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公開番号2025038544
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-19
出願番号2023145219
出願日2023-09-07
発明の名称スクリュ圧縮機及びガス圧縮設備
出願人株式会社前川製作所
代理人SSIP弁理士法人
主分類F04C 18/16 20060101AFI20250312BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】広範囲の運転領域(内部容積比の範囲)にわたり吐出損失を抑制可能なスクリュ圧縮機及びガス圧縮設備を提供する。
【解決手段】スクリュ圧縮機は、容積比を変更するように、スクリュロータの軸方向における位置が可変のスライド弁と、ケーシングの開口の縁に沿って設けられ、前記開口の一部を塞ぐことが可能に構成された可動片を備え、前記可動片は、前記可動片が前記開口の縁とともにアキシャル吐出ポートの第1輪郭を形成する第1位置と、前記第1位置よりも前記軸方向にて前記スクリュロータから離れた第2位置との間で移動可能に構成され、前記可動片が前記第2位置に位置するとき、前記開口によって前記第1輪郭よりも開口面積が大きい前記アキシャル吐出ポートの第2輪郭が形成されるように構成される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
吐出側端面を有するスクリュロータと、
前記吐出側端面に対向するロータ対向面、及び、前記ロータ対向面に設けられ、前記スクリュロータで圧縮されたガスが吐出される吐出空間と連通する開口を有するケーシングと、
内部容積比を変更するように圧縮するｄｓ、前記スクリュロータの軸方向における位置が可変のスライド弁と、
前記ケーシングの前記開口の縁に沿って設けられ、前記開口の一部を塞ぐことが可能に構成された可動片と、
を備え、
前記可動片は、前記可動片が前記開口の縁とともにアキシャル吐出ポートの第１輪郭を形成する第１位置と、前記第１位置よりも前記軸方向にて前記スクリュロータから離れた第２位置との間で移動可能に構成され、
前記可動片が前記第２位置に位置するとき、前記開口によって前記第１輪郭よりも開口面積が大きい前記アキシャル吐出ポートの第２輪郭が形成されるように構成された
スクリュ圧縮機。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記可動片は、前記軸方向において進退可能なピストンを含む
請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項３】
前記可動片が前記第１位置にあるとき、前記軸方向における前記ピストンの端面が前記ケーシングの前記ロータ対向面と面一になるとともに、前記ピストンが前記第１輪郭の一部を形成するように構成された
請求項２に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項４】
前記可動片は、前記軸方向における前記ピストンの端部に取り付けられた板状部材を含み、
前記可動片が前記第１位置にあるとき、前記軸方向における前記板状部材の端面が前記ケーシングの前記ロータ対向面と面一になるとともに、前記板状部材が前記第１輪郭の一部を形成するように構成された
請求項２に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項５】
前記ピストンは、
第１部分と、
前記軸方向にて前記第１部分を挟んで前記スクリュロータと反対側に設けられ、前記第１部分よりも大径の第２部分と、を有し、
前記第１部分と前記第２部分とによって形成される段差部によって、前記ピストンの前記第２位置から前記第１位置に向かう方向の移動が規制されるように構成された
請求項２乃至４の何れか一項に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項６】
前記可動片は、前記スクリュロータに対向する第１端面、及び、前記軸方向にて前記第１端面とは反対側の第２端面を有し、
前記第２端面が露出する背面側空間と、前記吐出空間とを連通させる連通路を備える
請求項１乃至４の何れか一項に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項７】
前記可動片は、前記スクリュロータに対向する第１端面、及び、前記軸方向にて前記第１端面とは反対側の第２端面を有し、
前記第２端面が露出する背面側空間に、前記吐出空間よりも高圧の高圧流体を導入するための高圧ラインと、
前記背面側空間と前記高圧ラインとの間に設けられるバルブと、
を備える
請求項１乃至４の何れか一項に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項８】
