JP4908953B2 - Screw compressor - Google Patents
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Description
本発明は、スクリュ圧縮機の改善に係り、より詳しくは、圧縮機本体を駆動する駆動モータに対して、腐食性を有するアンモニアなどの冷媒を扱う冷凍装置に用いられるスクリュ圧縮機に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a screw compressor, and more particularly to a screw compressor used in a refrigeration apparatus that handles a refrigerant such as corrosive ammonia with respect to a drive motor that drives a compressor body. .
今日、国際的な取り組みや早急な解決が求められている地球規模に広がる環境問題が少なくなく、中でも冷凍装置に関係するものとしてオゾン層の破壊、地球の温暖化に関する問題がある。そして、これらの問題に対する国際的な取り決めもあり、以前から広く用いられてきたHCFC冷媒のR22は、オゾン層を破壊するものとして規制対象になっている。 Today, there are many global environmental problems that require international efforts and urgent solutions. Among them, problems related to ozone layer destruction and global warming are related to refrigeration equipment. And there is an international agreement for these problems, and R22 of HCFC refrigerant, which has been widely used for a long time, has been regulated as destroying the ozone layer.
従って、現在では、オゾン層への影響が少なく、オゾン破壊係数が零であるR407C、R404AなどのHFC冷媒がHCFC冷媒に取って代わりつつある。しかしながら、HFC冷媒は温暖化係数が大きく、地球の温暖化防止の点では問題があり、HCFC冷媒とともに大気中へみだりに放出することが禁じられている。 Therefore, at present, HFC refrigerants such as R407C and R404A, which have little influence on the ozone layer and have zero ozone depletion coefficient, are replacing HCFC refrigerants. However, HFC refrigerants have a large global warming potential and are problematic in terms of preventing global warming, and they are prohibited from being discharged into the atmosphere together with HCFC refrigerants.
そこで、HCFC冷媒やHFC冷媒のように人工的に造り出された冷媒ではなく、オゾン破壊係数が零で、温暖化係数も低く、もともと自然界に大量に存在する冷媒としての性質を備えた自然冷媒が見直されてきた。このような自然冷媒としては、アンモニアがあるが、アンモニアは銅に対する腐食性があり、また毒性、可燃性も有している。そのため、アンモニアを冷媒とする冷凍装置にスクリュ圧縮機を採用するには、スクリュ圧縮機に対してアンモニア対策を施すことが必要である。 Therefore, it is not an artificially created refrigerant such as an HCFC refrigerant or an HFC refrigerant, but a natural refrigerant that has the properties of a refrigerant that has a low ozone depletion coefficient, a low global warming coefficient, and exists naturally in nature. Has been reviewed. As such a natural refrigerant, there is ammonia, which is corrosive to copper, and also has toxicity and flammability. Therefore, in order to employ a screw compressor in a refrigeration apparatus using ammonia as a refrigerant, it is necessary to take measures against ammonia for the screw compressor.
このような対策を施した従来例に係るスクリュ圧縮機としては、例えば、駆動モータの固定子の巻線をアルミニウム製エナメル線とし、耐アンモニアコーティングすることにより、アンモニア冷媒と固定子を接触可能にしたものがある(特許文献1参照)。しかしながら、このような従来例に係るスクリュ圧縮機の場合には、同仕様の他の駆動モータに対して大幅にコストアップする上、性能も劣るという問題がある。 As a conventional screw compressor with such countermeasures, for example, the winding of the stator of the drive motor is made of an aluminum enamel wire, and the ammonia refrigerant and the stator can be contacted by coating with ammonia resistance. (See Patent Document 1). However, in the case of such a conventional screw compressor, there is a problem that the cost is greatly increased and the performance is inferior to other drive motors of the same specification.
次に、アンモニアを冷媒とする冷凍装置に用いられているその他の従来例に係るスクリュ圧縮機の概要について、以下図6および図7を参照しながら説明する。図6は従来例に係る圧縮機の実施例を示す一部破断正面図、図7は2段スクリュ圧縮機をアンモニア冷媒に対応できるよう改造した従来例に係るものの断面図である。 Next, an outline of a screw compressor according to another conventional example used in a refrigeration apparatus using ammonia as a refrigerant will be described below with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a partially broken front view showing an embodiment of a compressor according to a conventional example, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional example in which a two-stage screw compressor is modified to be compatible with an ammonia refrigerant.
