CN102080654A - 注水式涡旋空气压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高压缩机的效率并缩短停止前的干燥运行时间的注水式涡旋空气压缩机。其设置有向压缩机主体(1)的吸入系统(2)的水混入部(23)供给水的供水系统(24)，并在该供水系统(24)设置可调节水的流量的控制阀(27)。控制器(28)驱动控制控制阀(27)，使注水量比(具体而言，吸入系统(2)的水混入部(23)的吸入空气流量和注入水流量的体积比)落入5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。

Description

注水式涡旋空气压缩机
技术领域
本发明涉及一种压缩空气的涡旋空气压缩机，尤其涉及一种使水混入空气的注水式涡旋空气压缩机。
背景技术
在涡旋空气压缩机中，使形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于形成有与该回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板的固定涡盘部件摆动，而压缩空气。对于该涡旋空气压缩机，使油混入空气的油冷式结构、例如专利文献所记载的使水混入空气的水注入式的结构广为人知。混入到空气中的油和水具有密封形成多个压缩室的回旋涡盘部件的卷板和固定涡盘部件的卷板之间的微小间隙的作用、以及吸收压缩发热防止各部件热变形并抑制所述间隙扩大的作用。其结果是，能够获得降低空气从压缩室泄漏从而提高效率的效果。
油冷式涡旋空气压缩机因具有长足的实际效果，所以其可靠性好。然而，即使从压缩机主体喷出的压缩空气中所含的油被油分离器等分离，在压缩空气中还是有可能残留有极少量的油，所以不能用于无法容许微少的油的存在的用途，例如以食品、半导体等为对象。另外，在水注入式涡旋空气压缩机中，虽然不向压缩空气混入油，但因需要应对锈、腐蚀、润滑不良等，所以与油冷式结构相比其普及落后。然而，近年来，由于存在对不含油的净化空气的市场需求，水注入式的涡旋空气压缩机的研发得到积极地开展。
专利文献1：日本特开平08-128395号公报(图10)。
为了提高效率，水注入式涡旋空气压缩机构成为向压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水。但是，以往并未提及关于注水量的适当的数值范围，也未示出设定基准。即，若只关注效率则注水量多一些为好，但是也需要考虑其他事项。
通常，在压缩机停止时，由于不希望在压缩机主体的内部残留水，所以在停止前进行暂时的干燥运行(具体为停止注水的运行)。通过该停止前的干燥运行排出残留在压缩机主体内部的水，并利用压缩发热使内部干燥。其目的在于抑制在停止期间的内部腐蚀、水的变质，并使下次的启动变得容易。具体而言，是因为附着在多个材料构成的金属表面的不流动的水容易促使电腐蚀(galvanic corrosion)，从而与压缩机运行时相比在停止时更容易产生内部腐蚀。另外还因为，在启动压缩机时若在压缩机主体内部残留有水，将因水的密度是空气的数千倍而使启动转矩增大。另外还因为，在寒冷地带残留水冻结可能导致不能驱动或者压缩机主体被损坏。基于这些理由，虽然在停止前进行干燥运行，但是基于此干燥运行的内部干燥要在通常运行时的注水量少时才能迅速完成。因此，对于提高效率和缩短干燥运行时间之间的平衡关系，需要均衡考虑以设定注水量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高效率并缩短停止前的干燥运行时间的注水式涡旋空气压缩机。
(1)为了达成所述目的，本发明以如下方式形成，即，其包括：压缩机主体，其使形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于固定涡盘部件摆动而压缩空气，所述固定涡盘部件形成有与所述回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板；供水系统，其向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，该注水式涡旋空气压缩机的特征在于，所述供水系统构成为在注入水流量与吸入空气流量的体积比即注水量比为以下范围内向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，即，注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。
根据本申请的发明人等所进行的实验的结果(参照图5(a))，可知在春秋期间等常温期间(换句话说，即气温为常温时)，在注水量比小于大致7×10-5的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率大幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致7×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致7×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率将小幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。根据这种注水量比和压缩机的总绝热效率的关系(特性)，例如将常温期间的注水量比的控制范围的最小值设定为大致(7～12)×10-5，将最大值设定为大致(18～38)×10-5。由此，虽然注水量比较少但能够使压缩机的总绝热效率提高到大致68％以上，并且由于注水量比较少，因此能够缩短停止前的干燥运行时间。
