JP4908953B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクリュ圧縮機の改善に係り、より詳しくは、圧縮機本体を駆動する駆動モータに対して、腐食性を有するアンモニアなどの冷媒を扱う冷凍装置に用いられるスクリュ圧縮機に関するものである。

今日、国際的な取り組みや早急な解決が求められている地球規模に広がる環境問題が少なくなく、中でも冷凍装置に関係するものとしてオゾン層の破壊、地球の温暖化に関する問題がある。そして、これらの問題に対する国際的な取り決めもあり、以前から広く用いられてきたＨＣＦＣ冷媒のＲ２２は、オゾン層を破壊するものとして規制対象になっている。

従って、現在では、オゾン層への影響が少なく、オゾン破壊係数が零であるＲ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒がＨＣＦＣ冷媒に取って代わりつつある。しかしながら、ＨＦＣ冷媒は温暖化係数が大きく、地球の温暖化防止の点では問題があり、ＨＣＦＣ冷媒とともに大気中へみだりに放出することが禁じられている。

そこで、ＨＣＦＣ冷媒やＨＦＣ冷媒のように人工的に造り出された冷媒ではなく、オゾン破壊係数が零で、温暖化係数も低く、もともと自然界に大量に存在する冷媒としての性質を備えた自然冷媒が見直されてきた。このような自然冷媒としては、アンモニアがあるが、アンモニアは銅に対する腐食性があり、また毒性、可燃性も有している。そのため、アンモニアを冷媒とする冷凍装置にスクリュ圧縮機を採用するには、スクリュ圧縮機に対してアンモニア対策を施すことが必要である。

このような対策を施した従来例に係るスクリュ圧縮機としては、例えば、駆動モータの固定子の巻線をアルミニウム製エナメル線とし、耐アンモニアコーティングすることにより、アンモニア冷媒と固定子を接触可能にしたものがある（特許文献１参照）。しかしながら、このような従来例に係るスクリュ圧縮機の場合には、同仕様の他の駆動モータに対して大幅にコストアップする上、性能も劣るという問題がある。

次に、アンモニアを冷媒とする冷凍装置に用いられているその他の従来例に係るスクリュ圧縮機の概要について、以下図６および図７を参照しながら説明する。図６は従来例に係る圧縮機の実施例を示す一部破断正面図、図７は２段スクリュ圧縮機をアンモニア冷媒に対応できるよう改造した従来例に係るものの断面図である。

図６に示した従来例に係る冷凍機用の圧縮機は、モータ３２と圧縮機３１間にモータ３２の回転軸３２ａと圧縮機３１のロータ軸３１ｂを囲む筒状のカバー３４を設け、このカバー３４の一部に排気管３５を接続して、この排気管３５に圧縮機３１からの漏洩冷媒ガス除去器３７を接続するものである(特許文献２参照)。しかしながら、この従来例に係る冷凍機用の圧縮機３１は、モータ３２と圧縮機３１間に筒状のカバー３４を設けたため、軸方向に長尺な構成となり、設置スペースの増加を伴うという欠点を有する。

また、図７に示した他の従来例に係る２段スクリュ圧縮機は、一方で第１吸込口４６に、他方で図示しない第１吐出口に開口したロータ室を形成し、そのロータ室に、互いに噛合う雌雄一対の低圧段側スクリュロータ４８，４９を回転可能に収納した第１ケーシング４７を有する第１段圧縮機本体４１と、この低圧段側圧縮機本体４１のスクリュロータ４８，４９駆動用であって、軸受部６３ａに潤滑油を流入させ、ここから潤滑油を流出させるタイプのモータ４２ａとを備えている。

同時に、この２段スクリュ圧縮機は、上記第１ケーシング４７に分離可能に取り付けられるカップリング用ケーシング４４内に位置させたカップリング５３により上記モータ４２ａの回転軸と上記一対のスクリュロータ４８，４９の内の一方のロータ軸とを一体回転可能に結合するカップリング部４３と、互いに噛合う雌雄一対の高圧段側スクリュロータ６０，６１を回転可能に収納している。

また同時に、この２段スクリュ圧縮機は、上記低圧段側圧縮機本体４１の反モータ側に取り付けた第２ケーシングを有し、この一対の高圧段側スクリュロータ６０，６１の内の一方のロータ軸と一対の低圧段側スクリュロータ４８，４９の内の一方のロータ軸とを一体回転可能に結合するカップリングを有し、かつ上記低圧段側圧縮機本体４１の吐出口と連通する吸込口５８を有する高圧段側圧縮機本体４５とを備えている。

