JP2018040320A - Oil-free screw compressor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、オイルフリースクリュ圧縮機に関する。 The present invention relates to an oil-free screw compressor.
圧縮機本体のスクリュ軸部とモータの出力軸部とで動力伝達する構成として、一般的に、ギヤを介して接続されたもの、及び、スクリュ軸部及び出力軸部が１つの鋼材から削り出す加工によって単一の部材として形成されたものなどがある。 As a configuration for transmitting power between the screw shaft portion of the compressor main body and the output shaft portion of the motor, generally, those connected via a gear, and the screw shaft portion and the output shaft portion are cut out from one steel material. Some are formed as a single member by processing.
例えば、特許文献１は、スクリュ軸部及び出力軸部が単一の部材からなる軸部として形成されている無給油式スクリュ圧縮機を開示する。
For example,
特許文献１のスクリュ圧縮機の単一の部材からなる軸部では、ギヤを介した接続に起因する動力伝達損失が発生しない。また、軸部に余分な動力伝達歯車を設けないため、組立工数を少なくできるなど、製造コストの上昇を抑制できるという利点がある。
In the shaft portion formed of a single member of the screw compressor of
しかしながら、上記単一の部材からなる軸部を採用したスクリュ圧縮機では、スクリュ圧縮機本体とモータの境界部であるケーシングの壁面や軸部を介して熱伝導が起こりやすい。スクリュ圧縮機の運転時には、圧縮機本体及びモータの双方で熱が発生する。圧縮機本体及びモータで発生した熱が、相互に伝導して、熱の逃げ場が制限されるので圧縮機本体及びモータの両方が高温になる。圧縮機本体及びモータの高温化により、圧縮効率の低下及びモータ（磁石）の減磁が生じる。モータが小型化及び高速化する傾向にある昨今においては、高温化の問題が一層顕著となる。 However, in the screw compressor employing the shaft portion made of the single member, heat conduction is likely to occur through the wall surface or shaft portion of the casing, which is a boundary portion between the screw compressor main body and the motor. During operation of the screw compressor, heat is generated in both the compressor body and the motor. The heat generated in the compressor body and the motor is conducted to each other, and the heat escape place is limited, so that both the compressor body and the motor become high temperature. Due to the high temperature of the compressor body and the motor, the compression efficiency is reduced and the motor (magnet) is demagnetized. In recent years when motors tend to be smaller and faster, the problem of higher temperatures becomes more prominent.
したがって、この発明の解決すべき技術的課題は、圧縮機本体及びモータの双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて圧縮機本体及びモータが高温になるのを防止するオイルフリースクリュ圧縮機を提供することである。 Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is an oil-free screw compressor that prevents heat generated in both the compressor main body and the motor from being conducted and prevents the compressor main body and the motor from becoming high temperature. Is to provide.
上記技術的課題を解決するために、この発明によれば、以下のオイルフリースクリュ圧縮機が提供される。 In order to solve the above technical problem, according to the present invention, the following oil-free screw compressor is provided.
すなわち、オイルフリースクリュ圧縮機は、
圧縮機本体と、
前記圧縮機本体を駆動するモータと、
前記圧縮機本体と前記モータとの間に介在して配置されるチャンバーと、
前記チャンバーに対して前記圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記チャンバーに対して前記モータ側に位置する出力軸部と、前記チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成されたロータ軸と、
前記チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記チャンバー内に供給する供給部とを備えることを特徴とする。
That is, the oil-free screw compressor
The compressor body,
A motor for driving the compressor body;
A chamber disposed between the compressor body and the motor;
An input shaft portion located on the compressor body side with respect to the chamber, an output shaft portion located on the motor side with respect to the chamber, and an intermediate shaft portion extending into the chamber are coaxially integrated. A rotor shaft formed on
And a supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the chamber into the chamber.
上記構成によれば、チャンバー内に供給された冷却媒体によって、ロータ軸の中間軸部が冷却され、それに伴い、入力軸部及び出力軸部が冷却される。その結果、圧縮機本体及びモータの双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて圧縮機本体及びモータが高温になるのを防止できる。 According to the above configuration, the intermediate shaft portion of the rotor shaft is cooled by the cooling medium supplied into the chamber, and accordingly, the input shaft portion and the output shaft portion are cooled. As a result, it is possible to prevent the heat generated in both the compressor main body and the motor from being conducted and prevent the compressor main body and the motor from reaching a high temperature.
この発明は、上記特徴に加えて次のような特徴を備えることができる。 The present invention can have the following features in addition to the above features.
前記冷却媒体が液体であり、
前記チャンバーと、タンクと、ポンプと、冷却器とを有して前記冷却媒体を循環させる循環経路を備える。当該構成によれば、熱交換性能が優れている液体の冷却媒体を有効利用できる。
The cooling medium is a liquid;
A circulation path including the chamber, a tank, a pump, and a cooler is provided to circulate the cooling medium. According to the said structure, the liquid cooling medium which is excellent in heat exchange performance can be used effectively.
前記圧縮機本体から吐出した圧縮ガスを冷却するガスクーラを備え、
前記冷却媒体が前記ガスクーラで冷却された圧縮ガスの一部であり、
前記ガスクーラの下流で分岐して前記供給部に接続されている分岐流路と、
前記チャンバー内を通過した圧縮ガスを前記圧縮機本体の圧縮空間に導入するように前記圧縮機本体に接続されている戻り流路とを備える。当該構成によれば、圧縮機本体から吐出されたあと冷却されたガスの一部を、分岐流路と戻り流路とによって循環させることで、冷却媒体として有効利用（繰返し使用）できる。
A gas cooler for cooling the compressed gas discharged from the compressor body;
The cooling medium is a part of the compressed gas cooled by the gas cooler;
A branch flow path branched downstream from the gas cooler and connected to the supply unit;
A return flow path connected to the compressor body so as to introduce the compressed gas that has passed through the chamber into the compression space of the compressor body. According to the said structure, a part of gas cooled after being discharged from the compressor main body can be effectively utilized (repeated use) as a cooling medium by circulating with the branch flow path and the return flow path.
前記チャンバーが密閉状態にあり、前記供給部が前記チャンバーの下部に配設され、前記冷却媒体を排出するための排出部が前記チャンバーの上部に配設されている。当該構成によれば、チャンバー内が冷却媒体で満たされて、チャンバー内の中間軸部の全体が冷却媒体と接するので、冷却効率をさらに高めることができる。 The chamber is in a hermetically sealed state, the supply unit is disposed at a lower part of the chamber, and a discharge unit for discharging the cooling medium is disposed at an upper part of the chamber. According to this configuration, the inside of the chamber is filled with the cooling medium, and the entire intermediate shaft portion in the chamber is in contact with the cooling medium, so that the cooling efficiency can be further increased.
前記圧縮機本体及び前記モータの少なくとも一方に配設される冷却ジャケットと、
前記供給部は前記冷却媒体を前記冷却ジャケットを介して前記チャンバー内に供給するものであり、
前記チャンバー及び前記冷却ジャケットを連通して前記冷却ジャケットの中を流れた前記冷却媒体を前記チャンバー内に供給する連通孔とを備える。当該構成によれば、冷却ジャケットの中を流れて圧縮機本体及びモータの少なくとも一方を冷却するのに使用された冷却媒体が、チャンバー内の中間軸部の冷却に有効利用される。
A cooling jacket disposed on at least one of the compressor body and the motor;
The supply unit supplies the cooling medium into the chamber through the cooling jacket,
A communication hole for communicating the chamber and the cooling jacket to supply the cooling medium flowing through the cooling jacket into the chamber. According to this configuration, the cooling medium used for cooling at least one of the compressor main body and the motor by flowing through the cooling jacket is effectively used for cooling the intermediate shaft portion in the chamber.
