JP5868387B2 - スクリュー圧縮機用の圧縮機フランジ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部の特徴を備えた、スクリュー圧縮機を駆動装置に結合するための圧縮機フランジに関する。さらに本発明は、上記圧縮機フランジを備えたスクリュー圧縮機に関する。

現行提供可能なスクリューコンプレッサは、駆動装置との結合のための結合部材を有している。これらの結合部材は、センタリング用のセンタリングつば又はセンタリングピンを備えている。結合部材は、通常、スクリューコンプレッサのフロントカバーに結合可能な結合フランジを有している。フロントカバーは圧縮機ハウジングを閉鎖しかつ外方に向かってシールする。したがって通常、スクリューコンプレッサを駆動装置に結合するために、適切に位置決めして固定する必要がある複数の構成部材が必要である。したがって、製造の手間及び組付けの手間は極めて大きい。

先行技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０４４１２２号明細書において、水平にフランジ止めされた電気モータを備えた冷媒圧縮機が公知になっていて、この冷媒圧縮機は閉鎖された構成において、圧縮機と電気モータとを結合するためのフランジ構成部材を有する。圧縮機ハウジングは、駆動軸を収容するため及びフランジ構成部材の中心に配置された突設部を取り付けるためのハブ状の突設部を有していて、フランジ構成部材の使用時に、フランジ構成部材のセンタリングが行われる。中央の突設部に対して同心的に形成された他の環状段により、電気モータに対する圧縮機のセンタリングを行うようになっている。この構成において所定の漏れは許容されるか若しくは望まれているので、スライドリングシールは省略されている。さらに潤滑剤を電気モータから圧縮機ハウジングの内部に供給するために、フランジ構成部材に孔が設けられている。

本発明の目的は、少ない製造の手間及び組付けの手間だけを要し、複数の機能を１つの構成部材に統合する、スクリュー圧縮機を駆動装置に結合するための圧縮機フランジを提供することである。

上記目的は、請求項１の特徴を備えた圧縮機フランジにより達成される。本発明の有利な構成は、請求項１を直接に又は間接的に引用する従属請求項に記載されている。さらに、当該目的を解決するための上記圧縮機フランジを備えたスクリュー圧縮機が提供される。

発明の開示
スクリュー圧縮機を駆動装置に結合するために与えられている圧縮機フランジは、軸及び／又は軸受を収容するための中央開口を有し、圧縮機のハウジングにおける当接用の第１の環状当接面と、駆動装置のハウジングにおける当接用の第２の環状当接面とを有する。さらに本発明によれば、圧縮機フランジは、圧縮機ハウジング及び／又は軸に対するシール用に、軸線方向及び／又は半径方向で有効なシール部材を有するので、開放型の圧縮機ハウジングは、圧縮機フランジの使用により閉鎖可能でありかつシール可能である。シール部材は、結合フランジの構成部材を形成するので、フランジ構成部材から分離されて組み付ける必要がある別体のシール手段の使用は必要とならない。したがって圧縮機フランジは同時に、一般的にスクリュー圧縮機の閉鎖及びシールのために設けられているフロントカバーの機能を担う。つまり、圧縮機フランジは、結合機能に加え、閉鎖機能及びシール機能も担う。したがって、必要な構成部材の数を減じることができるので、結果的に製造の手間及び組付けの手間も減じられる。

軸線方向及び／又は半径方向に有効なシール部材は、圧縮機フランジに設けられている溝に挿入されていてよいか、又は射出成形により圧縮機フランジに固着して成形されていてよいか若しくは圧縮機フランジに一体成形されていてよい。好ましくは、軸に対するシールは、軸の軸受の領域において行われるので、シール部材は動的な負荷にさらされていない。したがってこのシール部材は長い寿命を有する。

好ましくはさらに、圧縮機フランジが、駆動装置のハウジングに対するシール用に、軸線方向で有効なシール部材を有しているようになっている。したがって、駆動装置のハウジングにおける、スクリュー圧縮機の密な接続も保証されている。

さらに好ましくは、圧縮機ハウジング、軸、軸受及び／又は駆動装置のハウジングに対して、圧縮機フランジをセンタリングするために、環状段が圧縮機フランジの少なくとも一方の端面に形成されている。したがって、圧縮機フランジは同時にセンタリング機能を有し、例えばセンタリングピンの形式の他の結合部材は不要になる。好ましくは、圧縮機フランジの両端面に夫々、圧縮機ハウジング及び駆動装置に対するセンタリングのための環状段が形成されている。