更に、この２段スクリュ圧縮機は、上記第１ケーシング４７の上記カップリング部４３に面する隔壁を貫通する上記ロータ軸の貫通部の周囲にメカニカルシール配置空間５０を備えている。また、このメカニカルシール配置空間５０には、メカニカルシール６１が配置されている。更に、上記カップリング部４３の下部にて、この内部の空間と第１段圧縮機本体４１の吸込口４６とを連通可能な、また、栓体６２により封鎖可能な第１貫通孔５４と、上記モータ４２ａの下部にて、モータ４２ａの内部の空間と外部とを連通させる排油用貫通孔５１と、上記カップリング部４３の底部にてこのカップリング部４３の内外を連通させる第３貫通孔５６とを設け、かつ取外し可能な栓体により上記第３貫通孔５６を閉じて形成されている(特許文献３参照)。
特開平１０−１４１２２６号公報 特開平７−７１３８０号公報 実開平７−３８６８３号公報

ところが、上記従来例に係る２段スクリュ圧縮機は、図６を用いて説明した前記従来例に係る冷凍機用の圧縮機と同様、モータ側の駆動軸とスクリュロータ側のロータ軸とを接続するためのカップリング（継手）を有するため、軸方向に長尺な構成となり設置スペースの増加を伴うという欠点を有する。また、このようなカップリング部があるため、消耗品であるメカニカルシールの交換作業には、下記するような煩雑な手間を要するという問題点がある。このメカニカルシールは、スクリュ圧縮機の軸貫通部より冷媒ガスがモータ側に漏れないようシールするための部材である。

このようなメカニカルシールを交換する際の作業手順について、以下図７を用いて説明する。
（１）先ず、第１段圧縮機本体４１を構成する第１ケーシング４７とカップリング用ケーシング４４とを締結する図示しないボルトを取り外して、モータ４２ａとカップリング用ケーシング４４とを一体的に図面上右側に移動させる。この時、カップリング５３は軸方向に嵌合されているだけなので、前記第１段圧縮機本体４１側のハブを残して抜き取り可能である。

（２）残された第１段圧縮機本体４１のロータ軸側のカップリング５３のハブを、前記第１段圧縮機本体４１側のロータ軸から抜き取る。
（３）次いで、メカニカルシール６１のフランジを前記第１ケーシング４７に取り付けているボルトを外して、メカニカルシール６１を除去する。
（４）交換用のメカニカルシールを、メカニカルシール配置空間５０に装着する。
（５）第１段圧縮機本体４１側のロータ軸とモータ４２ａ側の回転軸の芯出しを行い、第１段圧縮機本体４１側のカップリング５３のハブを取り付ける。

（６）モータ４２ａとカップリング用ケーシング４４とを一体的に図面上左側に移動して、モータ４２ａの回転軸側のカップリング５３のハブを、第１段圧縮機本体４１のロータ軸側のハブへ挿入する。
（７）前記第１ケーシング４７とカップリング用ケーシング４４とを締結するボルトを締め付ける。

従って、本発明の目的は、アンモニアなどの冷媒を扱う冷凍装置用のスクリュ圧縮機であって、簡便な構造で設置スペースが少なく、かつメカニカルシールの交換が容易なスクリュ圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、
圧縮機ケーシングの圧縮室内に、前記圧縮機ケーシングの外部に設けられた駆動モータのロータ駆動軸で駆動される駆動スクリュロータと、この駆動スクリュロータに噛合する従動スクリュロータとが収容されてなる圧縮機本体を備え、前記圧縮機ケーシングの前記ロータ駆動軸の軸貫通部に、前記駆動モータのモータケーシング内と前記圧縮機ケーシングの圧縮室とを遮断する第１シール手段が設けられてなるスクリュ圧縮機に関する。

