(57)【要約】【課題】本発明の課題は、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合であっても、仕切板を支持するための支柱を油分離器底部に設置することを可能とし、油溜め部と油分離空間との間に仕切板を配置して冷凍サイクルへの油の流出を抑制したスクリュー圧縮機を提供することである。【解決手段】本発明のスクリュー圧縮機は、冷媒を冷媒ガスと油とに分離する油分離器を備え、油分離器は、筐体、筐体内部の底面に形成された支柱固定部材、支柱固定部材に固定された支柱及び仕切板を有するとともに、仕切板の上方に形成された油分離空間、油分離空間上方に形成された冷媒ガス吐出口、及び、仕切板の下方に形成された油溜め部を有し、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成される。【選択図】図４
2015042846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ロータ及び雌ロータが互いに噛み合いながら回転して圧縮作動室を形成するスクリューロータと、
前記スクリューロータの低圧側軸に直結され、前記スクリューロータを駆動する電動機と、
前記スクリューロータを低圧側で支持する低圧側軸受と、
前記スクリューロータを高圧側で支持する高圧側軸受と、
前記圧縮作動室から吐出した冷媒が流入し、冷媒を冷媒ガスと油とに分離する油分離器と、
前記電動機を収納するモータケーシングと、
前記スクリューロータ及び前記低圧側軸受を収納するメインケーシングと、
前記高圧側軸受を収納する吐出ケーシングと、を備え、
前記油分離器は、筐体、前記筐体内部の底面に形成された支柱固定部材、前記支柱固定部材に固定された支柱及び仕切板を有するとともに、前記仕切板の上方に形成された油分離空間、前記油分離空間上方に形成された冷媒ガス吐出口、及び、前記仕切板の下方に形成された油溜め部を有し、
前記メインケーシング並びに前記油分離器の前記筐体及び前記支柱固定部材が鋳物により一体で形成されるスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記支柱固定部材と前記支柱は締結部材又は圧入により締結されるスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、前記締結部材はボルト又はノックピンであるスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記支柱は軸方向に形成された長穴を有し、前記長穴を介して、前記締結部材により、前記支柱固定部材と前記支柱が固定されるスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、前記支柱がパイプであ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、空気調和機、チラーユニット、冷凍機等に使用されるスクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー圧縮機では、軸受に供給された油が冷媒ガス（圧縮ガス）とともに吐出側に排出される。吐出した冷媒ガス中に混入した油が圧縮機から冷凍サイクルへ運び出された場合、圧縮機の信頼性低下とともに熱交換器の性能低下につながる。そのため、スクリュー圧縮機では冷凍サイクルへの油の流出を防止するために油分離手段を備える。
【０００３】
油の分離方式としては、衝突方式、捕集方式、遠心方式の３つに大別されるが、遠心方式が油分離器の小型化、軽量化に優位である（特許文献１，２，３参照）。このような遠心式油分離器では、油分離器内部の上方の空間に油分離空間が形成され、油分離器内部の下方の空間に油溜め部が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３８９８０号公報
【特許文献２】特開２００３−０４２０８１号公報
【特許文献３】特開２００４−２３２５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油分離器内部の上方の空間に油分離空間が形成され、油分離器内部の下方の空間に油溜め部が形成される遠心式油分離器の場合、油溜め部の油面高さが高いと、冷媒の旋回流により生じた上昇気流により、油溜め部の油が再飛散して、吐出する冷媒ガス中に油が混入する場合がある。
【０００６】
このような油溜め部からの油の再飛散を抑制するために、油溜め部と油分離空間との間に、仕切板を配置することができる。しかしながら、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合、鋳物は溶接できないため、仕切板を支持するための支柱を油分離器底部に溶接して設置することができない。
【０００７】
