CN101440813A - 低噪音型液冷式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明的低噪音型液冷式压缩机是具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子的液冷式螺杆压缩机，其中，在吸入向上述螺杆转子供给的气体的吸入流路上设置有注油口，从该注油口向上述吸入流路注入液体。根据这样的结构，即使压缩机的转速变化且发生噪音的频率变化，也能够在各种的运转状态中获得低噪音效果，降低主要通过压缩机的吸入流路而放出到外部的噪音的振幅，特别地降低压缩机本体的吸入侧的脉冲振幅从而抑制噪音值。

Description

低噪音型液冷式压缩机

技术领域

本发明涉及一种低噪音型液冷式压缩机，在具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子的液冷式螺杆压缩机中，抑制主要通过压缩机的吸入流路而放出到外部的噪音的振幅、特别地降低压缩机本体的吸入侧的脉冲振幅而抑制噪音值。

背景技术

螺杆压缩机的螺杆转子(以下也称作转子)的温度伴随流体被压缩而上升。因而，需要冷却螺杆转子的冷却机构。作为这样的冷却机构，一般地从以往采用利用外部的冷却装置而进行冷却空气或冷却液的供给等的方式。

因此首先，对于作为上述冷却液使用冷却油(以下也简称为油)的油冷式螺杆压缩机的一般的冷却机构，以下参照图8进行说明。图8是以往的一般的油冷式螺杆压缩机的本体剖面图。

该油冷式螺杆压缩机31，在转子外壳30内具备互相啮合的阴阳一对的螺杆转子32。该螺杆转子32被吸入侧的轴承部33以及排出侧的轴承部34能够旋转地支承，在这些轴承部33、34与螺杆转子32之间分别设置有轴密封部35、36。此外，在轴承部33、34、轴密封部35、36以及螺杆压缩机31内的气体压缩空间部即转子室37等的注油部位上设置有用于注油的注油孔38、39以及40。

而且，从螺杆压缩机31的吸入口41吸入的气体一边承受来自上述注油孔38、39以及40的油注入一边被压缩，与油一起作为压缩气体而从排出口42排出。排出的压缩气体以及油在未图示的油分离回收器中互相分离，压缩气体被送出到排出流路43。在此，注入到上述转子室37的油起到气体压缩部的冷却、螺杆转子32彼此之间以及螺杆转子32与转子外壳30的内壁部之间的密封以及润滑的作用。

接着，对于压缩机的以往例的噪音对策技术，以下参照附图9、10进行说明。图9是表示以往例的二级免加油压缩机的一实施例的系统图，图10是表示以往例的压缩机的消音器的一实施例的剖视图。

作为以往例的压缩机的噪音对策，未图示，但存在一种带箱螺杆压缩机，将具有重量、作为励振源的压缩机本体和电动机通过台架以及支柱而刚性地支承在地面上，由此将振动振幅抑制为较小而防止向箱的台板或罩的振动传播的(参照特开平7·208361号)。但是，该以往例抑制压缩机本体以及电动机的励振振动的传播，没有考虑到抑制压缩机本体发生的噪音自身。特别地，因为压缩机必须吸入外部气体，所以难以使来自吸入口的脉动音不易向外部漏出。

接着，如图9所示，以往例的二级免加油压缩机，存在一种压缩机，排出管沿其主要的长度而多个化，例如将低级压缩机的排出管形成为两根的排出管51、52，从而使透过损失增大，使以压缩机的排出压力的脉动为起因的噪音值降低(参照特开平7·133774号)。该压缩机对以排出压力的脉动为起因的噪音，对2kHz以上的确定的频率成分发挥降低效果，但是若使螺杆转速变化则发生噪音的频率变化，无法在所有的运转状态中获得低噪音效果。

此外，如图10所示，其他的以往例的压缩机的消音器具备：与压缩机的排出孔连通的第一消音器54、和经由连接配管53与第一消音器54连通的第二消音器55，通过在上述连接配管53上设置腔56，将压缩机的排出压力的脉动使在多层消音器构造的消音器间发生的气柱共鸣频率从压力脉动的基本频率避开，从而防止消音效果的降低(参照特开平6·10875号)。在本以往例中，和上述以往例相同，对确定的频率带的排出压力的脉动的噪音降低发挥效果，但是若使压缩机的转速变化则发生噪音的频率变化，无法在所有的运转状态中获得低噪音效果。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种低噪音型液冷式压缩机，即使压缩机的转速变化而发生噪音的频率变化，也能够在各种的运转状态中获得低噪音效果，降低主要通过压缩机的吸入流路而放出到外部的噪音的振幅，特别地降低压缩机本体的吸入侧的脉动振幅从而抑制噪音值。

