(57)【要約】【課題】運転条件が変化しても吐出口の大きさを簡便に変更可能なスクリュ圧縮機、特に、アキシャルポート（軸方向の吐出口）の変更の容易な連結ケーシング構造を採用したスクリュ圧縮機を提供する。【解決手段】雌雄一対のスクリュロータ６ａ，６ｂを有するスクリュ圧縮機において、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ａによって、圧縮部を形成する連結ケーシング１が、少なくともスクリュロータ６ａ，６ｂ周囲のロータケーシング２と、吐出口１０側の吐出ケーシング３とに分割されると共に、分割面１１ｂによって、前記吐出ケーシング３が、アキシャルポートを形成する面を含むアキシャルポートケーシング部位４と、このアキシャルポートケーシング部位４を介して、前記ロータケーシング２の反対側に位置する反ロータケーシング部位５とに分割される一方、これら分割面１１ａ，１１ｂが相互に連結可能に構成されている。【選択図】図１
2012172627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、
ロータ軸に直交する分割面によって、
前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくともスクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、
前記吐出ケーシングが、アキシャルポートを形成する面を含むアキシャルポートケーシング部位と、このアキシャルポートケーシング部位を介して、前記ロータケーシングの反対側に位置する反ロータケーシング部位とに分割される一方、
これら分割面が相互に連結可能に構成されてなることを特徴とするスクリュ圧縮機。
【請求項２】
前記アキシャルポートケーシング部位の吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなることを特徴とする請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
【請求項３】
互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、
ロータ軸に直交する分割面によって、
前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくともスクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、
これら分割面が相互に連結可能に構成されてなり、
前記吐出ケーシングの吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなることを特徴とするスクリュ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、圧縮比等の運転条件が変化しても吐出口の大きさを簡便に変更可能な連結ケーシング構造を採用したスクリュ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュ圧縮機の性能は、いわゆるアキシャルポート（軸方向の吐出口）及びラジアルポート（半径方向の吐出口）で成り立っている吐出口の形状（面積や形）に大きく左右される。しかしながら、スクリュ圧縮機における吐出口の大きさは、運転条件によって通常固定されている。即ち、この吐出口の大きさは、次式（１）で定義される設計容積比Ｖｉによって決められている。
Ｖｉ＝Ｖ１／Ｖ２                                            （１）
ここで、
Ｖ１：ロータ溝最大吸込容積
Ｖ２：ロータ溝最終吐出容積
【０００３】
この設計容積比Ｖｉと運転条件で決まる設計圧力比πｉとの関係は、次式（２）で表される。
πｉ＝Ｐ２／Ｐ１＝（Ｖ１／Ｖ２）ｎ                           （２）
ここで、
Ｐ１：吸込圧力
Ｐ２：ロータ溝内最終圧力
ｎ：断熱指数
【０００４】
従って、最適な吐出口の大きさは、吐出圧力Ｐｄに対して、Ｐｄ＝Ｐ２となる様に決めると、最高効率を得ることができる。この様に、スクリュ圧縮機の運転条件に応じて、吐出口の形状が決定されるのが望ましいのであるが、従来では、ケーシングの製作工数低減を図ることに重きが置かれ、運転条件が多少変わっても吐出口の大きさを変えることがなかった。
【０００５】
しかしながら、昨今、圧縮機の性能効率向上の要求が増大しているなかで、固定された大きさの吐出口を有する圧縮機を提供するのみでは、上述の要求に応じることができないため、製作工数低減を図りつつも、運転条件に応じて、吐出ポートの形状を容易に変えられる圧縮機が求められるようになってきた。
【０００６】
例えば、油田よりガスを汲み出す圧縮機の用途においては、中・長期間に亘って埋蔵ガスを汲み出すことに伴い、埋蔵ガス量の低下、ひいては汲み出すガス圧の低下が生じ、初期の設計条件から運転条件が大幅にずれることがある。初期の設計条件と運転条件のずれによって、最適な吐出口形状が確保できないことから、動力ロスを引き起こし、効率が悪化する不具合が発生し得る。また、駆動源の動力不足によって圧縮機ユニット全体を再製作する必要に迫られる場合もある。上述の様な不具合に対処するためにも、吐出口の形状を簡易に変えられる圧縮機が求められつつある。
