JP2004530836A - 二段スクリューコンプレッサ - Google Patents
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Abstract
2段スクリューコンプレッサは2つの圧縮ステージ(15、23)を有しており、それらのロータハウジング(21、29)は相互に軸平行に配置され、距離をあけて共通のクーラントハウジング(7)によって囲われている。クーラント剤用入口(65)とクーラント剤用出口(67)が共通のクーラントハウジングに配置され、同様に、クーラントハウジング(7)を流れるクーラント剤を、2つの圧縮ステージ(15、23)のロータハウジング(21、29)の周りを1つずつS字形状に流れ、それらを冷却するようにするガイド壁(71、73)が配置されている。
Description
【0001】
本発明は、請求項1の前文に係る二段スクリューコンプレッサに関する。このタイプのスクリューコンプレッサとして、数ある文献の中でもDE29922878U1のものが知られている。この文献の内容は、すべて参照として使用されている。
【0002】
従来のスクリューコンプレッサにおいて、ギアハウジングから突出して相互に平行な2つのコンプレッサステージ(圧縮ステージ)それぞれは、それぞれの接続部を介してクーラント剤循環路やクーラントサンプに接続されているそれぞれのクーラントハウジングによって囲われている。上記2つの圧縮ステージのクーラントハウジングは空間を必要とするため、従来のスクリューコンプレッサのデザインはコンパクトではない。
【0003】
US−A−4174196によって公知の従来からあるスクリューコンプレッサは、2つの圧縮ステージを有し、それらのコンプレッサハウジングは相互に平行に配置され、また共通のインナーハウジングによって囲われている。インナーハウジングは、同心のアウターハウジングによって囲われており、インナーハウジングとアウターハウジングの間の環状路は、クーラント剤が流れる複数の空室に細分されており、その結果、複数の空室内に配置された、圧縮されたガスが流れる管束は冷却される。第1のクーラント流は第1の圧縮ステージからの圧縮されたガスを冷却し、第2のクーラント流は第2の圧縮ステージからの圧縮されたガスを冷却する。クーラント剤は、2つの圧縮ステージのロータハウジングを直接冷却するわけではない。
【0004】
本発明の目的は、特にコンパクトにデザインされ、製造が容易であり、クーラント剤循環路の冷却効率が向上された、上記タイプの2段スクリューコンプレッサを提供することである。
【0005】
本発明によれば、本目的は、請求項1によって達成される。その従属項は、本発明の他の有益な特徴について言及している。
【0006】
本発明によれば、両方の圧縮ステージのロータハウジングは、距離をあけて共通のクーリングハウジング内に囲まれるように配置されており、好ましくは、クーリングハウジングとともに一体で製造されている。クーリングハウジングは、1つのクーラント剤用入口と1つのクーラント剤用出口を有しており、それにより、クーラント剤が、圧縮ステージの2つのロータハウジングの周りを通過する流路に従って2つのロータハウジングを1つずつ冷却していく。その結果、非常にコンパクトなデザインとなり、また、スクリューコンプレッサの製造が容易になり、加えて、冷却効率が向上する。
【0007】
スクリューコンプレッサをコンパクトにデザインするもう1つの方法は、2つの圧縮ステージの4つの接続部(低圧側ステージの入口と出口、高圧側ステージの入口と出口)を、四角いクーラントハウジングの4つの側面それぞれに1つずつ配置することである。クーラントハウジングの横の表面それぞれの利用可能なスペースには、接続部が、同一面にある他の接続部によって妨害されることなく配置されるのが好ましい。
【0008】