为了达成上述目的，本发明的液冷式压缩机是具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子的螺杆压缩机，其中，在吸入供给给上述螺杆转子的气体的吸入流路上设置有注油口，从该注油口向上述吸入流路注入液体。

根据上述结构的液冷式压缩机，在具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子的液冷式螺杆压缩机中，在吸入向上述螺杆转子供给的气体的吸入流路上设置有注油口，并从该注油口向上述吸入流路注入液体，由此，注入到上述注油口的液体在压缩机的吸入流路中作为重量物而起作用，能够降低主要通过压缩机的吸入流路放出到外部的噪音的振幅、特别地能够降低压缩机的吸入侧的脉动音的振动振幅而降低噪音值。

在上述的液冷式压缩机中，可以构成为上述液体能够注入收纳有螺杆转子的转子室中，在排出压缩后的压缩气体的排出流路上，设置有用于分离上述压缩空气和液体并回收分离后的液体的液体分离回收机构，用于注入由上述液体分离回收机构分离回收的液体的注油线与上述注油口连接。利用这样的结构，不需要另外的液体供给机构，能够将用于螺杆转子的冷却、润滑以及上述转子间的密封的冷却液作为用于降低噪音值的液体而有效运用。

或者，在上述的液冷式压缩机中，也可以在上述吸入流路上设置用于检测吸入侧的脉动音的声压检测机构，在上述注油线上设置用于调节液体流量的流量调节机构，并设置有接收由上述声压检测机构而检测出的声压信号、并基于该声压信号来控制上述流量调节机构的控制机构。利用这样的结构，能够对于吸入流路中的每个脉动音，进而每个压缩机的转速而供给适量的液体，能够实现最有效的低噪音效果。

或者，在上述的液冷式压缩机中，可以在驱动上述螺杆转子的驱动马达上设置逆变器，在上述注油线上设置用于调节液体流量的流量调节机构，并设置有接收由上述逆变器对上述驱动马达指示的频率信号、并基于该频率信号来控制上述流量调节机构的控制机构。利用这样的结构，能够对于吸入流路中的每个脉动音，进而每个压缩机的转速而供给适量的液体，能够实现最有效的低噪音效果。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式1的低噪音型液冷式压缩机的系统图。

图2是用于说明本发明的实施方式2的低噪音型液冷式压缩机的系统图。

图3是本发明的比较例的通过声压传感器检测出的脉动音的一例。

图4是本发明的实施例的螺杆转速1000r/min的时声压水平的比较数据。

图5是本发明的实施例的螺杆转速2500r/min时的声压水平的比较数据。

图6是本发明的实施例的螺杆转速4000r/min时的声压水平的比较数据。

图7是本发明的实施例的螺杆转速5410r/min时的声压水平的比较数据。

图8是以往的一般的油冷式螺杆压缩机的本体剖视图。

图9是表示以往例的二级免加油压缩机的一实施例的系统图。

图10是表示以往例的压缩机的消音器的一实施例的剖视图。

具体实施方式

接着，参照附图1说明本发明的实施方式1的液冷式螺杆压缩机。图1是用于说明本发明的实施方式1的低噪音型液冷式压缩机的系统图。

对于本发明的实施方式1的低噪音型液冷式压缩机，以使用冷却油作为冷却液的低噪音型油冷式螺杆压缩机作为具体例而进行说明。该低噪音油冷式螺杆压缩机具备压缩机本体1，所述压缩机本体1是阴阳一对的螺杆转子2a、2b啮合而能够旋转地收容在形成在转子外壳3的内部的转子室4中而构成的。吸入流路5与压缩机本体1的吸入口1a连接，另一方面排出流路6的一端侧与压缩机本体1的排出口1b连接。而且，构成压缩机本体1的上述阴阳一对的螺杆转子2a、2b之中只有一方即阳转子2a与驱动马达M的驱动轴7连接。

利用该驱动马达M，使螺杆转子2a、2b旋转，由此将自吸入流路5供给的气体从压缩机本体1的吸入口1a吸入、压缩而从排出口1b作为高压流体排出到排出流路6。驱动马达M收纳在马达外壳8内部的马达室中，该马达外壳8与转子外壳3一体地结合。

上述驱动马达M包括固定在上述马达外壳8内表面上的未图示的定子、和以驱动轴7为中心旋转的转子7a，通过从内置在控制器21中的控制机构21a向逆变器22发送的既定的频率信号来控制旋转。该驱动马达M将被吸入侧轴承9a和排出侧轴承9b轴支的上述驱动轴7的旋转力向压缩机本体1的螺杆转子2a、2b传递。