另外，在夏季等高温期间(换句话说，即气温为高温时)，假设关于所述特性的注水量比向正向变化大致(1～2)×10-5。即，例如，在注水量比小于大致9×10-5时，注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致9×10-5时，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致9×10-5以上时，注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。因此，例如，在高温期间，将注水量比的控制范围的最小值设定为大致(9～14)×10-5，将最大值设定为大致(20～40)×10-5。由此，虽然注水量比较少但能够使压缩机的总绝热效率提高到大致68％以上，同时由于注水量比较少，因此能够缩短停止前的干燥运行时间。
另外，在冬季等期间等低温期间(换句话说，即气温为低温时)，假设关于所述特性的注水量比向负向变化(1～2)×10-5。即，例如，在注水量比小于大致5×10-5时，注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致5×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为5×10-5以上的情况下，注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。因此，例如，在低温期间，将注水量比的控制范围的最小值设定为大致(5～10)×10-5，将最大值设定为大致(16～36)×10-5。由此，虽然注水量比较少但能够使压缩机的总绝热效率提高到大致68％以上，并且由于注水量比较少，所以能够缩短停止前的干燥运行时间。
需要说明的是，也可以不像上述那样根据常温期间、高温期间及低温期间使注水量比的控制范围可变，而是无论常温期间、高温期间、低温期间都固定注水量比的控制范围。作为一个具体例子，可将注水量比的控制范围的最小值设定为10×10-5、将最大值设定为20×10-5。在这种情况下，也能够与上述同样地提高压缩机的总绝热效率并缩短停止前的干燥运行时间。
(2)为了达成上述目的，本发明以如下方式形成，即，其包括：压缩机主体，其使双面均形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于一对固定涡盘部件摆动而压缩空气，所述一对固定涡盘部件分别形成有与所述回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板；供水系统，其向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，该注水式涡旋空气压缩机的特征在于，所述供水系统构成为在注入水流量与吸入空气流量的体积比即注水量比为以下范围内向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，即，注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。
(3)以上述(1)或(2)为基础，优选具有：控制阀，其设置于所述供水系统中，且能够调节向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入的水的流量；温度传感器，其检测所述压缩机主体的喷出温度；存储单元，其预先设定喷出温度的目标范围并存储该喷出温度的目标范围，以使注水量比的范围落入注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内；控制单元，其驱动控制所述控制阀，以使由所述温度传感器检测出的喷出温度落入所述存储单元中存储的目标范围内。
在本发明中，为使温度传感器所检测出的喷出温度落入预先设定的目标范围而驱动控制控制阀，由此无论常温期间、高温期间及低温期间(具体而言，无论气温、温度以及大气压等影响)，都能够自动地使注水量比的控制范围变化。
