CN102536814A

CN102536814A - 无油螺杆压缩机

Info

Publication number: CN102536814A
Application number: CN2011102202606A
Authority: CN
Inventors: 藤元英树; 西村仁
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: JP5706681B2; CN102536814B; US20120164017A1; US8696335B2; JP2012136943A

Abstract

本发明提供无油螺杆压缩机，具有控制压缩机的吸入量的吸入节流阀、使该吸入节流阀动作的活塞装置和对该活塞装置供给操作压力的结构，在压缩机起动时，为了抑制起动负载而使吸入节流阀全闭，并使压缩机主体二次侧对大气开放，而且，该螺杆压缩机具有在驱动压缩机的电动机到达全速后切换到负载状态时，为了使吸入节流阀微开而使用作为操作压力的负压与大气压的情况下，用于确保该大气压的控制配管路径，该控制配管路径与排水排出路径为同一路径。由此，能够实现在起动时的必要的时刻使控制配管路径对大气开放，提高了起动可靠性的无油螺杆压缩机。

Description

无油螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及无油螺杆压缩机。

背景技术

已知存在一种具有能够非接触并且无油地旋转的阴阳一对的螺杆转子来压缩空气的不需要油即无油的螺杆压缩机。无油螺杆压缩机具有对空气进行压缩的压缩机主体，并且，由于从压缩机主体喷出的压缩空气是高温的，所以还设置有将该压缩空气冷却的冷却装置。从压缩机主体喷出的压缩空气，通过上述冷却装置和压缩机单元内的连接配管，喷出到压缩机单元外。

上述无油螺杆压缩机，具有用于控制压缩机的吸入量(即，向压缩机的吸入量)的吸入节流阀，使该吸入节流阀动作的活塞装置，和对该活塞装置供给操作压力的结构。此外，还设置有用于将压缩时和压缩空气冷却时产生的排水(drain)向设备外排出的结构。

在专利文献1(日本特开昭63-61780号公报)中，公开了多级压缩机的容量控制装置，对此将在后文说明。

发明内容

无油螺杆压缩机，具有控制压缩机的吸入量的吸入节流阀，使该吸入节流阀动作的活塞装置，和对该活塞装置供给操作压力的结构。

在压缩机起动时，为了抑制起动负载，使吸入节流阀全闭，并使压缩机主体二次侧对大气开放(即，向大气开放)，在驱动压缩机的电动机到达全速后切换到负载状态。

此外，在压缩机起动时，因为压缩机主体是在吸入节流阀关闭的状态下驱动的，所以吸入节流阀的二次侧为负压。在如上所述切换到压缩还未开始的负载状态时，该负压与大气压的微小压力差(压差)成为活塞装置的操作压力。

但是，因用于对活塞装置供给操作压力的配管(以下称为控制配管)结构上或者结构部件的结构的缺陷和劣化等，在多级压缩机中在控制配管结构方面，存在必要大气压为负压的情况。该情况下，由于无法打开吸入节流阀，为了确保必要大气压，控制配管的一部分路径通过孔(orifice)等对大气开放。但是，由于压缩机内形成始终对大气开放的路径，因此会产生排水从孔流出和流噪声(fluid noise)、压缩空气泄漏。

另一方面，无油螺杆压缩机，设置有将压缩时和压缩空气冷却时产生的排水向设备外排出的结构。这是为了防止压缩机主体以及空气配管路径生锈而设置的结构，但同时为了减少排水排出时压缩空气的泄漏，优选间歇地进行排水排出。

本发明的目的在于，提供一种具有间歇性的排水排出控制结构的无油螺杆压缩机，通过使用于确保上述压缩机起动时的必要大气压的控制配管路径与排水排出路径为同一路径，并仅在从无负载起动时转移到负载状态时的必要的期间(时段)使该路径对大气开放，从而提高起动可靠性，并且不存在来自上述控制配管路径的孔的排水排出、流噪声、压缩空气泄漏。此外的目的在于，通过使得排水的排出间隔和排出时间可根据压缩机运转状态来调整，从而实现排水的可靠的排出以及减少排水排出时的压缩空气泄漏。

为了达成上述目的，无油螺杆压缩机的结构为，

(1)起动时的控制配管路径的大气开放路径能够通过打开排水排出阀来实现的结构。

(2)在排水排出阀的开闭动作中，排水排出时间和排出间隔可调整的结构。

(3)上述排水排出时间和排出间隔，在起动时、负载时(加载时)、无负载时(卸载时)、停止时的压缩机运转的状态下以及停止状态下能够设定的结构。

根据本发明，在使用吸入节流阀控制压缩机的吸入量的无油螺杆压缩机中，能够提供用于提高起动时的可靠性和实现防锈的可靠的排水排出结构。

附图说明

图1是表示本实施例的控制配管路径和排水排出结构的图。

图2表示排水排出控制时序图。

图3是表示现有的控制配管路径结构的图。

具体实施方式

以下，作为本发明的实施方式，对于具有吸入节流阀的两级无油螺杆压缩机进行说明。

此外，此处为了便于理解本实施例，作为比较在图3中表示现有的两级无油螺杆压缩机，对此进行说明。

图3表示作为从压缩机空气吸入到喷出的路径的空气配管路径和控制对吸入节流阀的操作压力的配管路径(以下称为控制配管路径)。图中的点划线为控制配管路径，实线为空气配管路径。

