CN102562591A

CN102562591A - 螺杆压缩机

Info

Publication number: CN102562591A
Application number: CN2011104171104A
Authority: CN
Inventors: 平田和也; 吉村省二
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Shengang Compressor Co.,Ltd.
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: US20120156079A1; US9022748B2; CN102562591B; JP2012127253A

Abstract

本发明的螺杆压缩机具有：驱动机，具有与压缩机本体的输入轴连结的输出轴；离合器机构，切换为驱动机的输出轴与压缩机本体的输入轴连接的接通状态、和驱动机的输出轴与压缩机本体的输入轴切断的断开状态中的任一状态；压力传感器，设置于排出流路；以及控制器，基于由压力传感器检测到的排出压力值而控制离合器机构的接通状态与断开状态的切换，在排出压力值高于卸载设定值时，控制器进行控制以使上述离合器机构变为断开状态。从而在几乎不需要压缩气体的供给的状态下，降低动力损失。

Description

螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及一种螺杆压缩机，特别是有卸载时的动力损失的降低效果的螺杆压缩机。

背景技术

在压缩机本体的吸入侧具有吸入调节阀且在排出侧具有放气阀的压缩机中，根据下述的加载、卸载控制运转而进行排出容量的调节：若排出侧的压力变高则关闭上述吸入调节阀并且打开上述放气阀，相反地，若排出侧的压力变低则打开上述吸入调节阀并且关闭上述放气阀。

但是，在上述压缩机中，即便在消耗侧不需要压缩气体的卸载运转时也无法完全地利用上述吸入调节阀关闭吸入流路。在关闭吸入流路时，压缩比变得无限大而排出的气体的温度上升。其结果，不能继续运转，在最差时，甚至会损伤压缩机本体。因此，存在即便在卸载运转时也无法将吸入调节阀全闭而消耗加载运转时的20~30%的动力的缺点。

因此，为了防止排出侧的气体的异常的温度上升，解决卸载运转时的动力损失的降低的课题，提出了各种各样的压缩机的运转方法。

例如，在日本特许第3837278号中公开了下述压缩机的运转方法：在驱动压缩机本体的马达的转速大于预定的设定值时，打开吸入侧的吸气调节阀而基于排出侧的压力传感器的检测值而以变小的方式控制上述马达的转速，若达到上述设定值，则停止上述转速的控制，切换至与排出侧的压力变动对应而使上述吸气调节阀开闭的控制，抑制排出侧的压力变动。

根据该压缩机的运转方法，能够实现排出侧的异常的温度上升的防止以及动力损失的降低。

但是，对于几乎无需压缩气体的供给的状态下的动力损失的降低，还存在改善的余地。

发明内容

本发明的课题在于提供一种螺杆压缩机，能够在几乎不需要压缩气体的供给的状态下降低动力损失。

作为解决上述课题的方式，本发明的螺杆压缩机具有压缩机本体和与该压缩机本体的排出口连接的排出流路，所述压缩机本体具有形成收纳阴阳一对的螺杆转子的压缩室和与上述压缩室连通的吸入口以及排出口的壳体，令上述阴阳一对的螺杆转子中一方的螺杆转子旋转的输入轴从上述壳体外部突出地设置，所述螺杆压缩机的特征在于，包括：具有与上述输入轴连结的输出轴的驱动机；在使上述驱动机的输出轴与上述压缩机本体的输入轴连接的接通状态和将上述驱动机的输出轴与上述压缩机本体的输入轴切断的断开状态之间进行切换的离合器机构；设置于上述排出流路的压力传感器；以及基于由上述压力传感器检测到的排出压力值控制上述离合器机构的上述接通状态与上述断开状态的控制器，在此，在上述排出压力值高于既定的卸载设定值时，上述控制器进行控制以使将上述离合器机构变为上述断开状态。

根据该构成，由压力传感器检测出的排出压力值变得高于既定的卸载设定值时，控制器进行控制以使离合器机构变为断开状态。若离合器机构变为断开状态，则驱动机的输出轴与压缩机本体的输入轴的连接解除。因此，在几乎不需要压缩气体的供给的状态下，能够令驱动机与该驱动机驱动的对象的螺杆转子成为完全地切断的状态，即即便驱动机继续运转也能够在几乎无负荷的状态下运转，能够降低消耗的电力，能够降低动力损失。