另一方面，在上述吸入流路5上具备调节通过该吸入流路5的气体的流量的吸入调节阀5a，利用控制器21内的控制机构21a控制其阀开度。此外，在排出流路6上夹装有油分离回收器(液体分离回收机构)10，在油分离回收器10的内部具备油分离元件10a。流入到该油分离回收器10的高压气体中混入有少量油，因此利用配备在油分离回收器10的内部的油分离元件10a捕获该油。被油分离元件10a捕获到的油在自重作用下而滴下，在油分离回收器10内部的下方形成有油积存部10b。

这样地回收到油积存部10b的油从上述油分离回收器10通过与上述压缩机本体1连通的油循环通路11而利用过未图示的油泵而循环。在该油循环通路11上夹装有油冷却器12，通过利用控制器21内的控制机构21a控制温度而冷却通过的油。而且，被油冷却器12冷却的油经由设置在转子外壳3上的注油通路而被供给到需要供给油的部位。这样的注油通路包括向吸入侧轴承(以及轴密封部)9a的注油通路、向排出侧轴承(以及轴密封部)9b的注油通路以及向螺杆转子2a、2b和转子外壳3所形成的压缩空间的注油通路。

进而，在吸入向转子室4供给的气体的吸入流路5上设置有注油孔20，构成为能够将冷却油向该注油孔20注入。即，用于将由上述油分离回收器10分离回收、并由夹装在油循环通路11上的油冷却器12冷却的油注油的注油线11a与设置在上述吸入流路5上的注油孔20连接，从而能够向上述吸入流路5内注入冷却油。优选上述注油孔20配设在吸入流路5的从设置在吸入部的吸入调节阀5a到压缩机本体1的吸入口1a之间的吸入流路5上。

这样，从上述注油孔20向上述吸入流路5注入冷却液，由此，从上述注油孔20注入的冷却液在压缩机的吸入流路5中作为重量物而起作用，降低主要通过压缩机的吸入流路5而放出到外部(例如，收容压缩机的各构成品的未图示的箱的外部)的噪音的振幅，特别地能够降低压缩机的吸入侧的脉动音的振动振幅而降低噪音值。此外，能够将用于螺杆转子2a、2b的冷却、润滑、密封等的冷却油(冷却液)的一部分作为用于噪音值降低的液体而有效使用。

接着，以下根据附图2对于本发明的实施方式2的低噪音型液冷式压缩机进行说明。图2是用于说明本发明的实施方式2的低噪音型液冷式压缩机的系统图。另外，本发明的实施方式2与上述实施方式1不同的地方是用于调节油流量的流量调节机构的有无以及控制器的结构不同，其他是全部相同的结构，所以仅说明流量调节机构以及控制器的结构。

在本发明的实施方式1中，构成为用于将由油冷却器12冷却的油注油的注油线11a与设置在上述吸入流路5的注油孔20连接，能够向上述吸入流路5内注入冷却油，另一方面构成为为在上述控制器21中内置有进行油冷却器12的温度控制和驱动马达M的旋转控制的控制机构21a。

相对于此，在本发明的实施方式2中，在上述注油线11a上夹装有用于调节冷却油的注油量的流量调节阀24，并且在上述吸入流路5上安装有用于检测吸入侧的脉动音的声压传感器(声压检测机构)23。而且，能够向控制器21传送由上述声压传感器23检测出的声压信号，基于该声压信号利用内置在上述控制器21中的控制机构21a而控制上述流量调节阀24的阀开度。

即，在上述控制器21中，内置有控制机构21a之外，还内置有存储机构21b、运算机构21c。另一方面，作为上述声压传感器23，优选使用麦克风等，由这样的声压传感器23检测出的压缩机的吸入侧的脉动音(或者是其频率谱或声压水平)与压缩机本体1的转速的变化对应而同样地变化。在上述控制器21内的存储机构21b中，事先收纳有与压缩机本体1的转速的变化对应的既定的频率带域下的声压水平(或者也可以是功率谱的既定的频率带域下的累计值)的基准数据，并且事先收纳有与这些声压水平对应的适当的注油量以及上述流量调节阀24的适当开度的基准数据。

而且，上述控制器21从上述声压传感器23接收声压信号，利用内部的运算机构21c进行FFT(高速傅立叶变换)等的运算处理，算出频率谱(横轴：频率(Hz)、纵轴：声压水平(dB))的数据。利用上述运算机构21c从该数据算出既定的频率带域、例如125Hz至4kHz的声压水平(功率谱的累计值)，并将该算出值和事先收纳入上述存储机构21b中的上述基准数据比较，导出上述流量调节阀24的适当开度，利用控制机构21a调节控制该流量调节阀24的阀开度。

