WO2018124187A2 - 空気圧縮装置 - Google Patents

空気圧縮装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018124187A2
WO2018124187A2 PCT/JP2017/046931 JP2017046931W WO2018124187A2 WO 2018124187 A2 WO2018124187 A2 WO 2018124187A2 JP 2017046931 W JP2017046931 W JP 2017046931W WO 2018124187 A2 WO2018124187 A2 WO 2018124187A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screw
compressor
gear
cylindrical body
impeller
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/046931
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2018124187A3 (ja
Inventor
グエン タン レー
Original Assignee
グエン チー カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by グエン チー カンパニー リミテッド filed Critical グエン チー カンパニー リミテッド
Publication of WO2018124187A2 publication Critical patent/WO2018124187A2/ja
Publication of WO2018124187A3 publication Critical patent/WO2018124187A3/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F16H1/10—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes one of the members being internally toothed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to an air compressor provided with a screw compressor.
  • a screw compressor is known as an example of a compressor that generates compressed air.
  • a biaxial screw compressor includes a casing and a pair of screws supported by the casing so as to be rotatable about an axis, and compresses air in a space in which the pair of screws are engaged.
  • a pulley is attached to the rotating shaft of one screw of the pair of screws, and an endless shape is provided between the pulley and a driving pulley fixed to the end of the rotating shaft of a power source such as a motor. This pulley is rotated 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 screw.
  • the pair of screws rotate while meshing with each other, thereby reducing the volume between the teeth and grooves formed on the respective outer peripheral surfaces to generate compressed air (for example, Patent Document 1). And Patent Document 2).
  • JP 2006-194361 A JP 2000-337283 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-248431
  • the conventional screw compressor uses an electric motor as a drive source for rotationally driving the screw, there is a problem that it requires a power supply facility and cannot be used in a place without the power supply facility.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air compression apparatus including a screw compressor that can be used without requiring a power supply facility.
  • an air compression apparatus comprises: A tubular body; A compressor unit provided inside the cylindrical body, The compressor unit is an impeller rotatable by wind flowing into the cylindrical body, A screw compressor that compresses air in a space in which at least one pair of screws are engaged; A rotation transmission mechanism for increasing the rotation speed of the impeller and transmitting the rotation to the rotation shaft of the screw is provided.
  • the rotation transmission mechanism that increases the rotation speed of the impeller and transmits the rotation to the rotating shaft of the screw
  • the blade that is rotated by wind (air) that flows into the cylindrical body
  • the rotation speed of the vehicle is increased by the rotation transmission mechanism and transmitted to the rotation shaft of the screw.
  • the rotation of the rotating shaft causes the pair of screws to rotate while meshing with each other, thereby reducing the volume between the teeth and grooves formed on the respective outer peripheral surfaces, thereby creating compressed air.
  • the air compressing apparatus can compress air using natural wind, and thus can be used without requiring power supply equipment.
  • the rotation transmission mechanism is provided in the impeller and is rotatable with the impeller, A pinion gear disposed inside the ring gear and meshing with the ring gear; This pinion gear is attached to one end of one rotating shaft of the pair of screws, It is preferable that a gear attached to the other end portion of the one rotating shaft and a gear attached to the other end portion of the other rotating shaft of the screw mesh with each other.
  • 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.
  • a pair of screws can be stably It can be rotated in the opposite direction while synchronizing.
  • the said screw compressor has n pairs (however, n is a natural number of 2 or more) screws, N pinion gears meshing with the ring gear (where n is a natural number of 2 or more) are provided,
  • n is a natural number of 2 or more
  • N pinion gears meshing with the ring gear are provided,
  • Each pinion gear is attached to one end of one rotating shaft of each 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 part meshes.
  • the screw compressor since the screw compressor has n pairs of screws, a large amount of compressed air can be obtained as compared with one having a pair of screws.
  • the n pairs of screws are rotated by the rotation of the impeller through the ring gear, n pinion gears, and the rotating shaft. It rotates and can obtain compressed air efficiently.
  • a plurality of the compressor units are provided in the cylindrical body at predetermined intervals in the axial direction of the cylindrical body.
  • air can be compressed using natural wind, it can be used without requiring power supply equipment.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 1 shows an air compression device according to the present embodiment, a perspective view seen from an oblique front side (front side),
  • FIG. 2 is a perspective view seen from an oblique rear side (back side), and
