JP2006342742A

JP2006342742A - スクリュー圧縮機

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Publication number: JP2006342742A
Application number: JP2005169661A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nishimura; 仁西村; Tomoo Suzuki; 智夫鈴木; Hiroshi Ota; 広志太田
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: CN1877127A; CN101576082A; JP4673136B2; US20090123302A1; US20120251372A1; US8231363B2; US8734126B2; CN101349268A; BE1019083A5; US20060280626A1; US8221094B2; CN101349268B; CN101576082B; CN100520071C

Abstract

【課題】ギヤの大径化を抑制しつつ、回転速度の比較的低いモータとすることができ、これによってコスト低減を図ることができるスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】低圧段圧縮機本体２と、この低圧段圧縮機本体２で圧縮した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体３と、低圧段圧縮機本体２の例えば雄ロータ２ａ及び高圧段圧縮機本体３の例えば雄ロータ３ａにそれぞれ設けた例えばピニオンギヤ１２，１４と、モータ４と、このモータ４の回転軸４ａに設けた例えばブルギヤ１０と、回転可能に支持され、ブルギヤ１０に噛み合うピニオンギヤ１９及びピニオンギヤ１２，１４に噛み合うブルギヤ２０を設けた中間軸１６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクリュー圧縮機に係わり、特に大容量型の圧縮空気を生成するスクリュー圧縮機に関する。

スクリュー圧縮機は、回転軸が平行でかつ螺旋状の歯が噛み合うように回転する雄ロータ及び雌ロータと、これら雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングとを備えており、雄ロータ及び雌ロータの歯溝とケーシングの内壁とで複数の圧縮作動室が形成されている。これら圧縮作動室は、雄ロータ及び雌ロータの回転に伴って軸方向に移動しながら、その容積が減少されて空気を圧縮するようになっている。

そして従来、例えば二段式のスクリュー圧縮機として、低圧段圧縮機本体と、この低圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却するインタークーラと、このインタークーラで冷却した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体と、この高圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却するアフタークーラとを備えた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体のロータ軸（雄ロータ及び雌ロータのうちいずれか一方）にピニオンギヤがそれぞれ取り付けられており、それらピニオンギヤはモータ（電動機）の回転軸に取り付けたブルギヤとそれぞれ噛み合うようになっている。そして、モータの駆動に伴い、モータの回転動力がブルギヤ及びピニオンギヤを介し増速されて伝達され、低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体がそれぞれ駆動するようになっている。

特開２００２−１５５８７９号公報

しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
すなわち、上記従来技術においては、モータ側のブルギヤの噛合いピッチ径と圧縮機本体側のピニオンギヤの噛合いピッチ径との比によって増速比が決まり、この増速比に応じてモータの回転動力が１段階で増速されて伝達され、低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体をそれぞれ駆動するようになっている。そのため、例えば出力数百ｋｗの大容量型の圧縮機ユニットにおいては、所定の増速比を得るために圧縮機本体側のピニオンギヤに対応してモータ側のブルギヤを大径化するか、若しくは、増速比を小さくしてモータの回転速度を高める必要があった。そして、ギヤを大径化する場合には、製造設備上の問題（例えば工作機械の加工範囲の限界等）から製造困難となる場合があった。その結果、ギヤまたはモータのコストが増大していた。

本発明の目的は、ギヤの大径化を抑制しつつ、回転速度の比較的低いモータとすることができ、これによってコスト低減を図ることができるスクリュー圧縮機を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機本体と、この圧縮機本体のロータ軸に設けたロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記ロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸とを備える。

本発明においては、モータの回転軸に設けたモータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤと、圧縮機本体のロータ軸に設けたロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤとを備えた中間軸を設ける。そして、モータ側ギヤと第１の増速用ギヤとの増速比、及び第２の増速用ギヤとロータ側ギヤとの増速比により、モータの回転動力を２段階で増速して伝達し、圧縮機本体のロータ軸を回転駆動する。これにより、例えばモータ側ギヤとロータ側ギヤとが噛み合って１段階で増速するような場合に比べ、ギヤの大径化を抑制しつつ、回転速度が比較的低いモータとすることができ、コストの低減を図ることができる。

（２）上記目的を達成するために、また本発明は、低圧段圧縮機本体と、この低圧段圧縮機本体で圧縮した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体と、前記低圧段圧縮機本体及び前記高圧段圧縮機本体のロータ軸にそれぞれ設けた複数のロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記複数のロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸とを備える。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、記モータの回転軸と前記圧縮機本体のロータ軸とを平行に配設し、それら軸方向一方側に前記モータと前記圧縮機本体とを上下配置する。

