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JP2025038543A - Screw compressors and gas compression equipment - Google Patents

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Publication number
JP2025038543A
JP2025038543A JP2023145218A JP2023145218A JP2025038543A JP 2025038543 A JP2025038543 A JP 2025038543A JP 2023145218 A JP2023145218 A JP 2023145218A JP 2023145218 A JP2023145218 A JP 2023145218A JP 2025038543 A JP2025038543 A JP 2025038543A
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JP
Japan
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oil
rotor shaft
screw compressor
bearing
bearing surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023145218A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
晴美 佐藤
Harumi Sato
靖明 遠藤
Yasuaki Endo
幸一 松尾
Koichi Matsuo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mayekawa Manufacturing Co
Original Assignee
Mayekawa Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mayekawa Manufacturing Co filed Critical Mayekawa Manufacturing Co
Priority to JP2023145218A priority Critical patent/JP2025038543A/en
Priority to PCT/JP2024/030198 priority patent/WO2025052981A1/en
Publication of JP2025038543A publication Critical patent/JP2025038543A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

To provide a screw compressor and a gas compression facility that can support a rotor shaft appropriately while reducing an oil supply amount to a bearing or allowing for downsizing of a bearing.SOLUTION: A screw compressor comprises a rotor shaft, and a radial slide bearing including a sleeve having a bearing surface on an inner periphery and rotatably supporting the rotor shaft. The bearing surface of the sleeve has a non-circular contour defined by a major axis and a minor axis in a cross section perpendicular to an axial direction of the rotor shaft, and comprises an oil supply path communicating with an oil reservoir part formed between a portion of the bearing surface including the end part of the major axis and an outer peripheral surface of the rotor shaft.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、スクリュ圧縮機及びガス圧縮設備に関する。 This disclosure relates to screw compressors and gas compression equipment.

回転機械のラジアル軸受としてすべり軸受が使用されている。 Plain bearings are used as radial bearings in rotating machinery.

特許文献1には、回転シャフトの軸方向に直交する断面において、軸受面が真円形状の輪郭を有するラジアルすべり軸受が開示されている。 Patent document 1 discloses a radial sliding bearing in which the bearing surface has a contour that is perfectly circular in a cross section perpendicular to the axial direction of the rotating shaft.

特開平7-332364号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-332364

ところで、負荷される荷重が大きいスクリュ圧縮機では、直径が大きなロータ軸が用いられる。ロータ軸の直径が大きいと、ロータ軸の周速が速くなるため、ロータ軸とラジアル軸受と間の摩擦損失が大きくなり、また、摩擦によって生じた熱を除去するために多量の油を供給する必要がある。また、スクリュ圧縮機では、軸受に供給された油の一部は圧縮部に入りガスとともに加圧されるため、上述のように油供給量が多いと圧縮部での撹拌損失が大きくなる。 Meanwhile, screw compressors, which are subject to heavy loads, use rotor shafts with large diameters. When the rotor shaft diameter is large, the circumferential speed of the rotor shaft increases, which increases friction loss between the rotor shaft and the radial bearings, and also requires the supply of a large amount of oil to remove the heat generated by friction. Also, in screw compressors, some of the oil supplied to the bearings enters the compression section and is pressurized together with the gas, so as mentioned above, a large amount of oil supply increases the mixing loss in the compression section.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、軸受への給油量を削減しながら、あるいは、軸受の小型化を可能としながら、適切なロータ軸の支持が可能なスクリュ圧縮機及びガス圧縮設備を提供することを目的とする。 In view of the above, at least one embodiment of the present invention aims to provide a screw compressor and gas compression equipment that can properly support the rotor shaft while reducing the amount of oil supplied to the bearings or enabling the bearings to be made smaller.

本発明の少なくとも一実施形態に係るスクリュ圧縮機は、
ロータ軸と、
軸受面を内周に有するスリーブを含み、前記ロータ軸を回転可能に支持するラジアルすべり軸受と、を備え、
前記スリーブの前記軸受面は、前記ロータ軸の軸方向に直交する断面において、長軸と短軸とによって規定される非円形状の輪郭を有し、
前記軸受面のうち前記長軸の端部を含む部分と前記ロータ軸の外周面との間に形成される油溜まり部に連通する給油路を備える。
At least one embodiment of the screw compressor according to the present invention comprises:
A rotor shaft;
a radial plain bearing including a sleeve having a bearing surface on an inner circumference thereof and rotatably supporting the rotor shaft;
the bearing surface of the sleeve has a non-circular contour defined by a major axis and a minor axis in a cross section perpendicular to an axial direction of the rotor shaft,
An oil supply passage is provided which communicates with an oil reservoir formed between a portion of the bearing surface including the end of the long shaft and the outer circumferential surface of the rotor shaft.

また、本発明の少なくとも一実施形態に係るガス圧縮設備は、
ガスを圧縮するように構成された上述のスクリュ圧縮機と、
前記スクリュ圧縮機から吐出された圧縮ガスと油の混合体から前記油を分離するための油分離器と、
を備え、
前記油分離器からの前記油が前記油溜まり部に供給されるように構成される。
In addition, the gas compression equipment according to at least one embodiment of the present invention includes:
a screw compressor as described above configured to compress a gas;
an oil separator for separating the oil from a mixture of compressed gas and oil discharged from the screw compressor;
Equipped with
The oil from the oil separator is configured to be supplied to the oil sump.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、軸受への給油量を削減しながら、あるいは、軸受の小型化を可能としながら、適切なロータ軸の支持が可能なスクリュ圧縮機及びガス圧縮設備が提供される。 At least one embodiment of the present invention provides a screw compressor and gas compression equipment that can properly support the rotor shaft while reducing the amount of oil supplied to the bearings or allowing the bearings to be made smaller.

一実施形態に係るガス圧縮設備の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a gas compression facility according to one embodiment. 一実施形態に係るスクリュ圧縮機の平面視における概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a screw compressor according to one embodiment of the present invention, as viewed from above. 一実施形態に係るスクリュ圧縮機のロータ軸及びラジアルすべり軸受の軸方向に直交する断面を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the axial direction of a rotor shaft and a radial plain bearing of a screw compressor according to one embodiment. FIG. 図3に示すラジアルすべり軸受のB-B断面を示す図である。FIG. 4 is a view showing a cross section taken along the line BB of the radial sliding bearing shown in FIG. 図3に示すラジアルすべり軸受のB-B断面を示す図である。FIG. 4 is a view showing a cross section taken along the line BB of the radial sliding bearing shown in FIG. 一実施形態に係るスクリュ圧縮機のロータ軸及びラジアルすべり軸受の軸方向に直交する断面を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the axial direction of a rotor shaft and a radial plain bearing of a screw compressor according to one embodiment. FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Below, several embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention and are merely illustrative examples.

(ガス圧縮設備の構成)
図1は、幾つかの実施形態に係るスクリュ圧縮機を含むガス圧縮設備の概略図である。同図に示すように、ガス圧縮設備1は、スクリュ圧縮機2と、油分離器4と、冷却器6と、ポンプ8と、を備えている。
(Gas Compression Equipment Configuration)
1 is a schematic diagram of a gas compression facility including a screw compressor according to some embodiments. As shown in the figure, the gas compression facility 1 includes a screw compressor 2, an oil separator 4, a cooler 6, and a pump 8.

