CN101581304B - 二级螺杆式压缩机及冷冻装置 - Google Patents

二级螺杆式压缩机及冷冻装置 Download PDF

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Abstract

本发明的二级螺杆式压缩机由下述部件构成：压缩流体的第一级压缩机；进一步压缩被前述第一级压缩机压缩后的流体的第二级压缩机；驱动前述第一级压缩机及前述第二级压缩机的马达；以及形成连接空间的箱体，该连接空间成为连接前述第一级压缩机的吐出口与前述第二级压缩机的吸入口的流路，且收容从前述马达向前述第一级压缩机及前述第二级压缩机传递旋转力的传动机构。前述连接空间被前述马达的壳体密封，而且，前述连接空间与前述马达的前述壳体的内部空间连通。

Description

二级螺杆式压缩机及冷冻装置
技术领域
本发明涉及二级螺杆式压缩机及冷冻装置。
背景技术
特开2007-40294号中记载了一种二级螺杆式压缩机，具有形成用于连接第一级压缩机的吐出和第二级压缩机的吸入的流路的箱体，在箱体中收容了对第一级及第二级压缩机的转子轴进行驱动的齿轮。在该螺杆式压缩机中，对驱动第一级及第二级压缩机的转子轴的齿轮进行驱动的驱动轴贯通箱体，通过在该驱动轴的贯通部配置机械密封件，来密封压缩流体。
但是，难以实现旋转轴的完全轴封，例如在压缩氨等有毒制冷剂的情况下，仅通过上述机械密封件无法完全密封制冷剂，存在着会发生制冷剂泄露的问题。
发明内容
鉴于前述问题点，本发明的课题在于提供能够完全防止要压缩的流体漏出的二级螺杆式压缩机、及不会漏出制冷剂的冷冻装置。
解决前述课题的本发明提供一种二级螺杆式压缩机，由下述部件构成：压缩流体的第一级压缩机；进一步压缩被前述第一级压缩机压缩后的流体的第二级压缩机；驱动前述第一级压缩机及前述第二级压缩机的马达，前述马达被收容在壳体内；以及形成连接空间的箱体，该连接空间成为连接前述第一级压缩机的吐出口与前述第二级压缩机的吸入口的流路，且收容从前述马达向前述第一级压缩机及前述第二级压缩机传递旋转力的传动机构；其中，前述连接空间被前述马达的前述壳体密封，而且，前述连接空间与前述马达的前述壳体的内部空间连通。
根据该构成，可以将第一级压缩机的转子轴、第二级压缩机的转子轴及马达的轴密闭在第一级压缩机的壳体、第二级压缩机的壳体、箱体及马达的壳体的内部，不需要相对外部轴封旋转轴。因此，要压缩的流体不会漏出到外部。并且，可以消除马达的内部空间与连接空间的压力差，流体不会通过马达的轴承、而使润滑脂流出。另外，还可以通过要压缩的流体冷却马达的内部。
而且，在本发明的二级螺杆式压缩机中，可以构成为，前述马达的前述壳体具有向自身的内部空间导入前述流体的马达流路。
根据该构成，通过向马达内导入温度低的流体，可以更可靠地实现马达的冷却。
并且，本发明的二级螺杆式压缩机中，可以构成为，还包括设置在前述马达的前述壳体的外侧的封套。
根据该构成，可以使用要压缩的流体以外的冷却介质来冷却马达。并且，冷却马达的流体不直接与定子或转子接触，因此马达不会过冷，还不会引起伴随流体喷射的转子的振动。
另外，在本发明的二级螺杆式压缩机中，可以构成为，前述封套具备能够从外部导入前述流体的流路，且前述封套的内部空间与前述连接空间连通。或者，可以构成为，前述封套具备能够从外部导入流体的流路、及将从外部导入的前述流体向外部排出的流路。
本发明的冷冻装置由下述部件构成：前述二级螺杆式压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、以及设置有前述二级螺杆式压缩机、前述冷凝器、前述膨胀阀及前述蒸发器的循环流路。
根据该构成，由于在冷冻装置中旋转轴不向外部突出，所以，不需要相对外部进行轴封。因此，制冷剂不会漏出到外部。
而且，根据本发明的冷冻装置，在前述二级螺杆式压缩机中，前述马达的前述壳体具有向自身的内部空间导入前述流体的马达流路，前述冷冻装置还包括将前述冷凝器的下游侧的流体的一部分向前述马达流路导入的冷却流路。
根据该构成，可以在制冷剂不漏出到外部的情况下冷却马达，维持恰当的运转状态。
根据本发明，在二级螺杆式压缩机中，设置了连接空间，所述连接空间兼作为连接第一级压缩机的吐出口与第二级压缩机的吸入口的流路、和收容连接第一级压缩机及第二级压缩机的轴与马达的轴的传动机构的空间，由此，可以形成第一级压缩机、第二级压缩机及马达的所有轴都不露出到外部的密闭构造。由此，可以提供一种不会发生因完全轴封困难而引起要压缩的流体漏出的二级螺杆式压缩机。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的二级螺杆式压缩机的剖视图。
图2是具有图1的二级螺杆式压缩机的冷冻装置的概略图。
图3是本发明的第二实施方式的二级螺杆式压缩机的剖视图。
图4是本发明的第三实施方式的二级螺杆式压缩机的剖视图。
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表示了本发明的第一实施方式的二级螺杆式压缩机1的剖面。二级螺杆式压缩机1具有：压缩流体的第一级压缩机2、对第一级压缩机2压缩后的流体进一步压缩的第二级压缩机3、和驱动第一级压缩机2及第二级压缩机3的马达4。