本発明の課題は、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合であっても、仕切板を支持するための支柱を油分離器底部に設置することを可能とし、油溜め部と油分離空間との間に仕切板を配置して冷凍サイクルへの油の流出を抑制したスクリュー圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスクリュー圧縮機は、雄ロータ及び雌ロータが互いに噛み合いながら回転して圧縮作動室を形成するスクリューロータと、スクリューロータの低圧側軸に直結され、スクリューロータを駆動する電動機と、スクリューロータを低圧側で支持する低圧側軸受と、スクリューロータを高圧側で支持する高圧側軸受と、圧縮作動室から吐出した冷媒が流入し、冷媒を冷媒ガスと油とに分離する油分離器と、電動機を収納するモータケーシングと、スクリューロータ及び低圧側軸受を収納するメインケーシングと、高圧側軸受を収納する吐出ケーシングと、を備え、油分離器は、筐体、筐体内部の底面に形成された支柱固定部材、支柱固定部材に固定された支柱及び仕切板を有するとともに、仕切板の上方に形成された油分離空間、油分離空間上方に形成された冷媒ガス吐出口、及び、仕切板の下方に形成された油溜め部を有し、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成されるので、仕切板を支持するための支柱を支柱固定部材に固定することができるため、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合においても、仕切板を油分離器に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】スクリュー圧縮機を示す垂直断面図
【図２】スクリュー圧縮機を示す一部省略水平断面図
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図(油分離器を示す縦断面図)
【図４】油分離器を示す縦断面図
【図５】図４のＢ矢視図
【図６】油分離器を示す縦断面図
【図７】支柱及び仕切板締結方法を示す図
【図８】支柱及び仕切板締結方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施例のスクリュー圧縮機は、雄ロータ及び雌ロータが互いに噛み合いながら回転して圧縮作動室を形成するスクリューロータと、スクリューロータの低圧側軸に直結され、スクリューロータを駆動する電動機と、スクリューロータを低圧側で支持する低圧側軸受と、スクリューロータを高圧側で支持する高圧側軸受と、圧縮作動室から吐出した冷媒が流入し、冷媒を冷媒ガスと油とに分離する油分離器と、電動機を収納するモータケーシングと、スクリューロータ及び低圧側軸受を収納するメインケーシングと、高圧側軸受を収納する吐出ケーシングと、を備え、油分離器は、筐体、筐体内部の底面に形成された支柱固定部材、支柱固定部材に固定された支柱及び仕切板を有するとともに、仕切板の上方に形成された油分離空間、油分離空間上方に形成された冷媒ガス吐出口、及び、仕切板の下方に形成された油溜め部を有し、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成される。本実施例のスクリュー圧縮機によれば、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成されるので、仕切板を支持するための支柱を支柱固定部材に固定することができるため、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合においても、仕切板を油分離器に設置することができる。
【００１２】
以下、本実施例のスクリュー圧縮機１００について図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例では、密閉形のツインスクリュー圧縮機を用いて説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００１３】
図１は本実施例のスクリュー圧縮機を示す縦断面図である。図１に示すように、スクリュー圧縮機１００は、互いに密封関係に接続されたモータケーシング１、メインケーシング２及び吐出ケーシング３を有する。
【００１４】
モータケーシング１には、圧縮機構部を駆動させるための駆動用モータ４（電動機）が収納される。駆動用モータ４は、外側にモータケーシング１内に固定されるステータ２０と、ステータ２０の内側に設けられるモータロータ２１とを備える。駆動用モータ４は、モータケーシング１の外部の端子箱５１内に設けられた電源端子５２とケーブル５３を介して接続される。
【００１５】