スクリュ圧縮機2は、吸入したガスを圧縮して吐出するように構成される。図中に示す符号Psはスクリュ圧縮機2の吸入圧力を示し、符号Pdはスクリュ圧縮機2の吐出圧力を示す。スクリュ圧縮機2には、冷却や潤滑等のために、油供給ライン10を介して油が供給されるようになっている。スクリュ圧縮機2に供給された油は、圧縮ガスとともに吐出される。 The screw compressor 2 is configured to compress and discharge the sucked gas. In the figure, the symbol Ps indicates the suction pressure of the screw compressor 2, and the symbol Pd indicates the discharge pressure of the screw compressor 2. Oil is supplied to the screw compressor 2 via an oil supply line 10 for cooling, lubrication, etc. The oil supplied to the screw compressor 2 is discharged together with the compressed gas.

スクリュ圧縮機2の構成については後述するが、概略的には、スクリュ圧縮機2は、ロータ軸14,16をそれぞれ含む一対のスクリュロータ(雄ロータ15及び雌ロータ17)と、ロータ軸14,16をそれぞれ回転可能に支持するためのラジアルすべり軸受18と、を備える。ラジアルすべり軸受18は、軸方向にて吸入側に位置するラジアルすべり軸受18Aと、軸方向にて吐出側に位置するラジアルすべり軸受18Bと、を含む。ラジアルすべり軸受18には、油供給ライン10を介して潤滑及び冷却のために油が供給される。 The configuration of the screw compressor 2 will be described later, but in outline, the screw compressor 2 comprises a pair of screw rotors (male rotor 15 and female rotor 17) each including rotor shafts 14, 16, and radial plain bearings 18 for rotatably supporting the rotor shafts 14, 16. The radial plain bearings 18 include a radial plain bearing 18A located on the suction side in the axial direction, and a radial plain bearing 18B located on the discharge side in the axial direction. Oil is supplied to the radial plain bearings 18 via an oil supply line 10 for lubrication and cooling.

油分離器4は、スクリュ圧縮機2から吐出された圧縮ガスと油の混合体から油を分離するように構成される。油分離器4で分離された油は、油供給ライン10を介して再度スクリュ圧縮機2(ラジアルすべり軸受18等)に供給される。典型的には、油分離器4で分離された油は、ポンプ8で加圧されてから、油供給ライン10を介してスクリュ圧縮機2に供給される。この場合、スクリュ圧縮機2に供給される油の圧力Poilは、吐出圧力Pdよりも高い(Poil=Pd+α)。なお、油分離器4で分離された油は、冷却器6で冷却されてから、ポンプ8で加圧されるようになっていてもよい。 The oil separator 4 is configured to separate oil from the mixture of compressed gas and oil discharged from the screw compressor 2. The oil separated in the oil separator 4 is supplied again to the screw compressor 2 (radial plain bearing 18, etc.) via the oil supply line 10. Typically, the oil separated in the oil separator 4 is pressurized by the pump 8 and then supplied to the screw compressor 2 via the oil supply line 10. In this case, the pressure Poil of the oil supplied to the screw compressor 2 is higher than the discharge pressure Pd (Poil = Pd + α). The oil separated in the oil separator 4 may be cooled in the cooler 6 and then pressurized by the pump 8.

(スクリュ圧縮機の構成)
図2は、一実施形態に係るスクリュ圧縮機の平面視における概略的な断面図である。図2に示すように、スクリュ圧縮機2は、一対のロータ軸14,16を含む一対のスクリュロータ(雄ロータ15及び雌ロータ17)と、該一対のスクリュロータを収容するケーシング12と、を備えている。
(Configuration of the screw compressor)
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view in a plan view of a screw compressor according to one embodiment. As shown in Fig. 2, the screw compressor 2 includes a pair of screw rotors (a male rotor 15 and a female rotor 17) including a pair of rotor shafts 14, 16, and a casing 12 that houses the pair of screw rotors.

一対のロータ軸14,16は、ラジアルすべり軸受18A,18B及びスラスト軸受20によって、それぞれ回転可能に支持されている。各軸受には、油供給ライン10を介して圧力Poilの油が供給されるようになっている。 The pair of rotor shafts 14, 16 are rotatably supported by radial plain bearings 18A, 18B and thrust bearings 20, respectively. Oil at pressure Poil is supplied to each bearing via an oil supply line 10.

雄ロータ15及び雌ロータ17は、互いに噛み合う螺旋形状の歯を有する。雄ロータ15及び雌ロータ17の歯の噛み合いと、ケーシング12とによって、ロータ軸14,16の軸方向に沿って複数の歯溝空間(チャンバ)が形成される。 The male rotor 15 and the female rotor 17 have helical teeth that mesh with each other. The meshing of the teeth of the male rotor 15 and the female rotor 17 and the casing 12 form multiple tooth groove spaces (chambers) along the axial direction of the rotor shafts 14, 16.

雄ロータ15を構成するロータ軸14は、モータ(不図示)の出力軸に接続され、モータによって回転駆動されるように構成される。雄ロータ15と噛み合う雌ロータ17は、雄ロータ15の回転により回転駆動される。雌ロータ17は、雄ロータ15の回転方向とは逆方向に回転する。雄ロータ15と雌ロータ17とが噛み合った状態で回転すると、歯溝空間は、軸方向にて吸入側から吐出側に向かって移動する。 The rotor shaft 14 that constitutes the male rotor 15 is connected to the output shaft of a motor (not shown) and is configured to be rotated and driven by the motor. The female rotor 17 that meshes with the male rotor 15 is rotated and driven by the rotation of the male rotor 15. The female rotor 17 rotates in the opposite direction to the rotation of the male rotor 15. When the male rotor 15 and the female rotor 17 rotate in a meshed state, the tooth groove space moves in the axial direction from the suction side to the discharge side.

ケーシング12のロータ軸14による貫通部には、該貫通部を介したガスの漏れを抑制するための軸シール部24が設けられる。軸シール部24には、油供給ライン10を介して圧力Poilの油が供給されるようになっていてもよい。 A shaft seal 24 is provided at the penetration of the casing 12 by the rotor shaft 14 to prevent gas leakage through the penetration. Oil at pressure Poil may be supplied to the shaft seal 24 via the oil supply line 10.

軸受や軸シール部24に供給された油は、ケーシング12から排出され、戻りライン28(図1及び図2参照)を介してケーシング12のスクリュロータ収容部の比較的低圧の空間に戻されるようになっている。なお、油給油ライン10から分岐して各軸受部や軸シール部への給油ラインや、各部からの戻りライン28は、図2では外部ラインを示しているが、ケーシング内部に設けられたラインでもよい。 Oil supplied to the bearings and shaft seals 24 is discharged from the casing 12 and returned to the relatively low-pressure space of the screw rotor housing of the casing 12 via a return line 28 (see Figures 1 and 2). Note that the oil supply lines branching off from the oil supply line 10 to the bearings and shaft seals, and the return lines 28 from each part are shown as external lines in Figure 2, but may also be lines provided inside the casing.