第一级压缩机2在与第二级压缩机3共有的公共壳体5上形成的转子室6中，可旋转地收容了具有转子轴7的螺旋转子8。公共壳体5中形成有为了将流体吸入到转子室6中而能够与管路凸缘连接的吸入流路9。另一方面，从转子室6吐出流体的吐出流路10被大幅开放。而且，在转子轴7的吐出侧的端部，设置有用于旋转驱动转子轴7的小齿轮11。
第二级压缩机3在形成于公共壳体5的转子室12中收容具有转子轴13的螺旋转子14，该螺旋转子14与第一级压缩机2的螺旋转子8压缩流体的朝向相反。而且，第二级压缩机3在公共壳体5中形成有为了从转子室12吐出压缩后的流体而能够凸缘连接的吐出流路15，将流体吸入到转子室12的吸入流路16在与第一级压缩机2的吐出流路10相同一侧开放。并且，在转子轴13的吸入侧的端部，与第一级压缩机2的转子轴7的吐出侧的端部同样，设置有用于旋转驱动转子轴13的小齿轮17。
对于公共壳体5而言，第一级压缩机2的吸入侧的端部及第二级压缩机3的吐出侧的端部分别被罩18、19密封。而且，对于公共壳体5而言，第一级压缩机2的吐出侧的端部与第二级压缩机3的吸入侧的端部成为一体，被大幅开放。
马达4在壳体20中收容有定子21及转子22，并被端面板23密封。而且，对于马达4而言，转子22的轴24贯通端面板23而突出，并被保持于端面板23的轴承25支承为可旋转。并且，在马达4的轴24上，安装了大齿轮26，所述大齿轮26与第一级压缩机2的小齿轮11及第二级压缩机3的小齿轮17咬合，用于旋转驱动转子轴7及13。
二级螺杆式压缩机1还具有箱体28，其与公共壳体5的开放端连接，与公共壳体5一同形成成为连接第一级压缩机2的吐出流路10和第二级压缩机3的吸入流路16的流路的连接空间27。连接空间27收容有第一级压缩机2的小齿轮11、第二级压缩机3的小齿轮17及马达4的大齿轮26，即从马达4向第一级压缩机2及第二级压缩机3传递旋转力的传动机构。
箱体28上设置有能够插入大齿轮26的开口29，该开口29被马达4的壳体20密封。而且，在马达4的端面板23上设置有使马达4的内部空间与连接空间27连通的连接孔30。并且，在马达4的壳体20中设置有喷嘴状的马达流路31，用于能够向自身的内部空间导入与被二级螺杆式压缩机1压缩后的流体相同的流体。
在二级螺杆式压缩机1中，旋转的轴全都不露出到外部。因此，为了将压缩的流体密封在内部，不需要动态的密封件，只通过衬垫或垫圈那样的静态密封件就能够可靠地防止流体的漏出。
另外，通过设置连接孔30，不会因为二级螺杆式压缩机1的运转状态而在连接空间27与马达4的内部空间之间产生压力差，流体不会流过轴承25的内部，使轴承25的润滑脂或润滑油流出，而加快轴承25的损耗。并且，通过由流入到内部空间的流体夺去在马达4的内部产生的热，并从第二级压缩机3释放到外部，可以防止马达4过热。另外，根据需要，通过从马达流路31导入低温流体，可以更高效地防止马达4过热。
图2表示了使用前述第一实施方式的二级螺杆式压缩机1的冷冻装置41。冷冻装置41具有设置有二级螺杆式压缩机1、油分离器42、冷凝器43、膨胀阀44、蒸发器45，使制冷剂循环的循环流路46，并且，具有从循环流路46的冷凝器43的下游侧将制冷剂的一部分经由膨胀阀47导入到二级螺杆式压缩机1的马达流路31中的冷却流路48。
本实施方式中，可以在制冷剂不泄露的情况下，冷却二级螺杆式压缩机1的马达、实现高效运转。而且，从马达流路31导入的制冷剂对马达4进行了冷却之后，通过连接孔30，被吸入到第二级压缩机3的吸入流路16中。即，在像本实施方式这样，第一级压缩机2与第二级压缩机3这两级压缩机串联的结构的两级压缩机的情况下，不加热从第一级压缩机2的吸入流路9吸入的流体(制冷剂)是重要的，其原因是为了不降低该被吸入的流体(制冷剂)的重量流量。本实施方式中，由于构成为经过对马达4进行冷却并被加热某种程度的制冷剂，被吸入到第二级压缩机3的吸入流路16而不是第一级压缩机2的吸入流路9，所以，不会对从第一级压缩机2的吸入流路9吸入的流体(制冷剂)加热，可以防止重量流量的降低。因此，可以使通过蒸发器45的制冷剂的量为充足的量，从而能够充分发挥冷冻装置41的冷冻能力。
图3表示了本发明的第二实施方式的二级螺杆式压缩机1a。在以下的说明中，对与先前已说明的部件相同的构成要素，赋予相同的附图标记而省略重复的说明。在本实施方式中，马达4具有封套51，在该封套51中设置有导入要压缩的流体的马达流路52，在壳体20中设置有使封套51与连接空间27连通的连通孔53。
在本实施方式中，由于对马达4的定子21及转子22间接冷却，所以，不会导致马达4过冷。而且，对于本实施方式的二级螺杆式压缩机1a而言，制冷剂等要压缩的流体也不会漏出到外部。并且，由于不向马达4的转子22等直接喷射流体，所以，不会引起伴随流体喷射的马达4的振动。
另外，图4表示了本发明的第三实施方式的二级螺杆式压缩机1b。本实施方式中没有设置连通孔53，封套51与连接空间27被隔离。而且，封套51具有成为从马达流路52导入的流体的流出口的流出流路54。
在本实施方式中，可以将与二级螺杆式压缩机1b压缩的流体不同的流体导入到封套51中，冷却马达4。当然，也可以将由二级螺杆式压缩机1b压缩的流体导入到封套51中，将从流出流路54流出的流体向二级螺杆式压缩机1b的吸入流路9供给。
另外，在本发明中，用于形成连接空间27的箱体28可以与第一级压缩机2及/或第二级压缩机3的壳体5形成一体。