図1〜5に示される二段スクリューコンプレッサは、ベースに固定するための脚3を備えるハウジング1を有する。ハウジング1の上部5は、基本的に、2つの垂直な端壁を備えた直立した円盤形状である。図2において、左側端壁には、自由に外側に伸びているクーラントハウジング7が取り付けられている。クーラントハウジング7は、その内部に2つの圧縮ステージを配置して囲んでおり、圧縮ステージそれぞれは、互いに噛合している2つのスクリューロータを内部に配置しているロータハウジングを有する。これらは、図7を参照して後に説明する。オイル供給ベースン(容器)9が、クーラントハウジング7の下を所定の距離を開けてハウジング1の下部から外側に伸びている。オイルベースンはまた、ベース上でオイルベースンを支持する脚3を有する。ハウジング上部5のクーラントハウジング7と対向する側には、望ましくはRPMレギュレータモータを備える駆動ユニット13があり、ハウジング上部5に収容されたギアを介して圧縮ステージのスクリューロータを駆動させる。駆動モータ13はまた、ドライブユニット13とハウジング上部5内のブランチングギアとの間のハウジング部14内に配置されているオイルポンプを駆動させる。
【0009】
図示されているスクリューコンプレッサは、ドライランニング式スクリューコンプレッサ、すなわち、スクリューロータを収容する圧縮空間がオイルフリーに維持されているのが好ましい。オイルポンプによって循環されているオイルは、一方において、ギアとスクリューロータのローラベアリングを潤滑し、また、他方において、2つの圧縮ステージのロータハウジングを外部から冷却するクーラントとして使用されている。
【0010】
RPMレギュレータモータ、ブランチングギア、ハウジング内に組込まれたオイルポンプを用いる駆動システムの詳細については、既に言及されたDE29922878U1の全範囲を引用している。これは、本明細書内に示されている他の有益な特徴に対応するものであり、シールの必要性を減少させる内部一体型オイルポンプ、大きなスペースを必要とする従来の連結でないモータとギアの駆動軸首部との直接連結、モータの規定されたRPMのレンジ、たとえば2500〜5500RPMの範囲内で最適な効力を発揮するようなモータ駆動ギアのデザインなど、本発明に係るスクリューコンプレッサに適用されている。
【0011】
本発明が主に言及するスクリューコンプレッサの部分は、内部に圧縮ステージを有するクーラントハウジング7であり、2つの異なる方向から見た斜視図である図6と図7、断面図である図8に示されている。
【0012】
図8によれば、第1の圧縮ステージ15(低圧側ステージ)は、クーラントハウジング7の内部に配置されており、噛合している2つのスクリューロータ17,19を有する。スクリューロータ17,19は、図8に示す断面形状を有するロータハウジング21に保持されている。また、第2の圧縮ステージ23(高圧側ステージ)は、第1のステージと軸平行に配置されており、図8に示す形状のロータハウジング29内に保持されている1対のスクリューロータ25、27を有する。
【0013】
クーラントハウジング7は、基本的に、四角形の断面を有する箱形状であり、ロータ17,19、25、27と平行な2つの側壁部31、35と、上部37、底部39とを有する。
【0014】
クーラントハウジング7は、その上部と下部に開放部を有し、それはボルト締めされたプレート41、45、47によって閉じられている。
【0015】
クーラントハウジング7の一端には大きな面のフランジ49が形成されており、クーラントハウジング7をギアハウジング5に固定する際に使用され、また係合する外側輪郭を有する。他の一端では、クーラントハウジング7がクーラントハウジング7にボルト締合されている端側ベアリングカバー51によって閉じられている。ベアリングカバー51の底部にはオイル排出用フィッティング53があり、戻り管55(図1〜5)を介してオイル供給ベースン9に接続されている。
【0016】
クーラントハウジング7の上部には、第1の圧縮ステージ15のロータハウジング21の内部の圧縮空間に圧縮されるガスを取り入れる吸気口57が存在する。第1のステージにおいて圧縮されたガス用の排気口59が、図7においては右の側壁31(図8においては左側)に配置されている。クーラントハウジング7の底部には、第2の圧縮ステージ(高圧ステージ)用の吸気口61が存在する。第2の圧縮ステージ23の排気口63が、図6においては左側の側壁35(図8においては右側)に配置されている。低圧側ステージの排気口59は通常、中間クーラー(図示せず)を介して、高圧側ステージの吸気口61に接続されている。また、低圧側ステージの吸入口57の前方にフィルタやマフラが取り付けられており(図示せず)、同様に、高圧側ステージの排気口63の後方にもマフラやクーラ、またフィルタが取り付けられている。この装備は、当業者にとって有用な所望のデザインにすることができる。