モータケーシング１の端部には、吸入口１８が設けられ、吸入口１８には異物を捕集するストレーナ１９が配置される。吸入口１８は、固定フランジ６１に形成され、固定フランジ６１がＯリング６２を介してモータケーシング１にボルト固定される。ストレーナ１９は、固定フランジ６１とモータケーシング１とで挟まれ、かつ、Ｏリング６３を介して固定される。また、固定フランジ６１には、冷媒吸入用配管６４が接続フランジ６５を介してボルト固定される。
【００１６】
メインケーシング２には、円筒状ボア５及び冷媒ガスを円筒状ボア５に導入する吸入ポート６が形成される。
【００１７】
図２に示すように、円筒状ボア５（図１参照）には、ころ軸受７Ａ、８Ａ、９Ａ及び玉軸受１０Ａで回転可能に支持された雄ロータ１１Ａ、及び、ころ軸受８Ｂ，９Ｂ及び玉軸受１０Ｂで回転可能に支持された雌ロータ１１Ｂが互いに噛み合わせて収納され、雄ロータ１１Ａの軸は低圧側で駆動用モータ４に直結される。また、メインケーシング２の側面には、油分離器１２が一体に形成される。なお、本実施例では、雄ロータ１１Ａと雌ロータ１１Ｂとで、互いに噛み合う雄・雌一対のスクリューロータが構成される。
【００１８】
吐出ケーシング３には、ころ軸受９Ａ，９Ｂ及び玉軸受１０Ａ，１０Ｂが収納され、油分離器１２に連通する冷媒ガスの吐出通路（不図示）が形成される。また、吐出ケーシング３は、ボルト等によってメインケーシング２に固定される。また、吐出ケーシング３の一端には、ころ軸受９Ａ，９Ｂ及び玉軸受１０Ａ，１０Ｂを収納する軸受室１６Ａ，１６Ｂを閉止する遮蔽板１７が取り付けられる。
【００１９】
なお、スクリュー圧縮機１００は、メインケーシング２及び吐出ケーシング３内に、油分離器１２の油溜め１４（図１参照）と各軸受とを連通する給油通路（不図示）が形成される。
【００２０】
図１において、スクリュー圧縮機１００は、スライド弁２６、ロッド２７、油圧ピストン２８及びコイルばね２９を含んで構成される容量制御機構部を備える。ロッド２７、油圧ピストン２８及びコイルばね２９は、吐出ケーシング３に収納される。なお、図１では、シリンダ室Ｑ内の油量を調整して油圧ピストン２８を作動させる電磁弁及び油圧流路の図示を省略する。
【００２１】
スライド弁２６は、雄ロータ１１Ａと雌ロータ１１Ｂ（図２参照）との噛合い部に吸込まれた冷媒ガスの一部を吸入側へバイパスして容量制御するためのものであり、図示左右方向に延びる凹部２ａに移動可能に収納される。
【００２２】
油圧ピストン２８は、ロッド２７を介してスライド弁２６を図示左右方向に駆動するものであり、左右方向に延びるシリンダ室Ｑ内において摺動可能に収納される。コイルばね２９は、シリンダ室Ｑ内において油圧ピストン２８よりもスライド弁２６側に配置され、油圧ピストン２８を常に反スライド弁２６側（図示右方向）に押圧する力を付与する。
【００２３】
次に、冷媒ガス及び油の流れを説明する。モータケーシング１に設けられた吸入口１８から吸入された低温、低圧の冷媒ガスは、ストレーナ１９で異物が捕集された後、駆動用モータ４とモータケーシング１の間に設けられたガス通路４ａ、及び駆動用モータ４のステータ２０とモータロータ２１間のエアギャップ４ｂを通過し、駆動用モータ４を冷却する。
【００２４】
冷却後の冷媒ガスは、メインケーシング２に形成された吸入ポート６から雄ロータ１１Ａと雌ロータ１１Ｂの噛み合い歯面とメインケーシング２により形成される圧縮室に吸入される。その後、駆動用モータ４に連結する雄ロータ１１Ａの回転とともに雄ロータ１１Ａと雌ロータ１１Ｂの噛み合い歯面と、メインケーシング２により形成される圧縮室に密閉され、圧縮室の縮小により徐々に圧縮され、高温、高圧の冷媒ガスとなって、メインケーシング２と一体に形成された油分離器１２内へ吐出される。
【００２５】
圧縮時に雄ロータ１１Ａ及び雌ロータ１１Ｂに作用する圧縮反力のうち、ラジアル荷重をころ軸受７Ａ，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂにより支持し、スラスト荷重を玉軸受１０Ａ，１０Ｂにより支持する。ころ軸受７Ａ，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ及び玉軸受１０Ａ，１０Ｂの潤滑及び冷却用の油は、メインケーシング２の高圧部である油分離器１２の油溜め１４から、各軸受７Ａ，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂに連通する油通路（不図示）を通り、差圧によって給油され、圧縮冷媒ガスとともに油分離器入口１３から油分離器１２内へ吐出される。
【００２６】
図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図であり、本実施例における油分離器の内部構成を説明する断面図である。
【００２７】
図３に示すように、油を含んだ圧縮冷媒ガスは、内筒３１の外側で旋回流を形成し、油は遠心力により分離され、メインケーシング２と一体に構成した油分離器１２の油溜め１４に溜められる。油分離後の圧縮冷媒ガスは、メインケーシング２（油分離器１２の上部）に設けられた吐出口２２から吐出される。