上述の歯溝空間には、ケーシング12内に形成される吸入空間50から吸入ポート52を介してガスが吸入される。雄ロータ15及び雌ロータ17が回転すると、これらのスクリュロータの回転に伴い、歯溝空間が軸方向にて吸入側から吐出側に向かって移動する。この過程において、吸入ポート52が締め切られてからは歯溝空間の容積が縮小するため、歯溝空間内のガスが圧縮される。歯溝空間が吐出ポート54に到達して、歯溝空間とケーシング12に形成される吐出空間(不図示)とが連通すると、歯溝空間内の圧縮ガスが吐出空間に吐出される。なお、吐出ポート54は、ケーシング12の端面に設けられる開口によって形成される。 Gas is drawn into the tooth groove space from the suction space 50 formed in the casing 12 through the suction port 52. When the male rotor 15 and the female rotor 17 rotate, the tooth groove space moves axially from the suction side to the discharge side in accordance with the rotation of these screw rotors. During this process, the volume of the tooth groove space decreases after the suction port 52 is closed, and the gas in the tooth groove space is compressed. When the tooth groove space reaches the discharge port 54 and the tooth groove space communicates with the discharge space (not shown) formed in the casing 12, the compressed gas in the tooth groove space is discharged into the discharge space. The discharge port 54 is formed by an opening provided on the end face of the casing 12.

スクリュ圧縮機2は、一対のロータ軸14,16の少なくとも一方に設けられるバランスピストン30を備えていてもよい。バランスピストン30は、ケーシング12の内部に形成される収容空間45に収容される。図2に示す例示的な実施形態では、雄ロータ15を構成するロータ軸14の吐出側の端部にバランスピストン30が設けられている。バランスピストン30の吸入側の端面に面するバランスピストン室42に油供給ライン10からの比較的高圧の油が供給されるようになっている。これにより、ロータ軸14に作用するスラストガス荷重(スクリュ圧縮機2の吸入圧力Psと吐出圧力Pdの差に起因してロータ軸14に作用する、軸方向にて吐出側から吸入側に向かう方向のスラスト荷重)とは反対向きの力(軸方向にて吸入側から吐出側に向かう方向の力)が、バランスピストン30の端面を介してロータ軸14に作用する。これにより、スラスト軸受20の荷重を軽減させることができる。 The screw compressor 2 may be provided with a balance piston 30 provided on at least one of the pair of rotor shafts 14, 16. The balance piston 30 is accommodated in an accommodation space 45 formed inside the casing 12. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the balance piston 30 is provided at the end of the discharge side of the rotor shaft 14 constituting the male rotor 15. Relatively high-pressure oil is supplied from the oil supply line 10 to the balance piston chamber 42 facing the end face of the suction side of the balance piston 30. As a result, a force (a force in the axial direction from the suction side to the discharge side) in the opposite direction to the thrust gas load acting on the rotor shaft 14 (a thrust load acting on the rotor shaft 14 in the axial direction from the discharge side to the suction side due to the difference between the suction pressure Ps and the discharge pressure Pd of the screw compressor 2) acts on the rotor shaft 14 via the end face of the balance piston 30. This reduces the load on the thrust bearing 20.

図3は、一実施形態に係るスクリュ圧縮機2のロータ軸14及びラジアルすべり軸受18(18A,18B)の軸方向に直交する断面を示す概略図である。図4及び図5は、それぞれ、図3に示すラジアルすべり軸受のB-B断面を示す図である。図4は、吸入側のラジアルすべり軸受18Aの断面を示すものであり、図5は、吐出側のラジアルすべり軸受18Bの断面を示すものである。 Figure 3 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the axial direction of the rotor shaft 14 and radial plain bearings 18 (18A, 18B) of a screw compressor 2 according to one embodiment. Figures 4 and 5 are diagrams showing the B-B cross sections of the radial plain bearings shown in Figure 3. Figure 4 shows a cross section of the radial plain bearing 18A on the suction side, and Figure 5 shows a cross section of the radial plain bearing 18B on the discharge side.

なお、以下において、雄ロータ15を構成するロータ軸14を支持するラジアルすべり軸受18(18A,18B)について図を参照しながら説明するが、雌ロータ17を構成するロータ軸16を支持するラジアルすべり軸受18(18A,18B)についても同様の説明が適用できる。 In the following, the radial plain bearings 18 (18A, 18B) that support the rotor shaft 14 that constitutes the male rotor 15 will be explained with reference to the figures, but the same explanation can also be applied to the radial plain bearings 18 (18A, 18B) that support the rotor shaft 16 that constitutes the female rotor 17.

図3~図5に示すように、ラジアルすべり軸受18は、軸受面62を内周に有するスリーブ60を含む。図4及び図5に示すように、スリーブ60は、軸方向における吸入側の端面60a及び吐出側の端面60bを有する。 As shown in Figures 3 to 5, the radial plain bearing 18 includes a sleeve 60 having a bearing surface 62 on its inner circumference. As shown in Figures 4 and 5, the sleeve 60 has an axial end face 60a on the suction side and an axial end face 60b on the discharge side.

なお、図4及び図5に示すように、軸受面62の軸方向における吸入側端62a及び吐出側端62bは、スリーブ60の吸入側の端面60a及び吐出側の端面60bとは一致していなくてもよい。すなわち、図4及び図5に示すように、軸方向においてスリーブ60の延在範囲の一部の領域にのみ、軸受面62が形成されていてもよい。 As shown in Figures 4 and 5, the suction end 62a and discharge end 62b of the bearing surface 62 in the axial direction do not have to coincide with the suction end face 60a and discharge end face 60b of the sleeve 60. In other words, as shown in Figures 4 and 5, the bearing surface 62 may be formed only in a partial area of the extension range of the sleeve 60 in the axial direction.

スリーブ60は、該スリーブ60の軸方向における位置決めをするための鍔部61を含んでもよい。図示するように、軸方向にて吸入側に設けられるラジアルすべり軸受18Aの鍔部61は、該ラジアルすべり軸受18Aの吸入側の端部に設けられていてもよい。軸方向にて吐出側に設けられるラジアルすべり軸受18Bの鍔部61は、該ラジアルすべり軸受18Aの吐出側の端部に設けられていてもよい。 The sleeve 60 may include a flange 61 for positioning the sleeve 60 in the axial direction. As shown in the figure, the flange 61 of the radial plain bearing 18A provided on the suction side in the axial direction may be provided at the end of the suction side of the radial plain bearing 18A. The flange 61 of the radial plain bearing 18B provided on the discharge side in the axial direction may be provided at the end of the discharge side of the radial plain bearing 18A.

図3に示すように、スリーブ60の軸受面62は、ロータ軸14の軸方向に直交する断面において、長軸ALと短軸ASとによって規定される非円形状の輪郭を有する。図3に示す例示的な実施形態では、軸方向に直交する断面における軸受面62の輪郭は、長軸ALと短軸ASとを有する略楕円形状を有している。 As shown in FIG. 3, the bearing surface 62 of the sleeve 60 has a non-circular contour defined by a major axis AL and a minor axis AS in a cross section perpendicular to the axial direction of the rotor shaft 14. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the contour of the bearing surface 62 in a cross section perpendicular to the axial direction has a generally elliptical shape having a major axis AL and a minor axis AS.