以下，进行具体说明。根据本申请发明人等进行的实验的结果(参照图5(b))，与所述(1)中所说明的注水量比和压缩机的总绝热效率的对应关系相同，注水量比和喷出温度的对应关系也成立。即，在常温期间，可知在注水量比小于大致7×10-5的情况下，随着注水量比的增加喷出温度大幅降低，在注水量比为大致7×10-5的情况下，喷出温度为大致88℃，在注水量比为大致7×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加喷出温度小幅降低。而且，在常温期间，在注水量比为大致10×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致20×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。另外，在高温期间，因关于所述特性的注水量比向正向变化大致(1～2)×10-5，所以，例如在注水量比为大致12×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致22×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。另外，在低温期间，因关于所述特性的注水量比向负向变化大致(1～2)×10-5，所以，例如在注水量比为大致8×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致18×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。因此，若将喷出温度的目标范围的上限值设定为大致87℃、将下限值设定为大致84.5℃，无论常温期间、高温期间及低温期间，能够以使压缩机的总绝热效率落入大致68.5％～大致70％的范围的方式，使注水量比的控制范围自动地变化(具体而言，在常温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致10×10-5、最大值为大致20×10-5，在高温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致12×10-5、最大值为大致22×10-5，在低温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致8×10-5、最大值为大致18×10-5)。
(4)以上述(3)为基础，优选当由所述温度传感器检测出的喷出温度超过所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的上限值时，所述控制单元增大所述控制阀的开度，当由所述温度传感器检测出的喷出温度小于所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的下限值时，所述控制单元减小所述控制阀的开度。
根据本发明，能够提高压缩机的效率并缩短停止前的干燥运行时间。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的水注入式涡旋空气压缩机的结构的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的压缩机主体的具体结构的俯视下剖视图。
图3是表示本发明的一个实施方式的压缩机主体的具体结构的侧视下剖视图。
图4是图3所示的压缩机主体内的压缩室的局部放大图。
图5是分别表示本发明的一个实施方式的注水量比与总绝热效率的关系以及注水量比与喷出温度之间的关系的特性图。
附图标记说明
1压缩机主体
4回旋涡盘部件
4a、4b卷板
5固定涡盘部件
5a卷板
6固定涡盘部件
6a卷板
21A、21B温度传感器
23水混入部
24供水系统
27控制阀
28控制器(存储单元、控制单元)
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一个实施方式。
图1是表示本实施方式的水注入式涡旋空气压缩机的结构的图，其用立体图表示了压缩机主体并示意性地示出了空气系统以及水系统。图2是表示压缩机主体的具体结构的俯视下剖视图，图3是表示压缩机主体的具体结构的侧视下剖视图。图4是是表示图3所示出的压缩机主体内的压缩室的局部放大图。
在这些图1～图4中，水注入式涡旋空气压缩机包括压缩空气的压缩机主体1、设在该压缩机主体1的吸入侧(吸气侧)的吸入配管系统2、设在压缩机主体1的喷出侧(吐气侧)的喷出配管系统3。
压缩机主体1包括在镜板部4c的两侧(图2中左侧以及右侧)侧面形成有大致涡卷状的卷板4a、4b的回旋涡盘部件4、在镜板部5b的内部侧(图2中右侧)侧面形成有与该回旋涡盘部件4的卷板4a对应的(大致啮合状的)大致涡卷状的卷板5a的固定涡盘部件5、在镜板部6b的内部侧(图2中左侧)侧面形成有与回旋涡盘部件4的卷板4b对应的(大致啮合状的)大致涡卷状的卷板6a的固定涡盘部件6、使回旋涡盘部件4相对于固定涡盘部件5、6回转运动的主曲轴7以及副曲轴8。
主曲轴7在可回转的状态下被分别设置在固定涡盘部件5、6上的轴承9A、9B支承，副曲轴8在可回转的状态下被分别设置在固定涡盘部件5、6上的轴承10A、10B支承。主曲轴7以及副曲轴8分别具有在固定涡盘部件5的外部侧(图2中左侧)突出的端部，在这些端部设有齿形带轮11A、11B。而且，在带轮11A、11B上架设有同步带12，主曲轴7和副曲轴8同步旋转。另外，在主曲轴7的端部设有V形带轮13，在该带轮13和设在未图示的电机的回转轴上的V形带轮之间架设有V形带14(参照图1)，电机的回转动力向主曲轴7传递。
主曲轴7具有通过轴承15A与回旋涡盘部件4的一侧(图2中下侧)的轴支承部连接的曲轴部7a，副曲轴8具有通过轴承15B与回旋涡盘部件4的相对侧(图2中上侧)的轴支承部连接的曲轴部8a。主曲轴7的曲轴部7a以及副曲轴部8的曲轴部8a以相同的偏心量从轴线偏心，并形成平行的四个棒状连杆机构。由此，回旋涡盘部件4在可回旋的状态下被轴支承。需要说明的是，为了抵消伴随着回旋涡盘部件4的回旋运动的不平衡，在主曲轴7上固定配置配重16A、16B，在副曲轴8上固定配置配重17A、17B。
