JP2007218195A

JP2007218195A - Multistage root type compressor

Info

Publication number: JP2007218195A
Application number: JP2006040623A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kanbe; 勝神戸
Original assignee: YOTSUBA KIKAI SEISAKUSHO KK
Current assignee: YOTSUBA KIKAI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP3921551B1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compress gas by securing a clearance structure for extremely reducing a backflow of the gas on the suction side and the delivery side, while removing the heat of a rotor and a casing of a root type compressor of storing a plurality of stage numbers in an integral casing. SOLUTION: As a cylindrical integral casing, sealing performance is enhanced by securing a two-surface seal, by eliminating a seal point of crossing with a surface generated between a driving rotor, a driven rotor and a vertically divided cylinder. A vertically divided spigot type partition plate is embedded in the cylindrical casing in a hollow shape, and the compressor is made compact as a gas passing part, and multistage compression can be performed. In the root type compressor, performance cannot be maintained if a clearance of the rotor is not reduced. Therefor, this root type compressor secures the performance by minimizing a rotor clearance by reducing thermal deformation, by cooling by cooling water by forming a jacket in the rotor inside and the casing. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ケーシングが分割されず、従来技術のように駆動ロータと従動ロータ及び上下分割式のシリンダとの間で生ずる３面の交差するシール点がなく、２面シールが確保でき、水冷却が十分にできてロータクリアランスを小さくでき、圧縮性能を向上できるコンパクトタイプの多段ルーツ式コンプレッサ及びその組立て方法に関する。 In the present invention, the casing is not divided, and there is no three-surface intersecting seal point generated between the drive rotor, the driven rotor, and the vertically divided cylinder as in the prior art, so that a two-surface seal can be secured, and water cooling The present invention relates to a compact multi-stage roots type compressor that can sufficiently reduce the rotor clearance and improve the compression performance, and an assembling method thereof.

ケーシングのロータ回転室内で左右のルーツ式ロータを回転させて真空空気を形成する真空ブロアや真空ポンプは各種型式のものが開示されているが、ルーツ式のコンプレッサは存在していなかった。その理由としては一般に工場等において使用されるコンプレッサが中圧（７ｋｇ／ｃｍ^２程度）のものが殆どであり、この圧力の圧縮空気を作ることがルーツ式のものでは無理があるとの技術的理由によるものであった。しかしながら、圧縮空気の圧力としては更に低圧（３ｋｇ／ｃｍ^２程度）のものを使用する場合もかなり存在するため、ルーツ式のコンプレッサの市場もあり、本発明はその事情に対応すべく開発されたものである。 Various types of vacuum blowers and vacuum pumps for forming vacuum air by rotating left and right root type rotors in the rotor rotation chamber of the casing have been disclosed, but no root type compressors existed. The reason for this is that most compressors used in factories and the like are generally medium pressure (about 7 kg / cm ² ), and it is technically impossible to produce compressed air of this pressure with the roots type. It was due to the reason. However, since the pressure of compressed air is much lower (about 3 kg / cm ² ), there is a market for root-type compressors, and the present invention was developed to cope with the situation. Is.

図６乃至図９は当初において開発された多段ルーツ式コンプレッサの概要構造を示すものである。このものは、左右一対の多段ロータ１ａ，１ｂ（図示では４段式のロータからなる）を左右のサイドフレーム１０ａ，９ａにより枢支し、多段ロータ１ａ，１ｂを２つ割りのケーシング２ａで被包し、各ケーシング２ａ間にロータの連結軸６０ａに嵌り込む２つ割りの仕切板３ａを介在せしめて全体を固定連結したものからなる。吸入空気は１段目ケーシング２ａＡの導入口３７ａＡからケーシングのロータ回転室２７ａ内に導入され、ロータ間で圧縮空気となり１段目の仕切板３ａＡを介して隣のロータ回転室２７ａに送られ、次第に空気圧力を高めた状態で最後のケーシング２ａＤの排出口３８ａＤから排出される構造からなる。
なお、前記の図６乃至図９で示した多段ルーツ式コンプレッサは公知技術ではないが、本発明に類似するルーツ式圧縮機やルーツ式真空ポンプとしては「特許文献１」及び「特許文献２」が挙げられる。
特開２００４−３６０６５２号（図１）特開２０００−２５７５８０号（図１） 6 to 9 show a schematic structure of a multistage roots compressor originally developed. In this structure, a pair of left and right multi-stage rotors 1a and 1b (in the figure, consisting of four-stage rotors) are pivotally supported by left and right side frames 10a and 9a, and the multi-stage rotors 1a and 1b are covered by a two-piece casing 2a. The whole is fixedly connected by interposing a two-partitioned partition plate 3a fitted between the casings 2a and fitted into the connecting shaft 60a of the rotor. The intake air is introduced into the rotor rotation chamber 27a of the casing from the introduction port 37aA of the first-stage casing 2aA, becomes compressed air between the rotors, is sent to the adjacent rotor rotation chamber 27a via the first-stage partition plate 3aA, The structure is such that the air is gradually discharged from the discharge port 38aD of the last casing 2aD with the air pressure being increased.
The multi-stage roots compressor shown in FIGS. 6 to 9 is not a publicly known technique. However, as a roots-type compressor or a roots-type vacuum pump similar to the present invention, “Patent Document 1” and “Patent Document 2” are used. Is mentioned.
JP 2004360652 (FIG. 1) JP 2000-257580 A (FIG. 1)

「特許文献１」の「特開２００４−３６０６５２号の「ルーツ式圧縮機モジュール」は燃料電池車に備えられている燃料電池に酸素や水素を圧送するために用いるコンプレッサであり、ルーツ式のロータを使用するものであるが、本発明のように多段式のものでなく全体をコンパクトに形成することに特徴を有するものである。また、このコンプレッサにはマフラやフイルタ及びガスクーラが設けられ、コンプレッサ本体から排出される空気（ガス）を前処理して燃料電池側に送る機構からなり、装置構造が複雑となる問題点を有する。また、「特許文献２」の「特開２０００−２５７５８０号」の「ルーツ式多段真空ポンプ」は、その図１に示すように多段式のものでなく、ケーシングは２つ割りのものからなり、後に説明する本発明のように一体式のケーシングを使用する多段ロータのコンプレッサとは全体構造において大きく相違するものである。 “Patent Document 1”, “Roots Compressor Module” of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-360652, is a compressor used to pump oxygen and hydrogen to a fuel cell provided in a fuel cell vehicle, and is a roots type rotor. However, the present invention is not multi-stage like the present invention but is characterized in that it is compactly formed as a whole. In addition, the compressor is provided with a muffler, a filter, and a gas cooler, and includes a mechanism for pre-treating air (gas) discharged from the compressor main body and sending it to the fuel cell side. In addition, the “Roots type multistage vacuum pump” of “JP-A-2000-257580” of “Patent Document 2” is not a multistage type as shown in FIG. The overall structure differs greatly from a multi-stage rotor compressor using an integral casing as in the present invention described later.

一方、図６乃至図９に示した多段ルーツ式コンプレッサは、前記のようにケーシング２ａは２つ割りであり、これを仮りに一体式としても仕切板３ａは２つ割りにすることが必要である。以上のように、ケーシング２ａ及び仕切板３ａが分割式のため図８及び図９の丸印に示すように、３点の面シール部がどうしても形成される。この面シール部の構造ではシール性を確実に保持することが難しく、差圧の小さい真空ポンプの場合には大きな問題点とはならないが、差圧の高いコンプレッサの場合にはこの３点の面シール部の構造では圧縮空気（又はガス）がこの部分から外部に洩れる問題点が発生する。 On the other hand, in the multi-stage roots compressor shown in FIGS. 6 to 9, the casing 2a is divided into two as described above, and even if this is integrated, it is necessary to divide the partition plate 3a into two. is there. As described above, since the casing 2a and the partition plate 3a are of the split type, three face seal portions are inevitably formed as shown by the circles in FIGS. With this face seal structure, it is difficult to reliably maintain the sealing performance, and this is not a major problem in the case of a vacuum pump with a small differential pressure, but in the case of a compressor with a high differential pressure, these three points In the structure of the seal portion, there is a problem that compressed air (or gas) leaks from this portion to the outside.

以上のことから、多段ルーツ式コンプレッサとしてはケーシングは一体型であり、３点の面シール部をなくし２点面シールとし、各構成要素の加工精度を高め各部のクリアランスを極力小さくし、かつ全体が十分に冷却されるように冷却手段を形成してクリアランスを維持するようにすると共に、組立性のよいコンパクトタイプのルーツ式コンプレッサを開発することが要請される。 From the above, the casing for the multi-stage Roots compressor is an integral type, eliminating the three-point face seal part and making it a two-point face seal, increasing the processing accuracy of each component, minimizing the clearance of each part, and the whole Therefore, it is required to develop a compact roots type compressor having good assemblability while forming a cooling means so as to be sufficiently cooled to maintain the clearance.

本発明は、以上の要請に鑑みて発明されたものであり、従来のガスコンプレッサにおいて必要であった凝縮性ガスを含むガス体の凝縮ガスを取り除くために吸引ガス中の凝縮ガスを取り除く前処理が必要であったが、この前処理を不要とするルーツ式のコンプレッサとして全体をまとめ、所望の圧縮空気（ガス）を形成する高精度の多段式のものとし、ケーシングを一体型とし２点面シールとしてシール性を向上せしめ、組立性がよく、全体がコンパクトにまとめられる多段ルーツ式コンプレッサ及びその組立て方法を提供することを目的とする。 The present invention has been invented in view of the above demands, and is a pretreatment for removing condensate gas in suction gas in order to remove condensate gas of a gas body containing condensable gas, which is necessary in a conventional gas compressor. The roots compressor that does not require this pre-processing is integrated into a high-precision multi-stage type that forms the desired compressed air (gas), and the casing is integrated into two points. It is an object of the present invention to provide a multi-stage roots type compressor that improves the sealing performance as a seal, has good assemblability, and is compact in its entirety, and an assembling method thereof.

本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のロータを所定間隔に配置し連結軸を有する左右一対の多段ロータと、前記多段ロータの夫々の前記左右の各段のロータの夫々を被包し前記ロータの回転するロータ回転室を形成すると共に空気の出入口を形成するケーシングと、該ケーシングに凹設される凹溝内に嵌入されると共に前記ロータの連結軸に嵌り込み前記ロータの側面との間に微少のクリアランスを形成し空気の流通路を形成する２つ割りの仕切板と、前記ロータ及びケーシングを冷却する水冷却手段とを有し、隣接する前記ケーシングはその側面を密着して互いに連結固定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of left and right multi-stage rotors having a plurality of rotors arranged at predetermined intervals and having a connecting shaft, and each of the left and right multi-stage rotors. A casing that encloses each of the rotors of the stage to form a rotor rotating chamber in which the rotor rotates and an air inlet / outlet; and a connecting shaft of the rotor that is fitted into a recessed groove formed in the casing A partition plate divided into two to form a minute clearance between the rotor and the side surface of the rotor to form an air flow path, and a water cooling means for cooling the rotor and the casing. The casings are characterized in that their side surfaces are closely contacted and fixed together.

また、請求項２の発明は、前記水冷却手段が、前記ロータの連結軸内及び前記ロータ内のジャケット室を流通するロータ冷却通路と、前記ケーシングのジャケット室を流通するケーシング冷却通路とからなり、これ等の冷却通路は冷却水供給部及び冷却水排出部に夫々連通することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the water cooling means includes a rotor cooling passage that circulates in the connecting shaft of the rotor and a jacket chamber in the rotor, and a casing cooling passage that circulates in the jacket chamber of the casing. These cooling passages communicate with the cooling water supply unit and the cooling water discharge unit, respectively.

また、請求項３の発明は、前記一体型の夫々のケーシングは互いに固定され、前記ケーシング内に回転する前記ロータは仕切板と微少のクリアランスを介して互いに側面を当接する２点面シール型式のものからなることを特徴とする。 Further, the invention of claim 3 is a two-point face seal type in which the integral casings are fixed to each other, and the rotor rotating in the casing is in contact with each other with a partition plate and a slight clearance. It consists of things.

また、請求項４の発明は、前記請求項１乃至３に記載の多段ルーツ式コンプレッサの組立て方法であって、該方法は、左右のサイドフレームの１つに前記多段ロータの基端側を組み込んで全体を立設させる第１の手順と、前記多段ロータの１段目ロータにこれを被包する１段目ケーシングを挿着する第２の手順と、前記１段目ロータと次の２段目ロータとの間に一体的に形成されている連結軸に２つ割りの１段目仕切板を嵌め込みこれを前記１段目ケーシングに固定する第３の手順と、前記１段目仕切板をその前記凹溝に嵌め込ませながら２段目ロータを被包する２段目ケーシングを組み込み前記１段目ケーシングに当接する第４の手順と、引き続き２段目ロータと次の３段目ロータとの間に形成されている前記連結軸に２つ割りの２段目仕切板を嵌め込みこれを２段目ケーシングに固定する第５の手順と、以下多段ロータのロータの数だけ前記手順を繰り返し行って最後に前記サイドフレームと他のサイドフレームとを組み付けて全体を固定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for assembling the multi-stage roots compressor according to the first to third aspects, wherein the method incorporates the base end side of the multi-stage rotor into one of the left and right side frames. The first step of standing up the whole in the second step, the second step of inserting the first-stage casing enclosing the first-stage rotor of the multi-stage rotor, the first-stage rotor and the next two-stage A third step of fitting a first-stage partition plate divided into two into a connecting shaft formed integrally with the eye rotor, and fixing the first-stage partition plate to the first-stage casing; and A fourth step of incorporating a second-stage casing that encloses the second-stage rotor while being fitted in the concave groove and contacting the first-stage casing; and subsequently, the second-stage rotor and the next third-stage rotor The connecting shaft formed between them is divided into two parts in a second stage. Fifth procedure for inserting the plate and fixing it to the second-stage casing, and then repeating the procedure for the number of rotors of the multi-stage rotor, and finally assembling the side frame and other side frames to fix the whole It is characterized by that.