軸受面62のうち上述の長軸ALの端部EL1,EL2を含む部分とロータ軸14の外周面19との間には、油溜まり部64が形成される。油溜まり部64は、軸受面62とロータ軸14の外周面19との間の距離が比較的広い部分である。なお、軸受面62のうち上述の短軸ASの端部ES1,ES2を含む部分とロータ軸14の外周面19との間の距離は、比較的狭くなっている。 An oil reservoir 64 is formed between the portion of the bearing surface 62 including the ends EL1, EL2 of the long axis AL and the outer peripheral surface 19 of the rotor shaft 14. The oil reservoir 64 is a portion where the distance between the bearing surface 62 and the outer peripheral surface 19 of the rotor shaft 14 is relatively wide. The distance between the portion of the bearing surface 62 including the ends ES1, ES2 of the short axis AS and the outer peripheral surface 19 of the rotor shaft 14 is relatively narrow.

スクリュ圧縮機2は、油溜まり部64に連通する給油路66を備えている。図3に示す実施形態では、給油路66は、スリーブ60に設けられた給油孔68を含む。給油路66は、ケーシング12に設けられた通路56(図2参照)を含んでもよい。また、給油路66は、スリーブ60の外周面に円周状に設けられた溝70(図4及び図5参照)を含んでいてもよい。油溜まり部64には、油分離器4(図1参照)からの油が、油供給ライン10(図1参照)及び給油路66(通路56、溝70及び給油孔68)を介して供給されるようになっている。 The screw compressor 2 is provided with an oil supply passage 66 that communicates with the oil reservoir 64. In the embodiment shown in FIG. 3, the oil supply passage 66 includes an oil supply hole 68 provided in the sleeve 60. The oil supply passage 66 may include a passage 56 (see FIG. 2) provided in the casing 12. The oil supply passage 66 may also include a groove 70 (see FIGS. 4 and 5) provided circumferentially on the outer circumferential surface of the sleeve 60. Oil from the oil separator 4 (see FIG. 1) is supplied to the oil reservoir 64 via the oil supply line 10 (see FIG. 1) and the oil supply passage 66 (passage 56, groove 70, and oil supply hole 68).

上述の実施形態では、スリーブ60の軸受面62が、軸方向に直交する断面において長軸ALと短軸ASとによって規定される非円形状の輪郭を有するので、軸受面62のうち上述の長軸ALの端部EL1,EL2を含む部分とロータ軸14の外周面19との間に比較的大きな油溜まり部64が形成される。よって、比較的大きな油溜まり部64に給油路66を介して供給されたフレッシュな油(比較的冷たい油)が、ロータ軸14の回転に伴い摺動面に引き込まれやすいため、冷却効率が向上する。また、スリーブ60の軸受面62が上述の非円形状の輪郭を有するので、軸受面62とロータ軸14の外周面19との間の隙間が狭い周方向範囲R1(すなわち、短軸ASの端部ES1,ES2を含む部分とロータ軸14の外周面19との間の隙間が狭い範囲;図3参照)が比較的小さくなる。よって、ロータ軸とスリーブとの間の摩擦損失を低減することができる。したがって、上述の実施形態によれば、ラジアルすべり軸受18への給油量を削減しながら、あるいは、ラジアルすべり軸受18の小型化を可能としながら、ロータ軸14を適切に支持することができる。 In the above embodiment, since the bearing surface 62 of the sleeve 60 has a non-circular contour defined by the long axis AL and the short axis AS in a cross section perpendicular to the axial direction, a relatively large oil reservoir 64 is formed between the portion of the bearing surface 62 including the ends EL1 and EL2 of the long axis AL and the outer circumferential surface 19 of the rotor shaft 14. Therefore, the fresh oil (relatively cold oil) supplied to the relatively large oil reservoir 64 through the oil supply passage 66 is easily drawn into the sliding surface as the rotor shaft 14 rotates, improving the cooling efficiency. In addition, since the bearing surface 62 of the sleeve 60 has the above-mentioned non-circular contour, the circumferential range R1 in which the gap between the bearing surface 62 and the outer circumferential surface 19 of the rotor shaft 14 is narrow (i.e., the range in which the gap between the portion including the ends ES1 and ES2 of the short axis AS and the outer circumferential surface 19 of the rotor shaft 14 is narrow; see FIG. 3) is relatively small. Therefore, the friction loss between the rotor shaft and the sleeve can be reduced. Therefore, according to the above embodiment, the rotor shaft 14 can be properly supported while reducing the amount of oil supplied to the radial plain bearing 18 or while enabling the radial plain bearing 18 to be made smaller.

図3~図5に示すように、幾つかの実施形態では、スリーブ60の軸受面62には、給油路66が開口する凹部72が設けられる。凹部72は、給油路66が開口する底面74と、底面74を取り囲むように設けられる側壁面76と、を含んでもよい。 As shown in Figures 3 to 5, in some embodiments, the bearing surface 62 of the sleeve 60 is provided with a recess 72 into which the oil supply passage 66 opens. The recess 72 may include a bottom surface 74 into which the oil supply passage 66 opens, and a side wall surface 76 that is provided to surround the bottom surface 74.

上述の実施形態では、スリーブ60の軸受面62に、給油路66が開口する凹部72が設けられるので、給油路66から供給される油を凹部72に滞留させることができる。このため、該凹部72を介して、軸受面62とロータ軸14の外周面19との間の空間に円滑に油を供給することができる。 In the above embodiment, the bearing surface 62 of the sleeve 60 is provided with a recess 72 into which the oil supply passage 66 opens, so that the oil supplied from the oil supply passage 66 can be retained in the recess 72. As a result, oil can be smoothly supplied to the space between the bearing surface 62 and the outer peripheral surface 19 of the rotor shaft 14 via the recess 72.

図3~図5に示すように、軸受面62に設けられる凹部72は、ダムによって囲まれていてもよい。すなわち、径方向から視たとき、凹部72は該凹部72を取り囲む側壁面76によって閉じられていてもよい。 As shown in Figures 3 to 5, the recess 72 provided in the bearing surface 62 may be surrounded by a dam. That is, when viewed from the radial direction, the recess 72 may be closed by a side wall surface 76 that surrounds the recess 72.

従来のロータ軸径の比較的大きなスクリュ圧縮機では、軸受に多量の油を供給するため、油が滞留し得る軸受面の凹部から油を排出するための油逃げ溝(凹部に連通するように軸受面に設けられる溝)を設ける必要があった。この点、上述の実施形態では、既に述べたように、軸受への給油量が少なくて済むので、凹部72がダムで囲まれた油逃げ溝がない構成を実現することができ、これにより、軸受への油供給量を抑えることができる。 In conventional screw compressors with a relatively large rotor shaft diameter, in order to supply a large amount of oil to the bearing, it was necessary to provide an oil escape groove (a groove provided on the bearing surface that communicates with the recess) to drain the oil from the recess in the bearing surface where the oil may accumulate. In this regard, as already mentioned, in the above embodiment, since only a small amount of oil needs to be supplied to the bearing, it is possible to realize a configuration in which the recess 72 is surrounded by a dam and there is no oil escape groove, thereby reducing the amount of oil supplied to the bearing.