在图3中，1为低压级(即低压侧)压缩机，2为高压级(即高压侧)压缩机，3为控制压缩机的吸气量的吸入节流阀，3A为活塞装置，4为将压缩空气冷却的低压级热交换机，5为将压缩空气冷却的高压级热交换机，6为低压级排水分离器，7为高压级排水分离器，8、9为止回阀，10A、10B、10C为三通电磁阀，11为孔。

在低压级压缩机1的吸入侧设置吸入节流阀3，在低压级压缩机1的下游设置低压级热交换机4，进而在其下游安装低压级排水分离器6，接着设置作为最终级压缩机的高压级压缩机2。此外在其喷出配管设置有止回阀8、高压级热交换机5以及高压级排水分离器7，压缩空气被向着喷出引导。

此外，自高压级热交换机5和高压级排水分离器7的下游的路径(Q)点，通过控制配管过滤器15与三通电磁阀10A、10C连接。(将其称为第1操作配管系统。)

此外，在位于低压级压缩机1的喷出侧的低压级热交换机4和低压级排水分离器的下游存在路径(R)，自该路径(R)经过止回阀9、孔11的操作配管30(将其称为第2操作配管系统)与上述三通电磁阀10C连接。

从而，三通电磁阀10C能够通过从路径(Q)导入的空气压使吸入阀3的室(B)动作，或者通过从路径(R)导入的空气压使吸入阀3的室(B)动作。从高压级压缩机2与止回阀8之间的路径(V)与三通电磁阀10B连接(将其称为第3操作配管系统)。

通过上述结构，利用操作压力控制活塞装置3A来开闭阀。其中，在吸入节流阀关闭时，路径(V)～路径(D)对大气开放。

此处，针对图3中压缩机起动时的动作进行说明。

在起动时，因起动负载的降低，吸入节流阀3的阀被关闭，压缩机不吸入空气。在吸入节流阀3的阀保持关闭的状态下，低压级压缩机主体1和高压级压缩机主体2的螺杆转子通过电动机旋转，开始进行向压缩机主体的吸入，因此吸入节流阀二次侧室3B到低压级压缩机主体1的一次侧之间的空气路径为负压。

此外，同样地，低压级压缩机主体1的二次侧与高压级压缩机主体2的一次侧的空气路径间也为负压。在起动开始后电动机到达全速时之后，在打开吸入节流阀时，对吸入节流阀3的A部供给负压，对B部供给大气压以利用其压力差使阀微开(稍微打开的状态)。实际上，作为空气配管路径的C与A部由三通电磁阀10A和三通电磁阀10B连通，使A部为负压。此时B部通过三通电磁阀10C与控制配管路径(S)连通。通过使吸入节流阀3的阀微开，空气压缩开始，因此低压级压缩机主体1和高压级压缩机主体2的二次侧为正压，空气配管路径(Q)与吸入节流阀3的B部连通，利用A部与B部的压力差使阀全开。

接着，对两级压缩机的卸载装置的作用进行说明。

首先，起动时吸入节流阀3为全闭的状态。这是因为停止时利用放气其必然关闭，而停止后吸入节流阀3不会随意活动。在起动时卸载运转时，三通电磁阀10A为OFF(关)，三通电磁阀10C、10B为ON(开)。此处，三通电磁阀为OFF时COM-NO端口连通，为ON时COM-NC端口连通。图3中，电磁阀10A中(F)表示NC端口，(G)表示NO端口，(H)表示COM端口，电磁阀10B中(K)表示NC端口，(L)表示COM端口，(J)表示NO端口，电磁阀10C中(N)表示NO端口，(P)表示NC端口，(M)表示COM端口。

来自路径(Q)的空气压，经过三通电磁阀10A、10B进入A室，吸入节流阀3为关闭状态。该期间中，路径(R)的压力为负压。

收到起动卸载解除指令时，负载切换后数秒间三通电磁阀全部为ON(COM-NC端口连通)。吸入节流阀3的室(A)的压力为与室(3B)相同的负压，因室(A)与室(B)的压差使卸载活塞和阀轴(均未图示)向右方向移动，吸入节流阀3开始打开。

