JP6919875B2 - Air compressor - Google Patents

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Description

本発明は、スクリューコンプレッサを備えた空気圧縮装置に関する。 The present invention relates to an air compressor including a screw compressor.

圧縮空気を作り出すコンプレッサの一例とし、スクリューコンプレッサが知られている。例えば２軸型のスクリューコンプレッサは、ケーシングと、このケーシングに軸回りに回転可能に支持された１対のスクリューとを備え、当該１対のスクリューを噛合わせた空間で空気を圧縮するようになっている。
また、１対のスクリューのうちの一方のスクリューの回転軸にはプーリが取り付けられ、このプーリと、モータ等の動力源の回転軸の端部に固定された駆動プーリとの間に、無端状のベルトを掛け渡し、前記動力源の回転軸の駆動によりこのプーリを回転駆動する。このプーリとともに一方のスクリューが回転し、スクリューの噛み合いにより、他方のスクリューも回転する。そして、これら１対のスクリューが噛み合いながら回転することにより、それぞれの外周面に形成された歯と溝との間の容積を減少させて圧縮空気を作り出すようになっている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。 A screw compressor is known as an example of a compressor that produces compressed air. For example, a two-screw compressor includes a casing and a pair of screws rotatably supported around the casing, and compresses air in the space where the pair of screws are engaged. ing.
A pulley is attached to the rotating shaft of one of the pair of screws, and there is no end between this pulley and the drive pulley fixed to the end of the rotating shaft of a power source such as a motor. The belt is hung and the pulley is rotationally driven by driving the rotating shaft of the power source. One screw rotates with this pulley, and the other screw also rotates due to the meshing of the screws. Then, these pairs of screws rotate while meshing with each other to reduce the volume between the teeth and the grooves formed on the outer peripheral surfaces of the screws to create compressed air (for example, Patent Document 1). And Patent Document 2).

特開２００６−１９４３６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-194361 特開２０００−３３７２８３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-337283 特開平５−２４８４３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-248431

ところで、前記従来のスクリューコンプレッサは、スクリューを回転駆動させる駆動源として電動モータが使用されているため、電源設備を必要とするとともに、電源設備がない場所では使用できないという問題があった。 By the way, since the electric motor is used as a drive source for rotationally driving the screw, the conventional screw compressor requires a power supply facility and has a problem that it cannot be used in a place without a power supply facility.

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、電源設備を要することなく使用することができるスクリューコンプレッサを備えた空気圧縮装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air compressor provided with a screw compressor that can be used without requiring power supply equipment.

前記目的を達成するために、本発明に係る空気圧縮装置は、
筒状体と、
この筒状体の内部に設けられたコンプレッサユニットとを備え、
前記コンプレッサユニットは、前記筒状体の内部に流入した風によって回転可能な羽根車と、
少なくとも１対のスクリューを噛合わせた空間で空気を圧縮するスクリューコンプレッサと、
前記羽根車の回転をその回転速度を増速して前記スクリューの回転軸に伝達する回転伝達機構を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the air compression device according to the present invention
Cylindrical body and
It is equipped with a compressor unit provided inside this tubular body.
The compressor unit includes an impeller that can be rotated by the wind that has flowed into the tubular body.
A screw compressor that compresses air in a space where at least one pair of screws are engaged,
It is characterized by comprising a rotation transmission mechanism for transmitting the rotation of the impeller to the rotation shaft of the screw by increasing the rotation speed thereof.

本発明においては、羽根車の回転をその回転速度を増速してスクリューの回転軸に伝達する回転伝達機構を備えているので、筒状体の内部に流入した風（空気）によって回転する羽根車の回転速度が、回転伝達機構によって増速されてスクリューの回転軸に伝達される。
そして、この回転軸の回転によって、１対のスクリューが噛み合いながら回転することにより、それぞれの外周面に形成された歯と溝との間の容積を減少させて圧縮空気を作り出す。
このように、本発明に係る空気圧縮装置は、自然の風を利用して空気を圧縮することができるので、電源設備を要することなく使用することができる。 In the present invention, since the rotation transmission mechanism for transmitting the rotation of the impeller to the rotation shaft of the screw by increasing the rotation speed is provided, the blades rotated by the wind (air) flowing into the tubular body. The rotation speed of the car is accelerated by the rotation transmission mechanism and transmitted to the rotation shaft of the screw.
Then, the rotation of the rotation shaft causes the pair of screws to rotate while meshing with each other, thereby reducing the volume between the teeth and the grooves formed on the outer peripheral surfaces of the screws to create compressed air.
As described above, the air compression device according to the present invention can compress the air by utilizing the natural wind, so that it can be used without the need for power supply equipment.

また、本発明の前記構成において、前記回転伝達機構は、前記羽根車に設けられて当該羽根車とともに回転可能なリングギアと、
このリングギアの内側に配置されて当該リングギアと噛合するピニオンギアとを有し、
このピニオンギアが１対の前記スクリューのうちの一方の回転軸の一端部に取り付けられ、
当該一方の回転軸の他端部に取り付けられたギアと、他方の前記スクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアとが噛合していることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, the rotation transmission mechanism includes a ring gear provided on the impeller and capable of rotating together with the impeller.
It has a pinion gear that is placed inside the ring gear and meshes with the ring gear.
This pinion gear is attached to one end of a rotating shaft of one of the pair of screws.
It is preferable that the gear attached to the other end of the one rotating shaft and the gear attached to the other end of the rotating shaft of the other screw are in mesh with each other.

