(57)【要約】【課題】小型軽量でメンテナンス性に優れ、且つ高信頼性のスクリュー圧縮機を得る。【解決手段】スクリュー圧縮機は、スクリューロータ１４を支持する低圧側軸受７，８及び高圧側軸受９，１２，スクリューロータを駆動するモータ４，該モータを収容したモータケーシング１，スクリューロータ及び前記低圧側軸受を収容した主ケーシング２，前記高圧側軸受を収納した吐出ケーシング３を備える。前記モータケーシング，主ケーシング及び吐出ケーシングは鋼管製チャンバ内に収容され、この鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバ２１と高圧側チャンバ２２，２３とで構成されている。鋼管製チャンバ内面に設けたフランジ２８，主ケーシングに設けたフランジ２９及びこれらフランジ間に設けた密封要素３０により、鋼管製チャンバ内を低圧部側の空間３１と高圧部側の空間３２に仕切る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯形部と軸部で構成されるスクリューロータ、該スクリューロータの軸部を支持する低圧側軸受及び高圧側軸受、前記スクリューロータの軸部に直結された駆動用のモータ、該モータを収容したモータケーシング、前記スクリューロータ及び前記低圧側軸受を収容した主ケーシング、及び前記スクリューロータの高圧側軸受を収納した吐出ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、
前記モータケーシング，前記主ケーシング及び前記吐出ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、
前記鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバと高圧側チャンバとで構成され、
前記鋼管製チャンバの内面に設けたフランジと、前記主ケーシングまたはモータケーシングに設けたフランジと、これらフランジ間に設けた密封要素とにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るように構成したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記低圧側チャンバと前記高圧側チャンバとは、それらの外面端部に設けたフランジにより結合されることで鋼管チャンバ内を外気に対して密封する構成としていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、前記高圧側チャンバは軸方向に２分割されて、前記低圧側チャンバと接続される第１の高圧側チャンバと、この第１の高圧側チャンバに接続された第２の高圧側チャンバとで構成され、これら第１，第２の高圧側チャンバは、それらの外面端部に設けられたフランジにより結合されて鋼管チャンバ内を外気に対して密封する構成としていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１において、前記高圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記主ケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続することにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切ることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１において、前記高圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記モータケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続することにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切ることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１において、前記低圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記主ケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続することにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切ることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項７】
請求項１において、前記低圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記モータケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続することにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切ることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項８】