前記チャンバーが、前記圧縮機本体及び前記モータと別体に構成されている。当該構成によれば、従前から使用されてきた圧縮機本体及びモータの構成を、変更すること無くそのまま利用できる。 The chamber is configured separately from the compressor body and the motor. According to the said structure, the structure of the compressor main body and motor conventionally used can be utilized as it is, without changing.
前記チャンバーが、前記圧縮機本体及び前記モータの何れか一方と一体に構成されている。当該構成によれば、オイルフリースクリュ圧縮機での組立工数を低減できる。 The chamber is configured integrally with either the compressor body or the motor. According to the said structure, the assembly man-hour in an oil-free screw compressor can be reduced.
上記技術的課題を解決するために、この発明によれば、さらに以下のオイルフリースクリュ圧縮機が提供される。 In order to solve the above technical problem, the present invention further provides the following oil-free screw compressor.
すなわち、オイルフリースクリュ圧縮機は、
第１圧縮機本体と、
前記第１圧縮機本体を駆動する第１モータと、
前記第１圧縮機本体と前記第１モータとの間に介在して配置される第１チャンバーと、
前記第１チャンバーに対して前記第１圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記第１チャンバーに対して前記第１モータ側に位置する出力軸部と、前記第１チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成された第１ロータ軸と、
前記第１チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記第１チャンバー内に供給する第１供給部と、
前記第１圧縮機本体から吐出した圧縮ガスを更に圧縮する第２圧縮機本体と、
前記第２圧縮機本体を駆動する第２モータと、
前記第２圧縮機本体と前記第２モータとの間に介在して配置される第２チャンバーと、
前記第２チャンバーに対して前記第２圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記第２チャンバーに対して前記第２モータ側に位置する出力軸部と、前記第２チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成された第２ロータ軸と、
前記第２チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記第２チャンバー内に供給する第２供給部と、
前記第１チャンバーと、前記第２チャンバーと、タンクと、ポンプと、冷却器と、前記冷却器の下流で分岐された分岐流路とを有して、当該分岐流路を前記第１供給部及び前記第２供給部にそれぞれ接続して前記冷却媒体を循環させる循環経路とを備え、
前記循環経路を循環する冷却媒体が液体であることを特徴とする。
That is, the oil-free screw compressor
A first compressor body;
A first motor for driving the first compressor body;
A first chamber disposed between the first compressor body and the first motor;
An input shaft portion located on the first compressor body side with respect to the first chamber, an output shaft portion located on the first motor side with respect to the first chamber, and extending into the first chamber A first rotor shaft formed coaxially and integrally with the intermediate shaft portion,
A first supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the first chamber into the first chamber;
A second compressor body for further compressing the compressed gas discharged from the first compressor body;
A second motor for driving the second compressor body;
A second chamber disposed between the second compressor body and the second motor;
An input shaft portion located on the second compressor body side with respect to the second chamber, an output shaft portion located on the second motor side with respect to the second chamber, and extending into the second chamber A second rotor shaft formed coaxially and integrally with the intermediate shaft portion,
A second supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the second chamber into the second chamber;
The first chamber, the second chamber, a tank, a pump, a cooler, and a branch channel branched downstream of the cooler, and the branch channel is connected to the first supply unit And a circulation path that circulates the cooling medium connected to the second supply unit, respectively.
The cooling medium circulating in the circulation path is a liquid.
上記構成によれば、第１チャンバー内に供給された冷却媒体によって、第１ロータ軸の中間軸部が冷却され、それに伴い、第１ロータ軸の入力軸部及び出力軸部が冷却されるとともに、第２チャンバー内に供給された冷却媒体によって、第２ロータ軸の中間軸部が冷却され、それに伴い、第２ロータ軸の入力軸部及び出力軸部が冷却される。その結果、第１圧縮機本体及び第１モータで発生した熱が伝導するのが抑制されて、第１圧縮機本体及び第１モータが高温になるのを防止できるとともに、第２圧縮機本体及び第２モータで発生した熱が伝導するのが抑制されて、第２圧縮機本体及び第２モータとが高温になるのを防止できる。 According to the above configuration, the intermediate shaft portion of the first rotor shaft is cooled by the cooling medium supplied into the first chamber, and accordingly, the input shaft portion and the output shaft portion of the first rotor shaft are cooled. The intermediate shaft portion of the second rotor shaft is cooled by the cooling medium supplied into the second chamber, and accordingly, the input shaft portion and the output shaft portion of the second rotor shaft are cooled. As a result, it is possible to prevent the heat generated in the first compressor body and the first motor from being conducted, and to prevent the first compressor body and the first motor from becoming high temperature, and the second compressor body and It is possible to prevent the heat generated in the second motor from being conducted and prevent the second compressor body and the second motor from becoming high temperature.
この発明によれば、圧縮機本体及びモータの双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体及びモータが高温になるのを防止できる。 According to this invention, it is possible to prevent the heat generated in both the compressor main body and the motor from being conducted and to prevent the compressor main body and the motor from becoming high temperature.