也可以取代从上述声压传感器23接受的声压信号而从驱动上述驱动马达M的逆变器22接收与该驱动马达M或者螺杆转子2a、2b的转速相当的频率信号，基于该频率信号调节控制上述流量调节阀24的阀开度。

如上所述，在具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子2a、2b的液冷式螺杆压缩机中，在吸入供给到上述螺杆转子2a、2b的气体的吸入流路5上设置有注油口20，并从该注油口20向上述吸入流路5注入冷却液，从而从上述注油口20注入的冷却液在压缩机的吸入流路5中作为重量物而起作用，能够降低主要通过压缩机的吸入流路而放出到外部的噪音的振幅，特别地能够使压缩机的吸入侧的脉动音的振动振幅降低从而降低噪音值。

此外，在上述吸入流路5上设置用于检测吸入侧的脉动音的声压传感器(声压检测机构)23或者在驱动上述螺杆转子2a、2b的驱动马达M上设置逆变器22，进而在上述注油线11a上设置用于调节冷却液流量的流量调节阀(流量调节机构)24，并且设置有控制机构21a，其能够接收由上述声压传感器23检测出的信号或者由上述逆变器向上述驱动马达M指示的频率信号、并基于该声压信号或者频率信号控制上述流量调节阀24，因此能够根据每个吸入流路5中的脉动音，进而每个压缩机的转速而供给冷却液，能够实现最有效的低噪音效果。

<实施例>

接着，参照图3以及4至7说明将以往的油冷式螺杆压缩机改造成相当于本发明的实施方式1的方式、并从设置在吸入流路上的注油孔注油的实施例和不注油的比较例。图3是本发明的比较例的由设置在吸入流路上的声压传感器检测出的脉动音的一例，图4是本发明的实施例的螺杆转速1000r/min时的声压水平的比较数据，图5是螺杆转速2500r/min时的声压水平的比较数据，图6是螺杆转速4000r/min时的声压水平的比较数据，图7是螺杆转速5410r/min时的声压水平的比较数据。

在不从设置在吸入流路5上的注油孔20注油的比较例中，由声压传感器23检测出的吸入流路5中的脉动音的时间波形是如图3所示的锯齿形的波形，是容积变化导致的脉动发生的原因。这样的脉动音的声压水平如图4至图7所示，除了在螺杆转速带域为从4000r/min到5410r/min时的1/1倍频程频率为250～550Hz的频率带域外，在所有的频率中，从上述注油孔注油的实施例与不注油的比较例相比都为较低声压水平。

即，可知通过从设置在吸入流路5上的注油孔20注入冷却油，注入到上述注油孔20的冷却油在压缩机的吸入流路5中作为重量物而起作用，使压缩机的吸入侧的脉动音的振动振幅降低从而使噪音值降低。

另外，在本发明的实施方式中，说明了使用冷却油作为冷却液的油冷式螺杆压缩机的例子。但是，用于向本发明的液冷式螺杆压缩机的吸入流路内注入的液体，并不限定于油。本发明也能够适用于使用冷媒(热泵、冷冻机的情况)或冷却水的螺杆压缩机。

本发明也能够适用于例如热泵或冷冻机。

Claims (4)

1.一种液冷式螺杆压缩机，

具有互相啮合的阴阳一对的螺杆转子，

在吸入供应给上述螺杆转子的气体的吸入流路上设置有注油口，从该注油口向上述吸入流路注入液体。

2.如权利要求1所述的液冷式压缩机，

上述液体能够注入收纳有螺杆转子的转子室，

在排出被压缩气体的排出流路上，设置有用于分离上述压缩空气和液体、并回收被分离的液体的液体分离回收机构，

用于注入由上述液体分离回收机构分离回收的液体的注油线与上述注油口连接。

3.如权利要求1或者2所述的低噪音型液冷式压缩机，

在上述吸入流路上设置有用于检测吸入侧的脉动音的声压检测机构，

在上述注油线上设置有用于调节液体流量的流量调节机构，

设置有接收由上述声压检测机构检测出的声压信号、并基于该声压信号来控制上述流量调节机构的控制机构。

4.如权利要求1或者2所述的液冷式压缩机，

在驱动上述螺杆转子的驱动马达上设置有逆变器，

在上述注油线上设置有用于调节液体流量的流量调节机构，

设置有接收由上述逆变器向上述驱动马达指示的频率信号、并基于该频率信号来控制上述流量调节机构的控制机构。

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