(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジの形態の１対の噛み合う圧縮機回転子（５、６）が回転可能に装着された圧縮ハウジング（４）によって形成された圧縮チャンバ（３）を有するスクリュー圧縮機（２）と、
前記２つの圧縮機回転子（５、６）の少なくとも一方を駆動するモーターシャフト（１３）が回転可能に装着されたモーターハウジング（１１）によって形成されたモーターチャンバ（１２）が設けられた駆動モーター（１０）と、
空気の供給のための前記スクリュー圧縮機（２）への入口（２４）と、
圧縮空気の排出のためのものであり、かつ出口管（３１）を通じて圧力容器（３２）に接続された前記スクリュー圧縮機（２）への出口（２６）と、
前記圧力容器（３２）から消費部への圧縮空気の供給のための前記圧力容器（３２）上の空気出口（３４）と、
圧縮機デバイス（１）内の１つ又はそれよりも多くの液体又は気体流を制御するための制御システム（３０）であって、前記スクリュー圧縮機（２）の前記入口（２４）上の入口弁（２９）、及び、前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）を開閉するタップ又は弁（３６）、が設けられた前記制御システム（３０）と、が少なくとも設けられた圧縮機デバイスであって、
前記圧縮ハウジング（４）及び前記モーターハウジング（１１）が、圧縮機ハウジング（４８）を形成するために互いに直接に接続され、それによって前記モーターチャンバ（１２）及び前記圧縮チャンバ（３）は、互いから密封されず、かつそれによって前記圧力容器（３２）と前記スクリュー圧縮機（２）の間の前記出口管（３１）には、両方向に該出口管（３１）を通る流れを可能にするために閉鎖手段がなく、
前記スクリュー圧縮機（２）は、垂直スクリュー圧縮機（２）であり、それによって前記２つの圧縮機回転子（５、６）は、第１の軸線方向（ＡＡ’）及び第２の軸線方向（ＢＢ’）に沿って延びる回転子シャフト（８、９）を有し、前記モーターシャフト（１３）は、第３の軸線方向（ＣＣ’）に沿って延び、かつそれによって該圧縮機回転子（５、６）及び該モーターシャフト（１３）の上述の軸線方向（ＡＡ’、ＢＢ’、ＣＣ’）は、該スクリュー圧縮機（２）の通常作動中に垂直であり、
前記圧縮ハウジング（４）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の基部（４９）又は底部区画を形成し、
前記モーターハウジング（１１）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の頭部（５０）又は上部区画を形成し、
前記圧縮機回転子（５、６）は、１つ又はそれよりも多くの出口軸受（５２、５３）による軸受によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で軸線方向及び半径方向に支持された高圧端部（２７）を有し、
前記圧縮チャンバ（３）から前記出口軸受（５２、５３）までの流体（４６）の供給のための１つ又はそれよりも多くの供給チャネル（６７）、並びに該出口軸受（５２、５３）から該圧縮チャンバ（３）までの流体（４６）の戻りのための１つ又はそれよりも多くの出口チャネル（６８）から構成された注油回路（６６）が、該出口軸受（５２、５３）を注油するために前記基部（４９）に設けられる、ことを特徴とする圧縮機デバイス。
【請求項２】
前記入口弁（２９）は、非制御式又は自己調節式弁（２９）であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機デバイス。
【請求項３】
前記入口弁（２）は、逆止め弁（２９）であることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機デバイス。
【請求項４】
前記スクリュー圧縮機（２）には、前記駆動モーター（１０）及び前記圧縮機回転子（５、６）の両方が冷却かつ注油される流体（４６）が供給されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項５】
前記スクリュー圧縮機（２）の作動中に又は空気が前記空気出口（３４）を通じて消費部へ前記圧力容器（３２）から引き出される時に、前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）から前記消費部へ延びる消費部管（３５）を通って空気と上述の流体（４６）との混合物が流れることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機デバイス。
【請求項６】
前記流体（４６）は、オイルであり、
前記圧力容器（３２）には、上述の混合物が流れる時に該混合物を一方が該圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）を通る圧縮空気の流れ、及び他方が該圧力容器（３２）上の個別のオイル出口（３９）を通るオイル（４６）の流れである２つの流れに分離するオイル分離器（３３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項５に記載の圧縮機デバイス。
【請求項７】
オイル戻り管（４１）が、オイル（４６）の再注入のために前記スクリュー圧縮機（２）に接続された前記圧力容器（３２）の前記オイル出口（３９）に設けられることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機デバイス。
【請求項８】
前記オイル戻り管（４１）には、自己調節式逆止め弁がないことを特徴とする請求項７に記載の圧縮機デバイス。
【請求項９】
前記オイル戻り管（４１）の一部（４２）が、ファン（４３）から生じた周囲空気の強制空気流によって冷却されるラジエータ（４２）として構成されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１０】
バイパス管（４４）も、前記オイル戻り管（４１）に設けられ、これは、該オイル戻り管（４１）の前記一部（４２）の上に前記ラジエータ（４２）と平行に固定されることを特徴とする請求項９に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１１】
前記制御システム（３０）は、１つ又はそれよりも多くの制御式弁（４５）を含み、これは、前記オイル戻り管（４１）に設けられ、かつ前記オイル（４６）が、該オイル（４６）を冷却するために前記ラジエータ（４２）を通して又は該オイル（４６）を冷却しないように前記バイパス管（４４）を通してのいずれかで駆動されるように該オイルの流れを制御することを可能にすることを特徴とする請求項１０に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１２】
前記タップ又は前記弁（３６）によって閉じることができる消費部管（３５）が、前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）に接続され、それによって該消費部管（３５）の区画（３８）が、ファン（３９）から生じた周囲空気の強制空気流によって冷却されるラジエータ（３８）として構成されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１３】
前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）には、逆止め弁（３７）も装備されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１４】
前記モーターシャフト（１３）は、前記圧縮機回転子（５、６）の前記回転子シャフトの一方（８）に直接に結合され、かつ当該の該圧縮機回転子（５）の該回転子シャフト８の前記軸線方向（ＡＡ’）と一線に軸線方向（ＣＣ’）に沿って延び、又は
前記モーターシャフト（１３）はまた、前記圧縮機回転子の一方（５）の前記回転子シャフト（８）を形成する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１５】
戻り回路（５８）が、流体（４６）を前記スクリュー圧縮機（２）の前記基部（４９）内の前記出口（２６）から除去し、かつ該除去された流体（４６）を前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に戻すために設けられることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１６】
上述の戻り回路（５８）は、前記出口管（３１）、前記圧力容器（３２）、及びオイル戻り管（４１）から構成された組によって形成され、それによって圧縮機デバイス（１）の作動中に、前記流体（４６）は、圧縮機デバイス（１）によって発生された圧縮機圧力の結果として前記圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）から前記頭部（５０）まで該戻り回路（５８）を通って駆動されることを特徴とする請求項１５に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１７】
