JP2003286852A - スクリュー過給機の冷却構造 - Google Patents

スクリュー過給機の冷却構造

Info

Publication number
JP2003286852A
JP2003286852A JP2002090762A JP2002090762A JP2003286852A JP 2003286852 A JP2003286852 A JP 2003286852A JP 2002090762 A JP2002090762 A JP 2002090762A JP 2002090762 A JP2002090762 A JP 2002090762A JP 2003286852 A JP2003286852 A JP 2003286852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
rotor
casing
rotor casing
temperature
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
Application number
JP2002090762A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4075433B2 (ja
Inventor
Yasuyuki Shibui
康行 渋井
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2002090762A priority Critical patent/JP4075433B2/ja
Publication of JP2003286852A publication Critical patent/JP2003286852A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4075433B2 publication Critical patent/JP4075433B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出温度が高まった場合でもケーシングの温
度上昇を抑え、クリアランス増加による性能低下を防止
することができ、しかもロータの温度上昇によるケーシ
ングとの接触の恐れもないスクリュー過給機の冷却構造
を提供すること。 【解決手段】 スクリュー過給機10の吐出端側の軸受
ケーシング部11に冷却用の冷却流路21を設けるとと
もに、ロータケーシング部12の吐出口19を冷却する
冷却流路22を設ける。これにより、吐出温度が高まっ
たときでもロータケーシング部12の温度上昇が抑えら
れ、クリアランス増加による性能低下を防止でき、しか
もロータの温度上昇に対してもロータケーシング部12
の全体を冷却せずに同程度の熱膨張を生じさせてロータ
との接触を防止するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はスクリュー過給機
の冷却構造に関し、特に低回転、高圧力比の領域など吐
出温度が高まった場合のロータケーシングへの熱影響を
抑えて運転できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】地球環境問題や省資源の問題が世界的に
クローズアップされているなか、次世代のエネルギ源と
して燃料電池が注目されており、自動車用の動力源とし
ても開発が進められている。
【0003】自動車用動力源として開発が進められてい
る固定高分子型燃料電池(PEFC)などの燃料電池で
は、出力密度を向上させるため、発電部であるスタック
に、より多くの空気(酸素)を送り込む空気供給装置が
必要となる場合が多く、いわゆるスーパーチャージャ
(過給機)が用いられ、内部圧縮作用のあるスクリュー
型過給機が適している。
【0004】このようなスクリュー過給機は、例えば互
いに噛み合う雄ロータと雌ロータとがロータケーシング
内に収納されて吐出端側および吸込端側がそれぞれ軸受
ケーシングに設けられた軸受で回転可能に支持されると
ともに、吐出端部のタイミングギヤによって1対のロー
タ間で駆動力が伝達されて回転駆動され、吸込口から吸
込んだ空気を雌雄1対のロータ間で内部圧縮作用などで
圧縮して吐出口から吐き出すようになっている。
【0005】このようなスクリュー過給機では、圧力比
などによって異なるが、吐出口から吐き出される圧縮空
気の温度が250℃以上の高温になることから、冷却す
ることが行われている。
【0006】例えば特開平1−313686号公報に開
示されたスクリュー圧縮機では、図3に示すように、互
いに噛み合う雄ロータ1と雌ロータ2とが収納されるロ
ータケーシング3全体に冷却ジャケット4を設けるとと
もに、これら雌雄ロータ1,2の吐出端部および吸込端
部を支持する軸受5,6が設けられる軸受ケーシング
7,8のうち、吐出端側の軸受ケーシング7に冷却ジャ
ケット9を設けることで冷却するようにしている。
【0007】また、特開2001−248581号公報
に開示された容積式流体機械では、図示省略したが、吐
出端側の軸受ケーシングに冷却流路を設けて軸受とシー
ルを冷却するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、スクリュー
過給機で、ロータケーシングを水冷しない場合には、吐
出温度が高まったときにロータケーシングの温度も上昇
し、熱膨張によりクリアランスが増加し、性能低下を招
いてしまうのに対し、ロータケーシング3全体を冷却す
るようにした前者の場合、ロータケーシング3の温度上
昇による熱膨張を抑えることができるものの、特に低回
転、高圧力比の領域など吐出温度が高まった場合、ロー
タ1,2の温度上昇により水冷されているロータケーシ
ング3との温度差が大きくなり、ロータ1,2とロータ
ケーシング3との接触が生じる恐れがあるという問題が
ある。
【0009】一方、ロータケーシングの冷却をやめ、吐
出端側の軸受ケーシングにのみ冷却流路を設けた後者の
容積式流体機械では、軸受やシールの温度上昇を抑える
ことができるものの、ロータケーシングを水冷しない場
合と同様に、吐出温度が高まったときにロータケーシン
グが熱膨張し、ロータとのクリアランスが増加し、性能
低下を招くという問題がある。
【0010】この発明は、上記従来技術の有する課題に
鑑みてなされたもので、吐出温度が高まった場合でもケ
ーシングの温度上昇を抑え、クリアランス増加による性
能低下を防止することができ、しかもロータの温度上昇
によるケーシングとの接触の恐れもないスクリュー過給
機の冷却構造を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記従来技術が有する課
題を解決するため、スクリュー過給機の熱影響につい
て、鋭意検討を重ねた結果、これまでの熱影響について
は、雌雄1対のロータの軸心間距離の変化を問題として
軸受ハウジングの冷却を行うことが有効であるとして対
策を講じていたが、この軸心間距離の変化の原因となる
半径方向の温度分布は比較的小さいのに対し、吐出温度
が高い状態での運転が続くと、ロータ軸方向の温度分布
が大きくなってしまい、これによる影響が大きいことを
見出だし、この発明を完成したもので、その具体的な構
成は以下の通りである。
【0012】すなわち、この発明の請求項1記載のスク
リュー過給機の冷却構造は、互いに噛み合う2つのロー
タを吐出端側および吸込端側で回転可能に支持する軸受
が設けられる軸受ハウジング部と、前記2つのロータが
収納されるロータケーシング部とを備えるスクリュー過
給機であって、前記吐出端側の前記軸受ケーシング部に
冷却用の冷却流路を設けるとともに、前記ロータケーシ
ング部の吐出口部を冷却する冷却流路を設けたことを特
徴とするものである。
【0013】このスクリュー過給機の冷却構造によれ
ば、互いに噛み合う2つのロータを吐出端側および吸込
端側で回転可能に支持する軸受が設けられる軸受ハウジ
ング部と、前記2つのロータが収納されるロータケーシ
ング部とを備えるスクリュー過給機で、前記吐出端側の
前記軸受ケーシング部に冷却用の冷却流路を設けるとと
もに、前記ロータケーシング部の吐出口部を冷却する冷
却流路を設けるようにしており、吐出端側の軸受ケーシ
ング部およびロータケーシング部の吐出口部を冷却する
ことで、吐出温度が高まったときでもロータケーシング