図6に示した従来例に係る冷凍機用の圧縮機は、モータ32と圧縮機31間にモータ32の回転軸32aと圧縮機31のロータ軸31bを囲む筒状のカバー34を設け、このカバー34の一部に排気管35を接続して、この排気管35に圧縮機31からの漏洩冷媒ガス除去器37を接続するものである(特許文献2参照)。しかしながら、この従来例に係る冷凍機用の圧縮機31は、モータ32と圧縮機31間に筒状のカバー34を設けたため、軸方向に長尺な構成となり、設置スペースの増加を伴うという欠点を有する。
The compressor for a refrigerator according to the conventional example shown in FIG. 6 is provided with a
また、図7に示した他の従来例に係る2段スクリュ圧縮機は、一方で第1吸込口46に、他方で図示しない第1吐出口に開口したロータ室を形成し、そのロータ室に、互いに噛合う雌雄一対の低圧段側スクリュロータ48,49を回転可能に収納した第1ケーシング47を有する第1段圧縮機本体41と、この低圧段側圧縮機本体41のスクリュロータ48,49駆動用であって、軸受部63aに潤滑油を流入させ、ここから潤滑油を流出させるタイプのモータ42aとを備えている。
Further, the two-stage screw compressor according to another conventional example shown in FIG. 7 forms a rotor chamber that opens on the
同時に、この2段スクリュ圧縮機は、上記第1ケーシング47に分離可能に取り付けられるカップリング用ケーシング44内に位置させたカップリング53により上記モータ42aの回転軸と上記一対のスクリュロータ48,49の内の一方のロータ軸とを一体回転可能に結合するカップリング部43と、互いに噛合う雌雄一対の高圧段側スクリュロータ60,61を回転可能に収納している。
At the same time, the two-stage screw compressor has a rotating shaft of the
また同時に、この2段スクリュ圧縮機は、上記低圧段側圧縮機本体41の反モータ側に取り付けた第2ケーシングを有し、この一対の高圧段側スクリュロータ60,61の内の一方のロータ軸と一対の低圧段側スクリュロータ48,49の内の一方のロータ軸とを一体回転可能に結合するカップリングを有し、かつ上記低圧段側圧縮機本体41の吐出口と連通する吸込口58を有する高圧段側圧縮機本体45とを備えている。
At the same time, the two-stage screw compressor has a second casing attached to the non-motor side of the low-pressure
更に、この2段スクリュ圧縮機は、上記第1ケーシング47の上記カップリング部43に面する隔壁を貫通する上記ロータ軸の貫通部の周囲にメカニカルシール配置空間50を備えている。また、このメカニカルシール配置空間50には、メカニカルシール61が配置されている。更に、上記カップリング部43の下部にて、この内部の空間と第1段圧縮機本体41の吸込口46とを連通可能な、また、栓体62により封鎖可能な第1貫通孔54と、上記モータ42aの下部にて、モータ42aの内部の空間と外部とを連通させる排油用貫通孔51と、上記カップリング部43の底部にてこのカップリング部43の内外を連通させる第3貫通孔56とを設け、かつ取外し可能な栓体により上記第3貫通孔56を閉じて形成されている(特許文献3参照)。
ところが、上記従来例に係る2段スクリュ圧縮機は、図6を用いて説明した前記従来例に係る冷凍機用の圧縮機と同様、モータ側の駆動軸とスクリュロータ側のロータ軸とを接続するためのカップリング(継手)を有するため、軸方向に長尺な構成となり設置スペースの増加を伴うという欠点を有する。また、このようなカップリング部があるため、消耗品であるメカニカルシールの交換作業には、下記するような煩雑な手間を要するという問題点がある。このメカニカルシールは、スクリュ圧縮機の軸貫通部より冷媒ガスがモータ側に漏れないようシールするための部材である。 However, the two-stage screw compressor according to the above conventional example connects the motor-side drive shaft and the screw rotor-side rotor shaft in the same manner as the refrigerator compressor according to the conventional example described with reference to FIG. In order to have the coupling (joint) for doing, it has the fault that it becomes a structure long in the direction of an axis, and an increase in installation space accompanies. In addition, since there is such a coupling portion, there is a problem in that the troublesome work described below is required for exchanging the mechanical seal, which is a consumable item. This mechanical seal is a member for sealing so that refrigerant gas does not leak to the motor side from the shaft penetration part of the screw compressor.
このようなメカニカルシールを交換する際の作業手順について、以下図7を用いて説明する。
(1)先ず、第1段圧縮機本体41を構成する第1ケーシング47とカップリング用ケーシング44とを締結する図示しないボルトを取り外して、モータ42aとカップリング用ケーシング44とを一体的に図面上右側に移動させる。この時、カップリング53は軸方向に嵌合されているだけなので、前記第1段圧縮機本体41側のハブを残して抜き取り可能である。
An operation procedure for exchanging such a mechanical seal will be described below with reference to FIG.
