(57)【要約】【課題】モータ室内に潤滑油や塵埃の侵入を防止し、圧縮機本体及びモータのそれぞれの熱影響を受けにくいモータ一体型圧縮機の提供を目的とする。【解決手段】圧縮機本体２の駆動軸１４上で前記駆動軸１４を支承する軸受１６のモータ側には、圧縮機本体２の軸受等を潤滑した潤滑油がモータ側へ漏洩することを防止する軸封装置３３と該軸封装置を固定する軸封カバー３７とを配設し、前記圧縮機本体２から延出するパワーサイドハウジング３１に該パワーサイドハウジングの内外とを連通する連通穴５５を形成し、前記連通穴５５のモータ側の位置に前記パワーサイドハウジング３１の内周面と前記軸封カバー３７とを連結してモータケーシング５３内とパワーサイドハウジング３１内とを仕切る仕切板５７を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機本体の駆動軸とモータの回転軸とを直結ないしは一体に形成し、圧縮機本体から延出するパワーサイドハウジングとモータケーシングとを固定し、圧縮機本体の駆動軸を支承する軸受がモータの回転軸を支承する軸受を兼用するモータ一体型圧縮機において、
前記圧縮機本体の駆動軸上で前記駆動軸を支承する軸受のモータ側には、圧縮機本体の軸受等を潤滑した潤滑油がモータ側へ漏洩することを防止する軸封装置と該軸封装置を固定する軸封カバーとを配設し、前記圧縮機本体から延出するパワーサイドハウジングに該パワーサイドハウジングの内外とを連通する連通穴を形成すると共に、前記パワーサイドハウジングを被蓋しモータケーシング内とパワーサイドハウジング内をそれぞれ隔離密閉する仕切板を設けたことを特徴とするモータ一体型圧縮機。
【請求項２】
前記仕切板は、前記連通穴のモータ方向側位置で前記パワーサイドハウジングの内周面から前記ロータ軸方向に膨出するフランジ部と、前記軸封カバーのモータ側端壁面とに固着され、両部材を連結して配置した請求項１記載のモータ一体型圧縮機。
【請求項３】
前記軸封装置の軸封カバーに穿設形成された挿孔に一端を固着し、他端を前述パワーサイドハウジングの内外とを連通する連通穴から外部に臨ませて設けたドレン回収通路と前記仕切板との間にシールを設けた請求項１記載のモータ一体型圧縮機。
【請求項４】
前記ドレン回収通路と前記仕切板との間で前記軸封カバーに対して、前記パワーサイドハウジングの内部空間と、前記軸封カバーの内周とモータケーシング側のロータ軸外周間の微少間隙を連通する貫通孔を穿設形成した請求項１又は３記載のモータ一体型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機本体とモータとが一体に構成されたモータ一体型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油冷式スクリュ圧縮機を図４，図５を例に説明する。
【０００３】
図５において、６１はスクリュ圧縮機本体（以下「圧縮機本体」と称す）で、この圧縮機本体のシリンダ６３内に形成されるロータ室内６４に雌雄一対のスクリュロータ（以下「ロータ」と称す）６５，６６が収容されている。前記ロータ室６４の軸方向一側には吸入口６８及び吸入通路６９が形成された吸入側ケーシング６７を接続し、前記ロータ室６４の軸方向他側には吐出口７２及び吐出通路（図示しない）が形成された吐出側ケーシング７１を接続している。そして、前記ロータ各々の端部に延設された軸部７６，７７，７８，７９は前記吸入側ケーシング６７と吐出側ケーシング７１とに収容された軸受８１，８２，８３，８４で支承されている。
【０００４】
図４において、前記圧縮機本体６１の吸入口６８は吸入管８５を介して吸入フィルタ８６及び被圧縮気体の供給路８７と接続し、吐出口７２は吐出管８８を介して油分離タンク６２及び消費側の消費側配管８９に接続する。前記油分離タンク６２は下部に潤滑油Ｏを貯留し、この油分離タンク６２の下部と圧縮機本体６１のロータ室６４内とをオイルクーラ９０及びオイルフィルタ９１を介して油配管９２により接続している。
【０００５】