回旋涡盘部件4具有所述卷板4a、4b、所述镜板部4c、形成在所述镜板部4c的卷板4a、4b的径向中心部且使两侧的喷出行程的压缩室(具体见后述)连通的连通孔4d、以在上下方向(垂直于图2中纸面的方向)贯通镜板部14c的方式形成的多个冷却空气用通路4e。
固定涡盘部件5具有上述卷板5a；上述镜板部5b；设在镜板部5b的卷板5a的外周侧防止灰尘从外部侵入的大致圆形的灰尘卷板5c；位于镜板部5b的灰尘卷板5c的径向外侧并以在镜板部5b的外部侧侧面开口的方式形成的吸入口5d、5e(参照图1以及图3)；形成在镜板部5b且将各个吸入口5d、5e和灰尘卷板5c的径向内侧连通的吸入流路5f、5g(参照图3)；在镜板部5b的卷板5c的径向中心部形成的喷出口5h；在镜板部5b的外部侧侧面设置的散热片5i。
同样地，固定涡盘部件6具有上述卷板6a；上述镜板部6b；设在镜板部6b的卷板6a的外周侧防止灰尘从外部侵入的大致圆形的灰尘卷板6c；位于镜板部6b的灰尘卷板6c的径向外侧并以在镜板部6b的外部侧侧面开口的方式形成的吸入口6d、6e(参照图4)；形成在镜板部6b且将各个吸入口6d、6e和灰尘卷板6c的径向内侧连通的吸入流路6f、6g(参照图4)；在镜板部6b的卷板6c的径向中心部形成的喷出口6h；在镜板部6b的外部侧侧面设置的散热片6i。
上述固定涡盘部件5、6被平行地组合并通过螺栓(未图示)等相互连结，构成内置回旋涡盘部件4的壳体。而且，在壳体(具体而言为固定涡盘部件5)的上下表面形成有冷却空气用通气口5m(参照图1)，冷却空气从该通气口5m向壳体内(具体而言，固定涡盘部件5内的灰尘卷板5c的外周侧、固定涡盘部件6内的灰尘卷板6c的外周侧以及回旋涡盘部件4的冷却空气用通路4e等)流入、流出，从而冷却壳体内以及回旋涡盘部件4。
而且，在回旋涡盘部件4和固定涡盘部件5之间形成有主要从吸入口5d以及吸入流路5f吸入空气并压缩然后从喷出口5h喷出的压缩路径18A(具体而言，通过回旋部件4的卷板4a和固定涡盘部件5的卷板5a的啮合，而形成在卷板4a的内周面侧，且伴随着回旋涡盘部件4的回旋运动向喷出口5h边减少内容积边移动的多个压缩室)，并且还形成有主要从吸入口5e以及吸入流路5g吸入空气并压缩然后从喷出口5h喷出的压缩路径18B(具体而言，通过回旋部件4的卷板4a和固定涡盘部件5的卷板的啮合，形成在卷板4a的内周面侧，伴随着回旋涡盘部件4的回旋运动向喷出口5h边减少内容积边移动的多个压缩室)。
另外，在回旋涡盘部件4和固定涡盘部件6之间形成有主要从吸入口6d以及吸入流路6f吸入空气并压缩然后从喷出口6h喷出的压缩路径19A(具体而言，例如如图4所示，通过回旋部件4的卷板4b和固定涡盘部件6的卷板6a的啮合，形成在卷板4b的内周面侧，且伴随着回旋涡盘部件4的回旋运动向喷出口6h边减少内容积边移动的多个压缩室19A1、19A2、19A3)，并且还形成有主要从吸入口6e以及吸入流路6g吸入空气并压缩然后从喷出口6h喷出的压缩路径19B(具体而言，例如如图4所示，通过回旋部件4的卷板4b和固定涡盘部件6的卷板6a的啮合，形成在卷板4b的内周面侧，且伴随着回旋涡盘部件4的回旋运动向喷出口6h边减少内容积边移动的多个压缩室19B1、19B2、19B3)。
而且，考虑到制造误差(加工误差以及组装误差)、热变形以及气压变形等，将回旋涡盘部件4的卷板4a和固定涡盘部件5的卷板5a以及回转涡盘部件4的卷板4b和固定涡盘部件6的卷板6a形成为无论运行时还是停止时都不接触。因此，在形成多个压缩室18A、18B的卷板4a、5b彼此间形成成为微小的间隙的多个最狭部(未图示)。同样地，例如如图4所示，在形成多个压缩室19A1、19A2、19A3的卷板4a、5b彼此间形成成为微小的间隙的狭隙部20A1、20A2、20A3，在形成多个压缩室19B1、19B2、19B3的卷板4a、5b彼此间形成成为微小的间隙的狭隙部20B1、20B2、20B3。
喷出配管系统3具有分别连接喷出口5h、6h的配管，在这些配管上分别设有检测喷出温度的温度传感器21A、21B(但是，图1中仅示出21A)。另外，与喷出口5h、6h分别连接的配管汇合连接，并与水分离器22连接。水分离器22分离从压缩机主体1喷出的压缩空气中所含的水，并将分离的空气经由下游侧的干燥器等(未图示)向目标方供给。另外，水分离器22将分离的水暂时积存在其下部。
吸入配管系统2在固定涡盘部件5的吸入口5d、5e侧和固定涡盘部件6的吸入口6d、6e侧分路，并且进一步以在吸入口5d和吸入口5e、吸入口6d和吸入口6e分别分路的方式进行配管连接，在固定涡盘部件5的吸入口5d、5e侧和固定涡盘部件6的吸入口6d、6e侧分路的分路点的上游侧设有水混入部23。而且，在水分离器22的下部和水混入部23之间连接有供水系统24。
在供水系统24中设有除去水中的混入物的水清洁器25、将水冷却至规定温度以下的水冷却器26、控制阀27。控制阀27是其开度可连续增减的阀，根据来自控制器28的驱动信号可变地控制其开度。而且，例如在控制阀27为打开的状态，通过供水系统24从水分离器22向水混入部23供给水，通过水混入部23向吸入空气注入水。因此，根据控制阀27的开度控制注入水的流量，本发明的大的特征在于该注入水流量的控制范围。以下，对其详细说明。