(1) First, a bolt (not shown) for fastening the
(2)残された第1段圧縮機本体41のロータ軸側のカップリング53のハブを、前記第1段圧縮機本体41側のロータ軸から抜き取る。
(3)次いで、メカニカルシール61のフランジを前記第1ケーシング47に取り付けているボルトを外して、メカニカルシール61を除去する。
(4)交換用のメカニカルシールを、メカニカルシール配置空間50に装着する。
(5)第1段圧縮機本体41側のロータ軸とモータ42a側の回転軸の芯出しを行い、第1段圧縮機本体41側のカップリング53のハブを取り付ける。
(2) The remaining hub of the
(3) Next, the bolt that attaches the flange of the
(4) A replacement mechanical seal is mounted in the mechanical
(5) The rotor shaft on the first stage compressor
(6)モータ42aとカップリング用ケーシング44とを一体的に図面上左側に移動して、モータ42aの回転軸側のカップリング53のハブを、第1段圧縮機本体41のロータ軸側のハブへ挿入する。
(7)前記第1ケーシング47とカップリング用ケーシング44とを締結するボルトを締め付ける。
(6) The
(7) A bolt for fastening the
従って、本発明の目的は、アンモニアなどの冷媒を扱う冷凍装置用のスクリュ圧縮機であって、簡便な構造で設置スペースが少なく、かつメカニカルシールの交換が容易なスクリュ圧縮機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a screw compressor for a refrigeration apparatus that handles a refrigerant such as ammonia, which has a simple structure, requires less installation space, and allows easy replacement of a mechanical seal. is there.
上記課題を解決するために本発明の請求項1に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、
圧縮機ケーシングの圧縮室内に、前記圧縮機ケーシングの外部に設けられた駆動モータのロータ駆動軸で駆動される駆動スクリュロータと、この駆動スクリュロータに噛合する従動スクリュロータとが収容されてなる圧縮機本体を備え、前記圧縮機ケーシングの前記ロータ駆動軸の軸貫通部に、前記駆動モータのモータケーシング内と前記圧縮機ケーシングの圧縮室とを遮断する第1シール手段が設けられてなるスクリュ圧縮機に関する。
The means employed by the screw compressor according to claim 1 of the present invention in order to solve the above-mentioned problem is
A compression chamber in which a drive screw rotor driven by a rotor drive shaft of a drive motor provided outside the compressor casing and a driven screw rotor meshing with the drive screw rotor are accommodated in a compression chamber of the compressor casing. Screw compression comprising a machine main body, wherein a first seal means for shutting off the interior of the motor casing of the drive motor and the compression chamber of the compressor casing is provided in a shaft penetrating portion of the rotor drive shaft of the compressor casing. Related to the machine.
そして、このスクリュ圧縮機は、前記モータケーシングと前記圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第1シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなることを特徴とするものである。 And this screw compressor has the shaft through-hole of the said rotor drive shaft in the position adjacent to the said 1st sealing means along the direction of the said rotor drive shaft between the said motor casing and the said compressor casing. A partition plate is interposed, and between the compressor casing and the partition plate, the wall surface on the partition plate side facing the compressor casing, or the wall surface on the compressor casing side facing the partition plate And a gas exhaust passage that communicates the shaft through portion of the rotor drive shaft with the outside of the machine is formed.
本発明の請求項2に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項1に記載のスクリュ圧縮機において、前記仕切板の軸貫通穴に、前記モータケーシング内と前記ロータ駆動軸の軸貫通部とを遮断する第2シール手段が設けられたことを特徴とするものである。
The screw compressor according to
本発明の請求項3に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項1または2に記載のスクリュ圧縮機において、前記スクリュ圧縮機の機外に、一端が前記気体排出流路に連結されてなる気体排出ホースと、この気体排出ホースに介装された気体排出ポンプと、前記気体排出ホースの他端が浸漬される水が収納された水槽とから構成され、前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたことを特徴とするものである。
The screw compressor according to
本発明の請求項4に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項1乃至3のうちの何れか一つの項に記載のスクリュ圧縮機において、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続されたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項5に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項3に記載のスクリュ圧縮機において、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続される一方、前記送気ホースと前記気体排出ホースに夫々流量調節弁が介装され、前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第1シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたことを特徴とするものである。
The screw compressor according to
Further, the means adopted by the screw compressor according to
本発明の請求項1に係るスクリュ圧縮機によれば、モータケーシングと圧縮機ケーシングとの間に、ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなるので、簡便な構造で形成された前記気体排出流路によって、圧縮機本体側から駆動モータ側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。 According to the screw compressor according to claim 1 of the present invention, a partition plate having a shaft through hole of the rotor drive shaft is interposed between the motor casing and the compressor casing, and the compressor casing and the compressor Between the partition plate, a groove is formed in the wall surface on the partition plate side facing the compressor casing, or on the wall surface on the compressor casing side facing the partition plate. Since the gas discharge passage communicating with the outside is formed, the gas discharge passage formed with a simple structure ensures that the refrigerant such as ammonia leaking from the compressor body side to the drive motor side can be reliably It can be discharged outside the machine.