前記圧縮機本体６１はモータ９５などの原動機により駆動され、前記ロータ６５，６６の噛み合い回転により、圧縮機本体６１の吸入口６８から被圧縮気体を吸入してロータ室６４内で圧縮すると共に、この圧縮の過程で圧縮気体の冷却、ロータ同志の潤滑及び密封のために油分離タンク６２に貯留する潤滑油Ｏをロータ室６４内に供給し、吐出口７２から圧縮気体と潤滑油の気液混合状態の気体を油分離タンク６２内に吐出する。前記油分離タンク６２では該タンク内の側壁に気液混合状態の気体を衝突させることで、圧縮気体と潤滑油とに一次分離し、圧縮気体は油分離タンク６２の上部に接続する油分離フィルタ９３によって圧縮気体中に含まれる霧状の潤滑油を除去して、消費側に圧縮気体だけを供給し、一方潤滑油は油分離タンク６２内の下部に貯留するようになっている。なお、前記圧縮機本体６１のロータの軸部７６をモータ９５の軸と一体としたものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開平１１−３５１１６８号公報  （第２−３頁、図１−図２）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述従来の圧縮機に対して圧縮機本体とモータとの全長を短縮するために、圧縮機本体とモータとを一体に構成したモータ一体型圧縮機がある。このモータ一体型圧縮機は、圧縮機本体からモータ側へ潤滑油が漏洩するとモータ室内で潤滑油が炭化しモータ回転子の絶縁破壊を起こす可能性がある。また、運転時に圧縮機本体の温度上昇によりモータが熱影響を受けて温度が上昇したり、又は、モータの温度上昇により圧縮機本体が熱影響を受けて温度が上昇することから、従来以上に圧縮機本体及びモータの冷却を行う必要がある。
【０００８】
このことから、モータの回転子及び固定子を収納するモータ室内を大気と連通し、モータ室内にこもった熱気を大気に開放して冷却を行うことも考えられるが、モータ室内を大気に開放すると大気を漂う塵埃等がモータ室内に侵入するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、モータ室内に潤滑油や塵埃の侵入を防止し、圧縮機本体及びモータのそれぞれの熱影響を受けにくいモータ一体型圧縮機の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、圧縮機本体２の駆動軸１４とモータ４の回転軸とを直結ないしは一体に形成し、圧縮機本体２から延出するパワーサイドハウジング３１とモータ４の固定子５２を固定するモータケーシング５３とを固定し、圧縮機本体２の駆動軸１４を支承する軸受１６がモータ４の回転軸を支承する軸受と兼用するモータ一体型圧縮機において、前記圧縮機本体２の駆動軸１４上で前記駆動軸１４を支承する軸受１６のモータ側には、圧縮機本体２の軸受等を潤滑した潤滑油がモータ側へ漏洩することを防止する軸封装置３３と該軸封装置を固定する軸封カバー３７とを配設し、前記圧縮機本体２から延出するパワーサイドハウジング３１に該パワーサイドハウジング３１の内外とを連通する連通穴５５を形成すると共に、前記パワーサイドハウジング３１を被蓋する仕切板５７を設け、前記モータケーシング５３内とパワーサイドハウジング３１内をそれぞれ隔離密閉することを特徴とする。（請求項１）。
【００１１】
前記仕切板は、例えば、前記連通穴５５のモータ側の位置で前記パワーサイドハウジング３１の内周面から前記ロータ軸（１４）方向に膨出するフランジ部５６と、前記軸封カバー３７のモータ側端壁面とに固着され、両部材を連結して配置することができる（請求項２）。また、本発明は、軸封装置３３から漏れだした極少量のドレン（潤滑油）がロータ軸１４を伝わってモータケーシング５３内へ浸入することを有効に防止する装置として、前記軸封装置３３の軸封カバー３７に穿設形成された挿孔に一端を固着し、他端を前述パワーサイドハウジング３１の内外とを連通する連通穴５５から外部に臨ませたドレン回収通路２８と前記仕切板５７との間にシール２９を設けたもの（請求項３）を含む。さらに、前述軸封カバー３７に対して、前記ドレン回収通路２８と前記仕切板５７との間にパワーサイドハウジング３１の内部空間３２と、軸封カバー３７の内周とモータケーシング５３側のロータ軸外周間の微少間隙を連通する貫通孔３０を穿設形成することができる。また、前記シール２９と前記仕切板５７との間に前記貫通孔３０を形成することができる（請求項４）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態について図１乃び図２に基づき説明する。
