JPS5848756B2 - スクリユ−流体機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は，高圧ガスを生成する圧縮機、冷凍機用圧縮
機あるいは空調機用圧縮機などに使用されるスクリュー
流体機械に関する。

従来のスクリュー流体機械の一例を第１図および第２図
により説明する。

同図に示したスクリュー流体機械は犬別して、駆動電動
機１と変速装置２と圧縮機３とから構成され、駆動電動
機１と変速装置２とは共通基礎５の上に据付けられてい
る。

圧縮機３は低圧段圧縮機３ｌと高圧段圧縮機３ｈとから
なり変速装置２のケーシング６にフランジ止めされてい
る。

冷却器４は中間冷却器４１と後置冷却器４ａとからなり
、中間冷却器４１は低圧段圧縮機３ｌと高圧段圧縮機３
ｈとの間のガス流路中に介挿され、後置冷却器４ａは、
高圧段圧縮機３ｈの吐出ガス流路中に介挿されて（・る
。

変速装置２は、ケーシング６に軸受７，８を介して支持
された回転軸９を有する。

この回転軸９には駆動歯車１０が固定されている。

駆動歯車１０には２個の従動歯車１１，１２が噛合って
おり、従動歯車１１は低圧段圧縮機３ｌのロータ軸１３
に、従動歯車１２は高圧段圧縮機３ｈのロータ軸１４に
各々固定されている。

回転軸９の一端は、ケーシング６を貫通して外部に突出
しており、この突出した端部にカップリング１５が取り
付けられ、カップリング１５により回転軸９と駆動電動
機１とは連結されている。

低圧段圧縮機３ｌの吸込ガス流路には吸込側消音器１６
が設置されており、高圧段圧縮機３ｈの吐出ガス流路に
は吐出側消音器１７が設置されて℃・る。

このような従来のスクリュー流体機械においては、低圧
段圧縮機３１、高圧段圧縮機３ｈおよび変速装置２は一
体化されていると考えられるが、これらと中間冷却４１
、後置冷却器４ａ、吸込側消音器１６、吐出側消音器１
７、あるいはこの実施例には示していないが、油分離器
、油冷却器など圧縮機３の補器は、一体化されていない
上前記の補器は要求される仕様に応じて、適当に組合せ
ることが行なわれており、そのためにスペースファクタ
ーが悪く、大きな据付け空間を要する。

また、騒音の発生源となる圧縮機３が露出しているから
音が直接周囲に伝わり騒音が大きい。

この発明は、上記の点に鑑み発明したもので、圧縮機の
ケーシングに空間を設け，この空間に前述したような圧
縮機の補器な納めたスクリュー流体機械に関するもので
ある。

以下この発明の一実施例を図面により説明する。

第３図〜第６図はこの発明の第１の実施例であって、第
３図は、圧縮機のロータ軸に平行に切断したもので第４
，５．６図の■一■線断面図に当る。

第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は第３図
の■−■断面図、第６図は第３図のＶＩ−Ｖｌ線断面図
である。

ケーシング１８はロータケーシング１９と端面ケーシン
グ２０とからなり、これらが結合されて一体となってい
る。

ロータケーシング１９は、外壁２１と内壁２２と、外壁
２１と内壁２２とを連結する連結部材２３（２３ａ〜２
３ｈ）とからなり、外壁２１と内壁２２との間には空間
が存在する。

この空間は前記連結部材２３によって複数の小空間に区
画されている。

これらの小空間は、小空間２４が低圧段吐出通路、小空
間２５．２６が中間冷却器、小空間２７が戻り通路、小
空間２８が高圧段通路、小空間２９，３０が後置令却器
、小空間３１が戻り通路として各々使用されている。