本発明の請求項１の多段ルーツ式コンプレッサによれば、仕切板はケーシング内に収納され、仕切板とロータとの間のクリアランスを極力小さくでき、２点面シールが形成され、冷却性のよい冷却通路が形成されるため、高精度でコンパクトにまとめられたコンプレッサを形成することができる。 According to the multi-stage roots compressor of claim 1 of the present invention, the partition plate is housed in the casing, the clearance between the partition plate and the rotor can be minimized, a two-point face seal is formed, and the cooling performance is good. Since the cooling passage is formed, a highly accurate and compact compressor can be formed.

また、請求項２の多段ルーツ式コンプレッサによれば、冷却通路が多段ロータ内及びケーシング内に冷却性を向上すべく形成され、全体の熱変形によるクリアランスの変化を防止する。これにより高効率のコンプレッサを形成することができる。 Further, according to the multi-stage roots compressor of claim 2, the cooling passage is formed in the multi-stage rotor and the casing so as to improve the cooling performance, and the change of the clearance due to the overall thermal deformation is prevented. Thereby, a highly efficient compressor can be formed.

また、請求項３の多段ルーツ式コンプレッサによれば、ロータと仕切板とが微少クリアランスを介して接続されるためリークや前戻りがなく結果として高効率性を確保することができる。 Further, according to the multi-stage roots type compressor of claim 3, since the rotor and the partition plate are connected through a minute clearance, there is no leakage and no return, and as a result, high efficiency can be ensured.

また、請求項４の多段ルーツ式コンプレッサの組立て方法によれば、高精度に形成された多段ロータ、一体型のケーシング及び仕切板を組立て手順によって組み付けることにより容易な組付けを高精度に実施することができ、高効率のコンプレッサを形成することができる。 According to the method for assembling the multi-stage roots compressor according to claim 4, easy assembly is performed with high precision by assembling the multi-stage rotor, the integral casing and the partition plate formed with high precision according to the assembly procedure. And a highly efficient compressor can be formed.

以下、本発明の多段ルーツ式コンプレッサ及びその組立て方法の実施の形態を図面を参照して詳述する。
本発明の多段ルーツ式コンプレッサ１００は、大別して中心軸５を有する多段ロータ１と、多段ロータ１の各ロータ６を被包しロータ回転室２７や空気（ガス）の流出入路を形成するケーシング２と、ケーシング２の凹溝２９に嵌入されロータ側面との間に微少のクリアランスを有して当接し空気の流通路を形成する２つ割りの仕切板３と多段ロータ１やケーシング２を冷却するための水冷却手段４等とからなる。以下、これ等の構成要素及びそれに関連する構成部品について順次説明する。 Embodiments of a multi-stage roots compressor and an assembling method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
The multi-stage roots compressor 100 of the present invention is roughly divided into a multi-stage rotor 1 having a central shaft 5 and a casing that encloses each rotor 6 of the multi-stage rotor 1 to form a rotor rotation chamber 27 and an air (gas) inflow / outflow path. 2 and the two-stage partition plate 3, which is fitted in the concave groove 29 of the casing 2 and has a slight clearance between the rotor and the rotor side surface to form an air flow path, and the multistage rotor 1 and the casing 2 are cooled. Water cooling means 4 and the like. Hereinafter, these components and related components will be sequentially described.

まず、図１及び図３により多段ロータ１を説明する。多段ロータ１は図３に示すように本実施例では４段のロータ６からなり、これ等は図３（ａ）に示すように一体的に形成される。なお、本実施例では１段目ロータ６Ａは他のロータ６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに較べて横巾の大きなものからなる。また、これ等のロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは連結軸６０により連結される。また、ロータ６の外郭形状としては図３（ｂ）に示すようにルーツ型のものからなる。一体的形状からなる多段ロータ１の中心には中心軸５の嵌入される中心孔７が形成されると共にジャケット室８が夫々形成される。この多段ロータ１は左右一対ロータ６，６からなり、図２に示すように互いに噛合状態で配設される。 First, the multistage rotor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. As shown in FIG. 3, the multi-stage rotor 1 is composed of four stages of rotors 6 in the present embodiment, and these are integrally formed as shown in FIG. In the present embodiment, the first stage rotor 6A has a larger width than the other rotors 6B, 6C, 6D. These rotors 6A, 6B, 6C, 6D are connected by a connecting shaft 60. The outer shape of the rotor 6 is a Roots type as shown in FIG. A central hole 7 into which the central shaft 5 is fitted is formed at the center of the multistage rotor 1 having an integral shape, and a jacket chamber 8 is formed respectively. The multi-stage rotor 1 is composed of a pair of left and right rotors 6 and 6, and is arranged in mesh with each other as shown in FIG.

次に、多段ロータ１の中心孔７に嵌入される中心軸５等の構造を説明する。まず、図１に示すように、図の右端側に配置される１段目ケーシング２Ａの側面には右サイドフレーム９が当接して配置され、図の左端側に配置される４段目ケーシング２Ｄの側面には左サイドフレーム１０が当接して配置される。また、図１に示すように右サイドフレーム９の端面にはオイルケース１１が連結され、オイルケース１１には冷却室１２が連結される。一方、左サイドフレーム１０の側面にはギヤケース１３が連結される。
中心軸５は前記の多段ロータ１の中心孔７を貫通して嵌入され、その右端は前記の右サイドフレーム９とオイルケース１１及び冷却室１２内に配置され、軸受１４やオイルシール１５等により支持される。また、中心軸５の右端は冷却室１２内に開口している。一方、中心軸５の左端は前記の左サイドフレーム１０とギヤケース１３内に配置され軸受１４等によら支持されると共にタイミングギヤ２６が固定される。なお、このタイミングギヤは図略の駆動源に連結される。 Next, the structure of the center shaft 5 and the like inserted into the center hole 7 of the multistage rotor 1 will be described. First, as shown in FIG. 1, the right side frame 9 is disposed in contact with the side surface of the first stage casing 2A disposed on the right end side in the figure, and the fourth stage casing 2D disposed on the left end side in the figure. The left side frame 10 is disposed in contact with the side surface of the frame. As shown in FIG. 1, an oil case 11 is connected to the end surface of the right side frame 9, and a cooling chamber 12 is connected to the oil case 11. On the other hand, a gear case 13 is connected to the side surface of the left side frame 10.
The center shaft 5 is inserted through the center hole 7 of the multi-stage rotor 1, and the right end thereof is disposed in the right side frame 9, the oil case 11 and the cooling chamber 12, and is supported by the bearing 14, the oil seal 15 and the like. Supported. Further, the right end of the central shaft 5 opens into the cooling chamber 12. On the other hand, the left end of the central shaft 5 is disposed in the left side frame 10 and the gear case 13 and supported by the bearing 14 and the timing gear 26 is fixed. This timing gear is connected to a drive source (not shown).

図１に示すように、中心軸５にはその軸線に沿って冷却水用穴１６が形成され、冷却状用穴１６内に挿着されている冷却パイプ１７の右端は図１に示すように冷却室１２に開口する。また、冷却パイプ１７の左側は冷却水用穴１６の左端の閉止部内に開口される。中心軸５の冷却水用穴１６を囲む肉厚部には、多段ロータ１の各ロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄのジャケット室８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）と冷却水用穴１６とを連通される連通孔１８，１９が形成される。なお、夫々の連通孔１８と連通孔１９との間には仕切壁２０が形成される。 As shown in FIG. 1, a cooling water hole 16 is formed in the central axis 5 along the axis, and the right end of the cooling pipe 17 inserted into the cooling hole 16 is as shown in FIG. Open to the cooling chamber 12. Further, the left side of the cooling pipe 17 is opened in the closing portion at the left end of the cooling water hole 16. In the thick portion surrounding the cooling water hole 16 of the central shaft 5, the jacket chamber 8 (8 A, 8 B, 8 C, 8 D) of each rotor 6 A, 6 B, 6 C, 6 D of the multistage rotor 1, and the cooling water hole 16 are provided. Communicating holes 18 and 19 are formed. A partition wall 20 is formed between each communication hole 18 and communication hole 19.

冷却室１２は冷却水入口２１と連通する冷却水流入室２２と冷却水出口２３に連通する冷却水流出室２４に分割され、前記の冷却パイプ１７は冷却水流入室２２内に開口する。また、冷却水流出室２４には中心軸５の肉厚部に開口された連通孔２５が連通する。 The cooling chamber 12 is divided into a cooling water inflow chamber 22 that communicates with the cooling water inlet 21 and a cooling water outflow chamber 24 that communicates with the cooling water outlet 23, and the cooling pipe 17 opens into the cooling water inflow chamber 22. The cooling water outflow chamber 24 communicates with a communication hole 25 opened in the thick portion of the central shaft 5.

以上の構造の冷却水通路が請求項１に記載の水冷却手段４の１つを形成するものであり、この水冷却手段における水冷却方法を以下に説明する。即ち、冷却水入口２１から冷却水流入室２２に導入された冷却水は、冷却パイプ１７を通り、中空パイプ１７内に図１における右端側から左端側に向かって進み、冷却水用穴１６の左端からまず４段目ロータ６Ｄのジャケット室８Ｄに連通する連通孔１８を介してジャケット室８Ｄ内に入り、ジャケット室８Ｄ内に充填された後、仕切壁２０を介して連通孔１８と隔離されている連通孔１９を介して冷却水用穴１６内に入り、次の３段用ロータ６Ｃ側に進み、その連通孔１８を介して３段用ロータ６Ｃのジャケット室８Ｃ内に入り、連通孔１９を介して再び冷却水用穴１６内に送出される。以下同様の動作を繰返し行って１段用ロータ６Ａを冷却し、１段用ロータ６Ａの連通孔１９から冷却水用穴１６内に送出された冷却水は中心軸５の右端側に形成されている連通孔２５から冷却水流出室２２内に送出され冷却水出口２３から廃水されて循環する。以上により、多段ロータ１は十分に冷却されることになる。 The cooling water passage having the above structure forms one of the water cooling means 4 according to claim 1, and a water cooling method in this water cooling means will be described below. That is, the cooling water introduced into the cooling water inflow chamber 22 from the cooling water inlet 21 passes through the cooling pipe 17 and proceeds from the right end side to the left end side in FIG. First, after entering the jacket chamber 8D through the communication hole 18 communicating with the jacket chamber 8D of the fourth stage rotor 6D, and filling the jacket chamber 8D, it is isolated from the communication hole 18 through the partition wall 20. It enters the cooling water hole 16 through the communicating hole 19, proceeds to the next three-stage rotor 6 C side, enters the jacket chamber 8 C of the three-stage rotor 6 C through the communicating hole 18, and communicates with the communicating hole 19. Then, it is again fed into the cooling water hole 16. Thereafter, the same operation is repeated to cool the first stage rotor 6A, and the cooling water sent from the communication hole 19 of the first stage rotor 6A into the cooling water hole 16 is formed on the right end side of the central shaft 5. It is sent out from the communicating hole 25 into the cooling water outflow chamber 22 and is drained from the cooling water outlet 23 to circulate. Thus, the multistage rotor 1 is sufficiently cooled.