好ましくは、圧縮機ハウジング寄りの端面に、軸受を軸線方向に位置固定するための、軸線方向の突設部が形成されている。つまり、圧縮機フランジと圧縮機ハウジングとの結合後に、軸線方向の突設部は、軸受の半径方向に延在する面に支持されている。さらに軸線方向の突設部は、センタリングのために圧縮機側に配置された環状段の役割を果たすように形成されていてよい。このために、軸線方向の突設部は好ましくは、軸線方向の突設部が軸線方向だけでなく、半径方向においても支持されているように、圧縮機ハウジング又は軸受に形成された切欠き内に挿入可能である。圧縮機フランジおける軸線方向の突設部は、こうして保持機能及びセンタリング機能を発揮する。

択一的にフランジは環状段を有していてもよく、この環状段は、主軸受（Wellenlager）の外周面を収容し、主軸受の軸線方向の位置を固定する。これにより、軸受におけるフランジのセンタリングも達成される。このことは、軸受端部が圧縮機ハウジングを軸線方向に超えて突出するか、又は圧縮機ハウジングが対応する切欠きを有することにより達成することができる。

圧縮機フランジは好ましくは、ねじを介して圧縮機ハウジングに固定可能である。このために、圧縮機ハウジングにおける圧縮機フランジの当接用の第１の環状当接面の領域に、ねじを収容するための孔が設けられている。

有利な構成によれば、圧縮機フランジは、カップ状に形成されていて、圧縮機ハウジング及び駆動装置のハウジングに当接して、圧縮機の軸を駆動装置の軸に結合するクラッチを収容するため中空室を画成する。圧縮機フランジによるクラッチの囲みにより、クラッチハウジングの省略が可能になり、ひいては簡単なクラッチの使用が可能になる。したがって構成部材の数をさらに減じることができる。さらに、小さな全構成サイズに基づき必要となるスペースは減じられる。結果的に、重量を低減することもできる。

さらに構成部材の数の減少と共に、少ない構成部材しか互いに調整する必要がなく、かつ互いに固定する必要がないので、組付けの手間の軽減ももたらされる。さらに付加的にシールする必要がある個所は減じられる。製造公差及び／又は組付け公差の総和もこれにより確実に回避される。

圧縮機フランジに設けられたシール部材は、クラッチハウジングを省略した場合であっても、カップ状の圧縮機フランジの中空室内に収容されているクラッチが十分に保護されている、ということも保証する。例えばスクリュー圧縮機を部分的に沈められた運転時において使用する場合でも、上記保護を保証することもできる。さらに、圧縮機フランジのシール部材により潤滑剤が外部に達することはないということが保証されているので、中空室は潤滑剤を収容するために働く。軸の領域に潤滑剤リークが発生してしまった場合に、カップ状の圧縮機フランジの中空室は、流出した潤滑剤の受けとして働く。

好ましくは、カップ状の圧縮機フランジの底部の領域における端面は、圧縮機ハウジングにおける圧縮機フランジの当接用の第１の環状当接面を形成する。したがって、圧縮機フランジのカバー機能を容易に実現することができる。軸を収容するための中央開口が、同様にカップ状の圧縮機フランジ底部の領域に設けられている。さらに好ましくは、中空室を半径方向に画成し、カップ状の圧縮機フランジの底部に相対する端面が、駆動装置のハウジングにおける圧縮機フランジの当接用の第２の環状当接面を形成する。

さらにスクリュー圧縮機のメインテナンス及び／又は排気のために、圧縮機フランジは、開口、特にメインテナンス開口及び／又は排気開口を有していてよい。これらの開口は好ましくは、圧縮機フランジのシール機能をそのまま保証しているように形成されている。

上記目的の達成のためにさらに、本発明に係る圧縮機フランジを備えたスクリュー圧縮機を提案する。この構成において、圧縮機フランジは同時に、圧縮機ハウジングの閉鎖及びシールのためのフロントカバーとして働き、かつ圧縮機ハウジングと駆動装置のハウジングとの結合のための結合フランジとして働く。この構成において圧縮機フランジによって取り囲まれたスペースは、使用される連結の形式の要求、軸結合の形式の要求、又は適用からもたらされる他の要求に応じて、開放型又は閉鎖型の圧縮機として構成されていてよい。