【0017】
上記実施形態において、2つの圧縮ステージの全4つの接続部(低圧側ステージ15の吸気ポート57と排気ポート59、高圧側ステージ23の吸気ポート61と排気ポート63)が、クーラントハウジング7の4つの側壁31、35、37、39にそれぞれ1つずつ配置されている。その結果、コンパクトなデザインとなり、ハウジング7の4つの側壁に有効に活用できる利用可能なスペースが形成される。
【0018】
図8に示すように、2つの圧縮ステージ15、23のロータハウジング21、29は、クーラントハウジング7の壁から十分な距離をあけて配置されている。それによって形成された間の空間に冷却媒体が流れ、2つの圧縮ステージ15、23を冷却する。このために、クーラントハウジング7は、その底部39に冷却媒体用吸込み口65と、側壁35の上部近傍に冷却媒体用排出口67とを有する。吸込み口65から供給された冷却媒体は、クーラントハウジング7を流れ、一点鎖線69で示されているS字形状の流路で排出口67へ向かう。この流路は、ロータハウジング21、29とクーラントハウジング7の間の中間スペースの適切な部分で伸びているガイド壁71、73によって生じたものである。流路69は、まず低圧側ステージ15のロータハウジング21の周りを、続いて高圧側ステージ23のロータハウジング29の周りを、それぞれ180°以上の広い角度で、好適には略360°の角度で周って流れる。
【0019】
圧縮ステージのロータハウジング21,29は、ガイド壁71、73やクーラントハウジング7と、図8において同一のハッチングで示すような、一塊のハウジングブロックとして作成されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態に係るスクリューコンプレッサの斜視図である。
【図2】図3において矢印A方向から見た本発明の実施形態に係るスクリューコンプレッサの側面図である。
【図3】図2の矢印B方向から見たスクリューコンプレッサの背面図である。
【図4】図3において矢印C方向から見た側面図である。
【図5】図2に係るスクリューコンプレッサの平面図である。
【図6】左上方から見たスクリューコンプレッサのクーラントハウジングの斜視図である。
【図7】右下方から見た、図6に係るクーラントハウジングの斜視図である。
【図8】図4の矢印D−D方向から見た断面に係る、クーラントハウジングと圧縮ステージの軸と垂直方向の断面図である。
本発明は、請求項1の前文に係る二段スクリューコンプレッサに関する。このタイプのスクリューコンプレッサとして、数ある文献の中でもDE29922878U1のものが知られている。この文献の内容は、すべて参照として使用されている。
【0002】
従来のスクリューコンプレッサにおいて、ギアハウジングから突出して相互に平行な2つのコンプレッサステージ(圧縮ステージ)それぞれは、それぞれの接続部を介してクーラント剤循環路やクーラントサンプに接続されているそれぞれのクーラントハウジングによって囲われている。上記2つの圧縮ステージのクーラントハウジングは空間を必要とするため、従来のスクリューコンプレッサのデザインはコンパクトではない。
【0003】
US−A−4174196によって公知の従来からあるスクリューコンプレッサは、2つの圧縮ステージを有し、それらのコンプレッサハウジングは相互に平行に配置され、また共通のインナーハウジングによって囲われている。インナーハウジングは、同心のアウターハウジングによって囲われており、インナーハウジングとアウターハウジングの間の環状路は、クーラント剤が流れる複数の空室に細分されており、その結果、複数の空室内に配置された、圧縮されたガスが流れる管束は冷却される。第1のクーラント流は第1の圧縮ステージからの圧縮されたガスを冷却し、第2のクーラント流は第2の圧縮ステージからの圧縮されたガスを冷却する。クーラント剤は、2つの圧縮ステージのロータハウジングを直接冷却するわけではない。