  • FIG. FIG. 1 shows an air compression device according to the present embodiment, a perspective view seen from an oblique front side (front side),
  • FIG. 2 is a perspective view seen from an oblique rear side (back side), and
  • the air compression apparatus 1 includes a rectangular parallelepiped frame-like frame 2, a cylindrical body 3 provided inside the frame 2, and a plurality (eight in FIG. 3) provided inside the cylindrical body 3.
  • the compressor unit 4 is provided.
  • structural material joints 21 are arranged at eight corner portions (connection portions), respectively, and a plurality of rectangular tubular structural materials 22 are connected in a rectangular parallelepiped shape by the structural material joints 21. Is assembled by.
  • the structural material joint 21 includes three joint members that can insert and fix the end of the structural material 22. Each joint member is formed in the shape of a regular square cylinder, and the base end portions thereof are coupled to each other by, for example, welding or adhesion.
  • the cylindrical body 3 is formed in a cylindrical shape, and its axial length is substantially equal to the side extending in the front-rear direction of the frame body 2.
  • the diameter of the cylindrical body is substantially equal to the side extending vertically and the side extending left and right of the frame 2. Therefore, the cylindrical body 3 is provided almost completely inside the frame body 2.
  • the front and rear openings of the cylindrical body 3 are arranged at substantially the same positions as the front and rear surfaces (front and back) of the frame body 2.
  • the frame 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 in an X shape in the front view of the frame body 2, and in the side view of the frame body 2, eight fixing bars 23 are provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the frame body 2. Of the eight fixing rods 23, the seven fixing rods 23 are arranged close to the compressor unit 4 on the left side (front side of the frame 2) between the adjacent compressor units 4, 4, and the remaining one The fixing rod 23 is disposed between the compressor unit 4 on the rightmost side of the frame 2 (the back side of the frame 2) and the back of the frame 2.
  • each compressor unit 4 is fixed to a fixing rod 23 adjacent to the right side via a bracket 24.
  • each compressor unit 4 is positioned and provided at a predetermined position inside the cylindrical body 3 provided inside the frame body 2.
  • the compressor unit 4 includes an impeller 5 that can be rotated by wind flowing into the inside of the cylindrical body 3 from the opening on the front side of the cylindrical body 3 (left end opening in FIG. 3).
  • the screw compressor 6 and the rotation transmission mechanism 7 that increases the rotation speed of the impeller 5 and transmits the rotation to the rotation shaft 10a of the screw 10 described later of the screw compressor 6 are provided.
  • the impeller 5 includes 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. And a plurality of blades 53 provided. Therefore, when the impeller 5 rotates, the rotating member 51 rotates.
  • the screw compressor 6 includes five pairs of screws 10 and 11.
  • the screws 10 and 11 rotate while meshing with each other, teeth and grooves formed on the respective outer peripheral surfaces are provided. The volume between and is reduced to produce compressed air.
  • the five pairs of screws 10 and 11 are accommodated in the housing 12, respectively. That is, the five pairs of screws 10 and 11 are accommodated in the housing 12 in pairs.
  • the housing 12 is formed in a substantially bowl-shaped cross section, and the screw 10 is accommodated in one cylindrical portion, and the screw 11 is accommodated in the other cylindrical portion.
  • the outer peripheral portions of the screws 10 and 11 are in sliding contact with the inner wall surface of the cylindrical portion.
  • the rotating shaft 10 a of the screw 10 is rotatably supported by bearings 10 b and 10 b provided on the housing 12, and the rotating shaft 11 a of the screw 11 is rotatably supported by bearings 11 b and 11 b provided on the housing 12. Yes. Further, an introduction hole (not shown) for introducing air between the screws 10 and 11 is formed in the front end portion (left end portion in FIG. 6) of the housing 12, and the screw 10 is formed in the rear end portion (right end portion in FIG. 6). , 11 is formed with a discharge hole (not shown) for discharging the air compressed by the rearward (rightward in FIG. 6).
  • one end portion of a discharge pipe (not shown) is connected to a discharge hole provided in the rear end portion of each housing 12 and the other end portion is rearward of the housing 12 of the screw compressor 6 of the compressor unit 4. You may connect to the introduction hole provided in the front-end
  • the five housings 12 are arranged and fixed at equal intervals in the circumferential direction inside a cylindrical casing 15. Further, a rotating member 51 is provided outside the casing 15, and bearings 16, 16 are provided between the rotating member 51 and the casing 15 so as to be spaced apart 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 is not rotated and is in a fixed state. Further, as shown in FIG. 8, the discharge holes provided in the rear end portions 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) include a discharge pipe.
  • One end of 13 is connected, and the other end of the discharge pipe 13 is connected to the concentrated discharge part 14.
  • One end of a concentrated discharge pipe 14 a is connected to the concentrated discharge portion 14, and the other end passes through the outer peripheral wall of the casing 15 and is exposed to the outside.