そして、このスクリュ圧縮機は、前記モータケーシングと前記圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第１シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項１に記載のスクリュ圧縮機において、前記仕切板の軸貫通穴に、前記モータケーシング内と前記ロータ駆動軸の軸貫通部とを遮断する第２シール手段が設けられたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項１または２に記載のスクリュ圧縮機において、前記スクリュ圧縮機の機外に、一端が前記気体排出流路に連結されてなる気体排出ホースと、この気体排出ホースに介装された気体排出ポンプと、前記気体排出ホースの他端が浸漬される水が収納された水槽とから構成され、前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたことを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載のスクリュ圧縮機において、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続されたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項５に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項３に記載のスクリュ圧縮機において、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続される一方、前記送気ホースと前記気体排出ホースに夫々流量調節弁が介装され、前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第１シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたことを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係るスクリュ圧縮機によれば、モータケーシングと圧縮機ケーシングとの間に、ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなるので、簡便な構造で形成された前記気体排出流路によって、圧縮機本体側から駆動モータ側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。

また、前記モータケーシングと圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第１シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるので、前記モータケーシングと仕切板とを前記圧縮機ケーシングより分離すれば、前記圧縮機ケーシングのロータ駆動軸の軸貫通部に設けられた第１シール手段が露出される状態となり、前記第１シール手段のメンテナンスや部品交換が容易となった。

更に、前記圧縮機ケーシングと仕切板との間に前記気体排出流路が形成されてなるので、前記モータケーシングと仕切板とを前記圧縮機ケーシングより分離すれば、前記気体排出流路を形成する壁面も露出される状態となり、この気体排出流路の清掃等のメンテナンスが容易である。更にまた、前記気体排出流路の形成に当たっては、前記圧縮機ケーシングに対向する仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工すればよいので、前記気体排出流路が安価で容易に形成可能である。

本発明の請求項２に係るスクリュ圧縮機によれば、前記仕切板の軸貫通穴に、前記モータケーシング内と前記ロータ駆動軸の軸貫通部とを遮断する第２シール手段が設けられたので、この第２シール手段によって、圧縮機本体側から漏れ出たアンモニア等の冷媒が駆動モータ側へ流入するのをより確実に防止することが出来る。

本発明の請求項３に係るスクリュ圧縮機によれば、前記スクリュ圧縮機の機外に、前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたので、前記アンモニア回収手段によってアンモニアが回収され、人体に悪影響を及ぼし兼ねないアンモニアが大気に放出されることがなくなり、本スクリュ圧縮機が設置される周囲の作業環境の悪化を防止できる。

本発明の請求項４に係るスクリュ圧縮機によれば、前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられた送気手段が接続されたので、この送気手段によって、前記送気流路を介して前記気体排出流路に空気等の気体を送気できるため、前記第１シール手段より漏れ出たアンモニア等の冷媒を効果的に機外に排出することが出来る。
そして、本発明の請求項５に係るスクリュ圧縮機によれば、前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第１シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたので、前記第１シール手段から漏れ出した圧縮気体が前記モータケーシング内に流入することがない。

先ず、本発明の実施の形態に係るスクリュ圧縮機を備えた冷凍装置について、以下添付図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機を備えた冷凍装置の模式的回路図である。

図１において示す符号２１は、冷媒としてアンモニアを用いる冷凍装置である。この冷凍装置２１は、後述する実施の形態１乃至３のうちの何れかのスクリュ圧縮機１を備えており、このスクリュ圧縮機１の吐出口１оと吸込口１ｉとは、後述する機器類が設けられた冷媒循環ライン２２を介して連通している。この冷媒循環ライン２２には、前記吐出口１оから吸込口１ｉに向かって順に、油分離回収器２２ａ、凝縮器２２ｂ、膨張弁２２ｃ、蒸発器２２ｄが配設されている。

また、前記油分離回収器２２ａの底部からは、スクリュ圧縮機１から吐出され、冷媒と油分を含む吐出ガスから分離されて、その油分離回収器２２ａの内部下方の油溜まり部に溜まった油を、軸受の潤滑、スクリュロータの冷却と軸封のために供給する油供給ライン２３がスクリュ圧縮機１に連通している。尚、前記油供給ライン２３には油冷却器２３ａが介設されている。

次に、上記構成になる冷凍装置２１に用いられる本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機１を、図２および図３を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機の断面構成説明図、図３は図２のＡ部を拡大して示した部分詳細断面図である。

このスクリュ圧縮機１は、吸込口１ｉを有する第１段圧縮機ケーシング２と、この第１段圧縮機ケーシング２に中間ケーシング３を介して固着され、吐出口１оを有する第２段圧縮機ケーシング４とを備えている。そして、前記第１段圧縮機ケーシング２の第２段圧縮機ケーシング４と反対側（図における左側）には、モータケーシング９ａと、このモータケーシング９ａ内に設けられる固定子９ｂと、この固定子９ｂの内側に配設されて回転する回転子９ｃとからなる駆動モータ９が固着されている。