請求項１において、前記鋼管製チャンバを構成するシェルの中心軸を水平方向に配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項９】
請求項１において、前記スクリューロータは、互いに噛み合う少なくとも一対の雄ロータ及び雌ロータにより構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１０】
請求項９において、圧縮する作動流体は、冷凍サイクルに使用される冷媒であって、単位体積流量当りの冷却能力が冷媒Ｒ４０７Ｃの７０％以下となる冷媒が使用され、前記スクリューロータの雄ロータ歯数を４枚、雌ロータ歯数を６枚とし、前記雄ロータに直結された駆動用のモータをインバータで駆動することを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１１】
請求項９において、前記雄ロータの中心軸と前記雌ロータの中心軸の間に、前記鋼管製チャンバの中心軸を配置したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１２】
請求項１において、前記スクリューロータと互いに噛み合うゲートロータと、このゲートロータの軸部を支持する軸受とを備えることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１３】
歯形部と軸部で構成されるスクリューロータ、該スクリューロータと噛み合うゲートロータ、前記スクリューロータの軸部を支持する低圧側軸受及び高圧側軸受、前記ゲートロータの軸部を支持する軸受、前記スクリューロータの軸部に直結され該スクリューロータを駆動するモータ、該モータを収容したモータケーシング、及び前記スクリューロータ及び前記ゲートロータ収容した主ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、
前記モータケーシング及び前記主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、
前記鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバと高圧側チャンバとで構成され、
前記鋼管製チャンバの内面に設けたフランジと、前記主ケーシングまたはモータケーシングに設けたフランジと、これらフランジ間に設けた密封要素とにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るように構成したことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１４】
スクリューロータ、該スクリューロータを支持する軸受、前記スクリューロータを駆動するモータ、該モータを収容したモータケーシング、前記スクリューロータを収容した主ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、
前記モータケーシング及び前記主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、
該鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な構成とし、
前記分割可能な鋼管製チャンバ内の空間を、密封要素を介して低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切る構成としたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を圧縮するスクリュー圧縮機に関し、特に空調機や冷凍機などの冷凍サイクルに使用されるスクリュー圧縮機として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー圧縮機は、３次元的にねじれた構成曲面を持つスクリューロータを圧縮機構部としている。そのため、圧縮機構部を収納するケーシングは、一般に複雑な形状を成形可能な鋳鉄が用いられている。圧縮機のケーシングとして通常用いられている鋳鉄は、圧力配管用の鋼材に比べて強度が低い。設計圧力が同じ場合、鋳鉄製ケーシングの方が鋼材製ケーシングよりも肉厚を厚くする必要があり、このため圧縮機質量が増加するという欠点があった。また、スクリュー圧縮機では吐出ガス中に含まれる潤滑油を分離する必要があり、このため圧縮機に油分離器を一体化して製作することが多く、油分離器も鋳鉄製にすることにより、圧縮機の質量は大幅に増加する課題があった。
【０００３】
