JPWO2016157450A1 - Gas compressor - Google Patents
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Abstract
ガス圧縮機は、互いに噛み合う一対のスクリューロータ(1,2)と、スクリューロータを収納して複数の圧縮室(8)を形成するケーシング(3)とを備える。雄ロータ1の歯部(7A)は、吸入側に開口(12A)が形成され吐出側に端面(13A)が形成されて、吸入側の開口から挿入された固定軸(14A)に設けられた複数の軸受(15A)で回転可能に支持される。同様に、雌ロータ(2)の歯部(7B)は、吸入側に開口(12B)が形成され吐出側に端面(13B)が形成されて、吸入側の開口から挿入された固定軸(14B)に設けられた複数の軸受(15B)で回転可能に支持される。駆動側ロータである雌ロータ(2)は、歯部(7B)の吸入側にアダプタ(17B)を介して設けられた従動ギヤ21を有し、モータの回転軸(19)に設けられた駆動ギヤ(20)と従動ギヤ(21)が噛み合わされる。The gas compressor includes a pair of screw rotors (1, 2) that mesh with each other and a casing (3) that houses the screw rotor and forms a plurality of compression chambers (8). The tooth portion (7A) of the male rotor 1 has an opening (12A) formed on the suction side and an end surface (13A) formed on the discharge side, and is provided on a fixed shaft (14A) inserted from the opening on the suction side. It is rotatably supported by a plurality of bearings (15A). Similarly, the tooth portion (7B) of the female rotor (2) has an opening (12B) formed on the suction side and an end surface (13B) formed on the discharge side, and the fixed shaft (14B) inserted from the suction side opening. ) Is rotatably supported by a plurality of bearings (15B) provided in the above. The female rotor (2), which is a drive-side rotor, has a driven gear 21 provided on the suction side of the tooth portion (7B) via an adapter (17B), and a drive provided on the rotating shaft (19) of the motor. The gear (20) and the driven gear (21) are meshed.
Description
本発明は、ガス圧縮機に関する。 The present invention relates to a gas compressor.
例えば特許文献1の図12等で示されるように、ガス圧縮機の一つであるオイルフリー式の(詳細には、圧縮室内を無給油状態で運転する)スクリュー圧縮機は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリューロータと、一対のスクリューロータを収納してそれらの歯溝に複数の圧縮室を形成するケーシングとを備えている。雄ロータは、歯部と、歯部に対して吸入側(軸方向一方側)及び吐出側(軸方向他方側)にそれぞれ設けられた軸部とを有し、それら軸部が軸受で回転可能に支持されている。同様に、雌ロータは、歯部と、歯部に対して吸入側及び吐出側にそれぞれ設けられた軸部とを有し、それら軸部が軸受で回転可能に支持されている。各軸部の周囲に生じる隙間には、圧縮室からのガス漏洩を低減するためのエアシールや、軸受から圧縮室への油侵入を防止するためのオイルシールが設けられている。 For example, as shown in FIG. 12 and the like of
上述したエアシールを設けることにより、圧縮室からのガス漏洩を低減することが可能であるものの、それには限界がある。本発明は、吐出側の圧縮室からのガス漏洩を抑えて、性能の向上を図ることを課題の一つとするものである。 Although it is possible to reduce gas leakage from the compression chamber by providing the above-described air seal, there is a limit to this. An object of the present invention is to improve the performance by suppressing gas leakage from the compression chamber on the discharge side.
上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を適用する。本発明は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、互いに噛み合う一対のスクリューロータと、前記一対のスクリューロータを収納して複数の圧縮室を形成するケーシングとを備えたガス圧縮機において、前記一対のスクリューロータの夫々は、中空構造の歯部を有し、前記歯部は、軸方向一方側である吸入側に開口が形成され軸方向他方側である吐出側に端面が形成されて、前記吸入側の開口から前記歯部の内部に挿入された固定軸に設けられた複数の軸受で回転可能に支持されており、前記一対のスクリューロータのうちの一方である駆動側ロータは、前記歯部の吸入側にアダプタを介して設けられた従動ギヤを有し、モータの回転軸に設けられた駆動ギヤと前記従動ギヤが噛み合わされる。 In order to solve the above problems, the configurations described in the claims are applied. The present invention includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, a pair of screw rotors that mesh with each other, and a plurality of compression chambers are formed by housing the pair of screw rotors. In the gas compressor including a casing, each of the pair of screw rotors has a tooth portion having a hollow structure, and the tooth portion has an opening on the suction side which is one side in the axial direction, and the other side in the axial direction. An end face is formed on the discharge side, and is rotatably supported by a plurality of bearings provided on a fixed shaft inserted into the tooth portion from the opening on the suction side, and the pair of screw rotors The drive side rotor which is one of them has a driven gear provided on the suction side of the tooth portion via an adapter, and the drive gear provided on the rotating shaft of the motor is engaged with the driven gear.