前記出口管（３１）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）に接続され、前記オイル戻り管（４１）は、該圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に接続されることを特徴とする請求項１６に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１８】
上述の戻り回路（５８）は、前記駆動モーター（１０）及び前記スクリュー圧縮機（２）の両方を冷却するための冷却回路（５９）に接続され、それを通って流体（４６）が、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）から該圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）まで流れることができることを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項１９】
前記冷却回路（５９）は、前記モーターハウジング（１１）に設けられた冷却チャネル（６０）と前記圧縮チャンバ（３）自体とで構成されることを特徴とする請求項１８に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２０】
前記戻り回路（５８）を通って戻される流体（４６）の流れの大半が、前記冷却回路（５９）を通って流れることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２１】
前記圧縮チャンバ（３）には、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に最も近い前記圧縮機回転子（５、６）の端部（１７）である低圧橋部（１７）の近くに圧縮機回転子（５）が設けられた空気を引き込むための入口（２４）と、並びに該圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）に最も近い該圧縮機回転子（５、６）の端部（２７）である高圧端部（２７）の近くに圧縮機回転子（６）が設けられた圧縮空気を除去するための出口（２６）とが設けられることを特徴とする請求項１５から請求項２０のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス（１）。
【請求項２２】
前記圧縮機回転子（５、６）は、１つ又はそれよりも多くの入口軸受（５４）による軸受によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で半径方向にだけ支持された低圧端部（１７）を有することを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２３】
前記モーターシャフト（１３）は、前記駆動された圧縮機回転子（５）の反対端（５１）で、１つ又はそれよりも多くのモーター軸受（５５）によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で軸線方向及び半径方向に支持されることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２４】
前記モーターシャフト（１３）は、深溝玉軸受（５５）であって該深溝玉軸受（５５）上に軸線方向予荷重を掛けるための緊張手段（５６）が更に設けられたモーター軸受（５５）による軸受によって前記駆動された圧縮機回転子（５）と反対のその端部（５１）で前記圧縮機ハウジング（４８）において支持され、この予荷重は、該モーターシャフト（１３）の前記軸線方向（ＣＣ’）に沿って向けられることを特徴とする請求項２３に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２５】
戻り回路（５８）が、流体（４６）を前記スクリュー圧縮機（２）の前記基部（４９）内の前記出口（２６）から除去し、かつ該除去された流体（４６）を前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に戻すために設けられ、
前記圧縮機回転子（５、６）は、１つ又はそれよりも多くの入口軸受（５４）による軸受によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で半径方向にだけ支持された低圧端部（１７）を有し、
前記戻り回路（５８）は、前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）、並びに前記入口軸受（５４）を注油するための注油回路（６１）に接続されることを特徴とする請求項２３に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２６】
前記注油回路（６１）は、流体（４６）を前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）に供給するための前記モーターハウジング（１１）内の前記冷却チャネル（６０）と、該モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）から該流体（４６）が前記圧縮チャンバ（３）内をそこから流れることができる前記入口軸受（５４）までの流体（４６）の除去のための出口チャネル（６３）との１つ又はそれよりも多くの分岐（６２）から構成されることを特徴とする請求項２５に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２７】
前記注油回路（６１）内の流体（４６）の前記流れは、主として重力の影響の下で発生することを特徴とする請求項２６に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２８】
前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）において、ラビリンスシール（６５）によって前記モーターシャフト（１３）から密封されたリザーバ（６４）が、流体（４６）を受け取るために設けられることを特徴とする請求項２３から請求項２７の何れか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項２９】
前記駆動モーター（１０）は、前記圧縮機圧力に耐えることができるタイプのものであることを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項３０】
前記駆動モーター（１０）は、前記圧縮チャンバ（３）が圧縮機圧力よりも低い時に前記スクリュー圧縮機（２）を起動するのに十分に大きい起動トルクを発生させることができるタイプのものであることを特徴とする請求項１から請求項２９のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
【請求項３１】
請求項１から請求項３０のいずれか１項に記載の圧縮機デバイスの使用法であって、
スクリュー圧縮機（２）を起動する時に、従って、圧力が圧力容器（３２）にまだ蓄積されていない時に、入口弁（２９）が、該スクリュー圧縮機（２）の作用に起因して自動的に開き、圧縮圧力が、該圧力容器（３２）に蓄積される、ことを特徴とする使用法。
【請求項３２】
前記スクリュー圧縮機（２）が停止された時に、前記圧力容器（３２）上の逆止め弁が、該圧力容器（３２）の空気出口を自動的に閉じ、
前記入口弁（２９）も、入口管（２８）を気密閉鎖し、従って、前記スクリュー圧縮機（２）が停止した後に、前記圧力容器（３２）と該スクリュー圧縮機（２）の圧縮チャンバ（３）及びモーターチャンバ（１２）との両方が、圧縮圧力よりも低いままに留まる、ことを特徴とする請求項３１に記載の使用法。
【請求項３３】
前記スクリュー圧縮機（２）が再起動する時に、従って、圧縮圧力が前記圧力容器（３２）にまだある時に、前記入口弁（２９）は、最初に、圧縮機回転子（５、６）が十分に高い速度に到達するまで閉じられたままに自動的に留まり、その後に、該入口弁（２９）は、該圧縮機回転子（５、６）の回転によって生じた吸引効果の下で自動的に開くことを特徴とする請求項３２に記載の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機デバイスに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、１対の噛み合う圧縮機回転子が回転可能に装着された圧縮ハウジングによって形成された圧縮チャンバを有するスクリュー圧縮機と、上述の２つの圧縮機回転子のうちの少なくとも一方を駆動するモーターシャフトが回転可能に装着されたモーターハウジングによって形成されたモーターチャンバが設けられた駆動モーターと、空気を供給するためのスクリュー圧縮機への入口と、圧縮空気の排出のためのかつ出口管を通して圧力容器に接続されたスクリュー圧縮機からの出口と、圧力容器から消費部に圧縮空気を供給するための圧力容器からの空気出口と、空圧アセンブリ内の１つ又はそれよりも多くの液体又は気体流を制御するための制御システムとが少なくとも設けられた圧縮機デバイスに関し、制御システムには、スクリュー圧縮機の入口の入口弁と、圧力容器の空気出口を閉鎖及び開くためのタップ又は弁とが設けられる。