一方、ロータリー圧縮機やスクロール圧縮機のように、圧縮機構部を鋼管製チャンバ内に収納し、スクリュー圧縮機を小型軽量化することも考えられている。例えば、特許文献１に示すように、鋼管製チャンバ内にスクリュー圧縮機の圧縮機構部を収納した構造としている。この従来技術のものは、鋼管製チャンバ内の圧力を高圧とする構成を採用している。
【０００４】
また、他の従来例としては、鋼管製チャンバ内に鋳鉄製圧縮機構部を収納し、鋼管と鋳鉄の異種金属間で溶接を実施して、鋼管製チャンバ内を低圧部と高圧部に仕切る構造としたスクリュー圧縮機も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４５４５７４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スクリュー圧縮機に鋼管製チャンバを採用することにより、小型軽量化を実現できる。しかし、従来のスクリュー圧縮機では以下に示す課題があった。
【０００７】
鋼管製チャンバ内の圧力を、冷媒ガス圧縮後の高圧にする場合、電動機の冷却を高圧，高温の冷媒ガスで行うことになる。このため、圧縮機の運転中において、電動機が過熱される危険性があり、信頼性の面で問題がある。これとは逆に、鋼管製チャンバ内の圧力を冷媒ガス圧縮前の低圧にすることも可能である。しかし、鋼管製チャンバ内を低圧とする構成では、鋼管製チャンバ内に油分離器を設置することが困難となり、圧縮機とは別に油分離器を設置しなければならず、圧縮機全体として大型化する欠点があった。
【０００８】
また、鋼管と鋳鉄の異種金属間の溶接で低圧部と高圧部を仕切る構造とした場合、異種金属間の溶接は可能であるが、最適な溶接条件を設定しないと、溶接部の溶け込み不足により亀裂が生じて、ガス漏れや高圧冷媒ガスが低圧部へリークし、性能低下を引き起こす課題があった。更に、この構造では、鋼管製チャンバの全周を溶接して低圧部と高圧部に仕切る必要があり、溶接長が長くなる。このため、溶接部に亀裂が発生するポテンシャルが高くなる課題もあり、特に大容量の圧縮機には適用困難であった。また、この構造を採用すると、密閉構造になるため、軸受交換等のメンテナンスもできないという課題もあった。
【０００９】
上記のように、鋼管製チャンバ内にスクリュー圧縮機の圧縮機構部を収納する構造では、圧縮機を半密閉化した上で低圧側に電動機を高圧側に油分離器を配置することが難しかった。即ち、鋼管製チャンバ構造は小型軽量化には優れた構造である反面、メンテナンス性と信頼性には劣るという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、小型軽量でメンテナンス性に優れ、且つ高信頼性のスクリュー圧縮機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、歯形部と軸部で構成されるスクリューロータ、該スクリューロータの軸部を支持する低圧側軸受及び高圧側軸受、前記スクリューロータの軸部に直結された駆動用のモータ、該モータを収容したモータケーシング、前記スクリューロータ及び前記低圧側軸受を収容した主ケーシング、及び前記スクリューロータの高圧側軸受を収納した吐出ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、前記モータケーシング、前記主ケーシング及び前記吐出ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、前記鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバと高圧側チャンバとで構成され、前記鋼管製チャンバの内面に設けたフランジと、前記主ケーシングまたはモータケーシングに設けたフランジと、これらフランジ間に設けた密封要素とにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るように構成したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記低圧側チャンバと前記高圧側チャンバとは、それらの外面端部に設けたフランジにより結合されることで鋼管チャンバ内を外気に対して密封する構成にすると良い。また、前記高圧側チャンバを更に軸方向に２分割して、前記低圧側チャンバと接続される第１の高圧側チャンバと、この第１の高圧側チャンバに接続された第２の高圧側チャンバとで構成し、これら第１，第２の高圧側チャンバは、それらの外面端部に設けられたフランジにより結合されて鋼管チャンバ内を外気に対して密封する構成とすることが好ましい。
【００１３】