优选若上述排出压力值变为稍低于上述卸载设定值的值，则上述控制器对上述离合器机构进行切换使得从上述断开状态变为上述接通状态。或者，优选在上述离合器机构的上述接通状态与上述断开状态的切换进行后，到经过既定时间为止，上述控制器维持上述离合器机构的状态。

根据该构成，在排出压力值变得稍低于卸载设定值时，控制器切换离合器机构使其从接通状态变为断开状态，或者在离合器机构的接通状态与断开状态的切换进行后经过既定时间之前维持该状态，从而能够避免频繁地进行离合器机构的连接、切断。

优选具有下述机构：除了启动时，对上述离合器机构变为上述接通状态的次数进行计数，在上述计数的次数超过预先设定的阈值的次数时发出警报。根据该构成，构成为已计数的离合器机构的连接次数超过预先设定的阈值的次数时发出警报，从而能够事先防止离合器机构异常地磨损。

附图说明

图1是本发明的螺杆压缩机的省略表示剖视图。

具体实施方式

以下，按照附图说明本发明的实施方式。

图1表示本发明的螺杆压缩机1。螺杆压缩机1具有压缩机本体2、离合器机构35、马达（驱动机）31、以及控制器37。

压缩机本体2具有壳体4，其包括：内部形成有压缩室3的主壳体4a、安装于主壳体4a的一侧而在与主壳体4a之间形成齿轮室5的同步齿轮用端罩4b、安装于主壳体4a的另一侧而在与主壳体4a之间形成齿轮室6的变速机用端罩4c。

在主壳体4a的压缩室3中，能够旋转地收纳有阳螺杆转子7和阴螺杆转子8，该阳螺杆转子7和阴螺杆转子8啮合。

从阳螺杆转子7通过压缩室3与齿轮室5之间的分隔壁4d的贯通孔9a而转子轴7a向齿轮室5的内部延伸。此外，从阳螺杆转子7通过压缩室3与齿轮室6之间的分隔壁4e的贯通孔9b而转子轴7b向齿轮室6内部延伸。

从阴螺杆转子8通过压缩室3与齿轮室5之间的分隔壁4d的贯通孔10a而转子轴8a向齿轮室5内部延伸。此外，从阴螺杆转子8向压缩室3与齿轮室6之间的分隔壁4e的贯通孔10b内部延伸转子轴8b。

压缩室3的侧壁4f上，在齿轮室5侧设置吸入口11，在齿轮室6侧设置排出口12。吸入口11与排出口12分别与压缩室3连通。吸入口11与吸入流路13连接。排出口12与排出流路14连接。

阳螺杆转子7的转子轴7a、7b由分隔壁4d、4e的轴承15、15支承。此外，阴螺杆转子8的转子轴8a、8b由分隔壁4d、4e的轴承16、16支承。

分隔壁4e的阴螺杆转子8侧形成有扩张到比侧壁4还向径向外侧的位置以能够收纳后述的增速机的扩张部4g。

在齿轮室5内的转子轴7a的端部，设置有同步齿轮17。齿轮室5内的转子轴8a的端部上设置有同步齿轮18。同步齿轮17与同步齿轮18相互啮合而能够旋转地构成。

在齿轮室6内的转子轴7b的端部连结有从动小齿轮（小齿轮）19。而且，从动小齿轮19与主动大齿轮（大齿轮）20相互啮合而能够旋转地构成。齿轮室6内的从动小齿轮19与主动大齿轮20构成增速机。

主动大齿轮20的轴中心与输入轴21连结。输入轴21贯通变速机用端罩4c的朝向与压缩室3相反侧的凸台部22而向壳体4的外侧突出。输入轴21由凸台部22的轴承23、23支承。而且，输入轴21的端部与后述的本体侧的盘形转子26连结。具有主动大齿轮20的输入轴21构成为与本体侧盘形转子26一体地旋转。

在变速机用端罩4c的与本体侧盘形转子26对置的面上设置有由电磁线圈构成的动作部24。动作部24以顶端与盘形转子26与变速机用端罩4c对置的面的外周缘接近的方式向输入轴21的突出方向突出。动作部24由控制器37控制电压的施加。