これにより、例えば軸方向一方側にモータを配置し、軸方向他方側に圧縮機本体を配置するような場合に比べ、モータ及び圧縮機本体等による全体の軸方向寸法を短くすることができる。その結果、圧縮機ユニットにおける配置レイアウトの自由度を高めることができる。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記モータの回転軸及び前記圧縮機本体のロータ軸は、その軸方向を圧縮機ユニットの短手幅方向に向けて配設する。

（５）上記目的を達成するために、また本発明は、低圧段圧縮機本体と、この低圧段圧縮機本体で圧縮した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体と、前記低圧段圧縮機本体及び前記高圧段圧縮機本体のロータ軸にそれぞれ設けた複数のロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記複数のロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸と、前記モータ側ギヤ、第１の増速用ギヤ、中間軸、第２の増速用ギヤ、及びロータ側ギヤを収容するギヤケーシングと、前記低圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する第１の冷却装置と、前記高圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する第２の冷却装置とを備え、前記モータ、ギヤケーシング、低圧段圧縮機本体、及び高圧段圧縮機本体を前記圧縮機ユニットの中央部に配置し、前記第１の冷却装置を前記圧縮機ユニットの長手幅方向一方側に配置し、前記第２の冷却装置を前記圧縮機ユニットの長手幅方向他方側に配置する。

上記（３）で説明したように、例えばモータの回転軸と低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体のロータ軸とを平行に配設し、それら軸方向一方側にモータと低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体とを上下配置すると、モータ、低圧段圧縮機本体、及び高圧段圧縮機本体等による全体の軸方向寸法を短くすることができる。これにより、例えばモータの回転軸、低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体のロータ軸の軸方向を圧縮機ユニットの短手幅方向に向けて配設することができる。そして、圧縮機ユニットの中央部にモータ、ギヤケーシング、低圧段圧縮機本体、及び高圧段圧縮機本体等を配置するとともに、これらを挟んで、圧縮機ユニットの長手幅方向一方側及び他方側に第１及び第２の冷却装置をそれぞれ配置する。その結果、圧縮機ユニット内の機器を効率よく、バランスよく配置することができ、ユニット全体の小型化を図ることができる。

（６）上記（５）において、好ましくは、前記モータの回転軸と前記低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体のロータ軸とを平行にかつその軸方向を圧縮機ユニットの短手幅方向に向けて配設し、それら軸方向一方側に前記モータと前記低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体とを上下配置する。

（７）上記（６）において、好ましくは、前記低圧段圧縮機本体は、前記ギヤケーシングにおける前記圧縮機ユニットの長手幅方向一方側に配設され、前記高圧段圧縮機本体は、前記ギヤケーシングにおける前記圧縮機ユニットの長手幅方向他方側に配設される。

これにより、低圧段圧縮機本体と第１の冷却装置との間の接続配管、及び高圧段圧縮機本体と第２の冷却装置との間の接続配管を比較的短くすることができる。

（８）上記（５）〜（７）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記第１及び第２の冷却装置は、略鉛直方向に設けたダクトと、このダクト内に設けられ冷却風を生起する冷却ファンと、前記ダクト内の前記冷却ファンの上流側に配置され冷却風と熱交換して前記低圧段圧縮機本体又は高圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する圧縮空気用熱交換器とをそれぞれ備える。

（９）上記（８）において、好ましくは、前記ダクトは、前記圧縮機ユニットの吸気口及び排気口に接続され、前記吸気口と前記圧縮空気用熱交換器との間に吸気空間を形成し、前記冷却ファンと前記排気口との間に排気空間を形成する。

これにより、例えば吸気口と圧縮空気用熱交換器との間に吸気空間を形成しない場合や冷却ファンと排気口との間に排気空間を形成しない場合に比べ、圧縮空気用熱交換器等で発生した騒音の洩れを低減することができる。

（１０）上記（８）において、また好ましくは、前記第１及び第２の冷却装置のうちいずれか一方若しくは両方は、前記圧縮空気用熱交換器を複数設け、これら複数の圧縮空気用熱交換器を前記ダクト内の冷却風の流れに対し並列配置する。

例えば大容量型の圧縮機ユニットにおいては、圧縮空気用熱交換器が大型化し、既存の製造設備では（例えば炉等の大きさの問題から）製造困難となる場合がある。そこで本発明においては、複数の圧縮空気用熱交換器を設けることとし、これら複数の圧縮空気用熱交換器をダクト内の冷却風の流れに対し並列配置する。これにより、圧縮空気用熱交換器単体は小さくなり、既存の製造設備等によって大きさが制限される場合でも、その製造を容易とすることができる。また、例えば複数の圧縮空気用熱交換器を冷却風の流れに対し直列配置する場合と比べ、圧力損失が低減し、冷却ファンの所要回転動力を低減することができる。