また、前記高圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記主ケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続するか、前記高圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記モータケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続するか、前記低圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記主ケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続するか、或いは前記低圧側チャンバ内面に設けたフランジと、前記モータケーシングに設けたフランジとを密封要素を介して接続することにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るようにすると良い。
【００１４】
前記鋼管製チャンバを構成するシェルの中心軸は水平方向に配置されることが好ましい。  
前記スクリューロータは、互いに噛み合う少なくとも一対の雄ロータ及び雌ロータにより構成されているものに本発明は好適である。また、本発明のスクリュー圧縮機で圧縮される作動流体は、冷凍サイクルに使用される冷媒であって、単位体積流量当りの冷却能力が冷媒Ｒ４０７Ｃの７０％以下となる冷媒が使用され、前記スクリューロータの雄ロータ歯数を４枚、雌ロータ歯数を６枚とし、前記雄ロータに直結された駆動用のモータをインバータで駆動するようにすれば、地球温暖化係数の低い冷媒（低ＧＷＰ冷媒）を使用することが可能となる。
【００１５】
また、前記雄ロータの中心軸と前記雌ロータの中心軸の間に、前記鋼管製チャンバの中心軸を配置するように構成することが好ましい。  
なお、前記スクリュー圧縮機は、スクリューロータと互いに噛み合うゲートロータと、このゲートロータの軸部を支持する軸受とを備えるものにも同様に適用することができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、歯形部と軸部で構成されるスクリューロータ、該スクリューロータと噛み合うゲートロータ、前記スクリューロータの軸部を支持する低圧側軸受及び高圧側軸受、前記ゲートロータの軸部を支持する軸受、前記スクリューロータの軸部に直結され該スクリューロータを駆動するモータ、該モータを収容したモータケーシング、及び前記スクリューロータ及び前記ゲートロータ収容した主ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、前記モータケーシング及び前記主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、前記鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバと高圧側チャンバとで構成され、前記鋼管製チャンバの内面に設けたフランジと、前記主ケーシングまたはモータケーシングに設けたフランジと、これらフランジ間に設けた密封要素とにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るように構成したことにある。
【００１７】
本発明の更に他の特徴は、スクリューロータ、該スクリューロータを支持する軸受、前記スクリューロータを駆動するモータ、該モータを収容したモータケーシング、前記スクリューロータを収容した主ケーシングを備えるスクリュー圧縮機において、前記モータケーシング及び前記主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、該鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な構成とし、前記分割可能な鋼管製チャンバ内の空間を、密封要素を介して低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切る構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モータケーシング及び主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備え、該鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な構成とし、この分割可能な鋼管製チャンバ内の空間を、密封要素を介して低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切る構成としているので、小型軽量でメンテナンス性に優れ、且つ高信頼性のスクリュー圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図２】本発明の実施例２を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図３】本発明の実施例３を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図４】本発明の実施例４を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図５】本発明の実施例５を示すスクリュー圧縮機の縦断面図。