本発明によれば、スクリューロータの吐出側の軸部を無くすことにより、その軸部の周囲に生じる隙間そのものを無くすことができ、吐出側の圧縮室からのガス漏洩を抑えることができる。したがって、性能の向上を図ることができる。 According to the present invention, by eliminating the shaft portion on the discharge side of the screw rotor, the gap itself generated around the shaft portion can be eliminated, and gas leakage from the compression chamber on the discharge side can be suppressed. Therefore, the performance can be improved.
なお、上記以外の課題、構成、及び効果は、以下の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description.
本発明の第1の実施形態を、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態におけるガス圧縮機の構造を表す外観図であり、図2は、水平断面図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an external view showing the structure of the gas compressor in the present embodiment, and FIG. 2 is a horizontal sectional view.
本実施形態のガス圧縮機は、オイルフリー式のスクリュー圧縮機である。このガス圧縮機は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリューロータ1,2と、スクリューロータ1,2を収納するケーシング3とを備えている。ケーシング3は、メインケーシング4、吸入側カバー5、及び吸入側ケーシング6で構成されている。 The gas compressor of this embodiment is an oil-free screw compressor. The gas compressor includes a pair of male and
メインケーシング4は、雄ロータ1の歯部7A及び雌ロータ2の歯部7Bを収納してそれらの歯溝に複数の圧縮室8を形成する収納室(詳細には、一部が重複するものの2つの円筒状のボア)9と、ロータ軸方向の一方側(図1及び図2中左側)に形成された吸入流路10と、ロータ軸方向の他方側(図1及び図2中右側)に形成された吐出流路11(図1及び図2では示さないものの、後述の図5参照)とを有している。 The
吸入流路10の圧縮室側開口である吸入ポートは、圧縮室8に対してロータ径方向のみに形成され、吸入流路10の入口側開口である入口ポートは、メインケーシング4の上面に形成されている。吸入流路10は、ロータ径方向(図1中上下方向)に延在するように形成されている。吐出流路11の圧縮室側開口である吐出ポートは、圧縮室8に対してロータ径方向及びロータ軸方向に形成され、吐出流路11の出口側開口である出口ポートは、メインケーシング4の下面に形成されている。吐出流路11は、ロータ径方向(図1中上下方向)に延在するように形成されている。 The suction port that is the compression chamber side opening of the
雄ロータ1の歯部7Aは、中空構造であって、軸方向一方側である吸入側に開口12Aが形成され、軸方向他方側である吐出側に端面13Aが形成されている。吸入側カバー5及び吸入側ケーシング6には固定軸14Aが固定され、この固定軸14Aが雄ロータ1の歯部7Aの吸入側開口12Aから歯部7Aの内部に挿入されている。雄ロータ1の歯部7Aは、固定軸14Aに設けられた複数の軸受15Aで回転可能に支持されている。詳細には、各軸受15Aの内輪が固定軸14Aに結合されて静止し、各軸受15Aの外輪が歯部7Aに結合されて回転可能としている。また、複数の軸受15Aの間には円筒状のスペーサ16Aが設けられ、軸受15Aと後述するアダプタ17Aの間には円環状の板バネ18Aが設けられている。 The
同様に、雌ロータ2の歯部7Bは、中空構造であって、吸入側に開口12Bが形成され、吐出側に端面13Bが形成されている。吸入側カバー5及び吸入側ケーシング6には固定軸14Bが固定され、この固定軸14Bが雌ロータ2の歯部7Bの吸入側開口12Bから歯部7Bの内部に挿入されている。雄ロータ2の歯部7Bは、固定軸14Bに設けられた複数の軸受15Bで回転可能に支持されている。詳細には、各軸受15Bの内輪が固定軸14Bに結合されて静止し、各軸受15Bの外輪が歯部7Bに結合されて回転可能としている。また、複数の軸受15Bの間には円筒状のスペーサ16Bが設けられ、軸受15Bと後述するアダプタ17Bの間には円環状の板バネ18Bが設けられている。 Similarly, the
モータの回転軸19には駆動ギヤ20が設けられている。駆動側ロータである雌ロータ2の歯部7Bの吸入側には略円筒状のアダプタ17Bが接続され、このアダプタ17Bに従動ギヤ21及びタイミングギヤ22Bが設けられている。従動側ロータである雄ロータ1の歯部7Aの吸入側には略円筒状のアダプタ17Aが接続され、このアダプタ17Aにタイミングギヤ22Aが設けられている。そして、駆動ギヤ20と従動ギヤ21の噛み合いにより、モータの回転軸19の回転力が雌ロータ2に伝達される。また、タイミングギヤ22A,22Bの噛み合いにより、雌ロータ2の回転力が雄ロータ1に伝達される。その結果、雄ロータ1と雌ロータ2が非接触で回転するようになっている。なお、吸入側カバー5においてアダプタ17A,17Bが貫通する部分には、シール23A,23Bが設けられている。 A
そして、雄ロータ1及び雌ロータ2の回転に伴い、圧縮室8が軸方向に移動する。このとき、圧縮室8は、軸方向一方側の吸入流路10からガス(詳細には、例えば空気)を吸入し、ガスを圧縮し、軸方向他方側の吐出流路11に圧縮ガスを吐出するようになっている。 As the