また、前記モータケーシングと圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第1シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるので、前記モータケーシングと仕切板とを前記圧縮機ケーシングより分離すれば、前記圧縮機ケーシングのロータ駆動軸の軸貫通部に設けられた第1シール手段が露出される状態となり、前記第1シール手段のメンテナンスや部品交換が容易となった。 In addition, a partition plate having a shaft through hole of the rotor drive shaft is interposed between the motor casing and the compressor casing at a position adjacent to the first seal means along the direction of the rotor drive shaft. Therefore, if the motor casing and the partition plate are separated from the compressor casing, the first seal means provided in the shaft penetrating portion of the rotor drive shaft of the compressor casing is exposed, and the first seal Means maintenance and parts replacement became easy.
更に、前記圧縮機ケーシングと仕切板との間に前記気体排出流路が形成されてなるので、前記モータケーシングと仕切板とを前記圧縮機ケーシングより分離すれば、前記気体排出流路を形成する壁面も露出される状態となり、この気体排出流路の清掃等のメンテナンスが容易である。更にまた、前記気体排出流路の形成に当たっては、前記圧縮機ケーシングに対向する仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工すればよいので、前記気体排出流路が安価で容易に形成可能である。 Further, since the gas discharge passage is formed between the compressor casing and the partition plate, the gas discharge passage is formed when the motor casing and the partition plate are separated from the compressor casing. The wall surface is also exposed, and maintenance such as cleaning of the gas discharge channel is easy. Furthermore, in forming the gas discharge channel, it is only necessary to groove the wall surface on the partition plate side facing the compressor casing or the wall surface on the compressor casing side facing the partition plate. The flow path is inexpensive and can be easily formed.
本発明の請求項2に係るスクリュ圧縮機によれば、前記仕切板の軸貫通穴に、前記モータケーシング内と前記ロータ駆動軸の軸貫通部とを遮断する第2シール手段が設けられたので、この第2シール手段によって、圧縮機本体側から漏れ出たアンモニア等の冷媒が駆動モータ側へ流入するのをより確実に防止することが出来る。
According to the screw compressor according to
本発明の請求項3に係るスクリュ圧縮機によれば、前記スクリュ圧縮機の機外に、前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたので、前記アンモニア回収手段によってアンモニアが回収され、人体に悪影響を及ぼし兼ねないアンモニアが大気に放出されることがなくなり、本スクリュ圧縮機が設置される周囲の作業環境の悪化を防止できる。
According to the screw compressor according to
本発明の請求項4に係るスクリュ圧縮機によれば、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられた送気手段が接続されたので、この送気手段によって、前記送気流路を介して前記気体排出流路に空気等の気体を送気できるため、前記第1シール手段より漏れ出たアンモニア等の冷媒を効果的に機外に排出することが出来る。
そして、本発明の請求項5に係るスクリュ圧縮機によれば、前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第1シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたので、前記第1シール手段から漏れ出した圧縮気体が前記モータケーシング内に流入することがない。
According to the screw compressor according to
And according to the screw compressor which concerns on
先ず、本発明の実施の形態に係るスクリュ圧縮機を備えた冷凍装置について、以下添付図1を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態1に係るスクリュ圧縮機を備えた冷凍装置の模式的回路図である。 First, a refrigeration apparatus provided with a screw compressor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a refrigeration apparatus provided with a screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において示す符号21は、冷媒としてアンモニアを用いる冷凍装置である。この冷凍装置21は、後述する実施の形態1乃至3のうちの何れかのスクリュ圧縮機1を備えており、このスクリュ圧縮機1の吐出口1оと吸込口1iとは、後述する機器類が設けられた冷媒循環ライン22を介して連通している。この冷媒循環ライン22には、前記吐出口1оから吸込口1iに向かって順に、油分離回収器22a、凝縮器22b、膨張弁22c、蒸発器22dが配設されている。