首先，通过图5(a)以及图5(b)说明本申请发明人等通过具有上述结构的蜗旋空气压缩机进行实验的结果。图5(a)是表示注水量比和总绝热效率的关系的特性图，图5(b)是表示注水量比和喷出温度的关系的特性图。在此，注水量比是指，吸入系统2的水混入部23的吸入空气流量和注入水流量的体积比。需要说明的是，在本实验中，压缩比为8(换句话说，喷出压力为800kPa)、压缩机的转速为2000～3000rpm，卷板4a、5a间的狭隙部以及卷板4b、6a间的狭隙部的尺寸为数十μm。另外，本实验在春秋期间等常温期间(换句话说，气温为常温时)进行。
如图5(a)所示，在常温期间，在注水量比小于大致7×10-5的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率大幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致7×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致7×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率将小幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。另外，如图5(b)所示，在注水量小于大致7×10-5的情况下，随着注水量比的增加喷出温度大幅降低，在注水量比为大致7×10-5的情况下，喷出温度为大致88℃，在注水量比为大致7×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加喷出温度小幅降低。另外，如图5(a)以及图5(b)所示，在注水量比为大致10×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致20×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。
另外，在夏季期间等高温期间(换句话说，气温为高温时)，假设关于图5(a)以及图5(b)示出的特性的注水量比向正向变化大致(1～2)×10-5。即，例如，在注水量比小于大致9×10-5的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率大幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致9×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致9×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率将小幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。另外，例如，在注水量比小于大致9×10-5的情况下，随着注水量比的增加喷出温度大幅降低，在注水量比为大致9×10-5的情况下，喷出温度为大致88℃，在注水量比为大致9×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加喷出温度小幅降低。另外，例如在注水量比为大致12×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致22×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。
另外，在冬季期间等低温期间(换句话说，气温为低温时)，假设图5(a)以及图5(b)示出的特性中的注水量比向负向变化大致(1～2)×10-5。即，例如，在注水量比不足大致5×10-5的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率大幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致5×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致5×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率将小幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。另外，在注水量比小于大致5×10-5的情况下，随着注水量比的增加喷出温度大幅降低，在注水量比为大致5×10-5的情况下，喷出温度为大致88℃，在注水量比为大致5×10-5以上的情况下，随着注水量比的增加喷出温度小幅降低。另外，例如在注水量比为大致8×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68.5％，喷出温度为大致87℃，在注水量比为大致18×10-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致70％，喷出温度为大致84.5℃。