以上のように構成された本実施形態においては、スクリューロータ1,2の吐出側の軸部を無くすことにより、その軸部の周囲に生じる隙間そのものを無くすことができ、吐出側の圧縮室8からのガス漏洩を抑えることができる。したがって、性能の向上を図ることができる。 In the present embodiment configured as described above, by eliminating the shaft portion on the discharge side of the
また、スクリューロータ1,2の吐出側の軸部を無くすことにより、その軸部の周囲に設けるべき軸受やシールも無くなる。そのため、メインケーシング4の吐出側の構造を簡素化することができ、その設計自由度を高めることができる。また、シール等の部品の削減により、コストの低減を図ることができる。 Further, by eliminating the shaft portion on the discharge side of the
また、軸受15A,15Bをロータの歯部7A,7Bの内側に配置するので、ロータの軸部に配置する場合と比べ、スクリューロータ1,2の軸方向寸法を小さくすることができ、ひいては圧縮機の小型化を図ることができる。 Further, since the
本発明の第2の実施形態を、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態におけるガス圧縮機の構造を表す水平断面図である。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the structure of the gas compressor in the present embodiment. Note that in this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、第1の実施形態と同様、従動側ロータである雄ロータ1の歯部7Aは、中空構造であって、吸入側に開口12Aが形成され、吐出側に端面13Aが形成されている。吸入側カバー5及び吸入側ケーシング6には固定軸14Aが固定され、この固定軸14Aが雄ロータ1の歯部7Aの吸入側開口12Aからその内部に挿入されている。雄ロータ1の歯部7Aは、固定軸14Aに設けられた複数の軸受15Aで回転可能に支持されている。 In the present embodiment, as in the first embodiment, the
一方、駆動側ロータである雌ロータ2Aは、歯部7Bと、歯部7Bに対して吸入側だけに設けられた軸部24とを有している。雌ロータ2Aの軸部24は、モータの回転軸19と一体成形されるか若しくは同軸で連結されるとともに、軸受15Cで回転可能に支持されている。なお、図示しないものの、モータの回転軸19の反負荷側(図2中左側)の端部は、軸受で回転可能に支持されている。軸部24にはタイミングギヤ22Bが設けられている。吸入側カバー5において軸部24が貫通する部分には、シール23Cが設けられている。 On the other hand, the
このように構成された本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、吐出側の圧縮室8からのガス漏洩を抑えて性能の向上を図る等の効果を得ることができる。 In the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, it is possible to obtain an effect of improving performance by suppressing gas leakage from the
本発明の第3の実施形態を、図4及び図5を用いて説明する。図4は、本実施形態におけるガス圧縮機の構造を表す水平断面図である。図5は、本実施形態におけるメインケーシング4の下側半分の構造を表す立体図である。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the structure of the gas compressor in the present embodiment. FIG. 5 is a three-dimensional view showing the structure of the lower half of the
一般的に、ガス圧縮機では、ガスの圧縮過程で熱が発生する。そのため、吸入側の部分より吐出側の部分のほうが高温になりやすく、熱膨張が生じやすい。そして、ロータ同士あるいはロータとケーシングが干渉しないようにそれらの間の隙間(クリアランス)を確保する必要があるものの、一般的に、吸入側の隙間より、吐出側の隙間のほうが大きくなる傾向にある。そして、吐出側の隙間を介して圧縮室からのガス漏洩が生じる。 Generally, in a gas compressor, heat is generated in the process of gas compression. For this reason, the portion on the discharge side tends to be hotter than the portion on the suction side, and thermal expansion is likely to occur. Although it is necessary to secure a clearance (clearance) between the rotors or between the rotor and the casing, the discharge-side clearance generally tends to be larger than the suction-side clearance. . Gas leakage from the compression chamber occurs through the gap on the discharge side.
