CN105392996B - 螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

螺杆压缩机具备：螺杆转子(2)，收纳于壳体(1)，形成有多个螺旋状的螺杆槽(5)；星轮(3)，与螺杆转子(2)的螺杆槽(5)啮合并卡合而形成压缩室；马达(20)，驱动经由螺杆轴(7)而连结的螺杆转子(2)旋转；及轴承支承部(4)，经由配置于螺杆转子(2)的排出侧的轴承(6)来支承螺杆轴(7)，油和液体制冷剂中的至少一方从形成于壳体(1)内和轴承支承部(4)内的流路向螺杆转子(2)喷射。

Description

螺杆压缩机
技术领域
本发明涉及例如冷冻机的制冷剂压缩所使用的螺杆压缩机。
背景技术
一般来说在螺杆压缩机中存在具备一个螺杆转子和两个星轮的单螺杆压缩机。
图5是现有的单螺杆压缩机的概要结构图。
如图5所示，现有的单螺杆压缩机的一个螺杆转子2和两个星轮3收纳于壳体1内。在螺杆转子2形成有多个螺旋状的螺杆槽5，该螺杆槽5通过与配置于螺杆转子2的径向上的一对星轮3啮合并卡合而形成压缩室。
在壳体1内形成有低压空间和高压空间。另外，螺杆转子2固定于螺杆轴7，螺杆轴7的一端侧经由配置于螺杆转子2的排出侧(图5的左侧)的轴承6被轴承支承部4支承，并且吸入侧(图5的右侧)与马达转子10连结。并且，螺杆转子2被驱动旋转时，低压空间内的流体被吸入压缩室而被压缩，在压缩室内被压缩后的流体向高压空间的排出室15排出。
在上述现有的单螺杆压缩机中，在螺杆转子2中，运转时螺杆槽5与排出室15连通的排出侧是高压空间，形成于螺杆转子2的排出侧和轴承6之间的轴承室21是低压空间。该轴承室21通过轴承支承部4的端面的密封部而与螺杆转子2的高压空间隔开，并且通过形成于螺杆轴7内的均压孔22而与低压侧连通。
并且，该高压空间(螺杆转子2的螺杆槽5开口的排出侧)和低压空间(轴承室21)邻近，它们之间会产生压差，因此会产生高压流体从螺杆转子2和轴承支承部4之间的间隙向轴承6侧的泄漏。
另外，在螺杆转子2的外周面和壳体1之间需要用于驱动螺杆转子2旋转的间隙，从该间隙也会产生高压流体的泄漏。产生上述这种高压流体的泄漏时，单螺杆压缩机的运转效率会降低。为了抑制该单螺杆压缩机的运转效率的降低，分别减小螺杆转子2和轴承支承部4之间的间隙以及螺杆转子2和壳体1之间的间隙而减少高压流体的泄漏这一方法是有效的。
但是，为了抑制单螺杆压缩机的性能降低而过度减小这些间隙时，例如在流体是制冷剂的情况下，在高压差下的运转条件及变频器造成的马达转速增加时等，在压缩室内被压缩的气体制冷剂的温度会变得更高。其结果是，螺杆转子2发生热膨胀，螺杆转子2与轴承支承部4和壳体1中的至少一方接触而烧结的可能性变高，因此存在单螺杆压缩机的可靠性降低的问题。
因此，为了解决上述问题，提出了一种螺杆压缩机，能够将已被冷却的油或液体制冷剂向作为压缩室的螺杆槽注入来抑制在压缩室内被压缩的气体制冷剂的温度上升，抑制螺杆转子的热膨胀(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭63-130686号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所述的螺杆压缩机中存在如下问题：在为了提高运转效率而分别减小螺杆转子和轴承支承部之间的间隙以及螺杆转子和壳体之间的间隙的情况下，在运转条件突变时抑制不了螺杆转子的热膨胀，螺杆转子与轴承支承部和壳体中的至少一方接触而烧结。
本发明为了解决上述课题而完成，其目的在于提供一种可靠性高的螺杆压缩机，即使在为了提高运转效率而分别减小螺杆转子和轴承支承部之间的间隙以及螺杆转子和壳体之间的间隙的情况下，也能够抑制它们的接触和烧结。
用于解决课题的方案
本发明涉及的螺杆压缩机，具备：螺杆转子，收纳于壳体，形成有多个螺旋状的螺杆槽；星轮，与所述螺杆转子的螺杆槽啮合并卡合而形成压缩室；马达，驱动经由螺杆轴而连结的所述螺杆转子旋转；及轴承支承部，经由配置于所述螺杆转子的排出侧的轴承来支承所述螺杆轴，油和液体制冷剂中的至少一方从形成于所述壳体内和所述轴承支承部内的流路向所述螺杆转子喷射。
发明效果
根据本发明涉及的螺杆压缩机，通过将油或液体制冷剂从设置于轴承支承部的第二流路向螺杆转子喷射并进行冷却，能够抑制螺杆转子的热膨胀，即使在为了提高运转效率而分别减小螺杆转子和轴承支承部之间的间隙以及螺杆转子和壳体之间的间隙的情况下，也能够抑制它们的接触和烧结，因此得到高可靠性。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