在这样的高温期间、低温期间(换句话说，即受到气温、湿度、大气压等影响)，图5(a)以及图5(b)所示的特性产生稍许变化。受到压缩比、压缩机的转速以及狭隙部的尺寸等影响也会产生稍许变化。因此，在也考虑这种变动的同时，根据图5(a)所示的特性，优选在注水量比的增幅为5×10-5～40×10-5的范围内且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内，对注入水流量的控制范围进行设定。这样，若预先设定注入水流量的控制范围并据此可变地控制控制阀27的开度，注入水流量虽然较少但是也能够将压缩机的总绝热效率提高为大致68％以上，而且由于注入流水量较少所以能够缩短停止前的干燥运行时间。
而且，在本实施方式中，通过预先设定喷出温度的目标范围，可间接地设定注入水流量的控制范围。在控制器28的内部存储器(存储单元)中，例如将喷出温度的目标范围的上限值和下限值分别预先设定为87℃和84.5℃并将其存储，对控制阀27的开度可变地控制，以使温度传感器21A所检测出的喷出温度(或者温度传感器21B所检测出的喷出温度、或者温度传感器21A、21B所检测出的喷出温度的平均值)落入目标范围84.5℃～87℃。即，在所检测出的喷出温度超过大致87℃的情况下，使控制阀27的开度增大，而在所检测出的温度小于84.5℃的情况下，使控制阀27的开度减小。
由此，无论常温期间、高温期间、低温期间，都能够自动地改变注水量比的控制范围，从而使压缩机的总绝热效率成为大致68.5％～大致70％。即，在常温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致10×10-5，最大值为大致20×10-5，在高温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致12×10-5，最大值为大致22×10-5，在高温期间，注水量比的控制范围的最小值为大致8×10-5，最大值为大致18×10-5。
需要说明的是，在上述第一实施方式中，虽然以将开度可连续地增减的控制阀27设置于供水系统24，并通过控制器28可变地控制该控制阀27的开度的情况为例进行了说明，但不限于此。即，例如，也可以设置在全开状态或者全闭状态间切换的多个控制阀(优选全开状态的开度互不相同的控制阀)，以替代控制阀27，并通过控制器控制这些控制阀的开闭数量。具体而言，该控制器例如在检测出的喷出温度超过喷出温度的目标范围的上限值的情况下，增加多个控制阀中的打开状态的控制阀的数量，并减少闭合状态的控制阀的数量；而在检测出的喷出温度小于喷出温度的目标范围的下限值的情况下，减少多个控制阀中的打开状态的控制阀的数量，并增加闭合状态的控制阀的数量。即使在变形例中也能获得与上述第一实施方式相同的效果。
另外，在上述第一实施方式中，关于吸入系统2，以在固定涡盘部件5的吸入口5d、5e侧和固定涡盘部件6的吸入口6d、6e侧分路的分路点的上游侧设有水混入部23、并设有向该水混入部23供给水的供水系统24的结构(换句话说，注入部位为一个的情况下)为例进行了说明，但不限于此，注水部位也可以为多个。即，例如，也可以在固定涡盘部件5的吸入口5d、5e侧和固定涡盘部件6的吸入口6d、6e侧分路的分路点的下游侧的多个部位(详细而言，在吸入口5d和吸入口5e分路的分路点的上游侧的两个部位、或者在吸入口5d和吸入口5e分路的分路点的下游侧以及在吸入口6d和吸入口6e分路的分路点的下游侧的四个部位)设置水混入部，并设有向这些水混入部供给水的供水系统。另外，例如，也可以设置分别向压缩机主体内的压缩路径18A、18B、19A、19B直接注入水的供水系统。在这些变形例中，例如可以通过控制阀控制多个注水部位的总合的注入水流量，例如也可以根据对应的温度传感器所检测出的喷出温度(具体而言，对压缩路径18A、18B用温度传感器21A所检测出的温度、对压缩路径19A、19B用温度传感器21B所检测出的温度)通过多个控制阀分别地控制多个注水部位的各自的注入水流量。这种情况下也能够获得与上述效果相同的效果。
另外，在上述第一实施方式中，对于控制器28，虽以为了使检测出的喷出温度落入预先设定存储的目标范围而驱动控制控制阀27的情况为例进行了说明，但并不限于此。即，例如，也可以为了使注水量比落入预先设定存储的控制范围而驱动控制控制阀27。这种情况下，可以在5×10-5～40×10-5的范围内且为具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内，对注水量比进行设定。作为一个具体例子，可以根据常温期间、高温期间、低温期间使注水量比的控制范围可变，例如，可以将常温期间的注水量比的控制范围的最小值设定为大致(7～12)×10-5、将最大值设定为大致(18～38)×10-5，将高温期间的注水量比的控制范围的最小值设定为大致(9～14)×10-5、将最大值设定为大致(20～40)×10-5，将低温期间的注水量比的控制范围的最小值设定为大致(5～10)×10-5、将最大值设定为大致(16～36)×10-5。另外，作为其他的具体例子，可以无论常温期间、高温期间、低温期间都固定注水量比的控制范围，例如，可以将注水量比的控制范围的最小值设定为大致10×10-5、将最大值设定为大致20×10-5。这种情况下也能够获得与上述效果相同的效果。
