專利名稱：無油潤滑螺旋式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無油潤滑螺旋式壓縮機，它可使一對不相接觸的螺旋轉(zhuǎn)子同步地旋轉(zhuǎn)，更確切地說，本發(fā)明涉及一種最好由一個高速電機驅(qū)動的無油潤滑螺旋式壓縮機。
一種現(xiàn)有的無油潤滑螺旋式壓縮機，如未審查的日本專利公開第6-346881號中所述，構(gòu)造成通過使用皮帶和齒輪來提高電機的旋轉(zhuǎn)速度，從而旋轉(zhuǎn)螺旋式壓縮機的主體。此外，在未審查的日本專利公開第3-151592號中，描述了一個將增速齒輪裝置通過聯(lián)軸器連接到轉(zhuǎn)子軸上的實施例，其中轉(zhuǎn)子軸上形成有螺旋齒，該增速齒輪裝置內(nèi)包括有一個設(shè)置于殼體內(nèi)的增速齒輪。
在這種情況下，在螺旋式壓縮機中，除了諸如加載、卸載及類似的操作控制外，還根據(jù)所需側(cè)的流量需求控制吸入節(jié)流閥的打開和關(guān)閉操作的流量控制。在未審查的日本專利公開第59-93989號中描述了一個可作為容量控制之實例的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中用作吸入節(jié)流閥的閥板安裝在一個汽缸的前端，該汽缸由壓縮機自身的壓力所操作，通過移動該閥板而在兩個行程調(diào)節(jié)吸入氣體的量。
這樣，在上述未審查的日本專利公開第6-346881號中所述的壓縮機，除了需要一個用于容納增速齒輪的齒輪箱外，還需要許多部件，諸如用于旋轉(zhuǎn)和支承增速齒輪的軸承、用于安裝該增速齒輪的旋轉(zhuǎn)軸，具有增速作用并用于傳遞動力的皮帶和皮帶輪等等，因而使得壓縮機的成本增加。此外，在這種壓縮機中，驅(qū)動螺旋轉(zhuǎn)子的電動機被加大了，因此，從制造小體積的整個壓縮機單元的角度考慮，其中壓縮機單元內(nèi)包括有用于固定電動機的支座，顯然這種壓縮機是不合適的。
另外，在未審查的日本專利公開第3-151592號所公開的壓縮機中，由于增速不是由皮帶來完成的，因此增速齒輪的增速率增加，而且加大了容納增速齒輪的齒輪箱。而且，為了使該壓縮機成為可以廣泛使用的系列壓縮機，必須將各種壓縮機主體和增速齒輪裝置組合起來，由于要裝備各種類型的壓縮機，從而使得費用增加。
另外，在未審查的日本專利公開第59-93989號描述的壓縮機中，由于每次當(dāng)管路壓力變化時，用于操作吸入節(jié)流閥的空氣就會進(jìn)給到汽缸，因此三通電磁閥就會使汽缸與一個供給孔連接，因為汽缸中的工作空氣由該三通電磁閥切換。如上所述，由于必須設(shè)置三通電磁閥，因此使流量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而且壓縮機也變得昂貴。另外，為了消除在啟動時的卸載，需要多個三通電磁閥，從而使容量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。在上述任何一種壓縮機中，在一定程度上考慮到要使壓縮機緊湊，但是，仍希望其具有一個更緊湊的結(jié)構(gòu)。
考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是使壓縮機單元的結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明的另一個目的是使壓縮機單元緊湊，從而實現(xiàn)壓縮機單元具有更大的安裝自由度。本發(fā)明的另一個目的是獲得低成本的廉價壓縮機單元。本發(fā)明的再一個目的是使壓縮機主體一側(cè)的元件與電動機一側(cè)的元件公用，從而使這種壓縮機單元具有高可靠性。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種無油潤滑螺旋式壓縮機，包括一根安裝有電機轉(zhuǎn)子的電機軸；一個用于固定電機定子的電機殼，其中電機定子設(shè)置于電機轉(zhuǎn)子對面；一個在其上形成有螺旋凸形齒的凸形轉(zhuǎn)子；一個在其上形成有螺旋凹形齒的凹形轉(zhuǎn)子，以及一個用于容納凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子的殼體。在上述的結(jié)構(gòu)中，第一特征在于電機的旋轉(zhuǎn)速度與凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中至少一個的旋轉(zhuǎn)速度相同。
在這種結(jié)構(gòu)中，形成于凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中任何一個上的旋轉(zhuǎn)軸及電機軸都可以形成為一根整體的旋轉(zhuǎn)軸。另外，該結(jié)構(gòu)也可以做成第一齒輪設(shè)置在凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中之一的一端側(cè)，與第一齒輪嚙合的第二齒輪設(shè)置在電機軸的一端側(cè)，第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比可以大致上設(shè)置為一比一。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第二特征在于高頻電動機的旋轉(zhuǎn)速度與凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中至少一個的旋轉(zhuǎn)速度相同。
該結(jié)構(gòu)最好這樣形成第一齒輪設(shè)置在凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中之一的一端側(cè)，與第一齒輪嚙合的第二齒輪設(shè)置在高頻電動機的一端側(cè)，而且第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比設(shè)置為一比一。另外，最好使其結(jié)構(gòu)構(gòu)造成這樣在每個轉(zhuǎn)子中設(shè)置滾柱軸承，用于旋轉(zhuǎn)支承凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子，并在高頻電動機中設(shè)置一個與上述滾柱軸承尺寸相同的滾柱軸承。其結(jié)構(gòu)形成為這樣更好在每個轉(zhuǎn)子中設(shè)置一個螺旋密封件，用于密封供給滾柱軸承的潤滑油，其中滾柱軸承用于支承凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子；并在高頻電動機中設(shè)置一個用于密封供給滾柱軸承之潤滑油的螺旋密封件，這些螺旋密封件的尺寸彼此相同。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第三特征在于一個由高頻變壓器驅(qū)動的高速電機與壓縮機主體的吸入側(cè)相連，該高速電機具有一根電機軸，該電機軸上形成有電機轉(zhuǎn)子，一第三軸承用于旋轉(zhuǎn)和支承該電機軸，一第二軸密封裝置用于防止?jié)櫥谌S承的潤滑油進(jìn)入高速電機，該第一、第二和第三軸承做成彼此相同，所說的第一軸密封裝置和第二軸密封裝置也做成相同的。
最好是將第一齒輪安裝到轉(zhuǎn)子的軸端，將與第一齒輪嚙合的第二齒輪安裝到負(fù)載側(cè)的高速電機之軸端，并且將第一和第二齒輪的齒數(shù)比設(shè)定在二比一到一比二的范圍內(nèi)。另外，最好通過一個聯(lián)軸器或者一個花鍵直接將凸形轉(zhuǎn)子的軸端連接到高速電機之負(fù)載側(cè)的軸端上，其中凸形轉(zhuǎn)子設(shè)置于壓縮機主體上。此外，最好設(shè)置用來支承凸形轉(zhuǎn)子并定位在該轉(zhuǎn)子兩端部的軸承，一個電機轉(zhuǎn)子設(shè)置于上述軸承之一與凸形轉(zhuǎn)子的齒輪槽之間并安裝在凸形轉(zhuǎn)子上，一個電機定子與該電機轉(zhuǎn)子相對，一個電機殼固定著該電機定子，并將該電機殼連接到殼體的吸入側(cè)。
更好的是，該結(jié)構(gòu)形成為這樣壓縮機主體和高速電機一體形成，一個公用工作臺支承著一個二次冷卻器、一個預(yù)冷卻器和一個油冷卻器，二次冷卻器用于冷卻在壓縮機主體中被壓縮的壓縮氣體，油冷卻器用于冷卻供給的潤滑油，并且該一體的壓縮機主體和高速電機也放置在該公用工作臺之上。此外，該結(jié)構(gòu)最好形成為這樣一個空氣冷卻器設(shè)置在壓縮機主體的下游側(cè)，該空氣冷卻器用于冷卻在壓縮機主體中被壓縮的工作空氣；一個單向閥設(shè)置在該空氣冷卻器的下游部位；一個排氣管通道在該單向閥的上游側(cè)分叉，并且其設(shè)置有一個排氣冷卻器和一個輔助排除閥；此外，還設(shè)置有一個排氣閥控制裝置，當(dāng)啟動壓縮機主體并且空載的情況下該控制裝置將排氣閥關(guān)閉，在加載的情況下該控制裝置將排氣閥打開。
因此，可以達(dá)到如下的效果(1)不再需要諸如增速齒輪、皮帶和類似的增速裝置，從而可能使該無油潤滑螺旋式壓縮機單元緊湊、輕便和廉價。
(2)不再需要一個吸入節(jié)流閥、三通電磁閥等類似物的容積控制裝置，從而可能使該無油潤滑螺旋式壓縮機單元的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。
(3)由于可通過在電動機系統(tǒng)和壓縮機主體系統(tǒng)之間使振蕩機械結(jié)構(gòu)公用，因此可將通常具有高穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)應(yīng)用到電動機系統(tǒng)和壓縮機主體系統(tǒng)中，從而可以提供一種能夠穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)到一高速范圍的無油潤滑螺旋式壓縮機單元。
(4)通過在電動機系統(tǒng)和壓縮機主體系統(tǒng)之間使部件公用，從而可能使該無油潤滑螺旋式壓縮機裝置價格低廉并可改善其穩(wěn)定性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明之無油潤滑螺旋式壓縮機的一個實施例的頂部垂直剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明之無油潤滑螺旋式壓縮機的一個實施例的前部垂直剖視圖；圖3為一垂直剖視圖，該圖示出了靠近圖1中負(fù)載側(cè)之軸承部分的細(xì)節(jié)；圖4為一垂直剖視圖，該圖示出了靠近圖1中負(fù)載對側(cè)之軸承部分的細(xì)節(jié)；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的無油潤滑螺旋式壓縮機之另一實施例的頂部垂直剖視圖；圖6為一前部正視圖，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明之無油潤滑螺旋式壓縮機的封裝狀態(tài)；圖7是圖6的側(cè)視圖，其局部由剖視圖表示出來；圖8是根據(jù)本發(fā)明的無油潤滑螺旋式壓縮機之壓縮氣體的系統(tǒng)圖。
下面將參照圖1到圖4描述本發(fā)明的一個實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明之無油潤滑螺旋式壓縮機的頂部視圖，這種壓縮機由一本發(fā)明的高速電機驅(qū)動，其用橫截面圖的形式表示；圖2以橫截面的形式表示出一個前部正視圖；圖3和圖4是顯示電機軸上支承部分之細(xì)節(jié)的垂直橫剖視圖。壓縮機主體1被構(gòu)造成這樣一對凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子的齒槽部分彼此嚙合，并容納在殼體4中，其驅(qū)動側(cè)分別容納在吸入側(cè)殼體5內(nèi)。然后，凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子3由一個吸入側(cè)軸承6和一個排出側(cè)軸承7可旋轉(zhuǎn)地支承，在吸入側(cè)軸承6和排出側(cè)軸承7中有潤滑油強制潤滑。在這種情況下，一個圓柱滾子軸承被用作吸入側(cè)軸承6，一個徑向止推滾珠軸承與該圓柱滾子軸承一起被用作排出側(cè)軸承7。
一對定時齒輪8和9安裝在凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子3的排出側(cè)軸端上，從而同步地旋轉(zhuǎn)凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子3的齒槽部分。一個軸密封裝置設(shè)置在吸入側(cè)軸承6和排出側(cè)軸承7之間，以及凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子3的齒牙部分間。該軸密封裝置設(shè)置有用于防止空氣從壓縮腔泄漏的空氣密封件10，該壓縮腔由凸形轉(zhuǎn)子2和凹形轉(zhuǎn)子3的齒牙部分以及殼體4構(gòu)成，被稱為粘性密封件的螺旋密封件11用于防止供給軸承部分的潤滑油進(jìn)入該壓縮腔。
冷卻套12設(shè)置在殼體4的外圓周部分，諸如冷卻水、冷卻劑或者類似物的液態(tài)制冷劑供給該冷卻套。在壓縮機主體1中產(chǎn)生的部分熱量與所供的冷卻水或液態(tài)制冷劑熱交換，并將熱量排出。
一個高速電機21設(shè)置有一根電機軸25、一負(fù)載側(cè)軸承29和一負(fù)載對側(cè)軸承30，其中轉(zhuǎn)子芯26固定于電機軸25的中心部位上，負(fù)載側(cè)軸承29和負(fù)載對側(cè)軸承30可旋轉(zhuǎn)地支承著電機軸兩端部附近的部分。另外，與轉(zhuǎn)子芯26相對，一個繞有定子線圈28的定子芯27固定在電機殼體23上。一固定負(fù)載側(cè)軸承29的負(fù)載側(cè)軸承蓋22設(shè)置在負(fù)載側(cè)軸的端部，該負(fù)載側(cè)軸承29用于支承電機軸25并且與電機殼體23一起形成一個殼體。同樣地，一固定負(fù)載對側(cè)軸承30的負(fù)載相對側(cè)軸承蓋24設(shè)置在負(fù)載對側(cè)軸的端部，該負(fù)載側(cè)軸承30用于支承電機軸25并且與電機殼體23一起形成一個殼體。這樣，一個用于引出定子線圈28之導(dǎo)線31的出口部分(未顯示)形成于負(fù)載對側(cè)的軸承蓋24上。
一個用于支承徑向負(fù)荷的圓柱滾子軸承被用作負(fù)載側(cè)軸承29，一個能夠支承徑向負(fù)荷和推力負(fù)荷的組合徑向止推滾柱軸承被用作負(fù)載對側(cè)的軸承30。每個軸承的尺寸都被設(shè)置成與壓縮機主體軸承的尺寸相等。另外，在將外圓周面安裝到蓋22和24上后，負(fù)載側(cè)軸承29和負(fù)載對側(cè)軸承30由軸承定位裝置32和33固定。在軸承定位裝置32和33上形成有供油孔34和35。
一用于防止?jié)櫥瓦M(jìn)入定子線圈側(cè)的軸密封裝置設(shè)置在負(fù)載側(cè)軸承29和轉(zhuǎn)子芯26之間以及負(fù)載對側(cè)軸承30和轉(zhuǎn)子芯26之間。如圖3和4所示，該軸密封裝置設(shè)置有粘性密封件41和42，一個用于擠壓粘性密封件41和42的螺紋形彈簧44，一個通過止動環(huán)45將粘性密封件41和42固定在蓋22和24內(nèi)的密封件定位器43。該粘性密封件41和42沿內(nèi)徑側(cè)相對電機軸25設(shè)置有一微小的間隙。另外，一個具有矩形螺紋槽部分的螺旋密封件形成在粘性密封件41和42的內(nèi)徑側(cè)上。此外，為了散發(fā)高速電機內(nèi)產(chǎn)生的熱量，在電機殼體23的外圓周部分設(shè)置有一個電機側(cè)冷卻套47，諸如冷卻水、冷卻劑或者類似物的液態(tài)制冷劑供給該冷卻套。
一個電機側(cè)凸緣46形成于負(fù)載側(cè)軸承蓋22的壓縮機主體側(cè)的端部，并被形成在殼體4上的凸緣16和一個螺釘所緊固。一個驅(qū)動側(cè)齒輪19被裝配到電機軸25之負(fù)載側(cè)的軸端，一個從動側(cè)齒輪18安裝在凸形轉(zhuǎn)子2的吸入側(cè)的軸端。齒輪18和19的齒數(shù)相等，增速率為1。高速電機的導(dǎo)線31與高頻變壓器20相連。
當(dāng)激勵高頻變壓器20時，電力被輸送到高速電機21側(cè)。從而，使電機軸25產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力通過一對齒輪18和19傳遞給凸形轉(zhuǎn)子2，通過各轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子齒槽部分的嚙合，使空氣被壓縮。
潤滑油從油泵(未示出)通過供油口36、37被引入供油孔34、35，并使射流從供油孔34和35噴入軸承內(nèi)部。潤滑油在潤滑和冷卻軸承后從排油孔38和39排出，最后回收到一個儲油裝置中。當(dāng)潤滑軸承時，潤滑油在內(nèi)環(huán)和外環(huán)間流過。此后，潤滑油從軸承排出并流入粘性密封件41和42，但當(dāng)電機軸25旋轉(zhuǎn)時，在粘性密封件的內(nèi)徑側(cè)部分產(chǎn)生一壓力，從而使?jié)櫥突氐礁鬏S承側(cè)。從而，就可防止?jié)櫥瓦M(jìn)入電機線圈28側(cè)。
由于鐵損耗、銅損耗和類似的損耗等電損耗產(chǎn)生熱量，因此位于高速電機21內(nèi)的定子芯27和定子線圈28要產(chǎn)生熱量。電機21由于生熱而使其溫度升高，通過電機21和供給冷卻套47的液態(tài)制冷劑(例如冷卻水)之間的熱交換，就可以冷卻電機21，其中冷卻套47設(shè)置在電機殼23內(nèi)。
這種無油潤滑螺旋式壓縮機被構(gòu)造成這樣凸形轉(zhuǎn)子的直徑約為90mm，在單一行程情況下的轉(zhuǎn)數(shù)約為20000rpm，輸出功率為55KW，排出壓力為7kgf/cm2。當(dāng)將驅(qū)動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)比設(shè)置成一比一時，如果高速電機中的電極數(shù)為2，那么該高頻變壓器的設(shè)定頻率就約為330Hz。
在這種情況下，根據(jù)本實施例，為了實現(xiàn)部件的公用和穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)振蕩力學(xué)，壓縮機主體側(cè)和高速電機側(cè)做成大體相同的結(jié)構(gòu)。也就是說，壓縮機主體和電機通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸軸端處的一個齒輪相連接，但是，考慮到軸在此處分離，電機軸和凹形轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)以及由于凸形轉(zhuǎn)子的支承部分都被做成相似的結(jié)構(gòu)。具體地說，用于支承各軸的軸承13和30被做成同樣模數(shù)，軸承6、7和29做成同樣的模數(shù)。另外，粘性密封件11和24做成同樣形狀。還有，為軸承供油的方法采用噴淋潤滑，從在電機的外圓周側(cè)和壓縮機主體的外圓周側(cè)設(shè)置冷卻套的角度考慮，它們是彼此一致的。
在這種情況下，由于壓縮機主體與高速電機通過增速率為1比1的齒輪連接，也就是說，當(dāng)利用高頻變壓器將高速電機的轉(zhuǎn)數(shù)增加到壓縮機的特定轉(zhuǎn)數(shù)時，壓縮機可以達(dá)到相等的速度和特定的轉(zhuǎn)數(shù)。因此，根據(jù)本發(fā)明，無需再設(shè)置任何增速裝置。由于高速電機可在一個大轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)被使用，因此所需的電機扭矩變小。因此，可使定子芯和定子線圈做得緊湊。如上所述，當(dāng)以一比一的增速率將壓縮機主體與高速電機連接時，可使用于驅(qū)動壓縮機的驅(qū)動系統(tǒng)之整體尺寸變小，使得有可能令壓縮機單元緊湊和降低成本。
在這種情況下，根據(jù)本實施例，壓縮機主體和高速電機以一比一的增速率連接，但是，增速率不限于此，只要該比率在二比一的增速率和一比二的減速率的范圍內(nèi)，就不必將電機和用于增速、減速的齒輪做得很大，而且仍可達(dá)到本發(fā)明的效果。在這種情況下，當(dāng)增速率增加時，電機可以做得很緊湊，但是，增速裝置的尺寸和增速裝置的所需費用都增加了，所以這不是最好的。在另一方面，可以考慮增加電機的轉(zhuǎn)數(shù)以采用減速裝置，但是，很難使該電機具有高的速度，因此該方案不實用。另外，根據(jù)本實施例，電機軸和凸形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸可用齒輪連接起來，但是，不用說，也可以使用諸如齒輪聯(lián)軸節(jié)和隔膜連軸器等的通用連軸器，或者使用花鍵和花鍵聯(lián)軸器組合的通用連接方式。
下面將參照圖5描述本發(fā)明的另一實施例。在該實施例中，圖5所示的部件與上述實施例中涉及到的部件相同，并使用了相同的附圖標(biāo)記。本實施例與圖1所示的實施例的一個不同點在于壓縮機主體1上凸形轉(zhuǎn)子2的軸與高速電機21的電機軸為一體形成的結(jié)構(gòu)。換句話說，除了將凸形轉(zhuǎn)子軸連接到高速電機旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)以外，壓縮機主體1a和高速電機側(cè)各部件基本上都與上述實施例相同。
定子芯27和定子線圈28固定于電機殼體23a上。高速電機的轉(zhuǎn)子芯26固定于凸形轉(zhuǎn)子2a之吸入側(cè)的軸部2b，凸形轉(zhuǎn)子2a在其中部形成有凸形齒。凸形轉(zhuǎn)子2a可旋轉(zhuǎn)地支承在排出側(cè)軸承7和13以及負(fù)載對側(cè)軸承30a上，其中排出側(cè)軸承7和13位于靠近凸形齒部分的軸端側(cè)，負(fù)載對側(cè)軸承30a位于更靠近轉(zhuǎn)子芯26的端部側(cè)。一個凹形轉(zhuǎn)子3a以與凸形轉(zhuǎn)子2a同樣的方式支承在位于排出側(cè)的排出側(cè)軸承7和13上和位于吸入側(cè)的吸入側(cè)軸承6a上。但是，與上述實施例不同的是，齒輪不是安裝在吸入側(cè)端部。一個圓柱滾子軸承和一個組合的徑向止推滾珠軸承用作凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)軸承7和13，一個油脂潤滑型滾柱軸承6a用作凹形轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)軸承6a。作為一個用于散發(fā)在壓縮機主體和高速電機中產(chǎn)生的熱量的冷卻結(jié)構(gòu)，在殼體2和電機殼體23的外圓周部分分別形成有散熱片48和49。
與前面的實施例相比，在這樣構(gòu)造的本實施例中，不再需要吸入側(cè)軸承和凸形轉(zhuǎn)子側(cè)的軸密封裝置、負(fù)載側(cè)軸承和高速電機側(cè)的軸密封裝置以及傳遞高速電機之動力的齒輪，這樣就有可能使包括壓縮機主體的驅(qū)動系統(tǒng)緊湊和廉價。在本實施例中，凸形轉(zhuǎn)子的軸與電機軸共用，但是，不用說，凹形轉(zhuǎn)子的軸也可以與電機軸共用。
下面將參照圖6和圖7描述在封裝內(nèi)的無油螺旋式壓縮機的布置狀態(tài)，該壓縮機具有壓縮機主體和與其一體的電機，以及上述任一實施例中的結(jié)構(gòu)。在壓縮機主體與高速電機成一體之后，該集成組件設(shè)置于一個主體工作臺51上，主體工作臺51也同時用作一個冷卻裝置。將主體工作臺51分隔成兩個腔。第一腔51a對應(yīng)于一個用于容納壓縮空氣冷卻裝置的腔，該腔內(nèi)裝配有用于初始冷卻空氣的預(yù)冷卻器52、二次冷卻空氣的二次冷卻器53以及在卸載時冷卻排出空氣的排氣冷卻器。第二腔51b對應(yīng)于一個被用作油回收器的腔，該腔內(nèi)容納有用于冷卻潤滑油的油冷卻器55。
預(yù)冷卻器52，二次冷卻器53和排氣冷卻器54均設(shè)置有U形冷卻管，冷卻水流經(jīng)每根冷卻管的外側(cè)。另一方面，油冷卻器55也設(shè)置有U形冷卻管，潤滑油被引入該管的外側(cè)。裝有單向閥56的水箱57a設(shè)置在主體工作臺上的第一腔51a之側(cè)面，具有冷卻水進(jìn)口和出口的冷卻水箱57b設(shè)置在第二腔51b的側(cè)面。壓縮機主體1和預(yù)冷卻器52通過排出管58而彼此連接，高速電機21的排出口35、36與油冷卻器55通過排油管59、60相連。在這種情況下，一個吸入過濾器90安裝在壓縮機主體1的吸入側(cè)，設(shè)置有排氣閥91的排氣管98安裝在排出側(cè)。一個排氣消音器83安裝在排氣管的前端部。然后，主體工作臺51，壓縮機主體1，高速電機21和吸入及排出管系統(tǒng)被裝配在殼體95內(nèi)，以形成一個封裝型的無油潤滑螺旋式壓縮機。
可以通過整體裝配壓縮機主體和高速電機并將整體裝配的組件直接放置在主體工作臺上，來縮短用于連接整體裝配而成的組件和各冷卻器的管的長度，其中主體工作臺用于容納預(yù)冷卻器、二次冷卻器和類似物，從而有可能減少壓縮機封裝內(nèi)的浪費空間，并通過使主體工作臺的縱向尺寸基本等于整體裝配而成的組件之縱向尺寸而使壓縮機單元緊湊、輕便。
下面將參照圖8對通過使用變壓器來控制圖1或圖5所示之實施例中無油潤滑螺旋式壓縮機之轉(zhuǎn)數(shù)的情況作出說明。在傳統(tǒng)的無油潤滑壓縮機中，一個卸載組件設(shè)置于壓縮機主體的吸入側(cè)。該卸載組件包括有一個汽缸，一個吸入節(jié)流閥，一個排氣閥，一個卸載體及類似物。
在另一方面，根據(jù)本發(fā)明，一個容量控制裝置并未設(shè)置在壓縮機的吸入側(cè)，而是一個吸入過濾器直接設(shè)置于該吸入側(cè)。另外，壓縮機主體1，用于初次冷卻具有較高溫度之壓縮氣體的預(yù)冷卻器52，單向閥55和用于二次冷卻具有較高溫度之壓縮氣體的二次冷卻器53通過排出管58順序連接。接著，排氣管93設(shè)置在單向閥55的初級側(cè)和預(yù)冷卻器的次級側(cè)，排氣電磁閥91設(shè)置在排氣管93內(nèi)。排氣閥91的操作根據(jù)壓縮機的操作和壓縮機主體的轉(zhuǎn)數(shù)而變化。該操作狀態(tài)如表1所示。
表1
<p>在這種情況下，壓縮機主體所用的最大轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為20000rpm，將其一半，即10000rpm設(shè)定為卸載時的轉(zhuǎn)數(shù)，即轉(zhuǎn)數(shù)的下限。
在啟動時，通過一控制裝置(未示出)將壓縮機主體加速到最大轉(zhuǎn)數(shù)。這時，當(dāng)打開排氣閥91時，壓縮空氣被排出并使排出壓力降低，從而能夠減少變壓器側(cè)的負(fù)載。在加載時，一個壓力傳感器92檢測在所需管路側(cè)的所用氣體量的增加或減少，變壓器控制壓縮機主體的轉(zhuǎn)數(shù)，從而使壓縮機單元出口處由壓力傳感器92檢測到的壓力保持恒定，從而控制排出氣體的量。
當(dāng)在加載狀態(tài)時減少所用氣體的量時，控制裝置就減少壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)。當(dāng)所用氣體繼續(xù)減少時，壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)到達(dá)一個下限值10000rpm。在這種狀態(tài)中，當(dāng)壓力傳感器92檢測到壓力增加時，該控制裝置調(diào)節(jié)處于卸載操作狀態(tài)的壓縮機，從而使控制裝置輸出一個打開排氣閥91的命令。當(dāng)打開排氣閥91以排出壓縮空氣時，壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)橄孪拗?，排出壓力降低，壓縮機的動力減小，在這種情況下，根據(jù)本實施例，根據(jù)壓力傳感器92的檢測壓力而電動地打開和關(guān)閉的電磁閥用作排氣閥91，但是，本發(fā)明不限于此。
在以上述方式構(gòu)造的本實施例中，由于變壓器和排氣閥組合，故不再需要通常使用的卸載裝置。
權(quán)利要求
1.一種無油潤滑螺旋式壓縮機，包括一電機軸，該軸上固定有一電機轉(zhuǎn)子；一個用于固定設(shè)置在所述電機轉(zhuǎn)子對側(cè)的電機定子的電機殼體；一個凸形轉(zhuǎn)子，其上形成有螺旋凸形齒；一個凹形轉(zhuǎn)子，其上形成有螺旋凹形齒；以及一個用于容納凸形轉(zhuǎn)子和該凹形轉(zhuǎn)子的殼體，所述電機具有與所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中至少之一相同的轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于形成在所述凸形轉(zhuǎn)子和所述凹形轉(zhuǎn)子中任一個上的旋轉(zhuǎn)軸與所述電機軸形成為一個整體旋轉(zhuǎn)軸。
3.如權(quán)利要求1所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于一個第一齒輪設(shè)置在所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中任一個的一端側(cè)，一個與第一齒輪嚙合的第二齒輪設(shè)置在所述電機軸的一端側(cè)，第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比大致設(shè)置成一比一。
4.一種無油潤滑螺旋式壓縮機，包括一個設(shè)置有一凸形轉(zhuǎn)子和一凹形轉(zhuǎn)子的壓縮機主體，和一個用于旋轉(zhuǎn)該壓縮機主體的高頻電動機，所述高頻電動機具有與所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中至少一個相等的旋轉(zhuǎn)速度。
5.如權(quán)利要求4所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于一個第一齒輪設(shè)置在所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子中任一個的一端側(cè)，一個與第一齒輪嚙合的第二齒輪設(shè)置在所述高頻電動機的一端側(cè)，第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比設(shè)置為一比一。
6.如權(quán)利要求4所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于一個用于旋轉(zhuǎn)地支承所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子的滾柱軸承設(shè)置在每個轉(zhuǎn)子內(nèi)，一個與該滾柱軸承具有相同尺寸的滾柱軸承設(shè)置在所述高頻電動機內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于用于密封向支承所述凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子的滾柱軸承供給潤滑油的螺旋密封件設(shè)置在每個轉(zhuǎn)子中，并設(shè)置有一個用于密封向設(shè)置在所述高頻電動機中的滾柱軸承供給潤滑油的螺旋密封件，這些螺旋密封件的尺寸彼此相同。
8.一種無油潤滑螺旋式壓縮機，包括一個壓縮機主體，該壓縮機主體設(shè)置有容納在一殼體中并彼此嚙合的一個凸形轉(zhuǎn)子和一個凹形轉(zhuǎn)子；用于支承凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子的第一和第二軸承；以及一個用于防止油進(jìn)入由所述殼體、凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子構(gòu)成的壓縮腔的軸密封裝置；還包括一個由高頻變壓器驅(qū)動并與壓縮機主體的吸入側(cè)相連的高速電機；所述高速電機設(shè)置有其中形成有電機轉(zhuǎn)子的電機軸；一個用于旋轉(zhuǎn)和支承所說電機軸的第三軸承；以及一個用于防止用于潤滑第三軸承的潤滑油進(jìn)入所說高速電機的第二軸密封裝置；所述第一、第二和第三軸承做成彼此相同，所述第一軸密封裝置和所述第二軸密封裝置也做成相同的。
9.如權(quán)利要求8所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于第一齒輪安裝在凸形轉(zhuǎn)子的軸端側(cè)，凸形轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述壓縮機主體內(nèi)；與第一齒輪嚙合的第二齒輪設(shè)置在高速電機的軸端，高速電機位于負(fù)載側(cè)；第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比被設(shè)定為二比一到一比二的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于設(shè)置在所述壓縮機主體內(nèi)的凸形轉(zhuǎn)子的軸端利用一個聯(lián)軸器或者一個花鍵直接與所述高速電機之負(fù)載側(cè)的軸端相連。
11.如權(quán)利要求8所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于所述壓縮機主體另外還包括支承所述凸形轉(zhuǎn)子并設(shè)置在該轉(zhuǎn)子兩端部的軸承，一個位于這些軸承之一和所述凸形轉(zhuǎn)子的齒形部分之間并安裝在該凸形轉(zhuǎn)子上的電機轉(zhuǎn)子，一個與該電機轉(zhuǎn)子相對的電機定子，以及一個用于固定該電機定子的電機殼，所述電機殼連接到所述殼體的吸入側(cè)。
12.如權(quán)利要求8所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于所述壓縮機主體和所述高速電機形成為一體，一個共用工作臺承載著一個二次冷卻器、一個預(yù)冷卻器和一個油冷卻器，二次冷卻器用于冷卻在所述壓縮機主體中壓縮的壓縮空氣，油冷卻器用于冷卻供給的潤滑油，所述形成為一體的壓縮機主體和高速電機設(shè)置于該共用工作臺上。
13.如權(quán)利要求8所述的無油潤滑螺旋式壓縮機，其特征在于一個用于冷卻在壓縮機主體中被壓縮的工作氣體的空氣冷卻器設(shè)置于所述壓縮機主體的下游側(cè)，一個單向閥設(shè)置在該空氣冷卻器的下游部位，并設(shè)置有一個分支于該單向閥上游的空氣排出管路，其具有一個排氣冷卻器和一個輔助排出閥，并設(shè)置有一個排氣閥控制裝置，它在所述壓縮機主體啟動時并在沒有負(fù)載的情況下操作排氣閥而將其關(guān)閉，在有負(fù)載的情況下操作排氣閥而將其打開。
全文摘要
一種無油潤滑螺旋式壓縮機,包括一個通過一驅(qū)動側(cè)齒輪和一從動側(cè)齒輪直接與一個高速電機相連的壓縮機主體,該驅(qū)動齒輪和從動齒輪具有相同的速率。高速電機側(cè)軸承與壓縮機主體側(cè)的軸承尺寸相同。用與設(shè)置在凸形轉(zhuǎn)子和凹形轉(zhuǎn)子兩端部的粘性密封件相同的材料制造一密封件,該密封件作為粘性密封件設(shè)置在電機軸的兩端部。高速電機被一高頻高壓器驅(qū)動。電動機側(cè)和壓縮機主體側(cè)被制成一個轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu),它相對一公用齒輪部分對稱地模鍛。
文檔編號F04C28/06GK1253239SQ9912022
公開日2000年5月17日 申請日期1999年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月17日
發(fā)明者西村仁, 鈴木昭 申請人:株式會社日立制作所