【背景技術】
【０００３】
このような圧縮機デバイスは、既に公知であるが、これは、いくつかの短所を呈し、又は改良の余地がある。
【０００４】
実際に、最も知られたこのような圧縮機デバイスでは、スクリュー圧縮機は、供給ネットワークから直接に供給される個別の駆動モーターによる一定の回転速度で駆動される。
【０００５】
スクリュー圧縮機を通る空気流を調節することができるように、このような公知のスクリュー圧縮機の入口に入口弁が設けられる。
【０００６】
この入口弁はまた、スクリュー圧縮機を起動する時に駆動モーターによって送出しなければならない所要のトルクを制限するように作用し、従って、所要の起動トルクを制限するために、入口弁は、起動中に閉じられる。
【０００７】
他方、このような公知の圧縮機デバイスでは、スクリュー圧縮機が停止した後に、スクリュー圧縮機により圧力容器に供給される圧縮空気は、ここでもまたスクリュー圧縮機を再起動する時にできる限り起動トルクを制限するという意図で単に放出される。
【０００８】
圧力下のスクリュー圧縮機の圧縮チャンバでの起動は、一定の速度の駆動によるこのような圧縮機デバイス内の駆動モーターからの非常に高いトルクを必要とする。
【０００９】
仮に上述の対策が講じられないとすれば、駆動モーターは、十分なトルクを起動中に発生させることができないか、又は供給ネットワークは、高い起動トルクを発生させるのに必要な起動電流を供給することができない。
【００１０】
これらの公知の圧縮機デバイスの大きな短所は、多くのエネルギが、圧力容器内に貯蔵された圧縮空気を通して失われ、かつスクリュー圧縮機が停止した後にスクリュー圧縮機で失われるという点である。
【００１１】
別の公知の改良タイプの圧縮機デバイスでは、上述の短所の解決法は、スクリュー圧縮機に可変速度ドライブを装備することによって部分的に与られる。
【００１２】
この公知のタイプの圧縮機デバイスでは、スクリュー圧縮機を通る空気流は、入口弁がこの目的には不要であるように駆動モーターの回転速度に適応させることによって調節される。
【００１３】
更に、このような公知の圧縮機デバイス内のスクリュー圧縮機を起動する時に、より高い起動トルクをもたらすために、又は供給ネットワークから引き出される起動電流を制限するために電子コントローラを使用することができる。
【００１４】
このような電子コントローラの適用の追加の利点は、圧力容器内の圧力を克服するために十分なトルクを起動時に発生させることができるので、スクリュー圧縮機が停止した時に圧力容器内の圧縮空気を必ずしも放出しなければならないわけではないという点である。
【００１５】
このようにして、スクリュー圧縮機が停止された時に、定速ドライブを有する公知の圧縮機デバイスの場合よりも失われるエネルギ量を確実に低減することができる。
【００１６】
しかし、これを実現することができるように、圧力容器に存在する圧縮空気が、圧力容器とスクリュー圧縮機の圧縮チャンバとの間の圧力差又は大気圧の影響を受けて膨張すること、及びスクリュー圧縮機が停止した後に出口管を通じて逃げることを防止するために、アセンブリ内に逆止め弁を真っ先にスクリュー圧縮機の出口と圧力容器との間の出口管内に設けなければならない。
【００１７】
更に、オイル注入式スクリュー圧縮機に関して、オイルが、スクリュー圧縮機に由来する圧縮空気流から分離され、かつ圧力容器とスクリュー圧縮機の間に固定されたオイル戻り管を通してスクリュー圧縮機に案内して戻されるオイル分離器が、通常は圧力容器内に設けられる。
【００１８】
スクリュー圧縮機が停止された時のような場合に、圧力容器内の分離されたオイルがスクリュー圧縮機に逆流するのを防止しなければならず、その理由は、防止しなければ、これが、スクリュー圧縮機におけるオイルの過剰をもたらし、かつスクリュー圧縮機の再起動も妨げる可能性があるからである。
【００１９】
従って、上述のタイプの公知の圧縮機デバイスでは、逆止め弁を常にオイル戻り管内に設けなければならない。
【００２０】
上述の逆止め弁の短所は、大きい摩擦損失を発生させるという点である。
【００２１】
更に、スクリュー圧縮機自体内の圧縮空気の容積は、この圧縮空気がスクリュー圧縮機への入口を通じて逃げることができるので、スクリュー圧縮機が停止された時に常に失われる。
【００２２】
停止された時にスクリュー圧縮機を圧力下のままに残す意図で入口弁によって入口を気密密封しても、ここでは何の慰めも与えない。
【００２３】
圧縮機回転子を駆動することができるように、公知の圧縮機デバイス、一般的に、駆動モーターのモーターシャフトは、例えば、駆動ベルト又は歯車変速機を通じて圧縮機回転子のうちの１つの回転子シャフトに直接又は間接的に結合される。
【００２４】
それによって当該の圧縮機の回転子シャフトは、適度に密封しなければならないが、これは、簡単とはほど遠い。
【００２５】
実際に、スクリュー圧縮機によって供給されるある一定の圧力が圧縮ハウジング内で支配的であり、この圧力は、この圧力下にない圧縮機区画から又は周囲圧力から遮断しなければならない。
【００２６】
このような用途に関して、「接触シール」が使用されることが多い。
【００２７】
従って、スクリュー圧縮機が停止した後の密封された入口弁の適用は、回転子シャフトシールにおける漏れ発生の高い危険性をもたらすと考えられる。
【００２８】
更に、圧力下にある時のスクリュー圧縮機の再起動は、シールが容易に損傷する可能性があるような高い摩擦損失と関連することになる。
【００２９】
公知の圧縮機デバイスの別の短所は、スクリュー圧縮機のシール自体に関連するものである。
【００３０】
当該の圧縮機回転子の回転子シャフトは、このようなタイプのシールが、スクリュー圧縮機の作動中に非常に大きい電力損失をもたらし、その結果、スクリュー圧縮機の効率の低減を生じるような非常に高い速度で回転する。
【００３１】
更に、このような「接触シール」は、摩耗を受けやすく、かつこのような「接触シール」は、注意深く設置されない場合は漏れの発生に非常に敏感である。
【００３２】
改良の余地がある上述のタイプの公知の圧縮機デバイスの別の態様は、駆動モーター及びスクリュー圧縮機の両方に潤滑及び冷却が備えられなければならず、これは、一般的に別々のシステムから構成され、従って、互いに同調されず、いくつかの異なるタイプの潤滑剤及び／又は冷却剤が必要であり、それによって複雑又は高価であるという点である。
【００３３】
これに加えて、駆動モーター及び圧縮機回転子に対して別々の冷却システムを有するこのような公知の圧縮機デバイスでは、冷却剤内に貯蔵された熱の損失を最適な方法で回復する可能性が十分には利用されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
すなわち、本発明の目的は、上述の短所及びあらゆる他の短所のうちの１つ又はそれよりも多くの解決法を提供することである。
【００３５】
より具体的には、本発明の目的は、エネルギ損失が最小にされ、特に、スクリュー圧縮機が停止された時に圧縮空気の損失ができる限り制限される圧縮機デバイスを提供することである。
【００３６】
更に、本発明の目的は、摩耗及び漏れの危険性が最小限に保たれ、それによって軸受の注油及び構成要素の冷却が非常に簡単な手段によって実現され、かつそれによって発生中の熱損失の回復の改善を達成することができる堅牢かつ簡単な圧縮機デバイスを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
この目的のために、本発明は、圧縮ハウジング及びモーターハウジングが、圧縮機ハウジングを形成するために互いに直接に接続され、モーターチャンバ及び圧縮チャンバが、互いから密封されず、圧力容器とスクリュー圧縮機の間の出口管には、両方向の出口管を通る流れを可能にするために閉鎖手段がない請求項１の序文による圧縮機デバイスに関する。
【００３８】
それによって意図することは、出口管を通る流れが、できる限り妨げられずに発生することができ、摩擦損失を含まず、それによっていかなる状況下でも、出口管を通る一方向での流れを可能にするに過ぎない逆止め弁又は類似物が設けられないことである。
【００３９】
本発明によるこのようなスクリュー圧縮機の第１の大きい利点は、駆動モーターの形態の圧縮機回転子の駆動手段がスクリュー圧縮機内に直接に一体化されるように、圧縮機ハウジングが、互いに直接に接続された圧縮ハウジング及びモーターハウジングから構成された全体を形成するという点である。
【００４０】
圧縮チャンバ及びモーターチャンバは、互いから密封される必要のないことにここで注意しなければならず、その理由は、モーターハウジング及び圧縮ハウジングの一緒の直接の設置に起因して、モーターシャフトと圧縮機回転子のうちの１つとは、例えば、公知のスクリュー圧縮機において通常であるように圧力が異なる区画を通過し、それによってモーターシャフトが圧縮機回転子に結合され、それによって結合の区画が周囲圧力に露出される必要なく、圧縮機ハウジングの輪郭内で完全に結合することができるからである。
