(57)【要約】【課題】  吸込み効率を低下させることなく、モータ冷却の効率が良好で、かつ単純な構造にすることを可能とした油冷式スクリュ圧縮機を提供する。【解決手段】  互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ１１，１２を収容した本体ケーシング部１３とスクリュロータ１１，１２を駆動するモータ１４のモーターケーシング部１５とが一体的かつ気密に形成され、本体ケーシング部１３内の空間とモーターケーシング部１５内の空間とが隔壁１７により仕切られた半密閉ケーシング１６を採用した圧縮機本体２を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、モーターケーシング部１５に外部から冷却油を流入させる油流入部３３と、モータ１４内の冷却を必要とする部位が上記冷却油に浸漬した状態を維持しつつ、モーターケーシング部１５内の冷却油を圧縮機本体２内に導く油流出部３８Ａとを設けた構成としてある。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータを収容した本体ケーシング部と上記スクリュロータを駆動するモータのモーターケーシング部とが一体的かつ気密に形成され、上記本体ケーシング部内の空間と上記モーターケーシング部内の空間とが隔壁により仕切られた半密閉ケーシングを採用した圧縮機本体を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、上記モーターケーシング部に外部から冷却油を流入させる油流入部と、上記モータ内の冷却を必要とする部位が上記冷却油に浸漬した状態を維持しつつ、上記モーターケーシング部内の冷却油を上記圧縮機本体内に導く油流出部とを設けたことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項２】
上記油流出部が、上記隔壁に形成された貫通孔の上記モータ側開口端を入口とし、上記スクリュロータの吸込み側のロータ軸と上記隔壁との間の微小空間を経て、上記スクリュロータの収容空間に通じることを特徴とする請求項１に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項３】
上記油流出部が、上記隔壁を経由することなく、上記圧縮機本体内に至る冷却油流路を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項４】
上記油流入部が、上記圧縮機本体の吐出側に設けられる油分離回収器の下部から油冷却器を介して延びる油流路に接続されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機本体ケーシングとモーターケーシングとが一体的かつ気密に形成された半密閉ケーシングを有する液冷式モータを用いた油冷式スクリュ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機本体ケーシングとモーターケーシングとが一体的かつ気密に形成された半密閉ケーシングを有し、モータを冷媒ガスにより冷却するようにした冷凍機用の半密閉型スクリュ圧縮機は公知である（例えば、特許文献１参照。）。この半密閉型スクリュ圧縮機では、モーターケーシングの一端より冷媒ガスを圧縮機吸込口に向けて吸引させて、この圧縮機吸込口から吸込まれる前の冷媒ガスによりモータが冷却するようになっている。
この冷媒ガスによる冷却方式を採用すると、冷却目的のためにモータの構造自体を複雑にしなくても済む。しかし、このスクリュ圧縮機の場合、冷媒ガスがモータ内での発生熱を吸収することにより昇温し、その体積が膨張する結果、スクリュ圧縮機の吸込み効率が悪くなり、性能低下を招くという欠点がある。
【０００３】
これに対して、冷却ジャケットにより冷却する液冷式モータを用いれば、上述した欠点は回避できるが、この液冷式モータを用いた半密閉型スクリュ圧縮機は公知である（例えば、特許文献２参照。）。
この半密閉型スクリュ圧縮機の液冷式モータでは、そのモータケーシングの外周部が冷却ジャケットで包囲され、この冷却ジャケット内に冷却した水、油、或いは液状態の冷媒が流動させられるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−３５１１６８号公報
【特許文献２】特開２０００−９７１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２に開示の液冷式モータの場合、モーターケーシングの内部における発生熱をモーターケーシングの外周部を包囲する冷却ジャケット内の液体により吸収、除去する間接冷却となっている。このため、冷却効率が悪いだけでなく、冷却ジャケット付きモーターケーシングの製造工程及びその構造が複雑になるという問題がある。
本発明は斯かる従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、冷却効率が良好で、かつ単純な構造の液冷式モータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第１発明は、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータを収容した本体ケーシング部と上記スクリュロータを駆動するモータのモーターケーシング部とが一体的かつ気密に形成され、上記本体ケーシング部内の空間と上記モーターケーシング部内の空間とが隔壁により仕切られた半密閉ケーシングを採用した圧縮機本体を備えた油冷式スクリュ圧縮機において、上記モーターケーシング部に外部から冷却油を流入させる油流入部と、上記モータ内の冷却を必要とする部位が上記冷却油に浸漬した状態を維持しつつ、上記モーターケーシング部内の冷却油を上記圧縮機本体内に導く油流出部とを設けた構成とした。
【０００６】
第２発明は、第１発明の構成に加えて、上記油流出部が、上記隔壁に形成された貫通孔の上記モータ側開口端を入口とし、上記スクリュロータの吸込み側のロータ軸と上記隔壁との間の微小空間を経て、上記スクリュロータの収容空間に通じる構成とした。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明の構成に加えて、上記油流出部が、上記隔壁を経由することなく、上記圧縮機本体内に至る冷却油流路を含む構成とした。
【０００８】
第４発明は、第１発明から第３発明のいずれかの構成に加えて、上記油流入部が、上記圧縮機本体の吐出側に設けられる油分離回収器の下部から油冷却器を介して延びる油流路に接続された構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成により、吸込み効率を低下させることなく、モータ冷却の効率が良好で、かつ単純な構造にすることが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機１Ａを示し、図２はこの油冷式スクリュ圧縮機１Ａの圧縮機本体２の詳細を示している。圧縮機本体２の一方には、吸込流路３が接続し、他方には油分離回収器４を介在させた吐出流路５が接続している。油分離回収器４内の上部には油分離エレメント６が設けられ、下部は油溜り部７となっており、この油溜り部７から油冷却器８を経て、以下、詳述するように圧縮機本体２内に冷却油を導く油流路９が延びている。
【００１１】
圧縮機本体２は、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ１１，１２を収容した本体ケーシング部１３とスクリュロータ１１，１２を駆動するモータ１４のモーターケーシング部１５とが一体的かつ気密に形成された半密閉ケーシング１６を備え、その本体ケーシング部１３内の空間とモーターケーシング部１５内の空間とは隔壁１７により仕切られている。本体ケーシング部１３内におけるスクリュロータ１１，１２の収容空間の一方には吸込流路３に通じる吸込口２１が形成され、他方には吐出流路５に通じる吐出口２２が形成されている。また、スクリュロータ１１，１２の吸込み側のロータ軸１１Ｓ，１２Ｓは軸受２３，２４により、また吐出側のロータ軸１１Ｄ，１２Ｄは軸受２５，２６によりそれぞれ回転可能に支持されている。この吐出側のロータ軸１１Ｄ，１２Ｄには本体ケーシング部１３に穿設され、油流路９の分岐部９ａに接続された注油孔２７より油が注入されるようになっている。
【００１２】
スクリュロータ１１，１２の一方、例えば雄側のスクリュロータ１２のロータ軸１２Ｓはモータ１４の回転子３１から突出した出力軸３２と一体回転可能に設けられ、スクリュロータ１２がこの出力軸３２を介してモータ１４により駆動され、このスクリュロータ１２を介して、これと噛合うスクリュロータ１１が駆動される。
【００１３】
一方、隔壁１７に対向するモーターケーシング部１５の端部には、油流路９の分岐部９ｂに接続し、モーターケーシング部１５内に油を導入する油流入部３３が設けられ、モータ１４の固定子３４が位置するモーターケーシング部１５の内周部には、螺旋溝３５が刻設されている。さらに、隔壁１７には、貫通孔３６，３７及び吸込み側のロータ軸１１Ｓ，１２Ｓと隔壁１７との間の微小空間を経て、スクリュロータ１１，１２の収容空間に通じる油流出部３８Ａが形成されている。
なお、油流路９からの冷却油は、上述した吸込み側のロータ軸１１Ｓ，１２Ｓ、吐出側のロータ軸１１Ｄ，１２Ｄの箇所の他に、油流路９の分岐部９ｃを経てスクリュロータ１１，１２の歯溝部にも供給される。
【００１４】
そして、上記構成からなる油冷式スクリュ圧縮機１Ａにおいて、モータ１４により駆動されるスクリュロータ１１，１２に吸込流路３からのガスが吸込口２１を経て吸込まれ、分岐部９ｃから油冷却器８により冷却された油の注入を受けつつ圧縮され、油を伴った圧縮ガスが吐出口２２から吐出流路５に介設された油分離回収器４へと吐出される。なお、分岐部９ｃから注入された油は、スクリュロータ１１，１２及びその収容空間の壁部の、それぞれの間におけるシール及び潤滑作用とともに、ガス圧縮の際の冷却作用も生じる。
【００１５】
油分離回収器４では、この内部に流入し、油分離エレメント６を通過する過程で、圧縮ガスと油との分離が行われ、分離された油は一旦油溜り部７に溜められ、油が取り除かれたクリーンな圧縮ガスは油分離回収器４の上方から延びる吐出流路５の部分に送り出される。また、油溜り部７の油は油流路９の油冷却器８により冷却された後、上述した分岐部９ａ、及び分岐部９ｃに導かれる。さらに、この冷却された油は、分岐部９ｂ、油流入部３３を経て、モーターケーシング部１５内に流入し、モータ１４内の冷却を必要とする部位、即ち回転子３１、固定子３４の該当する部位を浸漬させた状態を維持しつつ、油流出部３８Ａを経て、徐々にスクリュロータ１１，１２の収容空間に吸引されていくようになっている。
なお、上記各部に供給された油は、吐出口２２、油分離回収器４及び油流路９を経て繰返し循環させられる。
【００１６】
このように、この油冷式スクリュ圧縮機１Ａでは、モータ１４の発熱部を間接的ではなく、直接、冷却した油に接触させ、そこでの発生熱を除去するようになっており、さらにガスではなく、この液状態の油をスクリュロータ１１，１２の収容空間に吸引、噴射させるようにしており、吸込みガス温度の過大な上昇を招くことなく、スクリュロータ１１，１２による吸込み効率を低下させることもない故、圧縮機本体２の性能低下も起らない。また、この油冷式スクリュ圧縮機１が冷凍機に用いられた場合、油流入部３３からの油に溶け込んだ冷媒がモーターケーシング部１５内を通過する際に生じる圧力損失により気化し、この気化熱によってもモーターケーシング部１５内での発生熱を除去することができる。
なお、モーターケーシング部１５には、上述したように螺旋溝３５が刻設されており、これにより冷却して油は固定子３４の外周部にも流れ、この外周部からも固定子３４での発生熱を除去することができ、より一層効率よくモータ１４の冷却が可能となっている。
【００１７】
図３は、本発明に係る別の油冷式スクリュ圧縮機１Ｂを示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機１Ａと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機１Ｂでは、上述した油流出部３８Ａに代えて、モーターケーシング部１５内の油を逆止弁４１、絞り弁４２及び注油孔２７を経て吐出側のロータ軸１１Ｄ，１２Ｄに導く冷却油流路４３からなる油流出部３８Ｂが設けられている。この逆止弁４１は、冷却油のモーターケーシング部１５側への逆流を防止し、絞り弁４２は液状態の油が多量に流れるのを防止するためのものである。また、この油冷式スクリュ圧縮機１Ｂでは、上述した油流路９の分岐部９ａに代えて、吸込み側のロータ軸１１Ｓ，１２Ｓに冷却油を導く分岐部９ｄが設けられている。そして、この油は、上記同様にスクリュロータ１１，１２の収容空間に吸引、噴射される。
【００１８】
図４は、本発明に係るさらに別の油冷式スクリュ圧縮機１Ｃを示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機１Ｂと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機１Ｃでは、上述した油流出部３８Ｂに代えて、モーターケーシング部１５内の油を逆止弁４１、絞り弁４２を経てスクリュロータ１１，１２の歯溝部に導く冷却油流路４４からなる油流出部３８Ｃが設けられている。また、この油冷式スクリュ圧縮機１Ｃでは、上述した油流路９の分岐部９ｃに代えて、分岐部９ａが設けられている。そして、分岐部９ｃと同様、冷却油流路４４からの油により、上述したシール、潤滑及び冷却作用が生じるようになっている。
【００１９】
図５は、本発明に係るさらに別の油冷式スクリュ圧縮機１Ｄを示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機１Ｃと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機１Ｄでは、上述した油流出部３８Ｃに代えて、モーターケーシング部１５内の油を逆止弁４１、絞り弁４２を経て吸込み側のロータ軸１１Ｓ，１２Ｓ、吐出側のロータ軸１１Ｄ，１２Ｄ及びスクリュロータ１１，１２の歯溝部のそれぞれに導く冷却油流路４５からなる油流出部３８Ｄが設けられている。また、この油冷式スクリュ圧縮機１Ｄでは、この冷却油流路４５を設けたことにより、上述した油流路９の分岐部９ａ及び９ｃは省かれている。
【００２０】
なお、上述した逆止弁４１及び絞り弁４２は必ずしも必要とするものでない。
また、上述した油流出部３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び３８Ｄは適宜併用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、例えば冷凍機、ヒートポンプに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す油冷式スクリュ圧縮機における圧縮機本体の断面図である。
【図３】本発明に係る別の油冷式スクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【図４】本発明に係る別の油冷式スクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【図５】本発明に係る別の油冷式スクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  油冷式スクリュ圧縮機
２  圧縮機本体
３  吸込流路
４  油分離回収器
５  吐出流路
６  油分離エレメント
７  油溜り部
８  油冷却器
９  油流路
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  分岐部
１１，１２  スクリュロータ
１１Ｄ，１２Ｄ  ロータ軸
１１Ｓ，１２Ｓ  ロータ軸
１３  本体ケーシング部
１４  モータ
１５  モーターケーシング部
１６  半密閉ケーシング
１７  隔壁
２１  吸込口
２２  吐出口
２３，２４  軸受
２５，２６  軸受
２７  注油孔
３１  回転子
３２  出力軸
３３  油流入部
３４  固定子
３５  螺旋溝
３６，３７  貫通孔
３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ  油流出部
【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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