中間冷却器、後置冷却器として使用される小空間２５
，２６ ，２９３０には複数の伝熱管３２が管板に支持
されたチューブネストが設置されている。

またロータケーシング１９は、内壁２２の内方に、互に
交差する２つの円筒形孔からなる２個の作動空間３３，
３４を有する。

作動空間３３は低圧段用で、一部が内壁２２を兼用して
いる壁３５によって形成され、作動空間３４は高圧段用
で、前記と同様に壁３６によって形成されている。

低圧段用作動空間３３は吐出口３７によって低圧段吐出
通路２４と連通されている。

高圧段用作動空間３４は、吐出口３８によって高圧段吐
出通路２８と連通されている。

中間冷却器として使用される小空間２５と小空間２６と
の間の連結部材２３ｂおよび後置冷却器として使用され
る小空間２９と小空間３０との間の連結部材２３ａには
それぞれ開口３９が設けられ、小空間２５と小空間２６
および小空間２９と小空間３０は開口３９によって互い
に連通されている。

端面ケーシング２０は、ロータケーシング１９の外壁２
１に対応する位置に外壁４０、内壁２２に対応する位置
に内壁４１，連結部材２３ａに対応する位置に区画部材
４２ａ、連結部材２３ｃに対応する位置に区画部材４２
ｃ、連結部材２３ｅに対応する位置に区画部材４２ｅ、
連結部材２３ｇに対応する位置に区画部材４２ｇ、連結
部材２３ｈに対応する位置に区画部材４２ｈが設けられ
ており、これらによって複数の空間が形成されている。

これらの空間は、次のように使用されている。

即ち空間４３は低圧段吸込通路、空間４４は、中間冷却
器ＩＣの多数の伝熱管３２内を互に連通ずる連絡通路、
空間４５は、高圧段吸込通路，空間４６は、後置冷却器
ＡＣの多数の伝熱管３２内を互に連通ずる連絡通路、空
間４１は、排出通路として各々使用される。

内壁４１の内側には、低圧段吸込通路４３と高圧段吸込
通路４５とを仕切る仕切壁４８が設けられている。

ロータケーシング１９の端面ケーシング２０が取付けら
れている反対側端面には吐出力バー４９が結合されてい
る。

この吐出力バー４９はロータケーシング１９の外壁２１
に対応する位置に外壁５０、内壁２２に対応する位置に
内壁５１を有する。

ロータケーシング１９の連絡部材２３ｂ，２３ｄ，２３
ｆ，２３ｈに対応する位置に、区画部材５２ｂ，５２ｄ
，５２ｆ，５２ｈが設けられており、これらによって外
壁５０と内壁５１との間に、複数に区画された空間が形
成されている。

これらの空間は次のように使用されている。

即ち空間５３は中間冷却器ＩＣの小空間２５に納められ
た伝熱管３２内を互に連通させる連絡通路、空間５４は
、中間冷却器ＩＣの小空間２６に納められた伝熱管３２
内を互に連通させる連絡通路、空間５５は、後置冷却器
ＡＣの小空間２９に納められた伝熱管３２内を互に連通
ずる連絡通路、空間５６は後置冷却器ＡＣの小空間３０
に納められた伝熱管３２内を互に連通ずる連絡通路とし
て各々使用されている。

連絡通路５３は、開口５７によって低圧段吐出通路２４
と連通され、連絡通路５４は、開口５８によって戻り通
路２７と連通され、連絡通路５５は開口５９によって高
圧段吐出通路２８と連通され、連絡通路５６は開口６０
によって戻り通路３１と連通されている。

ロータヶーシング１９の低圧段用作動空間３３には、互
に噛合って回転する対のねじロータ６１，６２が配置さ
れている。

また高圧段用作動空間３４にも同様に対のねじロータ６
３，６４に配置されている。

ネシロータ６１ ，６３のロータ軸には、ピニオン６５
．６６が固定されている。

これら両ビニオン６５ ，６６は、電動機（図示せず）
に連結された駆動歯車６１と噛合っている。

ねじロータ６１と６２のロータ軸間には互に噛合ってい
る同期歯車６８，６９、ねじロータ６３と６４０ロータ
軸間には互に噛合っている同期歯車７０．７１が配置さ
れ、各ロータ軸に固定されている。