幾つかの実施形態では、凹部72の軸方向における吸入側端72aと、軸受面62上の給油路66の開口69との軸方向における距離L1(図4及び図5参照)は、凹部72の軸方向における吐出側端72bと、軸受面62上の給油路66の開口69との軸方向における距離L2(図4及び図5参照)よりも短い。 In some embodiments, the axial distance L1 (see Figures 4 and 5) between the axial suction end 72a of the recess 72 and the opening 69 of the oil supply passage 66 on the bearing surface 62 is shorter than the axial distance L2 (see Figures 4 and 5) between the axial discharge end 72b of the recess 72 and the opening 69 of the oil supply passage 66 on the bearing surface 62.

上述の実施形態によれば、給油路66の開口69は、軸方向において、凹部72の吐出側端72bよりも吸入側端72aの近くに位置する。即ち、給油路66の開口69は、凹部72における比較的高圧側の位置に設けられるため、給油路66から凹部72に供給された油が、比較的高圧側の吸入側端72a、及び、比較的低圧側の吐出側端72bに向けてバランス良く流れるため、ラジアルすべり軸受18を適切に潤滑及び冷却しやすくなる。 According to the above-described embodiment, the opening 69 of the oil supply passage 66 is located axially closer to the suction end 72a than to the discharge end 72b of the recess 72. In other words, the opening 69 of the oil supply passage 66 is provided at a relatively high-pressure side position in the recess 72, so that the oil supplied from the oil supply passage 66 to the recess 72 flows in a balanced manner toward the relatively high-pressure suction end 72a and the relatively low-pressure discharge end 72b, making it easier to properly lubricate and cool the radial plain bearing 18.

図6は、一実施形態に係るスクリュ圧縮機2のロータ軸14、16、及び、ロータ軸14,16をそれぞれ支持するラジアルすべり軸受18の軸方向に直交する断面を示す概略図である。図6において、符号15a及び17aは、雄ロータ15及び雌ロータ17の歯先の軌道(最外周の位置)をそれぞれ示す。 Figure 6 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the axial direction of the rotor shafts 14 and 16 of a screw compressor 2 according to one embodiment, and the radial plain bearings 18 that support the rotor shafts 14 and 16, respectively. In Figure 6, reference numerals 15a and 17a indicate the orbits (positions of the outermost circumference) of the tooth tips of the male rotor 15 and the female rotor 17, respectively.

図6に示すように、軸方向から視たとき、スクリュ圧縮機2の吐出ポート54は、水平方向において、ロータ軸14の軸中心O1と、ロータ軸16の軸中心O2との間に位置し、鉛直方向において、ロータ軸14の軸中心O1及びロータ軸16の軸中心O2とはずれて位置する。また、軸方向から視たとき、吐出ポート54は、雄ロータ15の歯先の軌道15aと、雌ロータ17の歯先の軌道17aの交点P0を含む領域に形成される。 As shown in FIG. 6, when viewed from the axial direction, the discharge port 54 of the screw compressor 2 is located between the axial center O1 of the rotor shaft 14 and the axial center O2 of the rotor shaft 16 in the horizontal direction, and is positioned offset from the axial center O1 of the rotor shaft 14 and the axial center O2 of the rotor shaft 16 in the vertical direction. Also, when viewed from the axial direction, the discharge port 54 is formed in an area including the intersection P0 of the orbit 15a of the tooth tips of the male rotor 15 and the orbit 17a of the tooth tips of the female rotor 17.

ラジアルすべり軸受18に発生するラジアル荷重FA,FBの大きさ及び方向は、ロータ軸14,16周りの圧力分布により決まる。ロータ軸14,15の周りにおいては、吐出ポート54側の位置において圧力が最も高く、その反対側の位置(吸入側の位置)において圧力が最も低い。この圧力差により、ラジアルすべり軸受18に発生するラジアル荷重FA,FBは、図6に示すように斜め上方向きとなる。 The magnitude and direction of the radial loads FA, FB generated in the radial plain bearing 18 are determined by the pressure distribution around the rotor shafts 14, 16. Around the rotor shafts 14, 15, the pressure is highest at the position on the discharge port 54 side, and lowest at the opposite position (the position on the suction side). Due to this pressure difference, the radial loads FA, FB generated in the radial plain bearing 18 are directed diagonally upward as shown in Figure 6.

そこで、幾つかの実施形態では、ラジアルすべり軸受18は、上述の斜め上方向きのラジアル荷重を適切に受けることができるように、軸受面62の輪郭の短軸ASが上述のラジアル荷重FA、FBの方向に沿うように設けられる。すなわち、幾つかの実施形態では、雄ロータ15を構成するロータ軸14を支持するラジアルすべり軸受18は、軸方向から視たとき、軸受面62の輪郭の短軸ASが、吐出ポート54とロータ軸14の軸中心O1とを結ぶ方向に沿うように設けられる。また、雌ロータ17を構成するロータ軸16を支持するラジアルすべり軸受18は、軸方向から視たとき、軸受面62の輪郭の短軸ASが、吐出ポート54とロータ軸16の軸中心O2とを結ぶ方向に沿うように設けられる。 Therefore, in some embodiments, the radial plain bearing 18 is provided so that the minor axis AS of the profile of the bearing surface 62 is aligned along the direction of the radial loads FA and FB described above so that the radial plain bearing 18 can appropriately receive the above-mentioned radial load in the diagonally upward direction. That is, in some embodiments, the radial plain bearing 18 supporting the rotor shaft 14 constituting the male rotor 15 is provided so that the minor axis AS of the profile of the bearing surface 62 is aligned along the direction connecting the discharge port 54 and the axial center O1 of the rotor shaft 14 when viewed from the axial direction. Also, the radial plain bearing 18 supporting the rotor shaft 16 constituting the female rotor 17 is provided so that the minor axis AS of the profile of the bearing surface 62 is aligned along the direction connecting the discharge port 54 and the axial center O2 of the rotor shaft 16 when viewed from the axial direction.

例えば、ラジアルすべり軸受18は、軸方向から視たとき、該ラジアルすべり軸受18の軸受面62の輪郭の短軸ASが、雄ロータ15の歯先の軌道15aと、雌ロータ17の歯先の軌道17aの交点P0、及び、ロータ軸14の軸中心O1又はロータ軸16の軸中心O2を通る直線L3,L4の方向に沿うように設けられていてもよい。 For example, the radial plain bearing 18 may be arranged such that, when viewed from the axial direction, the minor axis AS of the contour of the bearing surface 62 of the radial plain bearing 18 is aligned along the intersection P0 of the orbit 15a of the tooth tips of the male rotor 15 and the orbit 17a of the tooth tips of the female rotor 17, and along the straight line L3, L4 passing through the axial center O1 of the rotor shaft 14 or the axial center O2 of the rotor shaft 16.