このような構成によれば、リングギアおよびピニオンギアの歯数や径を調整することによって、回転軸の増速量を容易に調整できる。また、一方のスクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアと、他方のスクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアとが噛合しているので、１対のスクリューを安定的に同期させながら反対側に回転させることができる。 According to such a configuration, the speed increase amount of the rotating shaft can be easily adjusted by adjusting the number of teeth and the diameter of the ring gear and the pinion gear. Further, since the gear attached to the other end of the rotating shaft of one screw and the gear attached to the other end of the rotating shaft of the other screw are engaged, the pair of screws can be stably operated. It can be rotated to the other side while synchronizing.

また、本発明の前記構成において、前記スクリューコンプレッサはｎ対（但し、ｎは２以上の自然数）のスクリューを有し、
前記リングギアと噛合する前記ピニオンギアがｎ個（但し、ｎは２以上の自然数）設けられ、
各ピニオンギアが各１対の前記スクリューのうちの一方の回転軸の一端部に取り付けられ、当該一方の回転軸の他端部に取り付けられたギアと、他方の前記スクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアとが噛合していることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, the screw compressor has n pairs of screws (where n is a natural number of 2 or more).
N pinion gears (where n is a natural number of 2 or more) that mesh with the ring gear are provided.
Each pinion gear is attached to one end of a rotating shaft of one of the pair of screws, a gear attached to the other end of the one rotating shaft, and the other end of the rotating shaft of the other screw. It is preferable that the gear attached to the portion is engaged.

このような構成によれば、スクリューコンプレッサが、ｎ対のスクリューを有しているので、１対のスクリューを有するものに比して、大量の圧縮空気を得ることができる。
また、スクリューの対の数だけピニオンギアを備え、当該ピニオンギアがリングギアの回転によって回転するので、羽根車の回転によってリングギア、ｎ個のピニオンギアおよび回転軸を介してｎ対のスクリューが回転し、効率的に圧縮空気を得ることができる。 According to such a configuration, since the screw compressor has n pairs of screws, a large amount of compressed air can be obtained as compared with the screw compressor having a pair of screws.
Further, as many pinion gears as the number of pairs of screws are provided, and the pinion gears are rotated by the rotation of the ring gears, the rotation of the impeller causes n pairs of screws via the ring gears, n pinion gears and the rotation shaft. It can rotate and efficiently obtain compressed air.

また、本発明の前記構成において、前記筒状体の内部に、前記コンプレッサユニットが前記筒状体の軸方向に所定間隔で複数設けられていることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, it is preferable that a plurality of the compressor units are provided inside the tubular body at predetermined intervals in the axial direction of the tubular body.

このような構成によれば、筒状体の一方の開口から流入した風（空気）が複数のコンプレッサユニットによって順次圧縮されていくので、筒状体の他方の開口から高圧縮の圧縮空気が排出される。したがって、高圧縮の圧縮空気を得ることができるとともに、コンプレッサユニットの数を調整することによって、空気の圧縮度を調整することができる。 According to such a configuration, the wind (air) flowing in from one opening of the tubular body is sequentially compressed by the plurality of compressor units, so that highly compressed compressed air is discharged from the other opening of the tubular body. Will be done. Therefore, highly compressed compressed air can be obtained, and the degree of compression of air can be adjusted by adjusting the number of compressor units.

本発明によれば、自然の風を利用して空気を圧縮することができるので、電源設備を要することなく使用することができる。 According to the present invention, since the air can be compressed by using the natural wind, it can be used without the need for power supply equipment.

本発明の実施の形態に係る空気圧縮装置を示すもので、斜め前側から見た斜視図である。The air compression device according to the embodiment of the present invention is shown, and is a perspective view seen from an oblique front side. 同、斜め後側から見た斜視図である。The same is a perspective view seen from the diagonally rear side. 同、側断面図である。The same is a side sectional view. 同、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 同、図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 同、コンプレッサユニットの要部の側断面図である。The same is a side sectional view of a main part of the compressor unit. 同、コンプレッサユニットの要部を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the main part of the compressor unit. 同、コンプレッサユニットの要部を示す背面斜視図である。It is a rear perspective view which shows the main part of the compressor unit.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態に係る空気圧縮装置を示すもので、斜め前側（正面側）から見た斜視図、図２は同、斜め後側（背面側）から見た斜視図、図３は同、側断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an air compressor according to the present embodiment, FIG. 1 is a perspective view seen from an oblique front side (front side), FIG. 2 is the same, and FIG. 3 is a perspective view seen from an oblique rear side (rear side). The same is a side sectional view.

空気圧縮装置１は、直方体フレーム状の枠体２と、この枠体２の内部に設けられた筒状体３と、この筒状体３の内部に設けられた複数（図３では８個）のコンプレッサユニット４とを備えている。
枠体２は、８つの角部（接続部）にそれぞれ構造材用継手２１が配置されるとともに、これら構造材用継手２１によって複数の四角筒状の構造材２２が直方体状に接続されることによって組み立てられている。構造材用継手２１は、構造材２２の端部を挿入固定可能な３本の継手部材を備えている。各継手部材は正四角筒状に形成されており、それらの基端部は例えば溶接や接着等によって互いに結合されている。 The air compressor 1 includes a rectangular parallelepiped frame-shaped frame body 2, a tubular body 3 provided inside the frame body 2, and a plurality of air compressors 1 provided inside the tubular body 3 (8 in FIG. 3). The compressor unit 4 of the above is provided.
In the frame body 2, structural material joints 21 are arranged at eight corners (connecting portions), and a plurality of square tubular structural materials 22 are connected in a rectangular parallelepiped shape by these structural material joints 21. Assembled by. The structural material joint 21 includes three joint members into which the end portion of the structural material 22 can be inserted and fixed. Each joint member is formed in a regular square cylinder shape, and their base ends are joined to each other by, for example, welding or adhesion.

