JP2006138217A - Screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部から気体を取り込み圧縮して吐出するスクリュー圧縮機に関するもので、例えば燃料電池などに用いられるような圧縮比が比較的小さい空気供給装置として好適である。 The present invention relates to a screw compressor that takes in gas from outside, compresses and discharges it, and is suitable as an air supply device having a relatively small compression ratio, for example, used in a fuel cell or the like.
従来、螺旋状の歯が形成された一対のロータをハウジング内で作動させ、外部から吸入した気体を圧縮して吐出するスクリュー圧縮機において、ハウジングに冷却水流路を設けて吐出口の近傍を冷却するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記した従来のスクリュー圧縮機は、駆動伝達部や吐出口近傍等のように冷却水の温度以上に高温となる部位には冷却効果がある。 The above-described conventional screw compressor has a cooling effect in a portion where the temperature is higher than the temperature of the cooling water, such as in the vicinity of the drive transmission unit and the discharge port.
しかしながら、外気温度が冷却水温度よりも低い場合は吸入口近傍は冷却水温度よりも低温になりやすいが、吐出口近傍の熱や冷却水の熱がハウジングを介して吸入口近傍に伝わるため、ハウジング全体の温度が上昇してしまい、吸入流体温度の上昇及びロータとハウジング間のクリアランスの増大により吐出性能が低下するという問題があった。 However, when the outside air temperature is lower than the cooling water temperature, the vicinity of the suction port tends to be lower than the cooling water temperature, but the heat near the discharge port and the heat of the cooling water are transmitted to the vicinity of the suction port through the housing. There has been a problem that the temperature of the entire housing rises, and the discharge performance deteriorates due to the rise of the suction fluid temperature and the increase of the clearance between the rotor and the housing.
本発明は上記点に鑑みて、スクリュー圧縮機において、吸入流体温度の上昇及びロータとハウジング間のクリアランスの増大による吐出性能低下を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress a decrease in discharge performance due to an increase in suction fluid temperature and an increase in clearance between a rotor and a housing in a screw compressor.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、吸入口(7a)と吐出口(7b)と冷却水流路(26、27)とを有するハウジング(7)と、ハウジング(7)の内部空間に配置されるとともに、互いに噛み合う螺旋状の歯が形成された一対のロータ(1、2)とを備え、一対のロータ(1、2)の回転により吸入口(7a)から吸入した気体を圧縮して吐出口(7b)から吐出するスクリュー圧縮機において、ハウジング(7)に、吐出口(7b)および冷却水流路(26、27)側から吸入口(7a)側への熱の移動を抑制する低熱伝導構造を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a housing (7) having a suction port (7a), a discharge port (7b) and a cooling water flow path (26, 27), and a housing (7). A pair of rotors (1, 2) disposed in the internal space and formed with helical teeth meshing with each other, and gas sucked from the suction port (7a) by rotation of the pair of rotors (1, 2) Transfer of heat from the discharge port (7b) and cooling water flow path (26, 27) side to the suction port (7a) side in the housing (7) in the screw compressor that compresses and discharges from the discharge port (7b) It is characterized by providing a low thermal conduction structure that suppresses the above.
これによると、吸入口側への熱伝導が抑えられるため、吸入流体温度の上昇及びロータとハウジング間のクリアランスの増大を防止することができ、吐出性能低下を抑制することができる。 According to this, since heat conduction to the suction port side is suppressed, an increase in suction fluid temperature and an increase in clearance between the rotor and the housing can be prevented, and a decrease in discharge performance can be suppressed.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、低熱伝導構造は、ハウジング(7)における熱伝導方向の断面積を小さくする切り欠き(7c)であることを特徴とする。
The invention according to
これによると、熱伝導方向の断面積が小さくなって吸入口側への熱伝導が抑えられるため、請求項1の発明の効果を得ることができる。また、ハウジングに切り欠きを設けるだけであるため、安価に実施することができる。
According to this, since the cross-sectional area in the heat conduction direction is reduced and heat conduction to the suction port side is suppressed, the effect of the invention of
請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載のスクリュー圧縮機の切り欠き(7c)は、ロータ(1、2)の歯の螺旋方向に沿って設けることができる。
Like the invention of Claim 3, the notch (7c) of the screw compressor of
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載のスクリュー圧縮機において、低熱伝導構造は、吸入口(7a)側の吸入側ハウジング(71)と吐出口(7b)および冷却水流路(26、27)側の吐出側ハウジング(70)とにハウジング(7)を分割するとともに、吸入側ハウジング(71)と吐出側ハウジング(70)との間に低熱伝導率の断熱部材(80)を配置して構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the screw compressor according to the first aspect, the low heat conduction structure includes a suction side housing (71) on the suction port (7a) side, a discharge port (7b), and a cooling water flow path (26). 27), the housing (7) is divided into the discharge side housing (70), and a heat insulating member (80) having low thermal conductivity is disposed between the suction side housing (71) and the discharge side housing (70). It is characterized by being comprised.