  • the rotation transmission mechanism 7 includes a ring gear 71 having teeth formed on the inner periphery thereof, and a plurality of rotation transmission mechanisms 7 that are arranged inside the ring gear 71 and mesh with the ring gear 71. (Five in FIG. 4) pinion gears 72.
  • the ring gear 71 is disposed 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 together with the rotating member 51 in the same direction coaxially with the impeller 5 and the rotating member 51.
  • 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 portion (left end portion in FIG. 6) of the rotation shaft 10 a 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, when the ring gear 71 rotates, the five pinion gears 72 rotate in the same direction at the same rotational 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 rotates once by the impeller 5.
  • a gear 18 is attached to the other end portion (right end portion in FIG. 6) of the rotating shaft 10 a of the screw 10, and the gear 18 is attached to the other end portion of the rotating shaft 11 a of the screw 11.
  • a gear 19 having the same configuration as is attached.
  • the gears 18 and 19 are meshed with each other, so that when the screw 10 rotates, the screw 11 rotates in the opposite direction to the screw 10 via the rotary shaft 11a, the gears 18 and 19 and the rotary shaft 11a. It has become.
  • the air compression device 1 having such a configuration is used by being installed, for example, on the rooftop of a building. In this case, it installs with the front opening of the cylindrical body 3 of the air compressor 1 facing the windward side. When wind flows into the cylindrical body 3 from its front opening, the impeller 5 inside the cylindrical body 3 is rotated by this wind. Since the impeller 5 is provided in each of a plurality of (for example, eight) compressor units 4, each of the eight impellers 5 rotates.
  • the rotation speed of the impeller 5 of each compressor unit 4 is increased to a rotation speed 10 times by the rotation transmission mechanism 7 and transmitted to the rotation shaft 10 a 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.
  • the five pinion gears 72 rotate at a rotational speed 10 times that of the ring gear 71, respectively.
  • the rotating shaft 10a rotates and the screw 10 rotates.
  • 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 11 rotates in the opposite direction to the screw 10 at the same rotation speed.
  • the air that has flowed into the cylindrical body 3 enters between the screws 10 and 11 from the introduction hole provided at the front end of the housing 12 of the compressor unit 4, and rotates while the screws 10 and 11 are engaged with each other.
  • the volume between the teeth formed on the outer peripheral surface and the groove is reduced to compress the air, and the compressed air is compressed from the discharge hole provided at the rear end portion of the housing 12, for example, backward through the discharge pipe. Discharged.
  • the compressed air generated by the front compressor unit 4 is transferred by the rear compressor unit 4. It is 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 from one opening of the cylindrical body 3 is sequentially compressed by the plurality of compressor units 4.
  • the compressed air compressed by the screw compressor 6 of the compressor unit 4 located at the rearmost side is discharged from the five housings 12 by the discharge pipes 13, concentrated in the concentrated discharge part 14, and discharged from the concentrated discharge pipe 14 a. . For this reason, highly compressed air is discharged from the other opening of the cylindrical body 3.
  • the air compressor 1 can compress air 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.
  • new energy for example, a high pressure tank may be filled with compressed air, and the compressed air may be supplied from the high pressure tank to a cylinder of an automobile engine so that the automobile can run.
  • the rotation transmission mechanism 7 is provided on the impeller 5 via a rotation member 51 and is rotatable with the impeller 5.
  • the rotation transmission mechanism 7 is disposed inside the ring gear 71 and meshes with the ring gear 71.
  • the pinion gear 72 is attached to one end of the rotary shaft 10a of the screw 10, the gear 18 attached to the other end of the one rotary shaft 10a, and the rotary shaft of the other screw 11 Since the gear 19 attached to the other end of 11a is engaged, the speed increase amount of the rotary 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.
  • 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 10 a of the screw 10. Therefore, a large amount of compressed air can be obtained as compared with one having a pair of screws. Further, as many pinion gears 72 as the number of pairs of the screws 10 and 11 are provided, and the pinion gears 72 are rotated by the rotation of the ring gear 71, the ring gear 71, the five pinion gears 72 and the rotation shaft are rotated by the rotation of the impeller 5. Since the five pairs of screws 10 and 11 rotate via 10a, compressed air can be obtained efficiently.
  • the rotation transmission mechanism 7 configured to increase the rotation speed of the impeller 5 and transmit the rotation to the rotation shaft 10a of the screw 10 includes the ring gear 71 and the pinion gear 72.
  • the rotation transmission mechanism 7 can adopt another rotation transmission mechanism as long as the rotation of the impeller 5 can be transmitted to the rotation shaft 10a with its rotation speed increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