筒状体３は円筒状に形成されており、その軸方向の長さは枠体２の前後に延びる辺とほぼ等しくなっている。また、筒状体の直径は枠体２の上下に延びる辺および左右に延びる辺とほぼ等しくなっている。したがって、筒状体３は枠体２の内部ほぼ一杯に設けられている。また、筒状体３の前後の開口は、枠体２の前後の面（正面と背面）とほぼ等しい位置に配置されている。
枠体２にはその内部に向けて斜め方向に延びる複数本の固定棒２３が設けられている。固定棒２３は枠体２の正面視においてＸ字状に交差して設けられ、かつ、枠体２の側面視において、枠体２の長手方向に沿って所定間隔で８本設けられている。
また、８本の固定棒２３のうち、７本の固定棒２３は隣り合うコンプレッサユニット４，４間において左側（枠体２の正面側）のコンプレッサユニット４に寄せて配置され、残り１本の固定棒２３は枠体２の最も右側（枠体２の背面側）のコンプレッサユニット４と枠体２の背面との間に配置されている。 The tubular body 3 is formed in a cylindrical shape, and its axial length is substantially equal to the front-rear extending sides of the frame body 2. Further, the diameter of the tubular body is substantially equal to the vertically extending side and the left and right extending side of the frame body 2. Therefore, the tubular body 3 is provided almost completely inside the frame body 2. Further, the front and rear openings of the tubular body 3 are arranged at positions substantially equal to the front and rear surfaces (front and back surfaces) of the frame body 2.
The frame body 2 is provided with a plurality of fixing rods 23 extending in an oblique direction toward the inside thereof. The fixing rods 23 are provided so as to intersect each other in an X shape in the front view of the frame body 2, and eight fixed rods 23 are provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the frame body 2 in the side view of the frame body 2.
Further, of the eight fixing rods 23, seven fixing rods 23 are arranged close to the compressor unit 4 on the left side (front side of the frame body 2) between the adjacent compressor units 4 and 4, and the remaining one. The fixing rod 23 is arranged between the compressor unit 4 on the far right side of the frame body 2 (the back side of the frame body 2) and the back surface of the frame body 2.

また、固定棒２３の一端部は枠体２の長辺側の構造材２２に固定され、他端部は枠体２の前記長辺側と斜めに対向する長辺側の構造材２２に固定されている。さらに、固定棒２３は筒状体３に形成された貫通孔を貫通しており、この貫通孔およびその近傍が固定棒２３に固定されている。これによって、筒状体３は固定棒２３によって支持されて枠体２の内部に設けられている。
また、各コンプレッサユニット４は、図４に示すように、その右側に隣接する固定棒２３にブラケット２４を介して固定されている。これによって、各コンプレッサユニット４は枠体２の内部に設けられた筒状体３の内部において、所定の位置に位置決めされて設けられている。 Further, one end of the fixing rod 23 is fixed to the structural material 22 on the long side of the frame body 2, and the other end is fixed to the structural material 22 on the long side of the frame 2 diagonally opposed to the long side. Has been done. Further, the fixing rod 23 penetrates a through hole formed in the tubular body 3, and the through hole and its vicinity are fixed to the fixing rod 23. As a result, the tubular body 3 is supported by the fixing rod 23 and is provided inside the frame body 2.
Further, as shown in FIG. 4, each compressor unit 4 is fixed to a fixing rod 23 adjacent to the right side thereof via a bracket 24. As a result, each compressor unit 4 is positioned and provided at a predetermined position inside the tubular body 3 provided inside the frame body 2.

コンプレッサユニット４は、図３に示すように、筒状体３の正面側(図３において、左端部開口）の開口から当該筒状体３の内部に流入した風によって回転可能な羽根車５と、スクリューコンプレッサ６と、羽根車５の回転をその回転速度を増速してスクリューコンプレッサ６の後述するスクリュー１０の回転軸１０ａに伝達する回転伝達機構７とを備えている。 As shown in FIG. 3, the compressor unit 4 has an impeller 5 that can be rotated by the wind flowing into the tubular body 3 from the opening on the front side (left end opening in FIG. 3) of the tubular body 3. The screw compressor 6 is provided with a rotation transmission mechanism 7 for increasing the rotation speed of the impeller 5 and transmitting the rotation of the impeller 5 to the rotation shaft 10a of the screw 10 described later.

羽根車５は、図４および図６に示すように、円筒状の回転部材５１と、この回転部材５１の外周部に固定された円筒状の取付部５２と、この取付部５２の外周部に設けられた複数の羽根５３とを備えている。
したがって羽根車５が回転することによって、回転部材５１が回転するようになっている。 As shown in FIGS. 4 and 6, the impeller 5 is provided on a cylindrical rotating member 51, a cylindrical mounting portion 52 fixed to the outer peripheral portion of the rotating member 51, and an outer peripheral portion of the mounting portion 52. It is provided with a plurality of provided blades 53.
Therefore, as the impeller 5 rotates, the rotating member 51 rotates.