これによると、分割した部位の接触熱抵抗や断熱部材の断熱効果によって吸入口側への熱伝導が抑えられるため、請求項1の発明の効果を得ることができる。
According to this, since the heat conduction to the suction port side is suppressed by the contact thermal resistance of the divided parts and the heat insulating effect of the heat insulating member, the effect of the invention of
請求項5に記載の発明のように、請求項4に記載のスクリュー圧縮機のハウジング(7)は、ロータ(1、2)の歯の螺旋方向に沿って分割することができる。
As in the invention described in
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面構成を示す概念図、図2は図1のロータの斜視図、図3は図1のA−A線に沿う断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. 1 is a conceptual diagram showing a cross-sectional configuration of the screw compressor according to the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the rotor of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
図1に示すように、本実施形態のスクリュー圧縮機は、ねじ状のオスロータ1およびメスロータ2と、駆動源の回転力によりロータ1、2を回転駆動する回転伝達機構3と、一対のロータ1、2および回転伝達機構3を収納するケーシング4と、駆動源の回転力を受ける入力軸5等から構成されている。なお、図1において一対のロータ1、2は紙面奥側と手前側に並んで配置されている。
As shown in FIG. 1, the screw compressor of this embodiment includes a screw-shaped
オスロータ1およびメスロータ2は、電動式モータ100等の駆動源から回転力を得た回転伝達機構3により回転駆動される。本実施形態では、オスロータ1が駆動側、メスロータ2が従動側になっており、それぞれ回転軸1a、2aを中心として回転する。
The
図2、図3に示すように、オスロータ1およびメスロータ2は、互いに噛合するように螺旋状の突起部(歯)が形成された雄ねじ状に形成されている。図3に示すように、オスロータ1の歯先1bとメスロータ2の歯元2cが噛み合い、オスロータ1の歯元1cとメスロータ2の歯先2bが噛み合うように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図1に戻り、ケーシング4は、モータ100側から順に、潤滑ボックス6、ロータハウジング7およびカバー8から構成されている。潤滑ボックス6、ロータハウジング7およびカバー8は、ボルト(図示せず)等の締結手段によって強固に結合されている。ロータ1、2と回転伝達機構3はそれぞれ離隔した状態でケーシング4内に収納されており、一対のロータ1、2はロータハウジング7内に収納され、回転伝達機構3は循環ボックス6内に収納されている。
Returning to FIG. 1, the casing 4 includes a
潤滑ボックス6内には、回転伝達機構3と、回転伝達機構3に供給される潤滑油とが収納された潤滑油空間9が形成されている。潤滑油としては、例えばエンジンオイルと同程度の粘度を有するオイルを用いることができる。回転伝達機構3を構成する歯車等には、潤滑油空間9内の潤滑油がはねかけられることにより潤滑が行われる。
In the
潤滑ボックス6には、モータ100から回転力を受ける入力軸5が設けられている。潤滑ボックス6には、モータ100側に第1ベアリング11が設けられ、潤滑油空間9側に第2ベアリング12が設けられており、入力軸5はこれらのベアリング11、12を介して潤滑ボックス6に支持されている。また、潤滑ボックス6に形成された入力軸5が挿入される挿通穴の内部には、第1、第2ベアリング11、12に供給される潤滑油がケーシング4外に流出するのを阻止するための第1オイルシール13が装着されている。
