JP2004530836A - 二段スクリューコンプレッサ - Google Patents

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。

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。