The code |
また、前記油分離回収器22aの底部からは、スクリュ圧縮機1から吐出され、冷媒と油分を含む吐出ガスから分離されて、その油分離回収器22aの内部下方の油溜まり部に溜まった油を、軸受の潤滑、スクリュロータの冷却と軸封のために供給する油供給ライン23がスクリュ圧縮機1に連通している。尚、前記油供給ライン23には油冷却器23aが介設されている。
Also, oil discharged from the screw compressor 1 from the bottom of the oil separator /
次に、上記構成になる冷凍装置21に用いられる本発明の実施の形態1に係るスクリュ圧縮機1を、図2および図3を参照しながら説明する。図2は本発明の実施の形態1に係るスクリュ圧縮機の断面構成説明図、図3は図2のA部を拡大して示した部分詳細断面図である。
Next, the screw compressor 1 according to Embodiment 1 of the present invention used in the
このスクリュ圧縮機1は、吸込口1iを有する第1段圧縮機ケーシング2と、この第1段圧縮機ケーシング2に中間ケーシング3を介して固着され、吐出口1оを有する第2段圧縮機ケーシング4とを備えている。そして、前記第1段圧縮機ケーシング2の第2段圧縮機ケーシング4と反対側(図における左側)には、モータケーシング9aと、このモータケーシング9a内に設けられる固定子9bと、この固定子9bの内側に配設されて回転する回転子9cとからなる駆動モータ9が固着されている。
The screw compressor 1 includes a first-
前記第1段圧縮機ケーシング2の第1段圧縮室2aには、前記回転子9cで回転されるロータ駆動軸10により駆動される第1段駆動スクリュロータ5と、この第1段駆動スクリュロータ5に噛合する第1段従動スクリュロータ6とが収容されている。また、前記第1段圧縮機ケーシング2の前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bには、第1段圧縮室2aから駆動モータ9側への圧縮気体の漏出を防止するための第1シール手段2cが設けられている。前記第1シール手段2cとしては、メカニカルシールやグランドパッキンが用いられるが、メカニカルシールの方がシール性の点から好ましい。
The first
前記第2段圧縮機ケーシング4の第2段圧縮室4aには、前記第1段駆動スクリュロータ5のロータ駆動軸10と反対側に設けられ、前記中間ケーシング3を、軸受装置3aを介して貫通する中間ロータ駆動軸11により駆動される第2段駆動スクリュロータ7と、この第2段駆動スクリュロータ7に噛合する第2段従動スクリュロータ8とが収容されている。
The second
前記第2段圧縮室4aにおいて、第2段駆動スクリュロータ7と第2段従動スクリュロータ8とにより2段圧縮される第1段圧縮気体は、前記第1段圧縮機ケーシング2に設けられた第1段圧縮気体吐出口2оから流出し、前記中間ケーシング3内であって、かつ前記軸受装置3aを収容する軸受室の外側に設けられた第1段圧縮気体流通路3bを経由して、第2段圧縮機ケーシング4に設けられた第1段圧縮気体流入口4iから第2段圧縮室4aに流入するように構成されている。
In the second-
以上の説明から良く理解されるように、上記スクリュ圧縮機1の構成は、圧縮機本体が通常の2段圧縮式のスクリュ圧縮機である。そして、本発明の実施の形態1に係るスクリュ圧縮機1の場合には、前記モータケーシング9aと第1段圧縮機ケーシング2との間に、前記ロータ駆動軸10の軸貫通穴17aを有する仕切板17が介設されるとともに、前記第1段圧縮機ケーシング2に対向する側の仕切板17の壁面には、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bと機外とを連通させた気体排出流路14が、半径方向に溝加工して形成されている。
As is well understood from the above description, the configuration of the screw compressor 1 is a screw compressor in which the compressor body is a normal two-stage compression type. In the case of the screw compressor 1 according to Embodiment 1 of the present invention, a partition having a shaft through
また、前記気体排出流路14には、前記第1段圧縮室2aから第1シール手段2cを介して前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bへ漏れ出てきたアンモニアを回収するため、アンモニア回収手段14dが設けられている。そして、このアンモニア回収手段14dは、その一端が前記気体排出流路14に連結されてなる気体排出ホース14aと、この気体排出ホース14aに介装された気体排出ポンプ14cと、前記気体排出ホース14aの他端が浸漬される水が収納された水槽14bとから構成されている。
Further, in the gas
このように、気体排出流路14から排出される気体を水槽14b中の水内に吹き込むようにしたのは、排出される気体中に含まれているアンモニアが水溶性であって、水に溶解させることにより、人体に対して悪影響を及ぼし兼ねないアンモニアをアンモニア水として回収することにより大気中への放出をなくし、作業環境の汚染を防止することができるからである。尚、前記水槽14bの容量は、アンモニアが水槽14b中の水に完全に溶解するよう十分大きいことが望ましい。また、水槽14bを密閉した構造とすることも好ましい。
As described above, the gas discharged from the
一方、前記仕切板17に設けられた軸貫通穴17aの内径は、この軸貫通穴17aと前記ロータ駆動軸10との間に形成される隙間tが小さくなるように設定されている。より具体的には、前記気体排出ポンプ14cの駆動により、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b空間に存在する気体が吸引されると、前記軸貫通部2b内空間がモータケーシング9a内空間に対して負圧となって、前記モータケーシング9a内に存在する気体も、前記隙間tを通り抜けて前記軸貫通部2bに流入するように設定されている。