スクリューコンプレッサ６は、図６および図７に示すように、５対のスクリュー１０，１１を備えており、スクリュー１０，１１が噛み合いながら回転することにより、それぞれの外周面に形成された歯と溝との間の容積を減少させて圧縮空気を作り出すようになっている。また、５対のスクリュー１０，１１はそれぞれハウジング１２に収容されている。つまり、５対のスクリュー１０，１１はそれぞれ１対ずつハウジング１２に収容されている。
このハウジング１２は断面略瓢箪型に形成されており、その一方の円筒部内にスクリュー１０が収容され、他方の円筒部内にスクリュー１１が収容されている。また、スクリュー１０，１１のそれぞれの外周部はそれぞれ円筒部の内壁面に摺接している。 As shown in FIGS. 6 and 7, the screw compressor 6 includes five pairs of screws 10 and 11, and the screws 10 and 11 rotate while meshing with each other to form teeth and grooves on their outer peripheral surfaces. The volume between the and is reduced to create compressed air. Further, the five pairs of screws 10 and 11 are housed in the housing 12, respectively. That is, one pair of each of the five pairs of screws 10 and 11 is housed in the housing 12.
The housing 12 is formed in a substantially gourd-shaped cross section, and the screw 10 is housed in one of the cylindrical parts and the screw 11 is housed in the other cylindrical part. Further, the outer peripheral portions of the screws 10 and 11 are in sliding contact with the inner wall surface of the cylindrical portion, respectively.

また、スクリュー１０の回転軸１０ａはハウジング１２に設けられた軸受１０ｂ，１０ｂによって回転自在に支持され、スクリュー１１の回転軸１１ａはハウジング１２に設けられた軸受１１ｂ，１１ｂによって回転自在に支持されている。
また、ハウジング１２の前端部（図６において左端部）には、スクリュー１０，１１間に空気を導入する図示しない導入孔が形成され、後端部（図６において右端部）には、スクリュー１０，１１によって圧縮された空気を後方（図６において右方）に排出する図示しない排出孔が形成されている。
なお、各ハウジング１２の後端部に設けられている排出孔に、それぞれ図示しない排出パイプの一端部を接続するとともに、他端部を後方に位置するコンプレッサユニット４のスクリューコンプレッサ６のハウジング１２の先端部に設けられた導入孔に接続してもよい。 Further, the rotating shaft 10a of the screw 10 is rotatably supported by bearings 10b and 10b provided in the housing 12, and the rotating shaft 11a of the screw 11 is rotatably supported by bearings 11b and 11b provided in the housing 12. There is.
Further, an introduction hole (not shown) for introducing air is formed between the screws 10 and 11 at the front end portion (left end portion in FIG. 6) of the housing 12, and the screw 10 is formed at the rear end portion (right end portion in FIG. 6). A discharge hole (not shown) is formed to discharge the air compressed by, 11 to the rear (right side in FIG. 6).
One end of a discharge pipe (not shown) is connected to a discharge hole provided at the rear end of each housing 12, and the other end of the housing 12 of the screw compressor 6 of the compressor unit 4 is located rearward. It may be connected to an introduction hole provided at the tip.

このような５つのハウジング１２は、図７に示すように、円筒状のケーシング１５の内部に周方向に等間隔で配置固定されている。
また、ケーシング１５の外側には、回転部材５１が設けられており、この回転部材５１とケーシング１５との間に軸受１６，１６がケーシング１５の軸方向に離間して設けられている。したがって、羽根車５の回転によって回転部材５１が回転しても、ケーシング１５は回転せず、固定状態にある。
また、図８に示すように、最も後側（図３において最も右側）に位置するコンプレッサユニット４のスクリューコンプレッサ６の５つのハウジング１２の後端部に設けられている排出孔には、排出パイプ１３の一端部が接続されており、当該排出部パイプ１３の他端部は集中排出部１４に接続されている。この集中排出部１４には集中排出パイプ１４ａの一端部が接続されており、他端部はケーシング１５の外周壁を貫通して外部に露出している。 As shown in FIG. 7, such five housings 12 are arranged and fixed inside the cylindrical casing 15 at equal intervals in the circumferential direction.
Further, a rotating member 51 is provided on the outside of the casing 15, and bearings 16 and 16 are provided between the rotating member 51 and the casing 15 so as to be separated from each other in the axial direction of the casing 15. Therefore, even if the rotating member 51 is rotated by the rotation of the impeller 5, the casing 15 does not rotate and is in a fixed state.
Further, as shown in FIG. 8, a discharge pipe is provided in the discharge holes provided at the rear ends of the five housings 12 of the screw compressor 6 of the compressor unit 4 located on the rearmost side (the rightmost side in FIG. 3). One end of 13 is connected, and the other end of the discharge pipe 13 is connected to the centralized discharge part 14. One end of the centralized discharge pipe 14a is connected to the centralized discharge portion 14, and the other end portion penetrates the outer peripheral wall of the casing 15 and is exposed to the outside.