（１１）上記（１０）において、好ましくは、前記冷却ファンは、前記複数の熱交換器と対をなすように複数設け、並列配置する。

（１２）上記（１０）において、また好ましくは、前記複数の圧縮空気用熱交換器は、前記圧縮機ユニットの短手幅方向に並列配置される。

（１３）上記（８）において、また好ましくは、前記圧縮空気用熱交換器は、前記ダクト内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように設ける。

このように圧縮空気用熱交換器を傾斜させることにより、圧縮機ユニットの幅方向寸法を短くすることができる。

（１４）上記（８）において、また好ましくは、前記第１及び第２の冷却装置のうちいずれか一方若しくは両方は、前記圧縮空気用熱交換器を複数設け、これら複数の圧縮空気用熱交換器を前記ダクト内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように、かつ並列配置し、前記複数の圧縮空気用熱交換器の間にオイル用熱交換器を設ける。

本発明によれば、ギヤの大径化を抑制しつつ、回転速度の比較的低いモータとすることができ、これによってコスト低減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

本発明の第１の実施形態を図１〜図５により説明する。
図１は、本実施形態によるスクリュー圧縮機の構成を表す上面図であり、図２は、図１中矢印II方向から見た側面図であり、図３は、図１中矢印III方向から見た側面図であり、図４は、図１中断面IV−IVによる側面断面図であり、図５は、図１中断面Ｖ−Ｖによる側面断面図（但し、ギヤケーシング内のみを図示）である。

これら図１〜図５において、吸込み絞り弁１（本実施形態では図示せず、後述の図参照）等を介し吸い込んだ空気を所定の中間圧力まで圧縮する低圧段圧縮機本体２と、この低圧段圧縮機本体２で圧縮した圧縮空気をさらに所定の吐出し圧力まで圧縮する高圧段圧縮機本体３と、モータ（電動機）４と、このモータ４の回転動力を低圧段圧縮機本体２及び高圧段圧縮機本体３に伝達するギヤ機構（詳細は後述）を収納したギヤケーシング５とが設けられている。なお、ギヤケーシング５内の下部には、オイル溜め（図示せず）が設けられている。

モータ４は、モータ架台６に固定されており、モータ架台６は、ベース７上に複数の防振ゴム８を介し取り付けられている。モータ４の回転軸４ａは、負荷側（図２中右側、図３中左側）に設けた例えばラジアル軸受４ｂと、反負荷側（図２中左側、図３中右側）に設けた例えばスラスト軸受４ｃとを介し回動可能に支持されており、回転駆動するようになっている。また、モータ４のフランジ４ｄは、ギヤケーシング５の一方側（図１中下側、図２中左側、図３中右側）側面にボルト９で固定されている。ギヤケーシング５の一方側側面には、モータ４のフランジ４ｄに対応して開口部が形成されており、この開口部を挿通したギヤケーシング５内のモータ４の回転軸４ａの先端には、ブルギヤ１０が嵌合されている。

低圧段圧縮機本体２は、例えばオイルフリー式（圧縮作動室内を無給油状態で運転する）のスクリュー圧縮機であり、回転軸が平行でかつ螺旋状の歯が噛み合うように回転する雄ロータ２ａ及び雌ロータ２ｂを備えており、これら雄ロータ２ａ及び雌ロータ２ｂの一方側（図１中下側、図２中左側）端部には、タイミングギヤ（図示せず）がそれぞれ嵌合されている。これにより、雄ロータ２ａ及び雌ロータ２ｂは、非接触かつ無給油で回転するようになっている。低圧段圧縮機本体２のフランジ２ｃは、モータ４のフランジ４ｄの上側（図２〜図４中上側）に位置するようにギヤケーシング５の一方側側面にボルト１１で固定されている。このとき、モータ４の回転軸４ａに対し平行となるように、雄ロータ２ａは内側（図４中左側）、雌ロータ２ｂは外側（図４中右側）に配設されている。また、ギヤケーシング５の一方側側面には、低圧段圧縮機本体２のフランジ２ｃに対応して開口部が形成されており、この開口部を挿通した例えば雄ロータ２ａの他方側（図１中上側、図２中右側）先端部には、ピニオンギヤ１２が嵌合されている。

