JP2019529804A - Screw compressor for commercial vehicles - Google Patents
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Abstract
商用車用のスクリュコンプレッサ(10)であって、内部にスクリュコンプレッサ(10)のスクリュロータ(16,18)が配置されているロータケーシング(20b)と、ケーシングカバー(20a)と、このケーシングカバー(20a)の出口側に配置されていて、上昇管路(36)を備えた空気出口管(34)とを有しており、空気出口管(34)は少なくとも1つのオイル分離手段を有している。A screw compressor (10) for commercial vehicles, a rotor casing (20b) in which a screw rotor (16, 18) of the screw compressor (10) is disposed, a casing cover (20a), and the casing cover An air outlet pipe (34) arranged on the outlet side of (20a) and provided with a rising pipe (36), the air outlet pipe (34) having at least one oil separating means. ing.
Description
本発明は、商用車用のスクリュコンプレッサに関する。 The present invention relates to a screw compressor for commercial vehicles.
従来技術により既に、商用車用のスクリュコンプレッサが公知である。このような形式のスクリュコンプレッサは、例えば商用車のブレーキシステムのために必要な圧縮空気を準備するために使用される。 Screw compressors for commercial vehicles are already known from the prior art. Such a type of screw compressor is used, for example, to prepare the compressed air necessary for the braking system of commercial vehicles.
この関連で特に、オイルが充填されたコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサも公知であり、このようなコンプレッサでは、オイル温度の制御が課題である。オイル温度の制御は通常、オイルが充填されたコンプレッサおよびオイル循環路に温度調整弁を介して接続されている外部のオイルクーラを設けることにより実施される。この場合、オイルクーラは、互いに分離された2つの循環路を有する熱交換器であって、高温の流体、すなわちコンプレッサオイル用の第1の循環路と、冷却流体用の第2の循環路とが設けられている。冷却流体としては例えば、空気、凍結防止剤を含む混合水、またはその他のオイルを使用することができる。 In this connection, in particular, compressors filled with oil, in particular screw compressors, are also known, in which oil temperature control is a problem. The oil temperature is usually controlled by providing a compressor filled with oil and an external oil cooler connected to the oil circulation path via a temperature regulating valve. In this case, the oil cooler is a heat exchanger having two circulation paths separated from each other, and includes a first circulation path for high-temperature fluid, that is, compressor oil, and a second circulation path for cooling fluid. Is provided. As the cooling fluid, for example, air, mixed water containing an antifreezing agent, or other oil can be used.
そしてこのオイルクーラは、管路またはホースを介してコンプレッサオイル循環路に接続されなければならず、オイル循環路は漏れに対して防護されていなければならない。 The oil cooler must then be connected to the compressor oil circuit via a line or hose, and the oil circuit must be protected against leakage.
さらに、この外部の容積には、オイルを充填しなければならないので、オイルの総量も増大される。これによりシステム慣性は増大される。さらに、オイルクーラは、周囲に存在している保持体、または別個の保持体によって、機械的に収納されて取り付けられなければならず、このことは付加的な取付け手段、ひいては構成スペースも必要とする。 Furthermore, since this external volume must be filled with oil, the total amount of oil is also increased. This increases the system inertia. Furthermore, the oil cooler must be mechanically housed and mounted by means of a surrounding holding body or a separate holding body, which requires additional mounting means and thus a construction space. To do.
米国特許第4780061号明細書(US 4,780,061)により既に、組み込まれたオイル冷却部を備えたスクリュコンプレッサが公知である。 US Pat. No. 4780061 (US 4,780,061) already discloses a screw compressor with an integrated oil cooling section.
さらに、独国特許出願公開第3717493号明細書(DE 37 17 493 A1)には、コンパクトなケーシング内に配置されたスクリュ圧縮機装置が開示されており、このスクリュ圧縮機装置は、スクリュコンプレッサの電気モータ上にあるオイルクーラを有している。 Furthermore, DE 37 17 493 A1 discloses a screw compressor device which is arranged in a compact casing, the screw compressor device being a screw compressor device. It has an oil cooler located on the electric motor.
冒頭で述べた形式のスクリュコンプレッサは例えば既に独国特許発明第102004060417号明細書(DE 10 2004 060 417 B4)により公知である。 A screw compressor of the type mentioned at the beginning is already known, for example, from DE 102 2004 060 417 (DE 10 2004 060 417 B4).