【図６】本発明の実施例６を示すスクリュー圧縮機の平面断面図。
【図７】本発明の実施例７を示すスクリュー圧縮機の平面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的実施例を、図面に基づき説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００２１】
図１に本発明の実施例１を示す。以下の説明では、実施例として、雄，雌２つのスクリューロータを有するツイン型のスクリュー圧縮機を用いて説明するが、本発明は必ずしもツイン型のスクリュー圧縮機に限定されるものではなく、スクリューロータが一つのシングル型スクリュー圧縮機にも同様に適用できるものである。
【００２２】
図１に示すように、スクリュー圧縮機は、互いに接続されたモータケーシング１，主ケーシング２及び吐出ケーシング３を有している。モータケーシング１は、圧縮機構部を駆動させるための駆動用のモータ４を収納しており、ボルト等の手段により主ケーシング２に固定されている。主ケーシング２には、円筒状ボア５及び冷媒ガスを円筒状ボア５に導入する吸入ポート６が形成されている。円筒状ボア５には、ころ軸受７，８，９（７，８  低圧側軸受、９  高圧側軸受）及び玉軸受１２（高圧側軸受）で回転可能に支持された雄ロータ１４及び雌ロータ（図示せず）が互いに噛み合わせて収納され、雄ロータ１４の軸はモータ４に直結されている。吐出ケーシング３にはころ軸受９及び玉軸受１２（高圧側軸受）が収納されており、これらの軸受はボルト等の手段により主ケーシング２に固定されている。また、吐出ケーシング３の一端には、ころ軸受９及び玉軸受１２を収納する軸受室１６を閉止するための遮蔽板１７が取り付けられている。
【００２３】
主ケーシング２及び吐出ケーシング３内には給油通路１８，１９が形成されており、高圧側チャンバ２２，２３の下部に設けた油溜め２０と前記各軸受部を連通するように構成されている。
【００２４】
モータケーシング１，主ケーシング２及び吐出ケーシング３は、軸方向に分割可能に構成された鋼管製チャンバ内に収納されている。鋼管製チャンバは、低圧側チャンバ２１と高圧側チャンバ２２，２３で構成され、各チャンバの外面端部に形成したフランジ２４，２５，２６，２７を密封要素（図示せず）と共にボルト等の手段により接続することで、鋼管製チャンバ内が外気に対して密封されるようにし、且つ軸方向に分割可能な構造としている。前記高圧側チャンバは軸方向に２分割されて、前記低圧側チャンバと接続される第１の高圧側チャンバ２２と、この第１の高圧側チャンバ２２に接続された第２の高圧側チャンバ２３とで構成されている。
【００２５】
主ケーシング２に形成したフランジ２９と高圧側チャンバ２２の内部に形成したフランジ２８は、密封要素３０を介してボルト等で接続している。これにより、鋼管チャンバ内の空間３１，３２は、空間３１が低圧側空間、空間３２が高圧側空間となるように仕切られている。
【００２６】
次に、冷媒ガス及び油の流れについて説明する。  
低圧側チャンバ２１に設けられた吸入口３３から吸入された低温，低圧の冷媒ガスは、ストレーナ３４で異物が捕集された後、モータ４とモータケーシング１の間に設けられたガス通路、及びモータのステータ４ａとロータ４ｂ間のエアギャップを通過し、モータ４を冷却する。冷却後の冷媒ガスは、主ケーシング２に形成された吸入ポート６から、雄，雌のスクリューロータによる噛み合い歯面と主ケーシング２とにより形成される吸込室に吸入され、その後、モータ４に連結されている雄ロータ１４の回転と共に、雄，雌のスクリューロータの噛み合い歯面と主ケーシング２とにより形成される圧縮室に密閉され、この圧縮室の縮小により徐々に圧縮されて高温，高圧の冷媒ガスとなる。この圧縮された冷媒ガスは、吐出ケーシング３に構成された吐出通路３５及び吐出配管３６を通り、高圧側チャンバ２３を構成している鏡板３７に向かって吐出される。
【００２７】
圧縮時に雄，雌のスクリューロータに作用する圧縮反力の内、ラジアル荷重はころ軸受７，８，９により支持され、スラスト荷重は玉軸受１２により支持される。これらの軸受の潤滑及び冷却用の油は、高圧側チャンバ２２，２３の下部に設けた油溜め２０から、各軸受部に連通する給油通路１８，１９を通り、差圧により給油される。給油後の油は、圧縮冷媒ガスと共に高圧側チャンバ２３を構成している鏡板３７へ吐出される。圧縮冷媒ガスに含まれる油は、鏡板３７に衝突することにより一次分離された後、高圧側チャンバ２３に設置されたデミスタ３８等の捕集式油分離器により二次分離され、高圧側チャンバ２２，２３の下部に設けた油溜め２０に溜められる。圧縮冷媒ガスは、高圧側チャンバ２２の上部のガス通路３９を通り、高圧側チャンバ２２に設けられた吐出口４０より吐出される。
【００２８】
