JP2011252402A - Screw compressor - Google Patents
Screw compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011252402A JP2011252402A JP2010124883A JP2010124883A JP2011252402A JP 2011252402 A JP2011252402 A JP 2011252402A JP 2010124883 A JP2010124883 A JP 2010124883A JP 2010124883 A JP2010124883 A JP 2010124883A JP 2011252402 A JP2011252402 A JP 2011252402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- motor
- shaft
- male
- screw compressor
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スクリュ圧縮機、特に冷媒にアンモニアを採用したアンモニア用半密閉スクリュ圧縮機に関する。 The present invention relates to a screw compressor, and more particularly to a semi-hermetic screw compressor for ammonia that employs ammonia as a refrigerant.
特許文献1には、スクリュ圧縮機本体と、スクリュ圧縮機本体を駆動する別体のモータのそれぞれの軸部が、接続ケーシングにおいてカップリングを介して結合されたスクリュ圧縮機が開示されている。 Patent Document 1 discloses a screw compressor in which shaft portions of a screw compressor main body and separate motors that drive the screw compressor main body are coupled via a coupling in a connection casing.
スクリュ圧縮機本体とモータとがそれぞれ別体であるスクリュ圧縮機は、スクリュ圧縮機本体とモータとが一体化したスクリュ圧縮機と比較して製造コストが大幅に上昇し、かつ、スクリュ圧縮機全体が大きくなるという問題がある。 A screw compressor in which the main body of the screw compressor and the motor are separate from each other has a significantly higher manufacturing cost than the screw compressor in which the main body of the screw compressor and the motor are integrated, and the entire screw compressor. There is a problem that becomes larger.
特許文献2及び特許文献3には、雄ロータと雌ロータとが咬合するスクリュ圧縮機の雄ロータとモータとを一体化し、製造コストを上昇させることなく、かつ、コンパクトな構成としたスクリュ圧縮機が開示されている。このスクリュ圧縮機は、図3に示すように、軸受101に支持された雄ロータ102のロータ軸103を延長し、ロータ軸103にスクリュロータ102を駆動するモータの回転子104を直結している。
Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a screw compressor in which a male rotor and a motor of a screw compressor in which a male rotor and a female rotor are engaged are integrated, and the manufacturing cost is not increased, and the structure is compact. Is disclosed. In this screw compressor, as shown in FIG. 3, the
このスクリュ圧縮機100は、前記問題点を解消できるものの、モータの回転子104がオーバーハングしているため、その構造に起因して運転可能回転数の上限が決定されるという問題がある。
Although this
モータの回転子104がオーバーハングしている雄ロータ102はその両側で支持されている。従って、雄ロータ102を剛体とみなした場合、モータの回転子104は雄ロータ102のモータ側の端面105上の点を中心に1自由度系の横振動を発生させるものとみなすことができる。その固有振動数は、雄ロータ102のモータ側の軸受101の中心からモータの回転子104の重心までの距離Lとモータの回転子104の質量Mにより決定される。雄ロータ102のロータ軸103のばね定数Kは、Eをヤング率、Iを断面2次モーメントとすると、次式(1)で表される。
The
一方、オゾン層破壊及び地球温暖化を防止する観点から、HCFC冷媒やHFC冷媒のような人工的に作り出された冷媒ではなく、自然界に元々存在する物質で冷媒としての性質を備える自然冷媒が見直されている。この自然冷媒としては、オゾン破壊係数が零で、温暖化係数も低く、自然界に大量に存在するアンモニアがあるが、アンモニア冷媒は、銅に対する腐食性、毒性、可燃性を有している。 On the other hand, from the viewpoint of preventing ozone layer destruction and global warming, not natural refrigerants that are naturally created in nature, but natural refrigerants that are not naturally produced refrigerants such as HCFC refrigerants and HFC refrigerants. It is. This natural refrigerant has zero ozone depletion coefficient, low global warming coefficient, and a large amount of ammonia existing in nature. However, the ammonia refrigerant has corrosiveness, toxicity, and flammability to copper.