【００１３】
図１及び図２において、油冷式スクリュ圧縮機１は、雌雄一対のスクリュロータ６，７をシリンダ８のロータ室９内に噛合回転可能に収納し、前記一対のスクリュロータ６，７の回転により被圧縮気体を圧縮する過程で前記ロータ室９内に冷却媒体である潤滑油を注入する油冷式の圧縮機本体２と、前記圧縮機本体２のロータ室９内で圧縮され吐出された圧縮気体と潤滑油との気液混合流体を導入し、圧縮気体と潤滑油とに分離して圧縮気体を消費側に供給する気液分離装置３と、圧縮機本体２を回転駆動するモータ４とを一体に結合している。
【００１４】
前記圧縮機本体２は、前記スクリュロータ６，７の軸線方向に対して前記シリンダ８の一側に被圧縮気体を吸入する吸入口１２及び吸入通路１３を形成し、前記スクリュロータ６，７の一側ロータ軸１４，１５を支承する軸受１６，１７を収納する吸入側ケーシング１１と、前記スクリュロータ６，７の軸線方向に対して前記シリンダ８の他側に圧縮気体を吐出する吐出口２２及び吐出通路２３とを形成し、前記スクリュロータ６，７の他側ロータ軸２４，２５を支承する軸受２６，２７を収納する吐出側ケーシング２１とを備え、前記吸入側ケーシング１１と前記シリンダ８とは一体に形成され、オスロータ６の吸入側ロータ軸１４は前記吸入側ケーシング１１を貫通して圧縮機本体２の外部に突出して該圧縮機本体の駆動軸となり、前記吸入側ケーシング１１の外周から圧縮機本体２の外部に突出し、オスロータ６の吸入側ロータ軸１４の周囲にモータ４と一体に連結するためのパワーサイドハウジング３１を延出する。
【００１５】
前記オスロータ６の吸入側ロータ軸１４を支承する軸受１６は吸入側ケーシング１１に形成された軸受室１８内に収納され、前記吸入側ロータ軸１４の軸上の前記軸受室１８内で該ロータ軸１４を支承する軸受１６に並んだ外側に、軸受室１８内の潤滑油が圧縮機本体２から漏出することを防止するための軸封装置であるメカニカルシール３３を設け、前記メカニカルシール３３の外側には前記軸受室１８を塞ぐと共に、前記メカニカルシールを固定する軸封カバー３７を設けている。
【００１６】
前記気液分離装置３は圧縮機本体２から吐出された前記気液混合流体を一次分離するレシーバタンク４１と、前記レシーバタンク４１内で一次分離された気液混合流体を導入して微細な潤滑油を分離し圧縮気体を消費側に供給するセパレータ４２とを備え、前記レシーバタンク４１には前記セパレータ４２を接続する接続口４３と、レシーバタンク４１内を点検・掃除するための点検口４４とを形成し、前記圧縮機本体の吐出側ケーシング２１を前記レシーバタンク４１の点検口から内部に挿入し、前記シリンダ８の吐出側ケーシング２１との接続部に形成したフランジ部４７でレシーバタンク４１の開口部から成る点検口４４を閉塞し、後述するように、モータケーシング４を固設した圧縮機本体２を前記フランジ部４７でレシーバタンク４１に連結し、モータケーシング４、圧縮機本体２及びレシーバタンク４１を一体に構成している。
【００１７】
前記モータ４は前記オスロータ６の吸入側ロータ軸１４の軸上に回転子５１を固定して前記ロータ軸１４とモータ４の回転軸、前記ロータ軸１４を支承する前記軸受１６とモータ４の回転軸を支承する軸受とを兼用し、モータ４の固定子５２を固定するモータケーシング５３の圧縮機本体側の端縁に形成するフランジを、パワーサイドハウジング３１のモータ側の端縁に形成するフランジに連結し、圧縮機本体２と一体に構成している。
【００１８】
