JP2021073408A - 商用車用のスクリュコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】特に、スクリュコンプレッサの構成要素の腐食を阻止することができるように、もしくは全く生じないようにすることができる改良された商用車用のスクリュコンプレッサを提供する。【解決手段】商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）であって、少なくとも１つのケーシング（２０）と、ケーシング（２０）に配置された少なくとも１つの空気／オイル分離装置ホルダ（４０）とを有しており、空気／オイル分離装置ホルダ（４０）は非腐食性の材料から製造され、空気／オイル分離装置ホルダ（４０）内に配置されている放圧弁（８０）が設けられ、放圧弁によって前記スクリュコンプレッサ（１０）の内部が減圧可能である、商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）である。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つのケーシングと、このケーシングに配置された少なくとも１つの空気／オイル分離装置ホルダとを有した、商用車用のスクリュコンプレッサに関する。

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。

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。

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。

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。

独国特許発明第４１３１８５７号明細書（DE 41 31 857 C2）により例えば、ケーシング側のオイル分離装置を有したスクリュコンプレッサが公知である。

独国特許出願公開第４４１５８７５号明細書（DE 44 15 875 A1）により既に、アルミニウムケーシングを有したスクリュ圧縮機が公知である。

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の構成要素の腐食を阻止することができるように、もしくは全く生じないようにすることである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた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、少なくとも１つのケーシングと、ケーシングに配置された少なくとも１つの空気／オイル分離装置ホルダとを有しており、空気／オイル分離装置ホルダは非腐食性の材料から製造されていて、空気／オイル分離装置ホルダ内に配置されている放圧弁が設けられていて、放圧弁によってスクリュコンプレッサの内部が減圧可能である、商用車用のスクリュコンプレッサが設けられている。

本発明の根底を成す思想は、経験的上、湿分の結露が生じる接続部およびその周辺を含む放圧弁を、スクリュコンプレッサの腐食が生じ得ない個所に配置する、というものである。この関連で、空気／オイル分離装置ホルダを非腐食性の材料から製造し、スクリュコンプレッサの内部を減圧することができる放圧弁をそこに配置することが考えられる。これにより、スクリュコンプレッサのケーシング内で腐食が生じることは回避される。したがって経験上、スクリュコンプレッサにおいて腐食が生じる領域は、そこだけには非腐食性の材料が存在しているので腐食が生じ得ない、スクリュコンプレッサの領域に配置される。

非腐食性の材料は、少なくとも部分的にアルミニウムから成っている、または少なくとも部分的にアルミニウム合金から成っていることが考えられる。これにより、例えば鋳造法または切削法による簡単な製造が可能となる。さらに、十分な安定性を達成することができる。アルミニウムまたはアルミニウム合金はさらに、適切な非腐食性の材料として良好に使用可能である。

放圧弁をスクリュコンプレッサの空気入口に接続することができる。これによりスクリュコンプレッサの減圧のための簡単な構造が提供される。空気入口の横断面はさらに、減圧をもたらすために良好に適している。

さらに、放圧弁とスクリュコンプレッサの空気入口との接続部は、少なくとも部分的にスクリュコンプレッサのケーシングの外側に配設されている。これにより、スクリュコンプレッサのケーシングの内部における放圧弁と空気入口との間の手間のかかる接続構造と圧縮空気の接続とが回避される。これにより、場合によっては相応に保守整備することができ、または交換部品を設けることができる簡単かつ確実な接続が可能である。

さらに、放圧弁とスクリュコンプレッサの空気入口との接続部は、少なくとも部分的にプラスチックホースによって形成されていてよい。これにより、放圧弁と空気入口との間の簡単かつ確実な非腐食性の接続部が形成される。プラスチックホースは特に、スクリュコンプレッサのケーシングの外側でガイドされてもよい。

放圧弁は、空気入口を介して大気に接続可能であってよい。これにより、放圧弁から空気入口を介して簡単かつ確実な減圧が可能である。

さらに、ケーシングは、空気／オイル分離装置ホルダとは異なる材料から成っていてよい。これにより、スクリュコンプレッサの全ての構成部分と、スクリュコンプレッサの全てではないケーシング構成部分とを、必ずしも非腐食性の材料から製造する必要はないので、安価かつ簡単な製造が可能となる。したがって、コスト的要件も相応に満たすその都度適切な材料を選択することができる。このことはスクリュコンプレッサのコストに良好に影響を与えることができる。