【0004】
本発明の目的は、特にコンパクトにデザインされ、製造が容易であり、クーラント剤循環路の冷却効率が向上された、上記タイプの2段スクリューコンプレッサを提供することである。
【0005】
本発明によれば、本目的は、請求項1によって達成される。その従属項は、本発明の他の有益な特徴について言及している。
【0006】
本発明によれば、両方の圧縮ステージのロータハウジングは、距離をあけて共通のクーリングハウジング内に囲まれるように配置されており、好ましくは、クーリングハウジングとともに一体で製造されている。クーリングハウジングは、1つのクーラント剤用入口と1つのクーラント剤用出口を有しており、それにより、クーラント剤が、圧縮ステージの2つのロータハウジングの周りを通過する流路に従って2つのロータハウジングを1つずつ冷却していく。その結果、非常にコンパクトなデザインとなり、また、スクリューコンプレッサの製造が容易になり、加えて、冷却効率が向上する。
【0007】
スクリューコンプレッサをコンパクトにデザインするもう1つの方法は、2つの圧縮ステージの4つの接続部(低圧側ステージの入口と出口、高圧側ステージの入口と出口)を、四角いクーラントハウジングの4つの側面それぞれに1つずつ配置することである。クーラントハウジングの横の表面それぞれの利用可能なスペースには、接続部が、同一面にある他の接続部によって妨害されることなく配置されるのが好ましい。
【0008】
図1〜5に示される二段スクリューコンプレッサは、ベースに固定するための脚3を備えるハウジング1を有する。ハウジング1の上部5は、基本的に、2つの垂直な端壁を備えた直立した円盤形状である。図2において、左側端壁には、自由に外側に伸びているクーラントハウジング7が取り付けられている。クーラントハウジング7は、その内部に2つの圧縮ステージを配置して囲んでおり、圧縮ステージそれぞれは、互いに噛合している2つのスクリューロータを内部に配置しているロータハウジングを有する。これらは、図7を参照して後に説明する。オイル供給ベースン(容器)9が、クーラントハウジング7の下を所定の距離を開けてハウジング1の下部から外側に伸びている。オイルベースンはまた、ベース上でオイルベースンを支持する脚3を有する。ハウジング上部5のクーラントハウジング7と対向する側には、望ましくはRPMレギュレータモータを備える駆動ユニット13があり、ハウジング上部5に収容されたギアを介して圧縮ステージのスクリューロータを駆動させる。駆動モータ13はまた、ドライブユニット13とハウジング上部5内のブランチングギアとの間のハウジング部14内に配置されているオイルポンプを駆動させる。
【0009】
図示されているスクリューコンプレッサは、ドライランニング式スクリューコンプレッサ、すなわち、スクリューロータを収容する圧縮空間がオイルフリーに維持されているのが好ましい。オイルポンプによって循環されているオイルは、一方において、ギアとスクリューロータのローラベアリングを潤滑し、また、他方において、2つの圧縮ステージのロータハウジングを外部から冷却するクーラントとして使用されている。
【0010】
RPMレギュレータモータ、ブランチングギア、ハウジング内に組込まれたオイルポンプを用いる駆動システムの詳細については、既に言及されたDE29922878U1の全範囲を引用している。これは、本明細書内に示されている他の有益な特徴に対応するものであり、シールの必要性を減少させる内部一体型オイルポンプ、大きなスペースを必要とする従来の連結でないモータとギアの駆動軸首部との直接連結、モータの規定されたRPMのレンジ、たとえば2500〜5500RPMの範囲内で最適な効力を発揮するようなモータ駆動ギアのデザインなど、本発明に係るスクリューコンプレッサに適用されている。
【0011】
本発明が主に言及するスクリューコンプレッサの部分は、内部に圧縮ステージを有するクーラントハウジング7であり、2つの異なる方向から見た斜視図である図6と図7、断面図である図8に示されている。
【0012】