次に、ケーシング２の構造を図１，図２及び図４等により説明する。ケーシング２は多段ロータ１の各段のロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを被包する一体的構造（２つ割りでない）の各段用のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄからなる。図２及び図４はその横断面構造を示すものであり、その中央には左右のロータ６，６の外郭が当接しながら回転するためのロータ回転室２７が形成されると共にそのロータ回転室２７を囲むフランジ部２８にはジャケット室８が巾方向に貫通形成され、各段のケーシング２のジャケット８は夫々同一位置にあって互いに連通して配設される。また、このジャケット室８は図１に示すように冷却水流入室２２に連通すると共に冷却水流出室２４に連通する。以上によりケーシングの水冷却手段４が形成される。以上のジャケット８によりケーシング２は充分に冷却され、熱変形を低減することができる。また、ケーシング２には図１及び図２等に示すように仕切板３の嵌入される凹溝２９の仕切板３の取付ねじ部３０が形成される。また、フランジ部２８には多段のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと左右のサイドフレーム９，１０やオイルケース１１、冷却室１２、ギヤケース１３等を接合して固定するためのボルト孔３１が貫通形成される。また、各ケーシング２Ａ乃至２Ｄには空気の導入口３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ）及び空気の排出口３８（３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ）が開口形成される。但し、本実施例ではケーシング２Ａに導入口３７Ａが形成され、ケーシング２Ｄに排出口３７Ｄが形成され他の導入口３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ及び他の排出口３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは閉止される。 Next, the structure of the casing 2 will be described with reference to FIGS. The casing 2 is composed of casings 2A, 2B, 2C, and 2D for each stage having an integral structure (not divided in two) enclosing the rotors 6A, 6B, 6C, and 6D of each stage of the multi-stage rotor 1. FIG. 2 and FIG. 4 show the cross-sectional structure, and a rotor rotation chamber 27 is formed in the center for rotation while the outer walls of the left and right rotors 6 and 6 are in contact with each other. A jacket chamber 8 is formed in the flange portion 28 so as to penetrate in the width direction, and the jackets 8 of the casings 2 at the respective stages are arranged at the same position and communicated with each other. The jacket chamber 8 communicates with the cooling water inflow chamber 22 as shown in FIG. Thus, the casing water cooling means 4 is formed. The casing 8 is sufficiently cooled by the jacket 8 described above, and thermal deformation can be reduced. Further, as shown in FIGS. 1 and 2 and the like, the casing 2 is formed with a mounting screw portion 30 of the partition plate 3 of the recessed groove 29 into which the partition plate 3 is fitted. Further, the flange portion 28 is penetrated by bolt holes 31 for joining and fixing the multistage casings 2A, 2B, 2C, 2D and the left and right side frames 9, 10, the oil case 11, the cooling chamber 12, the gear case 13, and the like. It is formed. Each casing 2A to 2D is formed with an air inlet 37 (37A, 37B, 37C) and an air outlet 38 (38A, 38B, 38C, 38D). However, in this embodiment, the introduction port 37A is formed in the casing 2A, the discharge port 37D is formed in the casing 2D, and the other introduction ports 37B, 37C, 37D and the other discharge ports 38A, 38B, 38C are closed.

次に、図５（ａ），（ｂ）及び図４により仕切板３を説明する。仕切板３は前記したように各段のケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの凹溝２９に嵌入されるグランド状の板体からなり、ケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに対応する仕切板３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからなる。この仕切板３は図５に示すように上下２つ割りの構造からなり、説明の都合上、上部仕切板３Ａ及び下部仕切板３Ｂとする。この上部仕切板３ａと下部仕切板３ｂとはほぼ同一の構造のものからなるが、冷却水の通る凹部３２が互いに反対向きのものからなり上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂと説明の都合上称呼する。この上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂとは前記のように開口する向きが逆となるが、これ等は空気通路３３により連通される。また、仕切板３には多段ロータ１の連結軸６０に嵌り込む嵌合孔３４（実際上この嵌合孔３４は上部仕切板３ａ及び下部仕切板３ｂに形成される半円状の孔を合体したものからなる）。また、仕切板３のフランジ側にはケーシング２の取付ねじ孔３０に対応する取付孔３５が貫通形成される。 Next, the partition plate 3 will be described with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b) and FIG. As described above, the partition plate 3 is composed of a ground plate that is fitted into the recessed groove 29 of each stage of the casings 2B, 2C, 2D, and the partition plates 3B, 3C, 3D corresponding to the casings 2B, 2C, 2D. Become. As shown in FIG. 5, the partition plate 3 has a structure that is divided into upper and lower parts, and for convenience of explanation, an upper partition plate 3 A and a lower partition plate 3 B are used. The upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b have substantially the same structure, but the concave portions 32 through which the cooling water passes are opposite to each other and are referred to for convenience of explanation as the upper concave portion 32a and the lower concave portion 32b. . The upper recess 32 a and the lower recess 32 b are opened in opposite directions as described above, but these are communicated by the air passage 33. Further, the partition plate 3 is fitted with a fitting hole 34 that fits into the connecting shaft 60 of the multistage rotor 1 (in practice, this fitting hole 34 is a combination of semicircular holes formed in the upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b. Made up of). An attachment hole 35 corresponding to the attachment screw hole 30 of the casing 2 is formed through the flange side of the partition plate 3.

仕切板３は図１に示すようにケーシング２の凹溝２９に夫々嵌り込んで取付けられるが、その側面は多段ロータ１の各段のロータ６Ａ等の側面にほぼ当接して取付けられるが、仕切板３にロータ６との側面間には若干の隙間が実際上形成される。これは、熱変形時における相互の干渉を防止するためのものであり、コンプレッサの容量と形態に対応して実験的及び理論的に決められる。一例として前記の隙間は１ｍｍ以下のものからなる。 As shown in FIG. 1, the partition plate 3 is attached by being fitted in the concave grooves 29 of the casing 2, but the side surfaces thereof are attached in contact with the side surfaces of the rotor 6 A of each stage of the multistage rotor 1. A slight gap is actually formed between the side surfaces of the plate 3 and the rotor 6. This is to prevent mutual interference during thermal deformation, and is determined experimentally and theoretically according to the capacity and configuration of the compressor. As an example, the gap is 1 mm or less.

次に、以上の構成要素からなる多段ルーツ式コンプレッサ１００の組立て方法を説明する。
まず、多段ロータ１に中心軸５を嵌入する。この状態にある多段ロータ１を右サイドフレーム９に挿入し立設する。次に、立設している多段ロータ１の１段目ロータ６Ａに１段目ケーシング２Ａを挿入する。次に、多段ロータ１の連結軸６０に２つ割りの２段目仕切板２Ｂを嵌め込み、次に２段目ケーシング２Ｂを挿入し、２段目ロータ６Ｂ及び２段目仕切板２Ｂを被包すると共にその側面の１段目ケーシング２Ａに当接する。次に、前記と同様に３段目仕切板３Ｃを多段ロータ１の連結軸６０に嵌め込み３段目ケーシング２Ｃにより３段目ロータ６Ｃと３段目仕切板３Ｃを被包し、３段目ケーシング２Ｃの側面を２段目ケーシング２Ｂの側面に当接させる。次に、４段目仕切板３Ｄを多段ロータ１の連結軸６０に嵌め込み、４段目ケーシング２Ｄで４段目ロータ６Ｄと４段目仕切板３Ｄを被包し４段目ケーシング２Ｄの側面を３段目ケーシング２Ｃの側面に当接させる。次に、左サイドフレーム１０を４段目ケーシング４Ｄに当接する。次に、中心軸５に軸受１４やオイルシール１５、タイミングギヤ２６等を組み込み、右側にオイルケース１１や冷却室１２を組み込み、左側にギヤケース１３を組み込む。最後にボルト孔３１に通しボルト３６を挿入し、全体を固定する。以上により、請求項４に記載の第１の手順から第５の手順の組立てが行われ、更に、多段ルーツ式コンプレッサ１００の全体としての組立てが終了する。 Next, a method for assembling the multi-stage roots compressor 100 composed of the above components will be described.
First, the center shaft 5 is inserted into the multistage rotor 1. The multistage rotor 1 in this state is inserted into the right side frame 9 and erected. Next, the first-stage casing 2 A is inserted into the first-stage rotor 6 A of the multi-stage rotor 1 that is erected. Next, the second-stage partition plate 2B divided into two is fitted into the connecting shaft 60 of the multi-stage rotor 1, and then the second-stage casing 2B is inserted to enclose the second-stage rotor 6B and the second-stage partition plate 2B. And abuts against the first-stage casing 2A on the side surface. Next, the third-stage partition plate 3C is fitted into the connecting shaft 60 of the multi-stage rotor 1 and the third-stage rotor 6C and the third-stage partition plate 3C are encapsulated by the third-stage casing 2C in the same manner as described above. The side surface of 2C is brought into contact with the side surface of the second-stage casing 2B. Next, the fourth-stage partition plate 3D is fitted into the connecting shaft 60 of the multi-stage rotor 1, and the fourth-stage casing 2D encloses the fourth-stage rotor 6D and the fourth-stage partition plate 3D, and the side surface of the fourth-stage casing 2D is covered. It is brought into contact with the side surface of the third-stage casing 2C. Next, the left side frame 10 is brought into contact with the fourth-stage casing 4D. Next, the bearing 14, the oil seal 15, the timing gear 26 and the like are incorporated in the central shaft 5, the oil case 11 and the cooling chamber 12 are incorporated on the right side, and the gear case 13 is incorporated on the left side. Finally, a bolt 36 is inserted through the bolt hole 31 and fixed as a whole. Thus, the assembly from the first procedure to the fifth procedure described in claim 4 is performed, and the assembly of the multi-stage roots compressor 100 as a whole is completed.

次に、本発明の多段ルーツ式コンプレッサの作用を説明する。
図略の駆動源の作動により、タイミングギヤ２６が回転し中心軸５を介して多段ロータ１が回転する。空気は１段目ケーシング２Ａの導入口３７Ａからロータ回転室２７内に入り、１段目ロータ６Ａによる空気の圧縮が行われる。この圧縮空気は２段目仕切板３Ｂの下部凹部３２ｂに入り空気通路３３を介して上部凹部３２ａに入り、次の２段目ロータ６Ｂ側に送られて更に圧縮される。以下、同様の工程を行って所望の圧縮圧力になった圧縮空気は４段目ロータ６Ｄから排出口３８に送られて送出される。 Next, the operation of the multi-stage roots compressor of the present invention will be described.
The timing gear 26 is rotated by the operation of a drive source (not shown), and the multistage rotor 1 is rotated via the central shaft 5. Air enters the rotor rotation chamber 27 from the inlet 37A of the first-stage casing 2A, and the air is compressed by the first-stage rotor 6A. The compressed air enters the lower concave portion 32b of the second stage partition plate 3B, enters the upper concave portion 32a through the air passage 33, is sent to the next second stage rotor 6B side, and is further compressed. Thereafter, the same process is performed, and the compressed air having a desired compression pressure is sent from the fourth stage rotor 6D to the discharge port 38 and sent out.

一方、前記のように、冷却水入口２１から冷却室１２に入った冷却水は冷却パイプ１７及びケーシング２のジャケット室８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）に分かれて供給され、冷却パイプ１７からの冷却水は多段ロータ１の多段ロータ６Ａ等により最後に冷却水流出室２４に送られる。一方、ケーシング２の各段のジャケット室８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）に入った冷却水はジャケット室８を介して各ケーシング２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）を冷却した後、冷却水流出室２４に送られる。以上により、多段ルーツ式コンプレッサ１００は十分に冷却されながら所望の圧縮空気を送出することができる。 On the other hand, as described above, the cooling water that has entered the cooling chamber 12 from the cooling water inlet 21 is supplied separately to the cooling pipe 17 and the jacket chamber 8 (8A, 8B, 8C, 8D) of the casing 2, and from the cooling pipe 17 The cooling water is finally sent to the cooling water outflow chamber 24 by the multi-stage rotor 6A of the multi-stage rotor 1 or the like. On the other hand, the cooling water that has entered the jacket chambers 8 (8A, 8B, 8C, 8D) of each stage of the casing 2 cools the casings 2 (2A, 2B, 2C, 2D) through the jacket chamber 8 and then cools them. It is sent to the water outflow chamber 24. As described above, the multi-stage roots compressor 100 can deliver desired compressed air while being sufficiently cooled.

以上で本発明の多段ルーツ式コンプレッサの一実施例を説明したが、本発明の多段ルーツ式コンプレッサは前記の構造に限定するものではなく、同一技術的範疇のものに適用されることは勿論である。また、送出される気体は空気に限定するものでなく、各種の気体、ガス体にも適用されることは勿論である。 Although one embodiment of the multi-stage roots compressor of the present invention has been described above, the multi-stage root compressor of the present invention is not limited to the above-described structure, and of course can be applied to the same technical category. is there. Of course, the gas to be delivered is not limited to air but can be applied to various gases and gas bodies.

圧縮空気のみならずガス等を用いるすべての型式のルーツ式コンプレッサや真空ポンプに適用され、その適用範囲は極めて広いと共に、このコンプレッサはバイオマスプラントに使用され環境資源の有効利用の処理機構部として重要な役目を果たすと共に腐食ガスを発生する箇所にも使用され、更にガス処理を必要とするプラントに適用され、空気輸送、炉、製紙、集じん、汚泥処理、電力、発酵、養殖、半導体プラント等における空気ガスの供給源として極めて広い範囲に使用される。 It is applicable to all types of roots compressors and vacuum pumps that use gas as well as compressed air, and its application range is extremely wide, and this compressor is used in biomass plants and is important as a processing mechanism part for effective use of environmental resources. It is also used in places where corrosive gas is generated, and is applied to plants that require gas treatment. Pneumatic transportation, furnaces, papermaking, dust collection, sludge treatment, electric power, fermentation, aquaculture, semiconductor plants, etc. It is used in a very wide range as an air gas supply source.

本発明の多段ルーツ式コンプレッサの全体概要構造を示す軸断面図。The shaft sectional view showing the whole outline structure of the multistage roots type compressor of the present invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びロータ回転室内で回転する一対のロータを示す横断面図。The cross-sectional view which shows a pair of rotor which rotates in the casing and rotor rotation chamber of the multistage roots-type compressor of this invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのロータの軸断面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）。The axial sectional view (a) and AA sectional view (b) of the rotor of the multi stage roots type compressor of the present invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びこれに嵌入された仕切板を示す横断面図。The cross-sectional view which shows the casing of the multistage root type compressor of this invention, and the partition plate inserted by this. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサの仕切板の平面図（ａ）及びＢ−Ｂ線断面図。The top view (a) and BB sectional drawing of the partition plate of the multistage roots type compressor of this invention. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの全体構造を示す軸断面図。The shaft sectional view showing the whole multistage roots type compressor structure. 図６に示す多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びロータの噛合状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the meshing state of the casing and rotor of the multistage roots-type compressor shown in FIG. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの外観図。External view of a conventional multi-stage roots compressor. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの外観図。External view of a conventional multi-stage roots compressor.

