JP6692725B2 - Oil-free screw compressor - Google Patents
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Description
この発明は、オイルフリースクリュ圧縮機に関する。 This 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 structure for transmitting power between the screw shaft portion of the compressor body and the output shaft portion of the motor, generally, those connected through a gear, and the screw shaft portion and the output shaft portion are cut out from one steel material. For example, they 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 that employs the shaft portion made of the above-mentioned single member, heat conduction is likely to occur through the wall surface of the casing or the shaft portion which is the boundary portion between the screw compressor 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 main body and the heat generated in the motor are mutually conducted, and the escape area of the heat is limited, so that both the compressor main body and the motor become high temperature. As the temperature of the compressor body and the motor rises, the compression efficiency decreases and the motor (magnet) demagnetizes. In recent years, when motors tend to be smaller and faster, the problem of higher temperature becomes more significant.
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 to prevent the heat generated in both the compressor body and the motor from being conducted and prevent the compressor 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 problems, 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 is
The compressor body,
A motor for driving the compressor body,
A chamber interposed 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 inside the chamber are coaxial and integrally formed. A rotor shaft formed in
A supply unit configured to supply 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 body and the motor from being conducted and prevent the compressor body and the motor from being heated to 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 is provided which has the chamber, the tank, the pump, and the cooler and circulates the cooling medium. According to this structure, a liquid cooling medium having excellent heat exchange performance can be effectively used.
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 part of a compressed gas cooled by the gas cooler,
A branch flow path branched and connected to the supply unit downstream of the gas cooler,
And a return channel 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 this configuration, a part of the gas discharged from the compressor body and then cooled is circulated through the branch flow path and the return flow path, so that it can be effectively used (repeatedly used) as a cooling medium.
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 below the chamber, and a discharge unit for discharging the cooling medium is disposed above the chamber. According to this configuration, the interior of the chamber is filled with the cooling medium, and the entire intermediate shaft portion in the chamber contacts the cooling medium, so that the cooling efficiency can be further enhanced.
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 that connects the chamber and the cooling jacket to supply the cooling medium flowing in the cooling jacket into the chamber. According to this configuration, the cooling medium that flows in the cooling jacket and is used to cool at least one of the compressor body and the motor is effectively used to cool 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 this configuration, the configurations of the compressor body and the motor that have been used conventionally can be used as they are 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 formed integrally with either one of the compressor body and 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 problems, 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 is
A first compressor body,
A first motor for driving the first compressor body;
A first chamber interposed 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 integrally formed coaxially with the intermediate shaft portion,
A first supply unit for supplying a cooling medium for cooling the inside of the first chamber into the inside of 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 interposed 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 that is integrally formed coaxially with the intermediate shaft part that
A second supply unit that supplies 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 flow path branched downstream of the cooler, and the branch flow path is the first supply unit. And a circulation path that circulates the cooling medium by connecting to the second supply unit,
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 medium 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 cooling medium supplied into the second chamber cools the intermediate shaft portion of the second rotor shaft, and accordingly cools the input shaft portion and the output shaft portion of the second rotor shaft. As a result, the heat generated in the first compressor body and the first motor is suppressed from being conducted, and it is possible to prevent the first compressor body and the first motor from being heated to a high temperature. It is possible to prevent the heat generated in the second motor from being conducted and prevent the second compressor main body and the second motor from being heated to a 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 the present invention, it is possible to prevent the heat generated in both the compressor body and the motor from being conducted, and prevent the compressor body and the motor from becoming high in 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。
The 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 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 liquid or
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 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。
The 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 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。
The 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。
The 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。
The
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。
The
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 inside of 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。
The 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, the
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。
The
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 interior 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。
The 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, 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。
The 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, a
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 forming the cooling
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 the ninth 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。
The
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 cooling
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 function and 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。
The 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。
Generally, the temperature of 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, the 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 action and 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。
FIG. 11 shows an 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。
11, (A) shows a main 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。
The
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 modified example shown in FIG. 11A, it is possible to suppress the temperature increase 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。
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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplifications 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 the claims, and further includes meanings equivalent to the scope of the claims 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 flow 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 part 42: Discharge part 44: Cooling medium 45: Cooling space 47: Motor side shaft seal 48: Compressor side shaft seal 51: Motor side flange part 52: Spacer part 53: Compressor side flange part 57 : Shaft hole 58: Shaft hole
Claims (10)
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、ギヤセットが設けられることなく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、
前記中間軸部及び前記チャンバー内を冷却するべく冷却媒体を前記軸受に供給することなく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。 A compressor body having a screw rotor supported by bearings ;
A motor for driving the compressor body,
A chamber interposed between the compressor body and the motor,
An input shaft portion located on the compressor main 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 without a gear set being provided. A rotor shaft integrally formed with and coaxially,
An oil-free screw compressor, comprising: a supply unit that supplies a cooling medium into the chamber without supplying the cooling medium to the bearing to cool the intermediate shaft unit and the chamber.