従来のスクリュー圧縮機では、モータケーシング１，主ケーシング２及び吐出ケーシング３は互いに接続されることで密封され、内部圧力を保持する耐圧ケーシングの役目を持っていた。一方、スクリュー圧縮機は、３次元的にねじれた複雑な構成曲面を有するスクリューロータや容量制御用スライドバルブを収納するため、複雑なケーシング構造になっている。このため、スクリュー圧縮機のケーシングには、複雑な形状を成形可能な鋳鉄を使用することが一般的であった。鋳鉄をケーシングとして採用した場合、圧力配管用の鋼材と比較して強度が低下するため、強度を維持するためにケーシング肉厚を増加しなくてはならず、圧縮機の質量が増加する傾向があった。これに対し本実施例の構造では、内部圧力を鋼管製チャンバで保持するため、鋳鉄製の主ケーシング２は圧縮機構部を収納することが主たる目的となる。従って、鋳鉄の質量を最小限に抑えることが可能となり、小型軽量のスクリュー圧縮機を得ることができる。
【００２９】
なお図１の実施例では、鋼管製チャンバを構成するシェルの中心軸を水平方向に配置している。鋼管製チャンバを水平方向に配置した場合、低重心となるため、圧縮機を搬出入する際の安定性に優れている。しかし、本発明は鋼管製チャンバを水平方向に配置することに限定されるものではなく、鋼管製チャンバを構成するシェルの中心軸を垂直方向に配置しても、圧縮機構部を収納する鋳鉄の質量を最小限に抑えることが可能である。
【００３０】
鋼管製チャンバ内に鋳鉄製ケーシングを収納した従来のスクリュー圧縮機は、鋼管製チャンバ内の圧力が、冷媒ガス圧縮前の低圧または冷媒ガス圧縮後の高圧のいずれかに構成される構造か、或いは鋼管と鋳鉄の異種金属間を溶接することで高圧室と低圧室に仕切る構造としている。
【００３１】
鋼管製チャンバ内を低圧とした場合、スクリューロータで圧縮した冷媒ガスを直ちに鋼管製チャンバ外部に吐出する必要があるため、鋼管製チャンバ内に油分離機器を設置することは困難である。このため、油分離機を別設置する必要があり、コンパクト化が困難であった。
【００３２】
鋼管製チャンバ内を高圧とした場合には、駆動用モータ４の冷却を高圧，高温の冷媒ガスで実施することになり、圧縮機の運転中に駆動用モータ４が過熱されるため、信頼性の面で問題がある。また、駆動用モータ４の絶縁材は樹脂材料で構成されているが、これら樹脂材料の耐熱グレードも上げる必要がある。
【００３３】
異種金属間の溶接により高圧室と低圧室に仕切る構造とした場合には、溶接条件の設定が最適でないと、異種金属間の溶接部に溶け込み不足による亀裂が生じ、高圧の冷媒ガスが低圧部に漏れて性能が低下する。また、高圧室と低圧室に仕切るためには、鋼管製チャンバの全周溶接が必要であり、大容量の圧縮機になればなるほど溶接長が長くなり、高圧の冷媒ガスが低圧部に漏れるが危険性が高くなる。そのため、本構造は大容量の圧縮機には不向きである。
【００３４】
これらに対し本実施例の構造とすることにより、鋼管製チャンバ内を密封要素３０を介して高低圧に仕切る構造としたので、駆動用のモータ４を鋼管製チャンバ内の低圧側に、油分離器を鋼管製チャンバ内の高圧側に配置することができる。このように構成することにより、低圧，低温の冷媒ガスによるモータ４の冷却と鋼管製チャンバ内への油分離器の配置を両立することが可能となる。
【００３５】
本実施例では、油分離器として、鏡板３７を利用した衝突式油分離とデミスタ３８による捕集式油分離を併用した構成としている。また、低圧部と高圧部を密封要素３０で仕切る構成となっているため、気密性に優れており、高圧の冷媒ガスが低圧部に漏れて性能低下する危険性が極めて少ない。更に、鋼管製チャンバを、低圧側チャンバ２１と、高圧側チャンバ２２，２３に分割することが可能であるため、軸受交換等のメンテナンスを容易に行うことも可能となる。
【実施例２】
【００３６】
図２に本発明の実施例２を示す。図１の実施例と同様に、鋼管製チャンバは、低圧側チャンバ２１と、高圧側チャンバ２２，２３で構成され、各チャンバに形成したフランジ２４，２５，２６，２７をボルト等の手段により接続することで、低圧側チャンバ２１と、高圧側チャンバ２２，２３を互いに密封関係に構成すると共に、外気に対しても密封構造としつつ、分割も可能な構造としている。
【００３７】
本実施例では、モータケーシング１に形成したフランジ２９と高圧側チャンバ２２内部に形成したフランジ２８とを、密封要素３０を介してボルト等で接続している点が実施例１とは異なる。本実施例においても、鋼管製チャンバ内の空間３１，３２は、空間３１が低圧側空間、空間３２が高圧側空間となるように仕切られ、低圧，低温の冷媒ガスによる駆動用モータ４の冷却と、鋼管製チャンバ内への油分離器の配置を両立でき、低圧部と高圧部の気密性にも優れると共に、メンテナンスも容易な構造となる。
【実施例３】
【００３８】