前記第１段圧縮機ケーシング２の第１段圧縮室２ａには、前記回転子９ｃで回転されるロータ駆動軸１０により駆動される第１段駆動スクリュロータ５と、この第１段駆動スクリュロータ５に噛合する第１段従動スクリュロータ６とが収容されている。また、前記第１段圧縮機ケーシング２の前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂには、第１段圧縮室２ａから駆動モータ９側への圧縮気体の漏出を防止するための第１シール手段２ｃが設けられている。前記第１シール手段２ｃとしては、メカニカルシールやグランドパッキンが用いられるが、メカニカルシールの方がシール性の点から好ましい。

前記第２段圧縮機ケーシング４の第２段圧縮室４ａには、前記第１段駆動スクリュロータ５のロータ駆動軸１０と反対側に設けられ、前記中間ケーシング３を、軸受装置３ａを介して貫通する中間ロータ駆動軸１１により駆動される第２段駆動スクリュロータ７と、この第２段駆動スクリュロータ７に噛合する第２段従動スクリュロータ８とが収容されている。

前記第２段圧縮室４ａにおいて、第２段駆動スクリュロータ７と第２段従動スクリュロータ８とにより２段圧縮される第１段圧縮気体は、前記第１段圧縮機ケーシング２に設けられた第１段圧縮気体吐出口２оから流出し、前記中間ケーシング３内であって、かつ前記軸受装置３ａを収容する軸受室の外側に設けられた第１段圧縮気体流通路３ｂを経由して、第２段圧縮機ケーシング４に設けられた第１段圧縮気体流入口４ｉから第２段圧縮室４ａに流入するように構成されている。

以上の説明から良く理解されるように、上記スクリュ圧縮機１の構成は、圧縮機本体が通常の２段圧縮式のスクリュ圧縮機である。そして、本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機１の場合には、前記モータケーシング９ａと第１段圧縮機ケーシング２との間に、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通穴１７ａを有する仕切板１７が介設されるとともに、前記第１段圧縮機ケーシング２に対向する側の仕切板１７の壁面には、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂと機外とを連通させた気体排出流路１４が、半径方向に溝加工して形成されている。

また、前記気体排出流路１４には、前記第１段圧縮室２ａから第１シール手段２ｃを介して前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂへ漏れ出てきたアンモニアを回収するため、アンモニア回収手段１４ｄが設けられている。そして、このアンモニア回収手段１４ｄは、その一端が前記気体排出流路１４に連結されてなる気体排出ホース１４ａと、この気体排出ホース１４ａに介装された気体排出ポンプ１４ｃと、前記気体排出ホース１４ａの他端が浸漬される水が収納された水槽１４ｂとから構成されている。

このように、気体排出流路１４から排出される気体を水槽１４ｂ中の水内に吹き込むようにしたのは、排出される気体中に含まれているアンモニアが水溶性であって、水に溶解させることにより、人体に対して悪影響を及ぼし兼ねないアンモニアをアンモニア水として回収することにより大気中への放出をなくし、作業環境の汚染を防止することができるからである。尚、前記水槽１４ｂの容量は、アンモニアが水槽１４ｂ中の水に完全に溶解するよう十分大きいことが望ましい。また、水槽１４ｂを密閉した構造とすることも好ましい。

一方、前記仕切板１７に設けられた軸貫通穴１７ａの内径は、この軸貫通穴１７ａと前記ロータ駆動軸１０との間に形成される隙間ｔが小さくなるように設定されている。より具体的には、前記気体排出ポンプ１４ｃの駆動により、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ空間に存在する気体が吸引されると、前記軸貫通部２ｂ内空間がモータケーシング９ａ内空間に対して負圧となって、前記モータケーシング９ａ内に存在する気体も、前記隙間ｔを通り抜けて前記軸貫通部２ｂに流入するように設定されている。

そのため、前記メカニカルシール２ｃからアンモニアが漏れたとしても駆動モータ９側に侵入することはない。因みに、前記隙間ｔは、ロータ駆動軸１０の回転により軸貫通穴１７ａとロータ駆動軸１０が接触しない程度、即ち０．１〜０．２ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