本実施形態では、例えば第1の実施形態におけるスクリューロータ1,2の構造を採用することにより、メインケーシング4の吐出側構造の設計自由度を高めることができる。それ故、メインケーシング4において、雄ロータ1の歯部7A及び雌ロータ2の歯部7Bの外周側の部分だけでなく、雄ロータ1の歯部7Aの吐出側端面13A及び雌ロータ2の歯部7Bの吐出側端面13Bが対向する部分にも、冷却ジャケット25を形成している。 In the present embodiment, for example, by adopting the structure of the
そして、上述した冷却ジャケット25に冷却液を流通させることにより、特に、吐出側の部分を効率よく冷却することがき、吐出側の隙間を小さくすることができる。したがって、吐出側の圧縮室8からのガス漏洩を抑えて、性能の向上を図ることができる。 And by making a cooling fluid distribute | circulate to the cooling
なお、第3の実施形態においては、雄ロータ1の歯部7Aの吐出側端面13A及び雌ロータ2の歯部7Bの吐出側端面13Bが対向する部分だけでなく、雄ロータ1の歯部7A及び雌ロータ2の歯部7Bの外周側の部分にも、冷却ジャケット25を形成した場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、雄ロータ1の歯部7Aの吐出側端面13A及び雌ロータ2の歯部7Bの吐出側端面13Bが対向する部分だけに、冷却ジャケットを形成してもよい。 In the third embodiment, not only the portion where the discharge
また、第3の実施形態においては、第1の実施形態におけるスクリューロータ1,2の構造を採用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、第2の実施形態におけるスクリューロータ1,2Aの構造を採用してもよい。 In the third embodiment, the case where the structure of the
また、第1〜第3の実施形態においては、吐出流路11をロータ径方向に延在するように形成した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上述したようにメインケーシング4の吐出側構造の設計自由度が高められていることから、例えば図6で示す第1の変形例のように、吐出流路11Aをロータ軸方向に延在するように形成してもよい。具体的には、吐出流路11Aの圧縮室側開口である吐出ポートを圧縮室8に対してロータ軸方向のみに形成し、吐出流路11Aの出口側開口である出口ポートをメインケーシングの側面に形成し、出口ポートを軸方向に投影した場合に収納室9と重なるようにしてもよい。これにより、圧縮ガスの流れ方向の変化を抑制して、吐出流路11Aの圧力損失を低減することができる。したがって、性能の向上を図ることができる。 In the first to third embodiments, the case where the
また、第1〜第3の実施形態においては、ガス圧縮機がオイルフリー式であり、タイミングギヤ22A,22Bによって雄ロータ1と雌ロータ2(又は2A)を非接触で回転させる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図7で示す第2の変形例のように、ガス圧縮機が給油式又は給水式(詳細には、圧縮室8を給油状態又は給水状態で運転するもの)であり、タイミングギヤ22A,22Bを設けず、雄ロータ1と雌ロータ2(又は2A)を接触させて回転させてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。 In the first to third embodiments, the gas compressor is an oil-free type and the
また、第1〜第3の実施形態及び変形例においては、雌ロータ2が駆動側ロータ、雄ロータ1が従動側ロータとなる構成を例にとって説明したが、これに限られず、雄ロータ1が駆動側ロータ、雌ロータ2が従動側ロータとなる構成でもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 Further, in the first to third embodiments and the modified examples, the configuration in which the
1…雄ロータ、2,2A…雌ロータ、3…ケーシング、7A,7B…歯部、8…圧縮室、11…吐出流路、12A,12B…吸入側の開口、13A,13B…吐出側の端面、14A,14B…固定軸、15A,15B,15C…軸受、17A,17B…アダプタ、19…モータの回転軸、20…駆動ギヤ、21…従動ギヤ、22A,22B…タイミングギヤ、24…軸部、25…冷却ジャケット DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記一対のスクリューロータの夫々は、中空構造の歯部を有し、
前記歯部は、軸方向一方側である吸入側に開口が形成され軸方向他方側である吐出側に端面が形成されて、前記吸入側の開口から前記歯部の内部に挿入された固定軸に設けられた複数の軸受で回転可能に支持されており、
前記一対のスクリューロータのうちの一方である駆動側ロータは、前記歯部の吸入側にアダプタを介して設けられた従動ギヤを有し、モータの回転軸に設けられた駆動ギヤと前記従動ギヤが噛み合わされたことを特徴とするガス圧縮機。In a gas compressor comprising a pair of screw rotors that mesh with each other and a casing that houses the pair of screw rotors and forms a plurality of compression chambers,
Each of the pair of screw rotors has a hollow tooth portion,
The tooth portion has an opening formed on the suction side which is one side in the axial direction and an end surface formed on the discharge side which is the other side in the axial direction. The fixed shaft is inserted into the tooth portion from the opening on the suction side. Is rotatably supported by a plurality of bearings provided in the
The drive-side rotor that is one of the pair of screw rotors has a driven gear provided on the suction side of the tooth portion via an adapter, and the drive gear provided on the rotating shaft of the motor and the driven gear A gas compressor characterized by being meshed with each other.