Claims (4)

1.一种二级螺杆式压缩机，其特征在于，由下述部件构成：
压缩流体的第一级压缩机；
进一步压缩被前述第一级压缩机压缩后的流体的第二级压缩机；
驱动前述第一级压缩机及前述第二级压缩机的马达，前述马达被收容在壳体内；以及
形成连接空间的箱体，该连接空间成为连接前述第一级压缩机的吐出口与前述第二级压缩机的吸入口的流路，且收容从前述马达向前述第一级压缩机及前述第二级压缩机传递旋转力的传动机构；
其中，前述连接空间被前述马达的前述壳体密封，而且，前述连接空间与前述马达的前述壳体的内部空间连通，
前述马达的驱动轴关于前述传动机构在与前述马达相反侧被轴承支承在前述箱体上，并且，在前述马达和前述传动机构之间被轴承支承，
前述马达的前述壳体具有向自身的内部空间导入前述流体的马达流路，
还包括设置在前述马达的前述壳体的外侧的封套，
前述封套具备能够从外部导入前述流体的流路，且前述封套的内部空间与前述连接空间连通。
2.根据权利要求1所述的二级螺杆式压缩机，其特征在于，
前述封套具备能够从外部导入流体的流路、及将从外部导入的前述流体向外部排出的流路。
3.一种冷冻装置，其特征在于，由下述部件构成：
权利要求1所述的二级螺杆式压缩机、
冷凝器、
膨胀阀、
蒸发器、以及
设置有前述二级螺杆式压缩机、前述冷凝器、前述膨胀阀及前述蒸发器的循环流路。
4.根据权利要求3所述的冷冻装置，其特征在于，
前述冷冻装置还包括将前述冷凝器的下游侧的流体的一部分向前述马达流路导入的冷却流路。
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