CN102477980A - 螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种螺杆压缩机，在形成于外壳内的转子室收纳有互相啮合的阴阳一对螺杆转子，由螺杆转子将从吸入流路吸入的气体压缩并从排出流路排出，在该螺杆压缩机中，具有：具有功能端面的柱状空间，所述功能端面向中间压力部和旁通流路开口，所述中间压力部是转子室内的空间，能够借助螺杆转子从吸入流路和排出流路隔离，所述旁通流路与排出流路连通；和活塞，嵌装于柱状空间内，通过抵接于功能端面而将中间压力部和旁通流路隔离，设有检压流路，该检压流路使柱状空间的与功能端(2)相反的一侧的空间与排出流路连通。通过这样的简单的构造能够变更机械的压缩比。

Description

螺杆压缩机
技术领域
本发明涉及一种螺杆压缩机。
背景技术
螺杆压缩机的吸入流路的压力及排出流路的压力由供气设备(在大气吸入的情况下为大气压)和需求设备决定。另一方面，即将从螺杆压缩机的转子室向排出流路排出之前的气体的压力由吸入流路的压力和螺杆压缩机的机械的压缩比(容积比)决定。在即将从转子室排出之前的气体的压力比排出流路的压力更高时，在向排出流路排出的瞬间，气体膨胀而压力下降。所以，该差压对应的压缩所需要的动力全部浪费。
在螺杆压缩机中，如例如日本特开平9-317676号所记载那样，有具备变更排出端口的开度的滑动阀而能够调整机械的压缩比的螺杆压缩机。然而，滑动阀构造复杂，成本大幅地变高。另外，滑动阀也存在控制变得复杂的缺点。
发明内容
鉴于前述问题点，本发明的课题在于提供一种构造简单且同时能够变更机械的压缩比的螺杆压缩机。
为了解决前述课题，本发明涉及一种螺杆压缩机，在形成于外壳内的转子室中收纳有互相啮合的阴阳一对螺杆转子，由所述螺杆转子将从吸入流路吸入的气体压缩并从排出流路排出，具有：具有功能端面的柱状空间，所述功能端面向中间压力部和旁通流路开口，所述中间压力部是所述转子室内的空间，能够借助所述螺杆转子从所述吸入流路和所述排出流路隔离，所述旁通流路与所述中间压力部连通；和活塞，嵌装于所述柱状空间内，通过抵接于所述功能端面而将所述中间压力部和所述旁通流路隔离，设有检压流路，该检压流路使所述柱状空间的相对于所述活塞而与所述功能端面相反的一侧的空间与所述排出流路连通。
依照该构成，在中间压力部的压力比排出压力高时，活塞从功能端面离开，中间压力部和旁通流路连通。由此，气体从中间压力部向排出流路排出，即，实质上螺杆压缩机的机械的压缩比下降。由此，不因过剩的压缩而耗费动力。另外，本发明的构成利用中间压力部和排出流路的压力差来使活塞移动，将旁通流路开放(将中间压力部连接至排出流路)/关闭(将中间压力部从排出流路隔离)，由此，使机械的压缩比变化，因而不需要用于驱动的动力或控制，构造简单。
另外，本发明的螺杆压缩机也可以还具有低压流路，该低压流路使所述柱状空间的与所述功能端面相反的一侧的空间与所述吸入流路连通，设有能够截断所述检压流路的检压流路阀和能够截断所述低压流路的低压流路阀。
依照该构成，通过将检压流路阀截断并将低压流路阀开放，使活塞从功能端面离开，与排出流路的压力无关，能够将螺杆压缩机的机械的压缩比维持为低的状态。在中间压力部的压力和排出流路的压力接近的情况下，存在着对旁通流路频繁地反复进行开放和关闭的可能性，通过由检压流路阀和低压流路阀将旁通流路维持为开放状态，从而能够防止伴随着活塞的移动而导致的螺杆压缩机的压缩比变化的排出流路的压力变动。
另外，在本发明的螺杆压缩机中，所述中间压力部也可以是能够根据所述螺杆转子的旋转位置而与所述排出流路连通的部分。
依照该构成，在将旁通流路开放的状态下，在从旁通流路断开后在作用空间内不再次压缩气体，因而不进行不需要的压缩工作。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的螺杆压缩机的轴方向垂直剖视图。
图2是图1的螺杆压缩机的轴方向水平剖视图。
图3是图1的螺杆压缩机的轴垂直方向剖视图。
图4是本发明的第二实施方式的螺杆压缩机的轴垂直方向剖视图。