图2是本发明的实施方式2涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
图3是本发明的实施方式3涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
图4是本发明的实施方式4涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
图5是现有的单螺杆压缩机的概要结构图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。另外，并不通过以下说明的实施方式限定本发明。另外，在下述附图中，各构成部件的大小关系有时与实际的不相同。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
以下，对实施方式1涉及的螺杆压缩机的结构进行说明。
本实施方式1涉及的螺杆压缩机是单螺杆压缩机，如图1所示，具备：筒状的壳体1、收纳于该壳体1内的螺杆转子2、星轮3、马达20、以及轴承支承部4。
螺杆转子2的外周部形成有多个螺旋状的螺杆槽5，螺杆转子2设置于壳体1的排出侧(图1的左侧)。
马达20由内接并固定于壳体1的定子9和配置于定子9的内侧的马达转子10构成，驱动经由螺杆轴7连结的螺杆转子2旋转，在变频器方式的情况下，该马达20的转速被控制。另外，该马达20设置于壳体1的吸入侧(图1的右侧)。
设置有两个星轮3，分别在螺杆转子2的径向上以夹持螺杆转子2的方式配置。另外，在星轮3的外周部形成有多个齿部，这些齿部与螺杆转子2的螺杆槽5啮合并卡合，形成压缩室。另外，在该压缩室内被压缩的制冷剂被排出到排出室15，该排出室形成于壳体1内。
螺杆转子2和马达转子10彼此配置在相同的轴线上，均固定于螺杆轴7。另外，该螺杆轴7的一方端部8经由配置于螺杆转子2的排出侧(图1的左侧)的轴承6被轴承支承部4支承。
在壳体1内形成低压空间和高压空间，在螺杆转子2中，运转时螺杆槽5与排出室15连通的排出侧是高压空间，形成于螺杆转子2的排出侧和轴承6之间的轴承室21是低压空间。该轴承室21通过轴承支承部4的端面的密封部而与螺杆转子2的高压空间隔开，并且通过形成于螺杆轴7内的均压孔22而与低压侧连通。
另外，在壳体1内形成有能够向压缩室注入油或液体制冷剂的第一流路11。在此，之所以向压缩室注入油或液体制冷剂是为了将由于马达转速增加时等而温度上升了的在压缩室内被压缩的气体制冷剂冷却，抑制该气体制冷剂的温度上升。
进而，在壳体1内和轴承支承部4内分别形成有流路，并形成有将它们连通并能够始终将油或液体制冷剂向螺杆转子2喷射的第二流路12。在此，之所以向螺杆转子2喷射油或液体制冷剂，是为了冷却螺杆转子2，抑制螺杆转子2的热膨胀。
接着，对实施方式1涉及的单螺杆压缩机的动作进行说明。
通过从电力供给源(未图示)向定子9供给电力，马达转子10、螺杆轴7及螺杆转子2进行旋转。并且，与螺杆转子2卡合的星轮3也旋转。由此，气体制冷剂通过吸入口(未图示)向单螺杆压缩机吸入。该气体制冷剂通过定子9和马达转子10之间的被称为空气隙的间隙、形成于定子9的外周部和壳体1之间的通路(未图示)而被吸入压缩室。
另外，冷凝器(未图示)出口的高压的液体制冷剂或通过油分离器(未图示)从气体制冷剂中分离的高压的油，从形成于壳体1内的第一流路11向压缩室注入，将在压缩室内被压缩的气体制冷剂冷却。
另外，冷凝器(未图示)出口的高压的液体制冷剂或通过油分离器(未图示)从气体制冷剂中分离的高压的油，从形成于壳体1内和轴承支承部4内的第二流路12向螺杆转子2喷射，将螺杆转子2直接冷却。
吸入到压缩室的气体制冷剂和油随着螺杆转子2的旋转被压缩，向排出室15排出。此时，利用吸入到压缩室的油提高压缩室的密封性。并且，向排出室15排出的制冷剂和油之后向油分离器(未图示)流入，在此处得以分离。
在本实施方式1涉及的螺杆压缩机中，除了将油或液体制冷剂从第一流路11向压缩室注入来冷却压缩室之外，还通过将油或液体制冷剂从形成于轴承支承部4内的第二流路12向螺杆转子2喷射而直接冷却，从而能够提高螺杆转子2的冷却效果，进一步抑制螺杆转子2的热膨胀。
因此，即使在为了提高运转效率而分别减小螺杆转子2和轴承支承部4之间的间隙以及螺杆转子2和壳体1之间的间隙的情况下，螺杆转子2也难以与轴承支承部4和壳体1接触，难以烧结。
综上所述，能够抑制接触和烧结，能够获得可靠性高的单螺杆压缩机。
另外，流过第二流路12的油或液体制冷剂通过利用例如油冷却器(未图示)与水或制冷剂进行热交换而进行冷却，从而能够进一步抑制螺杆转子2的热膨胀，因此抑制接触和烧结的效果也得以提高。
实施方式2.