On the other hand, the inner diameter of the shaft through
そのため、前記メカニカルシール2cからアンモニアが漏れたとしても駆動モータ9側に侵入することはない。因みに、前記隙間tは、ロータ駆動軸10の回転により軸貫通穴17aとロータ駆動軸10が接触しない程度、即ち0.1〜0.2mm程度に設定するのが好ましい。
Therefore, even if ammonia leaks from the
更に、前記仕切板17に設けられた軸貫通穴17aには、前記モータケーシング9a内と前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b空間との間で、気体の流通を遮断するための第2シール手段17bが設けられている。この第2シール手段には、図3に示したようなラビリンスシール17bを用いるのが、次の点から好ましい。即ち、このようなロータ駆動軸10の軸心に対して直角方向の凹凸形状を有するラビリンスシール17bは、軸貫通穴17aと前記ロータ駆動軸10との間に形成される前記隙間tと相まって、回転する前記ロータ駆動軸10を非接触シールすることが出来るからである。
Further, the shaft through
以下、本発明の形態1に係るスクリュ圧縮機1の作用態様を説明する。即ち、以上のような構成をなすことによって、圧縮機本体のメカニカルシール2cからこの圧縮機本体で圧縮された圧縮気体が漏れ出したとしても、仕切板17の軸貫通穴17aに設けられた前記第2シール手段17bによって、漏れ出した圧縮気体がモータケーシング9a内に流入するのを阻止され、前記仕切板17に設けられた気体排出流路14を介して前記アンモニア回収手段14dによって回収されるから、駆動モータ9の固定子9bに接触するようなことがない。
Hereinafter, the operation mode of the screw compressor 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. That is, by making the configuration as described above, even if the compressed gas compressed by the compressor main body leaks from the
従って、たとえ圧縮気体がアンモニアであったとしても、従来例のように、アルミニウム製エナメル線からなる巻線がまかれた固定子を備えた高価なアンモニア用のスクリュ圧縮機を用いる必要がなく、性能が優れた巻線が銅線からなる固定子9bを備えた駆動モータ9を、アンモニア用のスクリュ圧縮機として使用することができる。尚、上記においては、水槽14b中の水によりアンモニアを溶解させて回収するようにしたが、人体に影響が及ばない外方に放出するようにしても良い。
Therefore, even if the compressed gas is ammonia, as in the conventional example, there is no need to use an expensive ammonia screw compressor having a stator wound with an aluminum enamel wire, The
以上、本発明の実施の形態1に係るこのようなスクリュ圧縮機1は、モータケーシング9aと第1段圧縮機ケーシング2との間に、ロータ駆動軸10の軸貫通穴17aを有する仕切板17が介設されるとともに、前記第1圧縮機ケーシング2に対向する側の仕切板17の壁面には、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bと機外とを連通させた気体排出流路14が溝加工して形成されてなるので、簡便な構造で形成された前記気体排出流路14によって、第1段圧縮室2aから駆動モータ9側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。
As described above, the screw compressor 1 according to the first embodiment of the present invention includes the
また、前記モータケーシング9aと第1段圧縮機ケーシング2との間に仕切板17が介設されたので、前記モータケーシング9aと仕切板17とを前記第1段圧縮機ケーシング2より分離すれば、前記第1段圧縮機ケーシング2のロータ駆動軸10の軸貫通部2bに設けられた第1シール手段2cが露出される状態となり、前記第1シール手段2cのメンテナンスや部品交換が容易となった。
Further, since the
更に、前記第1段圧縮機ケーシングと仕切板17との間に前記気体排出流路14が形成されてなるので、前記モータケーシング9aと仕切板17とを前記第1段圧縮機ケーシング2より分離すれば、前記気体排出流路14を形成する壁面も露出される状態となり、この気体排出流路14の清掃等のメンテナンスが容易である。更にまた、前記気体排出流路14の形成に当たっては、前記第1段圧縮機ケーシング2に対向する仕切板17側の壁面に溝加工すればよいので、前記気体排出流路14は安価で容易に形成可能である。
Further, since the
次に、本発明の実施の形態2に係るスクリュ圧縮機1を、その断面構成説明図である図4を参照しながら説明する。但し、本発明の実施の形態2が上記実施の形態1と相違するところは、前記気体排出流路14の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態1と全く同構成であるから、上記実施の形態1と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
Next, a screw compressor 1 according to
本発明の実施の形態2に係るスクリュ圧縮機1においては、モータケーシング9aと第1段圧縮機ケーシング2との間に、ロータ駆動軸10の軸貫通穴17aを有する仕切板17が介設されるとともに、前記気体排出流路14が、前記仕切板17に対向する第1段圧縮機ケーシング2側の壁面に、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bと機外とを連通させて、半径方向に溝加工して形成されてなる。
In the screw compressor 1 according to
従って、本発明の実施の形態2に係るスクリュ圧縮機1によれば、前記第1段圧縮機ケーシング2側の壁面に簡便な構造で形成された前記気体排出流路14によって、上記した本発明の実施の形態1と同様、第1段圧縮室2aから駆動モータ9側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。