【００４１】
圧縮チャンバとモーターチャンバの間にこのようなシールが不要であるという特性は、本発明による圧縮機デバイスの大きな利点を構成し、その理由は、得られるスクリュー圧縮機のエネルギ効率が、公知の圧縮機デバイスの場合よりも高く、このようなシールの摩耗の可能性がなく、このようなシールの設置不良の結果としての漏れが回避されるからである。
【００４２】
本発明によるスクリュー圧縮機の別の非常に重要な態様は、モーターチャンバと圧縮チャンバの間のシールがないために、長期の高圧の印加に強い閉じた全体が得られ、公知の圧縮機デバイスには実際に当て嵌まるような漏れは、圧縮機回転子の回転子シャフトのシールに発生することができないという点である。
【００４３】
その結果、スクリュー圧縮機の作動中に圧縮チャンバ及びモーターチャンバ内に蓄積する圧力は、もはやこの圧力は有害ではないのでスクリュー圧縮機が停止した後に維持され、これは、本発明により、好ましくは逆止め弁の形態の非制御式又は自己調節式入口弁を使用することにより、好ましくは簡単な方法で実現される。
【００４４】
更に、圧力下の上述の状態からのスクリュー圧縮機の再起動は、公知の圧縮機デバイスに実際に当て嵌まるようにはもはや問題ではなく、その理由は、回転子シャフト上のシールにおいて摩擦損失が発生しないからであり、その理由は、このようなシールがもはや適用されないからである。
【００４５】
すなわち、スクリュー圧縮機の停止は、圧縮空気の有意な損失とはもはや関連がないので、大きいエネルギ節約が達成される。
【００４６】
これに加えて、これは、例えば、圧縮空気が一時的に不要である時にスクリュー圧縮機を停止する決定がより迅速に行われることを可能にし、その理由は、圧力容器及び圧縮チャンバに既に存在する圧力のために、再起動は、公知の圧縮機デバイスよりも迅速に行うことができ、かつ必要とされるエネルギがより少ないからであり、一方、類似の状況の公知の圧縮機デバイスに関しては、むしろ多くの場合にスクリュー圧縮機を中立で作動させるように決定されることになる。
【００４７】
これは、ここでもまた大きいエネルギ節約を意味する。
【００４８】
本発明による圧縮機デバイスに関して、駆動モーターは、特別に適応させた駆動モーターを使用しなければならないような圧縮機圧力に耐えることができるタイプのものであることを保証しなければならない。
【００４９】
本発明により上述の利点を実現することができるために、駆動モーターは、圧縮チャンバが圧縮機圧力下にある時にスクリュー圧縮機を起動するのに十分に高い起動トルクを発生させることができるタイプのものであれば最良である。
【００５０】
簡単には、本発明の可能性は、良好な駆動モーターの選択によって大体決定される。
【００５１】
本発明による圧縮機デバイスの別の利点は、出口管に閉鎖手段がなく、それによって逆止め弁及び類似物における摩擦損失が回避されるという点である。
【００５２】
出口管内の閉鎖手段なしで圧縮機デバイスを構成することが可能かつ有用であり、その理由は、自己調節式入口弁を使用してスクリュー圧縮機をその入口で遮断し、かつ圧力容器をその空気出口及びオイル出口で閉じることにより、出口管を通して圧縮チャンバとモーターチャンバとに接続された圧力容器から構成された気密密封された全体が、出口管を通して得られ、それによってこの密封された全体は、多かれ少なかれ均一な圧力下にあるからである。
【００５３】
上述の気密密封された全体における圧力はどこでも同じであるので、公知の圧縮機デバイスに当て嵌まるような圧力容器内の圧縮空気及びオイルを圧力容器からスクリュー圧縮機に逆流させる駆動力はなく、これは、従って、出口管における逆止め弁の省略を可能にする。
【００５４】
簡単には、スクリュー圧縮機内の駆動モーターの一体化及び回転子シャフト上のシールの不使用は、圧縮機デバイスの制御システムのかなりの簡素化を可能にし、それによって大きいエネルギの利益も、圧縮空気を放出する必要のないこと、及びエネルギ損失が出口管又はオイル戻り管内の逆止め弁において発生しないことによって得られる。
【００５５】
本発明による圧縮機デバイスの別の有利な態様は、同じ潤滑剤及び冷却剤を駆動モーター及び圧縮機回転子の両方に非常に簡単な方法で使用することができるという点であり、その理由は、モーターチャンバ及び圧縮チャンバが、シールにより互いから分離されないからである。
【００５６】
本発明による圧縮機デバイスの好ましい実施形態により、スクリュー圧縮機には、駆動モーター及びスクリュー圧縮機の両方が冷却及び／又は注油される流体、例えば、オイルが供給されることが好ましい。
【００５７】
すなわち、本発明による圧縮機デバイスの設計は、大きく簡素化され、必要とされる異なる冷却剤及び／又は異なる潤滑剤が少なくなり、従って、全体をより安く構成することができる。
【００５８】
更に、圧縮機デバイスを冷却するために、流体を単一サイクル中に駆動モーターに沿ってかつ圧縮機要素に沿って循環させることにより、この流体が、別々の冷却システムが駆動モーター及び圧縮機回転子に使用される時よりも大きい温度変化を受けるということが当て嵌まる。
【００５９】
実際に、この流体は、２つの構成要素の一方からの熱のみではなく、駆動モーター及び圧縮機要素の両方から熱を吸収することになる。
【００６０】
この結果として、流体内に貯蔵された熱は、流体が単に低い温度変化を受ける時よりも簡単に回収することができる。
【００６１】
しかし、異なる作動温度を駆動モーター又は圧縮機回転子に対して選ばなければならないことになるという事実を考慮しなければならない。
【００６２】
本発明はまた、上述の圧縮機デバイスの使用法に関し、従って、このような使用法は、スクリュー圧縮機が起動され、それによって圧力が圧力容器内に蓄積していない時に、入口弁が、スクリュー圧縮機の作動に起因して自動的に開き、圧縮圧力が、圧力弁内に蓄積され、従って、更に、スクリュー圧縮機が停止された時に、圧力容器の逆止め弁が、圧力容器の空気出口を自動的に閉じ、従って、入口弁も、入口管を自動的に気密密封し、従って、スクリュー圧縮機が停止した後に、圧力容器とスクリュー圧縮機の圧縮チャンバ及びモーターチャンバとの両方が圧縮圧力下のままであることを意味する。
【００６３】
好ましくは、本発明による圧縮機デバイスの使用法により、スクリュー圧縮機を再起動し、それによって圧縮圧力が圧力容器にまだ存在する時に、入口弁が、最初に閉じ、その後に、入口弁は、圧縮機回転子の回転によって生成された吸引効果を受けて自動的に開く。
【００６４】
本発明の特性をより良く示すという意図で、本発明による圧縮機デバイスの好ましい実施形態を一例としていかなる制限的性質なしに添付図面を参照して以下に説明する。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、エネルギ損失が最小にされ、特に、スクリュー圧縮機が停止された時に圧縮空気の損失ができる限り制限される圧縮機デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による圧縮機デバイスを概略的に示す図である。
【図２】図１でＦ２によって示す圧縮機デバイスのスクリュー圧縮機の断面をより詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１に示す本発明による圧縮機デバイス１は、何よりもまず、図２でより詳細に示すスクリュー圧縮機２を含み、従って、このスクリュー圧縮機２は、圧縮ハウジング４によって形成される圧縮チャンバ３を有する。
【００６８】
圧縮チャンバ３では、１対の噛み合う圧縮機回転子、より具体的には、第１の圧縮機回転子５及び第２の圧縮機回転子６が回転可能に装着される。
【００６９】
これらの圧縮機回転子５及び６は、当該の圧縮機回転子５及び６の回転子シャフト、それぞれ、回転子シャフト８及び回転子シャフト９周りに固定された螺旋プロフィール７を有する。
【００７０】
これによって回転子シャフト８は、第１の軸線方向ＡＡ’に沿って延び、一方、回転子シャフト９は、第２の軸線方向ＢＢ’に沿って延びる。
【００７１】
更に、第１の軸線方向ＡＡ’及び第２の軸線方向ＢＢ’は、互いに平行である。
【００７２】
更に、スクリュー圧縮機には、駆動モーター１０が設けられる。
【００７３】
この駆動モーター１０には、圧縮ハウジング４の上方に緊密に固定されてその内壁がモーターチャンバ１２を取り囲むモーターハウジング１１が設けられる。
【００７４】
モーターチャンバ１２では、駆動モーター１０のモーターシャフト１３が、回転可能に装着され、図示の実施形態において、このモーターシャフト１３は、第１の圧縮機回転子５を駆動するためにこの回転子に直接に結合されるが、これは、必ずしもそうである必要があるというわけではない。
【００７５】
モーターシャフト１３は、第３の軸線方向ＣＣ’に沿って延び、この軸線方向は、この場合に、回転子シャフト８の軸線方向ＡＡ’とも一致し、従って、モーターシャフト１３は、当該の圧縮機回転子５と一線に並んでいる。
【００７６】