图2是本发明的实施方式2涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
下文中对本实施方式2进行说明，但对于与实施方式1重复的内容进行省略，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标以相同符号。
本实施方式2涉及的单螺杆压缩机，在螺杆转子2中，在承受从形成于轴承支承部4内的第二流路12喷射的油或液体制冷剂的部分，形成有槽13。
通过形成槽13，能够减小螺杆转子2的热容量，并且可以增大螺杆转子2承受从形成于轴承支承部4的第二流路12喷射的油或液体制冷剂的表面积。因此，相比实施方式1能够进一步抑制螺杆转子2的热膨胀。并且，该槽13形成为增大上述表面积，从而能够进一步抑制螺杆转子2的热膨胀。
因此，即使在为了提高运转效率而分别减小螺杆转子2和轴承支承部4之间的间隙以及螺杆转子2和壳体1之间的间隙的情况下，相比实施方式1，螺杆转子2更难以与轴承支承部4和壳体1接触，难以烧结。
综上所述，能够获得比实施方式1的可靠性更高的单螺杆压缩机。
实施方式3.
图3是本发明的实施方式3涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
下文中对本实施方式3进行说明，但对于与实施方式1重复的内容进行省略，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标以相同符号。
本实施方式3涉及的单螺杆压缩机在第二流路12的入口侧(壳体1侧)设置有能够进行开闭控制的阀14。
通过设置阀14，仅在例如在压缩室内压缩后的气体制冷剂的温度上升时(例如在压缩室内压缩后的气体制冷剂的温度相比某指定温度上升时)打开阀14使得油或液体制冷剂流向第二流路12，向螺杆转子2喷射。然后，承受喷射的油或液体制冷剂的螺杆转子2被冷却，热膨胀得以抑制。因此，即使在为了提高运转效率而减小螺杆转子2与轴承支承部4和壳体1之间的间隙的情况下，螺杆转子2也难以与轴承支承部4和壳体1接触，难以烧结。
综上所述，能够获得比实施方式1和2的运转效率高的单螺杆压缩机。
另外，流过第二流路12的油或液体制冷剂通过利用例如油冷却器(未图示)与水或制冷剂进行热交换而进行冷却，从而能够进一步抑制螺杆转子2的热膨胀，因此抑制接触和烧结的效果也得以提高。
实施方式4.
图4是本发明的实施方式4涉及的螺杆压缩机的概要结构图。
下文中对本实施方式4进行说明，但对于与实施方式1重复的内容进行省略，对与实施方式1相同的部分或相当的部分标以相同符号。
本实施方式4的单螺杆压缩机，在螺杆转子2中，在承受从形成于轴承支承部4内的第二流路12喷射的油或液体制冷剂的部分，形成有槽13，而且，在第二流路12的入口侧设置有能够进行开闭控制的阀14。
通过形成槽13，能够得到与实施方式2同样的效果。另外，通过设置阀14，能够得到与实施方式3同样的效果。
综上所述，能够获得比实施方式1和3的可靠性高、比实施方式1和2的运转效率高的单螺杆压缩机。
另外，在本实施方式1至4中，螺杆压缩机是单螺杆压缩机，但本发明也能够适用于其他的例如双螺杆压缩机。
符号说明
1：壳体；2：螺杆转子；3：星轮；4：轴承支承部；5：螺杆槽；6：轴承；7：螺杆轴；8(螺杆轴的一方的)端部；9：定子；10：马达转子；11：第一流路；12：第二流路；13：槽；14：阀；15：排出室；20：马达；21：轴承室；22：均压孔。

Claims (5)

1.一种螺杆压缩机，具备：
螺杆转子，收纳于壳体，形成有多个螺旋状的螺杆槽；
星轮，与所述螺杆转子的螺杆槽啮合并卡合而形成压缩室；
马达，驱动经由螺杆轴而连结的所述螺杆转子旋转；及
轴承支承部，经由配置于所述螺杆转子的排出侧的轴承来支承所述螺杆轴，
液体制冷剂从形成于所述壳体内和所述轴承支承部内并将它们连通的流路向所述螺杆转子喷射，
在所述螺杆转子的承受液体制冷剂的喷射的部分形成有槽。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，
设有对所述流路进行开闭控制的阀。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机，其特征在于，
在所述壳体内形成有用于将液体制冷剂向所述压缩室注入的流路。
4.根据权利要求1或2所述的螺杆压缩机，其特征在于，
所述螺杆压缩机是单螺杆压缩机。
5.根据权利要求3所述的螺杆压缩机，其特征在于，
所述螺杆压缩机是单螺杆压缩机。
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