同様に、高圧段圧縮機本体３は、例えばオイルフリー式のスクリュー圧縮機であり、回転軸が平行でかつ螺旋状の歯が噛み合うように回転する雄ロータ３ａ及び雌ロータ３ｂを備えており、これら雄ロータ３ａ及び雌ロータ３ｂの一方側（図１中下側、図３中右側）端部には、タイミングギヤ（図示せず）がそれぞれ嵌合されている。これにより、雄ロータ３ａ及び雌ロータ３ｂは、非接触かつ無給油で回転するようになっている。高圧段圧縮機本体３のフランジ３ｃは、モータ４のフランジ４ｄの上側に位置するようにギヤケーシング５の一方側側面にボルト１３で固定されている。このとき、モータ４の回転軸４ａに対し平行となるように、雄ロータ３ａは内側（図４中右側）、雌ロータ３ｂは外側（図４中左側）に配設されている。また、ギヤケーシング５の一方側側面には、高圧段圧縮機本体３のフランジ３ｃに対応して開口部が形成されており、この開口部を挿通した例えば雄ロータ３ａの他方側（図１中上側、図３中左側）先端部には、ピニオンギヤ１４が嵌合されている。

ギヤケーシング５内には、例えばスラスト軸受１５Ａ及びラジアル軸受１５Ｂを介し回動可能に支持された中間軸１６が設けられており、この中間軸１６は、モータ４の回転軸４ａ、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａ、及び高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａ等に対し平行となっている。ラジアル軸受１５Ｂは、例えばギヤケーシングの一方側側面に設けられ、スラスト軸受１５Ａは、例えばギヤケーシング５の反対側（図１中上側、図２中右側、図３中左側）側面に取り付けた軸受支え部１７に設けられている。軸受支え部１７には、カバー１８が取り付けられている。

そして、中間軸１６には、モータ４の回転軸４ａのブルギヤ１０に噛み合うピニオンギヤ１９（第１の増速用ギヤ）と、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａのピニオンギヤ１２及び高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａのピニオンギヤ１４に噛み合うブルギヤ２０（第２の増速用ギヤ）とが嵌合されている。中間軸１６のピニオンギヤ１９の噛合いピッチ径は、モータ４の回転軸４ａのブルギヤ１０の噛合いピッチ径より小さくなっており、これらブルギヤ１０及びピニオンギヤ１９を介しモータ４の回転軸４ａの回転動力が増速して中間軸１６へ伝達されるようになっている。また、中間軸１６のブルギヤ２０の噛合いピッチ径は、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａのピニオンギヤ１２の噛合いピッチ径及び高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａのピニオンギヤ１４の噛合いピッチ径より大きくなっており、これらブルギヤ２０及びピニオンギヤ１２，１４を介し中間軸１６の回転動力が増速して低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａ及び高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａにそれぞれ伝達されるようになっている。

以上のように本実施形態においては、モータ４の回転軸４ａに設けたブルギヤ１０に噛み合うピニオンギヤ１９と、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａに設けたピニオンギヤ１２及び高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａに設けたピニオンギヤ１４に噛み合うブルギヤ２０とを備えた中間軸１６を設ける。そして、ブルギヤ１０とピニオンギヤ１９との増速比、及びブルギヤ２０とピニオンギヤ１２（又はブルギヤ２０とピニオンギヤ１４）との増速比により、モータ４の回転軸４ａの回転動力を２段階で増速して伝達し、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａ（又は高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａ）を回転駆動する。

これにより、例えばモータ４の回転軸４ａに設けたブルギヤと雄ロータ２ａ，３ａにそれぞれ設けたピニオンギヤとが噛み合って１段階で増速するような場合に比べ、ギヤの大径化を抑制しつつ、回転速度の比較的低いモータ４とすることができる。すなわち、例えば出力数百ｋｗ大容量型の圧縮機ユニットにおいて、製造設備上の問題からギヤの大きさが制限される場合でも対応することができ、その製造を容易とすることができる。また、回転速度の比較的低いモータ４として、例えば４極モータを用いることができる。したがって、コストを低減することができる。

また、ギヤの大径化を抑制することにより、ギヤケーシング５の大型化を抑制することができる。また、モータ４の回転速度を低くすることにより、負荷が低減し、軸受け等の部品の信頼性を向上させることができる。

また、ギヤケーシング５の一方側側面（言い換えれば、回転軸４ａ及び雄ロータ２ａ，３ａの軸方向一方側）にモータ４、低圧段圧縮機本体２、及び高圧段圧縮機本体３を設けることにより、例えばギヤケーシング５の一方側側面にモータ４を配置し、反対側側面に低圧段圧縮機本体２及び高圧段圧縮機本体３を配置するような場合に比べ、モータ４、低圧段圧縮機本体２、及び高圧段圧縮機本体３等による全体の軸方向寸法を短くすることができる。したがって、後述する圧縮機ユニット（第２の実施形態を参照）における配置レイアウトの自由度を高めることができる。

本発明の第２実施形態を図６〜図１１により説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態を搭載した圧縮機ユニットの一実施形態である。