符号の説明Explanation of symbols

１多段ロータ
２ケーシング
２Ａ１段目ケーシング
２Ｂ２段目ケーシング
２Ｃ３段目ケーシング
２Ｄ４段目ケーシング
３仕切板
３Ｂ２段目仕切板
３Ｃ３段目仕切板
３Ｄ４段目仕切板
３ａ上部仕切板
３ｂ下部仕切板
４水冷却手段
５中心軸
６ロータ
６Ａ１段目ロータ
６Ｂ２段目ロータ
６Ｃ３段目ロータ
６Ｄ４段目ロータ
７中心孔
８ジャケット室
８Ａ１段目ジャケット室
８Ｂ２段目ジャケット室
８Ｃ３段目ジャケット室
８Ｄ４段目ジャケット室
９右サイドフレーム
１０左サイドフレーム
１１オイルケース
１２冷却室
１３ギヤケース
１４軸受
１５オイルシール
１６冷却水用穴
１７冷却パイプ
１８連通孔
１９連通孔
２０仕切壁
２１冷却水入口
２２冷却水流入室
２３冷却水出口
２４冷却水流出室
２５連通孔
２６タイミングギヤ
２７ロータ回転室
２８フランジ部
２９凹溝
３０取付ねじ部
３１ボルト孔
３２凹部
３２ａ上部凹部
３２ｂ下部凹部
３３空気通路
３４嵌合孔
３５取付孔
３６通しボルト
３７導入口
３７Ａ導入口
３７Ｂ導入口
３７Ｃ導入口
３７Ｄ導入口
３８排出口
３８Ａ排出口
３８Ｂ排出口
３８Ｃ排出口
３８Ｄ排出口
６０連結軸
１００多段ルーツ式コンプレッサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multistage rotor 2 Casing 2A 1st stage casing 2B 2nd stage casing 2C 3rd stage casing 2D 4th stage casing 3 Partition plate 3B 2nd stage partition plate 3C 3rd stage partition plate 3D 4th stage partition plate 3a Upper partition plate 3b Lower partition plate 4 Water cooling means 5 Central shaft 6 Rotor 6A First stage rotor 6B Second stage rotor 6C Third stage rotor 6D Fourth stage rotor 7 Center hole 8 Jacket chamber 8A First stage jacket chamber 8B Second stage jacket Chamber 8C 3rd stage jacket room 8D 4th stage jacket room 9 Right side frame 10 Left side frame 11 Oil case 12 Cooling chamber 13 Gear case 14 Bearing 15 Oil seal 16 Cooling water hole 17 Cooling pipe 18 Communication hole 19 Communication hole 20 Partition Wall 21 Cooling water inlet 22 Cooling water inflow chamber 23 Cooling water outlet 24 Cooling water outflow chamber 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Communication hole 26 Timing gear 27 Rotor rotation chamber 28 Flange part 29 Recessed groove 30 Mounting screw part 31 Bolt hole 32 Recessed part 32a Upper recessed part 32b Lower recessed part 33 Air passage 34 Fitting hole 35 Mounting hole 36 Through bolt 37 Inlet 37A Inlet 37B introduction port 37C introduction port 37D introduction port 38 discharge port 38A discharge port 38B discharge port 38C discharge port 38D discharge port 60 connecting shaft 100 multi-stage roots compressor

本発明は、従来技術にないルーツ式ロータを用いた多段ルーツ式コンプレッサに係り、真空ポンプにはない効率的な冷却手段を有し、各部の加熱量を低減せしめ各部のクリアランスを極力小さくでき、熱膨張率が高いステンレス鋼も使用できて耐錆性の向上も図れる多段シーツ式コンプレッサに関する。 The present invention relates to a multi-stage roots-type compressor using a roots-type rotor that does not exist in the prior art, and has an efficient cooling means not found in a vacuum pump, and can reduce the heating amount of each part and reduce the clearance of each part as much as possible. The present invention relates to a multi-stage sheet type compressor that can use stainless steel having a high thermal expansion coefficient and can also improve rust resistance.

図６乃至図９は同一出願人により当初において開発された多段ルーツ式コンプレッサの概要構造を示すものである。このものは、左右一対の多段ロータ１ａ，１ｂ（図示では４段式のロータからなる）を左右のサイドフレーム１０ａ，９ａにより枢支し、多段ロータ１ａ，１ｂを２つ割りのケーシング２ａで被包し、各ケーシング２ａ間にロータの連結軸６０ａに嵌り込む２つ割りの仕切板３ａを介在せしめて全体を固定連結したものからなる。吸入空気は１段目ケーシング２ａＡの導入口３７ａＡからケーシングのロータ回転室２７ａ内に導入され、ロータ間で圧縮空気となり１段目の仕切板３ａＡを介して隣のロータ回転室２７ａに送られ、次第に空気圧力を高めた状態で最後のケーシング２ａＤの排出口３８ａＤから排出される構造からなる。
また、ルーツ式コンプレッサではないが、本発明に比較的似ている公知技術として「特許文献１」及び「特許文献２」がある。
特開２０００−９０７３号（図１）特開昭６２−１８９３９０号（図１） 6 to 9 show a schematic structure of a multi-stage roots compressor originally developed by the same applicant. In this structure, a pair of left and right multi-stage rotors 1a and 1b (in the figure, consisting of four-stage rotors) are pivotally supported by left and right side frames 10a and 9a, and the multi-stage rotors 1a and 1b are covered by a two-piece casing 2a. The whole is fixedly connected by interposing a two-partitioned partition plate 3a fitted between the casings 2a and fitted into the connecting shaft 60a of the rotor. The intake air is introduced into the rotor rotation chamber 27a of the casing from the introduction port 37aA of the first-stage casing 2aA, becomes compressed air between the rotors, is sent to the adjacent rotor rotation chamber 27a via the first-stage partition plate 3aA, The structure is such that the air is gradually discharged from the discharge port 38aD of the last casing 2aD with the air pressure being increased.
Moreover, although it is not a Roots type compressor, there exist "patent document 1" and "patent document 2" as a well-known technique comparatively similar to this invention.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-9073 (FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 62-189390 (FIG. 1)

図６乃至図９に示した多段ルーツ式コンプレッサは、前記のようにケーシング２ａは２つ割りであり、これを仮りに一体式としても仕切板３ａは２つ割りにすることが必要である。以上のように、ケーシング２ａ及び仕切板３ａが分割式のため図７及び図８の丸印に示すように、３点の面シール部がどうしても形成される。この面シール部の構造ではシール性を確実に保持することが難しく、差圧の小さい真空ポンプの場合には大きな問題点とはならないが、差圧の高いコンプレッサの場合にはこの３点の面シール部の構造では圧縮空気（又はガス）がこの部分から外部に洩れる問題点が発生する。
以上のことから、多段ルーツ式コンプレッサとしてはケーシングは一体型であり、３点の面シール部をなくし２点面シールとし、各構成要素の加工精度を高め各部のクリアランスを極力小さくし、かつ全体が十分に冷却されるように冷却手段を形成してクリアランスを維持するようにすると共に、組立性のよいコンパクトタイプのルーツ式コンプレッサを開発することが要請される。 In the multi-stage roots compressor shown in FIGS. 6 to 9, the casing 2a is divided into two as described above. Even if this is integrated, it is necessary to divide the partition plate 3a into two. As described above, since the casing 2a and the partition plate 3a are of the split type, three face seal portions are inevitably formed as shown by the circles in FIGS. With this face seal structure, it is difficult to reliably maintain the sealing performance, and this is not a major problem in the case of a vacuum pump with a small differential pressure, but in the case of a compressor with a high differential pressure, these three points In the structure of the seal portion, there is a problem that compressed air (or gas) leaks from this portion to the outside.
From the above, the casing for the multi-stage Roots compressor is an integral type, eliminating the three-point face seal part and making it a two-point face seal, increasing the processing accuracy of each component, minimizing the clearance of each part, and the whole Therefore, it is required to develop a compact roots type compressor having good assemblability while forming a cooling means so as to be sufficiently cooled to maintain the clearance.

一方、「特許文献１」の「特開２０００−９０７３号」の「多層式真空ポンプ及びその組み立て方法」はその「図１」に示すように、隔板（１３）をカバー（１２）（ケーシングに相当するもの）の凹溝内に挿入し、ロータ（１８）と隔板（１３）とを密接させる構造のものからなる。従ってこの公知技術は前記の２点面シールを満足する真空ポンプである。しかしながら、この真空ポンプの隔板（１３）には空気の流通路がなく、空気流通路はカバー（１２）に設けられている孔（１２２）からなる。よってカバー（１２）は空気通路を通る加熱空気等により加熱される。また、この真空ポンプの場合、ロータ（１８）やそのロータ軸を冷却する冷却手段はない。また、カバー（１２）にも冷却手段がない。このため、この真空ポンプは作動時において発熱を低減させる手段がほとんどなく、この状態ではロータ（１８）と隔板（１３）とが焼付きを起す恐れがあり、これを防止するためにロータ（１８）と隔板（１３）との間に大きなクリアランスを設けるが、別体の冷却手段必要があり、真空ポンプとしての真空性能の低下を招く。 On the other hand, as shown in “FIG. 1”, “Multilayer vacuum pump and assembly method thereof” of “JP-A-2000-9073” of “Patent Document 1” includes a cover (12) (casing). And the rotor (18) and the partition plate (13) are in close contact with each other. Therefore, this known technique is a vacuum pump satisfying the two-point seal. However, the diaphragm (13) of this vacuum pump does not have an air flow passage, and the air flow passage comprises a hole (122) provided in the cover (12). Therefore, the cover (12) is heated by heated air passing through the air passage. In the case of this vacuum pump, there is no cooling means for cooling the rotor (18) and its rotor shaft. Also, the cover (12) has no cooling means. For this reason, this vacuum pump has almost no means for reducing heat generation during operation. In this state, the rotor (18) and the partition plate (13) may be seized. In order to prevent this, the rotor ( 18) Although a large clearance is provided between the partition plate (13), a separate cooling means is required, which causes a reduction in vacuum performance as a vacuum pump.

また、「特許文献２」の「特開昭６２−１８９３９０号」の「ルーツ形ブロワー」は一段式のものであるが、回転軸（３）に冷却水の流路（３ａ）がありインペラー（ロータに相当するもの）（２）も冷却する構造のものからなる。しかしながら、この冷却手段では夫々の部分の冷却度が低く、このものをコンプレッサにそのまま利用した場合には、前記の真空ポンプと同様に各部の発熱によってトラブルを起す度合が高い。 The “Roots-type blower” of “JP-A-62-189390” of “Patent Document 2” is a one-stage type, but there is a cooling water flow path (3a) on the rotating shaft (3). (Equivalent to the rotor) (2) also has a cooling structure. However, in this cooling means, the degree of cooling of each part is low, and when this part is used as it is for a compressor, the degree of trouble caused by the heat generated in each part is high as in the case of the vacuum pump.

本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、コンプレッサを構成する主要素の多段ロータやケーシングの冷却効率を高め、ケーシングに空気通路を形成せずその低温化を図り、ロータと仕切板との間のクリアランスを極力小さくし、かつ耐錆性の高いステンレス鋼の使用ができ、全体としてコンパクトにまとめられる多段ルーツ式コンプレッサを提供することを目的とする。 The present invention has been invented in view of the above circumstances, and enhances the cooling efficiency of the multi-stage rotor and casing of the main elements constituting the compressor, and reduces the temperature without forming an air passage in the casing. It is an object of the present invention to provide a multi-stage roots type compressor which can use stainless steel having a minimum clearance with a partition plate as much as possible and having high rust resistance, and can be compactly assembled as a whole.