图5是本发明的第三实施方式的螺杆压缩机的轴方向水平剖视图。
具体实施方式
在此，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1和2表示作为本发明的第一实施方式的螺杆压缩机1的构成。螺杆压缩机1在形成于外壳2的转子室3中收纳有互相啮合的阳螺杆转子4和阴螺杆转子5，而且，在形成于外壳2的马达室6中收纳有驱动阳转子4的马达的转动体7和定子8。
螺杆压缩机1从形成于马达室6的端部的吸入口9吸入外部气体，将气体经由连接转子室3和马达室6的吸入流路10而供给至转子室3。在吸入口9的内部，设有供气过滤器11。供给至转子室3的气体在转子室3内的由阳螺杆转子4和阴螺杆转子5划定的作用空间内被压缩，通过排出流路12而排出至排出空间13，从排出口14供给至期望的设备。螺杆转子3、4的轴由轴承15~18支承，排出侧的轴承16、18由封闭转子室3的轴承块19保持。
如图2所示，在轴承块19上，形成有向转子室3的排出侧端部的阴螺杆转子5侧的外缘部开口的柱状空间20。在柱状空间20的内部，嵌装有活塞21。在外壳2的与轴承块19密接的端面上，形成有在转子室3的外侧从与柱状空间20相对的位置延伸至轴承块19的外侧的槽，划定有使柱状空间20和排出空间13连通的旁通流路22。另外，如图3所示，柱状空间20在中间压缩部开口，该中间压缩部为转子室3的空间，是由螺杆转子4、5形成的作用空间能够从排出流路12隔离的部分。
如图2所示，通过活塞21抵接于柱状空间20的转子室3侧的端面(功能端面23)，能够将转子室的中间压力部和旁通流路22隔离。另外，在柱状空间20的与功能端面23相反的一侧，形成有检压流路24，该检压流路24与排出空间13连通，用于使柱状空间20的与功能端面23相反的一侧的内部空间的压力成为与排出空间13、进而成为与排出流路12相同的压力。
吸入流路10的压力与外部气体的压力相等，排出空间13和排出流路12的压力与需求设备的设定压力相等。中间压力部的压力由容积比(例如，Vi=2.0)和吸入流路10的压力决定。所述容积比为从吸入流路10隔离的瞬间的作用空间的容积与被柱状空间20开放的瞬间的作用空间的容积的比。此外，已知转子室3内的压力能够作为多元变化而算出。
在转子室3内的中间压力部的压力比排出空间13的压力低时，气体从排出空间13经由旁通流路22和柱状空间20而流入转子室3。此时，由于旁通流路22和柱状空间20中的压力损失，柱状空间20的功能端面23侧的空间的压力比隔着活塞21而相反的一侧的空间稍低。由此，活塞21向转子室3侧移动，与功能端面23密接，从而将旁通流路22从转子室3隔离。由此，螺杆压缩机1成为与未设置柱状空间20和旁通流路22的通常的螺杆压缩机相同的状态，以从吸入流路10隔离的瞬间的作用空间的容积与向排出流路12开放的瞬间的作用空间的容积的比(例如，Vi=3.0)压缩气体。
在转子室3内的中间压力部的压力比排出空间13的压力更高时，由于该压力差而导致活塞21从功能端面23离开，气体从中间压力部经由柱状空间20和旁通流路22而向排出空间13流出。在螺杆压缩机1中，伴随着螺杆转子4、5的旋转，作用空间移动，在作用空间向柱状空间20开口的期间，使气体与作用空间的体积减少的量对应而向排出空间13排出，不进行压缩工作。如图3所示，与柱状空间20连通的中间压力部也能够根据阴转子5的旋转位置而与排出流路12连通。即，一旦作用空间在柱状空间20开口，那么在作用空间从柱状空间20隔离以后，也不进行压缩工作，不耗费浪费的能量。换言之，如果活塞21从功能端面23离开，那么实质上具有与排出流路12变大相同的效果，使螺杆压缩机1的机械的压缩比下降至Vi=2.0。