前記圧縮機本体２から延出するパワーサイドハウジング３１に、パワーサイドハウジング３１の内部空間３２（図３参照）とパワーサイドハウジング３１外とを連通する連通穴５５を形成する。そして、前記軸封装置であるメカニカルシール３３の外側に位置する前記軸受室１８を閉塞すると共に、前記メカニカルシール３３を固定する軸封カバー３７をロータ軸１４の外周に設ける。前記連通穴５５のモータ方向側位置で前記パワーサイドハウジング３１の内周面に、前記ロータ軸１４方向に膨出するフランジ部５６を形成し、前記パワーサイドハウジング３１の前記フランジ部５６と前記軸封カバー３７のモータ側端壁面とを連結する仕切板５７を前記フランジ部５６と前記軸封カバー３７のモータ側端壁面にそれぞれ固着して設け、前記パワーサイドハウジング３１を被蓋しモータケーシング５３内とパワーサイドハウジング３１内をそれぞれ隔離密閉する。
【００１９】
以上のように構成したモータ一体型のスクリュ圧縮機は、オスロータ６の吸入側ロータ軸１４にモータ４の回転子５１を固定することで、モータ４の構成部品を圧縮機本体２の構成部品と兼用して、モータ４と圧縮機本体２とを一体に構成していることで従来の圧縮機に対して全長を短縮することができたことはもちろんであるが、その他にモータケーシング５３内とパワーサイドハウジング３１内とを仕切板５７で仕切っていて、モータ４の回転子５１及び固定子５２を収納する空間（モータ室５８）を密閉すると共に、吸入側ケーシング１１と仕切板５７との間の空間をパワーサイドハウジング３１に形成した連通穴５５で大気に開放していることから、前記吸入側ケーシング１１と軸封カバー３７の結合面から潤滑油が漏洩した場合でも、連通穴５５よりパワーサイドハウジング３１の外部に排出され、モータ室５８内に潤滑油が侵入することを防止できる。また、この連通穴５５は前記吸入側ケーシング１１と軸封カバー３７の結合面から潤滑油が漏洩しているか否かを目視により確認することができる。さらに、圧縮機の運転時に圧縮機本体２の温度が上昇しても吸入側ケーシング１１と仕切板５７との間が内部空間３２により遮断され、該空間が断熱して、モータ４が圧縮機本体２の熱影響を受けて温度上昇しない。また、圧縮機の運転時にモータ４の温度が上昇しても吸入側ケーシング１１と仕切板５７との間が前記空間により遮断され断熱するため、圧縮機本体２がモータ４の熱影響を受けて温度上昇しない。
【００２０】
さらに、比較的に簡単な構成により、モータケーシング５３内とパワーサイドハウジング３１内とを仕切ってモータ４の回転子５１や固定子５２を収容するモータ室５８を密封することができ、モータ室５８内に塵埃などが侵入することを防止できる。
【００２１】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本発明の第２〜第４の実施形態の詳細を示すもので、軸封装置３３の前記軸封カバー３７に穿設形成された挿孔に一端を固着し、他端を前述パワーサイドハウジング３１の内外とを連通する前記連通穴５５から外部に臨ませたドレン回収通路２８と前記仕切板５７との間にシール２９を設けたものである。このシール２９は軸封装置３３から漏れだした極少量のドレン（潤滑油）がロータ軸１４を伝わってモータケーシング５３内へ浸入することを有効に防止するもので、図３（Ａ）にあっては軸封カバー３７の内周に形成した溝部にリング状のフェルト製シール２９を装着し、このシール２９の中心にロータ軸１４が挿通すると共に該ロータ軸１４とシール２９とが接触している。これにより、軸封装置３３から漏れだしたドレンはシール２９でモータケーシング５３内への浸入を防ぎ、ドレン回収通路２８から機外へ排出される。なお、前記シール２９はフェルト製シールに限定されず、例えば軸封カバー３７の内周に前記ロータ軸１４の回転によりドレンの漏れ方向とは逆方向に流れるようねじ溝が切られたねじシールであってもよい〔図３（Ｂ）〕。モータケーシング５３内への潤滑油の浸入によるモータ本体の絶縁不良、可燃性の被圧縮気体を圧縮する場合の潤滑油に溶け込んだ前記可燃性気体による爆発の可能性を回避できる。他は第１実施形態と同様の構成である。
【００２２】
図３（Ｂ）において、第３の実施形態として、前述軸封カバー３７に対して、前記ドレン回収通路２８と前記仕切板５７との間にパワーサイドハウジング３１の内部空間３２と軸封カバー３７の内周とモータケーシング５３側のロータ軸外周間の微少間隙を連通する貫通孔３０を穿設形成したものである。
【００２３】
前述ドレン及びドレン（潤滑油）中に溶け込んでいる被圧縮気体は、前記貫通孔３０を介してパワーサイドハウジング３１の内部空間３２から前記連通穴５５を経て外部へ排出される。