更に、前記仕切板１７に設けられた軸貫通穴１７ａには、前記モータケーシング９ａ内と前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ空間との間で、気体の流通を遮断するための第２シール手段１７ｂが設けられている。この第２シール手段には、図３に示したようなラビリンスシール１７ｂを用いるのが、次の点から好ましい。即ち、このようなロータ駆動軸１０の軸心に対して直角方向の凹凸形状を有するラビリンスシール１７ｂは、軸貫通穴１７ａと前記ロータ駆動軸１０との間に形成される前記隙間ｔと相まって、回転する前記ロータ駆動軸１０を非接触シールすることが出来るからである。

以下、本発明の形態１に係るスクリュ圧縮機１の作用態様を説明する。即ち、以上のような構成をなすことによって、圧縮機本体のメカニカルシール２ｃからこの圧縮機本体で圧縮された圧縮気体が漏れ出したとしても、仕切板１７の軸貫通穴１７ａに設けられた前記第２シール手段１７ｂによって、漏れ出した圧縮気体がモータケーシング９ａ内に流入するのを阻止され、前記仕切板１７に設けられた気体排出流路１４を介して前記アンモニア回収手段１４ｄによって回収されるから、駆動モータ９の固定子９ｂに接触するようなことがない。

従って、たとえ圧縮気体がアンモニアであったとしても、従来例のように、アルミニウム製エナメル線からなる巻線がまかれた固定子を備えた高価なアンモニア用のスクリュ圧縮機を用いる必要がなく、性能が優れた巻線が銅線からなる固定子９ｂを備えた駆動モータ９を、アンモニア用のスクリュ圧縮機として使用することができる。尚、上記においては、水槽１４ｂ中の水によりアンモニアを溶解させて回収するようにしたが、人体に影響が及ばない外方に放出するようにしても良い。

以上、本発明の実施の形態１に係るこのようなスクリュ圧縮機１は、モータケーシング９ａと第１段圧縮機ケーシング２との間に、ロータ駆動軸１０の軸貫通穴１７ａを有する仕切板１７が介設されるとともに、前記第１圧縮機ケーシング２に対向する側の仕切板１７の壁面には、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂと機外とを連通させた気体排出流路１４が溝加工して形成されてなるので、簡便な構造で形成された前記気体排出流路１４によって、第１段圧縮室２ａから駆動モータ９側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。

また、前記モータケーシング９ａと第１段圧縮機ケーシング２との間に仕切板１７が介設されたので、前記モータケーシング９ａと仕切板１７とを前記第１段圧縮機ケーシング２より分離すれば、前記第１段圧縮機ケーシング２のロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂに設けられた第１シール手段２ｃが露出される状態となり、前記第１シール手段２ｃのメンテナンスや部品交換が容易となった。

更に、前記第１段圧縮機ケーシングと仕切板１７との間に前記気体排出流路１４が形成されてなるので、前記モータケーシング９ａと仕切板１７とを前記第１段圧縮機ケーシング２より分離すれば、前記気体排出流路１４を形成する壁面も露出される状態となり、この気体排出流路１４の清掃等のメンテナンスが容易である。更にまた、前記気体排出流路１４の形成に当たっては、前記第１段圧縮機ケーシング２に対向する仕切板１７側の壁面に溝加工すればよいので、前記気体排出流路１４は安価で容易に形成可能である。

次に、本発明の実施の形態２に係るスクリュ圧縮機１を、その断面構成説明図である図４を参照しながら説明する。但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、前記気体排出流路１４の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。

本発明の実施の形態２に係るスクリュ圧縮機１においては、モータケーシング９ａと第１段圧縮機ケーシング２との間に、ロータ駆動軸１０の軸貫通穴１７ａを有する仕切板１７が介設されるとともに、前記気体排出流路１４が、前記仕切板１７に対向する第１段圧縮機ケーシング２側の壁面に、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂと機外とを連通させて、半径方向に溝加工して形成されてなる。

従って、本発明の実施の形態２に係るスクリュ圧縮機１によれば、前記第１段圧縮機ケーシング２側の壁面に簡便な構造で形成された前記気体排出流路１４によって、上記した本発明の実施の形態１と同様、第１段圧縮室２ａから駆動モータ９側へ漏れ出たアンモニア等の冷媒を、確実に機外に排出することが出来る。

また次に、本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機１を、その断面構成説明図である図５を参照しながら説明する。但し、本発明の本実施の形態３が上記実施の形態１と相違するところは、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ空間に存在する気体を、前記気体排出流路１４に積極的に送気する構成をなしたところに相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。