【０００７】
その様な技術的背景の下で、吐出口の形状を簡易に変えられる従来例につき、以下添付図６，７を参照しながら説明する。図６は従来例１に係るスクリュ圧縮機の吐出ポートの説明図、図７は従来例２に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示し、スクリュロータを省略した平断面図である。
【０００８】
先ず、従来例１に係るスクリュ圧縮機として、図６に示す如く、半径方向吐出ポート１９ａを薄肉鋳造で形成させ、低圧力比及び高速回転で使用するときは薄肉部を切除可能に構成したものが提案されている。これによって、吐出ポート１９ａの大きさを容易に最適化できるので、一つの鋳物ケーシングで広い運転条件下で高効率を得ることができるとされている（特許文献１参照）。
【０００９】
しかしながら、この従来例１に係るスクリュ圧縮機の吐出ポート１９ａは、この従来例１より前の従来技術よりは製作工数の低減が図られてはいるが、鋳造時に形成された吐出ポートの薄肉部（肉厚ｈ２）を、運転条件に応じて、切除するという製作工程にはまだまだ多大な加工上・製作上の負荷がかかっており、製作工数低減を図りつつも、運転条件に応じて、吐出ポートの大きさを簡易に変更可能な圧縮機という要求には十分応じ切れていない。
【００１０】
上述の従来例１に係るスクリュ圧縮機の抱える課題、即ち、「製作工数低減を図りつつも、運転条件に応じて、吐出ポートの大きさを簡易に変更可能な圧縮機という要求には十分応じ切れていない」という課題を解決するものとして、図７に示す従来例２に係るスクリュ圧縮機が提案されている。この従来例２に係るスクリュ圧縮機は、スクリュロータを収納するケーシング２１が、少なくとも吐出口２６ａを含む吐出口近傍部位２６とこの吐出口近傍部位２６以外のその他の部位２２ａとに分割されると共に、前記吐出口近傍部位２６がその他の部位２２ａに着脱可能に構成されたものである（特許文献２参照）。
【００１１】
これによって、運転条件に合わせて前記吐出口近傍部位２６の取替えが可能なため、動力の極小化で省エネ対応が可能であり、また、従来の様にケーシング２１全体を製作する必要がなく、製作にかかる時間が短縮されると共に、コストも削減できる。
【００１２】
しかしながら、この従来例２には、スクリュロータを収納するケーシング２１が、少なくとも吐出口２６ａを含む吐出口近傍部位２６とこの吐出口近傍部位２６以外のその他の部位２２ａとに分割されると共に、前記吐出口近傍部位２６がその他の部位２２ａに着脱可能に構成したものが提案されているものの、その実施形態としては、スクリュロータ周囲のロータケーシング２２と吐出口２６ａ側の吐出ケーシング２４と吸込口２３ａ側の吸込ケーシング２３とに３分割されるものにおいて、そのロータケーシング２２の一部が更に分割可能に構成されたものか、吸込ケーシング２３と図示しない吐出・ロータケーシングとに２分割され、その吐出・ロータケーシングの更に一部が分割可能に構成されたものしか明示されていない。
【００１３】
特許文献２にその実施形態として明示されたものでは、上述した吐出口２６ａを形成する２つのポート、すなわちアキシャルポート（軸方向の吐出口）及びラジアルポート（半径方向の吐出口）のうち、後者の変更については容易であるが、前者の変更については必ずしも容易とはいえない。例えば、ラジアルポート（半径方向の吐出口）のみ従来の形状を流用し、アキシャルポート（軸方向の吐出口）を従来と異なる形状のものを採用したいという要求に対しては、応じ切れていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平７−２０８３６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９１９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明の目的は、製作工数の低減を図りつつも、運転条件が変化しても吐出口の大きさを簡便に変更可能なスクリュ圧縮機、特に、アキシャルポート（軸方向の吐出口）の変更の容易な連結ケーシング構造を採用したスクリュ圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、ロータ軸に直交する分割面によって、前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくともスクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、前記吐出ケーシングが、アキシャルポートを形成する面を含むアキシャルポートケーシング部位と、このアキシャルポートケーシング部位を介して、前記ロータケーシングの反対側に位置する反ロータケーシング部位とに分割される一方、これら分割面が相互に連結可能に構成されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