図６は、本実施形態によるスクリュー圧縮機の構成を表す圧縮機ユニットの上面透視図（但し、便宜上、冷却ファン、ファンモータ、及びオイルクーラを図示せず）で、圧縮空気系統を図示し、図７は、本実施形態によるスクリュー圧縮機の構成を表す圧縮機ユニットの上面透視図（但し、便宜上、吸込み絞り弁、冷却ファン、及びファンモータを図示せず）で、オイル系統を図示している。また、図８は、図５中矢印VIII方向から見た圧縮機ユニットの側面透視図で、圧縮空気系統及びオイル系統を図示し、図９は、図５中矢印IX方向から見た圧縮機ユニットの側面透視図（但し、便宜上、吸込み絞り弁は図示せず）で、圧縮空気系統を図示している。また、図１０は、図５中矢印Ｘ方向から見た第１の冷却装置の側面透視図であり、図１１は、図５中矢印XI方向から見た第２の冷却装置の側面透視図（但し、便宜上、供給配管は図示せず）である。なお、これら図６〜図１１において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態において、例えば大容量型（出力が数百ｋｗ程度）の圧縮機ユニット２１は、防音カバー２２等で覆われたパッケージ形圧縮機ユニットであり、上記モータ４、ギヤケーシング５、低圧段圧縮機本体２、及び高圧段圧縮機本体３がベース７の中央部に設置されている。そして、上記第１の実施形態で説明したように、モータ４、低圧段圧縮機本体２、及び高圧段圧縮機本体３等による全体の軸方向寸法が比較的短くなっていることから、モータ４の回転軸４ａ、低圧段圧縮機本体２の雄ロータ２ａ及び雌ロータ２ｂ、高圧段圧縮機本体３の雄ロータ３ａ及び雌ロータ３ｂの軸方向が、圧縮機ユニット２１の短手幅方向（図６及び図７中上下方向）に向けて配置されている。すなわち、このような配置においても、圧縮機ユニット２１の短手幅方向寸法Ｗを比較的短くすることができる。

そして、モータ４、ギヤケーシング５、低圧段圧縮機本体２、及び高圧段圧縮機本体３等を挟んで、圧縮機ユニット２１の長手幅方向一方側（図６〜図８中右側、図９中左側）には、低圧段圧縮機本体２からの圧縮空気を冷却する第１の冷却装置２３がベース７上に設置され、圧縮機ユニット２１の長手幅方向他方側（図６〜図８中左側、図９中右側）には、高圧段圧縮機本体３からの圧縮空気を冷却する第２の冷却装置２４がベース７上に設置されている。このように第１の冷却装置２３と第２の冷却装置２４とを独立して分離配置することにより、圧縮機ユニット２１内の機器を効率よく、バランスよく配置することができる。

低圧段圧縮機本体２は、ギヤケーシング５における圧縮機ユニット２１の長手幅方向一方側に配設されている。これにより、低圧段圧縮機本体２と第１の冷却装置２３との間の接続配管（後述の吐出し配管２５等）を比較的短くすることができる。また、高圧段圧縮機本体３は、ギヤケーシング５における圧縮機ユニット２１の長手方向他方側に配設されている。これにより、及び高圧段圧縮機本体３と第２の冷却装置２４との間の接続配管（後述の吐出し配管２６等）を比較的短くすることができる。

第１の冷却装置２３は、略鉛直方向（図８〜図１０中上下方向）に設けられ、防音カバー２２の上面に設けた第１の排気口２２ａに接続されたダクト２７と、このダクト２７内の上方（図８〜図１０中上方）に設けられ、上方向に向かう冷却風（図１０中矢印で図示）を生起する冷却ファン２８Ａ，２８Ｂをそれぞれ備えたファンモータ２９Ａ，２９Ｂと、ダクト２７内の冷却ファン２８Ａ，２８Ｂの上流側（図１０中下側）にそれぞれ設けられ、低圧段圧縮機本体２からの圧縮空気を冷却風と熱交換して冷却するインタークーラ３０Ａ，３０Ｂと、ダクト２７の下側に接続されるとともに、防音カバー２２の側面下部に設けた第１の吸気口２２ｂに接続された吸気ダクト３１とを備えている。

そして、ファンモータ２９Ａ，２９Ｂの駆動に伴って冷却ファン２８Ａ，２８Ｂが回転すると、第１の吸気口２２ｂからの外気が冷却風として吸気ダクト３１内に導入され、ダクト２７内の冷却風が上向きに流れてインタークーラ３０Ａ，３０Ｂ及び冷却ファン２８Ａ，２８Ｂを経由し第１の排気口２２ａから排出されるようになっている。このとき、吸気ダクト３１によって第１の吸気口２２ｂとインタークーラ３０Ａ，３０Ｂとの間に吸気流路３２（吸気空間）が形成され、またダクト２７内の冷却ファン２８Ａ，２８Ｂと第１の排気口２２ａとの間には排気流路３３（排気空間）が形成されている。これにより、例えば吸気流路３２や排気流路３３が形成されない場合（詳細には、例えばインタークーラが第１の吸気口２２ｂに当接して設けられる場合や冷却ファンが第１の排気口２２ａに当接して設けられる場合）に比べ、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂ等で発生した騒音の洩れを低減することができる。

