に形成された高圧側ケース（27）で構成されている。この高圧側ケース（27）の底部には、油溜まり（28）が設けられている。この油溜まり（28）に貯留された油は、スクリューロータ（40）等の駆動部品の潤滑に用いられる。
【００７３】
そして、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）とを区画する区画部材（29）内には、油供給路（29a）が形成されている。この油供給路（29a）には、油溜まり（28）に貯留された油に含まれる異物を捕集するオイルフィルタ（25）が取り付けられている。このオイルフィルタ（25）で異物が捕集された後の油は、油供給路（29a）を介してスクリューロータ（40）等の駆動部品に対して供給されるようになっている。
【００７４】
前記高圧側ケース（27）の上部には、吐出口（27a）が形成されている。また、高圧側ケース（27）内における油溜まり（28）の上方位置で且つスライドバルブ（88）の吐出口と高圧側ケース（27）の吐出口（27a）との間には、デミスタ（26）が配置されている。
【００７５】
前記デミスタ（26）は、ガス冷媒から油を分離するものである。具体的に、スライドバルブ（88）の吐出口から吐出された冷媒は、デミスタ（26）を通過する際に、冷媒に含まれる油がデミスタ（26）に捕捉される。デミスタ（26）に捕捉された油は、高圧側ケース（27）内の油溜まり（28）に回収される。一方、油が分離された後のガス冷媒は、吐出口（27a）を介してケーシング（11）外部に吐出される。
【００７６】
図２に示すように、ケーシング（11）には、台座部（11b）が形成されている。この台座部（11b）は、ケーシング（11）の上部から突出するように形成されており、その上面が概ね水平な平坦面となっている。台座部（11b）には、ターミナル組立品（30）が取り付けられている。
【００７７】
前記ターミナル組立品（30）は、ターミナル台（31）と、ターミナル（32）とによって構成されている。ターミナル台（31）は、長方形の厚板状に形成され、その長辺がケーシング（11）の軸方向と概ね平行となる姿勢で、台座部（11b）の上面に取り付けられている。ターミナル台（31）の下面は、台座部（11b）の上面と接している。
【００７８】
前記ターミナル（32）は、電動機（12）に給電するためのものであり、端子座（33）と６本の端子棒（34）とを備えている。端子座（33）は、絶縁性の樹脂等からなるブロック状の部材であって、ターミナル台（31）の上面及び下面の中央部に設置されている。各端子棒（34）は、金属製の部材であって、その軸方向が概ね鉛直方向となる姿勢で端子座（33）に取り付けられている。
【００７９】
−運転動作−
以下、前記スクリュー圧縮機（10）の運転動作について説明する。図２に示すように、スクリュー圧縮機（10）において電動機（12）を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程及び吐出行程を繰り返す。ここでは、図７において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。
【００８０】
図７（ａ）において、網掛けを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、図７（ａ）の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。
【００８１】
前記スクリューロータ（40）がさらに回転すると、図７（ｂ）の状態となる。図７（ｂ）において、網掛けを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、図７（ｂ）の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。
【００８２】
前記スクリューロータ（40）がさらに回転すると、図７（ｃ）の状態となる。図７（ｃ）において、網掛けを付した圧縮室（23）は、吐出口（図示省略）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮されたガス冷媒が圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。
【００８３】
前記圧縮室（23）から押し出されたガス冷媒の一部は、スクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との隙間に形成された潤滑路（75）を介して玉軸受（61）に向かって流通する。このガス冷媒には油が含まれているので、ガス冷媒が玉軸受（61）を通過する際に玉軸受（61）が潤滑される。そして、玉軸受（61）を通過したガス冷媒は、駆動軸（21）の他端部から貫通孔（21c）を通って一端部から吐出され、コロ軸受（66）が潤滑される。コロ軸受（66）を潤滑した後のガス冷媒は、コロ軸受ホルダ（65）の開口部から電動機（12）のモータコイルに向かって供給され、モータコイルが潤滑される。