当吸入节流阀3略微打开时，中间部分(中间级)的压力升高，从路径(R)通过控制配管30、三通电磁阀10C对室(B)供给该升高的压力，进一步移动卸载活塞和阀轴使吸入节流阀3全开。当吸入节流阀3全开，成为负载运转(全负载运转)时，三通电磁阀10A、10B为ON，三通电磁阀10C为OFF。即，三通电磁阀10C的端口被切换成NO-COM方向，成为从路径(Q)经过配管对室(B)供给操作压力的负载运转。

接着，对图3的孔11的功能进行说明。在起动开始时，如上所述低压级压缩机主体1的二次侧与高压级压缩机主体2的一次侧为负压。在吸入节流阀A部为负压、B部为大气压的压差下，阀微开，但为了防止路径(R)与室(B)连通导致室(B)成为负压，设置有止回阀9。但是，假设因止回阀的经年劣化等而产生泄漏的情况下，为了避免从路径(S)到B之间成为负压，通过孔11对大气开放路径(E)。在路径(R)到路径(E)之间，当开始压缩，低压级压缩机主体1的二次侧与高压级压缩机主体2的一次侧为正压时，压缩空气总是被排出，因此插入孔11。

但是，若为了减少来自该孔11的压缩空气的泄漏而使孔直径过小，则可能会堵塞。此外，在低压级热交换器4的排水中存在低压级排水分离器6无法分离的排水的情况下，可能会出现排水从孔11流出的情况。此外，由于来自孔11的压缩空气的泄漏，总是会产生流噪声。

本实施例中，使图3中路径(S)～路径(E)之间的通过孔11的大气开放(E)路径与排水排出配管路径相同，从而能够实施在必要时使图3的路径(S)～(E)之间对大气开放，排出排水的配管路径。

使用图1说明本发明的实施方式。以下没有特别提及的结构与图3相同，因此省略重复的说明。

本实施例中，在图1的低压级排水分离器6的二次侧和空气配管路径(R)的一次侧设置低压级用的排水排出路径(T)～(U)。

图1中在排水排出路径(T)～(U)之间，作为实施例设置能够通过电控制来进行开闭动作的电磁阀13。为了将排水排出，(U)对大气开放。排水排出路径(T)～(U)之间，兼任起动时的大气开放和低压级排水排出二者的作用。

此外，图1中12为止回阀，14为高压级排水分离器的下游设置的排水排出用电磁阀。

此处，对该排水电磁阀13的开闭控制进行说明。

图2使用时序图表示该排水排出电磁阀13的开闭动作的例子。

在图2的时序图中，上部表示起动时，中部表示加载→卸载切换时，下部表示停止时，各开闭动作表示排水排出电磁阀13的动作。

在起动开始，吸入节流阀3的阀为全闭状态，从电动机到达全速之后(起动卸载结束时)到吸入节流阀3的阀微开为止的时间、即图2的A秒的期间，使排水排出阀13为开。之后，与排水的排出量相应地按排水排出间隔C和排水阀打开时间B开闭排水电磁阀13，将排水排出。因为排水排出间隔C和排水阀打开时间B根据热交换器的冷却能力和吸入空气的温度、湿度等变化，所以优选能够任意地设定。

此外，关于图2的加载(负载)→卸载(无负载)切换后和停止时的情况，因为排水量比加载时减少，所以打开时间较短，关闭时间较长，D～G的时间优选能够任意地设定。

关于停止时，由于压缩机停止后机内温度下降时可能因热交换器和配管路径的结露产生排水，因此继续进行排水电磁阀13的开闭动作。

此处，图2中，A、B、D、E的时间大约为1～3秒，C为30秒左右，F为180秒左右，H为600秒左右，不过这些会根据压缩机的种类的不同而不同。

根据上述实施例，能够提供具有压缩机起动时起动可靠性较高的结构的无油螺杆压缩机。

Claims

1.一种无油螺杆压缩机，其特征在于：

具有控制压缩机的吸入量的吸入节流阀、使该吸入节流阀动作的活塞装置和对该活塞装置供给操作压力的结构，

在压缩机起动时，为了抑制起动负载而使吸入节流阀全闭，并使压缩机主体二次侧对大气开放，

具有在驱动压缩机的电动机到达全速后切换到负载状态时，为了使吸入节流阀微开而使用作为操作压力的负压与大气压的情况下，用于确保该大气压的控制配管路径，

该控制配管路径与排水排出路径为同一路径。

2.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

在所述排水排出路径的排水阀，自起动卸载结束时起，排水排出间隔和排水排出时间能够任意地设定。

3.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

在从加载切换到卸载后，排水排出间隔和排水排出时间能够任意地设定。

4.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

在停止后仍然继续进行排水排出，排水排出间隔和排水排出时间能够任意地设定。