の温度上昇が抑えられ、クリアランス増加による性能低
下を防止でき、しかもロータの温度上昇に対してもロー
タケーシングの全体を冷却せずに同程度の熱膨張を生じ
させてロータとの接触を防止するようにしている。
【0014】さらに、ロータケーシング部の吐出口の周
囲を冷却することで、アルミニウムやアルミニウム合金
等の素材の熱処理温度以下に保って耐久性、信頼性の向
上も図るようにしている。
【0015】また、この発明の請求項2記載のスクリュ
ー過給機の冷却構造は、請求項1記載の構成に加え、前
記軸受ケーシング部の冷却流路の出口と前記ロータケー
シング部の冷却流路の入口とを連通させて構成したこと
を特徴とするものである。
【0016】このスクリュー過給機の冷却構造によれ
ば、前記軸受ケーシング部の冷却流路の出口と前記ロー
タケーシング部の冷却流路の入口とを連通させて構成し
ており、必要な冷却温度を確保しながら簡単な構造にで
きるようになる。
【0017】さらに、この発明の請求項3記載のスクリ
ュー過給機の冷却構造は、請求項1または2記載の構成
に加え、前記吐出端側の前記軸受ケーシング部と前記ロ
ータケーシング部とを一体構造で構成したことを特徴と
するものである。
【0018】このスクリュー過給機の冷却構造によれ
ば、前記吐出端側の前記軸受ケーシング部と前記ロータ
ケーシング部とを一体構造で構成するようにしており、
一層の構造の簡素化と製造の容易化を図ることができる
ようになる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面に基づき詳細に説明する。図1および図2は
この発明のスクリー過給機の冷却構造の一実施の形態に
かかり、図1は冷却流路を立体的に示す概念図、図2は
一部分を切欠いて示す縦断面図および側面図である。
【0020】このスクリュー過給機の冷却構造20が適
用されるスクリュー過給機10は、図2に示すように、
吐出端側の軸受ケーシング部11とロータケーシング部
12とが一体構造とされ、ロータケーシング部12内に
互いに噛み合う雄ロータ13と雌ロータ14とでなる1
対のロータが内蔵され、それぞれのロータ軸13a,1
4aが吐出端側および吸込端側の軸受ケーシング部1
1,15に取り付けた軸受16で回転可能に支持される
とともに、それぞれのロータ軸13a,14aの吐出端
部に増速歯車機構を構成するタイミングギヤ17,18
が取り付けられ、これら1対のロータ13,14間で駆
動力が伝達されて回転駆動されるようになっている。そ
して、ロータケーシング部12の側面に過給流体(通常
は、空気)の吐出口19が設けられるとともに、図示し
ない過給流体の吸込口がロータケーシング部12および
吸込端側の軸受ケーシング部15の吸込側に設けてあ
る。
【0021】このようなスクリュー過給機10の冷却構
造20では、吐出端側の軸受ケーシング部11のロータ
軸13a,14aを支持する軸受16およびシールの周
囲を囲むように冷却流路21が形成され、例えば数字の
「3」字状に形成されて上下2つの軸受16およびシー
ルの周囲を囲むようにしてある。
【0022】そして、この冷却流路21の下方の端部に
連通してロータケーシング部12に吐出口19の外側
(吸込口側)を囲むように冷却流路22が形成してあ
り、冷却流路21の上端部に冷却流体入口23が形成さ
れ、冷却流路22の上端部に冷却流体出口24が形成し
てある。
【0023】このように構成したスクリュー過給機の冷
却構造20では、例えば冷却流体として冷却水が用いら
れ、冷却流体入口23から冷却水を供給すると、吐出端
側の軸受ケーシング部11に形成した冷却流路21内を
流れる冷却水によって軸受16およびシールが冷却され
るとともに、軸受ケーシング部11も間接的に冷却さ
れ、この冷却流路21を出た冷却水が吐出口19の下側
および外側の冷却流路22を流れることで、吐出口19
の周囲のロータケーシング部12を冷却し、上端部の冷
却流体出口24から排出される。
【0024】このような冷却流路21,22によって吐
出端部の軸受ケーシング部11とロータケーシング部1
2の吐出口19の周囲が冷却されるので、低回転、高圧
縮比の運転状態が連続するなど、吐出温度が高温になる
とき、最も温度の高くなるロータケーシング部12の吐
出口19の周囲が冷却され、ロータ13,14とロータ
ケーシング部12とのクリアランスの増加による性能低
下を防止すること出来る。
【0025】また、ロータ13,14の温度が上昇して
熱膨張してもロータケーシング部12全体を冷却してい
ないので、ロータケーシング部12自体もロータ13,
14と同程度の熱膨張があり、ロータ13,14とロー
タケーシング部12との接触が生じることも防止するこ
とができる。
【0026】さらに、ロータケーシング部12の最も温
度が高くなるロータケーシング部12の吐出口19の周
囲が冷却されるので、例えば素材としてアルミニウムや
アルミニウム合金等を用いる場合でもその熱処理温度を
越えることを防止して耐久性、信頼性を向上することが
できる。
【0027】なお、上記実施の形態では、軸受ケーシン
グ部とロータケーシング部を一体にしたが、これらを別
体にして連結する構造としても良く、この場合には、冷
却流路の連結部にシール材等を介装するようにすれば良
い。
【0028】また、軸受ケーシング部の冷却流路とロー
タケーシング部の冷却流路とを連結するようにしたが、
これらを独立して設けるようにしても良く、冷却流体も
連続して流す場合に限らず、独立して供給、排出するよ
うにすることもできる。
【0029】さらに、冷却流体としても冷却水を用いる
場合に限らず、他の流体を用いるようにすることもでき
る。
【0030】
【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したようにこの発明の請求項1記載のスクリュー過給
機の冷却構造によれば、互いに噛み合う2つのロータを
吐出端側および吸込端側で回転可能に支持する軸受が設
けられる軸受ハウジング部と、前記2つのロータが収納
されるロータケーシング部とを備えるスクリュー過給機
で、前記吐出端側の前記軸受ケーシング部に冷却用の冷
却流路を設けるとともに、前記ロータケーシング部の吐
出口部を冷却する冷却流路を設けるようにしたので、吐
出端側の軸受ケーシング部およびロータケーシング部の
吐出口部を冷却することで、吐出温度が高まったときで
もロータケーシングの温度上昇を抑えることができ、ク
リアランス増加による性能低下を防止でき、しかもロー
タの温度上昇に対してもロータケーシングの全体を冷却
せずに同程度の熱膨張を生じさせてロータとの接触を防
止することができる。
【0031】さらに、ロータケーシング部の吐出口の周
囲を冷却することで、アルミニウムやアルミニウム合金
等の素材の熱処理温度以下に保って耐久性、信頼性の向
上も図ることができる。
【0032】また、この発明の請求項2記載のスクリュ
ー過給機の冷却構造によれば、前記軸受ケーシング部の
冷却流路の出口と前記ロータケーシング部の冷却流路の
入口とを連通させて構成したので、必要な冷却温度を確
保しながら簡単な構造にすることができる。
【0033】さらに、この発明の請求項3記載のスクリ
ュー過給機の冷却構造によれば、前記吐出端側の前記軸
受ケーシング部と前記ロータケーシング部とを一体構造
で構成するようにしたので、一層の構造の簡素化と製造
の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のスクリー過給機の冷却構造の一実施
の形態にかかる冷却流路を立体的に示す概念図である。
【図2】この発明のスクリー過給機の冷却構造の一実施
の形態にかかり、(a)は一部分を切欠いて示す縦断面
図、(b)は側面図である。
【図3】従来のスクリュー過給機の冷却構造の概略断面
図である。
【符号の説明】
10 スクリュー過給機 11 吐出端部の軸受ケーシング部 12 ロータケーシング部 13 雄ロータ 13a ロータ軸 14 雌ロータ 14a ロータ軸 15 吸込端部の軸受ケーシング部 16 軸受 17 タイミングギヤ 18 タイミングギヤ 19 吐出口 20 スクリュー過給機の冷却構造 21 冷却流路 22 冷却流路 23 冷却流体入口 24 冷却流体出口
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04C 29/04 F04C 29/04 D

