CN110121597A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋压缩机，能够以简单的结构防止在使压缩机停止时发生因残留在排气配管内的压缩空气回流、使回旋涡旋件反转而产生的声音。为实现上述目的，涡旋压缩机包括：具有回旋涡旋件和固定涡旋件的涡旋式的压缩机主体，驱动压缩机主体的电动机，驱动电动机的逆变器，将压缩机主体的排气口与储存经压缩机主体压缩后的压缩空气的储气罐连接的排气配管，和阻断排气配管内的来自所述储气罐的压缩空气的回流的止回阀，在使压缩机主体停止时，利用逆变器进行控制，使得从发出停止指令到压缩机主体停止为止的期间的、驱动压缩机主体的电动机的旋转速度，为第一减速度和比第一减速度低的第二减速度这2个阶段。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及例如适于将空气压缩并储存在储气罐中的涡旋压缩机。

背景技术

通常地，作为压缩机使用的涡旋压缩机的结构如下，其包括在固定涡旋件与回旋涡旋件之间形成了压缩室的压缩机主体，将从进气口吸入压缩室内的空气压缩，使之作为压缩空气从排气口经由排气配管排出到外部的储气罐内。现有的涡旋压缩机存在这样的问题，当压缩机的运转停止时，储气罐内的压缩空气会回流到压缩机主体的压缩室内使回旋涡旋件反转，导致发出声音。于是，为了解决该问题，已知一种通过在压缩机主体的排气口与储气罐之间设置止回阀来抑制压缩空气回流的方法。

作为本技术领域的背景技术，有日本特开平8-219527号公报(专利文献1)。专利文献1公开了一种包括变频驱动的涡旋式电动压缩机和可基于外部信号控制节流开度的电动式膨胀阀的空气调节机，其中，涡旋式电动压缩机具有止回阀，该止回阀被可移动地配置在形成于排出口的上游侧的第一阀座与形成在排出口的下游侧的第二阀座之间，在从排出口的上游侧受到流体压力施加时抵接在第二阀座上而将排出口开放，在从排出口的下游侧受到流体压力施加时抵接在第一阀座上而将排出口封闭，其特征在于设置有控制装置，该控制装置包括在要停止上述压缩机时增大上述电动式膨胀阀的开度以使压缩机的压缩比为规定值以下的膨胀阀开度控制单元，和在膨胀阀开度较大的状态下经过设定时间后使压缩机停止的运转停止单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-219527号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

专利文献1中，在要停止压缩机时，通过增大电动式膨胀阀的开度，并在该状态下经过能够使压缩机的压缩比降低至规定值以下的设定期间后使压缩机停止，由此，压缩机的转子不会发生反转，从而能够防止因转子反转而产生的噪音。不过，因为使用了电动式膨胀阀，所以存在控制变得复杂且价格提高的问题。

解决问题的技术手段

本发明鉴于上述背景技术和技术问题，举其一例如下，即，一种涡旋压缩机，包括：具有回旋涡旋件和固定涡旋件的涡旋式的压缩机主体，驱动压缩机主体的电动机，驱动电动机的逆变器，将压缩机主体的排气口与储存经压缩机主体压缩后的压缩空气的储气罐连接的排气配管，和阻断排气配管内的来自所述储气罐的压缩空气的回流的止回阀，其中，在使压缩机主体停止时，利用逆变器进行控制，使得从发出停止指令到压缩机主体停止为止的期间的、驱动压缩机主体的电动机的旋转速度，为第一减速度和比第一减速度低的第二减速度这2个阶段。

发明效果

采用本发明，可提供一种能够以简单的结构防止在使压缩机停止时发生因回旋涡旋件反转而产生的声音的涡旋压缩机。

附图说明

图1是实施例中的涡旋压缩机的整体结构的示意图。

图2是实施例中的压缩机主体与电动机构成为一体的涡旋式压缩机主体的横截面图。

图3是表示实施例中的使压缩机停止时的电动机旋转控制的频率的时间变化的图。

具体实施方式

下面使用附图说明本发明的实施例。

实施例1

首先，对于作为本发明的前提的涡旋压缩机进行说明。

图1是涡旋压缩机的整体结构的示意图。图1中，1是压缩机主体，2是驱动压缩机主体1的电动机，3是驱动电动机2的逆变器，4是电源，5是储存经压缩机主体1压缩后的压缩空气的储气罐，6是将压缩机主体1的排气口与储气罐6连接的排气配管，7是阻断储气罐内的压缩空气的回流的止回阀。