本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、一対の連結軸に所定間隔で一体的に固着形成され互いに噛合するルーツ式ロータからなる左右の多段ロータと、該多段ロータのロータ回転室を形成すると共に該ロータ回転室に隣接する凹溝を形成するケーシングと、該ケーシングの前記凹溝に挿入され隣接する前記ルーツ式ロータ間の連結軸に嵌り込む２つ割りの仕切板と、前記多段ロータとケーシングを冷却する冷却手段等とを有する多段ルーツ式コンプレッサにおいて、前記冷却手段が、前記連結軸内にその軸線に沿って内挿され一端側を冷却水入口に連結する冷却パイプと、該冷却パイプに一端側を連通し前記冷却パイプを覆って前記連結軸内に形成され他端側を冷却水出口に連通する冷却水用穴と、前記夫々のルーツ式ロータ内に形成されるジャケット室と、該ジャケット室と前記冷却水用穴とを連通させる連通孔と、前記ケーシング内に形成され、一端側を冷却水入口に連通し他端側を冷却水出口に連通するケーシング冷却室とからなり、前記ケーシングには空気導入口と空気排出口のみが形成され、前記空気導入口と空気排出口との連通は、前記仕切板に形成されてロータ回転室に連通する上部及び下部凹部及び前記ロータ回転室とを介して行われることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a left and right multi-stage rotor comprising a rooted rotor integrally fixed to a pair of connecting shafts at predetermined intervals and meshing with each other, and the multi-stage rotor. A casing that forms a rotor rotating chamber of the rotor and that forms a recessed groove adjacent to the rotor rotating chamber; and a split shaft that is inserted into the recessed groove of the casing and is fitted into a connecting shaft between the adjacent roots type rotors. In a multistage roots compressor having a partition plate, a cooling means for cooling the multistage rotor and the casing, etc., the cooling means is inserted along the axis of the connecting shaft, and one end side is connected to a cooling water inlet. A cooling pipe that is connected to one end side of the cooling pipe, covers the cooling pipe, is formed in the connecting shaft, and communicates the other end side to the cooling water outlet, and the respective roots type A jacket chamber formed in the heater, a communication hole communicating the jacket chamber and the cooling water hole, and formed in the casing, with one end communicating with the cooling water inlet and the other end with cooling water. A casing cooling chamber communicating with the outlet, wherein only an air inlet and an air outlet are formed in the casing, and the communication between the air inlet and the air outlet is formed in the partition plate to form a rotor rotating chamber It is carried out through upper and lower recesses communicating with the rotor rotation chamber.

また、請求項２の発明は、前記ルーツ式ロータのジャケットと前記冷却水用穴とを連通する連通孔は夫々のルーツ式ロータに対して一対のものからなり、一対の前記連通孔は仕切壁（ジャマ板）を介して非連通に形成されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is a pair of communicating holes for communicating the jacket of the roots type rotor and the cooling water hole with respect to each of the roots type rotors, and the pair of communicating holes is a partition wall. It is characterized by being formed in a non-communication manner via a (jammer plate).

また、請求項３の発明は、前記ルーツ式ロータがステンレス鋼や鉄材から形成されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the roots type rotor is formed of stainless steel or iron.

また、請求項４の発明は、前記ルーツ式ロータと前記仕切板との間には微少クリアランスが形成されることを特徴とする。 The invention of claim 4 is characterized in that a minute clearance is formed between the roots-type rotor and the partition plate.

本発明の請求項１の多段ルーツ式コンプレッサによれば、冷却手段として連結軸に冷却パイプ及び冷却水用穴を設け、連結軸の冷却を十分に行うと共に冷却水用孔内の冷却水をロータのジャケット室に導き、ロータの冷却を十分に行うことができる。また、ケーシングには圧縮空気が通る通路がなく、ケーシングには冷却室のみが設けられており、圧縮空気は仕切板とロータ回転室を介して流通する構造からなる。それにより、多段ロータ及びケーシングの冷却が十分にできるためルーツ式ロータと仕切板との間のクリアランスを極力小さくでき、圧縮効率の向上を図ることができる。また、仕切板がケーシングの凹溝内に収納されるため２点面シールが可能となりコンパクト化が図れる。 According to the first aspect of the present invention, the cooling shaft and the cooling water hole are provided in the connecting shaft as the cooling means to sufficiently cool the connecting shaft, and the cooling water in the cooling water hole is supplied to the rotor. In this way, the rotor can be sufficiently cooled. Further, the casing does not have a passage through which compressed air passes, and the casing is provided with only a cooling chamber, and the compressed air circulates through the partition plate and the rotor rotation chamber. Thereby, since the multistage rotor and the casing can be sufficiently cooled, the clearance between the root type rotor and the partition plate can be made as small as possible, and the compression efficiency can be improved. Further, since the partition plate is housed in the concave groove of the casing, a two-point seal can be performed, and the size can be reduced.

また、本発明の請求項２の多段ルーツ式コンプレッサによれば、冷却水用穴とルーツ式ロータのジャケットとは仕切壁（ジャマ板）を介して冷却水が流通するため、ジャケット内への冷却水の出入が効率的に行われ、ルーツ式ロータの冷却効率の向上が図れる。 Further, according to the multi-stage roots type compressor of claim 2 of the present invention, the cooling water flows between the cooling water hole and the jacket of the roots type rotor through the partition wall (jammer plate). Water can be taken in and out efficiently, and the cooling efficiency of the roots-type rotor can be improved.

また、本発明の請求項３の多段ルーツ式コンプレッサによれば、冷却効率がよいため、熱膨張率の高いステンレス鋼を使用でき、耐蝕性の向上が図れる。 Further, according to the multi-stage roots compressor of claim 3 of the present invention, since the cooling efficiency is good, stainless steel having a high coefficient of thermal expansion can be used, and the corrosion resistance can be improved.

また、本発明の請求項４の多段ルーツ式コンプレッサによれば、クリアランスの微少化により、圧縮効率の向上が図れる。 According to the multi-stage roots compressor of claim 4 of the present invention, the compression efficiency can be improved by minimizing the clearance.

以下、本発明の多段ルーツ式コンプレッサの実施の形態を図面を参照して詳述する。
本発明の多段ルーツ式コンプレッサ１００は、大別して中心軸５を有する多段ロータ１と、多段ロータ１の各ロータ６を被包しロータ回転室２７や空気（ガス）の流出入路を形成するケーシング２と、ケーシング２の凹溝２９に嵌入されロータ側面との間に微少のクリアランスを有して当接し空気の流通路を形成する２つ割りの仕切板３と多段ロータ１やケーシング２を冷却するための水冷却手段４等とからなる。以下、これ等の構成要素及びそれに関連する構成部品について順次説明する。 Embodiments of a multi-stage roots compressor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
The multi-stage roots compressor 100 of the present invention is roughly divided into a multi-stage rotor 1 having a central shaft 5 and a casing that encloses each rotor 6 of the multi-stage rotor 1 to form a rotor rotation chamber 27 and an air (gas) inflow / outflow path. 2 and the two-stage partition plate 3, which is fitted in the concave groove 29 of the casing 2 and has a slight clearance between the rotor and the rotor side surface to form an air flow path, and the multistage rotor 1 and the casing 2 are cooled. Water cooling means 4 and the like. Hereinafter, these components and related components will be sequentially described.

図１に示すように、中心軸５にはその軸線に沿って冷却水用穴１６が形成され、冷却状用穴１６内に挿着されている冷却パイプ１７の右端は図１に示すように冷却室１２に開口する。また、冷却パイプ１７の左側は冷却水用穴１６の左端の閉止部内に開口される。中心軸５の冷却水用穴１６を囲む肉厚部には、多段ロータ１の各ロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄのジャケット室８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）と冷却水用穴１６とを連通される連通孔１８，１９が形成される。なお、夫々の連通孔１８と連通孔１９との間は図１０に示すように仕切壁（ジャマ板）２０により遮断される。即ち、図１０に示すように冷却パイプ１７の外周にはこの外周と冷却用孔１６の内周との管を遮断する仕切壁（ジャマ板）２０が介設され、これにより連結孔１８と連通孔１９との連通は遮断される。そのため冷却パイプ１７から流出した冷却水は、まず連通孔１８に入り、ジャケット室８Ｄに入り、次に連通孔１９から送り出され、冷却水用孔１６に入り次のロータの連通孔１８側に送られる。以上によりロータのジャケット室への冷却水の導入が確実に行われ、ロータの冷却効率を向上することができる。 As shown in FIG. 1, a cooling water hole 16 is formed in the central axis 5 along the axis, and the right end of the cooling pipe 17 inserted into the cooling hole 16 is as shown in FIG. Open to the cooling chamber 12. Further, the left side of the cooling pipe 17 is opened in the closing portion at the left end of the cooling water hole 16. In the thick portion surrounding the cooling water hole 16 of the central shaft 5, the jacket chamber 8 (8 A, 8 B, 8 C, 8 D) of each rotor 6 A, 6 B, 6 C, 6 D of the multistage rotor 1, and the cooling water hole 16 are provided. Communicating holes 18 and 19 are formed. Each communication hole 18 and communication hole 19 are blocked by a partition wall (jammer plate) 20 as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 10, a partition wall (jammer plate) 20 is provided on the outer periphery of the cooling pipe 17 to block the pipe between the outer periphery and the inner periphery of the cooling hole 16, thereby communicating with the connection hole 18. Communication with the hole 19 is blocked. Therefore, the cooling water flowing out from the cooling pipe 17 first enters the communication hole 18, enters the jacket chamber 8 D, then is sent out from the communication hole 19, enters the cooling water hole 16, and is sent to the communication hole 18 side of the next rotor. It is done. As described above, the cooling water is reliably introduced into the jacket chamber of the rotor, and the cooling efficiency of the rotor can be improved.

以上の構造の冷却水通路が請求項１に記載の水冷却手段４の１つを形成するものであり、この水冷却手段における水冷却方法を以下に説明する。即ち、冷却水入口２１から冷却水流入室２２に導入された冷却水は、冷却パイプ１７を通り、中空パイプ１７内を図１における右端側から左端側に向かって進み、冷却水用穴１６の左端からまず４段目ロータ６Ｄのジャケット室８Ｄに連通する連通孔１８を介してジャケット室８Ｄ内に入り、ジャケット室８Ｄ内に充填された後、仕切壁（ジャマ板）２０を介して連通孔１８と隔離されている連通孔１９を介して冷却水用穴１６内に入り、次の３段用ロータ６Ｃ側に進み、その連通孔１８を介して３段用ロータ６Ｃのジャケット室８Ｃ内に入り、連通孔１９を介して再び冷却水用穴１６内に送出される。以下同様の動作を繰返し行って１段用ロータ６Ａを冷却し、１段用ロータ６Ａの連通孔１９から冷却水用穴１６内に送出された冷却水は中心軸５の右端側に形成されている連通孔２５から冷却水流出室２２内に送出され冷却水出口２３から廃水されて循環する。以上により、多段ロータ１は十分に冷却されることになる。 The cooling water passage having the above structure forms one of the water cooling means 4 according to claim 1, and a water cooling method in this water cooling means will be described below. That is, the cooling water introduced into the cooling water inflow chamber 22 from the cooling water inlet 21 passes through the cooling pipe 17 and proceeds from the right end side to the left end side in FIG. First, after entering into the jacket chamber 8D through the communication hole 18 communicating with the jacket chamber 8D of the fourth stage rotor 6D, and filling the jacket chamber 8D, the communication hole 18 through the partition wall (jammer plate) 20 It enters into the cooling water hole 16 through the communication hole 19 that is isolated, and proceeds to the next three-stage rotor 6C side, and enters into the jacket chamber 8C of the three-stage rotor 6C through the communication hole 18. Then, the water is again sent into the cooling water hole 16 through the communication hole 19. Thereafter, the same operation is repeated to cool the first stage rotor 6A, and the cooling water sent from the communication hole 19 of the first stage rotor 6A into the cooling water hole 16 is formed on the right end side of the central shaft 5. It is sent out from the communicating hole 25 into the cooling water outflow chamber 22 and is drained from the cooling water outlet 23 to circulate. Thus, the multistage rotor 1 is sufficiently cooled.

次に、ケーシング２の構造を図１，図２及び図４等により説明する。ケーシング２は多段ロータ１の各段のロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを被包する一体的構造（２つ割りでない）の各段用のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄからなる。図２及び図４はその横断面構造を示すものであり、その中央には左右のロータ６，６の外郭が当接しながら回転するためのロータ回転室２７が形成されると共にそのロータ回転室２７を囲むフランジ部２８にはケーシング冷却室８０が巾方向に貫通形成され、各段のケーシング２のケーシング冷却室８０は夫々同一位置にあって互いに連通して配設される。また、このケーシング冷却室８０は図１に示すように冷却水流入室２２に連通すると共に冷却水流出室２４に連通する。以上によりケーシングの水冷却手段４が形成される。以上のケーシング冷却室８０によりケーシング２は充分に冷却され、熱変形を低減することができる。また、ケーシング２には図１及び図２等に示すように仕切板３の嵌入される凹溝２９の仕切板３の取付ねじ部３０が形成される。また、フランジ部２８には多段のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと左右のサイドフレーム９，１０やオイルケース１１、冷却室１２、ギヤケース１３等を接合して固定するためのボルト孔３１が貫通形成される。また、各ケーシング２Ａ乃至２Ｄには空気の導入口３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ）及び空気の排出口３８（３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ）のみが開口形成される。但し、本実施例ではケーシング２Ａに導入口３７Ａが形成され、ケーシング２Ｄに排出口３７Ｄが形成され他の導入口３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ及び他の排出口３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは閉止される。以上のように、ケーシング２には空気の導入口３７や排出口３８以外には空気通路がなく、ケーシング冷却室８０があるためケーシング２は従来のものに較べて十分に冷却される。 Next, the structure of the casing 2 will be described with reference to FIGS. The casing 2 is composed of casings 2A, 2B, 2C, and 2D for each stage having an integral structure (not divided in two) enclosing the rotors 6A, 6B, 6C, and 6D of each stage of the multi-stage rotor 1. FIG. 2 and FIG. 4 show the cross-sectional structure, and a rotor rotation chamber 27 is formed in the center for rotation while the outer walls of the left and right rotors 6 and 6 are in contact with each other. A casing cooling chamber 80 is formed in the flange portion 28 so as to penetrate in the width direction, and the casing cooling chambers 80 of the casings 2 at the respective stages are arranged at the same position and communicated with each other. In addition, the casing cooling chamber 80 communicates with the cooling water inflow chamber 22 and also with the cooling water outflow chamber 24 as shown in FIG. Thus, the casing water cooling means 4 is formed. The casing 2 is sufficiently cooled by the casing cooling chamber 80 described above, and thermal deformation can be reduced. Further, as shown in FIGS. 1 and 2 and the like, the casing 2 is formed with a mounting screw portion 30 of the partition plate 3 of the recessed groove 29 into which the partition plate 3 is fitted. Further, the flange portion 28 is penetrated by bolt holes 31 for joining and fixing the multistage casings 2A, 2B, 2C, 2D and the left and right side frames 9, 10, the oil case 11, the cooling chamber 12, the gear case 13, and the like. It is formed. Each casing 2A to 2D is formed with only an air inlet 37 (37A, 37B, 37C) and an air outlet 38 (38A, 38B, 38C, 38D). However, in this embodiment, the introduction port 37A is formed in the casing 2A, the discharge port 37D is formed in the casing 2D, and the other introduction ports 37B, 37C, 37D and the other discharge ports 38A, 38B, 38C are closed. As described above, the casing 2 has no air passages other than the air inlet 37 and the outlet 38 and has the casing cooling chamber 80, so that the casing 2 is sufficiently cooled compared to the conventional one.