そのため、アンモニアを冷媒とする冷凍装置にスクリュ圧縮機を採用するには、アンモニア対策が必要となる。従来、この対策として、モータの巻線を銅からアルミニウムに変更したアンモニア用スクリュ圧縮機が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 Therefore, in order to employ a screw compressor in a refrigeration apparatus using ammonia as a refrigerant, measures against ammonia are required. Conventionally, as a countermeasure, an ammonia screw compressor in which the winding of a motor is changed from copper to aluminum is known (for example, see Patent Document 3).
モータ用巻線の材質としてアルミニウムを採用すると、従来の銅と比較して、電気伝導度は61%となり、電気を通しにくくなる。そのため、従来の銅からなる巻線のモータと同一性能を備えるように、アルミニウムからなる巻線のモータを設計する場合、モータの巻線が多くなるためにモータを大きくする必要がある。そうすると、質量Mは大きくなる。また、モータケーシングはロータケーシングと一体となっているので、構造上、モータの回転子を大きくすると、距離Lは長くなる。その結果、(5)式から明らかなように、固有振動数fが低下する。低下する固有振動数fが使用回転数の範囲内に含まれる場合には、共振を回避するために運転可能回転数の上限の低下を余儀なくされる。そのため、所望の冷凍機性能を得ることができなくなるという問題が生じる。 When aluminum is used as the material for the motor winding, the electrical conductivity is 61% compared to conventional copper, making it difficult to conduct electricity. Therefore, when designing a motor having a winding made of aluminum so as to have the same performance as a motor having a winding made of copper, it is necessary to enlarge the motor because the winding of the motor increases. As a result, the mass M increases. Further, since the motor casing is integrated with the rotor casing, the distance L becomes longer when the rotor of the motor is increased in structure. As a result, as is apparent from the equation (5), the natural frequency f decreases. When the decreasing natural frequency f is included in the range of the operating rotational speed, the upper limit of the operable rotational speed is inevitably decreased in order to avoid resonance. Therefore, the problem that it becomes impossible to obtain desired refrigerator performance arises.
所望の冷凍機性能を得るためには、スクリュ圧縮機が高回転領域で運転できるようにする、すなわち、スクリュ圧縮機の固有振動数fを上昇させる必要がある。(5)式から、モータの回転子を支持する支持部材の材質を変更するよりも支持部材の軸径dを大きくする方が有効となる。 In order to obtain the desired refrigerator performance, it is necessary to enable the screw compressor to operate in a high rotation region, that is, to increase the natural frequency f of the screw compressor. From the formula (5), it is more effective to increase the shaft diameter d of the support member than to change the material of the support member that supports the rotor of the motor.
そこで、本発明は、スクリュ圧縮機において、コンパクトな構造であって、かつ、コストダウンを実現するとともに、モータの固有振動数を上昇させ、高回転領域での運転を実現することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a screw compressor that has a compact structure and achieves cost reduction, increases the natural frequency of the motor, and realizes operation in a high rotation range. .
前記課題を解決するための手段として、本発明のスクリュ圧縮機は、雌雄咬合するスクリュロータの雄ロータにモータのモータロータをオーバーハングさせた構造のスクリュ圧縮機において、前記雄ロータのロータ軸と連続するモータのモータロータの軸部の外周部分に外側部材を設け、前記雄ロータのロータ軸、または、前記モータの軸部の外周の前記外側部材を軸受により支持するようにした。 As a means for solving the above-mentioned problems, the screw compressor of the present invention is a screw compressor having a structure in which a motor rotor of a motor is overhanged on a male rotor of a screw rotor engaged with a male and a female, and is continuous with a rotor shaft of the male rotor. An outer member is provided on the outer peripheral portion of the shaft portion of the motor rotor of the motor, and the rotor shaft of the male rotor or the outer member on the outer periphery of the shaft portion of the motor is supported by a bearing.
この構成によれば、外側部材をモータロータの軸部の外周部分に設けることによりモータロータの軸部の軸径を大きくすることができ、雄ロータにオーバーハングさせた構造のモータロータの固有振動数を上昇させることができる。 According to this configuration, by providing the outer member on the outer peripheral portion of the shaft portion of the motor rotor, the shaft diameter of the shaft portion of the motor rotor can be increased, and the natural frequency of the motor rotor having a structure overhanging the male rotor is increased. Can be made.