電源設備を要することなく使用することができる空気圧縮装置を提供する。　筒状体３と、筒状体３の内部に設けられたコンプレッサユニット４とを備え、コンプレッサユニット４は、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、５対のスクリュー１０，１１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１０の回転軸１０ａに伝達するので、電源設備を要することなく使用することができる空気圧縮装置を提供できる。

Description

空気圧縮装置
　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。
　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）。
特開２００６－１９４３６１号公報 特開２０００－３３７２８３号公報 特開平５－２４８４３１号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 同、斜め後側から見た斜視図である。 同、側断面図である。 同、図３におけるＡ－Ａ線断面図である。 同、図３におけるＢ－Ｂ線断面図である。 同、コンプレッサユニットの要部の側断面図である。 同、コンプレッサユニットの要部を示す横断面図である。 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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

Claims (4)

  1. 　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空気圧縮装置。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
PCT/JP2017/046931 2016-12-27 2017-12-27 空気圧縮装置 WO2018124187A2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-252358 2016-12-27
JP2016252358A JP6919875B2 (ja) 2016-12-27 2016-12-27 空気圧縮装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2018124187A2 true WO2018124187A2 (ja) 2018-07-05
WO2018124187A3 WO2018124187A3 (ja) 2018-08-23

Family

ID=62707436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/046931 WO2018124187A2 (ja) 2016-12-27 2017-12-27 空気圧縮装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6919875B2 (ja)
WO (1) WO2018124187A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110360116A (zh) * 2019-08-30 2019-10-22 湖北特威特动力科技股份有限公司 螺杆空压机
CN112610480A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 陈明书 一种空气压缩机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167510A (ja) * 1974-12-10 1976-06-11 Kobe Steel Ltd Takitosukuryuushikiatsushukuki
JPS51104273U (ja) * 1975-02-19 1976-08-20
JPS5940585U (ja) * 1982-09-01 1984-03-15 渡辺　洋 風力空気ポンプ
JPH01116290A (ja) * 1987-10-28 1989-05-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車発電システム
JP2008163745A (ja) * 2006-12-26 2008-07-17 Ipb:Kk 風力発電装置、風力発電プログラム、及び情報記録媒体
JP3169807U (ja) * 2011-06-06 2011-08-18 国幸 中島 風力発電ユニットを備えた電気自動車
US20160145837A1 (en) * 2014-11-23 2016-05-26 Seyed Farid ABRARI Wind Qanat, an Apparatus for Atmospheric Moisture Recovery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110360116A (zh) * 2019-08-30 2019-10-22 湖北特威特动力科技股份有限公司 螺杆空压机
CN112610480A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 陈明书 一种空气压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
JP6919875B2 (ja) 2021-08-18
JP2018105230A (ja) 2018-07-05
WO2018124187A3 (ja) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018124187A2 (ja) 空気圧縮装置
JP2017088092A (ja) 自転車用ドライブユニット
CN111120583B (zh) 减速装置及机电设备
CN110858743B (zh) 减速装置及机电设备
US20110097154A1 (en) Pressure Release Apparatus Having A Hydraulic Generating Function
JP2002372110A (ja) 減速機及びギヤドモータ
US6997694B2 (en) Extruder
JPH08224768A (ja) ダブル・スクリュ−式押出機に使用される動力伝達装置
CN105526314A (zh) 一种直联偏移减速机
EP2802790B1 (en) Connection between a drive shaft of a motor and a driven shaft of a driven apparatus
JP4714707B2 (ja) ツインスクリュー機械用の駆動ユニット
CN107709830B (zh) 传动装置
WO2018117072A2 (ja) 空気圧縮装置
JP2004340191A (ja) ギヤードモータおよび減速装置
JP6188015B2 (ja) 一軸偏心ねじポンプ
JP3176808U (ja) ６段ルーツ式真空ポンプ
JP2008208959A (ja) 増速機およびそれを用いた風力発電装置
JP2007321726A (ja) スクリュー圧縮機
JP2008000803A (ja) プレス機
JP2006207828A (ja) 減速装置の連結構造
JP3169047U (ja) 伝動装置
KR101429393B1 (ko) 곡물 반죽기
JP6219726B2 (ja) 減速装置
JP2011021540A (ja) スクリュー圧縮機
JP2010132162A (ja) ラックアシスト式電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17889150

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17889150

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2