一実施形態では、軸方向から視たとき、上述の交点P0及びロータ軸14又は16の軸中心O1又はO2を通る直線L3又はL4と、軸受面62の輪郭の短軸ASの方向に延びる直線L1又はL2との間の角度θ1又はθ2(図6参照)が30度以下となるように、ラジアルすべり軸受18が設けられていてもよい。 In one embodiment, the radial plain bearing 18 may be provided so that, when viewed from the axial direction, the angle θ1 or θ2 (see FIG. 6) between the straight line L3 or L4 passing through the intersection point P0 and the axial center O1 or O2 of the rotor shaft 14 or 16 and the straight line L1 or L2 extending in the direction of the minor axis AS of the contour of the bearing surface 62 is 30 degrees or less.

あるいは、一実施形態では、軸方向から視たとき、軸受面62の輪郭の短軸ASが、上述の直線L3又はL4と、直線L5又はL6との間の領域Z1又はZ2内に位置するように、ラジアルすべり軸受18が設けられていてもよい。ここで、直線L5及びL6は、吐出ポート54の開口領域において直線L0から周方向にて最も離れた点、及び、ロータ軸14,16の軸中心O1,O2をそれぞれ通る直線である(図6参照)。 Alternatively, in one embodiment, the radial plain bearing 18 may be provided so that, when viewed from the axial direction, the minor axis AS of the profile of the bearing surface 62 is located within the region Z1 or Z2 between the above-mentioned straight line L3 or L4 and the straight line L5 or L6. Here, the straight lines L5 and L6 are straight lines passing through the point in the opening region of the discharge port 54 that is the furthest from the straight line L0 in the circumferential direction, and the axial centers O1 and O2 of the rotor shafts 14 and 16, respectively (see FIG. 6).

また、例えば、軸方向から視たとき、一対のロータ軸14又は16の軸中心O1又はO2を通る直線L0と短軸ASの方向の直線L1又はL2との間の角度B(図6参照)が下記式(a)を満たすように、ラジアルすべり軸受18が設けられていてもよい。
B=(A+C)/2 …(a)
ここで、上記式(a)中のAは、上述の直線L0と、上述の直線L5又はL6との間の角度を表し、上記式(a)中のCは、上述の直線L0と上述の直線L3又はL4との間の角度を表す(図6参照)。なお、上述の角度Aは、スクリュ圧縮機2の設計容積比で決まるものである。
Furthermore, for example, the radial plain bearing 18 may be provided so that, when viewed from the axial direction, the angle B (see Figure 6) between a straight line L0 passing through the axial center O1 or O2 of a pair of rotor shafts 14 or 16 and a straight line L1 or L2 in the direction of the minor axis AS satisfies the following formula (a).
B=(A+C)/2...(a)
Here, A in the above formula (a) represents the angle between the above-mentioned straight line L0 and the above-mentioned straight line L5 or L6, and C in the above formula (a) represents the angle between the above-mentioned straight line L0 and the above-mentioned straight line L3 or L4 (see FIG. 6). Note that the above-mentioned angle A is determined by the design volume ratio of the screw compressor 2.

上述したように、スクリュ圧縮機2においては、ラジアルすべり軸受18に発生するラジアル荷重FA,FBの大きさ及び方向は、ロータ軸14,16周りの圧力分布により決まり、ラジアルすべり軸受18に発生するラジアル荷重FA,FBは、図6に示すように斜め上方向きとなる。この点、上述の実施形態によれば、軸受面62の輪郭の短軸ASが吐出ポート54とロータ軸14,16の軸中心O1,O2とを結ぶ方向に沿うようにラジアルすべり軸受18が設けられるので、ロータ軸14,16の荷重を適切にラジアルすべり軸受18で負担することができるとともに、既に述べたように、ラジアルすべり軸受18への給油量を削減し、あるいは、ラジアルすべり軸受18を小型化することができる。 As described above, in the screw compressor 2, the magnitude and direction of the radial loads FA, FB generated on the radial plain bearing 18 are determined by the pressure distribution around the rotor shafts 14, 16, and the radial loads FA, FB generated on the radial plain bearing 18 are obliquely upward as shown in FIG. 6. In this regard, according to the above-mentioned embodiment, the radial plain bearing 18 is provided so that the minor axis AS of the profile of the bearing surface 62 is aligned along the direction connecting the discharge port 54 and the axial centers O1, O2 of the rotor shafts 14, 16. Therefore, the radial plain bearing 18 can appropriately bear the load of the rotor shafts 14, 16, and, as already described, the amount of oil supplied to the radial plain bearing 18 can be reduced or the radial plain bearing 18 can be made smaller.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:

[1]本発明の少なくとも一実施形態に係るスクリュ圧縮機(2)は、
ロータ軸(14,16)と、
軸受面(62)を内周に有するスリーブ(60)を含み、前記ロータ軸を回転可能に支持するラジアルすべり軸受(18)と、を備え、
前記スリーブの前記軸受面は、前記ロータ軸の軸方向に直交する断面において、長軸(AL)と短軸(AS)とによって規定される非円形状の輪郭を有し、
前記軸受面のうち前記長軸の端部(EL1,EL2)を含む部分と前記ロータ軸の外周面(19)との間に形成される油溜まり部(64)に連通する給油路(66)を備える。
[1] At least one embodiment of the screw compressor (2) of the present invention comprises:
A rotor shaft (14, 16);
a radial plain bearing (18) including a sleeve (60) having a bearing surface (62) on an inner periphery thereof, the radial plain bearing (18) rotatably supporting the rotor shaft,
The bearing surface of the sleeve has a non-circular profile defined by a major axis (AL) and a minor axis (AS) in a cross section perpendicular to the axial direction of the rotor shaft,
The bearing surface includes an oil supply passage (66) that communicates with an oil reservoir (64) that is formed between a portion of the bearing surface that includes the ends (EL1, EL2) of the long shaft and the outer circumferential surface (19) of the rotor shaft.

上記[1]の構成では、スリーブの軸受面が、軸方向に直交する断面において長軸と短軸とによって規定される非円形状の輪郭を有するので、軸受面のうち上述の長軸の端部を含む部分とロータ軸の外周面との間に比較的大きな油溜まり部が形成される。よって、比較的大きな油溜まり部に給油路を介して供給されたフレッシュな油(比較的冷たい油)が、ロータ軸の回転に伴い摺動面に引き込まれやすいため、冷却効率が向上する。また、スリーブの軸受面が、上述の非円形状の輪郭を有するので、軸受面とロータ軸の外周面との間の隙間が狭い周方向範囲が比較的小さくなる。よって、ロータ軸とスリーブとの間の摩擦損失を低減することができる。したがって、上記[1]の構成によれば、軸受への給油量を削減しながら、あるいは、軸受の小型化を可能としながら、ロータ軸を適切に支持することができる。 In the above configuration [1], the bearing surface of the sleeve has a non-circular contour defined by the major axis and the minor axis in a cross section perpendicular to the axial direction, so that a relatively large oil reservoir is formed between the portion of the bearing surface including the end of the major axis and the outer circumferential surface of the rotor shaft. Therefore, the fresh oil (relatively cold oil) supplied to the relatively large oil reservoir through the oil supply passage is easily drawn into the sliding surface as the rotor shaft rotates, improving the cooling efficiency. In addition, since the bearing surface of the sleeve has the above-mentioned non-circular contour, the circumferential range in which the gap between the bearing surface and the outer circumferential surface of the rotor shaft is narrow is relatively small. Therefore, the friction loss between the rotor shaft and the sleeve can be reduced. Therefore, according to the above configuration [1], the rotor shaft can be properly supported while reducing the amount of oil supplied to the bearing or while enabling the bearing to be made smaller.