冷却ファン２８Ａ，２８Ｂは圧縮機ユニット２１の短手幅方向（図１０中左右方向）に並列配置されており、これら冷却ファン２８Ａ，２８Ｂとそれぞれ対をなすように、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは圧縮機ユニット２１の短手幅方向に並列配置されている（言い換えれば、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは、ダクト２７内の冷却風の流れに対し並列配置されている）。インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは、低圧段圧縮機本体２の吐出し側に接続された上記吐出し配管２５の分岐配管２５ａ，２５ｂにそれぞれ接続されるとともに、高圧段圧縮機本体３の吸込み側に接続された吸込み配管３４の分岐配管３４ａ，３４ｂにそれぞれ接続されている。そして、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれフィン部３０ａを通過する冷却風によって低圧段圧縮機本体２からの圧縮空気を冷却し、この冷却した圧縮空気を高圧段圧縮機本体３へ供給するようになっている。このようにして２系統のインタークーラ３０Ａ，３０Ｂを設けることにより、インタークーラ３０Ａ又は３０Ｂ単体を小さくすることができ、例えば既存の製造設備等によって大きさが制限される場合でも、その製造を容易とすることができる。また、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂを冷却風の流れに対し並列配置することにより、例えば直列配置する場合と比べ、圧力損失が低減し、ファンモータ２９Ａ，２９Ｂの所要動力を低減することができる。

また、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは、ダクト２７内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように設けられている（詳細には、圧縮機ユニット２１の短手幅方向において外側に向かって上向き傾斜するように設けられ、Ｖ字配置されている）。これにより、第１の冷却装置の幅寸法、すなわち圧縮機ユニットの短手幅方向寸法Ｗを短くすることができる。なお、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂは、例えば圧縮機ユニット２１の短手幅方向において上向き傾斜するように、かつ互いに平行となるように設けてもよい。

そして、効率よく配置するために、インタークーラ３０Ａ，３０Ｂの間にはジャケト系オイルクーラ３５が設けられている。ジャケット系オイルクーラ３５は、オイルポンプ３６によって上記ギヤケーシング５内のオイル溜めから油配管３７ａを介し供給されたオイルを冷却風と熱交換して冷却し、この冷却したオイルを油配管３７ｂを介し低圧段圧縮機本体２の液冷ジャケット部１ｄに供給するようになっている。低圧段圧縮機本体２の液冷ジャケット部１ｄを冷却したオイルは、油配管３７ｃを介し高圧段圧縮機本体３の液冷ジャケット部３ｄに導入されて冷却し、その後、油配管３７ｄを介しギヤケーシング５内のオイル溜めに戻るようになっている。

第２の冷却装置２４は、第１の冷却装置２３と同様の構成であり、略鉛直方向（図８、図９、及び図１１中上下方向）に設けられ、防音カバー２２の上面に設けた第２の排気口２２ｃに接続されたダクト３８と、このダクト３８内の上方（図８、図９、及び図１１中上方）に設けられ、上方向に向かう冷却風（図１１中矢印で図示）を生起する冷却ファン３９Ａ，３９Ｂをそれぞれ備えたファンモータ４０Ａ，４０Ｂと、ダクト３８内の冷却ファン３９Ａ，３９Ｂの上流側（図１１中下側）に設けられ、高圧段圧縮機本体３からの圧縮空気を冷却風と熱交換して冷却するアフタークーラ４１Ａ，４１Ｂと、ダクト３８の下側に接続されるとともに、防音カバー２２の側面下部に設けた第２の吸気口２２ｄに接続された吸気ダクト４２とを備えている。

そして、ファンモータ４０Ａ，４０Ｂの駆動に伴って冷却ファン３９Ａ，３９Ｂが回転すると、第２の吸気口２２ｄからの外気が冷却風として吸気ダクト４２に導入され、ダクト３８内の冷却風が上向きに流れてアフタークーラ４１Ａ，４１Ｂ及び冷却ファン３９Ａ，３９Ｂを経由し第２の排気口２２ｃから排出されるようになっている。このとき、吸気ダクト４２によって第２の吸気口２２ｄとアフタークーラ４１Ａ，４１Ｂとの間に吸気流路４３（吸気空間）が形成され、またダクト３８内の冷却ファン３９Ａ，３９Ｂと第２の排気口２２ｃとの間には排気流路４４（排気空間）が形成されている。これにより、例えば吸気流路４３や排気流路４４が形成されない場合（詳細には、例えばアフタークーラが第２の吸気口２２ｄに当接して設けられる場合や冷却ファンが第２の排気口２２ｃに当接して設けられる場合）に比べ、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂ等で発生した騒音の洩れを低減することができる。