図8によれば、第1の圧縮ステージ15(低圧側ステージ)は、クーラントハウジング7の内部に配置されており、噛合している2つのスクリューロータ17,19を有する。スクリューロータ17,19は、図8に示す断面形状を有するロータハウジング21に保持されている。また、第2の圧縮ステージ23(高圧側ステージ)は、第1のステージと軸平行に配置されており、図8に示す形状のロータハウジング29内に保持されている1対のスクリューロータ25、27を有する。
【0013】
クーラントハウジング7は、基本的に、四角形の断面を有する箱形状であり、ロータ17,19、25、27と平行な2つの側壁部31、35と、上部37、底部39とを有する。
【0014】
クーラントハウジング7は、その上部と下部に開放部を有し、それはボルト締めされたプレート41、45、47によって閉じられている。
【0015】
クーラントハウジング7の一端には大きな面のフランジ49が形成されており、クーラントハウジング7をギアハウジング5に固定する際に使用され、また係合する外側輪郭を有する。他の一端では、クーラントハウジング7がクーラントハウジング7にボルト締合されている端側ベアリングカバー51によって閉じられている。ベアリングカバー51の底部にはオイル排出用フィッティング53があり、戻り管55(図1〜5)を介してオイル供給ベースン9に接続されている。
【0016】
クーラントハウジング7の上部には、第1の圧縮ステージ15のロータハウジング21の内部の圧縮空間に圧縮されるガスを取り入れる吸気口57が存在する。第1のステージにおいて圧縮されたガス用の排気口59が、図7においては右の側壁31(図8においては左側)に配置されている。クーラントハウジング7の底部には、第2の圧縮ステージ(高圧ステージ)用の吸気口61が存在する。第2の圧縮ステージ23の排気口63が、図6においては左側の側壁35(図8においては右側)に配置されている。低圧側ステージの排気口59は通常、中間クーラー(図示せず)を介して、高圧側ステージの吸気口61に接続されている。また、低圧側ステージの吸入口57の前方にフィルタやマフラが取り付けられており(図示せず)、同様に、高圧側ステージの排気口63の後方にもマフラやクーラ、またフィルタが取り付けられている。この装備は、当業者にとって有用な所望のデザインにすることができる。
【0017】
上記実施形態において、2つの圧縮ステージの全4つの接続部(低圧側ステージ15の吸気ポート57と排気ポート59、高圧側ステージ23の吸気ポート61と排気ポート63)が、クーラントハウジング7の4つの側壁31、35、37、39にそれぞれ1つずつ配置されている。その結果、コンパクトなデザインとなり、ハウジング7の4つの側壁に有効に活用できる利用可能なスペースが形成される。
【0018】
図8に示すように、2つの圧縮ステージ15、23のロータハウジング21、29は、クーラントハウジング7の壁から十分な距離をあけて配置されている。それによって形成された間の空間に冷却媒体が流れ、2つの圧縮ステージ15、23を冷却する。このために、クーラントハウジング7は、その底部39に冷却媒体用吸込み口65と、側壁35の上部近傍に冷却媒体用排出口67とを有する。吸込み口65から供給された冷却媒体は、クーラントハウジング7を流れ、一点鎖線69で示されているS字形状の流路で排出口67へ向かう。この流路は、ロータハウジング21、29とクーラントハウジング7の間の中間スペースの適切な部分で伸びているガイド壁71、73によって生じたものである。流路69は、まず低圧側ステージ15のロータハウジング21の周りを、続いて高圧側ステージ23のロータハウジング29の周りを、それぞれ180°以上の広い角度で、好適には略360°の角度で周って流れる。
【0019】
圧縮ステージのロータハウジング21,29は、ガイド壁71、73やクーラントハウジング7と、図8において同一のハッチングで示すような、一塊のハウジングブロックとして作成されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態に係るスクリューコンプレッサの斜視図である。
【図2】図3において矢印A方向から見た本発明の実施形態に係るスクリューコンプレッサの側面図である。