項２に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、請求項１に記載のスクリュ圧縮機において、前記アキシャルポートケーシング部位の吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項３に係るスクリュ圧縮機が採用した手段は、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、ロータ軸に直交する分割面によって、前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくともスクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、これら分割面が相互に連結可能に構成されてなり、前記吐出ケーシングの吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係るスクリュ圧縮機によれば、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、ロータ軸に直交する分割面によって、前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくとも、スクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、前記吐出ケーシングが、アキシャルポートを形成する面を含むアキシャルポートケーシング部位と、このアキシャルポートケーシング部位を介して、前記ロータケーシングの反対側に位置する反ロータケーシング部位とに分割されてなる一方、これら分割面が相互に連結可能に構成されてなる。
【００２０】
その結果、運転条件が変化して吐出口の大きさやアキシャルポートを変更する必要が生じた場合でも、前記アキシャルポートケーシング部位のみを取り替えて、吐出口やアキシャルポートの大きさ、形状を変更できる。また、取り替えるケーシングの大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係るスクリュ圧縮機によれば、前記アキシャルポートケーシング部位の吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなる。
【００２２】
その結果、運転条件が変化して吐出口の大きさやアキシャルポートを変更する必要が生じた場合でも、前記エンドプレートのみを取り替えて、吐出口、特にアキシャルポートの大きさ、形状を変更できる。そのため、ケーシングの取替えが不必要となり、取り替える部位の大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項３に係るスクリュ圧縮機によれば、互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータを有するスクリュ圧縮機において、ロータ軸に直交する分割面によって、前記スクリュロータを収納して圧縮部を形成する連結ケーシングが、少なくともスクリュロータ周囲のロータケーシングと、吐出口側の吐出ケーシングとに分割されると共に、これら分割面が相互に連結可能に構成されてなり、前記吐出ケーシングの吐出口端面に掘込み加工部が形成され、この掘込み加工部に、エンドプレートが着脱可能に取り付けられてなる。
【００２４】
その結果、本発明の請求項２に係るスクリュ圧縮機と同様に、運転条件が変化して吐出口の大きさやアキシャルポートを変更する必要が生じた場合でも、前記エンドプレートのみを取り替えて、吐出口、特にアキシャルポートの大きさ、形状を変更できる。そのため、ケーシングの取替えが不必要となり、取り替える部位の大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示す正断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係り、アキシャルポートケーシング部位の側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係り、図２の矢視Ｂ−Ｂを示す側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示す正断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係り、図４の矢視Ｃ−Ｃを拡大して示すアキシャルポートケーシング部位の側断面図である。
【図６】従来例１に係るスクリュ圧縮機の吐出ポートの説明図である。
【図７】従来例２に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示し、スクリュロータを省略した平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
先ず、本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機について、以下添付図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示す正断面図である。尚、正確には、図１におけるＤ−Ｄ線より上方は、雄ロータ６ａの軸の略中心を通る略鉛直の断面を示し、図１におけるＤ−Ｄ線より下方は、吐出口１０の略中心を通る略鉛直の断面を示す。
【００２７】
本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機は、雌雄一対のスクリュロータ６ａ，６ｂが噛み合って、後述するロータケーシング２の内部に形成されたロータ室７に回転可能に収容されている。そして、前記雌雄一対のスクリュロータ６ａ，６ｂのうちの一方、雄ロータ６ａのロータ軸８ａのみが、図示しない駆動モータの駆動軸に接続されている。
【００２８】
雌ロータ６ｂは前記雄ロータ６ａに従動して回転し、これら雄ロータ６ａと雌ロータ６ｂとの隙間に圧縮空間を形成し、前記駆動モータによってスクリュロータ６ａ，６ｂを回転させることによって、吸込流路９ａから供給される気体を、圧縮機の吸込口９から吸い込み、圧縮して吐出口１０から高圧流体として吐出流路１０ｂに吐出する。
【００２９】
本発明の実施の形態１に係るスクリュ圧縮機は、前記スクリュロータ６ａ，６ｂを収納して圧縮部を形成する連結ケーシング１が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ａによって、少なくとも、スクリュロータ６ａ，６ｂ周囲のロータ室７を形成するロータケーシング２と、吐出口１０を形成する吐出ケーシング３とに２分割されている。
【００３０】
同時に、この吐出ケーシング３は、ロータ軸８ａに直交する他の分割面１１ｂによって、吐出口１０のロータ軸８ａ方向の吐出口、即ち、後述の図２に示すアキシャルポート１０ａを形成する面を含むアキシャルポートケーシング部位４と、このアキシャルポートケーシング部位４を介して前記ロータケーシング２の反対側に位置する反ロータケーシング部位５とに分割されている。従って、圧縮部のケーシング１は、ロータケーシング２、アキシャルポートケーシング部位４及び反ロータケーシング部位５に３分割されていることになる。
【００３１】
尚、前記ロータケーシング２と吐出ケーシング３とを分割する吐出ケーシング３側の分割面１１ａは、図１のロータ室７におけるロータ６ａ，６ｂ左端面に対する対面（ロータ室８へのアキシャルポート１０ａ形成面）を含んで形成されている。そして、３分割された前記ロータケーシング２、アキシャルポートケーシング部位４及び反ロータケーシング部位５が、夫々分割面１１ａ，１１ｂを互いに当接し、複数個の植込みボルト１２ａとナット１２ｂによって連結されて、圧縮部の連結ケーシング１が構成されている。
【００３２】
この様なスクリュ圧縮機の連結ケーシング１の構成をなすことによって、運転条件が変化して吐出口１０の大きさやアキシャルポート１０ａを変更する必要が生じた場合でも、前記アキシャルポートケーシング部位４のみを取り替えて、吐出口１０やアキシャルポート１０ａの大きさ、形状を変更できる。また、取り替えるケーシングの大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となるのである。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態２に係るスクリュ圧縮機を、以下添付図２，３を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態２に係り、アキシャルポートケーシング部位の側断面図、図３は本発明の実施の形態２に係り、図２の矢視Ｂ−Ｂを示す側断面図である。ここで、図１は本発明の実施の形態１に係り、本発明の実施の形態２に係るものではないが、本発明の実施の形態２に係る図２は、いわば図１の矢視Ａ−Ａを拡大して示したものに準じる図である。
尚、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、前記アキシャルポートケーシング部位の吐出口端面の構成にあり、その他は全く同構成であるから、吐出口端面の構成についての説明に止めるものとする。
【００３４】
即ち、本発明の実施の形態１においては、前記連結ケーシング１が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ａによって、少なくとも、スクリュロータ６ａ，６ｂ周囲のロータ室７を形成するロータケーシング２と、吐出口１０を形成する吐出ケーシング３とに２分割されていると共に、この吐出ケーシング３が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ｂによって、アキシャルポートケーシング部位４と反ロータケーシング部位５とに分割されると共に、これらの分割面１１ａ，１１ｂが相互に連結可能に構成されていた。
【００３５】
それに対し、本発明の形態２においては、上記本発明の実施の形態１と同様、前記連結ケーシング1が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ａ，１１ｂによって、スクリュロータ６ａ，６ｂ周囲のロータケーシング２と、吐出口１０側のアキシャルポートケーシング部位４と、反ロータケーシング部位５とに３分割されている。
【００３６】
そして更に、前記アキシャルポートケーシング部位４の吐出口１０（アキシャルポート１０ａ）端面に、図３に示す如く、深さ１０ｍｍ前後の掘込み加工部１３ａ，１３ｂがスクリュ軸８ａ，８ｂの周囲に形成され、この掘込み加工部１３ａ，１３ｂに、前記吐出口１０（アキシャルポート１０ａ）の一部を閉塞して開口寸法を変更可能なエンドプレート１４ａ，１４ｂが嵌め込まれ、六角穴付ボルト１５，１５等により着脱可能に取り付けられている。
【００３７】
その結果、運転条件が変化して吐出口１０の大きさやアキシャルポート１０ａを変更する必要が生じた場合でも、前記エンドプレート１４ａ，１４ｂのみを取り替えて、吐出口１０やアキシャルポート１０ａの大きさ、形状を変更できる。そのため、連結ケーシング１の取替えが不必要となり、取り替える部位の大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となる。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態３に係る連結ケーシング構造を採用したスクリュ圧縮機を、以下添付図４，５及び前図３も参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態３に係るスクリュ圧縮機のケーシング構成を示す正断面図である。図５は本発明の実施の形態３に係り、図４の矢視Ｃ−Ｃを拡大して示すアキシャルポートケーシング部位の側断面図である。
尚、本発明の実施の形態３が上記実施の形態２と相違するところは、吐出ケーシング３ａの構成に相違があり、その他は全く同構成である。
【００３９】
即ち、本発明の実施の形態２（更には本発明の実施の形態１）においては、前記連結ケーシング１が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ａによって、少なくとも、スクリュロータ６ａ，６ｂ周囲のロータ室７を形成するロータケーシング２と、吐出口１０を形成する吐出ケーシング３とに２分割されていると共に、この吐出ケーシング３が、ロータ軸８ａに直交する分割面１１ｂによって、アキシャルポートケーシング部位４と反ロータケーシング部位５とに分割されると共に、これらの分割面１１ａ，１１ｂが相互に連結可能に構成されていた。
【００４０】
それに対し、本発明の実施の形態３においては、吐出ケーシング３ａは、アキシャルポートケーシング部位と反ロータケーシング部位には分割されず、単一のケーシングにて構成されている。従って、巨視的には、圧縮部のケーシング１は、ロータケーシング２と吐出ケーシング３ａに２分割されていることになる。
【００４１】
ただし、本発明の実施の形態３における吐出ケーシング３ａの吐出口の端面の構成は、本発明の実施の形態２におけるアキシャルポートケーシング部位４の吐出口１０の端面の構成と同様である。
【００４２】
即ち、前記吐出ケーシング３ａの吐出口１０（アキシャルポート１０ａ）端面に、図３と同様に、深さ１０ｍｍ前後の掘込み加工部１３ａ，１３ｂがスクリュ軸８ａ，８ｂの周囲に形成され、この掘込み加工部１３ａ，１３ｂに、前記吐出口１０（アキシャルポート１０ａ）の一部を閉塞して開口寸法を変更可能なエンドプレート１４ａ，１４ｂが嵌め込まれ、六角穴付ボルト１５，１５等により着脱可能に取り付けられている。
【００４３】
その結果、運転条件が変化して吐出口１０の大きさやアキシャルポート１０ａを変更する必要が生じた場合でも、前記エンドプレート１４ａ，１４ｂのみを取り替えて、吐出口１０やアキシャルポート１０ａの大きさ、形状を変更できる。そのため、連結ケーシング１の取替えが不必要となり、取り替える部位の大きさと重量を大幅に低減でき、加工箇所も少ないため、再製作に必要なコストと時間を大幅に削減可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１：連結ケーシング，
２：ロータケーシング，
３，３ａ：吐出ケーシング，
４：アキシャルポートケーシング，
５：反ロータケーシング，
６ａ：雄ロータ（スクリュロータ），    ６ｂ：雌ロータ（スクリュロータ），
７：ロータ室，
８ａ，８ｂ：ロータ軸，
９：吸込口，          ９ａ：吸込流路，
１０：吐出口，          １０ａ：アキシャルポート，      １０ｂ：吐出流路，
１１ａ，１１ｂ：分割面，
１２ａ：植込みボルト，    １２ｂ：ナット，
１３ａ，１３ｂ：掘込み加工部，
１４ａ，１４ｂ：エンドプレート，
１５：六角穴付ボルト
【図１】
2012172627.tif 000003
【図２】
2012172627.tif 000004
【図３】
2012172627.tif 000005
【図４】
2012172627.tif 000006
【図５】
2012172627.tif 000007
【図６】
2012172627.tif 000008
【図７】
2012172627.tif 000009