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式の商用車用のスクリュコンプレッサを改良して、特に、スクリュコンプレッサによって圧縮された流体、特に空気がオイル分離装置に到る前に既に最初のオイル分離を行うことができるようにすることである。 Therefore, the object of the present invention is to improve a screw compressor for commercial vehicles of the type described at the beginning, and in particular, before the fluid compressed by the screw compressor, in particular air, reaches the oil separator, the first oil separation is already performed. Is to be able to do.
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴を備えた商用車用のスクリュコンプレッサにより解決される。これによると、商用車用のスクリュコンプレッサであって、内部にスクリュコンプレッサのスクリュが配置されているケーシングカバーと、ケーシングカバーの出口側に配置されていて、上昇管路を備えた空気出口管とを有しており、空気出口管は少なくとも1つのオイル分離手段を有している、商用車用のスクリュコンプレッサが設けられている。 This object is achieved according to the invention by a commercial vehicle screw compressor comprising the features of claim 1. According to this, it is a screw compressor for commercial vehicles, the casing cover in which the screw of the screw compressor is arranged, the air outlet pipe that is arranged on the outlet side of the casing cover and that has a rising pipeline A screw compressor for commercial vehicles is provided in which the air outlet pipe has at least one oil separation means.
本発明の根底を成す思想は、スクリュコンプレッサにおいて、ケーシングカバーの出口側、および例えば空気もしくはその他の流体を圧縮するために用いられるスクリュの出口側で既に、最初のオイル分離を実施するというものである。この最初のオイル分離は、従来のオイル分離装置によって行われるのではなく、圧縮された流体、特に圧縮された空気を、ロータケーシングから外へ出す、もしくはスクリュによる圧縮後にさらにスクリュコンプレッサにおいて導出する空気出口管によって既に行われる。 The idea underlying the present invention is that in a screw compressor, an initial oil separation is already carried out on the outlet side of the casing cover and on the outlet side of the screw used, for example, for compressing air or other fluids. is there. This initial oil separation is not carried out by a conventional oil separation device, but the compressed fluid, in particular the compressed air, is removed from the rotor casing, or after it has been compressed by the screw, it is further discharged in the screw compressor. Already done by outlet pipe.
空気出口管において、ここで既に行われるこのようなオイル分離により、オイル分離の効率を著しく改善することができる。これにより、事前に既に最初のオイル分離が行われるので、オイル分離装置は場合によっては異なる寸法および設計にすることができる。 Such an oil separation already performed here in the air outlet pipe can significantly improve the efficiency of the oil separation. As a result, the first oil separation is already carried out in advance, so that the oil separation device can be of different dimensions and designs in some cases.
さらに、オイル分離手段はオイル戻し案内開口を有していることが考えられる。このようなオイル戻し案内開口は例えば、空気出口管の壁に設けられた開口であってよく、この開口から、空気出口管の壁に結露したオイルが流出することができる。 Furthermore, it is conceivable that the oil separating means has an oil return guide opening. Such an oil return guide opening may be, for example, an opening provided in the wall of the air outlet pipe, from which oil condensed on the wall of the air outlet pipe can flow out.
特にオイル戻し案内開口は、空気出口管の内部をオイルパンに接続することができる。これにより既に、簡単なオイル戻し案内が可能となる。 In particular, the oil return guide opening can connect the inside of the air outlet pipe to the oil pan. This already allows simple oil return guidance.
さらに、空気出口管は付設部を有しており、付設部により空気出口管はケーシングカバーに接続されており、オイル戻し案内開口は付設部の領域に、または付設部に隣接して配置されていることが考えられる。これにより、オイル戻し案内開口を比較的直接的に、ケーシングカバーの出口への接続部に、すなわち空気出口管が取り付けられている個所に配置することができる。したがって、場合によってはそこに既に結露しているオイルを、ここから直接空気出口管へと導出することができる。 Furthermore, the air outlet pipe has an attachment part, and the air outlet pipe is connected to the casing cover by the attachment part, and the oil return guide opening is arranged in the area of the attachment part or adjacent to the attachment part. It is possible that As a result, the oil return guide opening can be arranged relatively directly at the connection portion to the outlet of the casing cover, that is, at the place where the air outlet pipe is attached. Accordingly, in some cases, the oil already condensed there can be led directly from here to the air outlet pipe.