仕切板３は図１に示すようにケーシング２の凹溝２９に夫々嵌り込んで取付けられるが、その側面は多段ロータ１の各段のロータ６Ａ等の側面にほぼ当接して取付けられるが、仕切板３にロータ６との側面間には若干の隙間が実際上形成される。これは、熱変形時における相互の干渉を防止するためのものであり、コンプレッサの容量と形態に対応して経験的に決められる。一例として前記の隙間は０．０８ｍｍから１ｍｍ程度のものからなる。 As shown in FIG. 1, the partition plate 3 is attached by being fitted in the concave grooves 29 of the casing 2, but the side surfaces thereof are attached in contact with the side surfaces of the rotor 6 A of each stage of the multistage rotor 1. A slight gap is actually formed between the side surfaces of the plate 3 and the rotor 6. This is to prevent mutual interference during thermal deformation, and is determined empirically according to the capacity and form of the compressor. As an example, the gap is about 0.08 mm to 1 mm.

一方、前記のように、冷却水入口２１から冷却室２２に入った冷却水は、冷却パイプ１７とケーシング２のケーシング冷却室８０とに分かれて入り、冷却パイプ１７に入った冷却水は冷却水用孔１６に入り、多段ロータ１の多段のジャケット室８等に入り、多段ロータ１のロータ６等を冷却し冷却水用孔１６を介して冷却水流出室２４に送られる。一方、ケーシング２のケーシング冷却室８０に入った冷却水は各段のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを冷却し同じく冷却水流出室２４に送られる。以上により、多段ロータ１の全体とケーシング２の全体が冷却水により十分に冷却され、圧縮空気による発生熱を十分に冷却し、全体の温度上昇を低下させる。そのため、ロータ６と仕切板３との間のクリアランスを極力小さくすることができ、熱膨張率の高いステンレス鋼をロータ６等に使用しても熱膨張度を低減することができる。 On the other hand, as described above, the cooling water entering the cooling chamber 22 from the cooling water inlet 21 is divided into the cooling pipe 17 and the casing cooling chamber 80 of the casing 2, and the cooling water entering the cooling pipe 17 is the cooling water. It enters into the use hole 16, enters into the multistage jacket chamber 8 of the multistage rotor 1, etc., cools the rotor 6 of the multistage rotor 1, etc., and sends it to the cooling water outflow chamber 24 through the cooling water hole 16. On the other hand, the cooling water that has entered the casing cooling chamber 80 of the casing 2 cools the casings 2A, 2B, 2C, and 2D at the respective stages, and is also sent to the cooling water outflow chamber 24. As a result, the entire multistage rotor 1 and the entire casing 2 are sufficiently cooled by the cooling water, sufficiently cooling the heat generated by the compressed air, and reducing the overall temperature rise. Therefore, the clearance between the rotor 6 and the partition plate 3 can be made as small as possible, and the degree of thermal expansion can be reduced even when stainless steel having a high thermal expansion coefficient is used for the rotor 6 or the like.

符号の説明Explanation of symbols

１多段ロータ
２ケーシング
２Ａ１段目ケーシング
２Ｂ２段目ケーシング
２Ｃ３段目ケーシング
２Ｄ４段目ケーシング
３仕切板
３Ｂ２段目仕切板
３Ｃ３段目仕切板
３Ｄ４段目仕切板
３ａ上部仕切板
３ｂ下部仕切板
４水冷却手段
５中心軸
６ロータ
６Ａ１段目ロータ
６Ｂ２段目ロータ
６Ｃ３段目ロータ
６Ｄ４段目ロータ
７中心孔
８ジャケット室
８Ａ１段目ジャケット室
８Ｂ２段目ジャケット室
８Ｃ３段目ジャケット室
８Ｄ４段目ジャケット室
９右サイドフレーム
１０左サイドフレーム
１１オイルケース
１２冷却室
１３ギヤケース
１４軸受
１５オイルシール
１６冷却水用穴
１７冷却パイプ
１８連通孔
１９連通孔
２０仕切壁（ジャマ板）
２１冷却水入口
２２冷却水流入室
２３冷却水出口
２４冷却水流出室
２５連通孔
２６タイミングギヤ
２７ロータ回転室
２８フランジ部
２９凹溝
３０取付ねじ部
３１ボルト孔
３２凹部
３２ａ上部凹部
３２ｂ下部凹部
３３空気通路
３４嵌合孔
３５取付孔
３６通しボルト
３７導入口
３７Ａ導入口
３７Ｂ導入口
３７Ｃ導入口
３７Ｄ導入口
３８排出口
３８Ａ排出口
３８Ｂ排出口
３８Ｃ排出口
３８Ｄ排出口
６０連結軸
８０ケーシング冷却室
１００多段ルーツ式コンプレッサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multistage rotor 2 Casing 2A 1st stage casing 2B 2nd stage casing 2C 3rd stage casing 2D 4th stage casing 3 Partition plate 3B 2nd stage partition plate 3C 3rd stage partition plate 3D 4th stage partition plate 3a Upper partition plate 3b Lower partition plate 4 Water cooling means 5 Central shaft 6 Rotor 6A First stage rotor 6B Second stage rotor 6C Third stage rotor 6D Fourth stage rotor 7 Center hole 8 Jacket chamber 8A First stage jacket chamber 8B Second stage jacket Chamber 8C 3rd stage jacket room 8D 4th stage jacket room 9 Right side frame 10 Left side frame 11 Oil case 12 Cooling chamber 13 Gear case 14 Bearing 15 Oil seal 16 Cooling water hole 17 Cooling pipe 18 Communication hole 19 Communication hole 20 Partition Wall (Jama board)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Cooling water inlet 22 Cooling water inflow chamber 23 Cooling water outlet 24 Cooling water outflow chamber 25 Communication hole 26 Timing gear 27 Rotor rotation chamber 28 Flange part 29 Groove 30 Mounting screw part 31 Bolt hole 32 Recessed part 32a Upper recessed part 32b Lower recessed part 33 Air Passage 34 fitting hole 35 mounting hole 36 through bolt 37 introduction port 37A introduction port 37B introduction port 37C introduction port 37D introduction port 38 discharge port 38A discharge port 38B discharge port 38C discharge port 38D discharge port 60 connecting shaft 80 casing cooling chamber 100 multistage Roots type compressor

本発明の多段ルーツ式コンプレッサの全体概要構造を示す軸断面図。The shaft sectional view showing the whole outline structure of the multistage roots type compressor of the present invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びロータ回転室内で回転する一対のロータを示す横断面図。The cross-sectional view which shows a pair of rotor which rotates in the casing and rotor rotation chamber of the multistage roots-type compressor of this invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのロータの軸断面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）。The axial sectional view (a) and AA sectional view (b) of the rotor of the multi stage roots type compressor of the present invention. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びこれに嵌入された仕切板を示す横断面図。The cross-sectional view which shows the casing of the multistage root type compressor of this invention, and the partition plate inserted by this. 本発明の多段ルーツ式コンプレッサの仕切板の平面図（ａ）及びＢ−Ｂ線断面図。The top view (a) and BB sectional drawing of the partition plate of the multistage roots type compressor of this invention. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの全体構造を示す軸断面図。The shaft sectional view showing the whole multistage roots type compressor structure. 図６に示す多段ルーツ式コンプレッサのケーシング及びロータの噛合状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the meshing state of the casing and rotor of the multistage roots-type compressor shown in FIG. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの外観図。External view of a conventional multi-stage roots compressor. 従来の多段ルーツ式コンプレッサの外観図。External view of a conventional multi-stage roots compressor. 中心軸及びケーシングの冷却構造を詳細に説明するための部分拡大断面図。The partial expanded sectional view for demonstrating in detail the cooling structure of a center axis | shaft and a casing.

符号の説明Explanation of symbols

本発明は、以上の目的を達成するために、一対の連結軸に所定間隔で一体的に固着形成され互いに噛合するルーツ式ロータからなる左右一対の多段ロータと、該多段ロータのロータ回転室を形成すると共に該ロータ回転室に隣接する凹溝を形成するケーシングと、該ケーシングの前記凹溝に挿入され隣接する前記ルーツ式ロータ間の連結軸に嵌り込む２つ割りの構造からなり、ロータ回転室に連通する上部及び下部凹部を有する仕切板と、前記多段ロータとケーシングを冷却する冷却手段等とを有する多段ルーツ式コンプレッサにおいて、前記冷却手段が、前記連結軸内にその軸線に沿って内挿され一端側を冷却水入口に連結する冷却パイプと、該冷却パイプに一端側を連通し前記冷却パイプを覆って前記連結軸内に形成され他端側を冷却水出口に連通する冷却水用穴と、前記夫々のルーツ式ロータ内に形成されるジャケット室と、該ジャケット室と前記冷却水用穴とを連通させる連通孔と、前記ケーシング内に形成され、一端側を冷却水入口に連通し他端側を冷却水出口に連通するケーシング冷却室とからなり、前記冷却パイプには前記冷却水用穴への水の流通を阻害する仕切壁（ジャマ板）が各段ごとに設けられ、前記連結軸には前記ジャマ板を挟んで前後に連通孔が形成され、前記連通孔は前記冷却水用穴と前記ジャケット室とに連通することを特徴とする。前記ケーシングは一段目のロータ回転室に連通する空気導入口と最終段目のロータ回転室に連通する空気排出口が形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a pair of left and right multi-stage rotors composed of roots-type rotors integrally fixed to a pair of connecting shafts at predetermined intervals and meshing with each other, and a rotor rotation chamber of the multi-stage rotor. A casing formed with a groove adjacent to the rotor rotation chamber and a split structure that is inserted into the groove and inserted into the connecting shaft between the adjacent roots rotors. In a multistage roots compressor having a partition plate having upper and lower recesses communicating with a chamber, and a cooling means for cooling the multistage rotor and the casing, the cooling means is disposed in the connecting shaft along the axis thereof. A cooling pipe that is inserted and connected at one end side to the cooling water inlet, and is connected to the cooling pipe at one end side to cover the cooling pipe and is formed in the connecting shaft, and the other end side is connected to the cooling water. A cooling water hole communicating with the opening; a jacket chamber formed in each of the roots-type rotor; a communication hole communicating the jacket chamber and the cooling water hole; and one end formed in the casing. The cooling pipe includes a casing cooling chamber that communicates with the cooling water inlet and communicates the other end with the cooling water outlet. The cooling pipe has a partition wall (jamming plate) that inhibits the flow of water to the cooling water hole. It is provided for each step, and the connecting shaft is formed with a communicating hole on the front and rear sides of the jammer plate, and the communicating hole communicates with the cooling water hole and the jacket chamber. The casing is characterized in that an air introduction port communicating with the first-stage rotor rotation chamber and an air discharge port communicating with the last-stage rotor rotation chamber are formed.