本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機１においては、前記第１段圧縮機ケーシング２に対向する側の仕切板１７の、前記気体排出流路１４とは円周上別の位置の壁面に、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂと機外とを連通させた送気流路１２が、半径方向に溝加工して形成されている。そして、前記気体排出流路１４とこの送気流路１２が、前記軸貫通部２ｂ空間において連通するよう構成されている。また、水槽１４ｂはほぼ密閉した構造となっている。この水槽１４ｂには、内部と外部とを連通する排出管１４ｅが設けられ、水槽１４ｂの水内に溶解しきれない余剰なアンモニアを、人体に影響を及ぼさないように放出可能に構成されている。

前記送気流路１２には、図示しない吸込フィルタおよび送気手段１２ｃが接続されている。前記送気手段１２ｃは、送気ホース１２ａとこの送気ホース１２ａに介装されている送気ポンプ１２ｂとから構成されている。そして、この送気ホース１２ａから送気流路１２を介して、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂに乾燥空気（気体）が供給されるように構成されている。前記送気ポンプ１２ｂとしては、小型空気ポンプやファンを用いるのが好ましい。尚、前記モータケーシング９ａ内に吹き込む空気を乾燥させるのは、空気中の湿気が固定子９ｂ、回転子９ｃの絶縁性を低下させるからである。

この場合、前記送気流路１２から軸貫通部２ｂ内に吹き込まれた乾燥空気と隙間ｔを通り抜けて前記軸貫通部２ｂに流入した気体は、メカニカルシール２ｃから漏れ出した圧縮気体とともに、気体排出流路１４から排出される。尚、この場合には、前記送気流路１２から吹き込まれる乾燥空気（気体）とメカニカルシール２ｃから漏れ出した圧縮気体が、モータケーシング９ａ内に滞留したり、逆流することなく、上述したように円滑に流れて、最終的に気体排出流路１４から排出されるよう、それぞれの圧力が適宜調整されることが望ましい。

即ち、前記送気ホース１２ａには流量調節弁を設け、この送気される乾燥空気（気体）の流量を調節することによって、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ内の圧力を適切に調整し、メカニカルシール２ｃから漏れ出した圧縮気体が、モータケーシング９ａ内に流入することがないようにするのが肝要である。

そのため、前記気体排出ホース１４ａにも気体排出ポンプと流量調節弁とを介装して、この気体排出ポンプによって排出される排気流量を、前記送気流路１２に送気される乾燥空気（気体）の流量と前記メカニカルシール２ｃから漏れ出した圧縮気体の流量の和より少し多目になるよう調節して、前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ内の圧力がモータケーシング９ａ内の圧力より僅かながら負圧となるよう調節するのが好ましい。

以上、本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機１によれば、送気ホース１２ａから供給される乾燥空気が、送気流路１２を通して前記ロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂ内に吹き込まれる。そして、この軸貫通部２ｂに流入した乾燥空気は、メカニカルシール２ｃから流出する圧縮気体と共に気体排出流路１４から機外に排出されるので、上記実施の形態１や実施の形態２より、前記メカニカルシール２ｃからロータ駆動軸１０の軸貫通部２ｂに漏れ出したアンモニア等の冷媒を含む圧縮空気の排出を更に効果的に行なえるのである。

尚、上記実施の形態１乃至３においては、スクリュ圧縮機１が２段圧縮式である場合を例として説明した。しかしながら、これらの構成に限らず、本発明の技術的思想を、例えば単段式のスクリュ圧縮機１に対しても適用することができるから、上記形態１乃至３に係るスクリュ圧縮機の構成に限定されるものではない。

また、以上の形態１乃至３においては、アンモニア回収手段として水槽１４ｂ等からなる、極めて単純な構成のものを示した。しかしながら、本発明は上記のような水槽に限るものではない。例えば、アンモニア回収手段として、次亜塩素酸等の酸性溶液を利用した化学的方法に基づくものや、ゼオライトや活性炭等を利用した物理化学的方法に基づくものを採用しても良い。

本発明の実施の形態に係るスクリュ圧縮機を備えた冷凍装置の模式的回路図である。 本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機の断面構成説明図である。 図２のＡ部を拡大して示した部分詳細断面図である。 本発明の実施の形態２に係るスクリュ圧縮機の断面構成説明図である。 本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機の断面構成説明図である。 従来例に係る圧縮機の実施例を示す一部破断正面図である。 ２段スクリュ圧縮機をアンモニア冷媒に対応できるよう改造した従来例に係るものの断面図である。