モーターシャフト１３を圧縮機回転子５に結合するために、モーターシャフト１３の一端１４には、圧縮機回転子５の低圧端部１７の近くに位置する回転子シャフト８の端部１６を適切に挿入することができる円筒形の窪み１５が設けられる。
【００７７】
更に、モーターシャフト１３には、ボルト１９が固定される通路１８が設けられ、ボルトは、回転子シャフト８の上述の端部１６内に設けられた雌ネジ山にねじ込まれる。
【００７８】
勿論、本発明から除外されないモーターシャフト１３を回転子シャフト８に結合する多くの他の方法がある。
【００７９】
これに代えて、モーターシャフト１３及び回転子シャフト８を結合する結合手段が不要であるようにモーターシャフト１３及び回転子シャフト８を単一部分として構成することにより、本発明によるスクリュー圧縮機２は、モーターシャフト１３が圧縮機回転子５の一方の回転子シャフト８も形成するように構成されることは、実際に除外されない。
【００８０】
更に、図１及び図２に示す例では、駆動モーター１０は、モーター回転子２０及びモーター固定子２１を有する電動モーター１０であり、より具体的には、図示の例では、電動モーター１０のモーター回転子２０には、回転子磁場を生成するために永久磁石２２が設けられ、一方、モーター固定子２１は、切換式であり、かつモーター回転子２０の回転をもたらすために公知の方法で回転子磁場に作用する固定子磁場を生成する電気巻線２３が設けられるが、他のタイプの駆動モーター１０も、本発明により除外されない。
【００８１】
更に、空気、例えば、周囲２５からの又は以前の圧縮機ステージから生じる空気を引き込む圧縮ハウジング４の壁を通って圧縮チャンバ３までの入口２４、並びに例えば圧縮空気の消費部又はその後の圧縮機ステージへの圧縮空気の排出のための出口２６がある。
【００８２】
スクリュー圧縮機２の圧縮チャンバ３は、公知のように、圧縮ハウジング４の内壁によって形成され、内壁は、入口２４を通して引き込まれた空気を圧縮機回転子５及び６の回転中にかつ螺旋プロフィール８と圧縮ハウジング４の内壁との間で出口２６の方向に推し進めるために、従って、空気を圧縮するためにかつ圧力を圧縮チャンバ３において蓄積するために、圧縮機回転子５及び６の対の外部輪郭と緊密に適合する形態を有する。
【００８３】
圧縮機回転子５及び６の回転方向により、駆動方向が決まり、従って、通路２４及び２６のどちらが入口２４又は出口２６として作用することになるかも決まる。
【００８４】
それによって入口２４は、圧縮機回転子５及び６の低圧端部１７にあり、一方、出口２６は、圧縮機回転子５及び６の高圧端部２７に近い。
【００８５】
それによって入口管２８は、入口弁２９があるスクリュー圧縮機１の入口２４に接続され、それによってスクリュー圧縮機２への空気供給量の流入を制御することができる。
【００８６】
この入口弁２９は、圧縮機デバイス１内の液体流及び気体流を制御する制御システム３０の一部を形成する。
【００８７】
オイル分離器３３が設けられた圧力容器３２に至る出口管３１が、出口２６に接続される。
【００８８】
圧力容器３２は、圧縮空気を圧力容器３から消費部まで供給する空気出口３４を有する。
【００８９】
この目的のために、タップ又は弁３６により閉じることができる消費部管３５が、圧力容器３２の空気出口３４に接続される。
【００９０】
このタップ又はこの弁３６も、圧縮機デバイス１内の液体流及び気体流を制御する上述の制御システム３０の一部を形成する。
【００９１】
圧力容器３２の空気出口３４には、逆止め弁３７も装備される。
【００９２】
更に、消費部管３５の区画３８は、勿論、圧縮空気を冷却する意図でファン３９から生じた周囲空気２５の強制空気流によって冷却されるラジエータ３８として構成される。
【００９３】
圧力容器３２上にはオイル出口４０もあり、圧力容器１３２上には、スクリュー圧縮機２の駆動モーター１０のモーターハウジング１１に接続されたオイル戻り管４１が固定される。
【００９４】
オイル戻り管４１の区画４２は、ファン４３によって冷却されるラジエータ４２としても構成される。
【００９５】
この場合に、オイル戻り管４１には、オイル戻り管４１のその区画の上にラジエータ４２と平行に固定されたバイパス管４４も設けられるが、これは、厳密に必要なものではない。
【００９６】
１つ又はそれよりも多くの制御式弁４５を通して、オイル４６のような流体は、オイル戻り管４１の区画４２を通して、例えば、スクリュー圧縮機２の通常の作動中にオイル４６を冷却するために、又は例えばスクリュー圧縮機２の起動中などにオイル４６を冷却しないようにバイパス管４４を通して送ることができる。
【００９７】
スクリュー圧縮機２の作動中に、好ましくはスクリュー圧縮機２の潤滑剤及び冷却剤として作用するオイル４６と混合された圧縮空気は、出口２６を通してスクリュー圧縮機２を出て、この混合物が、圧力容器３２においてオイル分離器３３により２つの流れ、一方では圧力容器３２の上の空気出口３４を通じた圧縮空気の流出、他方では圧力容器３２の底部でのオイル出口４０を通じた流体又はオイル４６の流出に分離される。
【００９８】
制御式弁４５及びオイル分離器３３自体さえも、圧縮機デバイス１内の液体流及び気体流を制御する上述の制御システム３０の構成要素と考えることができる。
【００９９】
圧縮ハウジング３及びモーターハウジング１５は、スクリュー圧縮機２の圧縮機ハウジング４８を形成するために、この場合にボルト４７により互いに直接に結合され、より具体的には、モーターチャンバ１２及び圧縮チャンバ１３が互いから密封されないことは、本発明に非常に典型的である。
【０１００】
図示の例では、圧縮ハウジング４及びモーターハウジング１５は、実際には、それぞれ駆動モーター１０及び圧縮機回転子５及び６を含むスクリュー圧縮機２の部分に多かれ少なかれ対応する圧縮機ハウジング４８の別々の部分として構成される。
【０１０１】
しかし、モーターハウジング１１及び圧縮ハウジング４は、必ずしもこのような別々の部分として構成する必要があるというわけではなく、同じく単一の全体として構成することができるという事実に注目されたい。
【０１０２】
これに代えて、圧縮機ハウジング４８は、圧縮機回転子５及び６又は駆動モーター１０又は全てのこれらの構成要素を一緒に完全に又は部分的に含むより多くの又はより少ない部分で構成されることは除外されない。
【０１０３】
公知の圧縮機デバイスに当て嵌まることとは対照的に、互いからモーターチャンバ１２及び圧縮チャンバ３を分離するシールは使用されず、これは、この理由だけで、導入部で上述したようにエネルギ損失低減、摩耗低減、及び漏れ危険性の低減のための本発明によるスクリュー圧縮機２の大きな利点であるということは本発明に不可欠である。
【０１０４】
モーターチャンバ１２及び圧縮チャンバ３は、閉じられた全体として構成されるので、本発明による圧縮機デバイス１の他の構成要素は、公知の圧縮機デバイスの場合よりも簡単に構成することができる。
【０１０５】
本発明による圧縮機デバイス１の重要な特性は、圧力容器３２とスクリュー圧縮機２の間の出口管３１が、両方向での出口管３１を通る流れを好ましくはできる限り妨げられずに発生させることができ、従って、摩擦損失ができる限り制限されるようにこの流れを可能にするために閉鎖手段がないという点である。
【０１０６】
本発明によるこのような圧縮機デバイス１の大きい利点は、圧縮機デバイス１内の気体流及び液体流を制御する制御システム３０が公知の圧縮機デバイス１の場合よりも遥かに簡単であるという点である。
【０１０７】
より具体的には、スクリュー圧縮機２の正しい作動を得るためには入口弁２９のみが必要である。
【０１０８】
更に、よりエネルギ効率の良好な作動をこの１つの弁２９でさえも達成することができる。
【０１０９】
実際に、本発明による圧縮機デバイス１に関して、駆動モーター１０は、圧縮機ハウジング４８に一体化され、モーターチャンバ１２及び圧縮チャンバ１３は、互いから密封されず、従って、圧力容器３２内の圧力及び圧縮チャンバ３内の圧力、並びにモーターチャンバ１２内の圧力は、実際的にはスクリュー圧縮機２が停止した後は等しい。
【０１１０】
その結果、スクリュー圧縮機２が停止された時に、圧力容器３２に存在するオイル４６は、公知のスクリュー圧縮機に実際に当て嵌まるものとは異なり、スクリュー圧縮機２及びより具体的には駆動モーター１０に逆流する傾向がなく、駆動モーター内の圧力は、全体として周囲圧力である。
【０１１１】
公知のスクリュー圧縮機に関して、逆止め弁を常にオイル戻り管４１内に設けなければならず、これは、本発明による圧縮機デバイス１には当て嵌まらない。
【０１１２】
同様に、公知の圧縮機デバイスに関して、スクリュー圧縮機が停止された時に圧力容器内の圧縮空気がスクリュー圧縮機及び入口を通じて逃げることができないようにするために、逆止め弁が出口管３１内に設けられる。
【０１１３】
本発明による圧縮機デバイス１に関して、スクリュー圧縮機２の入口２４を気密に遮断し、かつスクリュー圧縮機２が停止された時に圧力容器３２からの空気出口３４を遮断することで十分であり、従って、圧縮機デバイス１が停止した後に、圧力容器３２と圧縮チャンバ３及びモーターチャンバ１２との両方は、圧縮圧力下のままである。
【０１１４】