冷却ファン３９Ａ，３９Ｂは圧縮機ユニット２１の短手幅方向（図１１中左右方向）に並列配置されており、これら冷却ファン３９Ａ，３９Ｂとそれぞれ対をなすように、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは圧縮機ユニット２１の短手幅方向に並列配置されている（言い換えれば、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは、ダクト３８内の冷却風の流れに対し並列配置されている）。アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは、高圧段圧縮機本体３の吐出し側に接続された上記吐出し配管２６の分岐配管２６ａ，２６ｂにそれぞれ逆止弁４５を介し接続されるとともに、ユーザ側に圧縮空気を供給する供給配管４６の分岐配管４６ａ，４６ｂにそれぞれ接続されている。そして、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは、それぞれフィン部４１ａを通過する冷却風によって高圧段圧縮機本体３からの圧縮空気を冷却し、この冷却した圧縮空気をユーザ側へ供給するようになっている。このようにして２系統のアフタークーラ４１Ａ，４１Ｂを設けることにより、アフタークーラ４１Ａ又は４１Ｂ単体を小さくすることができ、例えば既存の製造設備等によって大きさが制限される場合でも、その製造を容易とすることができる。また、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂを冷却風の流れに対し並列配置することにより、例えば直列配置する場合と比べ、圧力損失が低減し、ファンモータ４０Ａ，４０Ｂの所要動力を低減することができる。

また、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは、ダクト３８内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように設けられている（詳細には、圧縮機ユニット２１の短手幅方向において外側に向かって上向き傾斜するように設けられ、Ｖ字配置されている）。これにより、第２の冷却装置２４の幅寸法、すなわち圧縮機ユニット２１の短手幅方向寸法Ｗを短くすることができる。なお、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂは、例えば圧縮機ユニット２１の短手幅方向において上向き傾斜するように、かつ互いに平行となるように設けてもよい。

そして、効率よく配置するために、アフタークーラ４１Ａ，４１Ｂの間には潤滑系オイルクーラ４７が設けられている。潤滑系オイルクーラ４７は、上記オイルポンプ３６によって上記ギヤケーシング５内のオイル溜めから油配管４８ａを介し供給されたオイルを冷却風と熱交換して冷却し、この冷却したオイルを油配管４８ｂ，４８ｃを介し低圧段圧縮機本体２及び高圧段圧縮機本体３の軸受・タイミングギヤ部にそれぞれ供給するようになっている。そして、低圧段圧縮機本体２及び高圧段圧縮機本体３の軸受・タイミングギヤ部を潤滑したオイルは、油配管４８ｄを介しギヤケーシング５内のオイル溜めに戻るようになっている。

以上のようにして、本実施形態においては、ユニット全体の小型化を図ることができ、特に、大容量型の圧縮機ユニット２１において、その効果を大きく得ることができる。また、圧縮機ユニット２１の小型化により、その運搬手段の小型化も図ることができる。

本発明のスクリュー圧縮機の第１の実施形態の構成を表す上面図である。図１中矢印II方向から見た側面図である。図１中矢印III方向から見た側面図である。図１中断面IV−IVによる側面断面図である。図１中断面Ｖ−Ｖによる側面断面図である。本発明のスクリュー圧縮機の第２の実施形態の構成を表す圧縮機ユニットの上面透視図である。本発明のスクリュー圧縮機の第２の実施形態の構成を表す圧縮機ユニットの上面透視側面図である。図６中矢印VIII方向から見た圧縮機ユニットの側面透視図である。図６中矢印IX方向から見た圧縮機ユニットの側面透視図である。図６中矢印Ｘ方向から見た第１の冷却装置の側面透視図である。図６中矢印XI方向から見た第２の冷却装置の側面透視図である。

符号の説明

２低圧段圧縮機本体
２ａ雄ロータ（ロータ軸）
３高圧段圧縮機本体
３ａ雄ロータ（ロータ軸）
４モータ
４ａ回転軸
５ギヤケーシング
１０ブルギヤ（モータ側ギヤ）
１２ピニオンギヤ（ロータ側ギヤ）
１４ピニオンギヤ（ロータ側ギヤ）
１６中間軸
１９ピニオンギヤ（第１の増速用ギヤ）
２０ブルギヤ（第２の増速用ギヤ）
２１圧縮機ユニット
２２ａ第１の排気口
２２ｂ第１の吸気口
２２ｃ第２の排気口
２２ｄ第２の吸気口
２３第１の冷却装置
２４第２の冷却装置
２７ダクト
２８Ａ，２８Ｂ冷却ファン
３０Ａ，３０Ｂインタークーラ（圧縮空気用熱交換器）
３２吸気流路（吸気空間）
３３排気流路（排気流路）
３５ジャケット系オイルクーラ（オイル用熱交換器）
３８ダクト
３９Ａ，３９Ｂ冷却ファン
４１Ａ，４１Ｂアフタークーラ（圧縮空気用熱交換器）
４３吸気流路（吸気空間）
４４排気流路（排気空間）
４７潤滑系オイルクーラ（オイル用熱交換器）