符号の説明

１…スクリュ圧縮機，１ｉ…吸込口，１о…吐出口
２…第１段圧縮機ケーシング，２ａ…第１段圧縮室，２ｂ…軸貫通部，
２ｃ…第１シール手段（メカニカルシール），２о…第１段圧縮気体吐出口
３…中間ケーシング，３ａ…軸受装置，３ｂ…第１段圧縮気体流通路
４…第２段圧縮機ケーシング，４ａ…第２段圧縮室，４ｉ…第１段圧縮気体流入口
５…第１段駆動スクリュロータ
６…第１段従動スクリュロータ
７…第２段駆動スクリュロータ
８…第２段従動スクリュロータ
９…駆動モータ，９ａ…モータケーシング，９ｂ…固定子，９ｃ…回転子
１０…ロータ駆動軸
１１…中間ロータ駆動軸
１２…送気流路，１２ａ…送気ホース，１２ｂ…送気ポンプ，１２ｃ…送気手段
１４…気体排出流路，１４ａ…気体排出ホース，１４ｂ…水槽，
１４ｃ…気体排出ポンプ，１４ｄ…アンモニア回収手段，１４ｂ…排出管
１７…仕切板，１７ａ…軸貫通穴，１７ｂ…第２シール手段（ラビリンスシール）
２１…冷凍装置，２２…冷媒循環ライン，２２ａ…油分離回収器，２２ｂ…凝縮器，
２２ｃ…膨張弁，２２ｄ…蒸発器，２３…油供給ライン，２３ａ…油冷却器
ｔ…軸貫通穴とロータ駆動軸との間の隙間

Claims (5)

1. 圧縮機ケーシングの圧縮室内に、前記圧縮機ケーシングの外部に設けられた駆動モータのロータ駆動軸で駆動される駆動スクリュロータと、この駆動スクリュロータに噛合する従動スクリュロータとが収容されてなる圧縮機本体を備え、
   前記圧縮機ケーシングの前記ロータ駆動軸の軸貫通部に、前記駆動モータのモータケーシング内と前記圧縮機ケーシングの圧縮室とを遮断する第１シール手段が設けられてなるスクリュ圧縮機において、
   前記モータケーシングと前記圧縮機ケーシングとの間に、前記ロータ駆動軸の方向に沿って前記第１シール手段と隣り合う位置に当該ロータ駆動軸の軸貫通穴を有する仕切板が介設されるとともに、
   前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記圧縮機ケーシングに対向する前記仕切板側の壁面、もしくは前記仕切板に対向する前記圧縮機ケーシング側の壁面に溝加工され、前記ロータ駆動軸の軸貫通部と機外とを連通する気体排出流路が形成されてなることを特徴とするスクリュ圧縮機。
2. 前記仕切板の軸貫通穴に、前記モータケーシング内と前記ロータ駆動軸の軸貫通部とを遮断する第２シール手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
3. 前記スクリュ圧縮機の機外に、
   一端が前記気体排出流路に連結されてなる気体排出ホースと、この気体排出ホースに介装された気体排出ポンプと、前記気体排出ホースの他端が浸漬される水が収納された水槽とから構成され、
   前記気体排出流路から排出される気体に含まれているアンモニアを回収するアンモニア回収手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュ圧縮機。
4. 前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つの項に記載のスクリュ圧縮機。
5. 前記圧縮機ケーシングと前記仕切板との間に、前記気体排出流路と連通する送気流路が設けられるとともに、この送気流路に前記圧縮機の機外に設けられ、送気ホースとこの送気ホースに介装されてなる送気ポンプとから構成される送気手段が接続される一方、
   前記送気ホースと前記気体排出ホースに夫々流量調節弁が介装され、
   前記送気ポンプと前記送気ホースに介装された流量調節弁によって、前記送気流路に送気される気体の流量を調節するとともに、
   前記気体排出ポンプと前記気体排出ホースに介装された流量調節弁によって排出される排気流量を、前記送気流路に送気される気体の流量と前記第１シール手段から漏れ出した圧縮気体の流量の和より多目になるよう調節して、
   前記ロータ駆動軸の前記軸貫通部内の圧力が、前記モータケーシング内の圧力より負圧となるよう調節可能とされたことを特徴とする請求項３に記載のスクリュ圧縮機。

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