ケーシングは鋳造材料から、特に鋳鉄から成っていてよい。これにより、簡単かつ安価な製造が可能である。

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。

本発明によるスクリュコンプレッサの概略的な断面図である。 スクリュコンプレッサの空気／オイル分離装置ホルダの詳細を示す、スクリュコンプレッサの斜視断面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

ケーシング２０にはオイル２２が充填されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

逆止弁４８に続いて、空気出口５１が設けられている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

クーラ７４は付設部６０に接続されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

詳しくは図示されていない放圧弁８０に基づいて、作動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。

図２には、スクリュコンプレッサ１０の断面の概略的な部分図が斜視図で示されている。

空気／オイル分離装置ホルダ４０は、この場合、アルミニウムから製造されていて、スクリュコンプレッサ１０のケーシング２０の外面に取り付けられている。空気／オイル分離装置ホルダ４０には、空気／オイル分離装置４２もしくは空気／オイル分離エレメント４２が組み付けられている。

さらに、空気／オイル分離装置ホルダ４０には放圧弁８０が配置されている。放圧弁８０の出口は、ケーシング２０の外側に延在するプラスチックホース１００を介して、スクリュコンプレッサ１０の空気入口２８に接続されていて、これにより放圧弁８０の出口は大気に接続可能である。

この場合、ケーシング２０は、空気／オイル分離装置ホルダ４０とは異なり、ねずみ鋳鉄から成っていて、したがって空気／オイル分離装置ホルダ４０とは異なる材料から製造されている。

アルミニウムから製造されている空気／オイル分離装置ホルダ４０内に放圧弁８０を配置することにより、空気／オイル分離装置ホルダ４０が非腐食性の材料から成っているので、ここに生じる湿分の結露によって腐食は生じないことが達成される。

放圧弁８０の出口をプラスチックホース１００を介して空気入口２８に接続することによりさらに、放圧弁８０と空気入口２８との間の接続部をケーシング２０を通して配設する必要もない。さらに、公知であるように、僅かな横断面を有する接続管路は、湿分の結露、ひいては腐食に関して耐性がない。

プラスチックホース１００により接続部を製作するという方策により腐食は回避される。さらに、プラスチックホースはケーシング２０の外側に延在しているので、場合によっては通路が詰まった場合、これを容易に交換することができる。

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
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
３６ 上昇管路
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
７４ クーラ、熱交換器
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 プラスチックホース

Claims (8)

1. 商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）であって、少なくとも１つのケーシング（２０）と、前記ケーシング（２０）に配置された少なくとも１つの空気／オイル分離装置ホルダ（４０）とを有しており、前記空気／オイル分離装置ホルダ（４０）は非腐食性の材料から製造されていて、前記空気／オイル分離装置ホルダ（４０）内に配置されている放圧弁（８０）が設けられていて、前記放圧弁によって前記スクリュコンプレッサ（１０）の内部が減圧可能である、商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）。
2. 前記非腐食性の材料は、少なくとも部分的にアルミニウムから成っている、または少なくとも部分的にアルミニウム合金から成っている、請求項１記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
3. 前記放圧弁（８０）は、前記スクリュコンプレッサ（１０）の空気入口（２８）に接続されている、請求項１または２記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
4. 前記放圧弁（８０）と前記スクリュコンプレッサ（１０）の前記空気入口（２８）との接続部は、少なくとも部分的に前記スクリュコンプレッサ（１０）の前記ケーシング（２０）の外側に配設されている、請求項３記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
5. 前記放圧弁（８０）と前記スクリュコンプレッサ（１０）の前記空気入口（２８）との接続部は、少なくとも部分的にプラスチックホース（１００）によって形成されている、請求項３または４記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
6. 前記放圧弁（８０）は前記空気入口（２８）を介して大気に接続可能である、請求項３から５までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
7. 前記ケーシング（２０）は、前記空気／オイル分離装置ホルダ（４０）とは異なる材料から成っている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
8. 前記ケーシング（２０）は、鋳造材料から、特に鋳鉄から成っている、請求項１から７までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。

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