图2是本实施例中的压缩机主体1与电动机2构成为一体的涡旋式压缩机主体的横截面图。图2中，电动机2是轴向间隙型旋转电机，以单定子双转子型为例进行说明。定子21被配置并固定在电动机壳体24的旋转轴23的轴向中央部，2个转子22被配置成在旋转轴23的轴向上与定子21相对且隔着定子21。因为采用了使转子与定子在轴向上相对的结构，所以具有与径向间隙型电机相比能够缩短轴向长度，能够使电动机自身实现薄型化的特征。另外，25是冷却风扇。

压缩机主体1主要包括回旋涡旋件11和固定涡旋件12，回旋涡旋件11在旋转轴23的作用下进行回旋运动，在与竖立设置有螺旋状卷体部的固定涡旋件12相对的位置，竖立设置有能够与该固定涡旋件的卷体部之间形成多个压缩室的螺旋状卷体部，通过使其与固定涡旋件12之间构成的压缩室边去往中心边缩小来进行压缩。

轴向间隙型旋转电机是所谓的PM(Permanent Magnet，永磁式)电动机，在转子轭上圆环状地配置了永磁体构成转子22。PM电动机需要使磁场与磁极的极性对应，通常利用逆变器进行旋转控制，并且需要防止出现逆变器识别到的转速与实际电动机的转速不一致的被称作失步的现象。

此处，在图1中存在这样的问题，即，当停止压缩机的运转时，残留在排气配管内的压缩空气会回流到压缩机主体的压缩室内使回旋涡旋件反转，导致产生声音。另外，在电动机是PM电动机的情况下，存在着一旦电动机发生反转，将难以使磁场与磁极的极性对应，引起失步等现象的可能性增加，导致电动机自身发生故障的问题。

而在通过将止回阀7设置在压缩机主体的排气口的附近，来不仅防止储气罐内的压缩空气向压缩机主体的压缩室内回流，也防止残留在排气配管内的压缩空气回流的情况下，排气口将会变得高温，止回阀的老化将无法避免，为此，不得不将止回阀配置在离开排气口的位置上，于是会产生无法防止残留在排气配管内的压缩空气的回流的问题。

为此，本实施例着眼于涡旋压缩机的下述特征，即由回旋涡旋件和固定涡旋件的卷体部形成的压缩室的密闭性较低这一点，以及在规定的旋转速度以下不会进行压缩动作这一点，在要使压缩机停止时，利用逆变器进行旋转控制，设置逐渐减小压缩量的期间和将压缩空气排出的期间。

图3是表示本实施例中的使压缩机停止时的电动机旋转控制的频率的时间变化的图。图3中，设发出压缩机的停止指令的时刻为时刻A时，在该时刻之间，驱动压缩机的电动机的旋转控制的频率例如是308.3Hz(相当于3700rpm)。然后，从时刻A起，为了使压缩机停止而减小电动机的旋转速度，电动机的旋转控制的频率减小。然后，在下降至不会进行压缩动作的规定的旋转速度的时刻B，即电动机的旋转控制的频率为40Hz(相当于480rpm)时，使电动机的旋转速度相比A-B期间缓慢地减小。

对于涡旋式压缩机主体来说，因为由回旋涡旋件和固定涡旋件的卷体部形成的压缩室的密闭性较低，所以具有在规定的低旋转速度以下不会进行压缩动作这一特性。因此，在下降至不会进行压缩动作的规定的旋转速度——本实施例中为480rpm的时刻B，为了设置将排气配管内的压缩空气排出的期间，使电动机的旋转速度相比A-B期间缓慢地减小。而且，决定B-C期间的旋转速度的减速度，使得在旋转速度于时刻C达到零、压缩机停止时，排气配管内的压力为大气压。即，旋转速度的减速度为2个阶段，其中A-B期间是以通常速度逐渐减小压缩量的期间，B-C期间是将压缩空气排出的期间。由此，在压缩机停止时不会发生回流，能够防止反转。另外，电动机的转速Nrpm与电动机的旋转控制的频率f的关系由N＝2f/P×60给出。其中，P是电动机的极数。

另外，作为从时刻A到B-C期间的旋转速度的减速度，也可以采用旋转速度的减速度整体上较慢的1个阶段的控制，但这样在旋转停止需要耗费时间，所以采用了在到达不会进行压缩动作的规定的旋转速度的时刻B之前使旋转速度较快地减速，在时刻B之后使旋转速度缓慢地减速的2个阶段。本实施例中，A-B期间为约4.3秒，B-C期间为约6.5秒，从发出压缩机的停止指令到停止共计11秒。