各ねじロータ６１ ，６２，６３，６４の両端には、各
々軸受７２が配置され各ねじロータ６１６２，６３，６
４を回転自在に支持している。

次にこの実施例の作用について以下説明する。

電動機あるいは他の駆動機により、駆動歯車６７を回転
させる。

駆動歯車６７０回転が、ピニオン６５を介してねじロー
タ６１に増速されて伝達され、ねじロータ６１の回転が
同期歯車６８，６９を介してねじロータ６２に伝達され
る。

その結果両ねじロータ６１ ，６２は互に接触すること
なく噛み合って回転し、これによって低圧段用吸込通路
４３からガスを吸込み、中間圧力まで圧縮して吐出口３
７から低圧段吐出通路２４に吐出する。

この中間圧力のガスは，開口５７一連絡通路５３一伝熱
管３２内一連絡通路４４一伝熱管３２内一開口５８一戻
り通路２７の経路の順に流れ高圧段吸込通路４５に達す
る。

このガスは途中の中間冷却器ＩＣの伝熱管３２内を通る
間に伝熱管３２外の冷却液により冷却され、圧縮熱が除
去されている。

一方、ねじロータ６３には、駆動歯車６７０回転がピニ
オン６６を介して増速された状態で伝達され、さらにね
じロータ６３の回転が同期歯車７０．７１を介してねじ
ロータ６４に伝達される。

その結果両ねじロータ６３，６４は互に接触することな
く噛み合って回転する。

これによって高圧段吸込通路４５内のガス責吸込み、所
望の圧力まで圧縮して吐出口３８から高圧段吐出通路２
８に吐出する。

この圧縮ガスは、開口５９一連絡通路５５一伝熱管３２
内一連絡通路４６一伝熱管３２内一連絡通路５６一開口
６〇一戻り通路３１の経路の順に流れて排出通路゛４１
に達し、ここから圧縮ガスを使用する個所に送られる。

排出通路４７から排出されるガスは途中の後置冷却器Ａ
Ｃの伝熱管３２内を通る間に伝熱管３２外の冷却液によ
り冷却され、圧縮熱が除去されている。

次に冷却液の流れについて説明する。

冷却液は入口７３から中間冷却器ＩＣの空間２５に入り
、ここから開口３９を通って空間２６に流れ、さらにこ
こから出口７４を通って排出される。

またもう一つの流れは、入口７５から後置冷却器ＡＣの
空間２９に入り、ここから開口３９を通って小空間３０
に流れ、さらにここから出口７６を通って排出される。

前記の実施例において、中間冷却器ＩＣの小空間２５に
設置されたチューブネストを取り除いて、壁面に吸音材
を内張リし、連結部材２３ｂの開口３９を栓により塞ぎ
、入口７３を小空間２６に連通ずるように移し、後置冷
却器ＡＣの小空間２９に設置されたチューブネストを取
り除いて、壁面に吸音材を内張リし、連結部材２３ｆの
開口３９を栓により塞ぎ、入口７５を小空間３０に連通
ずるように移せば、前記実施例の中間、後置冷却器に加
え、低圧段吐出側消音器および高圧段吐出側消音器を備
えたスクリュー流体機械となる。

また低圧段吐出側消音器、高圧段吐出側消音器の何れか
一方を備えることも町能である。

第７図〜第１０図は、この発明の第２の実施例であって
、第７図は、圧縮機のロータ軸に平行に切断したもので
、第８．９．１０図の■−■線断面図に当る。

第８図は、第７図の■一■線断面図、第９図は第７図の
ＩＸ−ＩＸ線断面図、第１０図は第７図のＸ−Ｘ線断面
図である。

この実施例において、第１の実施例と同一または相当す
るものには第３図〜第６図と同一符号を付し、これらに
ついては概略説明する。

ロータケーシング１９は外壁２１と内壁２２と、外壁２
１と内壁２２とを連結する連結部材２３（２３ａ〜２３
ｄ）とからなり、外壁２１と内壁２２との間には空間が
設けられている。