前記駆動側ロータは、前記歯部の吸入側に前記アダプタを介して設けられた一方のタイミングギヤを有し、
前記一対のスクリューロータのうちの他方である従動側ロータは、前記歯部の吸入側にアダプタを介して設けられた他方のタイミングギヤを有し、前記一方のタイミングギヤと前記他方のタイミングギヤが噛み合わされたことを特徴とするガス圧縮機。The gas compressor according to claim 1, wherein
The drive-side rotor has one timing gear provided via the adapter on the suction side of the tooth portion,
The driven rotor, which is the other of the pair of screw rotors, has the other timing gear provided on the suction side of the tooth portion via an adapter, and the one timing gear and the other timing gear are A gas compressor characterized by being meshed.
前記一対のスクリューロータのうちの一方である駆動側ロータは、歯部と、前記歯部に対して軸方向一方側である吸入側だけに設けられた軸部とを有し、
前記駆動側ロータの軸部は、モータの回転軸と一体成形されるか若しくは同軸で連結されるとともに、軸受で回転可能に支持されており、
前記一対のスクリューロータのうちの他方である従動側ロータは、中空構造の歯部を有し、
前記従動側ロータの歯部は、軸方向一方側である吸入側に開口が形成され軸方向他方側である吐出側に端面が形成されて、前記吸入側の開口から前記歯部の内部に挿入された固定軸に設けられた複数の軸受で回転可能に支持されたことを特徴とするガス圧縮機。In a gas compressor comprising a pair of screw rotors that mesh with each other and a casing that houses the pair of screw rotors and forms a plurality of compression chambers,
The drive-side rotor that is one of the pair of screw rotors has a tooth portion and a shaft portion that is provided only on the suction side that is one axial side of the tooth portion,
The shaft portion of the drive-side rotor is integrally formed with or coaxially connected to the rotation shaft of the motor, and is rotatably supported by a bearing.
The driven rotor, which is the other of the pair of screw rotors, has a hollow tooth portion,
The tooth portion of the driven-side rotor has an opening formed on the suction side that is one side in the axial direction and an end surface formed on the discharge side that is the other side in the axial direction, and is inserted into the tooth portion from the opening on the suction side A gas compressor characterized by being rotatably supported by a plurality of bearings provided on a fixed shaft.
前記駆動側ロータは、前記軸部に設けられた一方のタイミングギヤを有し、
前記従動側ロータは、前記歯部の吸入側にアダプタを介して設けられた他方のタイミングギヤを有し、前記一方のタイミングギヤと前記他方のタイミングギヤが噛み合わされたことを特徴とするガス圧縮機。The gas compressor according to claim 3, wherein
The drive-side rotor has one timing gear provided on the shaft portion,
The driven rotor has the other timing gear provided on the suction side of the tooth portion via an adapter, and the one timing gear and the other timing gear are engaged with each other. Machine.
前記ケーシングは、前記歯部の吐出側の端面が対向する部分に少なくとも形成された冷却ジャケットを有することを特徴とするガス圧縮機。The gas compressor according to claim 1, wherein
The gas compressor according to claim 1, wherein the casing includes a cooling jacket formed at least at a portion where the end face on the discharge side of the tooth portion faces.
前記ケーシングは、前記圧縮室から圧縮ガスを吐出するための吐出流路を有し、
前記吐出流路は、軸方向に延在するように形成されたことを特徴とするガス圧縮機。The gas compressor according to claim 1, wherein
The casing has a discharge passage for discharging compressed gas from the compression chamber,
The gas compressor characterized in that the discharge flow path is formed to extend in the axial direction.
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2015
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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