【００８４】
−異物除去動作−
次に、冷媒に含まれる異物を除去する異物除去動作について説明する。まず、スクリューロータ（40）が回転動作すると、冷媒に含まれる異物がスクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）位置において遠心分離される。この異物は、磁石（73）に付着して異物除去回路（70）の上流側端部に堆積する。これにより、異物がケーシング（11）内で飛散しないようにしている。
【００８５】
そして、前記スクリューロータ（40）の回転動作により異物除去回路（70）の上流側と下流側とで差圧が生じているときに、異物除去回路（70）に接続された開閉弁（71）を所定間隔毎（例えば、１〜２分毎）に開閉する。ここで、異物除去回路（70）の下流側の方が上流側に比べて圧力が低いため、磁石（73）に付着していた異物が異物除去回路（70）内に吸引される。そして、異物除去回路（70）内に吸引された異物は、捕集フィルタ（72）で捕集される。
【００８６】
以上のように、本実施形態に係るスクリュー圧縮機（10）によれば、スクリューロータ（40）の回転動作により、スクリューロータ（40）と軸受ホルダ（60）との継ぎ目（76）位置において冷媒から遠心分離された異物を、異物除去回路（70）の上流側と下流側との差圧を利用することで、異物除去回路（70）を介してケーシング（11）外部に排出することができる。これにより、異物が除去された冷媒を軸受ホルダ（60）の玉軸受（61）やコロ軸受ホルダ（65）のコロ軸受（66）に供給して、冷媒に含まれる油によって玉軸受（61）やコロ軸受（66）を潤滑することができるから、軸受の寿命や性能等を確保することができる。
【００８７】
また、スクリュー圧縮機（10）に元々設けられているスクリューロータ（40）を用いて、冷媒から異物を遠心分離させるようにしているから、従来の圧縮機のように、遠心式油分離器を別途設ける必要が無く、装置の大型化を抑制するとともにコストダウンを図ることができる。
【００８８】
＜変形例＞
図８は、本発明の変形例に係るスクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。図８に示すように、ケーシング（11）の内壁面における、異物除去回路（70）の上流側端部には、ケーシング（11）の内壁面よりも一段窪んだ段差部（74）が形成されている。これにより、スクリューロータ（40）の回転動作により冷媒から遠心分離された異物を段差部（74）内に堆積させておくことができる。
【００８９】
そして、前記スクリューロータ（40）の回転動作により異物除去回路（70）の上流側と下流側とで差圧が生じているときに、異物除去回路（70）に接続された開閉弁（71）を所定間隔毎（例えば、１〜２分毎）に開閉することで、段差部（74）内に堆積している異物を異物除去回路（70）内に吸引することができる。異物除去回路（70）内に吸引された異物は、捕集フィルタ（72）で捕集される。
【００９０】
なお、前記段差部（74）内に磁石（73）を配置するようにしても良い。このような構成とすれば、冷媒から遠心分離された異物を磁石（73）に付着させて異物がケーシング（11）内で飛散しないようにする一方、異物を段差部（74）内に堆積させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、冷媒に含まれる異物を確実に除去するスクリュー圧縮機を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００９２】
1    スクリュー圧縮機
7    吸入側回路
11    ケーシング
19    吸入側フィルタ
20    圧縮機構
21    駆動軸
25    オイルフィルタ
28    油溜まり
40    スクリューロータ
60    軸受ホルダ
70    異物除去通路
71    開閉弁
72    捕集フィルタ
73    磁石
74    段差部
76    継ぎ目
S1    低圧空間
【図１】
2011001834.tif 000003
【図２】
2011001834.tif 000004
【図３】
2011001834.tif 000005
【図４】
2011001834.tif 000006
【図５】
2011001834.tif 000007
【図６】
2011001834.tif 000008
【図７】
2011001834.tif 000009
【図８】
2011001834.tif 000010