前記第２端面が露出する前記背面側空間と、前記吐出空間とを接続するオリフィスを備える
請求項７に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項９】
前記吐出空間よりも低圧の低圧源に接続される低圧ラインを備え、
前記バルブは、前記背面側空間の接続先を、前記高圧ラインと前記低圧ラインとの間で切り替え可能に構成された
請求項７に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項１０】
ガスを圧縮するように構成された請求項１乃至４の何れか一項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、
を備えるガス圧縮設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スクリュ圧縮機及びガス圧縮設備に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
容積形スクリュ圧縮機は、構造がシンプルで耐久性が良い等の優れた長所を有し、一般に広く用いられている。
スクリュ圧縮機における容量制御の代表的な方式として、回転数制御方式とスライド弁方式があり、大型のスクリュ圧縮機においてはスライド弁方式の容量制御を採用するのが一般的である。
【０００３】
スライド弁方式では、ケーシングとともにロータ収容室を形成するスライド弁を軸方向に動かすことで、雄ロータと雌ロータとの間に形成される歯溝空間の圧縮開始時における容積を変化させることができる。これにより、スクリュ圧縮機の負荷に応じて圧縮するガス容量を無段階に調節することができる。
一方、スクリュ圧縮機は、運転条件に適した容積比Ｖｉ（＝吸入容積Ｖ１／吐出容積Ｖ２）があり、運転条件に適した容積比Ｖｉに対応したタイミングで、被圧縮気体の吐出を始めるように、吸入口と吐出口の位置と形状が定められている。既存のスクリュ圧縮機の多くは、内部容積比Ｖｉが固定されているため、平均的な内部容積比を選定した形状の吐出口を有している。
しかし、上述のスライド弁を備えたスクリュ圧縮機では、スライド弁を動かすことで内部容積比（歯溝空間の圧縮開始時（容積減少開始時）と圧縮終了時（容積減少終了時）の容積の比）も同時に変化する。
【０００４】
特許文献１には、上述したスライド弁（スライドバルブ）を備え、内部容積比を調節可能なスクリュ圧縮機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１６／１４７４６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スクリュ圧縮機の大型化等にあたり、吐出ポートの内部容積比を維持しながらスクリュ圧縮機を大型化しようとすると、押しのけ量に対する吐出ポートの面積比が小さくなり、吐出ポートにおけるガス流速が増大する。このように吐出ポートにおけるガス流速が増大すると、吐出ポートにおける通過抵抗により歯溝空間の圧力が上昇して過圧縮が生じるため、吐出損失が増大する可能性がある。
【０００７】
一方、吐出ポートの面積を大きくすること（低い内部容積比）で、吐出ポートにおけるガス流速の増大を抑えられるため、上述の吐出損失の増大の問題は生じ難くなるが、高い内部容積比を必要とする運転領域では、圧縮不足により、吐出側から逆流したガスを再圧縮して吐出するため、やはり吐出損失が増大する可能性がある。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、広範囲の運転領域（内部容積比の範囲）にわたり吐出損失を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
吐出側端面を有するスクリュロータと、
前記吐出側端面に対向するロータ対向面、及び、前記ロータ対向面に設けられ、前記スクリュロータで圧縮されたガスが吐出される吐出空間と連通する開口を有するケーシングと、
内部容積比を変更するように前記スクリュロータの軸方向における位置が可変のスライド弁と、
前記ケーシングの前記開口の縁に沿って設けられ、前記開口の一部を塞ぐことが可能に構成された可動片と、
を備え、
前記可動片は、前記可動片が前記開口の縁とともにアキシャル吐出ポートの第１輪郭を形成する第１位置と、前記第１位置よりも前記軸方向にて前記スクリュロータから離れた第２位置との間で移動可能に構成され、
前記可動片が前記第２位置に位置するとき、前記開口によって前記第１輪郭よりも開口面積が大きい前記アキシャル吐出ポートの第２輪郭が形成されるように構成される。
【００１０】
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、
を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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