前記外側部材の前記雄ロータ側にフランジ部を設け、前記雄ロータのロータ軸の前記モータの軸部側に段差部を設け、前記外側部材のフランジ部を前記雄ロータのロータ軸の段差部に当接させるように、前記外側部材を前記モータの軸部に締結部材により締結することが好ましい。この構成によれば、外側部材を、外側部材のフランジ部を雄ロータのロータ軸の段差部に当接させて締結部材によりモータの軸部に対して強固に締結することができる。また、フランジ部の端部と段差部との当接によって、オーバーハングさせた構造のモータの軸部の撓みが抑制され、モータロータの固有振動数の上昇を確実なものとすることができる。 A flange part is provided on the male rotor side of the outer member, a step part is provided on the motor shaft part side of the rotor shaft of the male rotor, and a flange part of the outer member is provided on the step part of the rotor shaft of the male rotor. It is preferable that the outer member is fastened to the shaft portion of the motor by a fastening member so as to make contact. According to this configuration, the outer member can be firmly fastened to the shaft portion of the motor by the fastening member by bringing the flange portion of the outer member into contact with the step portion of the rotor shaft of the male rotor. In addition, the contact between the end portion of the flange portion and the stepped portion suppresses the bending of the shaft portion of the motor having the overhang structure, and can surely increase the natural frequency of the motor rotor.
前記モータの巻線がアルミニウムからなっていることが好ましい。この構成によれば、アルミニウム以外からなる巻線に対して腐食性を有するガスを圧縮しても、アルミニウムの耐食性により、アルミニウムからなる巻線の腐食を防止できる。 The motor winding is preferably made of aluminum. According to this configuration, even when a corrosive gas is compressed with respect to the winding made of other than aluminum, the corrosion of the aluminum winding can be prevented due to the corrosion resistance of the aluminum.
本発明によれば、雄ロータのロータ軸と連続するモータのモータロータの軸部の外周部分に外側部材を設け、雄ロータのロータ軸、または、モータの軸部の外側部材を軸受により支持することにより、雄ロータにオーバーハングさせた構造のモータロータの固有振動数を上昇させることができる。これにより、雄ロータにモータロータをオーバーハングさせたコンパクトな構造でありながらコストダウンを実現するとともに、モータの固有振動数を上昇させ、高回転領域での運転を実現することができる。 According to the present invention, the outer member is provided on the outer peripheral portion of the shaft portion of the motor rotor of the motor continuous with the rotor shaft of the male rotor, and the rotor shaft of the male rotor or the outer member of the shaft portion of the motor is supported by the bearing. Thus, the natural frequency of the motor rotor having a structure overhanging the male rotor can be increased. As a result, it is possible to reduce the cost while achieving a compact structure in which the motor rotor is overhanged on the male rotor, increase the natural frequency of the motor, and realize operation in a high rotation region.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明にかかるスクリュ圧縮機10(以下、単に圧縮機10とする。)のスクリュロータ11,12及びモータ13のモータロータ13aの模式図である。
FIG. 1 is a schematic view of
圧縮機10は、咬合する雄スクリュロータ11(以下、単に雄ロータ11とする。)と雌スクリュロータ12(以下、単に雌ロータ12とする。)を備えている。雄ロータ11は、複数の歯(図示せず)を備えており、歯とその歯に隣接する歯の間に歯底11aを有している。歯底11aは、回転軸の軸心に最も近い部分である。
The
雄ロータ11には、両側へ延びるロータ軸14a,14bが設けられている。雌ロータ12には、両側へ延びるロータ軸14c,14dが設けられている。そして、雄ロータ11のロータ軸14bは、後述するモータ13の軸部13bと一体的に構成されている。雄ロータ11のロータ軸14bは、モータ13の軸部13bと連続する端部に、段差部14eが設けられている。ロータ軸14a,14b,14c,14dは、それぞれ軸受15a,15b,15c,15dにより支持されている。
The