[2]幾つかの実施形態では、上記[1]の構成において、
前記スクリュ圧縮機は、
前記ロータ軸を含むスクリュロータ(例えば雄ロータ15及び雌ロータ17)で圧縮された流体を吐出するための吐出ポート(54)を備え、
前記ラジアルすべり軸受は、前記軸方向から視たとき、前記軸受面の前記輪郭の前記短軸が前記吐出ポートと前記ロータ軸の軸中心(O1,O2)とを結ぶ方向に沿うように設けられる。
[2] In some embodiments, in the configuration of [1] above,
The screw compressor comprises:
A discharge port (54) is provided for discharging a fluid compressed by a screw rotor (e.g., a male rotor 15 and a female rotor 17) including the rotor shaft,
The radial plain bearing is disposed such that, when viewed from the axial direction, the minor axis of the contour of the bearing surface extends along a direction connecting the discharge port and an axial center (O1, O2) of the rotor shaft.

スクリュ圧縮機においては、ラジアルすべり軸受に発生するラジアル荷重の大きさ及び方向はロータ軸周りの圧力分布により決まり、ラジアルすべり軸受に発生するラジアル荷重は、軸方向から視たときに斜め上方向きとなる。この点、上記[2]の構成によれば、軸受面の輪郭の短軸が吐出ポートとロータ軸の軸中心とを結ぶ方向に沿うようにラジアルすべり軸受が設けられるので、ロータ軸の荷重を適切にラジアル軸受で負担することができるとともに、上記[1]で述べたように、軸受への給油量を削減し、あるいは、軸受を小型化することができる。 In a screw compressor, the magnitude and direction of the radial load generated in the radial plain bearing is determined by the pressure distribution around the rotor shaft, and the radial load generated in the radial plain bearing is diagonally upward when viewed from the axial direction. In this regard, according to the configuration of [2] above, the radial plain bearing is provided so that the minor axis of the outline of the bearing surface is aligned with the direction connecting the discharge port and the axial center of the rotor shaft, so that the radial bearing can appropriately bear the load of the rotor shaft, and as described in [1] above, the amount of oil supplied to the bearing can be reduced or the bearing can be made smaller.

[3]幾つかの実施形態では、上記[1]又は[2]の構成において、
前記スクリュ圧縮機は、
前記軸受面に設けられ、前記給油路が開口する凹部(72)を備える。
[3] In some embodiments, in the configuration of [1] or [2] above,
The screw compressor comprises:
The bearing surface has a recess (72) into which the oil supply passage opens.

上記[3]の構成によれば、スリーブの軸受面に、給油路が開口する凹部を設けたので、給油路から供給される油を凹部に滞留させることができる。このため、該凹部を介して、軸受面とロータ軸の外周面との間の空間に円滑に油を供給することができる。 According to the configuration of [3] above, a recess into which the oil supply passage opens is provided on the bearing surface of the sleeve, so that the oil supplied from the oil supply passage can be retained in the recess. This allows oil to be smoothly supplied to the space between the bearing surface and the outer peripheral surface of the rotor shaft via the recess.

[4]幾つかの実施形態では、上記[3]の構成において、
前記凹部は、ダム(例えば側壁面76を含む)によって囲まれている。
[4] In some embodiments, in the configuration of [3] above,
The recess is surrounded by a dam (eg, including a sidewall surface 76).

従来のロータ軸径の比較的大きなスクリュ圧縮機では、軸受に多量の油を供給するため、油が滞留し得る凹部から油を排出するための油逃げ溝を設ける必要があった。この点、上記[4]の構成では、上記[1]で述べたように、軸受への給油量が少なくて済むので、凹部がダムで囲まれた油逃げ溝がない構成とすることで、軸受への油供給量を抑えることができる。 In conventional screw compressors with a relatively large rotor shaft diameter, in order to supply a large amount of oil to the bearings, it was necessary to provide an oil escape groove to drain the oil from the recesses where the oil could accumulate. In this regard, in the configuration of [4] above, as described in [1] above, the amount of oil supplied to the bearings is small, so by using a configuration in which the recesses are surrounded by a dam and there is no oil escape groove, the amount of oil supplied to the bearings can be reduced.

[5]幾つかの実施形態では、上記[3]又は[4]の構成において、
前記凹部は、前記軸方向における両端である吸入側端(72a)及び吐出側端(72b)を有し、
前記凹部に開口する前記給油路の開口(69)と前記吸入側端との前記軸方向における距離(L1)は、前記開口と前記吐出側端との前記軸方向における距離(L2)よりも短い。
[5] In some embodiments, in the configuration of [3] or [4] above,
The recess has a suction side end (72a) and a discharge side end (72b) which are both ends in the axial direction,
A distance (L1) in the axial direction between an opening (69) of the oil supply passage that opens into the recess and the suction side end is shorter than a distance (L2) in the axial direction between the opening and the discharge side end.

上記[5]の構成によれば、給油路の開口は、軸方向において、凹部の吐出側端よりも吸入側端の近くに位置する。即ち、給油路の開口は、凹部における比較的高圧側の位置に設けられるため、給油路から凹部に供給された油が、比較的高圧側の吸入側端、及び、比較的低圧側の吐出側端に向けてバランス良く流れるため、軸受を適切に潤滑及び冷却しやすくなる。 According to the configuration of [5] above, the opening of the oil supply passage is located axially closer to the suction end of the recess than to the discharge end. In other words, the opening of the oil supply passage is located at a relatively high-pressure side of the recess, so that the oil supplied from the oil supply passage to the recess flows in a balanced manner toward the relatively high-pressure suction end and the relatively low-pressure discharge end, making it easier to properly lubricate and cool the bearing.

[6]本発明の少なくとも一実施形態に係るガス圧縮設備は、
ガスを圧縮するように構成された上記[1]乃至[5]の何れか一項に記載のスクリュ圧縮機(2)と、
前記スクリュ圧縮機から吐出された圧縮ガスと油の混合体から前記油を分離するための油分離器(4)と、
を備え、
前記油分離器からの前記油が前記油溜まり部に供給されるように構成される。
[6] At least one embodiment of the gas compression equipment of the present invention comprises:
A screw compressor (2) according to any one of the above [1] to [5] configured to compress a gas;
an oil separator (4) for separating the oil from a mixture of compressed gas and oil discharged from the screw compressor;
Equipped with
The oil from the oil separator is configured to be supplied to the oil sump.