【００２８】
図３に示すように、遠心式の油分離器１２では、油分離器１２の上部に配置された油分離器入口１３と油溜め１４の油面１５との距離（油面上部空間距離）が長くなるほど、高い油分離効率を得られることが知られている。これは、油面１５の上部空間距離が短いと、油分離空間３０に旋回流が発生したときに油面１５からの油の再飛散が増大するためである。
【００２９】
図４に示すように、油分離空間３０の油の流れとガスの流れとの間に仕切板３３を配置し、油とガスの流れを仕切ることで旋回流による油の再飛散、油分離効率低下を抑制する。しかしながら、油分離器１２をスクリュー圧縮機１００のメインケーシング２と一体構造とし鋳物にて形成する場合、鋳物は溶接できないため、仕切板３３を支持するための支柱３４を油分離器１２底部に溶接して設置することができない。そこで、本実施例においては、図４に示すように、支柱固定部材３６が鋳物にて油分離機１２と一体にて形成されるとともに、支柱３４が締結部材３５にて支柱固定部材３６と締結され、仕切板３３が支柱３４に接合される。
【００３０】
図４、図５に示すように支柱固定部材３６はボルト等の締結部材３５にて支柱３４と締結される。ボルトにて支柱固定部材３６と支柱３４を締結する場合、支柱固定部材３６に面だし加工による面３７、支柱３４に平行面３８を作ることにより、接地面を作り、ボルトでの締結及び支柱３４の中心を油分離器１２の中心と合わせることができる。締結部材３５はボルトに限定されるものではなく、ノックピン等同様に締結可能なものであってもよい。また、図６に示すように、油分離機１２筐体内部の底面に形成された支柱固定部材３６に、支柱３４を締結するための円形の穴を形成し、支柱３４を穴に圧入することも可能である。また、支柱３４及び支柱固定部材３６の穴にねじを切ることで、支柱３４及び支柱固定部材３６を締結することも可能である。
【００３１】
図７、図８に示すように、支柱固定部材３６を締結するために支柱３４に設けた締結用穴を長穴化することで、支柱固定部材３６の高さを変えることなく支柱３４を長穴方向に移動可能とし、仕切板取付高さを変えることで最適な位置に仕切板を配置することができる。
【００３２】
図７に示すように、支柱３４は例えば丸棒で形成することができる。この場合、支柱３４の上端部が仕切板３３の下面の中心にボルトにて接合される。
【００３３】
図８に示すように、支柱３４は例えばパイプ材３９で形成することができる。この場合、パイプ材３９の平行面３８は扁平圧縮を行うことで形成することができる。パイプ材３９の上端部は仕切板３３の下面の中心に溶接にて接合される。また、パイプ材３９の場合、丸棒に対して軽量化されるため、支柱固定部材３６に掛かる負荷が軽減できかつ安価となる。
【００３４】
以上説明したように、本実施例のスクリュー圧縮機によれば、メインケーシング並びに油分離器の筐体及び支柱固定部材が鋳物により一体で形成されるので、仕切板を支持するための支柱を支柱固定部材に固定することができるため、油分離器をスクリュー圧縮機のケーシングと一体構造とし鋳物で形成する場合においても、仕切板を油分離器に設置することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：モータケーシング
２：メインケーシング
３：吐出ケーシング
４：駆動用モータ（電動機）
５：円筒状ボア
６：吸入ポート
７：ころ軸受（低圧側軸受）
８：ころ軸受（低圧側軸受）
９：ころ軸受（高圧側軸受）
１０：玉軸受（高圧側軸受）
１１Ａ：雄ロータ（スクリューロータ）
１１Ｂ：雌ロータ（スクリューロータ）
１２：油分離器
１３：油分離器入口
１４：油溜め
１５：油面
１６：軸受室
１７：遮蔽板
１８：吸入口
１９：ストレーナ
２０：ステータ
２１：モータロータ
２２：吐出口
３０：油分離空間
３１：内筒
３２：縦型円筒体
３３：仕切板
３４：支柱
３５：締結部材
３６：支柱固定部材
３７：面だし加工による面
３８：平行面
３９：パイプ材
５１：端子箱
５２：電源端子
５３：ケーブル
６１：固定フランジ
６２，６３：Ｏリング
６４：冷媒吸入用配管
６５：接続フランジ
１００：スクリュー圧縮機
【図１】
2015042846.tif 000003
【図２】
2015042846.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015042846.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015042846.tif 000008
【図７】
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【図８】
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