The
ロータハウジング7内には一対のロータ1、2が収納されたロータ室10が形成されている。ロータハウジング7には、ロータ室10内に気体を吸入するための吸入口7aと、ロータ室10外に気体を吐出するための吐出口7bが形成されている。吸入口7aはロータハウジング7の軸方向端部のうちカバー8側に設けられており、吐出口7bはロータハウジング7の軸方向端部のうち潤滑ボックス6側に設けられている。
A
ロータ1、2の外周先端とロータ室10の内壁との間は、微小な隙間が形成されたシール構造となっている。ロータ1、2とロータ室10内壁との間には、吸入口7aから吸入された気体を圧縮するための圧縮室10aが形成されている。
A seal structure is formed in which a minute gap is formed between the outer peripheral tips of the
上述のように、ロータ1、2は回転伝達機構3により回転駆動される。回転伝達機構3は、入力軸5の回転をオスロータ回転軸1aとメスロータ回転軸2aに伝達するとともに、一対のロータ1、2を同期回転させるように構成されている。回転伝達機構3は、モータ100によって駆動される入力軸5の回転をオスロータ回転軸1aに伝える第1、第2ギヤ14、15と、これらのギヤ14、15からオスロータ回転軸1aに伝えられた回転をメスロータ回転軸2aに伝える第3、第4ギヤ16、17等から構成される。なお、第3、第4ギヤ16、17は、一対のロータ1、2を同期回転させるためのタイミングギヤである。
As described above, the
オスロータ回転軸1aとメスロータ回転軸2aは、一端側が第3、第4ベアリング18、19を介してロータハウジング7に回転可能に支持され、他端側が第5、第6ベアリング20、21を介してカバー8に回転可能に支持されている。
One end side of the male
また、ロータハウジング7に形成されたロータ回転軸1a、2aが挿入される挿通穴には、第3、第4ベアリング18、19に供給される潤滑油がロータ室10内に漏れるのを阻止するための第2、第3オイルシール22、23が装着されている。さらに、カバー8に形成されたロータ回転軸1a、2aが挿入される挿通穴にも、第5、第6ベアリング20、21に封入されているグリースがロータ室10内に漏れるのを阻止するための第4、第5オイルシール24、25が装着されている。
Further, the lubricating oil supplied to the third and fourth bearings 18 and 19 is prevented from leaking into the
ロータハウジング7内には、作動時に高温となる吐出口7b近傍と潤滑ボックス6側を冷却するために、冷却水が流通する冷却水流路26、27が形成されている。
In the
図1、図3に示すように、ロータハウジング7の外周面には、ロータ1、2の歯の螺旋方向に沿って、換言するとロータ1、2の歯のねじれ角に沿って、切り欠き7cが設けられている。また、切り欠き7cは、ロータハウジング7の軸方向に離れて2列設けられている。因みに、図3はロータ1、2の歯の螺旋方向に沿った断面図である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the outer surface of the
そして、切り欠き7cは、吐出口7b、潤滑油空間9、冷却水流路26、27等の高温側と、吸入口7a近傍の低温側との間に位置し、高温側から低温側へ熱を伝導する方向の断面積を小さくすることにより、高温側から低温側への熱の移動を抑制するようになっている。なお、切り欠き7cは、本発明の低熱伝導構造に相当する。
The
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機の作動について説明する。 Next, the operation of the screw compressor of this embodiment will be described.