本発明に係る圧縮機のフランジを、圧縮機ハウジング及び駆動装置のハウジングに当接した状態において示す図である。

以下に、本発明の有利な実施の形態を、唯一の図面に基づいて詳細に説明する。

図面の詳細な説明
唯一の図は、駆動装置３へ接続する領域におけるスクリュー圧縮機２の一部分を示している。接続は圧縮機フランジ１を介して行われる。この圧縮機フランジ１は、圧縮機２と駆動装置３との結合を形成するだけでなく、同時に圧縮機フランジ１の端面１６，１７に形成されている環状段１４，１５を介して、駆動装置３に対する圧縮機２のセンタリングを可能にするので、複数の機能を１つの構成部材において統合している。これと同時に、圧縮機ハウジング８における圧縮機フランジ１の当接のために、軸線方向で有効なシール部材１１が第１の環状当接面７にはめ込まれていることにより、圧縮機フランジ１は、圧縮機２のハウジング８を閉鎖しかつシールするためのフロントカバーの役割を果たす。さらに、圧縮機フランジ１は、圧縮機フランジ１の中央開口４を抜けて案内されている、圧縮機２の軸５に対してシールしている。このために、中央開口４の領域において圧縮機フランジ１には、半径方向に有効なシール部材１２がはめ込まれている。この半径方向に有効なシール部材１２は、圧縮機２の軸５を支持するために設けられている軸受６に密に接触している。したがって圧縮機２の軸５に対するシールは、軸受６を介して間接的に行われる。この実施の形態は、半径方向に有効なシール部材１２が、動的な負荷にさらされていない、という利点を有する。

軸線方向に有効な他のシール部材１３が、駆動装置３のハウジング１０に対して圧縮機フランジ１をシールするために端面１７に設けられている。さらにこの端面１７は、駆動装置３のハウジング１０における圧縮機フランジ１の当接用に第２の環状の当接面９を形成する。圧縮機ハウジング８における圧縮機フランジ１の固定のために、圧縮機フランジ１を圧縮機ハウジング８にねじ締結するための、端面１６における孔を通って案内される複数のねじ１９が設けられている。これらのねじ１９は、圧縮機ハウジング８に対する圧縮機フランジ１の軸線方向の予付勢を保証し、この実施の形態において、軸線方向に有効なシール部材１１も、圧縮機ハウジング８に押し付けられる。

端面１６の領域における環状段１４は、図示の実施の形態においては軸線方向の突設部１８として形成されていて、この軸線方向の突設部１８により軸受６はその位置を保持される。したがってさらに、圧縮機フランジ１は保持機能を満たす。この実施の形態において、軸受６の保持は、ねじ１９を用いた結合により保証される。軸線方向の突設部１８は、このために圧縮機ハウジング８の環状の切欠きに形状結合に基づいて係合する。したがってこれと同時に軸線方向の突設部１８を介して、圧縮機ハウジング８に対して及び／又は圧縮機２の軸５に対して、圧縮機フランジはセンタリングされてもいる。

軸線方向の突設部１８に対して択一的に又は補完的に、端面１６の領域においてさらに、圧縮機フランジにおいて軸受６を軸線方向に位置固定するための、軸線方向の収容部２３が形成されていてよい。好ましくはこのために、軸受６は軸線方向に突出しているので、軸線方向の切欠き２３内に少なくとも部分的に挿入可能（図示せず）であるように軸受６は形成されている。

さらに図示の実施の形態の圧縮機フランジ１はカップ状に形成されていて、圧縮機ハウジング８に軸線方向で衝突している底部領域と側壁領域との間に、本実施の形態においては、圧縮機２の軸５を駆動装置３の軸２２に結合するためのクラッチ２１を収容するために働く中空室２０が形成される。したがって圧縮機フランジ１は、クラッチハウジングの配置を不要にする保護機能も担う。本実施の形態において、シール部材１１，１３は、圧縮機２と駆動装置３との間に形成された中空室２０が外方に向かってシールされている、ということを保証する。