図１に示すように、中心軸５にはその軸線に沿って冷却水用穴１６が形成され、冷却状用穴１６内に挿着されている冷却パイプ１７の右端は図１に示すように冷却室１２に開口する。また、冷却パイプ１７の左側は冷却水用穴１６の左端の閉止部内に開口される。中心軸５の冷却水用穴１６を囲む肉厚部には、多段ロータ１の各ロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄのジャケット室８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）と冷却水用穴１６とを連通される連通孔１８，１９が形成される。なお、夫々の連通孔１８と連通孔１９との間は図１０に示すように仕切壁（ジャマ板）２０により遮断される。即ち、図１０に示すように冷却パイプ１７の外周にはこの外周と冷却用孔１６の内周との管を遮断する仕切壁（ジャマ板）２０が介設され、これにより連結孔１８と連通孔１９との連通は遮断される。そのため冷却パイプ１７から流出した冷却水は、まず連通孔１８に入り、ジャケット室８Ｄに入り、次に連通孔１９から送り出され、冷却水用孔１６に入り次のロータの連通孔１８側に送られる。以上によりロータのジャケット室への冷却水の導入が確実に行われ、ロータの冷却効率を向上することができる。 As shown in FIG. 1, a cooling water hole 16 is formed in the central axis 5 along the axis, and the right end of the cooling pipe 17 inserted into the cooling hole 16 is as shown in FIG. Open in the cooling chamber 12. Further, the left side of the cooling pipe 17 is opened in the closing portion at the left end of the cooling water hole 16. In the thick portion surrounding the cooling water hole 16 of the central shaft 5, the jacket chamber 8 (8 A, 8 B, 8 C, 8 D) of each rotor 6 A, 6 B, 6 C, 6 D of the multistage rotor 1, and the cooling water hole 16 are provided. Communicating holes 18 and 19 are formed. Each communication hole 18 and communication hole 19 are blocked by a partition wall (jammer plate) 20 as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 10, a partition wall (jammer plate) 20 is provided on the outer periphery of the cooling pipe 17 to block the pipe between the outer periphery and the inner periphery of the cooling hole 16, thereby communicating with the connection hole 18. Communication with the hole 19 is blocked. Therefore, the cooling water flowing out from the cooling pipe 17 first enters the communication hole 18, enters the jacket chamber 8 D, then is sent out from the communication hole 19, enters the cooling water hole 16, and is sent to the communication hole 18 side of the next rotor. It is done. As described above, the cooling water is reliably introduced into the jacket chamber of the rotor, and the cooling efficiency of the rotor can be improved.

以上の構造の冷却水通路が請求項１に記載の水冷却手段４の１つを形成するものであり、この水冷却手段における水冷却方法を以下に説明する。即ち、冷却水入口２１から冷却水流入室２２に導入された冷却水は、冷却パイプ１７を通り、冷却パイプ１７内を図１における右端側から左端側に向かって進み、冷却水用穴１６の左端からまず４段目ロータ６Ｄのジャケット室８Ｄに連通する連通孔１８を介してジャケット室８Ｄ内に入り、ジャケット室８Ｄ内に充填された後、仕切壁（ジャマ板）２０を介して連通孔１８と隔離されている連通孔１９を介して冷却水用穴１６内に入り、次の３段用ロータ６Ｃ側に進み、その連通孔１８を介して３段用ロータ６Ｃのジャケット室８Ｃ内に入り、連通孔１９を介して再び冷却水用穴１６内に送出される。以下同様の動作を繰返し行って１段用ロータ６Ａを冷却し、１段用ロータ６Ａの連通孔１９から冷却水用穴１６内に送出された冷却水は中心軸５の右端側に形成されている連通孔２５から冷却水流出室２２内に送出され冷却水出口２３から廃水されて循環する。以上により、多段ロータ１は十分に冷却されることになる。 The cooling water passage having the above structure forms one of the water cooling means 4 according to claim 1, and a water cooling method in this water cooling means will be described below. That is, the cooling water introduced from the cooling water inlet 21 into the cooling water inflow chamber 22 passes through the cooling pipe 17 and proceeds from the right end side to the left end side in FIG. First, after entering into the jacket chamber 8D through the communication hole 18 communicating with the jacket chamber 8D of the fourth stage rotor 6D, and filling the jacket chamber 8D, the communication hole 18 through the partition wall (jammer plate) 20 It enters into the cooling water hole 16 through the communication hole 19 that is isolated, and proceeds to the next three-stage rotor 6C side, and enters into the jacket chamber 8C of the three-stage rotor 6C through the communication hole 18. Then, the water is again sent into the cooling water hole 16 through the communication hole 19. Thereafter, the same operation is repeated to cool the first stage rotor 6A, and the cooling water sent from the communication hole 19 of the first stage rotor 6A into the cooling water hole 16 is formed on the right end side of the central shaft 5. It is sent out from the communicating hole 25 into the cooling water outflow chamber 22 and is drained from the cooling water outlet 23 to circulate. Thus, the multistage rotor 1 is sufficiently cooled.

次に、図５（ａ），（ｂ）及び図４により仕切板３を説明する。仕切板３は前記したように各段のケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの凹溝２９に嵌入されるグランド状の板体からなり、ケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに対応する仕切板３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからなる。この仕切板３は図５に示すように上下２つ割りの構造からなり、説明の都合上、上部仕切板３Ａ及び下部仕切板３Ｂとする。この上部仕切板３ａと下部仕切板３ｂとはほぼ同一の構造のものからなるが、空気の通る凹部３２が互いに反対向きのものからなり上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂと説明の都合上称呼する。この上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂとは前記のように開口する向きが逆となるが、これ等は空気通路３３により連通される。また、仕切板３には多段ロータ１の連結軸６０に嵌り込む嵌合孔３４（実際上この嵌合孔３４は上部仕切板３ａ及び下部仕切板３ｂに形成される半円状の孔を合体したものからなる。）また、仕切板３のフランジ側にはケーシング２の取付ねじ孔３０に対応する取付孔３５が貫通形成される。 Next, the partition plate 3 will be described with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b) and FIG. As described above, the partition plate 3 is composed of a ground plate that is fitted into the recessed groove 29 of each stage of the casings 2B, 2C, 2D, and the partition plates 3B, 3C, 3D corresponding to the casings 2B, 2C, 2D. Become. As shown in FIG. 5, the partition plate 3 has a structure that is divided into upper and lower parts, and for convenience of explanation, an upper partition plate 3A and a lower partition plate 3B are used. The upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b have substantially the same structure, but the concave portions 32 through which air passes are opposite to each other and are referred to as the upper concave portion 32a and the lower concave portion 32b for convenience of explanation. The upper recess 32 a and the lower recess 32 b are opened in opposite directions as described above, but these are communicated by the air passage 33. Further, the partition plate 3 is fitted with a fitting hole 34 that fits into the connecting shaft 60 of the multistage rotor 1 (in practice, this fitting hole 34 is a combination of semicircular holes formed in the upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b. In addition, a mounting hole 35 corresponding to the mounting screw hole 30 of the casing 2 is formed through the flange side of the partition plate 3.

符号の説明Explanation of symbols

１多段ロータ
２ケーシング
２Ａ１段目ケーシング
２Ｂ２段目ケーシング
２Ｃ３段目ケーシング
２Ｄ４段目ケーシング
３仕切板
３Ｂ２段目仕切板
３Ｃ３段目仕切板
３Ｄ４段目仕切板
３ａ上部仕切板
３ｂ下部仕切板
４水冷却手段
５中心軸
６ロータ
６Ａ１段目ロータ
６Ｂ２段目ロータ
６Ｃ３段目ロータ
６Ｄ４段目ロータ
７中心孔
８ジャケット室
８Ａ１段目ジャケット室
８Ｂ２段目ジャケット室
８Ｃ３段目ジャケット室
８Ｄ４段目ジャケット室
９右サイドフレーム
１０左サイドフレーム
１１オイルケース
１２冷却室
１３ギヤケース
１４軸受
１５オイルシール
１６冷却水用穴
１７冷却パイプ
１８連通孔
１９連通孔
２０仕切壁（ジャマ板）
２１冷却水入口
２２冷却水流入室
２３冷却水出口
２４冷却水流出室
２５連通孔
２６タイミングギヤ
２７ロータ回転室
２８フランジ部
２９凹溝
３０取付ねじ部
３１ボルト孔
３２凹部
３２ａ上部凹部
３２ｂ下部凹部
３３空気通路
３４嵌合孔
３５取付孔
３６通しボルト
３７導入口
３７Ａ導入口
３７Ｂ導入口
３７Ｃ導入口
３７Ｄ導入口
３８排出口
３８Ａ排出口
３８Ｂ排出口
３８Ｃ排出口
３８Ｄ排出口
６０連結軸
８０ケーシング冷却室
１００多段ルーツ式コンプレッサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multistage rotor 2 Casing 2A 1st stage casing 2B 2nd stage casing 2C 3rd stage casing 2D 4th stage casing 3 Partition plate 3B 2nd stage partition plate 3C 3rd stage partition plate 3D 4th stage partition plate 3a Upper partition plate 3b Lower partition plate 4 Water cooling means 5 Central shaft 6 Rotor 6A First stage rotor 6B Second stage rotor 6C Third stage rotor 6D Fourth stage rotor 7 Center hole 8 Jacket chamber 8A First stage jacket chamber 8B Second stage jacket Chamber 8C 3rd stage jacket room 8D 4th stage jacket room 9 Right side frame 10 Left side frame 11 Oil case 12 Cooling chamber 13 Gear case 14 Bearing 15 Oil seal 16 Cooling water hole 17 Cooling pipe 18 Communication hole 19 Communication hole 20 Partition Wall (Jama board)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Cooling water inlet 22 Cooling water inflow chamber 23 Cooling water outlet 24 Cooling water outflow chamber 25 Communication hole 26 Timing gear 27 Rotor rotation chamber 28 Flange part 29 Groove 30 Mounting screw part 31 Bolt hole 32 Recessed part 32a Upper recessed part 32b Lower recessed part 33 Air Passage 34 fitting hole 35 mounting hole 36 through bolt 37 introduction port 37A introduction port 37B introduction port 37C introduction port 37D introduction port 38 discharge port 38A discharge port 38B discharge port 38C discharge port 38D discharge port 60 connecting shaft 80 casing cooling chamber 100 multistage Roots compressor

本発明は、従来技術にないルーツ式ロータを用いた多段ルーツ式コンプレッサに係り、真空ポンプにはない効率的な冷却手段を有し、各部の加熱量を低減せしめ各部のクリアランスを極力小さくできる多段シーツ式コンプレッサに関する。 The present invention relates to a multi-stage roots-type compressor using a roots-type rotor that is not in the prior art, and has an efficient cooling means not found in a vacuum pump, and can reduce the heating amount of each part and reduce the clearance of each part as much as possible. It relates to a sheet type compressor.

本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、コンプレッサを構成する主要素の多段ロータやケーシングの冷却効率を高め、ロータと仕切板との間のクリアランスを極力小さくし、かつ全体としてコンパクトにまとめられる多段ルーツ式コンプレッサを提供することを目的とする。 The present invention has been invented in view of the above circumstances, enhances the cooling efficiency of the multi-stage rotor and casing of the main elements constituting the compressor, minimizes the clearance between the rotor and the partition plate, and is entirely It aims at providing the multistage roots type compressor put together compactly.

本発明は、以上の目的を達成するために、一対の連結軸に所定間隔で一体的に固着形成され互いに噛合するルーツ式ロータからなる左右一対の多段ロータと、該多段ロータのロータ回転室を形成すると共に該ロータ回転室に隣接する凹溝を形成するケーシングと、該ケーシングの前記凹溝に挿入され隣接する前記ルーツ式ロータ間の連結軸に嵌り込む２つ割りの構造からなり、ロータ回転室に連通する上部及び下部凹部を有する仕切板と、前記多段ロータとケーシングを冷却する冷却手段とを有する多段ルーツ式コンプレッサにおいて、前記冷却手段が、前記連結軸内にその軸線に沿って内挿され一端側を冷却水入口に連結する冷却パイプと、該冷却パイプに一端側を連通し前記冷却パイプを覆って前記連結軸内に形成され他端側を冷却水出口に連通する冷却水用穴と、前記夫々のルーツ式ロータ内に形成されるジャケット室と、該ジャケット室と前記冷却水用穴とを連通させる連通孔と、前記ケーシング内に形成され、一端側を冷却水入口に連通し他端側を冷却水出口に連通するケーシング冷却室とからなり、前記冷却パイプには前記冷却水用穴への水の流通を阻害する仕切壁（ジャマ板）が各段ごとに設けられ、前記連結軸には前記ジャマ板を挟んで前後に連通孔が形成され、前記連通孔は前記冷却水用穴と前記ジャケット室とに連通することを特徴とする。前記ケーシングは一段目のロータ回転室に連通する空気導入口と最終段目のロータ回転室に連通する空気排出口が形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a pair of left and right multi-stage rotors composed of roots-type rotors integrally fixed to a pair of connecting shafts at predetermined intervals and meshing with each other, and a rotor rotation chamber of the multi-stage rotor. A casing formed with a groove adjacent to the rotor rotation chamber and a split structure that is inserted into the groove and inserted into the connecting shaft between the adjacent roots rotors. In a multistage roots compressor having a partition plate having upper and lower recesses communicating with a chamber, and a cooling means for cooling the multistage rotor and the casing, the cooling means is inserted along the axis of the connecting shaft. A cooling pipe that connects one end side to the cooling water inlet, and is connected to the cooling pipe at one end side to cover the cooling pipe and is formed in the connecting shaft. A cooling water hole communicating with each other, a jacket chamber formed in each of the roots-type rotors, a communication hole communicating the jacket chamber and the cooling water hole, and formed in the casing, on one end side A casing cooling chamber that communicates with the cooling water inlet and communicates the other end with the cooling water outlet, and each of the cooling pipes has partition walls (jammer plates) that inhibit the flow of water to the cooling water holes. It is provided for each step, and the connecting shaft is formed with a communicating hole in the front and rear with the jammer plate in between, and the communicating hole communicates with the cooling water hole and the jacket chamber. The casing is characterized in that an air introduction port communicating with the first-stage rotor rotation chamber and an air discharge port communicating with the last-stage rotor rotation chamber are formed.