第１実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１について、図１を参照しながら説明する。
An oil-
図１は、第１実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１の模式的断面図である。図１に示したオイルフリースクリュ圧縮機１は、圧縮機本体２０及びモータ１０を一体的に備える。オイルフリースクリュ圧縮機１は、ロータ軸１９によって、圧縮機本体２０がモータ１０に同軸で直結されたモータ直結構造のものである。後述するように、ロータ軸１９は、出力軸部１９ａと入力軸部１９ｂと中間軸部１９ｃとを有する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an oil-
オイルフリースクリュ圧縮機１は、冷却媒体４４を、圧縮機本体２０とモータ１０との間に介在するように配設されたチャンバー４０内に供給する循環経路７を備える。循環経路７は、冷却媒体４４を一時的に貯溜するタンク３と、冷却媒体４４を圧送するポンプ４と、冷却媒体４４を冷却する冷却器５とを備える。冷却器５は冷却ファンを有する。例えば、冷却媒体４４がオイルである場合、タンク３がオイルタンクであり、ポンプ４がオイルポンプであり、冷却器５がオイルクーラである。オイルフリースクリュ圧縮機１は、循環経路７によって冷却媒体４４を循環させることで、冷却媒体４４を有効利用（繰返し使用）できる。
The oil-
圧縮機本体２０は、一対の雄スクリュロータ２３及び雌スクリュロータ２４と、入力軸部１９ｂ，２９と、圧縮機ケーシング２１と、モータ側軸受２７及び反モータ側軸受２８とを有する。入力軸部１９ｂは、雄スクリュロータ２３と同軸で雄スクリュロータ２３に対して一体構造になっている。同様に、入力軸部２９は、雌スクリュロータ２４と同軸で雄スクリュロータ２３に対して一体構造になっている。一対のスクリュロータ２３，２４と、それらの入力軸部１９ｂ，２９と、モータ側軸受２７及び反モータ側軸受２８とは、圧縮機ケーシング２１内に収容されている。圧縮機ケーシング２１の反モータ側には、吸込口３５が配設されている。圧縮機ケーシング２１のモータ側には、吐出口３６が配設されている。吸込口３５から吸い込まれたガス３４は、一対のスクリュロータ２３，２４で圧縮された後、吐出口３６から吐出流路９に吐出される。一対のスクリュロータ２３，２４の入力軸部１９ｂ，２９は、それぞれ、モータ側軸受２７及び反モータ側軸受２８の二箇所で両持ち支持されている。
The
圧縮機ケーシング２１のモータ１０側には、圧縮機側フランジ部２５が設けられている。圧縮機ケーシング２１のモータ１０側の仕切り壁２６には、ロータ軸１９の入力軸部１９ｂを挿通するための軸穴５８が形成されている。入力軸部１９ｂが挿通された軸穴５８は、後述するチャンバー４０内から圧縮機ケーシング２１内に冷却媒体４４が漏れないように圧縮機側軸封４８によって軸封されている。
A compressor
モータ１０は、ロータ軸１９を回転駆動するための駆動源である。モータ１０は、モータケーシング１１と端部カバー１７と回転子１３と固定子１４とを有する。モータケーシング１１は、回転子１３及び固定子１４を収容する。回転子１３は、出力軸部１９ａの外周部に固定されている。固定子１４は、回転子１３の外側に離間配置されているとともに、モータケーシング１１に固定されている。端部カバー１７は、モータケーシング１１の端部に設けられており、出力軸部１９ａの端部を支持する軸受１８を備えている。
The
モータケーシング１１の圧縮機本体２０側には、仕切り壁１６が設けられている。仕切り壁１６には、ロータ軸１９の出力軸部１９ａを挿通するための軸穴５７が形成されている。出力軸部１９ａが挿通された軸穴５７は、後述するチャンバー４０内からモータケーシング１１内に冷却媒体４４が漏れないようにモータ側軸封４７によって軸封されている。
A
第１実施形態では、モータケーシング１１は、仕切り壁１６の圧縮機本体２０側にチャンバー４０を有している。チャンバー４０は、筒状に形成されたスペーサ部１２及びモータ側フランジ部１５から構成されている。モータケーシング１１のモータ側フランジ部１５と圧縮機ケーシング２１の圧縮機側フランジ部２５とが、例えば、ボルト等によって連結固定されている。
In the first embodiment, the
ロータ軸１９は、１つの軸部材から連続的に一体形成されて、出力軸部１９ａと入力軸部１９ｂと中間軸部１９ｃとを有する。出力軸部１９ａと入力軸部１９ｂと中間軸部１９ｃとは、同軸である。ロータ軸１９は、例えば、１つの鋼材の削り出し加工によって作成されている。出力軸部１９ａは、モータ側軸封４７と当接する部分を起点にしてモータ１０側に延在している。入力軸部１９ｂは、圧縮機側軸封４８と当接する部分を起点にして雄スクリュロータ２３側に延在している。中間軸部１９ｃは、入力軸部１９ｂ及び出力軸部１９ａの間に位置して、チャンバー４０内で露出状態で延在している。
The
第１実施形態では、チャンバー４０の内部において、仕切り壁１６とスペーサ部１２の内壁と仕切り壁２６とで囲まれる冷却空間４５が形成されている。そして、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に中間軸部１９ｃが延在している。
In the first embodiment, a cooling
スペーサ部１２の上部には、循環経路７に接続されて冷却媒体４４を冷却空間４５内に供給するための供給部４１が設けられている。供給部４１は、例えば、少なくとも１つの供給孔を有する。スペーサ部１２の下部には、冷却空間４５内の冷却媒体４４を排出するための排出部４２が設けられている。排出部４２は、例えば、スペーサ部１２の下部を貫通する排出孔である。
A
冷却空間４５内に供給される冷却媒体４４は、例えば、オイル、冷却水及びクーラント液等の液体である。液体の冷却媒体４４が使用される場合、チャンバー４０は、液体の冷却媒体４４が漏れ出ないように密閉状態に構成されている。霧状あるいは液滴状などの液体の冷却媒体４４が、供給部４１を通じて、チャンバー４０内に形成された冷却空間４５に供給される。液体の冷却媒体４４は、循環経路７を循環する過程で、所定の低温に保持されている。液体の冷却媒体４４が相対的に高温の部位である冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃに接すると、熱交換が起こる。これにより、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。反対に、液体の冷却媒体４４の温度が上昇する。中間軸部１９ｃの冷却により、入力軸部１９ｂ及び出力軸部１９ａが冷却される。入力軸部１９ｂの冷却により、雄スクリュロータ２３が冷却され、出力軸部１９ａの冷却により、回転子１３が冷却される。
The cooling
なお、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃを液体の冷却媒体４４で効果的に冷却するには、少なくとも中間軸部１９ｃが浸る程度の液位以上を保持するようにチャンバー４０内に冷却媒体４４を供給することが望ましく、チャンバー４０内を冷却媒体４４の液で満たすことが更に望ましい。そのため、供給部４１からチャンバー４０への供給流量が、チャンバー４０から排出部４２を通じて排出される排出流量以上となるよう循環経路７を構成している。これにより、液体の冷却媒体４４に中間軸部１９ｃが浸ることになる。しかしながら、中間軸部１９ｃにギヤセットが別途に取り付けられていないため、動力をギヤ伝達することによる動力伝達損失が無く、また、ギヤの撹拌抵抗による動力損失を小さく抑えることができる。なお、液体の冷却媒体４４は、後述する気体の冷却媒体４４よりも、熱交換性能が優れている。
In order to effectively cool the wall forming the cooling
液体又は気体の冷却媒体４４を冷却空間４５内に供給することで、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。また、それに伴い、入力軸部１９ｂ及び出力軸部１９ａが冷却される。
By supplying the cooling
したがって、第１実施形態によれば、冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給された冷却媒体４４によって、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。
Therefore, according to the first embodiment, the wall forming the cooling
第２実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図２を参照しながら説明する。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
The oil-
第２実施形態では、図２に示すように、冷却ジャケット３０が、モータケーシング１１の周壁部に対して設けられている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the cooling
冷却ジャケット３０は、冷却媒体４４を流すための冷却通路３１を形成している。冷却ジャケット３０には、循環経路７と冷却通路３１とを連通する導入部３２が形成されている。冷却通路３１に供給された冷却媒体４４は、モータ１０の固定子１４を冷却する。したがって、モータケーシング１１の周壁部に配設された冷却ジャケット３０により、モータ１０の固定子１４が冷却される。