前記回転伝達機構７は、図４および図６に示すように、内周部に歯が形成されたリングギア７１と、このリングギア７１の内側に配置されて、当該リングギア７１と噛合する複数（図４において５つ）のピニオンギア７２とを備えている。
リングギア７１は前記回転部材５１と同軸に配置され、かつ、当該回転部材５１の内周面に固定されている。したがって、羽根車５の回転によって回転部材５１が回転すると、この回転部材５１とともにリングギア７１は羽根車５および回転部材５１と同軸に同方向に回転するようになっている。 As shown in FIGS. 4 and 6, the rotation transmission mechanism 7 includes a ring gear 71 having teeth formed on its inner peripheral portion, and a plurality of rotation transmission mechanisms 7 arranged inside the ring gear 71 and meshing with the ring gear 71. It is equipped with (five in FIG. 4) pinion gears 72.
The ring gear 71 is arranged coaxially with the rotating member 51 and is fixed to the inner peripheral surface of the rotating member 51. Therefore, when the rotating member 51 is rotated by the rotation of the impeller 5, the ring gear 71 is rotated in the same direction as the impeller 5 and the rotating member 51 together with the rotating member 51.

ピニオンギア７２はリングギア７１の周方向に等間隔で配置されており、各ピニオンギア７２は各スクリュー１０の回転軸１０ａの一端部（図６において左端部）に取り付けられている。つまり、５対のスクリュー１０，１１の５本のスクリュー１０の回転軸１０ａの一端部にそれぞれピニオンギア７２が取り付けられている。
したがって、リングギア７１が回転することによって、５つのピニオンギア７２がそれぞれ同回転速度で同方向に回転するようになっている。また、リングギア７１が羽根車５によって１回転すると、ピニオンギア７２が１０回転するように、リングギア７１およびピニオンギア７２の歯数や径が設定されている。したがって、このような回転伝達機構７では、羽根車５の回転速度を１０倍に増速してピニオンギア７２が回転し、この回転によってスクリュー１０の回転軸１０ａが羽根車５より１０倍の回転速度で回転するようになっている。 The pinion gears 72 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ring gear 71, and each pinion gear 72 is attached to one end (left end in FIG. 6) of the rotation shaft 10a of each screw 10. That is, the pinion gear 72 is attached to one end of the rotating shaft 10a of the five screws 10 of the five pairs of screws 10 and 11, respectively.
Therefore, as the ring gear 71 rotates, the five pinion gears 72 rotate in the same direction at the same rotation speed. Further, the number of teeth and the diameter of the ring gear 71 and the pinion gear 72 are set so that the pinion gear 72 rotates 10 times when the ring gear 71 makes one rotation by the impeller 5. Therefore, in such a rotation transmission mechanism 7, the rotation speed of the impeller 5 is increased 10 times to rotate the pinion gear 72, and this rotation causes the rotation shaft 10a of the screw 10 to rotate 10 times more than the impeller 5. It is designed to rotate at a speed.

また、スクリュー１０の回転軸１０ａの他端部（図６において右端部）には、図８に示すように、ギア１８が取り付けられ、スクリュー１１の回転軸１１ａの他端部には、ギア１８と等しい構成のギア１９が取り付けられている。
そして、これらギア１８，１９が互いに噛合しており、これによって、スクリュー１０が回転すると、回転軸１１ａ、ギア１８，１９および回転軸１１ａを介してスクリュー１１がスクリュー１０と逆方向に回転するようになっている。 Further, as shown in FIG. 8, a gear 18 is attached to the other end of the rotating shaft 10a of the screw 10 (the right end in FIG. 6), and the gear 18 is attached to the other end of the rotating shaft 11a of the screw 11. A gear 19 having the same configuration as the above is attached.
Then, these gears 18 and 19 mesh with each other, so that when the screw 10 rotates, the screw 11 rotates in the direction opposite to the screw 10 via the rotating shaft 11a, the gears 18, 19 and the rotating shaft 11a. It has become.

このような構成の空気圧縮装置１は、例えば建物の屋上等に設置されて使用される。この場合、空気圧縮装置１の筒状体３の前面開口を風上側に向けて設置される。
風が筒状体３にその前面開口から流入すると、この風によって筒状体３の内部の羽根車５が回転する。羽根車５は、複数（例えば８個）のコンプレッサユニット４にそれぞれ設けられているので、８つの羽根車５がそれぞれ回転する。 The air compressor 1 having such a configuration is installed and used on, for example, the rooftop of a building. In this case, the front opening of the tubular body 3 of the air compression device 1 is installed so as to face the windward side.
When the wind flows into the tubular body 3 from its front opening, the wind causes the impeller 5 inside the tubular body 3 to rotate. Since the impellers 5 are provided in a plurality of (for example, eight) compressor units 4, the eight impellers 5 rotate respectively.

そして、各コンプレッサユニット４の羽根車５の回転速度が回転伝達機構７によって１０倍の回転速度に増速されてスクリュー１０の回転軸１０ａに伝達される。つまり、羽根車５が回転に伴って回転部材５１が回転し、この回転部材５１の回転に伴ってリングギア７１が回転する。このリングギア７１の回転によって、５つのピニオンギア７２がそれぞれリングギア７１より１０倍の回転速度でそれぞれ回転する。そして、ピニオンギア７２の回転に伴って回転軸１０ａが回転してスクリュー１０が回転する。 Then, the rotation speed of the impeller 5 of each compressor unit 4 is increased to 10 times the rotation speed by the rotation transmission mechanism 7 and transmitted to the rotation shaft 10a of the screw 10. That is, the rotating member 51 rotates as the impeller 5 rotates, and the ring gear 71 rotates as the rotating member 51 rotates. By the rotation of the ring gear 71, each of the five pinion gears 72 rotates at a rotation speed 10 times that of the ring gear 71. Then, as the pinion gear 72 rotates, the rotation shaft 10a rotates and the screw 10 rotates.