【図3】図2の矢印B方向から見たスクリューコンプレッサの背面図である。
【図4】図3において矢印C方向から見た側面図である。
【図5】図2に係るスクリューコンプレッサの平面図である。
【図6】左上方から見たスクリューコンプレッサのクーラントハウジングの斜視図である。
【図7】右下方から見た、図6に係るクーラントハウジングの斜視図である。
【図8】図4の矢印D−D方向から見た断面に係る、クーラントハウジングと圧縮ステージの軸と垂直方向の断面図である。
Claims (7)
- 相互に平行な2つの圧縮ステージ(15、23)を備えており、
2つの圧縮ステージそれぞれが、相互に噛合い、ロータハウジング(21、29)に配置された一対のスクリューロータ(17、19;25,27)を有しており、
2つのロータハウジングが、クーラントハウジングに囲まれて、クーラントハウジングの内部を流れるクーラント剤によって冷却される2段スクリューコンプレッサであって、
ロータハウジング(21、29)の両方が所定の距離をあけて共通のクーラントハウジング(7)によって囲まれており、
クーラントハウジング(7)がクーラント剤用入口(65)とクーラント剤用出口(67)とを有し、入口から出口に向かって流れるクーラント剤が、ロータハウジング(21、29)の両方の周りを通過してそれらを冷却することを特徴とするスクリューコンプレッサ。 - クーラント剤が、入口(65)から出口(67)に向かう流路に沿って、本質的に1つのロータハウジング(21)の周りを流れて冷却し、続いて他のロータハウジング(29)の周りを流れて冷却することを特徴とする請求項1に係るスクリューコンプレッサ。
- クーラント剤が、まず第1の圧縮ステージ(15)(低圧側ステージ)のロータハウジング(21)の周りを流れ、続いて第2の圧縮ステージ(23)(高圧側ステージ)のロータハウジング(29)の周りを流れることを特徴とする請求項2に係るスクリューコンプレッサ。
- クーラント剤の流路(69)が、まず一つの圧縮ステージ(23)の周りを、続いて他の圧縮ステージ(15)の周りを、S字形状で進行する請求項1〜3の一つに係るスクリューコンプレッサ。
- クーラントハウジング(7)とロータハウジング(21,29)の間の中間スペースが、クーラント媒体を規定の流路(69)に導くガイド壁(71、73)によって間仕切りされている請求項1〜4の一つに係るスクリューコンプレッサ。
- ロータハウジング(21、29)が、クーラントハウジング(7)の少なくとも一部分とともに一塊の一体化されたブロックとしてデザインされていることを特徴とする請求項1〜5の一つに係るスクリューコンプレッサ。
- クーラントハウジング(7)が、基本的に圧縮ステージのロータ軸と平行な4つの側面(33、35、37、39)を備えた箱形状にデザインされており、
圧縮ステージ(15、23)の接続部(57、59、61、63)(低圧側ステージの入口と出口、高圧側ステージの入口と出口)が、クーラントハウジング(7)の各側面に1つずつ配置されていることを特徴とする請求項1〜6の一つに係るスクリューコンプレッサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20110360U DE20110360U1 (de) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Zweistufiger Schraubenkompressor |
PCT/EP2002/006853 WO2003001064A1 (de) | 2001-06-22 | 2002-06-20 | Zweistufiger schraubenkompressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004530836A5 JP2004530836A5 (ja) | 2005-09-02 |
Family
ID=7958420
Family Applications (1)
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