关于因反转而产生的声音，由于当反转的旋转速度在规定速度以下时不会产生声音，所以如果仅要防止声音的产生，则无需在压缩机停止时刻即电动机的旋转速度为零的时刻使排气配管内的压力下降至大气压，能够缩短将压缩空气排出的期间即B-C期间。

这样，本实施例针对从发出压缩机的停止指令到压缩机停止为止的驱动压缩机的电动机的旋转速度，使其为先通常减速、接着低速减速的2个阶段，由此压缩空气不会回流到压缩机主体的压缩室内，能够防止反转，并能够防止因反转导致的声音的产生。

如上所述，本实施例是一种涡旋压缩机，其包括具有回旋涡旋件和固定涡旋件的涡旋式的压缩机主体、驱动压缩机主体的电动机、驱动电动机的逆变器、将压缩机主体的排气口与储存经压缩机主体压缩后的压缩空气的储气罐连接的排气配管、和阻断排气配管内的来自所述储气罐的压缩空气的回流的止回阀，在使压缩机主体停止时，利用逆变器进行控制，使得从发出停止指令到压缩机主体停止为止的驱动压缩机主体的电动机的旋转速度，按第一减速度和比第一减速度低的第二减速度这2个阶段减速。

能够仅利用原本就实施的由逆变器进行的电动机的旋转控制，来防止因回流导致的声音的产生。所以不需要增加其他装置，可提供一种能够以简单的结构防止在使压缩机停止时发生因回旋涡旋件反转而产生的声音的涡旋压缩机。

上面对实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例中，说明了在使压缩机主体停止时，使从发出停止指令到压缩机主体停止为止的驱动压缩机主体的电动机的旋转速度按2个阶段的减速度减速，但不限定于2个阶段，只要对涡旋式的压缩机主体设置了逐渐减小压缩量的期间和将压缩空气排出的期间即可，也可以是多个阶段，或者，也可以采用由平滑曲线连接的减速度。另外，在上述实施例中，作为驱动压缩机主体的电动机，使用由PM电动机构成的轴向间隙型旋转电机进行了说明，但无需限定于转子中使用了永磁体的所谓同步电动机，只要是能够对涡旋式的压缩机主体设置逐渐减小压缩量的期间和将压缩空气排出的期间的、用于驱动压缩机主体的电动机即可，例如也能够应用于感应电动机。

附图标记说明

1：压缩机主体，2：电动机，3：逆变器，4：电源，5：储气罐，6：排气配管，7：止回阀，11：回旋涡旋件，12：固定涡旋件，21：定子，22：转子，23：旋转轴，24：电动机壳体，25：冷却风扇。

Claims (7)

1.一种涡旋压缩机，包括：具有回旋涡旋件和固定涡旋件的涡旋式的压缩机主体，驱动该压缩机主体的电动机，驱动该电动机的逆变器，将所述压缩机主体的排气口与储存经压缩机主体压缩后的压缩空气的储气罐连接的排气配管，和阻断该排气配管内的来自所述储气罐的压缩空气的回流的止回阀，其特征在于：

在使所述压缩机主体停止时，利用所述逆变器进行控制，使得从发出停止指令到所述压缩机主体停止为止的期间的、驱动所述压缩机主体的所述电动机的旋转速度，按第一减速度和比该第一减速度低的第二减速度这2个阶段减速。

2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

决定所述第二减速度，使得在所述压缩机主体停止的时刻，所述排气配管内的压力成为大气压。

3.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

决定所述第二减速度，使得在所述压缩机主体停止的时刻，即使所述排气配管内残留于所述排气口与所述止回阀之间的压缩空气的压力因该压缩空气的回流而回流到所述压缩机主体的压缩室内，导致回旋涡旋件发生反转，其速度也为不会产生声音的反转的规定旋转速度以下。

4.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

在减速至所述压缩机主体不进行压缩动作的规定的旋转速度的时刻，进行所述第一减速度与所述第二减速度的切换。

5.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述第一减速度的期间是用于所述压缩机主体逐渐减小压缩量的期间，所述第二减速度的期间是所述压缩机主体将所述排气配管内的压缩空气排出的期间。

6.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述电动机是PM电动机。

7.如权利要求6所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述电动机是定子和转子在旋转轴的轴向上相对的结构的轴向间隙型旋转电机。