Therefore, according to the screw compressor 1 according to the second embodiment of the present invention, the above-described present invention is provided by the
また次に、本発明の実施の形態3に係るスクリュ圧縮機1を、その断面構成説明図である図5を参照しながら説明する。但し、本発明の本実施の形態3が上記実施の形態1と相違するところは、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b空間に存在する気体を、前記気体排出流路14に積極的に送気する構成をなしたところに相違があり、これ以外は上記実施の形態1と全く同構成であるから、上記実施の形態1と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
Next, a screw compressor 1 according to
本発明の実施の形態3に係るスクリュ圧縮機1においては、前記第1段圧縮機ケーシング2に対向する側の仕切板17の、前記気体排出流路14とは円周上別の位置の壁面に、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bと機外とを連通させた送気流路12が、半径方向に溝加工して形成されている。そして、前記気体排出流路14とこの送気流路12が、前記軸貫通部2b空間において連通するよう構成されている。また、水槽14bはほぼ密閉した構造となっている。この水槽14bには、内部と外部とを連通する排出管14eが設けられ、水槽14bの水内に溶解しきれない余剰なアンモニアを、人体に影響を及ぼさないように放出可能に構成されている。
In the screw compressor 1 according to
前記送気流路12には、図示しない吸込フィルタおよび送気手段12cが接続されている。前記送気手段12cは、送気ホース12aとこの送気ホース12aに介装されている送気ポンプ12bとから構成されている。そして、この送気ホース12aから送気流路12を介して、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2bに乾燥空気(気体)が供給されるように構成されている。前記送気ポンプ12bとしては、小型空気ポンプやファンを用いるのが好ましい。尚、前記モータケーシング9a内に吹き込む空気を乾燥させるのは、空気中の湿気が固定子9b、回転子9cの絶縁性を低下させるからである。
A suction filter and an air supply means 12 c (not shown) are connected to the air
この場合、前記送気流路12から軸貫通部2b内に吹き込まれた乾燥空気と隙間tを通り抜けて前記軸貫通部2bに流入した気体は、メカニカルシール2cから漏れ出した圧縮気体とともに、気体排出流路14から排出される。尚、この場合には、前記送気流路12から吹き込まれる乾燥空気(気体)とメカニカルシール2cから漏れ出した圧縮気体が、モータケーシング9a内に滞留したり、逆流することなく、上述したように円滑に流れて、最終的に気体排出流路14から排出されるよう、それぞれの圧力が適宜調整されることが望ましい。
In this case, the dry air blown into the
即ち、前記送気ホース12aには流量調節弁を設け、この送気される乾燥空気(気体)の流量を調節することによって、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b内の圧力を適切に調整し、メカニカルシール2cから漏れ出した圧縮気体が、モータケーシング9a内に流入することがないようにするのが肝要である。
That is, the air supply hose 12a is provided with a flow rate adjusting valve, and the pressure in the
そのため、前記気体排出ホース14aにも気体排出ポンプと流量調節弁とを介装して、この気体排出ポンプによって排出される排気流量を、前記送気流路12に送気される乾燥空気(気体)の流量と前記メカニカルシール2cから漏れ出した圧縮気体の流量の和より少し多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b内の圧力がモータケーシング9a内の圧力より僅かながら負圧となるよう調節するのが好ましい。
For this reason, the
以上、本発明の実施の形態3に係るスクリュ圧縮機1によれば、送気ホース12aから供給される乾燥空気が、送気流路12を通して前記ロータ駆動軸10の軸貫通部2b内に吹き込まれる。そして、この軸貫通部2bに流入した乾燥空気は、メカニカルシール2cから流出する圧縮気体と共に気体排出流路14から機外に排出されるので、上記実施の形態1や実施の形態2より、前記メカニカルシール2cからロータ駆動軸10の軸貫通部2bに漏れ出したアンモニア等の冷媒を含む圧縮空気の排出を更に効果的に行なえるのである。
As mentioned above, according to the screw compressor 1 which concerns on
尚、上記実施の形態1乃至3においては、スクリュ圧縮機1が2段圧縮式である場合を例として説明した。しかしながら、これらの構成に限らず、本発明の技術的思想を、例えば単段式のスクリュ圧縮機1に対しても適用することができるから、上記形態1乃至3に係るスクリュ圧縮機の構成に限定されるものではない。 In the first to third embodiments, the case where the screw compressor 1 is a two-stage compression type has been described as an example. However, the present invention is not limited to these configurations, and the technical idea of the present invention can be applied to, for example, the single-stage screw compressor 1, so that the configuration of the screw compressor according to the first to third embodiments is applied. It is not limited.