需要说明的是，在以上情况下，作为本发明的适用对象，虽然以使双面均形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于分别形成有与该回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板的一对固定涡盘部件摆动的水注入式涡旋空气压缩机为例进行了说明，并不限于此。即，当然也可以适用于使单面形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于形成有与该回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板的固定涡盘部件摆动的水注入式涡旋空气压缩机。

Claims (6)

1.一种注水式涡旋空气压缩机，其包括：
压缩机主体，其使形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于固定涡盘部件摆动而压缩空气，所述固定涡盘部件形成有与所述回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板；
供水系统，其向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，
该注水式涡旋空气压缩机的特征在于，
所述供水系统构成为在注入水流量与吸入空气流量的体积比即注水量比为以下范围内向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，即，注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。
2.一种注水式涡旋空气压缩机，其包括：
压缩机主体，其使双面均形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于一对固定涡盘部件摆动而压缩空气，所述一对固定涡盘部件分别形成有与所述回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板；
供水系统，其向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，
该注水式涡旋空气压缩机的特征在于，
所述供水系统构成为在注入水流量与吸入空气流量的体积比即注水量比为以下范围内向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，即，注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。
3.如权利要求1所述的注水式涡旋空气压缩机，其特征在于，还具有：
控制阀，其设置于所述供水系统中，且能够调节向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入的水的流量；
温度传感器，其检测所述压缩机主体的喷出温度；
存储单元，其预先设定喷出温度的目标范围并存储该喷出温度的目标范围，以使注水量比的范围落入注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内；
控制单元，其驱动控制所述控制阀，以使由所述温度传感器检测出的喷出温度落入所述存储单元中存储的目标范围内。
4.如权利要求3所述的注水式涡旋空气压缩机，其特征在于，
当由所述温度传感器检测出的喷出温度超过所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的上限值时，所述控制单元增大所述控制阀的开度，当由所述温度传感器检测出的喷出温度小于所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的下限值时，所述控制单元减小所述控制阀的开度。
5.如权利要求2所述的注水式涡旋空气压缩机，其特征在于，还具有：
控制阀，其设置于所述供水系统中，且能够调节向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入的水的流量；
温度传感器，其检测所述压缩机主体的喷出温度；
存储单元，其预先设定喷出温度的目标范围并存储该喷出温度的目标范围，以使注水量比的范围落入注水量比为5×10-5～40×10-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内；
控制单元，其驱动控制所述控制阀，以使由所述温度传感器检测出的喷出温度落入所述存储单元中存储的目标范围内。
6.如权利要求5所述的注水式涡旋空气压缩机，其特征在于，
当由所述温度传感器检测出的喷出温度超过所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的上限值时，所述控制单元增大所述控制阀的开度，当由所述温度传感器检测出的喷出温度小于所述存储单元中存储的喷出温度的目标范围的下限值时，所述控制单元减小所述控制阀的开度。
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