オイル戻し案内開口は1つの単純な穴として形成することができる。これにより、オイル戻し案内開口の簡単な組み込みと同時に簡単な位置決めも可能となる。 The oil return guide opening can be formed as one simple hole. As a result, the simple positioning of the oil return guide opening and the simple positioning are possible.
さらに、空気出口管は少なくとも部分的に円錐状に形成されている。空気出口管の円錐状の形成により、重力作用によりオイル粒子を空気から取り除くことができ、さらにオイル粒子が空気出口管から離れるのを阻止することができる。 Furthermore, the air outlet pipe is at least partly conical. Due to the conical formation of the air outlet tube, oil particles can be removed from the air by the action of gravity, and further the oil particles can be prevented from leaving the air outlet tube.
特に、上昇管路は端部側で円錐状に形成されていてよい。上昇管路のこのような形式の拡開により、重力作用によりオイル粒子と液滴とを空気から取り除く作用を改善することができる。これにより除去されたオイル粒子は、落下して空気出口管へと戻り、空気出口管の付設部に隣接する領域で集まり、ここからオイル戻し案内開口を介してオイルパンへと流れて戻る。 In particular, the ascending line may be conically formed on the end side. This type of widening of the riser can improve the action of removing oil particles and droplets from the air by gravity. The oil particles thus removed fall down and return to the air outlet pipe, gather in a region adjacent to the attachment portion of the air outlet pipe, and flow back to the oil pan through the oil return guide opening.
本発明のさらなる詳細および利点は、図示した実施例につき詳しく説明される。 Further details and advantages of the invention are explained in greater detail with reference to the illustrated embodiments.
図1には、本発明の実施例によるスクリュコンプレッサ10が概略的な断面図で示されている。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a
スクリュコンプレッサ10は、このスクリュコンプレッサ10を、ここには図示されていない電気モータに機械的に取り付けるための取付けフランジ12を有している。
The
しかしながら入力軸14は示されており、この入力軸を介して、電気モータからトルクが両スクリュ16および18のうちの一方に、すなわちスクリュ16に伝達される。
However, the input shaft 14 is shown, through which torque is transmitted from the electric motor to one of the
スクリュ18はスクリュ16に噛み合っていて、スクリュ16によって駆動される。
The screw 18 is engaged with the
スクリュコンプレッサ10はケーシング20を有していて、このケーシング内に、スクリュコンプレッサ10の主要な構成要素が収容されている。
The
ケーシング20にはオイル22が充填されている。
The
スクリュコンプレッサ10のケーシング20の空気入口側には入口管片24が設けられている。この場合、入口管片24は、この入口管片にエアフィルタ26が配置されているように形成されている。さらに、空気入口管片24には半径方向で空気入口28が設けられている。
An inlet pipe piece 24 is provided on the air inlet side of the
入口管片24と、ケーシング20に入口管片24が取り付けられている個所との間の領域には、ばね荷重が加えられたバルブインサート30が設けられており、この場合、軸方向シールとして構成されている。
In the region between the inlet pipe piece 24 and the location where the inlet pipe piece 24 is attached to the
このようなバルブインサート30は逆止弁として機能する。 Such a valve insert 30 functions as a check valve.