在动作部24的径向内侧，与凸台部22同心圆上地设置有导引部25。导引部25限制后述的本体侧盘形转子26的动作部用收纳部27向径向的移动而对本体侧盘形转子26的旋转进行引导。

本体侧盘形转子26由能够磁化的金属构成。本体侧盘形转子26在与变速机用端罩4c对置的面的外周缘上具有动作部用收纳部27。动作部用收纳部27由从本体侧盘形转子26分别向变速机用端罩4c侧突出的外径部28和内径部29形成。动作部用收纳部27中，在外径部28与内径部29之间以变速机用端罩4c的动作部24的顶端接近本体侧盘形转子26的方式收纳动作部24。

以与本体侧盘形转子26对置的方式设置驱动机侧盘形转子30。驱动机侧盘形转子30具有与本体侧盘形转子26相同的外径。驱动机侧盘形转子30的轴中心与从马达本体（驱动机本体）31a突出的马达31的输出轴32的端部连结。

在驱动机侧盘形转子30上，以与本体侧盘形转子26的在轴向上与动作部用收纳部27相反侧的面对置的方式，设置有经由板簧（弹性部件）（未图示）而接合的电枢33。

驱动机侧盘形转子30、本体侧盘形转子26、以及动作部24具有离合器机构35。离合器机构35经由驱动机侧盘形转子30、本体侧盘形转子26而切换为将马达31的输出轴32与压缩机本体2的输入轴21连接的接通状态、和将马达31的输出轴32与压缩机本体2的输入轴21切断的断开状态中的任一方。离合器机构35夹设在马达31与压缩机本体2之间。即构成为自马达31的旋转力经由离合器机构35、输入轴21、增速机、转子轴7b、7a而传递到同步齿轮17，随着同步齿轮17的旋转而同步齿轮18也旋转，阳螺杆转子与阴螺杆转子8旋转。

控制器37基于设置于螺杆压缩机1的排出流路14的压缩传感器36所检测出的排出气体的压力Pd相关的信号而控制向动作部24的电压的施加以及各构成品。

控制器37具有触摸面板等的输入装置（未图示）。利用该输入装置，能够将后述的卸载设定值Pd_unload在预定的上限值到下限值的范围内任意地设定。

接着，对以上的构成的螺杆压缩机1的动作进行说明。

若螺杆压缩机1启动，则借助控制器37开始向动作部24的通电。若向动作部24通电而施加电压，则动作部24产生磁束。借助该磁束，本体侧盘形转子26被磁化。而且，本体侧盘形转子26克服板簧的回复力而将电枢33吸近。而且，本体侧盘形转子26与电枢33接触，本体侧盘形转子26与驱动机侧盘形转子30连接。即，离合器机构35连接而变为接通状态。其结果，马达31的旋转力经由输出轴32、驱动机侧盘形转子30、电枢33而传递到本体侧盘形转子26以及输入轴21。而且，输入轴21的旋转力向增速机、阳螺杆转子7、阴螺杆转子8传递，螺杆压缩机1作为压缩机而实质地动作。

若螺杆转子7、8旋转，则压缩机本体2将应被压缩的流体通过吸入流路13从吸入口11吸入。而且，压缩机本体2当在压缩室3内的压缩空间压缩上述流体后，将上述流体从排出口12排出，通过排出流路14而供给到未图示的供给目的地。

另一方面，在排出流路14中，借助压力传感器36检测排出气体的压力Pd。而且，与排出气体的压力Pd相关的信号被发送到控制器37。控制器37基于接收的排出气体的压力Pd相关的信号，控制向动作部24的电压的施加及各构成品。

若由压力传感器36检测到的排出气体的压力Pd高于卸载设定值Pd_unload，则控制器37停止向动作部24的通电。由此，动作部24的磁束消除。借助该磁束的消除，本体侧盘形转子26被消磁。而且，在驱动机侧盘形转子30中，借助板簧的回复力而电枢33回到初始位置。即，电枢33从本体侧盘形转子26离开即本体侧盘形转子26与驱动机侧盘形转子30分离，离合器机构35被切断而变为断开状态。