前記圧縮機本体には、吸込口が反モータ側に配設され、吐出口がモータ側に配設されている、オイルフリースクリュ圧縮機。 The oil-free screw compressor according to claim 1,
An oil-free screw compressor in which a suction port is arranged on the side opposite to the motor and a discharge port is arranged on the motor side in the compressor body .
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 or 2 ,
The cooling medium is a liquid,
An oil-free screw compressor having a circulation path that has the chamber, a tank, a pump, and a cooler to circulate the cooling medium.
前記圧縮機本体から吐出した圧縮ガスである空気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空気の一部であり、
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空気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 or 2 ,
A gas cooler that cools the compressed air discharged from the compressor body,
The cooling medium is part of compressed air cooled by the gas cooler,
A branch flow path branched and connected to the supply unit downstream of the gas cooler,
An oil-free screw compressor, comprising: a return flow path connected to the compressor body so as to introduce the compressed air that has passed through the chamber into the compression space of the compressor body.
前記チャンバーが、前記入力軸部が挿通された穴を軸封する圧縮機側軸封および前記出力軸部が挿通された穴を軸封するモータ側軸封によって密閉状態にあり、前記供給部が前記チャンバーの下部に配設され、前記供給部から前記チャンバー内に供給された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。 The oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 4 ,
The chamber is in a hermetically sealed state by a compressor-side shaft seal that seals a hole through which the input shaft portion is inserted and a motor-side shaft seal that seals a hole through which the output shaft portion is inserted , and the supply unit is An oil-free screw compressor, wherein a discharge part, which is arranged in a lower part of the chamber and discharges the cooling medium supplied from the supply part into the chamber, is arranged in an upper part 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。 The oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 4 ,
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 connects the chamber and the cooling jacket and supplies the cooling medium flowing in 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。 The oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 6 ,
An oil-free screw compressor in which 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。 The oil-free screw compressor according to any one of claims 1 to 6 ,
An oil-free screw compressor in which the chamber is integrally formed 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第1の入力軸部と、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、ギヤセットが設けられることなく前記第1チャンバー内に延在する第1の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の中間軸部及び前記第1チャンバー内を冷却するべく冷却媒体を前記第1の軸受に供給することなく前記第1チャンバー内に供給する第1供給部と、
第2の軸受によって支持されたスクリュロータを有し、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第2の入力軸部と、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第2の出力軸部と、ギヤセットが設けられることなく前記第2チャンバー内に延在する第2の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の中間軸部及び前記第2チャンバー内を冷却するべく冷却媒体を前記第2の軸受に供給することなく前記第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 having a screw rotor supported by a first bearing ;
A first motor for driving the first compressor body;
A first chamber interposed between the first compressor body and the first motor;
A first 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 a gear set are provided. A first rotor shaft integrally formed coaxially with a first intermediate shaft portion extending into the first chamber without
A first supply unit that supplies a cooling medium into the first chamber without supplying the cooling medium to the first bearing to cool the first intermediate shaft unit and the first chamber;
A second compressor body having a screw rotor supported by a second bearing and further compressing the compressed gas discharged from the first compressor body;
A second motor for driving the second compressor body;
A second chamber interposed between the second compressor body and the second motor;
A second input shaft portion located on the second compressor body side with respect to the second chamber, a second output shaft portion located on the second motor side with respect to the second chamber, and a gear set A second rotor shaft integrally formed coaxially with a second intermediate shaft portion that extends into the second chamber without being provided ;
A second supply unit for supplying to said second chamber without supplying a cooling medium to cool the second intermediate shaft portion and the second chamber to the second bearing,
The first chamber, the second chamber, a tank, a pump, a cooler, and a branch flow path branched downstream of the cooler, and the branch flow path is the first supply unit. And a circulation path that circulates the cooling medium by connecting to the second supply unit,
An oil-free screw compressor in which the cooling medium circulating in the circulation path is a liquid.
前記第1圧縮機本体には、第1吸込口が反第1モータ側に配設され、第1吐出口が第1モータ側に配設されており、 In the first compressor body, a first suction port is arranged on the side opposite to the first motor, and a first discharge port is arranged on the side of the first motor,
前記第2圧縮機本体には、第2吸込口が反第2モータ側に配設され、第2吐出口が第2モータ側に配設されている、オイルフリースクリュ圧縮機。 An oil-free screw compressor in which a second suction port is arranged on the side opposite to the second motor and a second discharge port is arranged on the side of the second motor in the second compressor body.
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