The cooling
冷却ジャケット３０の冷却通路３１とチャンバー４０の冷却空間４５とを連通する連通孔３８が、仕切り壁１６の上部に形成されている。連通孔３８は、仕切り壁１６を貫通している。すなわち、循環経路７は、冷却通路３１を介して連通孔３８に接続されている。冷却通路３１を流れた冷却媒体４４は、連通孔３８を通じて、冷却空間４５内に供給される。したがって、連通孔３８は、チャンバー４０内に対して冷却媒体４４を供給する供給部として働く。ここで、冷却媒体４４は、連通孔３８の出口に設けられた噴射ノズルを通じて、冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給されるものであってもよい。冷却空間４５に供給された冷却媒体４４は、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃとの間で熱交換する。これにより、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。冷却のために使用された冷却媒体４４は、排出部４２を通じて、循環経路７に戻される。
A
冷却媒体４４を冷却空間４５内に供給することで、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。また、それに伴い、入力軸部１９ｂ及び出力軸部１９ａが冷却される。
By supplying the cooling
第２実施形態によれば、冷却ジャケット３０に流れた冷却媒体４４を、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に供給することで、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。
According to the second embodiment, the wall forming the cooling
第３実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図３を参照しながら説明する。なお、第３実施形態において、上記第２実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第３実施形態では、図３に示すように、冷却ジャケット３０が、圧縮機ケーシング２１の周壁部に対して設けられている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the cooling
冷却ジャケット３０は、冷却媒体４４を流すための冷却通路３１を形成している。冷却ジャケット３０には、循環経路７と冷却通路３１とを連通する導入部３２が形成されている。冷却通路３１に供給された冷却媒体４４は、圧縮機ケーシング２１を冷却する。圧縮機ケーシング２１の冷却により、圧縮機ケーシング２１内で雄スクリュロータ２３及び雌スクリュロータ２４によって圧縮されるガス（例えば、空気）が冷却される。
The cooling
冷却ジャケット３０の冷却通路３１とチャンバー４０の冷却空間４５とを連通する連通孔３８が、圧縮機ケーシング２１のモータ側の仕切り壁２６の上部に形成されている。連通孔３８は、仕切り壁２６を貫通している。すなわち、循環経路７は、冷却通路３１を介して連通孔３８に接続されている。冷却通路３１を流れた冷却媒体４４は、連通孔３８を通じて、冷却空間４５内に供給される。したがって、連通孔３８は、チャンバー４０内に対して冷却媒体４４を供給する供給部として働く。ここで、冷却媒体４４は、連通孔３８の出口に設けられた噴射ノズルを通じて、冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給されるものであってもよい。冷却空間４５に供給された冷却媒体４４は、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃとの間で熱交換する。これにより、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。冷却のために使用された冷却媒体４４は、排出部４２を通じて、循環経路７に戻される。
A
冷却媒体４４を冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給することで、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。また、それに伴い、入力軸部１９ｂ及び出力軸部１９ａが冷却される。
By supplying the cooling
第３実施形態によれば、冷却ジャケット３０に流れた冷却媒体４４を、チャンバー４０内に供給することで、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。
According to the third embodiment, the wall forming the cooling
第４実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図４を参照しながら説明する。なお、第４実施形態において、上記第１実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第４実施形態では、図４に示すように、圧縮機ケーシング２１は、仕切り壁２６のモータ１０側にチャンバー４０を有している。チャンバー４０は、筒状に形成されたスペーサ部２２及び圧縮機側フランジ部２５から構成されいる。すなわち、第４実施形態は、チャンバー４０が、圧縮機本体２０でのモータ１０側の端部に形成されている点で第１実施形態と相違している。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, the
モータケーシング１１の圧縮機本体２０側には、モータ側フランジ部１５及び仕切り壁１６が設けられている。モータケーシング１１のモータ側フランジ部１５と圧縮機ケーシング２１の圧縮機側フランジ部２５とが、例えば、ボルト等によって連結固定されている。
A motor
第４実施形態では、チャンバー４０の内部において、仕切り壁１６とスペーサ部２２の内壁と仕切り壁２６とで囲まれる冷却空間４５が形成されている。第４実施形態では、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に中間軸部１９ｃが延在している。
In the fourth embodiment, a cooling
スペーサ部２２の上部には、冷却媒体４４をチャンバー４０の冷却空間４５内に供給するための供給部４１が設けられている。スペーサ部２２の下部には、チャンバー４０内の冷却媒体４４を排出するための排出部４２が設けられている。排出部４２は、例えば、スペーサ部２２の下部を貫通する排出孔である。
A
液体又は気体の冷却媒体４４は、供給部４１を通じて、冷却空間４５内に供給される。冷却媒体４４は、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃとの間で熱交換する。これにより、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。冷却のために使用された冷却媒体４４は、排出部４２を通じて、循環経路７に戻される。
The liquid or
したがって、第４実施形態によれば、チャンバー４０内に供給された冷却媒体４４によって、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。
Therefore, according to the fourth embodiment, the wall forming the cooling
第５実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図５を参照しながら説明する。なお、第５実施形態において、上記第１実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第５実施形態では、図５に示すように、液体の冷却媒体４４が、チャンバー４０の下部からチャンバー４０内に供給され、当該チャンバー４０の上部からチャンバー４０外に排出される。すなわち、第５実施形態は、チャンバー４０に対する冷却媒体４４の供給位置及び排出位置が、第１実施形態と相違している。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, the
供給部４１がチャンバー４０のスペーサ部１２の下部に設けられているとともに、排出部４２がチャンバー４０のスペーサ部１２の上部に設けられている。好適には、冷却媒体４４として、オイル、冷却水、クーラント液等の液体が使用される。そして、チャンバー４０は、液体の冷却媒体４４が漏れ出ないように密閉状態に構成されている。
A
液体の冷却媒体４４が、循環経路７からチャンバー４０の下部に設けられた供給部４１を通じて、冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給される。液体の冷却媒体４４が、重力に逆らって、冷却空間４５の下部を徐々に満たしていく。液体の冷却媒体４４が、冷却空間４５内にさらに供給されると、液体の冷却媒体４４の液面がさらに上昇し、中間軸部１９ｃの全体が液体の冷却媒体４４と接する。そのあと、冷却空間４５の全体が液体の冷却媒体４４で満たされる。冷却空間４５を満たした後の液体の冷却媒体４４は、排出部４２を通じて冷却空間４５外（チャンバー４０外）に排出される。排出部４２を通じてチャンバー４０外に排出された冷却媒体４４は、循環経路７に戻される。