バルブインサート30の下流には、空気を両スクリュ16,18に供給する空気供給通路32が設けられている。
An
両スクリュ16,18の出口側には、上昇管路36を備えた空気出口管34が設けられている。
An
上昇管路36の端部の領域には温度センサ38が設けられており、この温度センサによってオイル温度を監視することができる。
A
さらに、空気出口領域には、空気/オイル分離エレメント42のためのホルダ40が設けられている。
Furthermore, a
空気/オイル分離エレメントのためのホルダ40は、(図1に示したような)組み付け状態で底面側の領域に、空気/オイル分離エレメント42を有している。
The
さらに、空気/オイル分離エレメント42の内部には、相応のフィルタスクリーンもしくは公知の濾過およびオイル分離装置44が設けられているが、これについてはより詳しくは特記しない。
Furthermore, a corresponding filter screen or a known filtration and
空気/オイル分離エレメントのためのホルダ40は、組み付け状態および作動準備完了状態(すなわち図1に示したような状態)に関して中央上方領域に、空気出口開口46を有しており、この空気出口開口は逆止弁48および最低圧力弁50に通じている。 逆止弁48および最低圧力弁50は、組み合わせられた1つの共通の弁として形成されてもよい。
The
逆止弁48に続いて、空気出口51が設けられている。
Following the
空気出口51は、通常、相応に公知の圧縮空気消費器に接続されている。
The
空気/オイル分離エレメント42内に存在する分離されたオイル22を再びケーシング20内に戻し案内するために、上昇管路52が設けられていて、この上昇管路は、空気/オイル分離エレメント42のためのホルダ40から出発して、ケーシング20内へ移行するところに、濾過および逆止弁54を有している。
In order to guide the separated
濾過および逆止弁54の下流では、ケーシング孔内にノズル56が設けられている。オイル戻し案内管路58は、スクリュ16またはスクリュ18のほぼ真ん中の領域に戻されて、このスクリュに再びオイル22を供給する。
A
組み付け状態にあるケーシング20の底面領域には、オイル排出ねじ59が設けられている。オイル排出ねじ59を介して、相応のオイル排出開口が開かれ、この開口を介してオイル22を排出することができる。
An
ケーシング20の下方領域には、オイルフィルタ62が取り付けられる付設部60も設けられている。ケーシング20内に配置されているオイルフィルタ入口通路64を介して、オイル22はまずは温度調整弁66に案内される。
An
温度調整弁66の代わりに、ケーシング20内にあるオイル22のオイル温度を監視することができ、かつ目標値へと調整することができる開ループ制御装置および/または閉ループ制御装置が設けられてよい。
Instead of the
次いで温度調整弁66の下流には、オイルフィルタ62のオイル入口があり、このオイルフィルタは、中央の戻し案内管路68を介してオイル22を再び、スクリュ18へと、またはスクリュ16へと戻し案内するが、軸14のオイル潤滑される軸受70にも戻し案内する。軸受70の領域にはノズル72も設けられていて、このノズルはケーシング20内で戻し案内管路68に連通して設けられている。
Next, downstream of the
クーラ74は付設部60に接続されている。
The cooler 74 is connected to the
ケーシング20の(組み付け状態に関して)上方領域には、ケーシング20内の高すぎる圧力を減圧することができる安全弁76が位置している。
In the upper region of the casing 20 (with respect to the assembled state), a
最低圧力弁50の手前に、放圧弁80に通じるバイパス管路78が位置している。空気供給通路32との接続によって制御されるこの放圧弁80を介して、空気入口28の領域に空気を戻し案内することができる。この領域には、示されていない空気抜き弁およびノズル(供給管路の縮径部)が設けられていてよい。
A
さらに、ケーシング20の外壁にほぼ管路34の高さにオイルレベルセンサ82を設けることができる。このオイルレベルセンサ82は例えば、光学センサであってよく、センサ信号により、作動中に油面がオイルレベルセンサ82の上方にあるかどうか、またはオイルレベルセンサ82が露出していて、これにより油面が相応に低下しているかどうかを検知することができるように構成され、調整されている。
Furthermore, an
このような監視との関連で、相応のエラー報知または警告をシステムの使用者に発する、もしくは伝えるアラームユニットを設けることもできる。 In the context of such monitoring, an alarm unit may be provided that issues or communicates a corresponding error notification or warning to the system user.