一方、スクリュー１１がスクリュー１０に噛合しているとともに、スクリュー１１の回転軸１１ａに取り付けられているギア１９とスクリュー１０の回転軸１０ａに取り付けられているギア１８とが噛合しているので、スクリュー１０の回転に伴ってスクリュー１１がスクリュー１０と逆方向に同回転速度で回転する。
筒状体３の内部に流入した空気は、コンプレッサユニット４のハウジング１２の前端部に設けられた導入孔からスクリュー１０，１１間に入り込み、スクリュー１０，１１が噛み合いながら回転することによって、それぞれの外周面に形成された歯と溝との間の容積を減少させて空気を圧縮し、圧縮された圧縮空気はハウジング１２の後端部に設けられた排出孔から、例えば排出パイプを通して後方に向けて排出される。 On the other hand, since the screw 11 meshes with the screw 10 and the gear 19 attached to the rotating shaft 11a of the screw 11 and the gear 18 attached to the rotating shaft 10a of the screw 10 mesh with each other, the screw. With the rotation of 10, the screw 11 rotates in the direction opposite to that of the screw 10 at the same rotation speed.
The air that has flowed into the tubular body 3 enters between the screws 10 and 11 through the introduction holes provided at the front end of the housing 12 of the compressor unit 4, and the screws 10 and 11 rotate while meshing with each other. The volume between the teeth and the groove formed on the outer peripheral surface is reduced to compress the air, and the compressed compressed air is directed backward from the discharge hole provided at the rear end of the housing 12, for example, through a discharge pipe. Is discharged.

また、圧縮空気を作り出すコンプレッサユニット４が筒状部材３の内部に軸方向に沿って所定間隔で複数設けられているので、前方のコンプレッサユニット４によって作り出された圧縮空気は後方のコンプレッサユニット４によってさらに圧縮される。つまり、前側のコンプレッサユニット４によって圧縮された圧縮空気が排出パイプによって、後側のコンプレッサユニット４のハウジング１２に導入されてさらに圧縮される。
このように、筒状体３の一方の開口から流入した風（空気）が複数のコンプレッサユニット４によって順次圧縮されていく。 Further, since a plurality of compressor units 4 for producing compressed air are provided inside the tubular member 3 at predetermined intervals along the axial direction, the compressed air produced by the front compressor unit 4 is collected by the rear compressor unit 4. Further compressed. That is, the compressed air compressed by the front compressor unit 4 is introduced into the housing 12 of the rear compressor unit 4 by the discharge pipe and further compressed.
In this way, the wind (air) flowing in from one opening of the tubular body 3 is sequentially compressed by the plurality of compressor units 4.

そして、最も後方に位置するコンプレッサユニット４のスクリューコンプレッサ６によって圧縮された圧縮空気は５つのハウジング１２からそれぞれ排出パイプ１３によって排出され、集中排出部１４に集中されて集中排出パイプ１４ａから排出される。このため筒状体３の他方の開口から高圧縮の圧縮空気が排出される。 Then, the compressed air compressed by the screw compressor 6 of the compressor unit 4 located at the rearmost position is discharged from each of the five housings 12 by the discharge pipe 13, concentrated in the centralized discharge section 14, and discharged from the centralized discharge pipe 14a. .. Therefore, highly compressed compressed air is discharged from the other opening of the tubular body 3.

本実施の形態に係る空気圧縮装置１は、自然の風を利用して空気を圧縮することができるので、電源設備を要することなく使用することができる。そして、空気圧縮装置１によって得られた高圧の圧縮空気は、例えば、圧縮空気を利用した発電装置、ゼオライトフィルタを利用した酸素の製造やその他の新たなエネルギーとして利用することができる。新たなエネルギーとしては、例えば圧縮空気を高圧タンクに充填しておき、この高圧タンクから圧縮空気を自動車エンジンのシリンダに供給することで、自動車を走らせるようにしてもよい。 Since the air compression device 1 according to the present embodiment can compress air by using natural wind, it can be used without requiring power supply equipment. The high-pressure compressed air obtained by the air compressor 1 can be used, for example, as a power generation device using compressed air, oxygen production using a zeolite filter, or other new energy. As new energy, for example, compressed air may be filled in a high-pressure tank, and compressed air may be supplied from the high-pressure tank to a cylinder of an automobile engine to run an automobile.