一対のロータ1、2が、回転伝達機構3により同期回転されると、ロータハウジング7のカバー8側に設けられた吸入口7aから気体が圧縮室10aに吸い込まれる。このとき、圧縮室10aは、一対のロータ1、2の回転とともに、カバー8側から潤滑油空間9側に移動しながらその体積が縮小していくため、圧縮室10a内の気体は次第に加圧圧縮されながら潤滑油空間9側に移動していく。
When the pair of
そして、一対のロータ1、2の回転角が所定の角度に達すると、圧縮室10aがロータハウジング7の潤滑油空間9側に設けられた吐出口7bに到達し、それまで密閉されていた圧縮室10aが吐出口7bにて開放された状態となるので、圧縮室10a内の圧縮された気体が吐出口7bから吐出される。
When the rotation angle of the pair of
本実施形態では、切り欠き7cを設けたことによって、吐出口7b等の高温側から吸入口7a近傍の低温側への熱伝導が抑えられるため、吸入気体温度の上昇及びロータ1、2とロータハウジング7間のクリアランスの増大を防止することができ、吐出性能低下を抑制することができる。
In the present embodiment, since the
また、ロータハウジング7に切り欠き7cを設けるだけであるため、安価に実施することができる。
Further, since only the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図4は第2実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面構成を示す概念図、図5は図4のB−B線に沿う断面図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a cross-sectional configuration of the screw compressor according to the second embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図4、図5に示すように、本実施形態は、ロータハウジング7がロータ1、2の歯の螺旋方向に沿って分割されている。すなわち、ロータハウジング7は、吐出口7bや冷却水流路26、27が形成された吐出側ハウジング70と、吸入口7aが形成された吸入側ハウジング71とに分割されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, the
吐出側ハウジング70と吸入側ハウジング71との合わせ面間には、樹脂等の低熱伝導率の断熱部材80が設けられている。なお、吐出側ハウジング70と吸入側ハウジング71とに分割し、両ハウジング70、71間に断熱部材80を配置する構成が、本発明の低熱伝導構造に相当する。
Between the mating surfaces of the
本実施形態によると、分割した部位の接触熱抵抗や断熱部材80の断熱効果によって、吐出口7b等の高温側から吸入口7a近傍の低温側への熱伝導が抑えられるため、吸入気体温度の上昇及びロータ1、2とロータハウジング7間のクリアランスの増大を防止することができ、吐出性能低下を抑制することができる。
According to the present embodiment, the heat conduction from the high temperature side such as the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図6は第3実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面構成を示す概念図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a conceptual diagram showing a cross-sectional configuration of a screw compressor according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図6に示すように、本実施形態は、ロータハウジング7がロータ1、2の歯の螺旋方向に沿って分割されている。すなわち、ロータハウジング7は、吐出口7bや冷却水流路26、27が形成された吐出側ハウジング70と、吸入口7aが形成された吸入側ハウジング71とに分割されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
吐出側ハウジング70と吸入側ハウジング71との合わせ面間には、ゴム製のシール部材90が設けられている。なお、吐出側ハウジング70と吸入側ハウジング71とに分割した構成が、本発明の低熱伝導構造に相当する。
A
本実施形態によると、分割した部位の接触熱抵抗によって、吐出口7b等の高温側から吸入口7a近傍の低温側への熱伝導が抑えられるため、吸入気体温度の上昇及びロータ1、2とロータハウジング7間のクリアランスの増大を防止することができ、吐出性能低下を抑制することができる。
According to the present embodiment, the heat conduction from the high temperature side such as the
1、2…ロータ、7…ハウジング、7a…吸入口、7b…吐出口、7c…切り欠き、26、27…冷却水流路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハウジング(7)の内部空間に配置されるとともに、互いに噛み合う螺旋状の歯が形成された一対のロータ(1、2)とを備え、
前記一対のロータ(1、2)の回転により前記吸入口(7a)から吸入した気体を圧縮して前記吐出口(7b)から吐出するスクリュー圧縮機において、
前記ハウジング(7)に、前記吐出口(7b)および前記冷却水流路(26、27)側から前記吸入口(7a)側への熱の移動を抑制する低熱伝導構造を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。 A housing (7) having a suction port (7a), a discharge port (7b), and a cooling water flow path (26, 27);
A pair of rotors (1, 2) disposed in the internal space of the housing (7) and formed with helical teeth meshing with each other;
In the screw compressor that compresses the gas sucked from the suction port (7a) by the rotation of the pair of rotors (1, 2) and discharges the gas from the discharge port (7b),
The housing (7) is provided with a low heat conduction structure for suppressing heat transfer from the discharge port (7b) and the cooling water flow path (26, 27) side to the suction port (7a) side. Screw compressor to do.
Priority Applications (1)
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JP2004326526A JP2006138217A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Screw compressor |
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JP2004326526A JP2006138217A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Screw compressor |
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Family Applications (1)
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JP2004326526A Withdrawn JP2006138217A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Screw compressor |
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JP (1) | JP2006138217A (en) |
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2004
- 2004-11-10 JP JP2004326526A patent/JP2006138217A/en not_active Withdrawn
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