モータ13は、モータロータ13aとモータロータ13aの周囲に配置されたモータステータ(図示せず)を備えている。モータ13のモータステータの巻線はアルミニウムからなっている。モータロータ13aは、外側部材(スリーブ)16を有する軸部13bを備えている。外側部材16は、軸部13bの外周部分の外側に、焼きバメ又は冷やしバメにより固着されている。外側部材16は、後述するモータロータ13aの支持部17の軸径を太くするためのものである。外側部材16は、雄ロータ11のロータ軸14b側の端部に、フランジ部16aを備えている。
The
また、フランジ部16aの雄ロータ11とは反対側の外側部材16の端部16cには、押さえ板20がその端部16cに当接するように配設されている。そして、押さえ板20は、モータ13の軸部13bにボルト21によって締結されている。押さえ板20およびボルト21は、締結部材22を構成している。押さえ板20をボルト21により軸部13bへ締結することによって、フランジ部16aの雄ロータ11側の端部16bと雄ロータ11のロータ軸14bの段差部14eとが強固に当接するようになっている。
In addition, a
雄ロータ11のロータ軸14bと一体化し外側部材16が固着された軸部13bは、モータ13の支持部17を構成している。モータ13の支持部17の先端側にモータロータ13aが直結されている。圧縮機10は、雄ロータ11にモータロータ13aをオーバーハングさせ、雄ロータ11とモータ13とが一体化した構造である。モータ13の巻線は、アンモニアに対して耐食性を備えるアルミニウムからなっている。スクリュロータ11,12の一方の端面11b,12a側には吐出部18が設けられ、他方の端面11c,12b側には吸込部19が設けられている。圧縮機10の駆動部であるモータ13のモーターケーシング(図示せず)は、これと一体的に結合された圧縮機ケーシング(図示せず)とともに半密閉構造を形成している。
A
圧縮機10は、図示しないモータケーシングに設けられたモータステータから発生する磁界とモータロータ13aとの相互作用により回転力を得て雄ロータ11が駆動され、これによって雌ロータ12が従動される。圧縮機10は、吸込部19を通じて、外部からスクリュロータ11,12の図示しない圧縮空間にアンモニアガスを吸い込む。雌雄のスクリュロータ11,12が咬合することにより、前記圧縮空間でアンモニアガスが圧縮され、スクリュロータ11,12の吐出部18から圧縮したアンモニアガスが吐出される。
In the
雄ロータ11のロータ軸14bと連続するモータ13のモータロータ13aの軸部13bの外周部分に外側部材16を設けることによりモータロータ13aの軸部13bの軸径を大きくすることができ、軸径を大きくした雄ロータ11のロータ軸14bを軸受15bにより支持することにより、雄ロータ11にオーバーハングさせた構造のモータロータ13aの固有振動数を上昇させることができる。これにより、雄ロータ11にモータロータ13aをオーバーハングさせたコンパクトな構造でありながらコストダウンを実現するとともに、モータ13の固有振動数を上昇させ、高回転領域での運転を実現することができる。
By providing the
また、既存の装置に対して僅かな設計変更を行うことにより、雄ロータ11にオーバーハングさせた構造のモータロータ13aの固有振動数を上昇させることができる。
Moreover, the natural frequency of the
また、外側部材16のフランジ部16aを雄ロータ11のロータ軸14bの段差部14eに当接させるように、外側部材16をモータ13の軸部13bに締結部材22により締結することにより、外側部材16を、締結部材22によりモータ13の軸部13bに対して強固に締結することができる。また、フランジ部16aの端部16bと段差部14eとの当接によって、オーバーハングさせた構造のモータ13の軸部13bの撓みが抑制され、モータロータ13aの固有振動数の上昇を確実なものとすることができる。
Further, the
モータ13の巻線がアルミニウムからなっているので、アルミニウム以外からなる巻線に対して腐食性を有するガスを圧縮しても、アルミニウムの耐食性により、モータ13の巻線の腐食を防止できる。
Since the winding of the
本発明は実施形態のものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、図2に示すように、軸受15bは、雄ロータ11のロータ軸14bを支持せずにモータ13の軸部13bの外周の外側部材16を支持するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible. For example, as shown in FIG. 2, the bearing 15 b may support the
10 スクリュ圧縮機
11 雄スクリュロータ
11a 歯底
11b,11c 端面
12 雌スクリュロータ
12a,12b 端面
13 モータ
13a モータロータ
13b 軸部
14a,14b,14c,14d ロータ軸
14e 段差部
15a,15b,15c,15d 軸受
16 外側部材
16a フランジ部
16b 端部
16c 端部
17 支持部
18 吐出部
19 吸込部
20 押さえ板
21 ボルト
22 締結部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記雄ロータのロータ軸と連続するモータのモータロータの軸部の外周部分に外側部材を設け、
前記雄ロータのロータ軸、または、前記モータの軸部の外周の前記外側部材を軸受により支持したことを特徴とするスクリュ圧縮機。 In the screw compressor of the structure in which the motor rotor of the motor is overhanged on the male rotor of the screw rotor that engages the male and female,
An outer member is provided on the outer peripheral portion of the shaft portion of the motor rotor of the motor that is continuous with the rotor shaft of the male rotor,
A screw compressor characterized in that a rotor shaft of the male rotor or the outer member on the outer periphery of a shaft portion of the motor is supported by a bearing.