この空間は、前記連結部材２３によって複数の小空間に
区画されている。

これら複数の小空間は、次のように使用されている。

すなわち、小空間７７は吸込側消音器として使用され、
壁面には吸音材７８が内張リされている。

小空間２９は後置冷却器ＡＣとして使用され、多数の伝
熱管を管板にて支持したチューブネストが設置されてい
る。

小空間２４は吐出通路として使用される。

小空間７９は吐出側消音器として使用され、壁面には吸
音材８０が内張リされている。

この実施例の場合、内壁２２は、互に交差する２つの円
筒形孔からなる作動空間３３を形成するための壁を兼ね
ており、内壁２２の中にねじロータ６Ｌ６２が納められ
ている。

吐出力バー４９は、ロータケーシング１９の外壁２１に
対応する位置に、外壁５０、内壁２２に対応する位置に
内壁５１を有する。

４た吐出力バー４９はロータケーシング１９の連結部材
２３ａ，２３ｂ，２３ｄに対応する位置に区画部材５２
ａ ，５２ｂ ，５２ｄを有する。

これら区画部材５２ａ，５２ｂ，５２ｄによって区画さ
れた空間８１は吸込側消音器７７の一部として使用され
、吸音材が内張リされている。

空間５３は連絡通路として使用され、開口５７を通じて
吐出通路２４と連通している。

空間８２は、後述する吐出側消音器の一部として使用さ
れ吐出側消音器７９に連通しており、また壁面には、吸
音材が内張リされている。

端面ケーシング２０は、ロータケーシング１９の外壁２
１に対応する位置に外壁４０、内壁２２に対応する位置
に内壁４１を有する。

また吸込ケーシング２０は、ロータケーシング１９の連
結部材２３ａ ，２３ｂに対応する位置に区画部材４
２ ａ ｓ ４ ２ ｂを有し、これら区画部材４２ａ
，４２ｂによって、２つに区画された空間が形成されて
いる。

空間４３は、吸込通路として使用され吸込側消音器７７
に連通してＬ・る。

空間４４は、伝熱管３２内と吐出側消音器７９とを連通
している。

この実施例の作用は、前記第１の実施例と実質的に同じ
である。

この第２の実施例は、吸込側または最初の段の吸込側に
消音器を配置することも可能であることを示す一例であ
る。

第１１図および第１２図は、この発明の第３の実施例を
示すもので油冷式圧縮機に適用した例である。

この実施例は、概ね第２の実施例（第７図〜第１０図）
において吐出消音器８２０代りに、その空間を油冷却器
８３として使用し、この油冷却器８３と後置冷却器２９
との間に空間８４を設け、この空間８４を油分離器とし
て使用したものである。

油冷却器８３として使用する空間には伝熱管８５が配置
されている。

油分離器として使用される空間８４には枠板８６で囲ん
だセパレータエレメント８７が配置されている。

油分離器８４、作動空間３３、後置冷却器２９および油
冷却器８３０間には油ジャット８８が設けられている。

この油ジャケット８８は細孔８９により作動空間３３と
連通され、端面ケーシング２０の連絡通路９０により伝
熱管８５内部とその吸込ケーシング側端部において連通
されている。