A
したがって、第５実施形態によれば、モータ１０に形成されたチャンバー４０の内部である冷却空間４５内が液体の冷却媒体４４で満たされて、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃの全体が液体の冷却媒体４４と接するので、冷却効率がさらに高められる。また、チャンバー４０内に供給する冷却媒体４４の流量及びチャンバー４０から排出する冷却媒体４４の流量を特に調整しなくとも、チャンバー４０内を液体の冷却媒体４４で満たすことができる。
Therefore, according to the fifth embodiment, the cooling
第６実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図６を参照しながら説明する。なお、第６実施形態において、上記第４実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第６実施形態では、図６に示すように、液体の冷却媒体４４が、圧縮機本体２０に形成されたチャンバー４０の下部からチャンバー４０内に供給され、当該チャンバー４０の上部からチャンバー４０外に排出される。すなわち、第６実施形態は、チャンバー４０に対する冷却媒体４４の供給位置及び排出位置が、第４実施形態と相違している。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 6, a
供給部４１がチャンバー４０のスペーサ部２２の下部に設けられているとともに、排出部４２がチャンバー４０のスペーサ部２２の上部に設けられている。チャンバー４０は、液体の冷却媒体４４が漏れ出ないように密閉状態に構成されている。
A
液体の冷却媒体４４が、供給部４１を通じて、チャンバー４０の下部から冷却空間４５内（チャンバー４０内）に供給され、重力に逆らって、冷却空間４５内を徐々に満たしていく。冷却媒体４４が、冷却空間４５内にさらに供給されると、冷却媒体４４の液面がさらに上昇して、中間軸部１９ｃの全体と接する。そのあと、冷却空間４５の全体が液体の冷却媒体４４で満たされる。
The
したがって、第６実施形態によれば、圧縮機本体２０に形成されたチャンバー４０の内部である冷却空間４５内が液体の冷却媒体４４で満たされて、冷却空間４５を形成している壁と中間軸部１９ｃの全体が液体の冷却媒体４４と接するので、冷却効率が向上する。
Therefore, according to the sixth embodiment, the inside of the cooling
第７実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図７を参照しながら説明する。なお、第７実施形態において、上記第１実施形態及び第４実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第７実施形態では、図７に示すように、モータケーシング１１及び圧縮機ケーシング２１とは別体のチャンバー４０が、モータ１０と圧縮機本体２０との間に配設されている。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 7, a
チャンバー４０は、モータ１０と圧縮機本体２０との間に配設され、モータ側フランジ部５１と筒状に形成されたスペーサ部５２と圧縮機側フランジ部５３とを有する。チャンバー４０は、モータ１０と圧縮機本体２０とをつなぐ別部材であるため、容易に製作することができる。また、チャンバー４０は、既存のモータ１０及び圧縮機本体２０の構成に対して比較的容易に付加できる。チャンバー４０の内部には、モータ１０の仕切り壁１６とスペーサ部５２の内壁と圧縮機本体２０の仕切り壁２６とで囲まれる冷却空間４５が形成される。
The
モータケーシング１１のモータ側フランジ部１５とチャンバー４０のモータ側フランジ部５１とが、例えば、ボルト等によって連結固定されている。同様に、圧縮機ケーシング２１の圧縮機側フランジ部２５とチャンバー４０の圧縮機側フランジ部５３とが、例えば、ボルト等によって連結固定されている。
The motor
スペーサ部５２の上部には、冷却媒体４４を冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に供給するための供給部４１が設けられている。スペーサ部５２の下部には、冷却空間４５内（チャンバー４０内）の冷却媒体４４を排出するための排出部４２が設けられている。
A
液体又は気体の冷却媒体４４は、供給部４１を通じて、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に供給される。冷却媒体４４が相対的に高温の部位である冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃに接すると、熱交換が起こる。これにより、冷却空間４５を形成している壁及び中間軸部１９ｃが冷却される。冷却のために使用された冷却媒体４４は、排出部４２を通じて、循環経路７に戻される。
The liquid or
したがって、第７実施形態によれば、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に供給された冷却媒体４４によって、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。
Therefore, according to the seventh embodiment, the wall forming the cooling
第７実施形態では、チャンバー４０には、中間軸部１９ｃへのカップリング部材１９ｄの固定作業ができるように、図示しない開口部と当該開口部を密閉する蓋とが設けられている。また、中間軸部１９ｃが圧縮機本体２０側とモータ１０側とに分割されており、中間軸部１９ｃの分割部が、カップリング部材１９ｄにより連結されている。中間軸部１９ｃを分割したことに伴い、モータ１０の回転子１３を支持する出力軸部１９ａの両端が、軸受１８ａ及び軸受１８ｂで支持されている。軸受１８ａは端部カバー１７に設けられ、軸受１８ｂは仕切り壁１６に設けられている。
In the seventh embodiment, the
第７実施形態では、スクリュロータ２３とモータの回転子１３とをそれぞれ両持ち支持としている（軸一体構造での軸受の３点支持あるいは４点支持ではない）ので、軸受負荷を確定しやすいという利点がある。また、チャンバー４０内にアクセスする開口部も設けておくことで、分割されている中間軸部１９ｃをカップリング部材１９ｄで連結する際に、回転子１３を支持する出力軸部１９ａとスクリュロータ２３の入力軸部１９ｂとの芯出しが容易である。そのため、カップリング部材１９ｄでスクリュロータ２３とモータの回転子１３とを接続する構成でも、例えば２００００ｒｐｍといった高速回転を実現可能にする。なお、第７実施形態において、カップリング部材１９ｄは、ディスク形カップリング（金属板バネ式カップリング、ダイアフラムカップリングともいう）である。
In the seventh embodiment, since the
第８実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１について、図８を参照しながら説明する。なお、第８実施形態において、上記第７実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
An oil-
第８実施形態では、図８に示すように、モータケーシング１１及び圧縮機ケーシング２１とは別体のチャンバー４０が、モータ１０と圧縮機本体２０との間に配設されている点で、第７実施形態と同様である。しかしながら、第８実施形態は、モータ１０側の仕切り壁１６が、モータ１０自体ではなく、チャンバー４０に設けられている点でのみ、第７実施形態と相違している。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 8, the
したがって、第８実施形態によれば、第７実施形態と同様に、冷却空間４５内（すなわちチャンバー４０内）に供給された冷却媒体４４によって、冷却空間４５を形成している壁及びロータ軸１９が冷却される。その結果、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。また、モータ１０の組付けの際に、回転子１３を固定子１４と分けて組み付けることができる。そのため、分割された中間軸１９ｃをカップリング部材１９ｄにより連結する際に、回転子１３を支持する出力軸部１９ａとスクリュロータ２３の入力軸部１９ｂとの芯出しを、より精密に行うことができる。
Therefore, according to the eighth embodiment, similarly to the seventh embodiment, the wall and the
第９実施形態の２段のオイルフリースクリュ圧縮機１００について、それを模式的に示す図９を参照しながら説明する。なお、第９実施形態において、上述した実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
A two-stage oil-
図９に示す第９実施形態のオイルフリースクリュ圧縮機１００では、２つの圧縮機が、ガスを２段階で直列的に圧縮するように接続されている。
In the oil-
第９実施形態では、上記第８実施形態と同様のオイルフリースクリュ圧縮機からなる第１圧縮機１０１及び第２圧縮機２０１が、ガスを２段階で直列的に圧縮するように接続されている。
In 9th Embodiment, the
