JPH06500618A - 圧縮機中間冷却材噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧縮機中間冷却材噴射ノズル 発　明　の　背　景 本発明は、一般的にいえば、圧縮機中間冷却材ノズルに関し、さらに詳しくいえ ば、はめ合い面に沿って二つの要素を接合することによって形成され、前記要素 の少な（とも一つに形成され前記はめ合い面内に形成された流路から伸びるスロ ットを備えたノズルに関する。

流体圧縮過程はかなりの熱を発生し、直列に配列された圧縮機の複数の段がある 場合には、段間で圧縮流体を冷却する方法を提供することが望ましいことがある 。中間冷却の現在の方法は、間接冷却法または直接冷却法を含んでいる。

間接冷却法においては、圧縮されている流体は、空冷または水冷熱交換器を通し て送られる。この方法は、圧縮された流体に圧力降下をもたらし、極めて費用の かかるものでもある。

直接冷却法においては、冷却材が中間空気流に直接に噴射される。この方法は、 上記空冷法より費用がかからないで、上述の圧力降下を生じない。この方法が有 効であるためには、圧縮空気と噴射冷却材液（油充満圧縮機の場合には普通は油 ）の間の熱伝達を最大にしなければならない。

直接冷却法における熱伝達を大きくする一つの方法は、冷却材の表面積を最大限 にすること（液滴の大きさを小さくすること）である。従来は、この液滴の最小 化は、冷却材を小さな穴を通して噴射することによって達成された。本発明は、 比較的小さな有効直径と形状のノズルオリフィスの製作の容易さをひどく高い製 作技術に頼る必要なしに最適化することに関する。

従来の冷却材は、圧縮機ハウジングにあけた穴を通して加えられた。このドリル 加工は、時間がかかり、最適冷却に必要な噴霧を作るのに有用な小さな直径で最 適の形の穴をあけることが困難なことが多い。あけられた穴がハウジングに形成 さた液体を供給するみぞに会うことを確実にすることも困難なことがある。

前述のことは、現在の中間冷却材装置にあると知られている限界を例示している 。したがって、上述の限界の一つ以上を克服することを目的とした代替品を提供 することが有益であることは明らかである。

それに応じて、後でさらに完全に開示される特徴を含む適当な代替品が提供され る。

発　明　の　概　要 本発明の一つの面において、これは、第１の細長い面を有する第１の細長い要素 と策２の細長い面を有する第２の細長い要素を備え、二段圧縮機の中間通路で使 用する液体ノズルを提供することによって達成される。第１及び第２の面は、は め合い係合するように構成されている。冷却液と連通しているみぞが第１または 第２の細長い面の少なくとも一方に形状されている。第１のスロットが第１の細 長い面に形成されている。第１のスロットと第２の細長い面は、流路を中間通路 と連絡する液体オリフィスを構成する。

前述及びその他の面は、添付図面とともに考慮するとき本発明の以下の詳細な説 明から明らかになる。

図面の簡単な説明 図１は従来技術の中間冷却材噴射ノズルを備える圧縮機の実施例を示す横断面図 である。

図２は本発明の中間冷却材噴射ノズルを備える圧縮機の実施例を示す横断面図で ある。

図３は図２の断面線３−３に沿って取った断面図である。

図４は図２の中間冷却材噴射ノズルの丸印をつけた部分の拡大図である。

図５は両方の細長い面に形成されているスロット以外は図４と同様な図である。

詳　細　な　説　明 この開示においては、類似の機能を果たす要素には同一参照文字が与えられてい る。

圧縮機が１０として総括的に示されている。圧縮機は、複数の圧縮段１４．１６ を収容する圧縮機ハウジングを備えている。圧縮機１０が動作しているとき、流 体が圧縮段１４を通り中間段１８を経て圧縮段１６に流れる。圧縮段１４は、二 輪形態のものであるように考えられている圧縮機ロータ２０．２０ａを備えてい る圧縮段１６は、やはり二軸形態のものである圧縮機ロータ２２．２２ａを備え ている。

圧縮段１６が圧縮段１４より高い入口及び出口圧力で動作することが考えられる 。軸受２４が圧縮機ロータ２０．２２．２Ｑａ、２２ａの両端を回転自在に支持 する。

第１の圧縮段１４は、第１の端２６と第２の端２８を持っている。第２の圧縮段 １６も第１の端３゜及び第２の端を持っている。圧縮段１４．１６の第１の端２ ６．３０は、吸気端であるように考えられ、第２の端２８．３２は、普通は吐出 端である。この慣行を用いて、中間通路１８は、第１の圧縮段１４の第２の端２ ８と第２の圧縮段１６の第１の端３゜との間で流体を連通ずる。中間通路１８は 圧縮機ハウシング１２の中に加工されている。

圧縮過程が圧縮段１４．１６及び圧縮されている作動流体に対するかなりの熱の 発生を含んでいることは、当該技術において周知である。圧縮段が直列に接続さ れると、後の段は効率的な圧縮機の運転に望まれるよりかなり高い温度にあう。

これは、圧縮段１４．１６または圧縮機そのものに損傷をもたらす。この高くな った温度はまた一般的圧縮過程を妨げ、圧縮機の動作を効率悪くする。

したがって、中間冷却材噴射ノズルが冷却材液を中間通路１８に加えて中間通路 を通過する流体の冷却を行うのに用いられることが多い。図１は従来の中間冷却 材噴射ノズル３４を示し、図２は本発明の中間冷却材噴射ノズルを示している。

図１の従来の中間冷却材噴射ノズル３４は、冷却材液を穴４０に供給する圧縮機 ハウジング１２の一部分の中に形成された流路３８を備えている。穴４０は、約 １　／　１３　ｃ　ｍの最小直径を持つ穴を必要とするドリル加工によって形成 される。この直径はある状況のもとでは、液体冷却材を十分に細かい噴霧に十分 に分散して最適冷却を生ずるようにするには不十分あることがある。流路３８と 穴４０は単一要素として形成されているノズル取付台４２の中に形成されている 。

比べると、図２の本発明の中間冷却材噴射ノズル３６は、第１の細長い部分４４ と第２の細長い部分４６を備えている。第１の細長い部分４４と第２の細長い部 分４６にははあい係合で配置されて当該技術で周知の方法で固定されるとき、は めあい連結部５２を形成する第１のはめあい面４８と第２のはめあい面５０（図 ４参照）がそれぞれある。冷却液を中間冷却材噴射ノズル３６に供給できる流路 ５４を第１と第２のはめあい面４８．５０のいずれかまたは両方に形成している 。

中間冷却材噴射ノズル３６の液体オリフィス５６が横辺５８を有する第１の細長 い部分４４によって形成され、横辺５８は前記流路５４の反対側にある第２の横 辺６０より短い。この長さの差は、冷却液を流路５４から中間通路１８へ通過で きるようにする図４のスロットの巾Ｗを定める。このスロット６２は、フライス 加工または研削加工によって形成してもよいし、または成形プラスチックを用い ることも考えられる。

フライス加工処理は前述のドリル加工処理による１　／　１３　ｃ　ｍよりかな り少ない材料を除去できるので、本発明（従来より小さい寸法のものである）の スロットは、液体冷却材を従来技術の図１のドリル加工穴４０より小さい液滴寸 法に分散できる。これは従来技術におけるより中間通路に噴射される冷却材の熱 伝達の効率をもっと大きくすることになる。

最適性能は、穴の直径に関するだけではなく穴の深さにも関係する。たとえば、 図１において、穴の深さｔを変えることは困難である。これに比べて、簡単なフ ライス処理は、図２の本発明の実施例における厚さｔの精密な制御を可能にする 。

オリフィス５６は、面６３にみぞ６１を削り取ることによって所望の厚さで形成 できる。所望の厚さｔが薄ければ薄いほど、みぞ６１を作るために面６３から取 り除かれる材料の必要な厚さは大きくなる。

図３に示されている本発明のスロット６２．６２ａ、６２ｂは仮想ピンポイント スロット６２ａから中間通路６２ｂの横方向６４に沿った巾のほとんど（または 全幅）にわたって伸びるスロットまで変動する巾のもので形成できることも考え られる。スロット６２は、第１の細長い部分４４もしくは第２の細長い部分のい ずれか、または両方の中に形成できる。この開示においては、どちらの細長い部 分を持っていても、その中に形成されたスロット６２（スロットが一つの細長い 部分にだけ形成されるという条件で）が第１の細長い部分４４と考えられる。

第１もしくは第２または両方の部分にあるスロット６２は、一定深さ持つように 形成して、その結果矩形断面を持ったノズルオリフィスにしてもよいし、または 、変化する深さで形成して、丸い断面のノズルにしてもよい。明らかにスロット の断面を変えて望むようにノズルオリフィスの異なる断面を妥当な価格で作るこ とができる。

図１及び図２は並列な第１の圧縮段１４と第２の圧縮段１６から生ずるＵ字形中 間通路１８を示しているが、本発明の中間冷却材噴射ノズル３６を軸方向に配置 された多段圧縮機または当該技術において周知で個々には示されていない他の形 状に適用できることが考えられる。中間冷却材噴射ノズルはここに示した二軸形 態のものでない圧縮機を利用できるが、当該技術で周知のいくつかの圧縮機形態 を利用できる。本発明は、熱発生が考慮事項であるどの多段圧縮機にも適用でき る。

図２及び図３に示されたＵ字形中間通路１８は、はぼ矩形の穴を備えている。ス ロット６２．６２ａ１６２ｂは中間通路の巾７０全体を事実上横切って伸びるよ うに構成されて、液体を対向表面７２に移す。

理想的には、噴霧された冷却材は、第１の圧縮段１４と第２の圧縮段１６の間を 通る流体を覆うように全領域に有効な冷却材を与える。

本発明を好ましい実施例に従って図示して説明したが、特許請求の範囲に記載し た発明からそれることなく他の変形及び変更形を作ることができると認められる 。

国際調査報告 、−ｍ−−−４−ρＣＴ／ＵＳ　９２１０７９０１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の細長い面を有する第１の細長い要素と、第２の細長い面を有する第２ の佃長い要素と、前記第１または第２の細長い面の少なくとも一方に形成された 流路と、前記第１の細長い面に形成された第１のスロットと を備え、 前記第１及び第２の細長い面ははめ合い係合するように構成され、 冷却材液が前記流路と連通しており、 前記第１のスロットと前記第２の細長い面は前記流路を前記中間通路と連通させ る液体オリフィスを定めていることを特徴とする二段圧縮機の中間通路とともに 用いる液体ノズル。 ２．はめ合い係合の間、前記第１のスロットと連通する液体オリフィスを定める 第２のスロットが前記第２の細長い面に形成されている請求項１に記載の液体ノ ズル。 ３．前記第１のスロットが前記中間通路の実質上の巾を横切って伸びる液体ジェ ットを作ることができるように寸法を定められている請求項１に記載の液体ノズ ル。 ４．ハウジングと、 前記ハウジング内に直列に配置され、各々が第１の端と第２の端を有する第１の 圧縮段及び第２の圧縮段と、 前記ハウジング内に形成され、前記第１の圧縮段の第２の端を前記第２の圧縮段 の第１の端と連通させる中間通路と、 前記中間通路の長さに沿って配置されそれぞれに第１及び第２の細長い面を有す る第１及び第２の細長い部分を有する中間冷却材噴射ノズルと、前記第１の細長 い面に形成されたスロットとを備え、 前記第２の圧縮段の前記第１の端が前記第１の圧縮段の前記第２の端にきわめて 接近しており、圧力差が前記第１及び第２の圧縮段の各々の第１の端と第２の端 の間の圧縮機装置の動作中に作られ、はめ合い面が前記第１と第２の細長い面の 接合部によって定められ、流路がはめ合い面内に定められ、前記スロットと前記 第２の細長い面が前記流路を前記中間通路と連通させる液体オリフィスを定めて いる ことを特徴とする圧縮機装置。 ５．前記第２の圧縮段の前記第１の端が前記第１の圧縮機の前記第２の端に隣接 する状態で前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮機段が並列に取り付けられている 請求項４に記載の装置。 ６．前記中間冷却材噴射ノズルが前記中間通路内の流体流れの大体の瞬間的方向 を定める第２の軸にほぼ垂直な第１の軸に沿って向けられている請求項４に記載 の装置。 ７，前記スロットが前記第１の細長い部分の軸方向に細長い請求項４に記載の装 置。 ８．前記スロットが前記第１の細長い部分の軸方向に短縮されている請求項４に 記載の装置。 ９．前記第２の細長い部分が前記スロットと結合して液体オリフィスを形成する 流路を中に形成されている請求項４に記載の装置。 １０．ハウジングと、 前記ハウジング内にあって直列に配置され、各々が第１の端と第２の端を有する 第１の圧縮段及び第２の圧縮段と、 前記ハウジング内に形成され、一連の断面を有し、前記第１の圧縮段の第２の端 を前記第２の圧縮段の第１の端と連通させるＵ字形中間通路と、前記中間通路の 長さに沿って配置され、第１の細長い面を有する第１の細長い部分と第２の細長 い面を有する第２の細長い面を備える中間冷却材噴射ノズルと、 前記第１の細長い面に形成されたスロットとを備え、 前記第２の圧縮段の前記第１の端が前記第１の圧縮段の前記第２の端に隣接し、 前記第２の圧縮段の前記第２の端が前記第１の圧縮段の前記第１の端隣接してお り、圧力差が前記第１及び第２の圧縮段の各々の前記第１と第２の端の間に作ら れることが可能であり、 はめ合い面が前記第１と第２の細長い面の接合部によって定められ、流路が前記 はめ合い面内に定められており、 前記スロットと前記第２の細長い面が前記流路を前記中間通路と連通させる液体 オリフィスを定め、前記オリフィスが前記中間通路の断面にほぼ垂直な第１の方 向に沿って冷却液を噴出でき、噴出された冷却液が前記中間通路のほぼ巾全体を 横切って伸びていることを特徴とする圧縮機装置。