Claims

圧縮機本体と、この圧縮機本体のロータ軸に設けたロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記ロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
低圧段圧縮機本体と、この低圧段圧縮機本体で圧縮した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体と、前記低圧段圧縮機本体及び前記高圧段圧縮機本体のロータ軸にそれぞれ設けた複数のロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記複数のロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項１又は２記載のスクリュー圧縮機において、前記モータの回転軸と前記圧縮機本体のロータ軸とを平行に配設し、それら軸方向一方側に前記モータと前記圧縮機本体とを上下配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項３記載のスクリュー圧縮機において、前記モータの回転軸及び前記圧縮機本体のロータ軸は、その軸方向を圧縮機ユニットの短手幅方向に向けて配設したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
低圧段圧縮機本体と、この低圧段圧縮機本体で圧縮した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体と、前記低圧段圧縮機本体及び前記高圧段圧縮機本体のロータ軸にそれぞれ設けた複数のロータ側ギヤと、モータと、このモータの回転軸に設けたモータ側ギヤと、回転可能に支持され、前記モータ側ギヤに噛み合う第１の増速用ギヤ及び前記複数のロータ側ギヤに噛み合う第２の増速用ギヤを設けた中間軸と、前記モータ側ギヤ、第１の増速用ギヤ、中間軸、第２の増速用ギヤ、及びロータ側ギヤを収容するギヤケーシングと、前記低圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する第１の冷却装置と、前記高圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する第２の冷却装置とを備え、
前記モータ、ギヤケーシング、低圧段圧縮機本体、及び高圧段圧縮機本体を前記圧縮機ユニットの中央部に配置し、前記第１の冷却装置を前記圧縮機ユニットの長手幅方向一方側に配置し、前記第２の冷却装置を前記圧縮機ユニットの長手幅方向他方側に配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項５記載のスクリュー圧縮機において、前記モータの回転軸と前記低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体のロータ軸とを平行にかつその軸方向を圧縮機ユニットの短手幅方向に向けて配設し、それら軸方向一方側に前記モータと前記低圧段圧縮機本体及び高圧段圧縮機本体とを上下配置することを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項６記載のスクリュー圧縮機において、前記低圧段圧縮機本体は、前記ギヤケーシングにおける前記圧縮機ユニットの長手幅方向一方側に配設され、前記高圧段圧縮機本体は、前記ギヤケーシングにおける前記圧縮機ユニットの長手幅方向他方側に配設されたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項５〜７のいずれか１項記載のスクリュー圧縮機において、前記第１及び第２の冷却装置は、略鉛直方向に設けたダクトと、このダクト内に設けられ冷却風を生起する冷却ファンと、前記ダクト内の前記冷却ファンの上流側に配置され冷却風と熱交換して前記低圧段圧縮機本体又は高圧段圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する圧縮空気用熱交換器とをそれぞれ備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項８記載のスクリュー圧縮機において、前記ダクトは、前記圧縮機ユニットの吸気口及び排気口に接続され、前記吸気口と前記圧縮空気用熱交換器との間に吸気空間を形成し、前記冷却ファンと前記排気口との間に排気空間を形成したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項８記載のスクリュー圧縮機において、前記第１及び第２の冷却装置のうちいずれか一方若しくは両方は、前記圧縮空気用熱交換器を複数設け、これら複数の圧縮空気用熱交換器を前記ダクト内の冷却風の流れに対し並列配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項１０記載のスクリュー圧縮機において、前記冷却ファンは、前記複数の熱交換器と対をなすように複数設け、並列配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項１０記載のスクリュー圧縮機において、前記複数の圧縮空気用熱交換器は、前記圧縮機ユニットの短手幅方向に並列配置されたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項８記載のスクリュー圧縮機において、前記圧縮空気用熱交換器は、前記ダクト内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
請求項８記載のスクリュー圧縮機において、記第１及び第２の冷却装置のうちいずれか一方若しくは両方は、前記圧縮空気用熱交換器を複数設け、これら複数の圧縮空気用熱交換器を前記ダクト内の鉛直方向の冷却風の流れに対し傾斜するように、かつ並列配置し、前記複数の圧縮空気用熱交換器の間にオイル用熱交換器を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。