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに噛み合う2つのロータを吐出端側
    および吸込端側で回転可能に支持する軸受が設けられる
    軸受ハウジング部と、前記2つのロータが収納されるロ
    ータケーシング部とを備えるスクリュー過給機であっ
    て、前記吐出端側の前記軸受ケーシング部に冷却用の冷
    却流路を設けるとともに、前記ロータケーシング部の吐
    出口部を冷却する冷却流路を設けたことを特徴とするス
    クリュー過給機の冷却構造。
  2. 【請求項2】 前記軸受ケーシング部の冷却流路の出口
    と前記ロータケーシング部の冷却流路の入口とを連通さ
    せて構成したことを特徴とする請求項1記載のスクリュ
    ー過給機の冷却構造。
  3. 【請求項3】 前記吐出端側の前記軸受ケーシング部と
    前記ロータケーシング部とを一体構造で構成したことを
    特徴とする請求項1または2記載のスクリュー過給機の
    冷却構造。
JP2002090762A 2002-03-28 2002-03-28 スクリュー過給機の冷却構造 Expired - Fee Related JP4075433B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002090762A JP4075433B2 (ja) 2002-03-28 2002-03-28 スクリュー過給機の冷却構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002090762A JP4075433B2 (ja) 2002-03-28 2002-03-28 スクリュー過給機の冷却構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003286852A true JP2003286852A (ja) 2003-10-10
JP4075433B2 JP4075433B2 (ja) 2008-04-16