在图4中，表示本发明的第二实施方式的螺杆压缩机1。此外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的构成要素标记相同的符号而省略重复的说明。本实施方式的螺杆压缩机1a在与第一实施方式相同的配置的第一柱状空间20和排出流路12之间，设有第二柱状空间20a，该第二柱状空间嵌装有第二活塞21a。在外壳2上，形成有从与第二柱状空间20a相对的位置延伸并向排出流路12开口的槽，划定第二旁通流路22a。第二柱状空间20a、活塞21a以及旁通流路22a的作用与第一柱状空间20、活塞21以及旁通流路22相同，仅将转子室3连接至旁通流路22a时的容积比(例如，Vi=2.5)不同。
在本实施方式中，在三个容积比(Vi=3.0、2.5、2.0)中自动地选择最佳的容积比，能够更有效地降低由于螺杆压缩机1a将气体过度地压缩至需求设备的必要的压力以上而导致的动力损失。
在图5中，表示本发明的第三实施方式的螺杆压缩机31。本实施方式的螺杆压缩机31在形成于外壳32的转子室33中收纳有互相啮合的阳螺杆转子34和阴螺杆转子35，将从吸入流路36吸入的气体排出至排出流路37。排出流路37直接连接于外部的排出配管38。
另外，在外壳32上形成有柱状空间39，该柱状空间39在转子室33的排出侧的端面开口且能够与中间压力部连通，该中间压力部能够借助螺杆转子34、35从排出流路37隔离。另外，关于柱状空间39，向中间压力部开口的功能端面40也向形成于外壳32的转子室33的径方向外侧的旁通流路41开口，能够将中间压力部和旁通流路41间接地连接。在柱状空间39中嵌装有活塞42，活塞42与功能端面40密接，从而能够将中间压力部和旁通流路41断开。旁通流路41经由设在外壳32的外部的旁通配管43而与排出配管38、进而与排出流路37连通。
而且，本实施方式的螺杆压缩机31具有检压流路44和低压流路45，该检压流路44由下述外部配管构成，所述外部配管使柱状空间39的与功能端面40相反的一侧的空间经由排出配管38和旁通配管43与排出流路37连通，低压流路45由下述外部配管构成，所述外部配管使柱状空间39的与功能端面40相反的一侧的空间与吸入流路36连通。在检压流路44中设有能够截断该流路的检压流路阀46，在低压流路45中设有能够截断该流路的低压流路阀47。
在本实施方式中，通过将检压流路阀46关闭并将低压流路阀47开放而与排出流路37的压力无关，令柱状空间39的功能端面40侧的压力都始终比活塞42的相反侧的内部空间的压力高，能够维持为使旁通流路41与转子室3的中间压力部连通的状态。由此，在排出流路37的压力在转子室33的中间压力部的压力的上下变动时，能够防止活塞42频繁地移动而反复进行将中间压力部与旁通流路41连通和切断的动作、排出压力变动。优选检测螺杆压缩机31的吸入压力和排出压力，进行程序控制使得在该比处于规定的范围的情况下进行这样的运转。
此外，本发明的螺杆压缩机也可以应用于在制冷剂通过的循环流路中夹设有压缩机、冷凝器、膨胀装置、蒸发器等而构成的冷冻装置。

Claims (3)

1.一种螺杆压缩机，在形成于外壳内的转子室中收纳有互相啮合的阴阳一对螺杆转子，由所述螺杆转子将从吸入流路吸入的气体压缩并从排出流路排出，具有：
柱状空间，具有功能端面，所述功能端面向中间压力部和旁通流路开口，所述中间压力部是所述转子室内的空间，能够借助所述螺杆转子从所述吸入流路和所述排出流路隔离，所述旁通流路与所述排出流路连通；和
活塞，嵌装于所述柱状空间内，通过抵接于所述功能端面而将所述中间压力部和所述旁通流路隔离，
设有检压流路，使所述柱状空间的相对于所述活塞而与所述功能端面相反的一侧的空间与所述排出流路连通。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，
还具有低压流路，使所述柱状空间的与所述功能端面相反的一侧的空间与所述吸入流路连通，
设有能够截断所述检压流路的检压流路阀和能够截断所述低压流路的低压流路阀。
3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，
所述中间压力部是能够根据所述螺杆转子的旋转位置而与所述排出流路连通的部分。
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