図３に本発明の実施例３を示す。図１の実施例と同様に、鋼管製チャンバは、低圧側チャンバ２１と高圧側チャンバ２２で構成され、各チャンバに形成したフランジ２４，２５をボルト等の手段により密封関係に接続すると共に、分割も可能な構造としている。本実施例では、主ケーシング２に形成したフランジ２９と低圧側チャンバ２１内部に形成したフランジ２８が、密封要素３０を介してボルト等で接続され、鋼管製チャンバ内の空間３１，３２は、空間３１が低圧側空間、空間３２が高圧側空間となるように仕切られている。本実施例においても、低圧，低温の冷媒ガスによる駆動用モータ４の冷却と、鋼管製チャンバ内への油分離器の配置を両立でき、低圧部と高圧部の気密性に優れ、メンテナンスも容易な構造となっている。
【００３９】
なお、本実施例では、高圧側チャンバ２２を分割しなくても圧縮機の分解組立が可能となるため、高圧側チャンバ２２を分割する必要のある実施例に比べ、高圧チャンバ間を接続するためのフランジや密封要素が不要となり、シンプルで且つより高信頼性の圧縮機が得られる効果がある。
【実施例４】
【００４０】
図４に本発明の実施例４を示す。図１の実施例と同様に、鋼管製チャンバは、低圧側チャンバ２１と高圧側チャンバ２２で構成され、各チャンバに形成したフランジ２４，２５をボルト等の手段により密封関係に接続することで、分割可能な構造としている。本実施例では、モータケーシング１に形成したフランジ２９と低圧側チャンバ２１内部に形成したフランジ２８が、密封要素３０を介してボルト等で接続されている点が上記各実施例と相違している。本実施例でも、鋼管製チャンバ内の空間３１，３２は、空間３１が低圧側空間、空間３２が高圧側空間に仕切られている。よって、低圧，低温の冷媒ガスによる駆動用モータ４の冷却と鋼管製チャンバ内への油分離器の配置を両立でき、低圧部と高圧部の気密性に優れ、容易にメンテナンスが可能な構造となっている。また、本実施例でも実施例３と同様に、高圧側チャンバ２２を分割しなくても圧縮機の分解組立ができるため、高圧側チャンバ２２を分割した際に必要になる高圧チャンバ間の密封要素が不要となる。
【実施例５】
【００４１】
図５に本発明の実施例５を示す。図１の実施例と同様に鋼管製チャンバは、低圧側チャンバ２１と高圧側チャンバ２２，２３で構成され、各チャンバに形成したフランジ２４，２５，２６，２７をボルト等の手段により密封関係に接続することで、分割可能な構造となっている。本実施例では、シェル４１と一体に構成したフランジ２５を、シェル４１の外気側２５ａと冷媒側２５ｂの両側に跨るように配置している。本実施例では、シェル４１内部に、ケーシングとの接続用のフランジを新たに設置する必要がないため、より簡単な構造で、鋼管製チャンバ内を、低圧側空間３１と高圧側空間３２に仕切ることが可能となる。
【００４２】
なお本実施例では、主ケーシング２に形成したフランジ２９と高圧側チャンバ２２に形成したフランジ２５をボルト等で接続する構成となっているが、モータケーシングに形成したフランジと高圧側チャンバに形成したフランジ、主ケーシングに形成したフランジと低圧側チャンバに形成したフランジ、またはモータケーシングに形成したフランジと低圧側チャンバに形成したフランジをボルト等で接続する構成としても同様の効果が得られる。
【実施例６】
【００４３】
図６に本発明の実施例６を示す。図１の実施例と同様に、モータケーシング１，主ケーシング２，吐出ケーシング３は、分割可能に構成された鋼管製チャンバ内に収納されている。本実施例では、圧縮される作動冷媒として、単位体積流量当りの冷却能力が、冷媒Ｒ４０７Ｃの７０％以下となる冷媒を用いた例である。本実施例では、主ケーシング２に収容したスクリューロータは、雄ロータ１４の歯数が４枚、雌ロータ１５の歯数を６枚で構成され、雄ロータ１４の軸部に直結された駆動用のモータ４をインバータ４３で駆動している。
【００４４】
空調機または冷凍機に使用される冷媒としては、Ｒ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃ，Ｒ１３４ａ，アンモニア，二酸化炭素等、数多くの種類が存在しており、それぞれ単位体積流体当りの冷却能力が異なっている。空調機または冷凍機に要求される冷却能力が同一と仮定した場合、単位体積当りの冷却能力が大きい冷媒を採用すれば、圧縮機の理論吐出量は小さくなるので、圧縮機を小型化することができる。反対に、単位体積当りの冷却能力が小さい冷媒を採用した場合、圧縮機は大型化する。例えば、冷媒Ｒ４０７Ｃの単位体積流量当りの冷却能力を１００とした場合、Ｒ４１０Ａは約１５０、Ｒ１３４ａは約６５となる。ゆえに、同一の冷却能力を得ようとした場合、冷媒にＲ１３４ａを採用すればＲ４０７ＣやＲ４１０Ａに比べて圧縮機は大型化することになる。最近注目されている地球温暖化係数の低い冷媒（低ＧＷＰ冷媒）は例えばＲ１３４ａと同様に単位体積流量当りの冷却能力が小さいものが多いが、本実施例によればこのような低ＧＷＰ冷媒を用いても、圧縮機の軽量化を実現できる。
【００４５】