また、以上の形態1乃至3においては、アンモニア回収手段として水槽14b等からなる、極めて単純な構成のものを示した。しかしながら、本発明は上記のような水槽に限るものではない。例えば、アンモニア回収手段として、次亜塩素酸等の酸性溶液を利用した化学的方法に基づくものや、ゼオライトや活性炭等を利用した物理化学的方法に基づくものを採用しても良い。
Moreover, in the above forms 1 to 3, the thing of the very simple structure which consists of the
1…スクリュ圧縮機,1i…吸込口,1о…吐出口
2…第1段圧縮機ケーシング,2a…第1段圧縮室,2b…軸貫通部,
2c…第1シール手段(メカニカルシール),2о…第1段圧縮気体吐出口
3…中間ケーシング,3a…軸受装置,3b…第1段圧縮気体流通路
4…第2段圧縮機ケーシング,4a…第2段圧縮室,4i…第1段圧縮気体流入口
5…第1段駆動スクリュロータ
6…第1段従動スクリュロータ
7…第2段駆動スクリュロータ
8…第2段従動スクリュロータ
9…駆動モータ,9a…モータケーシング,9b…固定子,9c…回転子
10…ロータ駆動軸
11…中間ロータ駆動軸
12…送気流路,12a…送気ホース,12b…送気ポンプ,12c…送気手段
14…気体排出流路,14a…気体排出ホース,14b…水槽,
14c…気体排出ポンプ,14d…アンモニア回収手段,14b…排出管
17…仕切板,17a…軸貫通穴,17b…第2シール手段(ラビリンスシール)
21…冷凍装置,22…冷媒循環ライン,22a…油分離回収器,22b…凝縮器,
22c…膨張弁,22d…蒸発器,23…油供給ライン,23a…油冷却器
t…軸貫通穴とロータ駆動軸との間の隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screw compressor, 1i ... Suction port, 1о ...
2c: 1st sealing means (mechanical seal), 2о: 1st stage compressed
14c ... Gas discharge pump, 14d ... Ammonia recovery means, 14b ...
21 ... Refrigeration equipment, 22 ... Refrigerant circulation line, 22a ... Oil separation and recovery device, 22b ... Condenser,
22c ... Expansion valve, 22d ... Evaporator, 23 ... Oil supply line, 23a ... Oil cooler t ... Gap between shaft through hole and rotor drive shaft
Claims (5)
前記圧縮機ケーシングの前記ロータ駆動軸の軸貫通部に、前記駆動モータのモータケーシング内と前記圧縮機ケーシングの圧縮室とを遮断する第1シール手段が設けられてなるスクリュ圧縮機において、
前記モータケーシングと前記圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第1シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、
前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなることを特徴とするスクリュ圧縮機。 A compression chamber in which a drive screw rotor driven by a rotor drive shaft of a drive motor provided outside the compressor casing and a driven screw rotor meshing with the drive screw rotor are accommodated in a compression chamber of the compressor casing. Equipped with the machine body,
In the screw compressor, in which the first seal means for shutting off the inside of the motor casing of the drive motor and the compression chamber of the compressor casing is provided in the shaft penetrating portion of the rotor drive shaft of the compressor casing.
A partition plate having a shaft through hole of the rotor drive shaft is interposed between the motor casing and the compressor casing at a position adjacent to the first seal means along the direction of the rotor drive shaft. ,
The rotor drive shaft is grooved between the compressor casing and the partition plate on the wall surface on the partition plate side facing the compressor casing or on the wall surface on the compressor casing side facing the partition plate. A screw compressor characterized in that a gas discharge passage is formed to communicate between the shaft penetrating part and the outside of the machine.
一端が前記気体排出流路に連結されてなる気体排出ホースと、この気体排出ホースに介装された気体排出ポンプと、前記気体排出ホースの他端が浸漬される水が収納された水槽とから構成され、
前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたことを特徴とする請求項1または2に記載のスクリュ圧縮機。 Outside the screw compressor,
From a gas discharge hose having one end connected to the gas discharge flow path, a gas discharge pump interposed in the gas discharge hose, and a water tank in which water into which the other end of the gas discharge hose is immersed is stored Configured,
The screw compressor according to claim 1 or 2, wherein ammonia recovery means for recovering ammonia contained in the gas discharged from the gas discharge channel is provided.
前記送気ホースと前記気体排出ホースに夫々流量調節弁が介装され、
前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、
前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第1シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、
前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたことを特徴とする請求項3に記載のスクリュ圧縮機。 An air supply passage communicating with the gas discharge passage is provided between the compressor casing and the partition plate. The air supply passage is provided outside the compressor, and the air supply hose and the air supply passage are provided. While an air supply means composed of an air supply pump interposed in an air hose is connected,
A flow control valve is interposed in each of the air supply hose and the gas discharge hose,
While adjusting the flow rate of the gas supplied to the air supply flow path by the flow rate adjustment valve interposed in the air supply pump and the air supply hose,
The exhaust flow rate discharged by the flow rate adjusting valve interposed between the gas discharge pump and the gas discharge hose is the same as the flow rate of the gas supplied to the air supply channel and the compressed gas leaked from the first sealing means. Adjust it to be more than the sum of the flow rates,
The screw compressor according to claim 3 , wherein the pressure in the shaft penetrating portion of the rotor drive shaft is adjustable so as to be a negative pressure from the pressure in the motor casing.
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