伝熱管８５の吐出力バー側端部は、管路（図示せず）に
より、油分離器８４の油溜り部８４ｔと連通されている
。

また管路中に油ポンプを設ける場合もある。

この実施例にお（・では，同期歯車７０．７１は取り除
かれ、ねじロータ６１，６２の噛合により、従動側とな
るねじロータに回転を伝達する。

次のこの実施例の作用を説明する。

電動機または他の駆動機により、ねじロータ６１を駆動
し、ねじロータ６１，６２を回転させる。

これによって、ガスが吸込側消音器γ７を通って作動空
間３３に吸込まれ圧縮される。

一方油分難器８４と作動空間３３との圧力差または油ポ
ンプにより油分離器８４の油溜り部８４ｔの油が油冷却
器８３の伝熱管８５内一連絡通路９０−油ジャケット８
８の順に流れ、ここから細孔８９を通って作動空間３３
に噴射され、作動空間３３に吸込まれたガスと圧縮行程
において混合し、圧縮されたガスとともに油分離器８４
に吐出される。

油を含んだ圧縮ガスは油分離器８４で油をとり除かれ、
清浄なものとなる。

この圧縮ガスは連絡通路４４を経由して後置冷却器２９
の伝熱管３２を通り冷却され、使用する個所に送られる
。

上記の各実施例においては圧縮ガスが伝熱管内を流れ冷
却液が伝熱管外を流れる構造について述べたが、この逆
でもよい。

また、高圧ガスを得る場合、その用途によって要求され
る高圧ガスの状態が異なり必らずしも、前記の実施例と
同じ補器を備えるとは限らない。

従って用途に応じ必要とする補器を選択し、選択された
補器の種類が、実施例に示されたものと異なってもこの
発明の実施例のように配置することは、この発明の範囲
に含まれる。

以上のようにこの発明の各実施例は、圧縮機と、消音器
、冷却器、油分離器などの補器を納めるケーシングを共
通化し、かつケーシング（吐出力バを含む）内にガスの
流路を形成しているので、流体機械を構成する部品の点
数が従来のものに対して２〜３割減少し小形化に効果が
ある。

また部品数の減少に伴い、加工工数、組立工数を３〜４
割削減することができる。

さらに、圧縮機の作動空間の周囲に、冷却器、消音器、
油分離器などの補器を配置し、かつガス通路中に従来の
よ５な断手部分がほとんどないので外部に伝播する音は
極めて低く、従来のスクリュー流体機械より７〜１ ０
ｄＢ騒音が低い。