第１圧縮機１０１は、第１圧縮機本体１２０及び第１モータ１１０を一体的に備え、第１圧縮機本体１２０と第１モータ１１０との間には第１チャンバー１４０が介在して配置されている。第１チャンバー１４０の内部において、仕切り壁とスペーサ部の内壁とで囲まれる第１冷却空間１４５が形成されている。第１冷却空間１４５内（すなわち第１チャンバー１４０内）には、第１圧縮機本体１２０側から第１モータ１１０側まで延びる第１ロータ軸のうちの第１中間軸部１１９ｃが延在している。
The
第１圧縮機１０１は、圧縮されたガス３４を第１吐出流路１０９に吐出する。吐出されたガス３４は、第１吐出流路１０９に設けられたインタークーラ（ガスクーラ）１０８で冷却される。
The
インタークーラ１０８で冷却されたガス３４の全てが、第１吐出流路１０９を通じて第２圧縮機２０１の第２圧縮機本体２２０に供給される。
All of the
第２圧縮機２０１は、第２圧縮機本体２２０及び第２モータ２１０を一体的に備え、第２圧縮機本体２２０と第２モータ２１０との間には第２チャンバー２４０が介在して配置されている。第２チャンバー２４０の内部において、仕切り壁とスペーサ部の内壁とで囲まれる第２冷却空間２４５が形成されている。第２冷却空間２４５内（すなわち第２チャンバー２４０内）には、第２圧縮機本体２２０側から第２モータ２１０側まで延びる第２ロータ軸のうちの第２中間軸部２１９ｃが延在している。
The
第２圧縮機２０１は、圧縮されたガス３４を第２吐出流路２０９に吐出する。吐出されたガス３４は、第２吐出流路２０９に設けられたアフタークーラ（ガスクーラ）２０８で冷却される。
The
オイルフリースクリュ圧縮機１００は、冷却媒体４４を、第１圧縮機本体１２０と第１モータ１１０との間に介在するように配設された第１チャンバー１４０内と、第２圧縮機本体２２０と第２モータ２１０との間に介在するように配設された第２チャンバー２４０内とにそれぞれ供給する循環経路７を備える。循環経路７は、冷却媒体４４を一時的に貯溜するタンク３と、冷却媒体４４を圧送するポンプ４と、冷却媒体４４を冷却する冷却器５とを備える。冷却器５は冷却ファンを有する。例えば、冷却媒体４４がオイルである場合、タンク３がオイルタンクであり、ポンプ４がオイルポンプであり、冷却器５がオイルクーラである。オイルフリースクリュ圧縮機１００は、循環経路７によって冷却媒体４４を循環させることで、冷却媒体４４を有効利用（繰返し使用）できる。
The oil-
第９実施形態に係る２段のオイルフリースクリュ圧縮機１００においては、冷却された冷却媒体４４を第１圧縮機１０１の第１チャンバー１４０内に供給して循環させる循環経路７が、経路７ａ、分岐点７ｃ、経路７ｄ及び経路７ｅを通る一方の分岐流路を備えるように設けられている。また、冷却された冷却媒体４４を第２圧縮機２０１の第２チャンバー２４０内に供給して循環させる循環経路７が、経路７ａ、分岐点７ｃ及び経路７ｂを通る他方の分岐流路を備えるように設けられている。すなわち、第９実施形態においては、循環経路７が、分岐点７ｃで分岐されて第１圧縮機１０１の第１冷却空間１４５と第２圧縮機２０１の第２冷却空間２４５とに接続される並列の２つの分岐流路を備えるように構成されている。
In the two-stage oil-
循環経路７における経路７ｄは、第１チャンバー１４０のスペーサ部に設けられた第１供給部１４１に接続されている。経路７ｄを流れた冷却媒体４４は、第１供給部１４１を通じて、第１冷却空間１４５内（第１チャンバー１４０内）に供給される。また、循環経路７における経路７ａは、第２チャンバー２４０のスペーサ部に設けられた第２供給部２４１に接続されている。経路７ａを流れた冷却媒体４４は、第２供給部２４１を通じて、第２冷却空間２４５内（第２チャンバー２４０内）に供給される。
A
したがって、第９実施形態によれば、第１冷却空間１４５内（すなわち第１チャンバー１４０内）に供給された冷却媒体４４によって、第１冷却空間１４５を形成している壁及び第１ロータ軸の第１中間軸部１１９ｃが冷却される。その結果、第１圧縮機本体１２０及び第１モータ１１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、第１圧縮機本体１２０及び第１モータ１１０が高温になるのを防止できる。また、第２冷却空間２４５内（すなわち第２チャンバー２４０内）に供給された冷却媒体４４によって、第２冷却空間２４５を形成している壁及び第２ロータ軸の第２中間軸部２１９ｃが冷却される。その結果、第２圧縮機本体２２０及び第２モータ２１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、第２圧縮機本体２２０及び第２モータ２１０が高温になるのを防止できる。
Therefore, according to the ninth embodiment, the wall forming the
また、循環経路７が、分岐点７ｃで分岐されて第１圧縮機１０１の第１冷却空間１４５と第２圧縮機２０１の第２冷却空間２４５とに接続される並列な分岐流路を備える構成によれば、タンク３、ポンプ４及び冷却器５を圧縮機本体毎に設ける必要が無くなり、オイルフリースクリュ圧縮機１００の構成を簡略化できる。
Further, the
循環経路７における経路７ｅは、第１チャンバー１４０のスペーサ部に設けられた第１排出部１４２に接続されている。冷却媒体４４は、第１排出部１４２を通じて経路７ｅに排出される。また、循環経路７における経路７ｂは、第２チャンバー２４０のスペーサ部に設けられた第２排出部２４２に接続されている。冷却媒体４４は、第２排出部２４２を通じて経路７ｂに排出される。
The
したがって、第９実施形態によれば、第１チャンバー１４０内に供給された冷却媒体４４によって、第１冷却空間１４５を形成している壁及び第１ロータ軸が冷却される。その結果、第１圧縮機本体１２０及び第１モータ１１０で発生した熱が伝導するのが抑制されて、第１圧縮機本体１２０及び第１モータ１１０が高温になるのを防止できる。それとともに、第２チャンバー２４０内に供給された冷却媒体４４によって、第２冷却空間２４５を形成している壁及び第２ロータ軸が冷却される。その結果、第２圧縮機本体２２０及び第２モータ２１０で発生した熱が伝導するのが抑制されて、第２圧縮機本体２２０及び第２モータ２１０が高温になるのを防止できる。
Therefore, according to the ninth embodiment, the wall forming the
図１０を参照しながら、チャンバー４０による冷却の作用効果を説明する。
The effect of cooling by the
図１０は、チャンバー４０内部を冷却することの作用効果を説明するための図である。内部に冷却空間４５を備えるチャンバー４０を、以下、単にチャンバー４０という。図１０において、（Ａ）はオイルフリースクリュ圧縮機１の要部を示し、（Ｂ）はチャンバー４０に冷却媒体を供給する前を示し、（Ｃ）はチャンバー４０に冷却媒体を供給した後を示す。図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）において、横軸はロータ軸１９の軸方向位置であり、左側の縦軸は圧縮機本体２０のモータ１０側の仕切り壁２６の温度であり、右側の縦軸はモータ１０内における仕切り壁１６近傍の温度である。そして、図１０に示したオイルフリースクリュ圧縮機１の圧縮機本体２０では、吸込口３５及び吐出口３６が、それぞれ、圧縮機ケーシング２１の反モータ側及びモータ側に配設されている。当該構成は、上述した第１実施形態から第９実施形態に対応している。なお、第９実施形態については、圧縮機本体２０とあるのは、第１圧縮機本体１２０及び第２圧縮機本体２２０の各々に読み替えられ、モータ１０とあるのは、第１モータ１１０及び第２モータ２１０に読み替えられる。また、チャンバー４０とあるのは、第１チャンバー１４０及び第２チャンバー２４０の各々に読み替えられ、中間軸部１９ｃとあるのは、第１中間軸部１１９ｃ及び第２中間軸部２１９ｃの各々に読み替えられる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of cooling the inside of the
反モータ側の吸込口３５からは低温のガス３４が吸い込まれて、吸い込まれたガス３４は、圧縮機本体２０で圧縮され、モータ側の吐出口３６を通じて高温の圧縮ガス３４が吐出される。吐出口３６から吐出される高温の圧縮ガス３４により、仕切り壁２６の温度ＴＣ１１（●で示す）が、高温になる。
A low-
圧縮機本体２０をモータ１０によって回転駆動すると、いわゆる鉄損（ヒステリシス損や渦電流損）や銅損（巻線抵抗による損失）等の電気的な損失により、モータ１０が発熱する。モータ１０の発熱により、モータ１０内の温度ＴＭ１１（■で示す）が、高温になる。
When the
一般的に、ガス３４の圧縮が行われる圧縮機本体２０の方が、モータ１０よりも高温になるため、ＴＣ１１がＴＭ１１よりも高くなる。したがって、冷却媒体４４をチャンバー４０に供給する前では、図１０（Ｂ）に示すように、仕切り壁２６の温度ＴＣ１１が高くて、モータ１０内の温度ＴＭ１１が低い。なお、ロータ軸１９における中間軸部１９ｃでは、図１０（Ｂ）に実線で示すように、圧縮機本体２０の側からモータ１０の側に向けて温度が次第に低下する。
In general, the compressor
チャンバー４０内（冷却空間４５内）に冷却媒体４４を供給すると、図１０（Ｃ）に示すように、仕切り壁２６の温度ＴＣ１２が、低温側にシフトし、モータ１０内の温度ＴＭ１２も、低温側にシフトする。また、ロータ軸１９における中間軸部１９ｃでの温度が全体的に低下するため、凹状の温度プロフィールになる。