本発明の請求項１の多段ルーツ式コンプレッサによれば、冷却手段として連結軸に冷却パイプ及び冷却水用穴を設け、連結軸の冷却を十分に行うと共に冷却水用孔内の冷却水をロータのジャケット室に導き、ロータの冷却を十分に行うことができる。また、ケーシングには一段目のローラ回転室に連通する空気導入口と最終段目のロータ回転室に連通する空気排出口が形成されると共にケーシング冷却室が設けられており、圧縮空気は仕切板とロータ回転室を介して流通する構造からなる。それにより、多段ロータ及びケーシングの冷却ができるためルーツ式ロータと仕切板との間のクリアランスを極力小さくでき、圧縮効率の向上を図ることができる。また、仕切板がケーシングの凹溝内に収納されるため２点面シールが可能となりコンパクト化が図れる。 According to the first aspect of the present invention, the cooling shaft and the cooling water hole are provided in the connecting shaft as the cooling means to sufficiently cool the connecting shaft, and the cooling water in the cooling water hole is supplied to the rotor. In this way, the rotor can be sufficiently cooled. The casing is provided with an air introduction port communicating with the first-stage roller rotation chamber and an air discharge port communicating with the final-stage rotor rotation chamber, and is provided with a casing cooling chamber. And a structure that circulates through the rotor rotation chamber. Thereby, since the multistage rotor and the casing can be cooled, the clearance between the Roots-type rotor and the partition plate can be minimized, and the compression efficiency can be improved. Further, since the partition plate is housed in the concave groove of the casing, a two-point seal can be performed, and the size can be reduced.

次に、ケーシング２の構造を図１，図２及び図４等により説明する。ケーシング２は多段ロータ１の各段のロータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを被包する一体的構造（２つ割りでない）の各段用のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄからなる。図２及び図４はその横断面構造を示すものであり、その中央には左右のロータ６，６の外郭が当接しながら回転するためのロータ回転室２７が形成されると共にそのロータ回転室２７を囲むフランジ部２８にはケーシング冷却室８０が巾方向に貫通形成され、各段のケーシング２のケーシング冷却室８０は夫々同一位置にあって互いに連通して配設される。また、このケーシング冷却室８０は図１に示すように冷却水流入室２２に連通すると共に冷却水流出室２４に連通する。以上によりケーシングの水冷却手段４が形成される。また、ケーシング２には図１及び図２等に示すように仕切板３の嵌入される凹溝２９の仕切板３の取付ねじ部３０が形成される。また、フランジ部２８には多段のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと左右のサイドフレーム９，１０やオイルケース１１、冷却室１２、ギヤケース１３等を接合して固定するためのボルト孔３１が貫通形成される。また、各ケーシング２Ａ乃至２Ｄには空気の導入口３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ）及び空気の排出口３８（３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ）が開口形成される。但し、本実施例ではケーシング２Ａに導入口３７Ａが形成され、ケーシング２Ｄに排出口３７Ｄが形成され他の導入口３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ及び他の排出口３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは閉止される。以上のように、ケーシング２はケーシング冷却室８０があるため冷却が十分に行われる。 Next, the structure of the casing 2 will be described with reference to FIGS. The casing 2 is composed of casings 2A, 2B, 2C, and 2D for each stage having an integral structure (not divided in two) enclosing the rotors 6A, 6B, 6C, and 6D of each stage of the multi-stage rotor 1. FIG. 2 and FIG. 4 show the cross-sectional structure, and a rotor rotation chamber 27 is formed in the center for rotation while the outer walls of the left and right rotors 6 and 6 are in contact with each other. A casing cooling chamber 80 is formed in the flange portion 28 so as to penetrate in the width direction, and the casing cooling chambers 80 of the casings 2 at the respective stages are arranged at the same position and communicated with each other. In addition, the casing cooling chamber 80 communicates with the cooling water inflow chamber 22 and also with the cooling water outflow chamber 24 as shown in FIG. Thus, the casing water cooling means 4 is formed. Further, as shown in FIGS. 1 and 2 and the like, the casing 2 is formed with a mounting screw portion 30 of the partition plate 3 of the recessed groove 29 into which the partition plate 3 is fitted. Further, the flange portion 28 is penetrated by bolt holes 31 for joining and fixing the multistage casings 2A, 2B, 2C, 2D and the left and right side frames 9, 10, the oil case 11, the cooling chamber 12, the gear case 13, and the like. It is formed. Each casing 2A to 2D is formed with an air inlet 37 (37A, 37B, 37C) and an air outlet 38 (38A, 38B, 38C, 38D). However, in this embodiment, the introduction port 37A is formed in the casing 2A, the discharge port 37D is formed in the casing 2D, and the other introduction ports 37B, 37C, 37D and the other discharge ports 38A, 38B, 38C are closed. As described above, the casing 2 is sufficiently cooled because of the casing cooling chamber 80.

次に、図５（ａ），（ｂ）及び図４により仕切板３を説明する。仕切板３は前記したように各段のケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの凹溝２９に嵌入されるグランド状の板体からなり、ケーシング２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに対応する仕切板３Ｂ，３Ｃ，３Ｄからなる。この仕切板３は図５に示すように上下２つ割りの構造からなり、説明の都合上、上部仕切板３Ａ及び下部仕切板３Ｂとする。この上部仕切板３ａと下部仕切板３ｂとはほぼ同一の構造のものからなるが、空気の通る凹部３２が互いに反対向きのものからなり上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂと説明の都合上称呼する。この上部凹部３２ａと下部凹部３２ｂとは前記のように開口する向きが逆となるが、これ等は空気通路３３により連通される。また、仕切板３には多段ロータ１の連結軸６０に嵌り込む嵌合孔３４（実際上この嵌合孔３４は上部仕切板３ａ及び下部仕切板３ｂに形成される半円状の孔を合体したものからなる）がある。また、仕切板３のフランジ側にはケーシング２の取付ねじ孔３０に対応する取付孔３５が貫通形成される。 Next, the partition plate 3 will be described with reference to FIGS. 5 (a), 5 (b) and FIG. As described above, the partition plate 3 is composed of a ground plate that is fitted into the recessed groove 29 of each stage of the casings 2B, 2C, 2D, and the partition plates 3B, 3C, 3D corresponding to the casings 2B, 2C, 2D. Become. As shown in FIG. 5, the partition plate 3 has a structure that is divided into upper and lower parts, and for convenience of explanation, an upper partition plate 3A and a lower partition plate 3B are used. The upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b have substantially the same structure, but the concave portions 32 through which air passes are opposite to each other and are referred to as the upper concave portion 32a and the lower concave portion 32b for convenience of explanation. The upper recess 32 a and the lower recess 32 b are opened in opposite directions as described above, but these are communicated by the air passage 33. Further, the partition plate 3 is fitted with a fitting hole 34 that fits into the connecting shaft 60 of the multistage rotor 1 (in practice, this fitting hole 34 is a combination of semicircular holes formed in the upper partition plate 3a and the lower partition plate 3b. Is made up of). An attachment hole 35 corresponding to the attachment screw hole 30 of the casing 2 is formed through the flange side of the partition plate 3.

一方、前記のように、冷却水入口２１から冷却室２２に入った冷却水は、冷却パイプ１７とケーシング２のケーシング冷却室８０とに分かれて入り、冷却パイプ１７に入った冷却水は冷却水用孔１６に入り、多段ロータ１の多段のジャケット室８等に入り、多段ロータ１のロータ６等を冷却し冷却水用孔１６を介して冷却水流出室２４に送られる。一方、ケーシング２のケーシング冷却室８０に入った冷却水は各段のケーシング２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを冷却し同じく冷却水流出室２４に送られる。以上により、多段ロータ１の全体とケーシング２の全体が冷却水により十分に冷却され、圧縮空気による発生熱を十分に冷却し、全体の温度上昇を低下させる。そのため、ロータ６と仕切板３との間のクリアランスを極力小さくすることができる。 On the other hand, as described above, the cooling water entering the cooling chamber 22 from the cooling water inlet 21 is divided into the cooling pipe 17 and the casing cooling chamber 80 of the casing 2, and the cooling water entering the cooling pipe 17 is the cooling water. It enters into the use hole 16, enters into the multistage jacket chamber 8 of the multistage rotor 1, etc., cools the rotor 6 of the multistage rotor 1, etc., and sends it to the cooling water outflow chamber 24 through the cooling water hole 16. On the other hand, the cooling water that has entered the casing cooling chamber 80 of the casing 2 cools the casings 2A, 2B, 2C, and 2D at the respective stages, and is also sent to the cooling water outflow chamber 24. As a result, the entire multistage rotor 1 and the entire casing 2 are sufficiently cooled by the cooling water, sufficiently cooling the heat generated by the compressed air, and reducing the overall temperature rise. Therefore, the clearance between the rotor 6 and the partition plate 3 can be minimized.

符号の説明Explanation of symbols

Claims

複数のロータを所定間隔に配置し連結軸を有する左右一対の多段ロータと、前記多段ロータの夫々の前記左右の各段のロータの夫々を被包し前記ロータの回転するロータ回転室を形成すると共に空気の出入口を形成するケーシングと、該ケーシングに凹設される凹溝内に嵌入されると共に前記ロータの連結軸に嵌り込み前記ロータの側面との間に微少のクリアランスを形成し空気の流通路を形成する２つ割りの仕切板と、前記ロータ及びケーシングを冷却する水冷却手段とを有し、隣接する前記ケーシングはその側面を密着して互いに連結固定されることを特徴とする多段ルーツ式コンプレッサ。 A pair of left and right multi-stage rotors having a plurality of rotors arranged at predetermined intervals and having a connecting shaft, and a rotor rotating chamber in which the rotor rotates are encased in each of the left and right rotors of each of the multi-stage rotors. And a casing that forms an air inlet / outlet and a groove that is recessed in the casing and that fits into the connecting shaft of the rotor to form a small clearance between the rotor and the air flow. A multi-stage root having two partition plates forming a path and water cooling means for cooling the rotor and the casing, and the adjacent casings are connected and fixed to each other with their side surfaces in close contact with each other Type compressor.

前記水冷却手段が、前記ロータの連結軸内及び前記ロータ内のジャケット室を流通するロータ冷却通路と、前記ケーシングのジャケット室を流通するケーシング冷却通路とからなり、これ等の冷却通路は冷却水供給部及び冷却水排出部に夫々連通することを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式コンプレッサ。 The water cooling means includes a rotor cooling passage that circulates in the connecting shaft of the rotor and a jacket chamber in the rotor, and a casing cooling passage that circulates in the jacket chamber of the casing. 2. The multi-stage roots compressor according to claim 1, wherein the multi-stage root compressor is in communication with a supply unit and a cooling water discharge unit.

前記一体型の夫々のケーシングは互いに固定され、前記ケーシング内に回転する前記ロータは仕切板と微少のクリアランスを介して互いに側面を当接する２点面シール型式のものからなることを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式コンプレッサ。 The integral casings are fixed to each other, and the rotor rotating in the casing is of a two-point face seal type in which the side surfaces abut each other through a minute clearance with a partition plate. Item 2. The multi-stage roots compressor according to item 1.

前記請求項１乃至３に記載の多段ルーツ式コンプレッサの組立て方法であって、該方法は、左右のサイドフレームの１つに前記多段ロータの基端側を組み込んで全体を立設させる第１の手順と、前記多段ロータの１段目ロータにこれを被包する１段目ケーシングを挿着する第２の手順と、前記１段目ロータと次の２段目ロータとの間に一体的に形成されている連結軸に２つ割りの１段目仕切板を嵌め込みこれを前記１段目ケーシングに固定する第３の手順と、前記１段目仕切板をその前記凹溝に嵌め込ませながら２段目ロータを被包する２段目ケーシングを組み込み前記１段目ケーシングに当接する第４の手順と、引き続き２段目ロータと次の３段目ロータとの間に形成されている前記連結軸に２つ割りの２段目仕切板を嵌め込みこれを２段目ケーシングに固定する第５の手順と、以下多段ロータのロータの数だけ前記手順を繰り返し行って最後に前記サイドフレームと他のサイドフレームとを組み付けて全体を固定することを特徴とする多段ルーツ式コンプレッサの組立て方法。
4. A method for assembling the multi-stage roots compressor according to claim 1, wherein the method is a first method in which the base end side of the multi-stage rotor is incorporated in one of the left and right side frames to stand upright as a whole. A second procedure for inserting a first-stage casing for encasing the first-stage casing in the first-stage rotor of the multi-stage rotor, and the first-stage rotor and the next second-stage rotor; A third step of fitting the first-stage partition plate divided into two into the formed connecting shaft and fixing it to the first-stage casing; and 2 while fitting the first-stage partition plate into the concave groove A fourth step of incorporating a second stage casing enclosing the stage rotor and contacting the first stage casing; and the connecting shaft formed between the second stage rotor and the next third stage rotor. Insert the second-stage partition plate that is divided into two into two A fifth step for fixing to the casing, and a multi-stage root type characterized in that the above steps are repeated as many times as the number of rotors of the multi-stage rotor, and finally the side frame and other side frames are assembled and fixed as a whole. How to assemble the compressor.