本発明による入口弁２９は、自己調節式逆止め弁２９であることが好ましく、自己調節式逆止め弁は、圧力容器３２からの空気出口３４上に設けられ、従って、圧縮機デバイス１が停止された時の入口２４及び空気出口３４の閉鎖は、オペレータ又は制御システムによるいかなる介入もなしに自動的に行われる。
【０１１５】
これは、公知の圧縮機デバイスでは不可能であり、その理由は、公知の圧縮機デバイスには、回転する回転子シャフト上のシールによって一般的に実現されるモーターチャンバ及び圧縮チャンバを互いから分離するシールが常に設けられるからである。
【０１１６】
公知の圧縮機デバイスで圧縮チャンバを圧力下に保つと、このシールの損傷が発生することになる。
【０１１７】
これと直接に関連する本発明による圧縮機デバイス１の利点は、スクリュー圧縮機２が停止された時に損失される圧縮空気が全く又はほとんどないという点である。
【０１１８】
これは、重要なエネルギ節約を構成することは理解されるであろう。
【０１１９】
別の態様は、公知の圧縮機デバイスにおけるオイル戻り管及び出口管内の上述の余分な逆止め弁は、作動中に押し開かなければならず、従って、大きいエネルギ損失が発生するが、これは、本発明による圧縮機デバイス１に対しては発生しないという点である。
【０１２０】
更に、モーターチャンバ１２及び圧縮チャンバ３が互いから密封されないという本発明による圧縮機デバイス１の特性は、本発明による圧縮デバイス１の別の好ましい特性、より具体的には、スクリュー圧縮機２が、以下で明らかにするように、他の重要な技術的な利点をもたらす垂直スクリュー圧縮機２であるという点との組合せにおいても非常に有利である。
【０１２１】
垂直スクリュー圧縮機２は、ここでは、圧縮機回転子５及び６の回転子シャフト８及び９、並びに駆動モーター１０のモーターシャフト１３が、スクリュー圧縮機２の作動中に垂直である軸線方向ＡＡ’、ＢＢ’及びＣＣ’に沿って延び、又は少なくとも水平面から大きく逸脱することを意味する。
【０１２２】
本発明による圧縮機デバイス１の更により好ましい実施形態により、圧縮ハウジング４は、それによってスクリュー圧縮機２の圧縮機ハウジング４８全体の基部４９又は底部を形成し、一方、モーターハウジング１１は、圧縮機ハウジング４８の頭部５０又は上部を形成する。
【０１２３】
更に、圧縮機回転子５の低圧端部１７及び６は、好ましくは、圧縮機ハウジング４８の頭部５０に最も近い端部１７であり、圧縮機回転子５の高圧端部２７及び６は、圧縮機ハウジング４８の基部４９に最も近い端部２７であり、従って、空気を引き込む入口２４及びスクリュー圧縮機２の低圧側は、圧縮空気を除去する出口２６よりも高い。
【０１２４】
この構成は、駆動モーター１０及び圧縮機回転子５及び６の簡単な冷却及び主として注油を得るのに特に有用である。
【０１２５】
確実に注油及び冷却しなければならないスクリュー圧縮機２の構成要素は、勿論、回転する構成要素、より具体的には、圧縮機回転子５及び６、モーターシャフト１３、並びにこれらの構成要素が圧縮機ハウジング４８において支持される軸受である。
【０１２６】
有用な軸受構成も図２に示すが、その理由は、それが、モーターシャフト１３及び回転子シャフト８及び／又は回転子シャフト９を限れられた断面で又は少なくとも通常は類似のタイプの公知のスクリュー圧縮機の場合よりも小さい断面で構成することができるからである。
【０１２７】
この場合に、回転子シャフト８及び９は、それによって軸受により端部１２及び１３で支持され、一方、モーターシャフト１３も、圧縮機ハウジング４８の頭部側で端部５１で軸受によって支持される。
【０１２８】
より具体的には、圧縮機回転子５及び６は、軸受により、この場合にはそれぞれいくつかの出口軸受５２及び５３、すなわち、深溝玉軸受５３と組み合わせた円筒形軸受又は針軸受５２により、高圧端部２７で圧縮機ハウジング４８において軸線方向に及び半径方向に支持される。
【０１２９】
他方で、低圧端部１７では、圧縮機回転子５及び６は、軸受により、この場合に同じく円筒形軸受又は針軸受５４である入口軸受５４により、圧縮機ハウジング４８において半径方向に支持されるに過ぎない。
【０１３０】
最後に、駆動される圧縮機回転子５の反対端５０では、モーターシャフト１３は、軸受により、この場合に、深溝玉軸受５５であるモーター軸受５５により、圧縮機ハウジング４８において軸線方向に及び半径方向に支持される。
【０１３１】
緊張手段５６が、それによってこの場合にバネ要素５６、より具体的には、モーター軸受５５とモーターハウジングのカバー５７の間に固定されたカップ状バネ座金５６の形態で端部５１に設けられる。
【０１３２】
これらの緊張手段５６は、軸線方向の予荷重をモーター軸受５５に掛けることを目的としており、この予荷重は、噛み合う圧縮機回転子５及び６によって生成された力に逆らう方向にモーターシャフト１３の軸線方向ＣＣ’に沿って向けられ、従って、圧縮機回転子５の高圧端部での軸線方向の軸受５３及び６は、多少解放される。
【０１３３】
勿論、あらゆる種類の異なる軸受で達成される回転子シャフト８及び９及びモーターシャフト１３を支持する多くの他の軸受構成も本発明から除外されない。
【０１３４】
スクリュー圧縮機２の冷却及び注油に関して、本発明による圧縮機デバイス１は、流体４６、例えば、オイルが供給されることが好ましいが、別の流体も除外されず、この流体を用いて駆動モーター１０及び圧縮機回転子５及び６が冷却又は注油され、冷却機能及び注油機能は、同じ流体４６によって達成されることが好ましい。
【０１３５】
更に、本発明による圧縮機デバイスには、スクリュー圧縮機２の基部４９内の出口２６からの流体４６の除去のためのかつ除去された流体４６を圧縮機ハウジング４８の頭部５０に戻すための戻り回路５８が設けられる。
【０１３６】
図１及び図２に示す例では、上述の戻り回路５８は、出口管３１、圧力容器３２、及びオイル戻り管４１から構成された組によって形成される。
【０１３７】
圧縮機デバイス１の作動中に、流体４６は、それによって圧縮機デバイス１自体によって生成された圧縮機圧力の結果として、戻り回路５８を通して基部４９から圧縮機ハウジング４８の頭部５０へ推し進められる。
【０１３８】
更に、出口管３１は、圧縮機ハウジング４８の基部４９に接続され、オイル戻り管４１は、圧縮機ハウジング４８の頭部５０に接続される。
【０１３９】
何よりもまず、冷却回路５９が、駆動モーター１０及びスクリュー圧縮機２の両方を冷却するために上述の戻り回路５８に接続される。
【０１４０】
流体４６は、圧縮機ハウジング４８の頭部５０から圧縮機ハウジング４８の基部４９までこの冷却回路５８を通って流れることができる。
【０１４１】
より具体的には、冷却回路５９は、モーターハウジング１１に設けられて圧縮機チャンバ３自体からの冷却チャネル６０から構成され、冷却チャネル６０は、オイル戻り管４１から圧縮チャンバ３まで延びる。
【０１４２】
戻り回路５８を通して戻される流体の流れの大半は、それによって以下に説明するように注油のための小さい部分を除き、冷却回路５９を通って流れる。
【０１４３】
モーターハウジング１１内の冷却チャネル６０を通る流体４６の十分な流量を得るために、本発明による好ましい実施形態により、圧縮機デバイス１の圧縮機圧力によって生成されるある一定の駆動力が利用される。
【０１４４】
これは、実際に、図１及び図２の実施形態においても当て嵌まり、その理由は、戻り回路５８が、圧縮機ハウジング４８の基部４９で圧縮チャンバ３の側から始まり、圧縮チャンバ３のこの側は、圧縮機回転子５及び６の高圧端部２７に位置するからである。
【０１４５】
流体４６がスクリュー圧縮機２の作動中に流れるモーターハウジング１１内の冷却チャネル６０はまた、エネルギ損失及び類似物を生じさせると考えられるモーター回転子２０とモーター固定子２１の間の空隙に流体４６が入らないことを保証する。
【０１４６】
更に、戻り回路５８は、モーター軸受５５又はモーター軸受５５、並びに入口軸受５４に注油する注油回路６１にも接続される。
【０１４７】
この注油回路６１は、モーターハウジング１１内の冷却チャネル６０に至るモーター軸受５５又はモーター軸受５５に流体４６の供給のための１つ又はそれよりも多くの分岐６２と、流体４６をモーター軸受５５又はモーター軸受５５から流体４６が圧縮チャンバ３内で流れることができる入口軸受５４まで除去する出口チャネル６３とで構成される。
【０１４８】
注油回路６１内の流体４６の流量は、それによって冷却回路５９内よりも実質的により低く、注油回路６１内の流体４６の流れは、主として重力の影響を受けて発生する。
【０１４９】
別の有利な特性は、モーター軸受５５の下には、それぞれモーター軸受５５及び入口軸受５４に流体４５を案内するためにモーターハウジング１１内に固定された１つ又はそれよりも多くの分岐６２及び出口チャネル６３が接続された流体４６を受け取るためのリザーバ６４があるという点である。
【０１５０】
更に、リザーバ６４は、ラビリンスシール６５によりモーターシャフト１３から密封されることが好ましい。
【０１５１】
図示の例では、冷却チャネル６０は、主として軸線方向に向けられ、一部の部分では、半径方向にも向けられるが、これらの冷却チャネル６０の方向は、流体４６の良好な流れは、これらの冷却チャネル６０内の課せられた圧縮圧力の影響を受けて保証されるので、それほど大した役割は果たさない。