前記雄ロータのロータ軸の前記モータの軸部側に段差部を設け、
前記外側部材のフランジ部を前記雄ロータのロータ軸の段差部に当接させるように、前記外側部材を前記モータの軸部に締結部材により締結したことを特徴とする請求項1に記載のスクリュ圧縮機。 A flange portion is provided on the male rotor side of the outer member,
A step portion is provided on the shaft side of the motor of the rotor shaft of the male rotor,
The screw according to claim 1, wherein the outer member is fastened to the shaft portion of the motor by a fastening member so that the flange portion of the outer member is brought into contact with the step portion of the rotor shaft of the male rotor. Compressor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124883A JP5410369B2 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Screw compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124883A JP5410369B2 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Screw compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011252402A true JP2011252402A (en) | 2011-12-15 |
JP5410369B2 JP5410369B2 (en) | 2014-02-05 |
Family
ID=45416515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010124883A Active JP5410369B2 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Screw compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5410369B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013187181A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 株式会社神戸製鋼所 | Screw compressor |
WO2022264361A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | Hermetic compressor and refrigeration cycle apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7124032B2 (en) | 2020-10-28 | 2022-08-23 | 本田技研工業株式会社 | Molded product manufacturing method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1217214A2 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Ingersoll-Rand European Sales Limited | Compressor and driving motor assembly |
JP2002235685A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Kobe Steel Ltd | Screw compressor |
WO2002101244A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-19 | Compair Uk Limited | Screw compressor with switched reluctance motor |
-
2010
- 2010-05-31 JP JP2010124883A patent/JP5410369B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1217214A2 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Ingersoll-Rand European Sales Limited | Compressor and driving motor assembly |
JP2002235685A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Kobe Steel Ltd | Screw compressor |
WO2002101244A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-19 | Compair Uk Limited | Screw compressor with switched reluctance motor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013187181A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 株式会社神戸製鋼所 | Screw compressor |
JP2013256927A (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Kobe Steel Ltd | Screw compressor |
WO2022264361A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | Hermetic compressor and refrigeration cycle apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5410369B2 (en) | 2014-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6333908B2 (en) | Vacuum exhaust device | |
US7611340B2 (en) | Composite dry vacuum pump having roots and screw rotor | |
EP3431761A3 (en) | Compressor | |
JP5698007B2 (en) | Electric compressor | |
JP2011055576A (en) | Compressor | |
JP2011155780A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine, and compressor using the same | |
JP5410369B2 (en) | Screw compressor | |
JP5197487B2 (en) | Screw compressor | |
JP6381613B2 (en) | Permanent magnet type rotating electric machine and compressor using the same | |
JP5414345B2 (en) | Two stage screw compressor | |
JP2011102543A (en) | Compressor | |
KR101487240B1 (en) | Air compressor for medical service | |
JP2003222086A (en) | Hermetically sealed compressor | |
JP2016180397A (en) | Electric compressor | |
JP2010242663A (en) | Screw compressor | |
JP6581897B2 (en) | Screw compressor | |
JP5375534B2 (en) | Compressor and manufacturing method thereof | |
JP2010081735A (en) | Stator, motor and compressor | |
JP2005168097A (en) | Motor and rotary compressor | |
JP2007198335A (en) | Motor driven compressor | |
JP2014134109A (en) | Seal type compressor | |
EP3495663A1 (en) | Scroll-type fluid machine | |
JP4835772B2 (en) | Compressor | |
JP2011149381A (en) | Oil-free screw compressor | |
JP2007113589A (en) | Motor-driven compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121001 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130906 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131008 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5410369 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |