JP2004044606A - Oil-free screw compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a structure and improve reliability of an oil-free screw compressor, by eliminating a speed increasing device, and utilizing parts on a compressor body side and parts on an electric motor side in common. <P>SOLUTION: A compressor body 1 and a high-speed motor 21 are directly connected to each other through a driving side gear 19 having a constant velocity ratio and a driven side gear 18. For bearings 29, 30 on a high-speed motor side, the bearings with the same size as the bearings 6, 13 respectively on a compressor body side are used. For viscous seals 41, 42 provided to both end parts of a motor shaft 25, the viscous seals with the same size as the viscose seals 11 provided to the both end parts of a male rotor 2 and a female rotor 3 are used. The high-speed motor 21 is driven by using a high frequency type inverter 20. The electric motor side and the compressor body side are formed into a pseudo-symmetrical rotary shaft structure having a constant velocity gear part as a center. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

　本発明は、一対のスクリューロータを非接触で同期回転させるオイルフリースクリュー圧縮機に係り、特に高速モータで駆動するのに好適なオイルフリースクリュー圧縮機に関する。 The present invention relates to an oil-free screw compressor that synchronously rotates a pair of screw rotors in a non-contact manner, and particularly to an oil-free screw compressor suitable for being driven by a high-speed motor.

　従来のオイルフリースクリュー圧縮機は、例えば特開平６−３４６８８１号公報に記載のように、ベルトおよび歯車を用いて電動機の回転速度を増速して、スクリュー圧縮機本体を回転していた。また、特開平３−１５１５９２号公報には、スクリュー歯形が形成されたロータ軸に、ケーシング内に増側歯車が収納された増側歯車装置を、カップリングを介して接続する例が記載されている。 (4) In a conventional oil-free screw compressor, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-346881, the rotation speed of an electric motor is increased using a belt and gears to rotate the screw compressor body. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-151592 discloses an example in which an additional gear device in which an additional gear is housed in a casing is connected to a rotor shaft having a screw tooth profile via a coupling. I have.

　なお、スクリュー圧縮機ではロード、アンロード等の運転制御に加え、需要元の消費要求に応じて吸い込み絞り弁の開閉を制御する容量制御が実施されている。この容量制御の例として、特開昭５９−９３９８９号公報には圧縮機自体の圧力で動作するエアシリンダーの先端に、吸い込み絞り弁のバルブ板を取付け、このバルブ板を移動させることにより吸い込み空気量を２段階で調整している。 ス ク リ ュ ー In addition, in the screw compressor, in addition to the operation control such as loading and unloading, the capacity control for controlling the opening and closing of the suction throttle valve in response to the consumption demand of the demand source is performed. As an example of this capacity control, JP-A-59-93989 discloses that a valve plate of a suction throttle valve is attached to the tip of an air cylinder operated by the pressure of the compressor itself, and the suction plate is moved by moving the valve plate. The amount is adjusted in two stages.

特開平６−３４６８８１号公報JP-A-6-346883

特開平３−１５１５９２号公報JP-A-3-151592 特開昭５９−９３９８９号公報JP-A-59-93989

　ところで、上記特開平６−３４６８８１号公報に記載の圧縮機は、増速歯車を収納する歯車ケースの他に、増速歯車を回転支持する軸受、増速歯車を取付ける回転軸、増速した動力を伝達するためのベルトやプーリ等、数多くの部品が必要になり、圧縮機のコスト高の一因になっている。また、この圧縮機ではスクリューロータを駆動する電動機も大形化しており、電動機を固定する架台を含めて圧縮機ユニット全体の小形化の点で不十分であった。 By the way, the compressor described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-346881 has a gear case housing a speed-increasing gear, a bearing for rotatably supporting the speed-increasing gear, a rotating shaft on which the speed-increasing gear is mounted, A large number of parts such as a belt and a pulley for transmitting the pressure are required, which contributes to a high cost of the compressor. Further, in this compressor, the motor for driving the screw rotor has also been increased in size, and it was insufficient in reducing the size of the entire compressor unit including a mount for fixing the motor.

　また、特開平３−１５１５９２号公報に記載の圧縮機では、ベルトで増速していないので、増速歯車における増速比が大になり、増速歯車を収納する歯車ケースが大形化している。そして、汎用圧縮機としてシリーズ化するときには種々の圧縮機本体と増速歯車装置との組合わせが必要であり、品揃えの点からもコスト高の要因となっていた。 Further, in the compressor described in JP-A-3-151592, since the speed is not increased by the belt, the speed increasing ratio of the speed increasing gear is increased, and the gear case for accommodating the speed increasing gear is enlarged. I have. When a series of general-purpose compressors is to be made into a series, it is necessary to combine various compressor bodies and a speed-increasing gear device, and this has been a factor of high cost in terms of product lineup.

　さらに、特開昭５９−９３９８９号公報に記載の圧縮機では、ライン圧が変動するごとに吸込み絞り弁の操作空気をエアシリンダーに供給するため、エアシリンダーに三方電磁弁を接続し、この三方電磁弁によりエアシリンダーの操作空気の供給孔を切換えている。このように三方電磁弁を備える必要があり、高価になるとともに流量制御系の構成が複雑になっている。また、起動時のアンロードを解除するために、三方電磁弁を複数個必要とし、容量制御装置の構造が複雑になる。 Further, in the compressor described in JP-A-59-93989, a three-way solenoid valve is connected to the air cylinder in order to supply the operating air of the suction throttle valve to the air cylinder every time the line pressure fluctuates. The supply hole of the operating air of the air cylinder is switched by the solenoid valve. As described above, it is necessary to provide the three-way solenoid valve, which increases the cost and complicates the configuration of the flow control system. Further, a plurality of three-way solenoid valves are required to cancel the unloading at the time of starting, and the structure of the displacement control device becomes complicated.

　以上のいずれの圧縮機においても、圧縮機を小形化することについて、ある程度の考慮はなされているものの、なお一層の小形化が望まれている。　
　本発明の目的は、圧縮機ユニットの構造を簡素化することにある。　
　本発明の他の目的は、小形化して設置自由度の大きい圧縮機ユニットを実現することにある。　
　本発明の更に他の目的は、コストを低減した安価な圧縮機ユニットを実現することにある。　
　本発明の他の目的は、圧縮機本体側の構成部品と電動機側の構成部品を共通化して、信頼性の高い圧縮機ユニットを実現することにある。 In any of the above compressors, although some consideration has been given to downsizing the compressor, further downsizing is desired.
An object of the present invention is to simplify the structure of a compressor unit.
Another object of the present invention is to realize a compact compressor unit having a large degree of freedom in installation.
Still another object of the present invention is to realize an inexpensive compressor unit with reduced cost.
Another object of the present invention is to realize a highly reliable compressor unit by sharing components on the compressor body side and components on the electric motor side.

　上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータの吸込側を支持する吸込側軸受と、前記各ロータの吐出側を支持する吐出側軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持し圧縮機側に設けられた負荷側軸受と、反圧縮機側に設けられた反負荷側軸受とを有し、前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置と前記圧縮機の軸封装置とを同じサイズのネジシールで構成したことにある。 A first feature of the present invention to achieve the above object is that a male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a suction-side bearing for supporting a suction side of the male rotor and the female rotor, and each of the rotors Oil-free screw compression comprising a compressor body having a discharge-side bearing that supports the discharge side of the compressor, and a shaft sealing device that prevents oil from entering a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor. A high-speed motor driven by a high-frequency inverter is connected to a suction side of the compressor body via a pair of gears including a driving gear and a driven gear, and the high-speed motor is a motor having a motor rotor formed thereon. A shaft, a load-side bearing rotatably supporting the motor shaft and provided on the compressor side, and an anti-load side bearing provided on the anti-compressor side, and supporting the rotor of the compressor. And the bearings for supporting the motor shaft are forcibly lubricated, and the shafts are lubricated for preventing the lubricating oil for lubricating the bearings for supporting the compressor rotor from entering the compression chamber. A sealing device comprising a screw seal, a shaft sealing device for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering into the high-speed motor, and a shaft sealing device for the motor; And the shaft seal device of the compressor are configured with screw seals of the same size.

　ここで、前記高速モータの負荷側軸受を前記ロータの吸込側軸受と同じサイズの軸受で構成すると共に、前記高速モータの反負荷側軸受を前記ロータの吐出側軸受と同じサイズの軸受で構成するとなお良い。 Here, when the load-side bearing of the high-speed motor is constituted by a bearing having the same size as the suction-side bearing of the rotor, and the anti-load-side bearing of the high-speed motor is constituted by a bearing having the same size as the discharge-side bearing of the rotor. Still better.

　本発明の第２の特徴は、ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータを支持する軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持する軸受を有し、前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置と前記圧縮機の軸封装置とを同じネジシールで構成し、更に、前記高速モータを冷却するための冷却ジャケットをモータケーシングに設けたことにある。 A second feature of the present invention is that a male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a bearing for supporting the male rotor and the female rotor, and a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor In an oil-free screw compressor having a compressor body having a shaft sealing device for preventing oil from entering the compressor, a high-speed motor driven by a high-frequency inverter is provided on the suction side of the compressor body, with a driving gear and a cover. The high-speed motor is connected via a pair of gears including a drive side gear, and the high-speed motor has a motor shaft on which a motor rotor is formed, and bearings for rotating and supporting the motor shaft, and bearings for supporting the rotor of the compressor. A structure for forcibly lubricating the bearings supporting the motor shaft and preventing lubricating oil for lubricating the bearings supporting the compressor rotor from entering the compression chamber. The shaft sealing device is constituted by a screw seal so as to further provide a shaft sealing device for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering into the high-speed motor. The shaft sealing device of the motor and the shaft sealing device of the compressor are constituted by the same screw seal, and a cooling jacket for cooling the high-speed motor is provided in the motor casing.

　本発明の第３の特徴は、ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータの吸込側を支持する吸込側軸受と、前記各ロータの吐出側を支持する吐出側軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持し圧縮機側に設けられた負荷側軸受と、反圧縮機側に設けられた反負荷側軸受とを有し、前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置を前記圧縮機の軸封装置と同じネジシールで構成し、更に、前記高速モータを冷却するための放熱フィンをモータケーシングの外周部に設けたことにある。 A third feature of the present invention is that a male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a suction-side bearing supporting the suction side of the male rotor and the female rotor, and a discharge supporting the discharge side of each rotor. A high frequency inverter driven in an oil-free screw compressor including a compressor body having a side bearing and a shaft sealing device for preventing oil from entering a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor. The high-speed motor is connected to the suction side of the compressor body through a pair of gears including a driving gear and a driven gear, and the high-speed motor is connected to a motor shaft on which a motor rotor is formed, and this motor shaft. A bearing for supporting the rotor of the compressor, the bearing having a load-side bearing provided on the compressor side and rotatably supported and provided on the anti-compressor side; The bearings for supporting the shaft are forcibly lubricated, and the shaft sealing device is configured with a screw seal so as to prevent the lubricating oil for lubricating the bearings for supporting the compressor rotor from entering the compression chamber. And a shaft sealing device for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering the inside of the high-speed motor. It is constituted by the same screw seal as the device, and furthermore, a radiation fin for cooling the high-speed motor is provided on an outer peripheral portion of the motor casing.

　上記において、前記一対のギヤのうち、駆動側ギヤは前記高速モータの負荷側軸端に、被駆動側ギヤは前記圧縮機の雄ロータまたは雌ロータの何れかの軸端にそれぞれ設けられて噛み合わされ、これら駆動側ギヤと被駆動側ギヤとの歯数比は、２：１から１：２の範囲にあるように構成すると良い。 In the above, of the pair of gears, the drive side gear is provided at the load side shaft end of the high speed motor, and the driven side gear is provided at the shaft end of either the male rotor or the female rotor of the compressor, and meshes therewith. It is preferable that the gear ratio between the driving gear and the driven gear be in the range of 2: 1 to 1: 2.

　本発明の第４の特徴は、ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータを支持する軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に接続し、前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持する軸受を有し、前記圧縮機ロータを支持する軸受の潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸を支持する軸受の潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置を前記圧縮機の軸封装置と同じサイズのネジシールで構成し、前記圧縮機を支持する軸受と同じサイズの軸受を、前記モータを支持する軸受に使用したことにある。 A fourth feature of the present invention is that a male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a bearing for supporting the male rotor and the female rotor, and a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor An oil-free screw compressor having a compressor body having a shaft sealing device for preventing oil from entering into the compressor, a high-speed motor driven by a high-frequency inverter connected to a suction side of the compressor body, Has a motor shaft on which a motor rotor is formed, and a bearing for rotatably supporting the motor shaft, and the shaft sealing device so as to prevent the lubricating oil of the bearing for supporting the compressor rotor from entering the compression chamber. A shaft sealing device which is constituted by a screw seal and further prevents the lubricating oil of the bearing supporting the motor shaft from entering the inside of the high-speed motor. The apparatus was composed of a screw seal of the same size as the shaft seal device of the compressor, the bearings of the same size as the bearing for supporting the compressor, is to the use the bearing for supporting the motor.

　なお、モータの回転速度と雄ロータまたは雌ロータの少なくとも何れかの回転速度を同じにすると良い。この場合、雄ロータと雌ロータの何れかに形成された回転軸とモータ軸とは一体の回転軸で構成しても良く、或いは雄ロータまたは雌ロータのいずれかの軸の一端側に第１の歯車を、モータ軸の一端側にこの第１の歯車と噛み合う第２の歯車を設け、この第１の歯車と第２の歯車の歯数比を実質的に１：１にしても良い。また、圧縮機本体が備える雄ロータの軸端を、高速モータの負荷側の軸端にカップリングまたはスプラインで直結しても良い。 (4) It is preferable that the rotation speed of the motor is equal to the rotation speed of at least one of the male rotor and the female rotor. In this case, the rotating shaft and the motor shaft formed on either the male rotor or the female rotor may be formed as an integral rotating shaft, or a first shaft may be provided at one end of either the male rotor or the female rotor. May be provided at one end of the motor shaft with a second gear meshing with the first gear, and the ratio of the number of teeth of the first gear to the number of the second gear may be substantially 1: 1. Further, the shaft end of the male rotor included in the compressor body may be directly connected to the load-side shaft end of the high-speed motor by a coupling or a spline.

　インバータにより駆動される電動機と、この電動機で駆動される圧縮機本体とを有し、前記インバータにより圧縮機本体の回転速度を制御するオイルフリースクリュー圧縮機において、前記圧縮機本体の下流側にこの圧縮機本体で圧縮された作動空気を冷却する空気冷却器を、この空気冷却器のさらに下流に逆止弁を、この逆止弁の上流側から分岐し放気クーラと放気弁とを有する放気管路を夫々設け、さらに前記圧縮機本体の起動時および無負荷運転時には放気弁を開、負荷運転時には放気弁を閉とする放気弁の制御装置を設けるようにしても良い。 An oil-free screw compressor having an electric motor driven by an inverter and a compressor main body driven by the electric motor, and controlling the rotation speed of the compressor main body by the inverter. An air cooler that cools the working air compressed by the compressor body, a check valve further downstream of the air cooler, and a discharge cooler and a discharge valve that branch off from the upstream side of the check valve An air release line may be provided, and a control device for the air release valve may be provided to open the air release valve when the compressor main body is started and when the load is not operated, and to close the air discharge valve during the load operation.

　以上述べたように、本発明によれば以下の効果がある。　
（イ）電動機系と圧縮機本体系との振動力学的構成を共通化して、従来から信頼性の高い回転系をこれら電動機系及び圧縮機本体系とに採用できるので、高速まで安定して回転可能なオイルフリースクリュー圧縮機ユニットが得られる。
（ロ）電動機系と圧縮機本体系との部品の共通化を図ることにより、オイルフリースクリュー圧縮機の低コスト化及び信頼性の向上が可能になる。
（ハ）増速ギヤやベルト等の増速装置が不要となり、オイルフリースクリュー圧縮機を簡素化及び小形化できる。
As described above, the present invention has the following effects.
(B) The vibration system of the electric motor system and the compressor main system is shared, and a highly reliable rotating system can be used for the electric motor system and the compressor main system. A possible oil-free screw compressor unit is obtained.
(B) By sharing parts between the motor system and the compressor main system, it is possible to reduce the cost and improve the reliability of the oil-free screw compressor.
(C) A speed increasing device such as a speed increasing gear or a belt is not required, and the oil-free screw compressor can be simplified and downsized.

　本発明の一実施例を、図１ないし図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る高速モータで駆動するオイルフリースクリュー圧縮機の上面図を断面で示した図、図２は正面図を断面で示した図、図３および図４はモータ軸の支持部の詳細を示す縦断面図である。圧縮機本体１は、互いに噛み合う一対の雄ロータ２と雌ロータの歯溝部がケーシング４に、駆動側が吸込側ケーシング５にそれぞれ収納されている。そして、雄ロータ２および雌ロータ３は、潤滑油が強制潤滑される吸込側軸受６および吐出側軸受７により回転可能に支持されている。なお、吸込側軸受６には円筒コロ軸受、吐出し側軸受７には円筒コロ軸受と組合わせアンギュラ玉軸受を用いている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing a top view of an oil-free screw compressor driven by a high-speed motor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a front view, and FIGS. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of a part. In the compressor main body 1, tooth grooves of a pair of male rotors 2 and female rotors meshing with each other are housed in a casing 4, and a drive side is housed in a suction side casing 5. The male rotor 2 and the female rotor 3 are rotatably supported by a suction-side bearing 6 and a discharge-side bearing 7 in which lubricating oil is forcibly lubricated. Note that a cylindrical roller bearing is used for the suction-side bearing 6 and an angular ball bearing is used for the discharge-side bearing 7 in combination with the cylindrical roller bearing.

　雄ロータ２および雌ロータ３の吐出側軸端には、一対のタイミングギヤ８、９が嵌合されており、雄ロータ２と雌ロータ３の歯溝部を同期回転させる。吸込側軸受６および吐出側軸受７と雄ロータ２および雌ロータ３の歯溝部との間には、軸封装置が設けられている。この軸封装置は、雄ロータ２および雌ロータ３の歯溝部とケーシング４とで形成される圧縮室から空気が漏れるのを極力低減するエアシール１０と、軸受部へ供給した潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するビスコシールと呼ばれるネジシール１１とを備えている。 一 対 A pair of timing gears 8 and 9 are fitted to the discharge-side shaft ends of the male rotor 2 and the female rotor 3 to synchronously rotate the tooth grooves of the male rotor 2 and the female rotor 3. A shaft sealing device is provided between the suction-side bearing 6 and the discharge-side bearing 7 and the tooth grooves of the male rotor 2 and the female rotor 3. The shaft sealing device includes an air seal 10 for minimizing leakage of air from a compression chamber formed by the tooth grooves of the male rotor 2 and the female rotor 3 and the casing 4, and lubricating oil supplied to the bearing portion is supplied to the compression chamber. A screw seal 11 called a visco seal for preventing intrusion is provided.

　ケーシングの４の外周部には冷却ジャケット１２が設けられており、冷却水またはクーラント等の液冷媒が供給される。圧縮機本体１の内部で発生した熱の一部は、供給された冷却水または液冷媒と熱交換し、昇温して外部へ排出される。 冷却 A cooling jacket 12 is provided on an outer peripheral portion of the casing 4 to supply cooling water or a liquid refrigerant such as a coolant. Part of the heat generated inside the compressor body 1 exchanges heat with the supplied cooling water or liquid refrigerant, and the temperature is increased and discharged to the outside.

　高速モータ２１は、中央部にロータコア２６が取付けられたモータ軸２５と、このモータ軸の両端部近傍を回転可能に支持する負荷側軸受２９および反負荷側軸受３０とを備えている。また、ロータコア２６に対向して、ステータコイル２８が巻回されたステータコア２７がモータケーシング２３に保持されている。モータ軸２５を支持する負荷側軸受２９を保持し、モータケーシング２３と共にケーシングを構成する負荷側軸受カバー２２が負荷側軸端部に設けられている。同様に、モータ軸２５を支持する反負荷側軸受３０を保持し、モータケーシング２３と共にケーシングを構成する反負荷側軸受カバー２４が反負荷側軸端部に設けられている。なお、反負荷側軸受カバー２４にはステータコイル２８の口出線３１を取り出すための図示しない出口部が形成されている。 The high-speed motor 21 includes a motor shaft 25 having a rotor core 26 mounted at the center, and a load-side bearing 29 and a non-load-side bearing 30 that rotatably support the vicinity of both ends of the motor shaft. Further, a stator core 27 around which a stator coil 28 is wound is held by the motor casing 23 so as to face the rotor core 26. A load-side bearing cover 22 that holds a load-side bearing 29 that supports the motor shaft 25 and forms a casing together with the motor casing 23 is provided at an end of the load-side shaft. Similarly, an anti-load-side bearing cover 24 that holds the anti-load-side bearing 30 that supports the motor shaft 25 and forms a casing together with the motor casing 23 is provided at the end of the anti-load-side shaft. The non-load side bearing cover 24 has an outlet (not shown) for taking out the lead wire 31 of the stator coil 28.

　負荷側軸受２９としてはラジアル荷重を負担する円筒コロ軸受を、反負荷側軸受３０としてはラジアル荷重及びスラスト荷重の双方を負担可能な組合せアンギュラ玉軸受を用いる。これら各軸受のサイズを、例えば圧縮機本体側と同一にしている。また、負荷側軸受２９及び反負荷側軸受３０を、外周面でカバー２２、２４と嵌合させた後に、軸受押え３２、３３で固定している。この軸受押え３２、３３には、給油孔３４、３５が形成されている。 円 筒 A cylindrical roller bearing that bears a radial load is used as the load-side bearing 29, and a combined angular ball bearing that can bear both a radial load and a thrust load is used as the non-load-side bearing 30. The size of each of these bearings is, for example, the same as that of the compressor body. After the load-side bearing 29 and the non-load-side bearing 30 are fitted to the covers 22 and 24 on the outer peripheral surface, they are fixed by bearing retainers 32 and 33. Oil supply holes 34 and 35 are formed in the bearing retainers 32 and 33.

　負荷側軸受２９とロータコア２６間、および反負荷側軸受３０とロータコア２６間には、ステータコイル側へ潤滑油が浸入するのを防止する軸封装置が設けられている。この軸封装置は、図３および図４に詳細を示すように、ビスコシール４１、４２と、このビスコシール４１、４２を押圧する波ばね４４と、止め輪４５を介してビスコシール４１、４２をカバー２２、２４に保持するシール押え４３とを備えている。ビスコシール４１、４２は内径側がモータ軸２５との間で微少な隙間を有している。さらにこのビスコシール４１、４２の内径側には、角ねじ状の溝部を有するねじシールが形成されている。また、モータケーシング２３の外周部には、高速モータで発生する熱を放熱するために、モータ側冷却ジャケット４７が設けられており、この冷却ジャケットには冷却水またはクーラント等の液冷媒が供給される。 軸 A shaft sealing device is provided between the load-side bearing 29 and the rotor core 26 and between the non-load-side bearing 30 and the rotor core 26 to prevent lubricating oil from entering the stator coil side. As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the shaft sealing device includes visco seals 41 and 42, a wave spring 44 for pressing the visco seals 41 and 42, and visco seals 41 and 42 via a retaining ring 45. And a seal retainer 43 for holding the cover on the covers 22 and 24. The inner diameter sides of the visco seals 41 and 42 have a minute gap with the motor shaft 25. Further, screw seals having square screw-shaped grooves are formed on the inner diameter sides of the visco seals 41 and 42. Further, a motor-side cooling jacket 47 is provided on an outer peripheral portion of the motor casing 23 to radiate heat generated by the high-speed motor, and a cooling medium or a liquid refrigerant such as a coolant is supplied to the cooling jacket. You.

　負荷側軸受カバー２２の圧縮機本体側の端部には、モータ側フランジ４６が形成されており、ケーシング４に形成したフランジ１６とボルトで結合されている。モータ軸２５の負荷側軸端には駆動側ギヤ１９が嵌合されており、雄ロータ２の吸込側軸端には被駆動側ギヤ１８が嵌合されている。これら両歯車１８、１９の歯数は同一であり、増速比は１：１である。高速モータの口出線３１は、高周波インバータ２０に接続されている。 A motor-side flange 46 is formed at the end of the load-side bearing cover 22 on the compressor body side, and is connected to the flange 16 formed on the casing 4 by bolts. A drive side gear 19 is fitted to the load side shaft end of the motor shaft 25, and a driven side gear 18 is fitted to the suction side shaft end of the male rotor 2. The gears 18 and 19 have the same number of teeth, and the speed increase ratio is 1: 1. The lead wire 31 of the high-speed motor is connected to the high-frequency inverter 20.

　高周波インバータ２０へ通電すると、高速モータ２１側へ電力が供給される。その結果、モータ軸２５に発生した回転力が一対のギヤ１８、１９を介して雄ロータ２に伝達され、各ロータのロータ歯溝部の噛合いにより空気が圧縮される。 (4) When power is supplied to the high-frequency inverter 20, power is supplied to the high-speed motor 21 side. As a result, the rotational force generated on the motor shaft 25 is transmitted to the male rotor 2 via the pair of gears 18 and 19, and the air is compressed by the meshing of the rotor tooth grooves of each rotor.

　潤滑油は、図示しないオイルポンプから給油ノズル３６、３７を経由して給油孔３４、３５に導かれ、給油孔３４、３５から軸受内部へジェット噴射される。軸受を潤滑及び冷却した潤滑油は、排油孔３８、３９から機外に排出され、最終的に油溜め装置に回収される。潤滑油は、軸受を潤滑する際に軸受内輪と外輪の間を通過する。その後、軸受から排出された潤滑油はビスコシール４１、４２に流入するが、モータ軸２５が回転するとビスコシール内径側の溝部に圧力が発生し潤滑油をそれぞれの軸受側へ戻す。その結果、モータコイル２８側に油が浸入するのを防止できる。 The lubricating oil is guided from an oil pump (not shown) to oil supply holes 34 and 35 via oil supply nozzles 36 and 37, and jetted from the oil supply holes 34 and 35 into the inside of the bearing. The lubricating oil that has lubricated and cooled the bearing is discharged out of the machine through the oil drain holes 38 and 39, and finally collected in the oil sump device. Lubricating oil passes between the bearing inner ring and outer ring when lubricating the bearing. Thereafter, the lubricating oil discharged from the bearing flows into the visco seals 41 and 42. However, when the motor shaft 25 rotates, pressure is generated in the groove on the inner diameter side of the visco seal to return the lubricating oil to the respective bearings. As a result, it is possible to prevent oil from entering the motor coil 28 side.

　高速モータ２１内のステータコア２７およびステータコイル２８は、鉄損や銅損等の電気的な損失により発熱する。この発熱により温度上昇したモータ２１と、モータケーシング２３に設けた冷却ジャケット４７へ冷却水等の液冷媒等を熱交換させることにより、モータ２１を冷却することができる。 (4) The stator core 27 and the stator coil 28 in the high-speed motor 21 generate heat due to electrical loss such as iron loss and copper loss. The motor 21 can be cooled by exchanging heat with a liquid refrigerant such as cooling water between the motor 21 whose temperature has increased due to the heat generation and the cooling jacket 47 provided on the motor casing 23.

　オイルフリースクリュー圧縮機は、単段式で出力５５ｋＷクラス、吐出し圧力７kgf/cm2の場合には、雄ロータ径が約９０mm、回転数が約２００００rpmとなる。そして、駆動ギヤと被駆動ギヤとのギヤ比を１：１とすると、高速モータの極数が２極であれば、高周波インバータの設定周波数は約３３０Hzとなる。 When the oil-free screw compressor is a single-stage type with an output of 55 kW class and a discharge pressure of 7 kgf / cm 2 , the male rotor diameter is about 90 mm and the number of revolutions is about 20,000 rpm. If the gear ratio between the driving gear and the driven gear is 1: 1 and the number of poles of the high-speed motor is two, the set frequency of the high-frequency inverter is about 330 Hz.

　ところで、本実施例では、部品の共通化及び安定した高速回転を実現するために、圧縮機本体側と高速モータ側とを振動力学的にほぼ同じ構造としている。つまり、圧縮機本体と電動機とをそれらの回転軸の軸端に設けた歯車で接続しているが、この部分で分割した軸を考えると、モータ軸及び雌ロータ軸、雄ロータ軸の支持部構造は類似した構造になっている。具体的には、各軸を支持する軸受１３、３０は同一型番品であり、軸受６、７、２９は同一型番品である。さらに、ビスコシール１１、４２も同一形状である。また、軸受への給油方法も噴霧潤滑であり、モータの外周側及び圧縮機本体の外周側に冷却ジャケットを設けている点でも一致している。 In the present embodiment, the compressor body and the high-speed motor have almost the same structure in terms of vibration dynamics in order to achieve commonality of components and stable high-speed rotation. In other words, the compressor body and the electric motor are connected by gears provided at the shaft ends of their rotating shafts. Considering the shaft divided at this portion, the motor shaft, the female rotor shaft, and the male rotor shaft support portion are considered. The structure is similar. Specifically, the bearings 13 and 30 that support each shaft are the same model number, and the bearings 6, 7, and 29 are the same model number. Further, the visco seals 11 and 42 have the same shape. In addition, the lubrication method for the bearings is also spray lubrication, which is the same in that cooling jackets are provided on the outer peripheral side of the motor and the outer peripheral side of the compressor body.

　なお、圧縮機本体は高速モータに増速比１：１、すなわち等速の歯車で接続されているから、高周波インバータで高速モータを圧縮機の仕様回転数まで上昇させれば、圧縮機の仕様回転数がそのまま得られる。したがって、本発明によれば増速装置が全て不要になる。高速モータは高回転数域で使用されるので、必要モータトルクが小さくなる。そのため、ステータコアやステータコイルを小形化できる。このように、高速モータに圧縮機本体を増速比１：１で接続すれば、圧縮機を駆動する駆動系全体の寸法を小さくでき、圧縮機ユニットの小形化および低コスト化が可能となる。 Since the compressor body is connected to the high-speed motor with a gear ratio of 1: 1, that is, at a constant speed, the high-speed inverter raises the high-speed motor to the specified number of revolutions of the compressor. The rotation speed can be obtained as it is. Therefore, according to the present invention, all speed increasing devices are not required. Since the high-speed motor is used in a high rotation speed range, the required motor torque is reduced. Therefore, the stator core and the stator coil can be downsized. In this way, if the compressor body is connected to the high-speed motor at a speed increase ratio of 1: 1, the size of the entire drive system for driving the compressor can be reduced, and the size and cost of the compressor unit can be reduced. .

　なお、本実施例では高速モータと圧縮機本体を１：１の増速比の歯車で接続しているが、増速比はこれに限るものではなく、増速比で２：１から減速比で１：２程度までであれば、モータの大きさや減速または増速に使用する歯車の大きさをそれ程大きくしなくて済むので本発明の効果は得られる。ただし、増速比が大きくなるほどモータは大形化し、増速装置も大きくなるため、費用が大となり好ましくない。一方、さらにモータ回転数を上昇させて減速装置を用いること考えられるが、モータの高速化が困難であり実用的ではない。また、本実施例では歯車を用いてモータ軸と雄ロータの回転軸を接続したが、ギヤカップリングやダイヤフラムカップリングのような等速カップリング、またはスプラインとスプラインカップリングの組合せ等の等速継手手段を使用することも考えられる。 In this embodiment, the high-speed motor and the compressor body are connected by a gear having a speed increase ratio of 1: 1. However, the speed increase ratio is not limited to this. If the ratio is up to about 1: 2, the effect of the present invention can be obtained because the size of the motor and the size of the gear used for deceleration or speed increase do not need to be so large. However, as the speed increase ratio increases, the size of the motor increases, and the speed increase device also increases. On the other hand, it is conceivable to use the speed reducer by further increasing the motor speed, but it is difficult to increase the speed of the motor, which is not practical. Further, in this embodiment, the motor shaft and the rotating shaft of the male rotor are connected by using gears, but the constant speed coupling such as a gear coupling or a diaphragm coupling, or a constant speed coupling such as a combination of a spline and a spline coupling. It is also conceivable to use coupling means.

　次に、本発明の他の実施例を図５により説明する。この図５に示した部品と上記実施例に示した部品とが同一の場合には、同一の符号を付している。本実施例が図１に示した実施例と異なる点は、圧縮機本体１の雄ロータ２の軸と、高速モータ２１のモータ軸とを一体に構成した点である。言い換えれば、雄ロータ軸と高速モータの回転軸とを連結した以外の、圧縮機本体１ａ及び高速モータ側の個々の部品は基本的に上気実施例と同一である。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. When the components shown in FIG. 5 and the components shown in the above embodiment are the same, the same reference numerals are given. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the shaft of the male rotor 2 of the compressor body 1 and the motor shaft of the high-speed motor 21 are integrally formed. In other words, except for the connection between the male rotor shaft and the rotating shaft of the high-speed motor, the individual components on the compressor main body 1a and the high-speed motor side are basically the same as in the upper embodiment.

　モータケーシング２３aには、ステータコア２７およびステータコイル２８が取付けられている。雄歯形が中間に形成された雄ロータ２ａの吸込側軸部２ｂには、高速モータのロータコア２６が取付けられている。この雄ロータ２ａは、雄歯形部より軸端側を吐出側軸受７、１３で、ロータコア２６よりさらに端部側を反負荷側軸受３０aで回転自在に支持されている。雌ロータ３ａは、雄ロータ２ａと同様に吐出側を吐出側軸受７、１３で吸込み側を吸込み側軸受６ａで支持されている。ただし、上記実施例とは異なり吸込み側端部には歯車が取付けられていない。雄ロータおよび雌ロータの吸込み側軸受７、１３としては円筒ころ軸受及び組合わせアンギュラ軸受を、雌ロータ側の吸込側軸受６ａとしてはグリース潤滑のころ軸受６aを用いている。圧縮機本体及び高速モータで発生する熱を放熱するための冷却構造として、ケーシング２の外周部及びモータケーシング２３の外周部にそれぞれ放熱フィン４８、４９が形成されている。 ス テ ー タ A stator core 27 and a stator coil 28 are attached to the motor casing 23a. A rotor core 26 of a high-speed motor is mounted on the suction side shaft portion 2b of the male rotor 2a having a male tooth shape formed in the middle. The male rotor 2a is rotatably supported by discharge-side bearings 7 and 13 on the shaft end side from the male tooth-shaped portion and by the non-load-side bearing 30a on the end side further than the rotor core 26. As with the male rotor 2a, the female rotor 3a has its discharge side supported by discharge-side bearings 7 and 13 and its suction side supported by a suction-side bearing 6a. However, unlike the above embodiment, no gear is attached to the suction side end. Cylindrical roller bearings and combination angular bearings are used as the male and female rotor suction side bearings 7 and 13, and grease lubricated roller bearings 6a are used as the female rotor side suction side bearings 6a. As cooling structures for radiating heat generated by the compressor body and the high-speed motor, radiation fins 48 and 49 are formed on an outer peripheral portion of the casing 2 and an outer peripheral portion of the motor casing 23, respectively.

　このように構成した本実施例では、先の実施例と比べて雄ロータ側の吸込側軸受及び軸封装置、高速モータ側の負荷側軸受及び軸封装置、高速モータの動力を伝達するギヤが不要となり、圧縮機本体を含めた駆動系装置の小形化および低コスト化が可能となる。なお、本実施例では雄ロータの軸をモータ軸と共用しているが、雌ロータの軸をモータ軸と共用してもよいことは言うまでもない。 In the present embodiment configured as above, the suction side bearing and the shaft sealing device on the male rotor side, the load side bearing and the shaft sealing device on the high speed motor side, and the gear for transmitting the power of the high speed motor are different from those of the previous embodiment. This is unnecessary, and the drive system including the compressor body can be reduced in size and cost. In the present embodiment, the shaft of the male rotor is shared with the motor shaft, but it goes without saying that the shaft of the female rotor may be shared with the motor shaft.

　次に、上記何れかの実施例に記載された圧縮本体及び電動機が一体に形成されたオイルフリースクリュー圧縮機をパッケージ内に配置する様子を、図６および図７を用いて説明する。圧縮機本体と高速モータとを一体化した後に、この一体化組品を冷却器を兼ねる本体架台５１の上部に配置している。本体架台５１を区切って、２つの部屋を形成する。第１室５１ｂは圧縮空気の冷却器を収納する部屋であり、空気を１次冷却するプレクーラ５２、空気を２次冷却するアフタークーラ５３およびアンロード時の放気空気を冷却する放風クーラ５４を収納している。第２室５１ａは、油溜めとして用いる部屋であり、潤滑油を冷却するオイルクーラ５５が収納されている。 Next, the manner in which the oil-free screw compressor in which the compression main body and the electric motor described in any of the above embodiments are integrally formed is arranged in a package will be described with reference to FIGS. After the compressor main body and the high-speed motor are integrated, the integrated assembly is arranged on the upper part of the main body base 51 also serving as a cooler. The main frame 51 is divided to form two rooms. The first chamber 51b is a room for accommodating a cooler for compressed air, and includes a precooler 52 for primary cooling of air, an aftercooler 53 for secondary cooling of air, and a blower cooler 54 for cooling air to be released during unloading. Is stored. The second chamber 51a is a chamber used as an oil reservoir, and houses an oil cooler 55 for cooling lubricating oil.

　プレクーラ５２、アフタークーラ５３および放風クーラ５４はU字形の冷却管を備えており、管外側に冷却水が通水されている。一方、オイルクーラ５５もU字形の冷却管を備えており、管外側に潤滑油が導かれる。本体架台の第１室５１aの側面には、逆止弁５６が取付けられたヘッダ５７aが設けられており、第２室５１bの側面には冷却水出入口を有する冷却水ヘッダ５７bが設けられている。圧縮機本体１とプレクーラ５２とを吐出配管５８で接続し、高速モータ２１の排油口３５、３６とオイルクーラ５５とを排油配管５９、６０で連結する。なお、圧縮機本体１の吸込み側には吸込みフィルタ９０が取付けられており、吐出側には放気弁９１が介在した放気配管９３が取付けられている。放気配管の先端部には、放気サイレンサ８３が取付けられている。そして、これら本体架台５１、圧縮
機本体１、高速モータ２１、吸込み及び出口配管系が筐体９５の中に収納されてパッケージ型のオイルフリースクリュー圧縮機を構成している。 The pre-cooler 52, the after-cooler 53, and the blow-off cooler 54 have U-shaped cooling pipes, and cooling water flows outside the pipes. On the other hand, the oil cooler 55 also has a U-shaped cooling pipe, and lubricating oil is guided to the outside of the pipe. A header 57a to which a check valve 56 is attached is provided on a side surface of the first chamber 51a of the main body mount, and a cooling water header 57b having a cooling water inlet / outlet is provided on a side surface of the second chamber 51b. . The compressor body 1 and the precooler 52 are connected by a discharge pipe 58, and the oil outlets 35 and 36 of the high-speed motor 21 and the oil cooler 55 are connected by oil drain pipes 59 and 60. A suction filter 90 is mounted on the suction side of the compressor body 1, and a discharge pipe 93 with a discharge valve 91 interposed is mounted on the discharge side. An air release silencer 83 is attached to the tip of the air release pipe. The main body base 51, the compressor main body 1, the high-speed motor 21, and the suction and outlet piping system are housed in a housing 95 to constitute a package type oil-free screw compressor.

　圧縮機本体と高速モータを一体にして組立て、この一体組品をプレクーラやアフタークーラ等を収納する本体架台の真上に配置することにより、一体組品と各クーラ間を接続する配管の長さを短くすることができる、さらに、本体架台の長手方向寸法を上記一体組品の長手方向寸法と同程度とすることにより、圧縮機パッケージ内の無駄なスペースを減らし、圧縮機ユニットを小形軽量にすることができる。 By assembling the compressor body and high-speed motor integrally, and disposing this integrated assembly directly above the main frame that houses the pre-cooler, aftercooler, etc., the length of the pipe connecting the integrated assembly and each cooler Furthermore, by making the longitudinal dimension of the main body stand approximately equal to the longitudinal dimension of the above-mentioned integrated assembly, wasteful space in the compressor package is reduced, and the compressor unit is reduced in size and weight. can do.

　次に、図１または図５に示した実施例に記載のオイルフリースクリュー圧縮機を、インバータを用いて回転数制御する場合について、図８を用いて説明する。　
　従来のオイルフリー圧縮機では、圧縮機本体の吸込側にアンローダ組品を配置していた。このアンローダ組品は、エアシリンダー、吸込絞り弁、放気弁およびアンローダボディ等を有している。 Next, a case where the rotation speed of the oil-free screw compressor described in the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 5 is controlled using an inverter will be described with reference to FIG.
In a conventional oil-free compressor, an unloader assembly is arranged on the suction side of the compressor body. The unloader assembly includes an air cylinder, a suction throttle valve, an air release valve, an unloader body, and the like.

　一方、本発明においては、圧縮機の吸込側に容量制御装置を設けず、吸込フィルタ９０を直接配置している。また吐出配管５８により、圧縮機本体１、高温の圧縮空気を１次冷却するプレクーラ５２、逆止弁５５、高温の圧縮空気を２次冷却するアフタークーラ５３を順に接続している。そして、逆止弁５５の１次側でかつプレクーラの２次側に、放気配管９３を配設し、放気配管９３に放気電磁弁９１を設けている。放気弁９１の動作は、圧縮機の運転状態や圧縮機本体の回転数に応じて変化させる。この動作状態を表１に示す。 On the other hand, in the present invention, the suction filter 90 is directly disposed without providing a capacity control device on the suction side of the compressor. The discharge pipe 58 connects the compressor body 1, a pre-cooler 52 for primary cooling of high-temperature compressed air, a check valve 55, and an after-cooler 53 for secondary cooling of high-temperature compressed air. Further, on the primary side of the check valve 55 and on the secondary side of the precooler, an air discharge pipe 93 is provided, and the air discharge pipe 93 is provided with a gas discharge solenoid valve 91. The operation of the discharge valve 91 is changed according to the operating state of the compressor and the rotation speed of the compressor body. Table 1 shows this operation state.

Figure 2004044606
Figure 2004044606

　なお、ここでは圧縮機本体の最高使用回転数を２００００rpmとし、その半分の１００００rpmをアンロード時回転数、すなわち下限の回転数としている。 Here, the maximum operating speed of the compressor body is set to 20,000 rpm, and the half of that is set to 10,000 rpm, ie, the unloading speed, that is, the lower limit speed.

　起動時に圧縮機本体は、図示しない制御装置により最高回転数まで加速される。このとき、放気弁９１を開くと圧縮空気が放気されて、さらに吐出圧力が下がり、インバータ側の負荷を軽くすることができる。ロード時には、需要元のライン側の空気の使用量の増減を圧力センサ９２が検出し、この圧力センサ９２が検出する圧縮機ユニット出口の圧力が一定となる様に、インバータが圧縮機本体の回転数を制御し、これにより吐出空気量が制御される。 時 に At startup, the compressor body is accelerated to the maximum number of revolutions by a control device (not shown). At this time, when the air release valve 91 is opened, the compressed air is discharged, and the discharge pressure further decreases, so that the load on the inverter side can be reduced. At the time of loading, the pressure sensor 92 detects an increase or decrease in the amount of air used on the line side of the demand source, and the inverter rotates the compressor body so that the pressure at the compressor unit outlet detected by the pressure sensor 92 becomes constant. The number is controlled, thereby controlling the amount of discharged air.

　ロード状態において空気使用量が低下すると、圧縮機回転数を制御装置が低下させる。空気使用量がどんどん低下すると、圧縮機の回転数は下限側１００００rpmに達する。この状態において、さらに圧力センサ９２が圧力上昇を検出すると、圧縮機はアンロード運転常態にあると制御装置が判断し、制御装置が放気弁９１を開く指令を出す。放気弁９１を開いて圧縮空気を放気したときには、圧縮機の運転回転数は下限値になっており、吐出圧力も低く、圧縮機の動力も小さい。なお、本実施例では放気弁９１に、圧力センサー９２の検出圧力で電気的に開閉できる電磁弁を用いたが、本発明はそれに限るものではない。　
　以上の様に構成した本実施例では、インバータと放気弁を組合わせたので、従来用いられているアンローダ装置が不要となる。 When the air usage decreases in the load state, the control device decreases the compressor rotation speed. As the amount of air consumption decreases, the number of revolutions of the compressor reaches the lower limit of 10,000 rpm. In this state, when the pressure sensor 92 further detects an increase in pressure, the control device determines that the compressor is in the unload operation normal state, and the control device issues a command to open the discharge valve 91. When the compressed air is discharged by opening the discharge valve 91, the operating speed of the compressor is at the lower limit, the discharge pressure is low, and the power of the compressor is low. In this embodiment, an electromagnetic valve that can be electrically opened and closed by the pressure detected by the pressure sensor 92 is used as the air release valve 91, but the present invention is not limited to this.
In the present embodiment configured as described above, since the inverter and the air release valve are combined, the conventionally used unloader device becomes unnecessary.

　以上説明した実施例によれば以下の効果が得られる。
（１）増速ギヤやベルト等の増速装置が不要となり、オイルフリースクリュー圧縮機ユニットの小形軽量化および低コスト化が可能となる。
（２）吸込絞り弁や三方電磁弁等の容量制御装置が不要となり、オイルフリースクリュー圧縮機ユニットの構造の簡素化および低コスト化が可能となる。
（３）電動機系と圧縮機本体系との振動力学的構成を共通化して、従来から信頼性の高い回転系をこれら電動機系及び圧縮機本体系とに採用できるので、高速まで安定して回転可能なオイルフリースクリュー圧縮機ユニットを提供できる。
（４）電動機系と圧縮機本体系との部品の共通化を図ることにより、オイルフリースクリュー圧縮機の低コスト化及び信頼性の向上が可能になる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) A speed increasing device such as a speed increasing gear and a belt is not required, and the oil-free screw compressor unit can be reduced in size and weight and cost can be reduced.
(2) A capacity control device such as a suction throttle valve or a three-way solenoid valve is not required, and the structure of the oil-free screw compressor unit can be simplified and the cost can be reduced.
(3) The vibration system of the electric motor system and the compressor main body system are shared, and a highly reliable rotating system can be adopted for the electric motor system and the compressor main body system. A possible oil-free screw compressor unit can be provided.
(4) By sharing parts between the motor system and the compressor main system, it is possible to reduce the cost and improve the reliability of the oil-free screw compressor.

本発明に係るオイルフリースクリュー圧縮機の一実施例を示す図であり、上面から見た縦断面図。It is a figure showing an example of an oil-free screw compressor concerning the present invention, and a longitudinal section seen from the upper surface. 図１に示したオイルフリースクリュー圧縮機の正面から見た縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the oil-free screw compressor shown in FIG. 1 as viewed from the front. 図１に示したオイルフリースクリュー圧縮機の負荷側軸受部近傍の詳細縦断面図。FIG. 2 is a detailed vertical sectional view of the vicinity of a load-side bearing portion of the oil-free screw compressor shown in FIG. 1. 図１に示したオイルフリースクリュー圧縮機の反負荷側軸受部近傍の詳細縦断面図。FIG. 2 is a detailed longitudinal sectional view of the vicinity of a non-load-side bearing portion of the oil-free screw compressor shown in FIG. 1. 本発明に係るオイルフリースクリュー圧縮機の他の実施例の上面から見た縦断面図。The longitudinal section seen from the upper surface of other examples of the oil-free screw compressor concerning the present invention. 本発明に係るオイルフリースクリュー圧縮機をパッケージ化したときの正面図。FIG. 1 is a front view when an oil-free screw compressor according to the present invention is packaged. 図６に示した実施例の側面図であり、一部を断面で示した図。FIG. 7 is a side view of the embodiment shown in FIG. 本発明に係るオイルフリースクリュー圧縮機の圧縮空気の系統図。The system diagram of the compressed air of the oil-free screw compressor according to the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

　１…圧縮機本体、２…雄ロータ、３…雌ロータ、４…ケーシング、６，７…軸受、１１…ビスコシール、１２…冷却ジャケット、１８…被駆動側歯車、１９…駆動側歯車、２０…高周波インバータ、２１…高速モータ、２３…モータケーシング、２５…モータ軸、２６…ロータコア、２７…ステータコア、２９…負荷側軸受、３０…反負荷側軸受、４１，４２…ビスコシール、４７…冷却ジャケット、５１…本体架台、５２…プレクーラ、５３…アフタークーラ、５４…放風クーラ、５５…オイルクーラ、９０…吸込みフィルタ、９１…放気弁、９２…圧力センサ、９３…放気配管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor main body, 2 ... Male rotor, 3 ... Female rotor, 4 ... Casing, 6, 7 ... Bearing, 11 ... Visco seal, 12 ... Cooling jacket, 18 ... Driven side gear, 19 ... Drive side gear, 20 ... High frequency inverter, 21 ... High speed motor, 23 ... Motor casing, 25 ... Motor shaft, 26 ... Rotor core, 27 ... Stator core, 29 ... Load bearing, 30 ... Non-load bearing, 41, 42 ... Visco seal, 47 ... Cooling Jacket, 51: Main body stand, 52: Precooler, 53: Aftercooler, 54: Blower cooler, 55: Oil cooler, 90: Suction filter, 91: Air release valve, 92: Pressure sensor, 93: Air release piping.

Claims (6)

　ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータの吸込側を支持する吸込側軸受と、前記各ロータの吐出側を支持する吐出側軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、
　高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、
　前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持し圧縮機側に設けられた負荷側軸受と、反圧縮機側に設けられた反負荷側軸受とを有し、
　前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置と前記圧縮機の軸封装置とを同じサイズのネジシールで構成したことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 A male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a suction-side bearing supporting the suction side of the male rotor and the female rotor, a discharge-side bearing supporting a discharge side of each rotor, the casing and the male rotor And an oil-free screw compressor having a compressor body having a shaft sealing device for preventing oil from entering a compression chamber formed by a female rotor and
A high-speed motor driven by a high-frequency inverter is connected to a suction side of the compressor body via a pair of gears including a driving gear and a driven gear,
The high-speed motor has a motor shaft on which a motor rotor is formed, a load-side bearing provided on the compressor side that rotatably supports the motor shaft, and a non-load-side bearing provided on the anti-compressor side,
Each bearing supporting the rotor of the compressor and each bearing supporting the motor shaft are configured to be forcibly lubricated, and lubricating oil for lubricating the respective bearings supporting the compressor rotor enters the compression chamber. The shaft sealing device is configured with a screw seal so as to prevent the occurrence of a problem, and a shaft sealing device is further provided for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering into the high-speed motor. An oil-free screw compressor, wherein the shaft sealing device of the motor and the shaft sealing device of the compressor are formed by screw seals of the same size. 　請求項１において、前記高速モータの負荷側軸受を前記ロータの吸込側軸受と同じサイズの軸受で構成すると共に、前記高速モータの反負荷側軸受を前記ロータの吐出側軸受と同じサイズの軸受で構成したことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 In Claim 1, the load-side bearing of the high-speed motor is constituted by a bearing having the same size as the suction-side bearing of the rotor, and the non-load-side bearing of the high-speed motor is a bearing having the same size as the discharge-side bearing of the rotor. An oil-free screw compressor characterized by comprising. 　ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータを支持する軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、
　高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、
　前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持する軸受を有し、
　前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置と前記圧縮機の軸封装置とを同じネジシールで構成し、
　更に、前記高速モータを冷却するための冷却ジャケットをモータケーシングに設けたことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 A male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a bearing for supporting the male rotor and the female rotor, and a shaft for preventing oil from entering a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor. An oil-free screw compressor including a compressor body having a sealing device,
A high-speed motor driven by a high-frequency inverter is connected to a suction side of the compressor body via a pair of gears including a driving gear and a driven gear,
The high-speed motor has a motor shaft on which a motor rotor is formed, and a bearing that rotatably supports the motor shaft,
Each bearing supporting the rotor of the compressor and each bearing supporting the motor shaft are configured to be forcibly lubricated, and lubricating oil for lubricating the respective bearings supporting the compressor rotor enters the compression chamber. The shaft sealing device is configured with a screw seal so as to prevent the occurrence of a problem, and a shaft sealing device is further provided for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering into the high-speed motor. The shaft sealing device of the motor and the shaft sealing device of the compressor are configured with the same screw seal,
Furthermore, an oil-free screw compressor, wherein a cooling jacket for cooling the high-speed motor is provided in a motor casing. 　ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータの吸込側を支持する吸込側軸受と、前記各ロータの吐出側を支持する吐出側軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、
　高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に、駆動側ギヤ及び被駆動側ギヤからなる一対のギヤを介して接続し、
　前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持し圧縮機側に設けられた負荷側軸受と、反圧縮機側に設けられた反負荷側軸受とを有し、
　前記圧縮機のロータを支持する各軸受と、前記モータ軸を支持する各軸受とを強制潤滑する構成にすると共に、圧縮機ロータを支持する各軸受を潤滑する潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、更に前記モータ軸の負荷側軸受と反負荷側軸受を潤滑する潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置を前記圧縮機の軸封装置と同じネジシールで構成し、
　更に、前記高速モータを冷却するための放熱フィンをモータケーシングの外周部に設けたことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 A male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a suction-side bearing supporting the suction side of the male rotor and the female rotor, a discharge-side bearing supporting a discharge side of each rotor, the casing and the male rotor And an oil-free screw compressor having a compressor body having a shaft sealing device for preventing oil from entering a compression chamber formed by a female rotor and
A high-speed motor driven by a high-frequency inverter is connected to a suction side of the compressor body via a pair of gears including a driving gear and a driven gear,
The high-speed motor has a motor shaft on which a motor rotor is formed, a load-side bearing provided on the compressor side that rotatably supports the motor shaft, and a non-load-side bearing provided on the anti-compressor side,
Each bearing supporting the rotor of the compressor and each bearing supporting the motor shaft are configured to be forcibly lubricated, and lubricating oil for lubricating the respective bearings supporting the compressor rotor enters the compression chamber. The shaft sealing device is configured with a screw seal so as to prevent the occurrence of a problem, and a shaft sealing device is further provided for preventing lubricating oil for lubricating the load-side bearing and the non-load-side bearing of the motor shaft from entering into the high-speed motor. The shaft sealing device of this motor is configured with the same screw seal as the shaft sealing device of the compressor,
Furthermore, an oil-free screw compressor characterized in that radiation fins for cooling the high-speed motor are provided on an outer peripheral portion of a motor casing. 　請求項１〜５の何れかにおいて、前記一対のギヤのうち、駆動側ギヤは前記高速モータの負荷側軸端に、被駆動側ギヤは前記圧縮機の雄ロータまたは雌ロータの何れかの軸端にそれぞれ設けられて噛み合わされ、これら駆動側ギヤと被駆動側ギヤとの歯数比は、２：１から１：２の範囲にあることを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。 The drive gear of the pair of gears according to any one of claims 1 to 5, wherein the drive gear is a load shaft end of the high-speed motor, and the driven gear is a male rotor or a female rotor of the compressor. An oil-free screw compressor, wherein the gear ratio is provided between the drive-side gear and the driven-side gear in a range of 2: 1 to 1: 2. 　ケーシングに収納され互いに噛合う雄ロータおよび雌ロータと、これら雄ロータおよび雌ロータを支持する軸受と、前記ケーシングと雄ロータと雌ロータとにより形成される圧縮室への油の浸入を防止する軸封装置とを有する圧縮機本体を備えたオイルフリースクリュー圧縮機において、
　高周波インバータで駆動される高速モータを前記圧縮機本体の吸込側に接続し、
　前記高速モータはモータロータが形成されたモータ軸と、このモータ軸を回転支持する軸受を有し、
　前記圧縮機ロータを支持する軸受の潤滑油が圧縮室へ浸入するのを防止するように前記軸封装置をネジシールで構成し、
　更に前記モータ軸を支持する軸受の潤滑油が高速モータ内部へ浸入するのを防止する軸封装置を設けると共に、このモータの軸封装置を前記圧縮機の軸封装置と同じサイズのネジシールで構成し、
　前記圧縮機を支持する軸受と同じサイズの軸受を前記モータを支持する軸受に使用したことを特徴とするオイルフリースクリュー圧縮機。
A male rotor and a female rotor housed in a casing and meshing with each other, a bearing for supporting the male rotor and the female rotor, and a shaft for preventing oil from entering a compression chamber formed by the casing, the male rotor, and the female rotor. An oil-free screw compressor including a compressor body having a sealing device,
A high-speed motor driven by a high-frequency inverter is connected to the suction side of the compressor body,
The high-speed motor has a motor shaft on which a motor rotor is formed, and a bearing that rotatably supports the motor shaft,
The shaft sealing device is configured with a screw seal so as to prevent the lubricating oil of the bearing supporting the compressor rotor from entering the compression chamber,
Further, a shaft sealing device for preventing the lubricating oil of the bearing supporting the motor shaft from entering the inside of the high-speed motor is provided, and the shaft sealing device of the motor is formed of a screw seal having the same size as the shaft sealing device of the compressor. And
An oil-free screw compressor, wherein a bearing having the same size as a bearing for supporting the compressor is used for a bearing for supporting the motor.
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