また、回転伝達機構７は、羽根車５に回転部材５１を介して設けられて当該羽根車５とともに回転可能なリングギア７１と、このリングギア７１の内側に配置されて当該リングギア７１と噛合するピニオンギア７２とを有し、ピニオンギア７２がスクリュー１０の回転軸１０ａの一端部に取り付けられ、一方の回転軸１０ａの他端部に取り付けられたギア１８と、他方のスクリュー１１の回転軸１１ａの他端部に取り付けられたギア１９とが噛合しているので、リングギア７１およびピニオンギア７２の歯数や径を調整することによって、回転軸１０ａの増速量を容易に調整できる。また、一方のスクリュー１０の回転軸１０ａの他端部に取り付けられたギア１８と、他方のスクリュー１１の回転軸１１ａの他端部に取り付けられたギア１９とが噛合しているので、１対のスクリュー１０，１１を安定的に同期させながら反対側に回転させることができる。 Further, the rotation transmission mechanism 7 is provided on the impeller 5 via a rotating member 51 and is rotatable together with the impeller 5, and the ring gear 71 is arranged inside the ring gear 71 and meshes with the ring gear 71. The pinion gear 72 is attached to one end of the rotating shaft 10a of the screw 10, the gear 18 is attached to the other end of one rotating shaft 10a, and the rotating shaft of the other screw 11. Since the gear 19 attached to the other end of the 11a is engaged, the speed increase amount of the rotating shaft 10a can be easily adjusted by adjusting the number of teeth and the diameter of the ring gear 71 and the pinion gear 72. Further, since the gear 18 attached to the other end of the rotating shaft 10a of one screw 10 and the gear 19 attached to the other end of the rotating shaft 11a of the other screw 11 are meshed with each other, one pair. Screws 10 and 11 can be rotated to the opposite side while being stably synchronized.

さらに、スクリューコンプレッサ６は５対のスクリュー１０，１１を有し、リングギア７１と噛合するピニオンギア７２が５個設けられ、各ピニオンギア７２がスクリュー１０の回転軸１０ａの一端部に取り付けられているので、１対のスクリューを有するものに比して、大量の圧縮空気を得ることができる。
また、スクリュー１０，１１の対の数だけピニオンギア７２を備え、当該ピニオンギア７２がリングギア７１の回転によって回転するので、羽根車５の回転によってリングギア７１、５つのピニオンギア７２および回転軸１０ａを介して５対のスクリュー１０，１１が回転するので、効率的に圧縮空気を得ることができる。 Further, the screw compressor 6 has five pairs of screws 10 and 11, five pinion gears 72 that mesh with the ring gear 71 are provided, and each pinion gear 72 is attached to one end of the rotating shaft 10a of the screw 10. Therefore, a large amount of compressed air can be obtained as compared with the one having a pair of screws.
Further, pinion gears 72 are provided as many as the number of pairs of screws 10 and 11, and the pinion gear 72 is rotated by the rotation of the ring gear 71. Therefore, the rotation of the impeller 5 causes the ring gear 71, the five pinion gears 72, and the rotation shaft. Since the five pairs of screws 10 and 11 rotate through the 10a, compressed air can be efficiently obtained.

また、筒状体３の内部に、コンプレッサユニット４が筒状体３の軸方向に所定間隔で複数設けられているので、筒状体３の一方の開口から流入した風（空気）が複数のコンプレッサユニット４によって順次圧縮されていき、筒状体３の他方の開口から高圧縮の圧縮空気が排出される。したがって、高圧縮の圧縮空気を得ることができるとともに、コンプレッサユニット４の数を調整することによって、空気の圧縮度を調整することができる。 Further, since a plurality of compressor units 4 are provided inside the tubular body 3 at predetermined intervals in the axial direction of the tubular body 3, a plurality of winds (air) flowing in from one opening of the tubular body 3 are provided. It is sequentially compressed by the compressor unit 4, and highly compressed compressed air is discharged from the other opening of the tubular body 3. Therefore, highly compressed compressed air can be obtained, and the degree of compression of air can be adjusted by adjusting the number of compressor units 4.

なお、本実施の形態では、羽根車５の回転をその回転速度を増速してスクリュー１０の回転軸１０ａに伝達する回転伝達機構７としてリングギア７１とピニオンギア７２とによって構成さしたが、回転伝達機構７は羽根車５の回転をその回転速度を増速して回転軸１０ａに伝達できれば、他の回転伝達機構を採用できる。 In the present embodiment, the ring gear 71 and the pinion gear 72 are configured as a rotation transmission mechanism 7 for transmitting the rotation of the impeller 5 to the rotation shaft 10a of the screw 10 by increasing the rotation speed. If the rotation transmission mechanism 7 can transmit the rotation of the impeller 5 to the rotation shaft 10a by increasing its rotation speed, another rotation transmission mechanism can be adopted.

１ 空気圧縮装置
３ 筒状体
４ コンプレッサユニット
５ 羽根車
６ スクリューコンプレッサ
７ 回転伝達機構
１０，１１ スクリュー
１０ａ，１１ａ 回転軸
７１ リングギア
７２ ピニオンギア 1 Air compressor 3 Cylindrical body 4 Compressor unit 5 Impeller 6 Screw compressor 7 Rotation transmission mechanism 10, 11 Screw 10a, 11a Rotation shaft 71 Ring gear 72 Pinion gear

Claims (4)