When the cooling
したがって、圧縮機本体２０及びモータ１０の双方で発生した熱が伝導するのが抑制されて、圧縮機本体２０及びモータ１０が高温になるのを防止できる。特に、仕切り壁２６の温度が、冷却媒体４４の供給により、ＴＣ１１からＴＣ１２に大きく低下し、入力軸部１９ｂのモータ１０の端部での温度も大きく低下する。そのため、圧縮機本体２０側からモータ１０側への熱の伝導を防止する効果が大きく、モータロータの磁石の減磁を防止できる。
Therefore, conduction of heat generated in both the compressor
図１１を参照しながら、変形例に係るチャンバー４０による冷却の作用効果を説明する。
The effect of cooling by the
変形例に係るオイルフリースクリュ圧縮機１は、図１１は、圧縮機本体２０において、圧縮機本体２０の吸込口３５及び吐出口３６が、それぞれ、圧縮機ケーシング２１のモータ側及び反モータ側に配設されている点で上述した実施形態と異なる。図１１は、変形例でのチャンバー４０内部を冷却することの作用効果を説明するための図である。当該変形例に係る圧縮機本体２０は、上述した第１実施形態から第１０実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機１に適用可能である。なお、第９実施形態については、圧縮機本体２０とあるのは、第１圧縮機本体１２０及び第２圧縮機本体２２０の各々に読み替えられ、モータ１０とあるのは、第１モータ１１０及び第２モータ２１０の各々に読み替えられる。また、チャンバー４０とあるのは、第１チャンバー１４０及び第２チャンバー２４０の各々に読み替えられ、中間軸部１９ｃとあるのは、第１中間軸部１１９ｃ及び第２中間軸部２１９ｃの各々に読み替えられる。
In the oil-
図１１において、（Ａ）は変形例に係るオイルフリースクリュ圧縮機１の要部を示し、（Ｂ）はチャンバー４０に冷却媒体４４を供給する前を示し、（Ｃ）はチャンバー４０に冷却媒体４４を供給した後を示す。図１１の（Ｂ）及び（Ｃ）において、横軸はロータ軸１９の軸方向位置であり、左側の縦軸は圧縮機本体２０のモータ１０側の仕切り壁２６の温度であり、右側の縦軸はモータ１０内における仕切り壁１６近傍の温度である。
In FIG. 11, (A) shows the principal part of the oil-
モータ側の吸込口３５からは低温のガス３４が吸い込まれて、吸い込まれたガス３４は、圧縮機本体２０で圧縮され、反モータ側の吐出口３６からは高温の圧縮ガス３４が吐出される。吸込口３５から吸い込まれたガス３４が比較的低温であるため、仕切り壁２６の温度ＴＣ２１（●で示す）が、低温である。圧縮機本体２０をモータ１０によって回転駆動すると、モータ１０が発熱して、モータ１０内における仕切り壁１６近傍の温度ＴＭ２１（■で示す）が、高温である。
A low-
なお、ロータ軸１９における中間軸部１９ｃでは、図１１（Ｂ）に実線で示すように、低温のガス３４が吸い込まれる圧縮機本体２０の側の温度は、モータ１０の側よりも低温である。したがって、冷却媒体４４を供給する前では、図１１（Ｂ）に示すように、仕切り壁２６の温度ＴＣ２１が低くてモータ１０内の温度ＴＭ２１が高い。なお、ロータ軸１９における中間軸部１９ｃでは、図１１（Ｂ）に実線で示すように、圧縮機本体２０の側からモータ１０の側に向けて温度が次第に上昇する。
In the
チャンバー４０内（冷却空間４５内）に冷却媒体４４を供給すると、図１１（Ｃ）に示すように、仕切り壁２６の温度ＴＣ２２が、低温側にわずかにシフトする。また、モータ１０内の温度ＴＭ２２が、低温側にシフトする。これは、冷却媒体４４の供給前での温度ＴＣ２１が元々低いため、温度ＴＣ２１から温度ＴＣ２２への低下度合いが小さいからである。また、ロータ軸１９における中間軸部１９ｃでは、圧縮機本体２０側及びモータ１０側のそれぞれで温度が低下するが、圧縮機本体２０側での温度低下度合いが小さく、図１１（Ｃ）に示すような温度プロフィールになる。
When the cooling
図１１（Ａ）に示した変形例によれば、モータ１０側の温度上昇を抑制することができる。さらにモータ１０側から圧縮機本体２０側への熱の伝導を防止する効果が大きく、圧縮機本体２０に吸い込まれるガス３４の温度上昇（吸込加熱）を低減することができる。したがって、圧縮機本体２０での圧縮効率が改善して圧縮機性能を向上できる。
According to the modification shown in FIG. 11A, the temperature rise on the
なお、冷却ジャケット３０は、上記実施形態ではモータ１０又は圧縮機本体２０のいずれか一方に配設されているが、圧縮機本体２０及びモータ１０の両方に配設される態様とすることもできる。さらに、冷却ジャケット３０は、図７に示す第７実施形態にも適用可能である。すなわち、冷却ジャケット３０がモータ１０又は圧縮機本体２０の少なくとも一方に配設される。そして、冷却ジャケット３０がモータ１０に配設される場合、モータケーシング１１のモータ側フランジ部１５には、冷却通路３１と冷却空間４５とを連通する連通孔３８が形成される。同様に、冷却ジャケット３０が圧縮機本体２０に配設される場合、圧縮機ケーシング２１の圧縮機側フランジ部２５には、冷却通路３１と冷却空間４５とを連通する連通孔３８が形成される。
In addition, although the cooling
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
１：オイルフリースクリュ圧縮機
３：タンク
４：ポンプ
５：冷却器
７：循環経路
９：吐出流路
１０：モータ
１１：モータケーシング
１２：スペーサ部
１３：回転子
１４：固定子
１５：モータ側フランジ部
１６：仕切り壁
１７：端部カバー
１８：軸受
１８ａ：軸受
１８ｂ：軸受
１９：ロータ軸
１９ａ：出力軸部
１９ｂ：入力軸部
１９ｃ：中間軸部
１９ｄ：カップリング部材
２０：圧縮機本体
２１：圧縮機ケーシング
２２：スペーサ部
２３：雄スクリュロータ
２４：雌スクリュロータ
２５：圧縮機側フランジ部
２６：仕切り壁
２７：モータ側軸受
２８：反モータ側軸受
２９：入力軸部
３０：冷却ジャケット
３１：冷却通路
３２：導入部
３４：ガス
３５：吸込口
３６：吐出口
３８：連通孔（供給部）
４０：チャンバー
４１：供給部
４２：排出部
４４：冷却媒体
４５：冷却空間
４７：モータ側軸封
４８：圧縮機側軸封
５１：モータ側フランジ部
５２：スペーサ部
５３：圧縮機側フランジ部
５７：軸穴
５８：軸穴
1: Oil-free screw compressor 3: Tank 4: Pump 5: Cooler 7: Circulation path 9: Discharge path 10: Motor 11: Motor casing 12: Spacer part 13: Rotor 14: Stator 15: Motor side flange Part 16: Partition wall 17: End cover 18:
40: chamber 41: supply unit 42: discharge unit 44: cooling medium 45: cooling space 47: motor side shaft seal 48: compressor side shaft seal 51: motor side flange portion 52: spacer portion 53: compressor side flange portion 57 : Shaft hole 58: Shaft hole
Claims (8)
前記圧縮機本体を駆動するモータと、
前記圧縮機本体と前記モータとの間に介在して配置されるチャンバーと、
前記チャンバーに対して前記圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記チャンバーに対して前記モータ側に位置する出力軸部と、前記チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成されたロータ軸と、
前記チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記チャンバー内に供給する供給部とを備える、オイルフリースクリュ圧縮機。 The compressor body,
A motor for driving the compressor body;
A chamber disposed between the compressor body and the motor;
An input shaft portion located on the compressor body side with respect to the chamber, an output shaft portion located on the motor side with respect to the chamber, and an intermediate shaft portion extending into the chamber are coaxially integrated. A rotor shaft formed on
An oil-free screw compressor, comprising: a supply unit that supplies a cooling medium for cooling the inside of the chamber into the chamber.