上記[6]の構成では、スリーブの軸受面が、軸方向に直交する断面において長軸と短軸とによって規定される非円形状の輪郭を有するので、軸受面のうち上述の長軸の端部を含む部分とロータ軸の外周面との間に比較的大きな給油路が形成される。よって、比較的大きな油溜まり部に給油路を介して供給されたフレッシュな油(比較的冷たい油)が、ロータ軸の回転に伴い摺動面に引き込まれやすいため、冷却効率が向上する。また、スリーブの軸受面が、上述の非円形状の輪郭を有するので、軸受面とロータ軸の外周面との間の隙間が狭い周方向範囲が比較的小さくなる。よって、ロータ軸とスリーブとの間の摩擦損失を低減することができる。したがって、上記[6]の構成によれば、軸受への給油量を削減しながら、あるいは、軸受の小型化を可能としながら、ロータ軸を適切に支持することができる。 In the configuration of [6] above, the bearing surface of the sleeve has a non-circular contour defined by the major axis and the minor axis in a cross section perpendicular to the axial direction, so that a relatively large oil supply passage is formed between the portion of the bearing surface including the end of the major axis and the outer circumferential surface of the rotor shaft. Therefore, the fresh oil (relatively cold oil) supplied to the relatively large oil reservoir through the oil supply passage is easily drawn into the sliding surface as the rotor shaft rotates, improving the cooling efficiency. In addition, since the bearing surface of the sleeve has the non-circular contour described above, the circumferential range in which the gap between the bearing surface and the outer circumferential surface of the rotor shaft is narrow is relatively small. Therefore, the friction loss between the rotor shaft and the sleeve can be reduced. Therefore, according to the configuration of [6] above, the rotor shaft can be properly supported while reducing the amount of oil supplied to the bearing or while enabling the bearing to be made smaller.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and also includes variations on the above-described embodiments and appropriate combinations of these embodiments.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In this specification, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
Furthermore, in this specification, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.
In addition, in this specification, the expressions "comprise,""include," or "have" a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.

1 ガス圧縮設備
2 スクリュ圧縮機
4 油分離器
6 冷却器
8 ポンプ
10 油供給ライン
12 ケーシング
14 ロータ軸
15 雄ロータ
15a 軌道
16 ロータ軸
17 雌ロータ
17a 軌道
18 ラジアルすべり軸受
18A ラジアルすべり軸受
18B ラジアルすべり軸受
19 外周面
20 スラスト軸受
24 軸シール部
28 戻りライン
30 バランスピストン
42 バランスピストン室
45 収容空間
50 吸入空間
52 吸入ポート
54 吐出ポート
56 通路
60 スリーブ
60a 端面
60b 端面
61 鍔部
62 軸受面
62a 吸入側端
62b 吐出側端
64 油溜まり部
66 給油路
68 給油孔
69 開口
70 溝
72 凹部
72a 吸入側端
72b 吐出側端
74 底面
76 側壁面
AL 長軸
AS 短軸
EL1 端部
EL2 端部
ES1 端部
ES2 端部
O1 軸中心
O2 軸中心
P0 交点
Pd 吐出圧力
Poil 圧力
Ps 吸入圧力
R1 周方向範囲
1 Gas compression equipment 2 Screw compressor 4 Oil separator 6 Cooler 8 Pump 10 Oil supply line 12 Casing 14 Rotor shaft 15 Male rotor 15a Raceway 16 Rotor shaft 17 Female rotor 17a Raceway 18 Radial plain bearing 18A Radial plain bearing 18B Radial plain bearing 19 Outer circumferential surface 20 Thrust bearing 24 Shaft seal portion 28 Return line 30 Balance piston 42 Balance piston chamber 45 Storage space 50 Suction space 52 Suction port 54 Discharge port 56 Passage 60 Sleeve 60a End surface 60b End surface 61 Flange portion 62 Bearing surface 62a Suction side end 62b Discharge side end 64 Oil reservoir portion 66 Oil supply passage 68 Oil supply hole 69 Opening 70 Groove 72 Recess 72a Suction side end 72b Discharge side end 74 Bottom surface 76 Side wall surface AL Long axis AS Short axis EL1 End EL2 End ES1 End ES2 End O1 Shaft center O2 Shaft center P0 Intersection Pd Discharge pressure Poil Pressure Ps Suction pressure R1 Circumferential range

Claims (6)

ロータ軸と、
軸受面を内周に有するスリーブを含み、前記ロータ軸を回転可能に支持するラジアルすべり軸受と、を備え、
前記スリーブの前記軸受面は、前記ロータ軸の軸方向に直交する断面において、長軸と短軸とによって規定される非円形状の輪郭を有し、
前記軸受面のうち前記長軸の端部を含む部分と前記ロータ軸の外周面との間に形成される油溜まり部に連通する給油路を備える
スクリュ圧縮機。
A rotor shaft;
a radial plain bearing including a sleeve having a bearing surface on an inner circumference thereof and rotatably supporting the rotor shaft;
the bearing surface of the sleeve has a non-circular contour defined by a major axis and a minor axis in a cross section perpendicular to an axial direction of the rotor shaft,
a screw compressor including an oil supply passage communicating with an oil reservoir formed between a portion of the bearing surface including an end of the long shaft and an outer peripheral surface of the rotor shaft;
前記ロータ軸を含むスクリュロータで圧縮された流体を吐出するための吐出ポートを備え、
前記ラジアルすべり軸受は、前記軸方向から視たとき、前記軸受面の前記輪郭の前記短軸が前記吐出ポートと前記ロータ軸の軸中心とを結ぶ方向に沿うように設けられる
請求項1に記載のスクリュ圧縮機。
a discharge port for discharging a fluid compressed by the screw rotor including the rotor shaft;
2. The screw compressor according to claim 1, wherein the radial plain bearing is arranged such that, when viewed from the axial direction, the minor axis of the contour of the bearing surface is aligned along a direction connecting the discharge port and an axial center of the rotor shaft.
前記軸受面に設けられ、前記給油路が開口する凹部を備える
請求項1又は2に記載のスクリュ圧縮機。
The screw compressor according to claim 1 or 2, further comprising a recess provided in the bearing surface, the recess having an opening into the oil supply passage.
前記凹部は、ダムによって囲まれている
請求項3に記載のスクリュ圧縮機。
The screw compressor according to claim 3 , wherein the recess is surrounded by a dam.
前記凹部は、前記軸方向における両端である吸入側端及び吐出側端を有し、
前記凹部に開口する前記給油路の開口と前記吸入側端との前記軸方向における距離は、前記開口と前記吐出側端との前記軸方向における距離よりも短い
請求項3に記載のスクリュ圧縮機。
The recess has a suction end and a discharge end which are opposite ends in the axial direction,
The screw compressor according to claim 3 , wherein a distance in the axial direction between an opening of the oil supply passage that opens into the recess and the suction side end is shorter than a distance in the axial direction between the opening and the discharge side end.
ガスを圧縮するように構成された請求項1又は2に記載のスクリュ圧縮機と、
前記スクリュ圧縮機から吐出された圧縮ガスと油の混合体から前記油を分離するための油分離器と、
を備え、
前記油分離器からの前記油が前記油溜まり部に供給されるように構成された
ガス圧縮設備。
A screw compressor according to claim 1 or 2 configured to compress a gas;
an oil separator for separating the oil from a mixture of compressed gas and oil discharged from the screw compressor;
Equipped with
A gas compression plant configured such that the oil from the oil separator is supplied to the oil sump.
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