複数の構造材が直方体状に接続されてなる直方体フレーム状の枠体と、
この枠体の内部に、軸方向を前記枠体の長手方向に沿わせて設けられた筒状体と、
この筒状体の内部に当該筒状体の軸方向に所定間隔で複数設けられたコンプレッサユニットとを備え、
前記コンプレッサユニットは、前記筒状体の内部に流入した風によって回転可能な羽根車と、
少なくとも１対のスクリューを噛合わせた空間で空気を圧縮するスクリューコンプレッサと、
前記羽根車の回転をその回転速度を増速して前記スクリューの回転軸に伝達する回転伝達機構を備え、
前記枠体に、当該枠体の内部に向けて斜め方向に延びる複数本の固定棒が設けられ、
複数本の前記固定棒は前記枠体の正面視においてＸ字状に交差して設けられ、かつ、前記枠体の側面視において、前記枠体の長手方向に沿って所定間隔で設けられ、
前記固定棒の一端部は前記枠体の長辺側の前記構造材に固定され、前記固定棒の他端部は前記枠体の前記長辺側と斜めに対向する長辺側の前記構造材に固定され、
さらに、前記固定棒は前記筒状体に形成された貫通孔を貫通しており、この貫通孔およびその近傍が前記固定棒に固定され、
複数の前記コンプレッサユニットは、当該コンプレッサユニットに隣接する前記固定棒に固定されていることを特徴とする空気圧縮装置。 A rectangular parallelepiped frame-like frame in which multiple structural materials are connected in a rectangular parallelepiped shape,
A tubular body provided inside the frame with the axial direction along the longitudinal direction of the frame, and
A plurality of compressor units provided at predetermined intervals in the axial direction of the tubular body are provided inside the tubular body.
The compressor unit includes an impeller that can be rotated by the wind that has flowed into the tubular body.
A screw compressor that compresses air in a space where at least one pair of screws are engaged,
A rotation transmission mechanism for transmitting the rotation of the impeller to the rotation shaft of the screw by increasing the rotation speed thereof is provided .
The frame body is provided with a plurality of fixing rods extending in an oblique direction toward the inside of the frame body.
The plurality of fixing rods are provided so as to intersect each other in an X shape in the front view of the frame body, and are provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the frame body in the side view of the frame body.
One end of the fixing rod is fixed to the structural material on the long side of the frame, and the other end of the fixing rod is the structural material on the long side diagonally opposed to the long side of the frame. Fixed to
Further, the fixing rod penetrates a through hole formed in the tubular body, and the through hole and its vicinity are fixed to the fixing rod.
An air compression device , wherein the plurality of the compressor units are fixed to the fixed rods adjacent to the compressor units. 前記回転伝達機構は、前記羽根車に設けられて当該羽根車とともに回転可能なリングギアと、
このリングギアの内側に配置されて当該リングギアと噛合するピニオンギアとを有し、
このピニオンギアが１対の前記スクリューのうちの一方の回転軸の一端部に取り付けられ、
当該一方の回転軸の他端部に取り付けられたギアと、他方の前記スクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアとが噛合していることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。 The rotation transmission mechanism includes a ring gear provided on the impeller and capable of rotating together with the impeller.
It has a pinion gear that is placed inside the ring gear and meshes with the ring gear.
This pinion gear is attached to one end of a rotating shaft of one of the pair of screws.
The air according to claim 1, wherein a gear attached to the other end of the rotating shaft of one of the screws and a gear attached to the other end of the rotating shaft of the other screw are in mesh with each other. Compressor. 前記スクリューコンプレッサはｎ対（但し、ｎは２以上の自然数）のスクリューを有し、
前記リングギアと噛合する前記ピニオンギアがｎ個（但し、ｎは２以上の自然数）設けられ、
各ピニオンギアが各１対の前記スクリューのうちの一方の回転軸の一端部に取り付けられ、当該一方の回転軸の他端部に取り付けられたギアと、他方の前記スクリューの回転軸の他端部に取り付けられたギアとが噛合していることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮装置。 The screw compressor has n pairs of screws (where n is a natural number of 2 or more).
N pinion gears (where n is a natural number of 2 or more) that mesh with the ring gear are provided.
Each pinion gear is attached to one end of a rotating shaft of one of the pair of screws, a gear attached to the other end of the one rotating shaft, and the other end of the rotating shaft of the other screw. The air compression device according to claim 2, wherein the gears attached to the portions are engaged with each other. 前記コンプレッサユニットは、一対の前記スクリューを収容するハウジングを備え、
前記ハウジングの前端部に、一対の前記スクリュー間に空気を導入する導入孔が形成され、前記ハウジングの後端部に、一対の前記スクリューによって圧縮された空気を後方に排出する排出孔が形成され、
最も後側に位置する前記スクリューコンプレッサの前記ハウジングの後端部に形成された前記排出孔に、排出パイプの一端部が接続され、当該排出部パイプの他端部は集中排出部に接続され、この集中排出部に集中排出パイプの一端部が接続され、他端部は前記ハウジングが内部に固定され、かつ前記羽根車の内側に設けられて、当該羽根車を回転可能に支持する円筒状のケーシングの外周壁を貫通して外部に露出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気圧縮装置。 The compressor unit comprises a housing for accommodating the screw one pair,
An introduction hole for introducing air is formed between the pair of screws at the front end of the housing, and an exhaust hole for discharging air compressed by the pair of screws to the rear is formed at the rear end of the housing. ,
One end of the discharge pipe is connected to the discharge hole formed at the rear end of the housing of the screw compressor located at the rearmost side, and the other end of the discharge pipe is connected to the centralized discharge portion. One end of the centralized discharge pipe is connected to the centralized discharge portion, and the other end is a cylindrical shape in which the housing is fixed inside and the impeller is provided inside the impeller so as to rotatably support the impeller. The air compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the air compressor penetrates the outer peripheral wall of the casing and is exposed to the outside.
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