Family

ID=29236019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002090762A Expired - Fee Related JP4075433B2 (ja) 2002-03-28 2002-03-28 スクリュー過給機の冷却構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4075433B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009108696A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Kobe Steel Ltd スクリュ圧縮機
WO2024116433A1 (ja) * 2022-11-30 2024-06-06 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009108696A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Kobe Steel Ltd スクリュ圧縮機
JP4717048B2 (ja) * 2007-10-26 2011-07-06 株式会社神戸製鋼所 スクリュ圧縮機
WO2024116433A1 (ja) * 2022-11-30 2024-06-06 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
JP4075433B2 (ja) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101158353B (zh) 具有罗茨转子和螺旋转子的复合干式真空泵
US20060280626A1 (en) Screw compressor
JP2003090291A (ja) スクロール流体機械
JP2003343203A (ja) 圧縮部と膨張部を備えたスクロール式流体機械
JP2002106485A (ja) モータ一体型スクロール圧縮機
JP7257708B2 (ja) 複合式冷却構造を有する燃料電池用ターボ送風機
JP2007198153A (ja) スクロール流体機械
JP2004301085A (ja) 圧縮機
JPH1162601A (ja) エンジンの過給装置
JP4026747B2 (ja) 圧縮部と膨張部を備えたスクロール式流体機械
KR101735042B1 (ko) 연료전지차량용 공기블로어
EP3808982A1 (en) Vacuum pump with thermal insulation
JP3941484B2 (ja) 多段式真空ポンプ
KR20140129407A (ko) 공기압축기의 모터 냉각 장치
JP2003286852A (ja) スクリュー過給機の冷却構造
JP4044311B2 (ja) 空冷式スクロール形流体機械
JP3921551B1 (ja) 多段ルーツ式コンプレッサ
JP2006520873A (ja) 容積型真空ポンプ
JPWO2018043014A1 (ja) 電動コンプレッサ
CN108232233B (zh) 燃料电池系统
CN216922491U (zh) 一种水冷型螺旋真空泵
JP2004211568A (ja) 燃料電池車両の圧縮空気供給システム
JP5841865B2 (ja) スクロール式流体機械
CN112664460A (zh) 真空泵装置
JP2011021574A (ja) 単一のゲートロータを有するスクリューコンプレッサにおける圧縮室構造

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041001

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061226

A521 Written amendment

Effective date: 20070220

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070320

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20070515

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20080108

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080121

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees