CN101418801B - 用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋式压缩机，在螺旋式压缩机中具有：对相互咬合的阴阳一对螺旋转子进行收容的转子室；和保持对螺旋转子的转子轴进行支承的轴承，并具有对润滑油进行储存的油存留部的轴承室；为了冷却螺旋转子，贯通油存留部而设置且流动有被导入到转子室的冷却流体的冷却配管。利用这样的构成，对螺旋式压缩机的轴承用润滑油进行冷却。

Description

用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种螺旋式压缩机。 

背景技术

在通过阴阳一对螺旋转子压缩空气的螺旋式压缩机中，为了螺旋转子间及螺旋转子与转子室之间的润滑及密封、或螺旋转子等的冷却，一般会向转子室内注入润滑油。在这种利用润滑油的螺旋式压缩机中，利用油分离器从排出的压缩空气中分离出润滑油，并将分离出的润滑油再次注入到转子室内。而且，润滑油还被注入到对支承螺旋转子的轴的轴承进行收容的轴承室，对轴承进行润滑，从轴承室溢出的润滑油被回收，再次注入到转子室或轴承室。由于在转子室或轴承中产生的热使润滑油的温度上升，所以，大多的螺旋式压缩机具备对回收的润滑油进行冷却的油冷却器。 

在这种油冷的螺旋式压缩机中，利用油分离器从排出的压缩空气中分离出润滑油，但难以从压缩空气中完全除去油份。因此，在需要不含有油份的清洁压缩空气的食品工厂、药品工厂、精密设备工厂等中，不能够使用利用油对螺旋转子进行润滑的螺旋式压缩机。因此，提出了一种向转子室供给水，通过水对螺旋转子进行润滑、密封及冷却的螺旋式压缩机。 

不过，由于水的粘度低，所以，难以使螺旋转子之间直接啮合。因此，在利用水对金属制的螺旋转子进行润滑的螺旋式压缩机中，需要在转子轴的端部设置相互咬合、取得螺旋转子之间的同步的同步齿轮。在螺旋式压缩机中，同步齿轮、转子轴的轴承及将马达的旋转力传递给转子轴的齿轮等都需要润滑，但难以通过水对它们进行充分的润滑。 

如果采用滑动轴承作为螺旋转子的轴承，则也可以通过水来润滑轴承。但是，滑动轴承由于间隙大，所以调心精度低、磨耗也大，因磨耗而存在寿命短的缺点，因此优选使用滚动轴承。 

另外，通过使用树脂制的螺旋转子，即便通过水润滑，也能够使螺旋转子之间直接啮合。但是，由于树脂制的螺旋转子与金属制的螺旋转 子相比，其线膨胀系数大、随着时间的流逝有可能吸收水分而引起膨胀，所以，必须增大间隙，存在着性能劣化的问题。 

综上所述，在水润滑式的螺旋式压缩机中，也希望通过润滑油润滑轴承或齿轮。因此，在水润滑式的螺旋式压缩机中，向收容轴承及齿轮的轴承室封入润滑油，形成了浸渍轴承或齿轮的一部分那样的油存留部。但是，因轴承或齿轮的摩擦而产生的热会导致润滑油的温度上升，存在着引起润滑不良、或使润滑油的寿命降低的问题。而且，如果设置将仅用于对轴承及齿轮进行润滑的润滑油导出到压缩机的外部、使其循环冷却的附带设备，则将导致成本负担过大。 

发明内容

本发明鉴于前述问题点提出，其课题在于，提供一种能够对螺旋式压缩机的、尤其是用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机的轴承用润滑油进行冷却的螺旋式压缩机。 

为了解决前述课题，本发明的螺旋式压缩机包括：转子室、收容在前述转子室中的相互咬合的阴阳一对螺旋转子、支承前述螺旋转子的转子轴的轴承、保持前述轴承并具备储存润滑油的油存留部的轴承室、及冷却配管，该冷却配管设置成贯穿前述油存留部，并且冷却流体在该冷却配管中流动。 

根据该构成，能够在螺旋式压缩机的内部借助冷却配管使轴承用润滑油与冷却流体热交换而将轴承用润滑油冷却。而且，由于该构成简单，所以成本只会稍微增加，基于润滑油的冷却，还可防止润滑不良，使润滑油与轴承的寿命延长，从而实现螺旋式压缩机的高速运转。 

并且，在本发明的螺旋式压缩机中，优选前述冷却配管按照能够将前述冷却流体提供给前述转子室的方式与前述转子室导通。 

根据该构成，由于使用螺旋转子的冷却水作为冷却润滑油的冷却流体，所以不需要专用的冷却设备。 

另外，在本发明的螺旋式压缩机中，也可以为，前述螺旋转子的至少任一个转子轴在前述轴承室内具有齿轮，前述齿轮至少局部浸渍在前述油存留部中。 

根据该构成，除了轴承之外，还可以通过润滑油对齿轮进行润滑及冷却。

此外，在本发明的螺旋式压缩机中，前述油存留部可形成为圆筒形，其中前述齿轮的至少浸渍在前述润滑油中的部分的正下方的外形，比前述齿轮的外周稍大。 

根据该构成，由于可减少齿轮搅拌的润滑油的量，降低热的产生，所以，能够将润滑油的温度保持得较低。 

而且，在本发明的螺旋式压缩机中，前述齿轮可以是用于传递来自驱动源的旋转力的连接齿轮，也可以是设置在两个前述转子轴中的每一个上，并且相互咬合来使前述转子轴同步旋转的同步齿轮。 

根据本发明，可以对螺旋转子的驱动及同步用的齿轮进行润滑和冷却。 

并且，在本发明的螺旋式压缩机中，也可以是，贯通浸渍有前述连接齿轮的前述油存留部的前述冷却配管的直径，比贯通浸渍有前述同步齿轮的前述油存留部的前述冷却配管的直径大。 

根据该构成，由于连接齿轮的润滑油与冷却流体的传热面积，比同步齿轮的润滑油与冷却流体的传热面积大，所以，与同步齿轮相比传递转矩大，能够充分冷却发热量大的连接齿轮的润滑油。 

另外，在本发明的螺旋式压缩机中，也可以是，将贯通浸渍有前述连接齿轮的前述油存留部的前述冷却配管、和贯通浸渍有前述同步齿轮的前述油存留部的前述冷却配管并列连接。 

根据该构成，可以通过配管直径等，使在贯通浸渍有连接齿轮的油存留部的冷却配管中流动的冷却流体的流量、与在贯通浸渍有同步齿轮的油存留部的冷却配管中流动的冷却流体的流量不同，从而可自由设定冷却效果之差。 

此外，在本发明的螺旋式压缩机中，也可以是，前述冷却配管由铜管构成。 

根据该构成，可以利用热传导率高的铜管高效地冷却润滑油。 

而且，在本发明的螺旋式压缩机中，也可以是，在形成前述轴承室的壳体的外侧设置有散热片。 

根据该构成，可以在与冷却流体的热交换的基础上，借助壳体向外部气体释放润滑油的热。 

根据本发明，通过设置贯通转子轴的轴承的润滑油的油存留部的冷却配管这一简单的结构，可以冷却润滑油。由此，能够防止润滑油不良， 使润滑油和轴承寿命延长，能够实现螺旋式压缩机的高速运转。 

附图说明

图1是本发明第一实施方式的螺旋式压缩机的水平剖视图。 

图2是图1的螺旋式压缩机的垂直剖视图。 

图3是图1的螺旋式压缩机的吸入侧的轴承室的剖视图。 

图4是图1的螺旋式压缩机的排出侧的轴承室的剖视图。 

图5是本发明第二实施方式的螺旋式压缩机的水平剖视图。 

图6是图5的螺旋式压缩机的垂直剖视图。 

图7是本发明第三实施方式的螺旋式压缩机的水平剖视图。 

图8是本发明第四实施方式的螺旋式压缩机的水平剖视图。 

图9是本发明第五实施方式的螺旋式压缩机的垂直剖视图。 

图10是图9的螺旋式压缩机的排出侧的轴承室的剖视图。 

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。 

图1及2表示了本发明第一实施方式的螺旋式压缩机1。螺旋式压缩机1在形成于壳体2的转子室3中，可旋转地收容有相互咬合的阴阳一对螺旋转子(阳转子及阴转子)4、5。 

螺旋转子4、5通过旋转，从与形成于壳体2的转子室3连通的吸入口6吸入空气、进行压缩，从排出口7排出压缩空气。 

螺旋转子4、5的转子轴8、9被滚动轴承12、13支承为能够旋转，其中滚动轴承12、13被保持在分别形成于转子室3的两侧的轴承室10、11内。转子室3和轴承室10、11被密封部件14、15隔离。吸入侧的轴承室10被马达16的凸缘17密封，排出侧的轴承室11被罩18密封。 

在阳转子4的转子轴8的吸入侧端部设置有连接齿轮19。连接齿轮19与设置于马达轴20的驱动齿轮21咬合，将马达16的旋转力传递给转子轴8，其中，所述马达轴20从马达16的凸缘17向轴承室10内突出。 

而且，在转子轴8、9的排出侧端部设置有相互咬合的同步齿轮22、23。同步齿轮22、23使转子轴8、9的旋转同步，使螺旋转子4、5保持间隙、相互不接触地旋转。 

如图2所示，轴承室10、11中分别封入有对轴承12、13进行润滑 的润滑油。被封入的润滑油储存在轴承室10、11的下方，分别形成了油存留部24、25。油存留部24、25的液面为浸渍轴承12、13、连接齿轮19及同步齿轮22、23的至少一部分的高度。 

并且如图3及图4所示，螺旋式压缩机1具有：按照贯通吸入侧的轴承室10的油存留部24的方式，从外侧向内侧、进而从内侧向外侧贯通壳体2的、由铜管构成的冷却配管26；和按照贯通排出侧的轴承室11的油存留部25的方式，从外侧向内侧、进而从内侧向外侧贯通罩18的、由铜管构成的冷却配管27。冷却配管26、27通过热电偶的设置等所使用的镗过孔的直通(ボァ—ドスル—)型接头28，气密地安装于壳体2及罩18。 

如图1所示，从水冷却器29向贯通吸入侧的轴承室10的冷却配管26供给冷却水(冷却流体)，在贯通轴承室10的油存留部24的冷却配管26之中贯通流过的冷却水，进而在贯通排出侧的轴承室11的油存留部25的冷却配管27内流过贯通，被供给到转子室3。供给到转子室3的冷却水不仅对转子室3及螺旋转子4、5进行冷却，而且，对螺旋转子4、5之间、及螺旋转子4、5与转子室3的内壁之间进行密封。供给到转子室3的冷却水与压缩空气一同从排出口7排出，在气液分离器30从压缩空气中分离出，回流到水冷却器29中。 

在螺旋式压缩机1中，封入在轴承室10、11中的润滑油因轴承12、13的滚动摩擦、连接齿轮19与驱动齿轮21的摩擦、同步齿轮22、23之间的摩擦所产生的发热，及润滑油被搅拌而产生的发热，会导致温度上升。不过，由于在冷却配管26、27内流动的冷却水会借助冷却配管26、27与润滑油进行热交换，夺取润滑油的热，所以，可防止润滑油的温度过度上升。 

这样，由于在螺旋式压缩机1中通过设置冷却配管26、27，可以防止润滑油的过热，所以，能够防止因润滑不良而导致轴承12、13或齿轮18、21、22、23的烧结，从而可使螺旋转子4、5高速旋转，能够提高压缩能力。并且，通过润滑油的过热防止也可以预防润滑油劣化，从而可降低螺旋式压缩机1的维护成本。 

接着，图5及图6表示了本发明第二实施方式的螺旋式压缩机1。在以下的说明中，对与先前已说明的构成要素相同的构成要素赋予相同的附图标记，并省略说明。在本实施方式的螺旋式压缩机1中，贯通收容 有连接齿轮19的轴承室10的油存留部24的冷却配管26的直径，比贯通收容有同步齿轮22、23的轴承室11的油存留部25的冷却配管27的直径大。 

连接齿轮19将马达16输出的转矩全部传递给阳转子4的转子轴8，同步齿轮22、23将马达16的转矩的一部分传递给阴转子5的转子轴9，来取得两个转子轴8、9间的同步。因此，连接齿轮19及驱动齿轮21的发热量比同步齿轮22、23的发热量大。本实施方式中，根据轴承室10、11内的发热量，使冷却配管26、27和油存留部24、25的传热面积不同，从而可以将油存留部24的温度与油存留部25的温度冷却到近似相同的温度。另外，如果冷却配管26、27的口径增大，则冷却配管26、27内的冷却水的流速降低，传热面积的增加引起冷却效率的上升，胜于流速的降低引起的冷却效率的降低。 

图7表示了本发明第三实施方式的螺旋式压缩机1。在本实施方式的螺旋式压缩机1中，不仅贯通轴承室10的冷却配管26的直径比贯通轴承室11的冷却配管27的直径大，而且还将冷却配管26与冷却配管27并列连接。即，从冷却器29供给的冷却水立即分支，分别提供给冷却配管26和冷却配管27，在冷却配管26、27中贯通流过的冷却水合流导入到转子室3。 

本实施方式中，冷却配管26内的冷却水的流速不比冷却配管27内的冷却水的流速慢。而且，还可以使用节流阀等，自如地设定冷却配管26与冷却配管27的冷却水流速之比。因此，在连接齿轮19及驱动齿轮21的发热量与同步齿轮22、23的发热量相比相当大的情况下，也能够适当地设定油存留部24的冷却能力与油存留部25的冷却能力之比。 

图8表示本发明第四实施方式的螺旋式压缩机1。本实施方式的螺旋式压缩机1，在形成轴承室10的壳体2及密封轴承室11的罩18的外侧突出形成有散热片31。由于本实施方式还可以通过该散热片31将润滑油的热向外部气体放散，所以，进一步提高了对封入在轴承室10及轴承室11内的润滑油进行冷却的效果。 

图9表示本发明第五实施方式的螺旋式压缩机1。在本实施方式的螺旋式压缩机1中，进而如图10所示的轴承室11那样，形成轴承室10的壳体2及密封轴承室11的罩18分别形成为，对连接齿轮19及同步齿轮22、23的正下方的油存留部的外形进行划定的部分，比连接齿轮19及同 步齿轮22、23的外周稍大的圆筒形。即，壳体2及罩18形成为，划定油存留部24、25的外形的部分的、相对转子轴8、9垂直的方向的截面的形状，分别成为比齿轮19、22、23的外形稍大的直径的圆弧。由此，连接齿轮19及同步齿轮22、23直接搅拌的润滑油的量减少，可减少润滑油的发热量。 

在上述实施方式中，冷却配管26、27使用了铜管，由于铜管不仅热传导率高，而且能够通过市场上廉价销售的管接头容易地配设管线，所以，还有助于制造成本的降低。 

并且，以上的说明中，针对在利用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机中，还可以利用提供给转子室的冷却水冷却轴承室的油存留部的润滑油这一特别优选实施方式进行了说明。不过，本发明例如还能够应用在由同步齿轮驱动相互咬合的螺旋转子，不将油、水提供给转子室的所谓无油螺旋式压缩机等。

Claims (10)

1.一种用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，包括：

转子室、

收容在前述转子室中的相互咬合的阴阳一对螺旋转子、支承前述螺旋转子的转子轴的轴承、

保持前述轴承并具备储存润滑油的油存留部的轴承室、及

冷却配管，该冷却配管设置成贯通前述油存留部，并且冷却流体在该冷却配管中流动，

前述冷却配管按照能够将前述冷却流体提供给前述转子室并利用前述冷却流体润滑螺旋转子的方式与前述转子室导通，

前述冷却流体为水。

2.根据权利要求1所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述螺旋转子的至少任一个转子轴在前述轴承室内具有齿轮，

前述齿轮至少局部被浸渍在前述油存留部中。

3.根据权利要求2所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述油存留部形成为圆筒形，其中前述齿轮的至少浸渍在前述润滑油中的部分的正下方的外形，比前述齿轮的外周稍大。

4.根据权利要求2所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述齿轮是用于传递来自驱动源的旋转力的连接齿轮。

5.根据权利要求2所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述齿轮是设置在两个前述转子轴中的每一个上，并且相互咬合来使前述转子轴同步旋转的同步齿轮。

6.根据权利要求2所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述齿轮包括：用于传递来自驱动源的旋转力的连接齿轮；和设置于两个前述转子轴的各自的与前述连接齿轮相反侧的端部，相互咬合来使前述转子轴同步旋转的同步齿轮。

7.根据权利要求6所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

贯通浸渍有前述连接齿轮的前述油存留部的前述冷却配管的直径，比贯通浸渍有前述同步齿轮的前述油存留部的前述冷却配管的直径大。

8.根据权利要求6所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

将贯通浸渍有前述连接齿轮的前述油存留部的前述冷却配管、和贯通浸渍有前述同步齿轮的前述油存留部的前述冷却配管并列连接。

9.根据权利要求1所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

前述冷却配管由铜管构成。

10.根据权利要求1所述的用水润滑螺旋转子的螺旋式压缩机，其特征在于，

在形成前述轴承室的壳体的外侧设置有散热片。

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