前記冷却媒体が液体であり、
前記チャンバーと、タンクと、ポンプと、冷却器とを有して前記冷却媒体を循環させる循環経路を備える、オイルフリースクリュ圧縮機。 The oil-free screw compressor according to claim 1,
The cooling medium is a liquid;
An oil-free screw compressor comprising a circulation path that has the chamber, a tank, a pump, and a cooler and circulates the cooling medium.
前記圧縮機本体から吐出した圧縮ガスを冷却するガスクーラを備え、
前記冷却媒体が前記ガスクーラで冷却された圧縮ガスの一部であり、
前記ガスクーラの下流で分岐して前記供給部に接続されている分岐流路と、
前記チャンバー内を通過した圧縮ガスを前記圧縮機本体の圧縮空間に導入するように前記圧縮機本体に接続されている戻り流路とを備える、オイルフリースクリュ圧縮機。 The oil-free screw compressor according to claim 1,
A gas cooler for cooling the compressed gas discharged from the compressor body;
The cooling medium is a part of the compressed gas cooled by the gas cooler;
A branch flow path branched downstream from the gas cooler and connected to the supply unit;
An oil-free screw compressor comprising: a return flow path connected to the compressor body so as to introduce the compressed gas that has passed through the chamber into the compression space of the compressor body.
前記チャンバーが密閉状態にあり、前記供給部が前記チャンバーの下部に配設され、前記冷却媒体を排出するための排出部が前記チャンバーの上部に配設されている、オイルフリースクリュ圧縮機。 In the oil free screw compressor according to any one of claims 1 to 3,
An oil-free screw compressor, wherein the chamber is hermetically sealed, the supply unit is disposed at a lower portion of the chamber, and a discharge unit for discharging the cooling medium is disposed at an upper portion of the chamber.
前記圧縮機本体及び前記モータの少なくとも一方に配設される冷却ジャケットと、
前記供給部は前記冷却媒体を前記冷却ジャケットを介して前記チャンバー内に供給するものであり、
前記チャンバー及び前記冷却ジャケットを連通して前記冷却ジャケットの中を流れた前記冷却媒体を前記チャンバー内に供給する連通孔とを備える、オイルフリースクリュ圧縮機。 In the oil free screw compressor according to any one of claims 1 to 3,
A cooling jacket disposed on at least one of the compressor body and the motor;
The supply unit supplies the cooling medium into the chamber through the cooling jacket,
An oil-free screw compressor, comprising: a communication hole that communicates the chamber and the cooling jacket to supply the cooling medium flowing through the cooling jacket into the chamber.
前記チャンバーが、前記圧縮機本体及び前記モータと別体に構成されている、オイルフリースクリュ圧縮機。 In the oil free screw compressor according to any one of claims 1 to 5,
An oil-free screw compressor, wherein the chamber is configured separately from the compressor body and the motor.
前記チャンバーが、前記圧縮機本体及び前記モータの何れか一方と一体に構成されている、オイルフリースクリュ圧縮機。 In the oil free screw compressor according to any one of claims 1 to 5,
An oil-free screw compressor, wherein the chamber is configured integrally with one of the compressor body and the motor.
前記第１圧縮機本体を駆動する第１モータと、
前記第１圧縮機本体と前記第１モータとの間に介在して配置される第１チャンバーと、
前記第１チャンバーに対して前記第１圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記第１チャンバーに対して前記第１モータ側に位置する出力軸部と、前記第１チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成された第１ロータ軸と、
前記第１チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記第１チャンバー内に供給する第１供給部と、
前記第１圧縮機本体から吐出した圧縮ガスを更に圧縮する第２圧縮機本体と、
前記第２圧縮機本体を駆動する第２モータと、
前記第２圧縮機本体と前記第２モータとの間に介在して配置される第２チャンバーと、
前記第２チャンバーに対して前記第２圧縮機本体側に位置する入力軸部と、前記第２チャンバーに対して前記第２モータ側に位置する出力軸部と、前記第２チャンバー内に延在する中間軸部とが同軸で一体的に形成された第２ロータ軸と、
前記第２チャンバー内を冷却する冷却媒体を前記第２チャンバー内に供給する第２供給部と、
前記第１チャンバーと、前記第２チャンバーと、タンクと、ポンプと、冷却器と、前記冷却器の下流で分岐された分岐流路とを有して、当該分岐流路を前記第１供給部及び前記第２供給部にそれぞれ接続して前記冷却媒体を循環させる循環経路とを備え、
前記循環経路を循環する冷却媒体が液体である、オイルフリースクリュ圧縮機。 A first compressor body;
A first motor for driving the first compressor body;
A first chamber disposed between the first compressor body and the first motor;
An input shaft portion located on the first compressor body side with respect to the first chamber, an output shaft portion located on the first motor side with respect to the first chamber, and extending into the first chamber A first rotor shaft formed coaxially and integrally with the intermediate shaft portion,
A first supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the first chamber into the first chamber;
A second compressor body for further compressing the compressed gas discharged from the first compressor body;
A second motor for driving the second compressor body;
A second chamber disposed between the second compressor body and the second motor;
An input shaft portion located on the second compressor body side with respect to the second chamber, an output shaft portion located on the second motor side with respect to the second chamber, and extending into the second chamber A second rotor shaft formed coaxially and integrally with the intermediate shaft portion,
A second supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the second chamber into the second chamber;
The first chamber, the second chamber, a tank, a pump, a cooler, and a branch channel branched downstream of the cooler, and the branch channel is connected to the first supply unit And a circulation path that circulates the cooling medium connected to the second supply unit, respectively.
An oil-free screw compressor, wherein the cooling medium circulating in the circulation path is a liquid.
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