以上詳細に述べたように、この発明によれば、低騒音で
あってしかも補器を含めた構成がコンパクトなスクリュ
ー流体機械を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のスクリュー流体機械の説明
用図、第３〜第１２図はこの発明の説明用図であって、
第３図は第１の実施例の断面図、第４図は、第３図のＩ
Ｖ−ＩＶ線断面図、第５図は第３図のＶ一■線断面図、
第６図は第３図の■−■線断面図、第７図は第２の実施
例の断面図、第８図は第７図の■−■線断面図、第９図
は第７図のＩＸ−ＩＸ線断面図、第１０図は第７図のＸ
−Ｘ線断面図、第１１図は第３の実施例の断面図、第１
２図は第１１図の■一■線断面図である。 １９・・・・・・ロータケーシング、２０・・・・・・
端面ケーシング、２１，４０，５０・・・・一外壁、２
２，４１，５１・・・・・・内壁、２３，４２，５２・
・−・・・連結部材、２４・・・・・・低圧段吐出通路
、２５ ， ２６・・・・・・中間冷却器、２７，３１
・・・・・・戻り通路、２８−・・・・・高圧段吐出通
路、２９，３０・−・・・・後置冷却器、３２・・・・
・・伝熱管、３３ ， ３４・・・・・・作動空間、３
５．３６・・・・・・壁、３７，３８・・・・・・吐出
口、４３・・・・・・低圧段吸込通路、４４，４６，５
３，５４，５５，５６，９０・・・・・・連絡通路、４
５・・・・・・高圧段吸込通路、４９・・・・・・吐出
カバ，６Ｌ６２，６３．６４・・・・・・ねじロータ、
６５，６６・・・・・・ピニオン ６７・・・・・・駆
動歯車、６８，６９，７０，７１・・・・・・同期歯車
、７２・・・・・・軸受、７７・・・・・・吸込側消音
器、７８，８０−・・・・・吸音材、７９・・・・・・
吐出割消音器、８３・・・・・・油冷却器、８４・・・
・・・油分離器、８５・−・・・・伝熱管、８７・−・
・・・セパレータエレメント、８８・・・・−・油シャ
ケット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作動空間を有するロータケーシングと、このロータ
   ケーシングの一方の端面に結合された端面ケーシングと
   、ロータケーシングの他方の端面に結合されたカバーと
   、作動空間に回転可能に納められたねじロータとを備え
   、ガスが吸入口を経由して作動空間に入り、作動空間か
   ら吐出口を経由して吐出されるものにおいて、前記ロー
   タケーシングは、外壁と、この外壁の内側に、外壁と間
   隔をおいて形成された内壁と、これら内壁と外壁とを互
   いに連結するとともに内壁と外壁との間に形成された空
   間を複数の小空間に区画する連結部材とを備え、そして
   前記作動空間は、ロータケーシングの内壁の内側に配置
   され、前記端面ケーシングおよびカバーは、それぞれロ
   ータケーシングに結合された状態で、２以上の前記小空
   間同士を互いに連絡する通路を有し、前記ロータケーシ
   ングの’Ｊ’１２間には、スクリュー流体機械用の補器
   の中から選択されたｌ以上の補器を納めたことを特徴と
   するスクリュー流体機械。 ２ 特許請求の範囲第１項において、ねじロータを納め
   ている作動空間に油を供給しないドライ形であるスクリ
   ュー流体機械。 ３ 特許請求の範囲第１項において、ねじロータを納め
   ている作動空間に油を供給する油噴射形であるスクリュ
   ー流体機械。 ４ 特許請求の範囲第２項において、補器がガス冷却器
   であるスクリュー流体機械。 ５ 特許請求の範囲第２項において補器が消音器とガス
   冷却器であるスクリュー流体機械。 ６ 特許請求の範囲第３項において、補器が油分離器と
   油冷却器であるスクリュー流体機械。 ７ 特許請求の範囲第３項において、補器が油分離器と
   油冷却器とガス冷却器であるスクリュー流体機械。 ８ 特許請求の範囲第３項において、補器が油分離器と
   油冷却器とガス冷却器と消音器であるスクリュー流体機
   械。 ９ 特許請求の範囲第４、５，７，８項のいずれかにお
   いて、ガス冷却器が前置形であるスクリュー流体機械。 １０ 特許請求の範囲第４、５，７，８項のいずれか
   において ガス冷却器が中間形であるスクリュー流体機
   械。 １１ 特許請求の範囲第４、５、７、８項のいずれに
   おいて、ガス冷却器が後置形であるスクリュー流体機械
   。 １２ 特許請求の範囲第４，５，７，８項のいずれか
   において、ガス冷却器が前置形と中間形であるスクリュ
   ー流体機械。 １３ 特許請求の範囲第４、５，７，８項のいずれに
   おいて、ガス冷却器が前置形と後置形であるスクリュー
   流体機械。 １４ 特許請求の範囲第４、５、７、８項のいずれに
   おいて、ガス冷却器が中間形と後置形であるスクリュー
   流体機械。 １５ 特許請求の範囲第５、８、９、１０、１１、１
   ２，１３、１４項のいずれかにおいて、消音器が吸込側
   消音器であるスクリュー流体機械。 １６ 特許請求の範囲第５、８、９、１０、１１，１
   ２、１３、１４項のいずれかにおいて、消音器が吐出側
   消音器であるスクリ，ユー流体機械。 １１ 特許請求の範囲第５、８，９．１０、１１，１
   ２，１３、１４項のいずれかにおいて、消音器が吸込側
   消音器と吐出側消音器であるスクリュー流体機械。