【０１５２】
更に、出口軸受５２及び５３に注油する注油回路６６が、基部４９内に設けられる。
【０１５３】
この注油回路６６は、圧縮チャンバ３から出口軸受５２及び５３までの流体４６の供給のための１つ又はそれよりも多くの供給チャネル６７、並びに出口軸受５２及び５３から圧縮チャンバ３への流体４６からの戻りのための１つ又はそれよりも多くの出口チャネル６８から構成される。
【０１５４】
従って、注油回路６６を通る流体の滑らかな流れが得られるような必要な圧力差を得るために、出口チャネル６８が供給チャネル６７の入口の上方にある圧縮チャンバ３に至ることが有利である。
【０１５５】
本発明により、様々な軸受５１〜５４に注油し、かつ駆動モーター１０及び圧縮機回転子５及び６を冷却する非常に簡単で効率的なシステムが与えられることが理解されるであろう。
【０１５６】
本発明による圧縮機デバイスの本発明による使用法も非常に有利である。
【０１５７】
スクリュー圧縮機２が起動され、従って、圧力がまだ圧力容器３２内に蓄積されていない時に、逆止め弁２９として構成された自己調節式入口弁２４がスクリュー圧縮機２の作用を通して自動的に開き、圧縮圧力が圧力容器３２内に蓄積されることがそれによって意図される。
【０１５８】
次に、スクリュー圧縮機２が停止された時に、圧力容器３２の逆止め弁３７は、圧力容器３２の空気出口３４を自動的に閉じ、入口弁２９も、入口管２８を自動的に気密閉鎖し、従って、スクリュー圧縮機２が停止した後に、圧力容器３２とスクリュー圧縮機２の圧縮チャンバ３及びモーターチャンバ１２との両方は、圧縮圧力下のままである。
【０１５９】
すなわち、圧縮空気は、ほとんど又は全くは失われない。
【０１６０】
更に、再起動時に圧力を遥かに迅速に蓄積することができ、これは、スクリュー圧縮機のより柔軟な使用を可能にし、更には、エネルギのより効率的な使用に寄与する。
【０１６１】
スクリュー圧縮機２を再起動させ、従って、圧縮圧力が圧力容器３２内にまだある時に、第１の入口弁２９が、圧縮機回転子５及び６が十分に高い速度に到達するまで最初に自動的に閉じ、その後に、自己調節式入口弁２９が、圧縮機回転子５及び６の回転によって生成された吸引効果を受けて自動的に開く。
【０１６２】
本発明は、一例として説明かつ図面に示した本発明による圧縮機デバイス１の実施形態に決して限定されず、本発明による圧縮機デバイス１は、本発明の範囲から逸脱することなく全ての種類の変形にかつ異なる方法で実現することができる。
【０１６３】
本発明はまた、この本文に説明した本発明による圧縮機デバイス１の使用法に決して限定されず、本発明によるこのような圧縮機デバイス１は、本発明の範囲から逸脱することなく多くの他の方法で使用することができる。
【０１６４】
［項１］
ネジの形態の１対の噛み合う圧縮機回転子（５、６）が回転可能に装着された圧縮ハウジング（４）によって形成された圧縮チャンバ（３）を有するスクリュー圧縮機（２）と、
前記２つの圧縮機回転子（５、６）の少なくとも一方を駆動するモーターシャフト（１３）が回転可能に装着されたモーターハウジング（１１）によって形成されたモーターチャンバ（１２）が設けられた駆動モーター（１０）と、
空気の供給のための前記スクリュー圧縮機（２）への入口（２４）と、
圧縮空気の排出のためのものであり、かつ出口管（３１）を通じて圧力容器（３２）に接続された前記スクリュー圧縮機（２）への出口（２６）と、
前記圧力容器（３２）から消費部への圧縮空気の供給のための前記圧力容器（３２）上の空気出口（３４）と、
圧縮機デバイス（１）内の１つ又はそれよりも多くの液体又は気体流を制御するための制御システム（３０）であって、前記スクリュー圧縮機（２）の前記入口（２４）上の入口弁（２９）、及び、前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）を開閉するタップ又は弁（３６）、が設けられた前記制御システム（３０）と、が少なくとも設けられた圧縮機デバイスであって、
前記圧縮ハウジング（４）及び前記モーターハウジング（１１）が、圧縮機ハウジング（４７）を形成するために互いに直接に接続され、それによって前記モーターチャンバ（１２）及び前記圧縮チャンバ（３）は、互いから密封されず、かつそれによって前記圧力容器（３２）と前記スクリュー圧縮機（２）の間の前記出口管（３１）には、両方向に該出口管（３１）を通る流れを可能にするために閉鎖手段がない、ことを特徴とする圧縮機デバイス。
［項２］
前記入口弁（２９）は、非制御式又は自己調節式弁（２９）であることを特徴とする項１に記載の圧縮機デバイス。
［項３］
前記入口弁（２）は、逆止め弁（２９）であることを特徴とする項２に記載の圧縮機デバイス。
［項４］
前記スクリュー圧縮機（２）には、前記駆動モーター（１０）及び前記圧縮機回転子（５、６）の両方が冷却かつ注油される流体（４５）が供給されることを特徴とする項１から項３のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項５］
前記スクリュー圧縮機（２）の作動中に又は空気が前記出口管（３１）内の消費部によって前記圧力容器（３２）から引き出される時に、空気と上述の流体（４５）との混合物が流れることを特徴とする項４に記載の圧縮機デバイス。
［項６］
前記流体（４５）は、オイルであり、
前記圧力容器（３２）には、上述の混合物が流れる時に該混合物を一方が該圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）を通る圧縮空気の流れ、及び他方が該圧力容器（３２）上の個別のオイル出口（３９）を通るオイル（４５）の流れである２つの流れに分離するオイル分離器（３３）が設けられる、
ことを特徴とする項５に記載の圧縮機デバイス。
［項７］
オイル戻り管（４０）が、オイル（４５）の再注入のために前記スクリュー圧縮機（２）に接続された前記圧力容器（３２）の前記オイル出口（３９）に設けられることを特徴とする項６に記載の圧縮機デバイス。
［項８］
前記オイル戻り管（４０）には、自己調節式逆止め弁がないことを特徴とする項７に記載の圧縮機デバイス。
［項９］
前記オイル戻り管（４０）の一部（４１）が、ファン（４２）から生じた周囲空気の強制空気流によって冷却されるラジエータ（４１）として構成されることを特徴とする項７又は項８に記載の圧縮機デバイス。
［項１０］
バイパス管（４３）も、前記オイル戻り管（４０）に設けられ、これは、該オイル戻り管（４０）の前記部分（４１）の上に前記ラジエータ（４１）と平行に固定されることを特徴とする項９に記載の圧縮機デバイス。
［項１１］
前記制御システム（３０）は、１つ又はそれよりも多くの制御式弁（４４）を含み、これは、前記オイル戻り管（４０）に設けられ、かつ前記オイル（４５）が、該オイル（４５）を冷却するために前記ラジエータ（４２）を通して又は該オイル（４５）を冷却しないように前記バイパス管（４３）を通してのいずれかで駆動されるように該オイルの流れを制御することを可能にすることを特徴とする項１０に記載の圧縮機デバイス。
［項１２］
前記タップ又は前記弁（３６）によって閉じることができる消費部管（３５）が、前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）に接続され、それによって該消費部管（３５）の区画（３７）が、ファン（３８）から生じた周囲空気の強制空気流によって冷却されるラジエータ（３７）として構成されることを特徴とする項１から項１１のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項１３］
前記圧力容器（３２）の前記空気出口（３４）には、逆止め弁（３７）も装備されることを特徴とする項１から項１２のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項１４］
前記スクリュー圧縮機（２）は、垂直スクリュー圧縮機（２）であり、それによって前記２つの圧縮機回転子（５、６）は、第１の軸線方向（ＡＡ’）及び第２の軸線方向（ＢＢ’）に沿って延びる回転子シャフト（８、９）を有し、前記モーターシャフト（１３）は、第３の軸線方向（ＣＣ’）に沿って延び、かつそれによって該圧縮機回転子（５、６）及び該モーターシャフト（１３）の上述の軸線方向（ＡＡ’、ＢＢ’、ＣＣ’）は、該スクリュー圧縮機（２）の通常作動中に垂直であることを特徴とする項１から項１３のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項１５］
前記モーターシャフト（１３）は、前記圧縮機回転子（５、６）の前記回転子シャフトの一方（８）に直接に結合され、かつ当該の該圧縮機回転子（５）の該回転子シャフト８の前記軸線方向（ＡＡ’）と一線に軸線方向（ＣＣ’）に沿って延び、又は
前記モーターシャフト（１３）はまた、前記圧縮機回転子の一方（５）の前記回転子シャフト（８）を形成する、
ことを特徴とする項１４に記載の圧縮機デバイス。
［項１６］
前記圧縮ハウジング（４）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の基部（４９）又は底部区画を形成し、
前記モーターハウジング（１１）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の頭部（５０）又は上部区画を形成する、
ことを特徴とする項１４又は項１５に記載の圧縮機デバイス。
［項１７］
戻り回路（５８）が、流体（４６）を前記スクリュー圧縮機（２）の前記基部（４９）内の前記出口（２６）から除去し、かつ該除去された流体（４６）を前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に戻すために設けられることを特徴とする項４及び項１６に記載の圧縮機デバイス。
［項１８］
上述の戻り回路（５８）は、前記出口管（３１）、前記圧力容器（３２）、及び前記オイル戻り管（４１）から構成された組によって形成され、それによって圧縮機デバイス（１）の作動中に、前記流体（４６）は、圧縮機デバイス（１）によって発生された圧縮機圧力の結果として前記圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）から前記頭部（５０）まで該戻り回路（５８）を通って駆動されることを特徴とする項１７に記載の圧縮機デバイス。
［項１９］
前記出口管（３１）は、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）に接続され、前記オイル戻り管（４１）は、該圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に接続されることを特徴とする項１８に記載の圧縮機デバイス。
［項２０］
上述の戻り回路（５８）は、前記駆動モーター（１０）及び前記スクリュー圧縮機（２）の両方を冷却するための冷却回路（５９）に接続され、それを通って流体（４６）が、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）から該圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）まで流れることができることを特徴とする項１７から項１９のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項２１］
前記冷却回路（５９）は、前記モーターハウジング（１１）に設けられた冷却チャネル（６０）と前記圧縮チャンバ（３）自体とで構成されることを特徴とする項２０に記載の圧縮機デバイス。
［項２２］
前記戻り回路（５８）を通って戻される流体（４６）の流れの大半が、前記冷却回路（５９）を通って流れることを特徴とする項２０又は項２１に記載の圧縮機デバイス。
［項２３］
前記圧縮チャンバ（３）には、前記圧縮機ハウジング（４８）の前記頭部（５０）に最も近い前記圧縮機回転子（５、６）の端部（１７）である低圧橋部（１７）の近くに圧縮機回転子（５）が設けられた空気を引き込むための入口（２４）と、並びに該圧縮機ハウジング（４８）の前記基部（４９）に最も近い該圧縮機回転子（５、６）の端部（２７）である高圧端部（２７）の近くに圧縮機回転子（６）が設けられた圧縮空気を除去するための出口（２６）とが設けられることを特徴とする項１６から項２２のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス（１）。
［項２４］
前記圧縮機回転子（５、６）は、１つ又はそれよりも多くの出口軸受（５２、５３）による軸受によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で軸線方向及び半径方向に支持された高圧端部（２７）を有することを特徴とする項１から項２３のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項２５］
前記圧縮機回転子（５、６）は、１つ又はそれよりも多くの入口軸受（５４）による軸受によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で半径方向にだけ支持された低圧端部（１７）を有することを特徴とする項１から項２４のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項２６］
前記モーターシャフト（１３）は、前記駆動された圧縮機回転子（５）の反対端（５１）で、１つ又はそれよりも多くのモーター軸受（５５）によって前記圧縮機ハウジング（４８）内で軸線方向及び半径方向に支持されることを特徴とする項１から項２５のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項２７］
前記モーターシャフト（１３）は、深溝玉軸受（５５）であって該深溝玉軸受（５５）上に軸線方向予荷重を掛けるための緊張手段（５６）が更に設けられたモーター軸受（５５）による軸受によって前記駆動された圧縮機回転子（５）と反対のその端部（５１）で前記圧縮機ハウジング（４７）において支持され、この予荷重は、該モーターシャフト（１３）の前記軸線方向（ＣＣ’）に沿って向けられることを特徴とする項２６に記載の圧縮機デバイス。
［項２８］
前記戻り回路（５８）は、前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）、並びに前記入口軸受（５４）を注油するための注油回路（６１）に接続されることを特徴とする項１７、項２５、及び項２６に記載の圧縮機デバイス。
［項２９］
前記注油回路（６１）は、流体（４６）を前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）に供給するための前記モーターハウジング（１１）内の前記冷却チャネル（６０）と、該モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）から該流体（４６）が前記圧縮チャンバ（３）内をそこから流れることができる前記入口軸受（５４）までの流体（４６）の除去のための出口チャネル（６３）との１つ又はそれよりも多くの分岐（６２）から構成されることを特徴とする項２８に記載の圧縮機デバイス。
［項３０］
前記注油回路（６１）内の流体（４６）の前記流れは、主として重力の影響の下で発生することを特徴とする項２９に記載の圧縮機デバイス。
［項３１］
前記モーター軸受（５５）又は複数の該モーター軸受（５５）において、ラビリンスシール（６５）によって前記モーターシャフト（１３）から密封されたリザーバ（６４）が、流体（４６）を受け取るために設けられることを特徴とする項３０又は項３１に記載の圧縮機デバイス。
［項３２］
前記圧縮チャンバ（３）から前記出口軸受（５２、５３）までの流体（４６）の供給のための１つ又はそれよりも多くの供給チャネル（６７）、並びに該出口軸受（５２、５３）から該圧縮チャンバ（３）までの流体（４６）の戻りのための１つ又はそれよりも多くの出口チャネル（６８）から構成された注油回路（６６）が、該出口軸受（５２、５３）を注油するために前記基部（４９）に設けられることを特徴とする項１６及び項２４に記載の圧縮機デバイス。
［項３３］
前記駆動モーター（１０）は、前記圧縮機圧力に耐えることができるタイプのものであることを特徴とする項１から項３２のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項３４］
前記駆動モーター（１０）は、前記圧縮チャンバ（３）が圧縮機圧力よりも低い時に前記スクリュー圧縮機（２）を起動するのに十分に大きい起動トルクを発生させることができるタイプのものであることを特徴とする項１から項３３のいずれか１項に記載の圧縮機デバイス。
［項３５］
項１から項３４のいずれか１項に記載の圧縮機デバイスの使用法であって、
スクリュー圧縮機（２）を起動する時に、従って、圧力が圧力容器（３２）にまだ蓄積されていない時に、入口弁（２９）が、該スクリュー圧縮機（２）の作用に起因して自動的に開き、圧縮圧力が、該圧力容器（３２）に蓄積される、ことを特徴とする使用法。
［項３６］
前記スクリュー圧縮機（２）が停止された時に、前記圧力容器（３２）上の逆止め弁が、該圧力容器（３２）の空気出口を自動的に閉じ、
前記入口弁（２９）も、入口管（２８）を気密閉鎖し、従って、前記スクリュー圧縮機（２）が停止した後に、前記圧力容器（３２）と該スクリュー圧縮機（２）の圧縮チャンバ（３）及びモーターチャンバ（１２）との両方が、圧縮圧力よりも低いままに留まる、ことを特徴とする項３５に記載の使用法。
［項３７］
前記スクリュー圧縮機（２）が再起動する時に、従って、圧縮圧力が前記圧力容器（３２）にまだある時に、前記入口弁（２９）は、最初に、圧縮機回転子（５、６）が十分に高い速度に到達するまで閉じられたままに自動的に留まり、その後に、該入口弁（２９）は、該圧縮機回転子（５、６）の回転によって生じた吸引効果の下で自動的に開くことを特徴とする項３６に記載の使用法。
【符号の説明】
【０１６５】
２  スクリュー圧縮機
１０  駆動モーター
３０  制御システム
３２  圧力容器
４１  オイル戻り管
【図１】
0006339158.tif 000002
【図２】
0006339158.tif 000003