若切断离合器机构35，则螺杆转子7、8的旋转停止，排出气体向供给目的地供给，与之相伴排出流路14的压力降低。

若由压力传感器36检测到的排出气体的压力Pd变为稍低于卸载设定值Pd_unload的值以下，则控制器37再次开始向动作部24的通电，离合器机构35连接而变为接通状态。

在本实施方式中，不是在排出气体的压力Pd变为卸载设定值Pd_unload以下而进行离合器机构35的再连接，而是在排出气体的压力Pd变为稍低于卸载设定值Pd_unload的值以下时进行，这是为了在位于排出气体的压力Pd的卸载设定值Pd_unload附近时，避免离合器机构35的连接、切断变得频繁。

通过这样地构成，在几乎不需要压缩气体的供给的状态下（由压力传感器36检测出的排出气体的压力Pd高于卸载设定值Pd_unload时），能够令驱动机与驱动机驱动的对象的螺杆转子7、8变为完全地切断的状态。因此，即便驱动机的运转继续，也在几乎无负荷的状态下运转，所以能够降低消耗电力，能够降低动力损失。

此外，在驱动机为马达31时，能够抑制马达31发热。从而，螺杆压缩机1能够借助马达31自身附带的风扇的冷却风等在通常的运转时快速地进行马达31的冷却。其结果，马达31自身的冷却时间变短，所以能够缩短马达31的启动开始、停止的时间，对于压缩机而言也很有利。

另外，优选构成为：控制器37除了启动时对离合器机构35连接的次数、即离合器机构35变为接通状态的次数进行计数，若该次数超过预先设定的阈值的次数，则控制器37使用未图示的警报机构（显示器等）发出“请维护离合器机构”的主旨的警报。控制器37由此能够事先防止离合器机构35的异常的磨损等。

本发明不限定于实施方式的结构，能够进行各种变形。例如，也可以构成为在离合器机构35的接通状态和断开状态的切换进行后经过既定时间（例如23秒）之前，与排出气体的压力Pd的变化无关，控制器37维持离合器机构35的状态（接通状态或者断开状态）。根据该构成，也能够避免离合器机构35的连接、断开频繁地发生。

此外，例如也可以取代具有由电磁线圈构成的动作部24和电枢33的离合器机构35，而采用借助致动器切换驱动机侧盘形转子30与本体侧盘形转子26的断开连接的离合器机构那样的另外的离合器机构。此外，也可以不设置增速机而令阳螺杆转子7的转子轴7b、或者阴螺杆转子8的转子轴8b向壳体4的外侧突出，令突出的转子轴为输入轴21。进而，驱动机也可以是发动机。

Claims

1.一种螺杆压缩机，具有压缩机本体和与该压缩机本体的排出口连接的排出流路，所述压缩机本体具有形成有收纳阴阳一对的螺杆转子的压缩室和与上述压缩室连通的吸入口以及排出口的壳体，令上述阴阳一对的螺杆转子中一方的螺杆转子旋转的输入轴从上述壳体向外部突出地设置，

所述螺杆压缩机的特征在于，包括：

驱动机，具有与上述输入轴连结的输出轴；

离合器机构，在使上述驱动机的输出轴与上述压缩机本体的输入轴连接的接通状态和将上述驱动机的输出轴与上述压缩机本体的输入轴切断的断开状态之间进行切换；

压力传感器，设置于上述排出流路；以及

控制器，基于由上述压力传感器检测到的排出压力值而控制上述离合器机构的上述接通状态与上述断开状态的切换，

在此，在上述排出压力值高于既定的卸载设定值时，上述控制器进行控制以使上述离合器机构变为上述断开状态。

2.如权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，

在上述排出压力值变为略低于上述卸载设定值的值以下时，上述控制器将上述离合器机构从上述断开状态切换为上述接通状态。

3.如权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，

在上述离合器机构的上述接通状态与上述断开状态的切换进行后，到经过既定时间为止，上述控制器维持上述离合器机构的状态。

4.如权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，

具有下述机构：除了启动时，对上述离合器机构变为上述接通状态的次数进行计数，在上述计数的次数超过预先设定的阈值的次数时发出警报。