スクリュー圧縮機の雄ロータ１４と雌ロータ１５の歯数には、それぞれ５枚と６枚、５枚と７枚等の組合せが存在するが、ロータ径が同一の場合、歯数が少ないほど歯溝の面積が大きくなるので、理論吐出量が増加する傾向にある。本実施例では、単位体積流量当りの冷却能力が小さい冷媒を採用した場合においても、雄ロータ１４と雌ロータ１５の歯数組合せをそれぞれ４枚と６枚とし、かつ雄ロータ１４の軸部に直結された駆動用のモータ４をインバータ４３で駆動して増速できる構成としている。本実施例によれば、外部電源４４を用い、一定速で駆動される圧縮機に対し、大幅な小型・軽量化を実現できる。
【実施例７】
【００４６】
図７に本発明の実施例７を示す。図１の実施例と同様に、モータケーシング１，主ケーシング２，吐出ケーシング３は、分割可能に構成された鋼管製チャンバ内に収納されている。本実施例では、雄ロータ１４と、この雄ロータ１４に直結した駆動用のモータ４の中心軸４５と、雌ロータ１５の中心軸４６との間に、鋼管製チャンバの中心軸４７を配置するように構成したものである。ツイン型のスクリュー圧縮機では、雄ロータ１４の中心軸と雌ロータ１５の中心軸の２軸が必ず存在する。鋼管製チャンバの中心軸をこの２軸の間に配置することにより、鋳鉄製ケーシングを鋼管製チャンバ内に配置した際に生じる鋼管製チャンバ内のデッドスペースが少なくなり、より小型のスクリュー圧縮機を実現できる。
【００４７】
なお、上述した実施例は何れもツイン型のスクリュー圧縮機を用いて説明したが、シングル型スクリュー圧縮機であっても同様に適用できる。シングル型スクリュー圧縮機の例を説明すると、歯形部と軸部で構成されるスクリューロータ、該スクリューロータと噛み合うゲートロータ、前記スクリューロータの軸部を支持する低圧側軸受及び高圧側軸受、前記ゲートロータの軸部を支持する軸受、前記スクリューロータの軸部に直結され該スクリューロータを駆動するモータ、該モータを収容したモータケーシング、及び前記スクリューロータ及び前記ゲートロータを収容した主ケーシングを備えている。このようなシングル型スクリュー圧縮機の場合にも、前記モータケーシング及び前記主ケーシングを収容する鋼管製チャンバを備えるようにし、この鋼管製チャンバは軸方向に分割可能な低圧側チャンバと高圧側チャンバとで構成する。そして、鋼管製チャンバの内面に設けたフランジと、前記主ケーシングまたはモータケーシングに設けたフランジと、これらフランジ間に設けた密封要素とにより、前記鋼管製チャンバ内の空間を低圧部側の空間と高圧部側の空間に仕切るように構成すれば、上述した実施例と同様の効果が得られる。
【００４８】
また、上述した実施例では何れも、シェル４１の内面に設けたフランジと主ケーシング或いはモータケーシングに設けたフランジとを密封要素３０を介して接続する構成としている例、即ちフランジをシェルの外気側と冷媒側の両側に配置する構成のものを示した。しかし、シェル内面にフランジを設ける代わりに、主ケーシング或いはモータケーシングに設けたフランジを、低圧側チャンバと高圧側チャンバの外面端部に設けたフランジにより密封要素と共に挟み込みようにしても、鋼管製チャンバ内を低圧側空間３１と高圧側空間３２に仕切ることが可能となる。このような実施例とすれば、シェル内面のフランジが不要となり、より簡素な構造とすることができる。
【００４９】
上述した本実施例によれば、鋼管製チャンバ内に圧縮機構部を収納しているため、スクリュー圧縮機の大幅な小型軽量化が図れる。更に、鋼管製チャンバは、分割可能であり、鋼管製チャンバ内の空間を低圧部と高圧部に密封要素を介して仕切るように構成している。従って、従来の鋼管製チャンバ構造では困難であった圧縮機を半密閉化した上で低圧側に電動機を、高圧側に油分離器を配置することが可能となり、メンテナンス性に優れた小型軽量かつ高信頼性のスクリュー圧縮機を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  モータケーシング
２  主ケーシング
３  吐出ケーシング
４  モータ
４ａ  ステータ
４ｂ  ロータ
５  円筒状ボア
６  吸入ポート
７，８，１０  ころ軸受（低圧側軸受）
９，１１  ころ軸受（高圧側軸受）
１２，１３  玉軸受（高圧側軸受）
１４  雄ロータ（スクリューロータ）
１５  雌ロータ（スクリューロータ）
１６  軸受室
１７  遮蔽板
１８，１９  給油通路
２０  油溜め
２１  低圧側チャンバ
２２，２３  高圧側チャンバ（２２  第１の高圧側チャンバ、２３  第２の高圧側チャンバ）
２４，２５，２６，２７，２８，２９  フランジ
２５ａ  外気側
２５ｂ  冷媒側
３０  密封要素
３１，３２  空間
３３  吸入口
３４  ストレーナ
３５  吐出通路
３６  吐出配管
３７  鏡板
３８  デミスタ
３９  ガス通路
４０  吐出口
４１  シェル
４２  電源端子
４３  インバータ
４４  外部電源
４５，４６，４７  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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