【００２４】
第４の実施形態として、前記図３（Ａ）、図３（Ｂ）の実施形態におけるシール２９から漏出した場合に対処するために、ここでは前記シール２９と前記仕切板５７との間に貫通孔３０を形成したものである。なお、前記ドレンに溶け込んでいる被圧縮気体の性状に対応して、前記被圧縮気体が外気より比重の重い場合には、前記貫通孔３０を軸封カバー３７の図中下方（図示省略）に、比重の軽いときは、図中上方にそれぞれ貫通孔３０を形成する。
【００２５】
前記内部空間３２と軸封カバー３７の内周とモータケーシング５３側のロータ軸外周間の微少間隙はほぼ同圧であり、ドレンは貫通孔３０を介して円滑に排出される。
【００２６】
なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において例えば、冷却媒体を水にした水噴射式圧縮機やスライドベーン圧縮機など各種形態に変形可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮機本体の駆動軸とモータの回転軸とを直結ないしは一体に形成し、圧縮機本体から延出するパワーサイドハウジングとモータケーシングとを固定し、圧縮機本体の駆動軸を支承する軸受がモータの回転軸を支承する軸受と兼用するモータ一体型圧縮機において、前記圧縮機本体の駆動軸上で前記駆動軸を支承する軸受のモータ側には、圧縮本体の軸受等を潤滑した潤滑油がモータ側へ漏洩することを防止する軸封装置と該軸封装置を固定する軸封カバーとを配設し、前記圧縮機本体から延出するパワーサイドハウジングに該パワーサイドハウジングの内外とを連通する連通穴を形成し、前記連通穴のモータ側の位置に前記パワーサイドハウジングの内周面と前記軸封カバーとを連結してモータケーシング内とパワーサイドハウジング内とを仕切る仕切板を設けたことから、圧縮機本体から潤滑油が漏洩した場合でもモータ室内へ潤滑油が侵入することを防止し、また圧縮機の運転時に圧縮機本体の温度が上昇しても圧縮機本体と仕切板との間の空間が断熱して、モータが圧縮機本体の熱影響を受けて温度上昇しない。又は、圧縮機の運転時にモータの温度が上昇しても圧縮機本体と仕切板との間の空間が断熱して、圧縮機本体がモータの熱影響を受けて温度上昇しない。さらに、比較的に簡単な構成により、モータケーシング内とパワーサイドハウジング内とを仕切ってモータの回転子や固定子を収容するモータ室を密封することができ、モータ室内に塵埃などが侵入することを防止できる。
【００２８】
また、本願第２、第３発明によれば、軸封装置３３から漏れだした極少量のドレン（潤滑油）がロータ軸１４を伝わってモータケーシング５３内へ浸入することを有効に防止し、モータの絶縁不良、潤滑油に溶け込んでいる可燃性被圧縮気体の爆発などによる事故を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に掛かる油冷式スクリュ圧縮機の横断面図
【図２】本発明の実施の形態に掛かる油冷式スクリュ圧縮機の平面断面図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２〜第４の実施の形態を示す部分拡大断面図
【図４】従来の技術の油冷式スクリュ圧縮機の系統図
【図５】従来技術のスクリュ圧縮機本体の断面図
【符号の説明】
１  油冷式スクリュ圧縮機
２  圧縮機本体
３  気液分離装置
４  モータ
６  オスロータ
８  シリンダ
９  吸入側ケーシング
１４  ロータ軸（オスロータ）
１６  軸受
２１  吐出側ケーシング
２８  ドレン回収通路
２９  シール
３０  貫通孔
３１  パワーサイドハウジング
３２  内部空間
３３  メカニカルシール
３７  軸封カバー
５１  回転子
５２  固定子
５３  モータケーシング
５５  連通穴
５７  仕切板
【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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