図1に示されたスクリュコンプレッサ10の機能は以下の通りである:
空気は、空気入口28を介して供給され、逆止弁30を介してスクリュ16,18に到り、ここで空気は圧縮される。5〜16倍に圧縮された空気オイル混合物は、スクリュ16,18を出た後、出口管34を通って上昇管路36を介して上昇し、温度センサ38へと直接吹き付けられる。
The function of the
Air is supplied via the
まだ部分的にオイル粒子を含む空気は、次いで、ホルダ40を介して空気/オイル分離エレメント42へと案内され、相応の最低圧力に達すると空気出口管路51へと到る。
The air still partially containing oil particles is then guided through the
ケーシング20内に存在するオイル22は、オイルフィルタ62を介して、かつ場合によっては熱交換器74を介して作動温度に保持される。
The
冷却が不要な場合は、熱交換器74は使用されず、オンにもされていない。
If cooling is not required, the
相応のスイッチオンは、温度調整弁66を介して行われる。オイルフィルタ62における浄化後、オイルは管路68を介してスクリュ18にまたはスクリュ16に供給されるが、軸受70にも供給される。スクリュ16またはスクリュ18には、戻し案内管路52,58を介してオイル22が供給され、この場合、オイル22の浄化は、空気/オイル分離エレメント42内で行われる。
The corresponding switch-on is effected via a
図示されていない電気モータのトルクは、軸14を介してスクリュ16に伝達され、このスクリュ16はスクリュ18に噛み合っており、この電気モータを介してスクリュコンプレッサ10のスクリュ16,18は駆動される。
The torque of the electric motor (not shown) is transmitted to the
詳しくは図示されていない放圧弁80に基づいて、作動準備状態で例えばスクリュ16,18の出口側に形成される高圧が、供給管路32の領域で閉じ込められることがなく、特にコンプレッサの始動時に供給管路32の領域には常に低い入口圧が、特に大気圧が存在していることが保証される。さもないと、コンプレッサの始動により最初に、駆動モータに過剰に負荷をかける極めて高い圧力がスクリュ16,18の出口側に発生してしまう恐れがある。
In detail, based on the pressure release valve 80 not shown in detail, the high pressure formed on the outlet side of the
図2には、斜視図で図1に示したスクリュコンプレッサ10のケーシングカバー20aが示されている。
FIG. 2 shows a
このケーシングカバー20aは、空気出口管34が取り付けられている出口を有している。
The
この場合、空気出口管34は付設部34aを有しており、この付設部で空気出口管34はケーシングカバー20aに接続されている。
In this case, the
空気出口管34はさらに上昇管路36を有している。
The
上昇管路36はこの場合、円錐状に、すなわち端部側領域36aで、拡開している。
In this case, the ascending
空気出口管34はさらに、その付設部34aの領域にオイル戻し案内開口100を有している。
The
この場合、オイル戻し案内開口100は穴として形成されている。
In this case, the oil
オイル戻し案内開口100は、空気出口管34の内部をオイルパン22aに接続している。
The oil
円錐状の拡開部とオイル戻し案内開口100とにより、空気出口管34は全体としてオイル分離手段を有しており、このオイル分離手段は、スクリュコンプレッサ10によって圧縮された空気がオイル分離装置に通される前に、最初のオイル分離のために働く。
The
この場合、オイルの分離は次のように行われる。すなわち、円錐状の拡開部と、これにより達成されるこの領域における流速の低下とに基づき、空気流中に存在するオイル粒子は、重力作用により落下して再び戻ることができ、空気出口管34の内部において壁に結露し、次いでオイル戻し案内開口100を通ってオイルパン22aへと戻るように流れることができる。
In this case, the oil is separated as follows. That is, based on the conical expansion and the reduction in flow velocity achieved in this region, the oil particles present in the air flow can fall back by gravity and return again, In the interior of 34, it can condense on the wall and then flow back through the oil
図3には、図2の空気出口管の斜視断面図が示されている。 FIG. 3 shows a perspective sectional view of the air outlet pipe of FIG.
10 スクリュコンプレッサ
12 取付けフランジ
14 入力軸
16 スクリュ
18 スクリュ
20 ケーシング
20a ケーシングカバー
22a オイルパン
22 オイル
24 入口管片
26 エアフィルタ
28 空気入口
30 バルブインサート
32 空気供給通路
34 空気出口管
34a 付設部
36 上昇管路
36a 端部側領域
38 温度センサ
40 空気/オイル分離エレメントのためのホルダ
42 空気/オイル分離エレメント
44 フィルタスクリーンもしくは公知の濾過もしくはオイル分離装置
46 空気出口開口
48 逆止弁
50 最低圧力弁
51 空気出口
52 上昇管路
54 濾過および逆止弁
56 ノズル
58 オイル戻し案内管路
59 オイル排出ねじ
60 付設部
60a 外側リング
60b 内側リング
62 オイルフィルタ
64 オイルフィルタ入口通路
66 温度調整弁
68 戻し案内管路
70 軸受
72 ノズル
76 安全弁
78 バイパス管路
80 放圧弁
82 オイルレベルセンサ
100 オイル戻し案内開口
DESCRIPTION OF
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