したがって図面に記載した本発明に係る圧縮機フランジは、フロントカバー、フランジ及び保護フードという機能を内に統合することもできる。本発明に係る圧縮機フランジは、同時にセンタリング機能、保持機能及びシール機能を担う。これら全ての機能は、唯一の構成部材により実現化されるので、必要な構成部材の数を明らかに減じることができ、製造の手間及び組付けの手間は著しく減じることができる。これと同時に、スクリュー圧縮機の構成サイズ及び重量は減じられるので、小さな構成スペースだけが必要となる。

１ 圧縮機フランジ
２ 圧縮機
３ 駆動装置
４ 中央開口
５ 圧縮機の軸
６ 軸受
７ 第１の環状当接面
８ 圧縮機のハウジング
９ 第２の環状当接面
１０ 駆動装置のハウジング
１１ 軸線方向に有効なシール部材
１２ 半径方向に有効なシール部材
１３ 軸線方向に有効なシール部材
１４ 環状段
１５ 環状段
１６ 端面
１７ 端面
１８ 軸線方向の突設部
１９ ねじ
２０ 中空室
２１ 連結部材
２２ 駆動装置の軸
２３ 収容部

Claims (10)

1. スクリュー圧縮機（２）を駆動装置（３）に結合する圧縮機フランジ（１）であって、該圧縮機フランジ（１）は、軸（５）及び／又は軸受（６）を収容する中央開口（４）を有し、かつ前記圧縮機（２）のハウジング（８）に当接する第１の環状当接面（７）と、前記駆動装置（３）のハウジング（１０）に当接する第２の環状当接面（９）とを有する、圧縮機フランジにおいて、
   前記圧縮機フランジ（１）はさらに、前記圧縮機ハウジング（８）及び／又は前記軸（５）に対するシール用の、軸線方向及び／又は半径方向に有効なシール部材（１１，１２）を有していて、開放型の前記圧縮機ハウジング（８）の、前記駆動装置（３）に面した側は、前記圧縮機フランジ（１）の使用により閉鎖可能でありかつシール可能であり、
   前記圧縮機フランジ（１）はカップ状に形成されていて、前記圧縮機ハウジング（８）及び前記駆動装置（３）のハウジング（１０）に当接して、前記圧縮機（２）の軸（５）を前記駆動装置（３）の軸（２２）に結合するクラッチ（２１）を収容する中空室（２０）を画成することを特徴とする、圧縮機フランジ。
2. 前記中空室（２０）は潤滑剤を収容するために働くことを特徴とする、請求項１記載の圧縮機フランジ。
3. 前記圧縮機フランジ（１）はさらに、前記駆動装置（３）のハウジング（１０）に対するシール用の、軸線方向に有効なシール部材（１３）を有していることを特徴とする、請求項１または２記載の圧縮機フランジ。
4. 前記圧縮機フランジ（１）の少なくとも１つの端面（１６，１７）に、前記圧縮機ハウジング（８）、前記軸（５）及び／又は前記駆動装置（３）のハウジング（１０）に対する前記圧縮機フランジ（１）のセンタリング用の環状段（１４，１５）が形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
5. 前記圧縮機ハウジング（８）寄りの端面（１６）に、前記軸受（６）の軸線方向における位置固定用の、軸線方向の突設部（１８）が形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
6. 前記圧縮機ハウジング（８）寄りの端面（１６）に、前記軸受（６）の軸線方向における位置固定用の、軸線方向の収容部（２３）が形成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
7. 前記圧縮機フランジ（１）は、ねじ（１９）により前記圧縮機ハウジング（８）に固定可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
8. 前記端面（１６）は、前記カップ状の圧縮機フランジ（１）の底部の領域に、前記第１の環状当接面（７）を形成し、
   前記中空室（２０）を半径方向に画成し、前記底部に相対する端面（１７）が、前記第２の環状当接面（９）を形成することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
9. 前記圧縮機フランジ（１）はさらに、メインテナンス開口及び／又は排気開口を有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の圧縮機フランジ。
10. 前記圧縮機フランジ（１）は同時に、前記圧縮機ハウジング（８）の閉鎖及びシール用のフロントカバーとして働き、かつ前記駆動装置（３）のハウジング（１０）に前記圧縮機ハウジング（８）を結合する結合フランジとして働くことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載の圧縮機フランジを備えたスクリュー圧縮機。

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