これより、本発明の実施形態について、図� ��を参照しながら説明する。
 図1は、本発明のスクリュ流体機械の1つの� �施形態であるスクリュ圧縮機1の断面を示す� ��スクリュ圧縮機1は、ケーシング2の内部に� �互いに咬合する雌雄一対のスクリュロータ3( 雄ロータのみ図示)を回転可能に収容し、吸� �口4から流体を吸い込んでスクリュロータ3の 回転によって圧縮し、圧縮した流体を吐出口 5から吐出する。

 スクリュロータ3の回転軸であるロータ軸 6は、スクリュロータ3の両側に、ケーシング2 との隙間を封止するシール部材7,8と、ラジア ル荷重を受けるラジアル軸受9,10とがそれぞ� �設けられ、スラスト荷重を受けるために、� �出側に主スラスト軸受11と、吸込側にバラン ス軸受12とが設けられている。ロータ軸6は、 吐出側の端部に不図示のカップリングを介し て図示しないモータが接続され、回転駆動さ れる。

 主スラスト軸受11は、内環がロータ軸6に� ��定され、外環がケーシング2に固定されてい る。一方、バランス軸受12は、内環はロータ� ��6に固定されているものの、外環はケーシン グ2に固定されない軸受保持部材13に保持され ており、ケーシング2に対して軸方向に移動� �能である。

 軸受保持部材13には、ロータ軸6の軸端部� ��被う傘状の圧力伝達部材14が嵌合している� �また、軸受保持部材13とケーシング2との間� �は、波ばね15が設けられている。圧力伝達部 材14は、先端が、ロータ軸6の吸込側の延長線 上のケーシング2に設けた開口16に挿入され、 開口16の外側を封止するダイアフラム17に当� �する。開口16の外側には、バランスシリンダ 18が設けられ、バランスシリンダ18に嵌合す� �バランスピストン19がダイアフラム17を介し� ��圧力伝達部材14に当接可能である。

 バランスシリンダ18は、バランスピスト� �19によってその内部空間がスクリュロータ3� �吸込側(バランスピストン19から見て、スク� �ュロータ3と反対側)の高圧流体室20と、吐出� ��(バランスピストン19から見て、スクリュロ� ��タ3と同じ側)の低圧流体室21とに隔離されて いる。高圧流体室20には、吐出口5と連通する 導圧管22が接続され、同様に、低圧流体室21� �は、スクリュロータ3の吸込側の流体が導入� ��れるようになっている。これにより、バラ� ��スピストン18は、スクリュロータ3の吐出圧� ��と吸込圧力との差圧によって、ロータ軸6の 軸方向に沿って吐出側に押し出され、ダイア フラム17を介して圧力伝達部材14を押圧し、� �れにより、軸受保持部材13を吐出側(バラン� �ピストン19からスクリュロータ3に向かう方� �)に押圧することができる(流体圧印加手段)� �

 波ばね15は、バランスピストン19に流体圧 が作用していない状態でも、バランス軸受12� ��外環がガタついてベアリングが損傷するこ� ��のないように、軸受保持部材13を吸込側(ス� ��リュロータ3からバランスピストン19に向か� ��方向)に押圧するが、その圧力は非常に小さ く、ロータ軸6に作用するスラスト荷重の考� �においては無視できる程度のものである。

 スクリュ圧縮機1において、吐出圧と吸込 圧との差が大きくなると、スクリュロータ3� �吸込側に押し出そうとするスラスト力が大� �くなるが、バランスピストン19を押し出す流 体圧も大きくなる。バランスピストン19は、� ��力伝達部材14を介して軸受保持部材13を吸込 側に押圧し、バランス軸受12を介してロータ� ��6を吐出側に押圧する。つまり、バランスピ ストン19に作用する流体圧は、スクリュロー� ��3の流体圧縮により生じるスラスト力を減殺 する方向にロータ軸6を押圧し、主スラスト� �受11の負荷を軽減して、主スラスト軸受11を� ��寿命化する。

 スクリュ圧縮機1では、バランス軸受12の� ��環を、圧力伝達部材14およびバランスピス� �ン19とともにケーシング2に対して軸方向に� �動可能な軸受保持部材13で保持したことで、 ロータ軸6やケーシング2の寸法誤差や熱膨張� ��あったとしても、バランスピストン19がバ� �ンスシリンダ18内で移動することで、主スラ スト軸受11とバランス軸受12とのいずれかに� �ラスト力が集中することを防ぎ、主スラス� �軸受11とバランス軸受12とにスラスト力を分� ��して作用させることができる。

 スクリュ圧縮機1では、スクリュロータ3� �発生するスラスト力を減殺するために流体� �を作用させるバランスピストン19が、ロータ 軸6から切り離されており、回転する必要が� �い。このため、バランスピストン19が回転抵 抗となり、スクリュ圧縮機1の効率を低下さ� �ることがない。また、スクリュ圧縮機1では� ��バランスシリンダ18との間のシール劣化に� �って、圧縮ガスやシール用油が漏出したり� �流体圧が作用しなくなって主スラスト軸受11 に過大な負荷がかかることがない。

 また、本実施形態のように、バランスピ� ��トン19の吸込側の高圧流体室20にスクリュロ ータの吐出圧、吐出側の低圧流体室21に吸込� ��を作用させることで、吸込圧が高い場合に� ��、スラスト力を主スラスト軸受11とバラン� �軸受12とに適切に配分して、軸受の破損を効 果的に防止できる。低圧流体室21には、スク� ��ュロータ3の冷却・潤滑・軸封用油の注入圧 力など、他の基準圧力を示す流体圧を作用さ せてもよい。

 本発明の流体圧印加手段(バランスピスト ン19および圧力伝達部材14)は、ロータ軸6の回 転から完全に切り離されているので、例えば 、スクリュロータ3の吐出側にバランス軸受12 を設け、ロータ軸6の周りに配置した複数の� �体シリンダでバランス軸受12を吐出側に押圧 するように構成してもよい。

 なお、上述の本発明の実施形態では、本� ��明のスクリュ流体機械について、スクリュ� ��縮機に適用したものを示した。しかしなが� ��、本発明のスクリュ流体機械は、スクリュ� ��縮機に限定されず、スクリュ膨張機(スクリ ュエキスパンダ)に適用してもよい。

 本発明をスクリュ膨張機に適用する場合� ��も、上述のスクリュ圧縮機と略同じ構成で� ��いが、スクリュロータ3の回転方向および流 体の流れが逆になる。したがって、上述の実 施形態における吸込口4はスクリュ膨張機の� �出口(排気口)となり、吐出口5はスクリュ膨� �機の吸込口(吸気口)となる。スクリュ膨張機 では、流体は圧縮されるのではなく、膨張す ることによってスクリュロータ3を回転させ� �。よって、吐出側の流体の圧力は、吸込側� �流体の圧力より低くなる。また、上述のス� �リュ圧縮機1では、ロータ軸6に、モータ等の 原動機が接続されるが、スクリュ膨張機の場 合には、同様の位置に、発電機等の負荷機器 が接続されることになる。