CN115151726A - 供液式螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制液体的搅拌功并抑制液体的温度上升的供液式螺杆压缩机。供液式螺杆压缩机包括阳转子(11A)和阴转子(11B)、形成于阳转子(11A)的齿槽的阳转子侧作动室、以及形成于阴转子(11B)的齿槽的阴转子侧作动室。另外，供液式螺杆压缩机具有相对于划分刚开始排出后的阴转子侧作动室(V5)的阴转子(11B)的后侧齿顶的脊线(L)与高压侧尖点(23)相交的交点(P)，配置在作为低压侧的转子轴向的一侧，对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴(28)，以及相对于交点(P)配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧，对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴(29)，供液喷嘴(29)的供液量多于供液喷嘴(28)的供液量。

Description

供液式螺杆压缩机
技术领域
本发明涉及在对作动室供给液体的同时对气体进行压缩的供液式螺杆压缩机。
背景技术
供液式螺杆压缩机在对转子的齿槽中形成的作动室供给液体(详细而言例如是油)的同时，对气体(详细而言例如是空气)进行压缩。液体供给的目的是压缩行程中的气体的冷却、作动室的间隙的密封和转子的润滑等。
专利文献1的供液式螺杆压缩机具有相互啮合地旋转的阳转子和阴转子、收纳阳转子的齿部的阳转子侧腔、收纳阴转子的齿部的阴转子侧腔、作为阳转子侧腔的壁面与阴转子侧腔的壁面的边界线的低压侧尖点和高压侧尖点、在阳转子的齿槽中形成的对气体进行压缩的阳转子侧作动室、以及在阴转子的齿槽中形成的对气体进行压缩的阴转子侧作动室。阳转子侧作动室和阴转子侧作动室随着阳转子和阴转子的旋转而从转子轴向的一侧向另一侧移动，同时容积变化。由此，顺次进行经由吸入口(开口)从吸入流路吸入气体的吸入行程、对气体进行压缩的压缩行程、和经由排出口(开口)对排出流路排出压缩气体的排出行程。
另外，专利文献1的供液式螺杆压缩机具有对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴和对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴。各供液喷嘴对压缩行程的作动室供给液体。换言之，各供液喷嘴相对于划分刚开始排出后的阴转子侧作动室的阴转子的后侧齿顶的脊线与高压侧尖点相交的交点，配置在作为低压侧的转子轴向的一侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-153073号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的供液喷嘴对压缩行程的作动室供给液体，如果减少其供液量，则能够减小液体的搅拌功(动力损失)。液体的搅拌功指的是从供液喷嘴供给的液体因附着在转子上等理由，而向转子旋转方向移动，之后，被吸入阳转子与阴转子啮合的部分中受到压缩而产生的功。但是，如果减少供液喷嘴的供液量，则液体的温度上升量增加。因此，会促进液体的劣化。
本发明是鉴于上述情况得出的，课题之一在于抑制液体的搅拌功并抑制液体的温度上升。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，应用要求的权利范围所记载的结构。本发明包括用于解决上述课题的多种技术方案，举其一例，是一种供液式螺杆压缩机，其包括：能够相互啮合地旋转的阳转子和阴转子；收纳所述阳转子的齿部的阳转子侧腔；收纳所述阴转子的齿部的阴转子侧腔；作为所述阳转子侧腔的壁面与所述阴转子侧腔的壁面的边界线的低压侧尖点和高压侧尖点；形成于所述阳转子的齿槽的、对气体进行压缩的阳转子侧作动室；形成于所述阴转子的齿槽的、对气体进行压缩的阴转子侧作动室；第一供液喷嘴，其相对于划分刚开始排出后的阴转子侧作动室的所述阴转子的后侧齿顶的脊线与所述高压侧尖点相交的交点，配置在作为低压侧的转子轴向的一侧，对所述阳转子侧作动室和所述阴转子侧作动室中的任一者供给液体；和第二供液喷嘴，其相对于所述交点配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧，对所述阳转子侧作动室和所述阴转子侧作动室中的任一者供给液体，所述第二供液喷嘴的供液量多于所述第一供液喷嘴的供液量。
发明效果
根据本发明，能够抑制液体的搅拌功并抑制液体的温度上升。
另外，上述以外的课题、结构和效果，将通过以下说明而说明。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的螺杆压缩机的结构的概略图。
图2是表示本发明的第一实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。
图3是表示图2的截面III-III的铅垂截面图。
图4是表示图2的截面IV-IV的铅垂截面图。
图5是本发明的第一实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的位置和开口面积。
图6是表示本发明的第二实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。
图7是本发明的第二实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的位置和开口面积。
图8是表示本发明的第三实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。
图9是本发明的第三实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的位置和开口面积。
具体实施方式
用图1～图5说明本发明的第一实施方式。图1是表示本实施方式中的螺杆压缩机的结构的概略图。图2是表示本实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。图3是图2的截面III-III的铅垂截面图。图4是图2的截面IV-IV的铅垂截面图。图5是本实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的位置和开口面积。其中，图5的点划线m1～m3、f1～f3分别对应于图3和图4的位置m1～m3、f1～f3。另外，图5的斜线表示阳转子和阴转子的齿顶的脊线。
本实施方式的螺杆压缩机包括电动机1、被电动机1驱动来对气体(详细而言例如是空气)进行压缩的压缩机主体2、将从压缩机主体2排出的压缩气体与其中含有的液体(详细而言例如是油)分离的气液分离器3、以及对压缩机主体2的作动室供给被气液分离器3分离后的液体的液体配管4。在液体配管4中，设置了对液体进行冷却的冷却器5和除去液体中的杂质的过滤器6等。
压缩机主体2具有阳转子11A和阴转子11B、以及收纳阳转子11A和阴转子11B的壳体12。
阳转子11A包括具有螺旋状地延伸的多个(本实施方式中是4个)齿的齿部13A、与齿部13A的轴向一侧(图2的左侧)连接的吸入侧轴部14、以及与齿部13A的轴向另一侧(图2的右侧)连接的排出侧轴部15。阳转子11A的吸入侧轴部14被吸入侧轴承16可旋转地支承，阳转子11A的排出侧轴部15被排出侧轴承17可旋转地支承。
同样地，阴转子11B包括具有螺旋状地延伸的多个(本实施方式中是6个)齿的齿部13B、与齿部13B的轴向一侧连接的吸入侧轴部(未图示)、以及与齿部13B的轴向另一侧连接的排出侧轴部(未图示)。阴转子11B的吸入侧轴部被吸入侧轴承(未图示)可旋转地支承，阴转子11B的排出侧轴部被排出侧轴承(未图示)可旋转地支承。
阳转子11A的吸入侧轴部14贯通壳体12，与电动机1的旋转轴连接。然后，阳转子11A因电动机1的驱动而向箭头A的方向旋转，阴转子11B因阳转子11A的齿部13A与阴转子11B的齿部13B的啮合而向箭头B的方向旋转。
壳体12由主壳体18、与主壳体18的轴向一侧(图2的左侧)连接的吸入侧壳体19、以及与主壳体18的轴向另一侧(图2的右侧)连接的排出侧壳体20构成。
主壳体18具有收纳阳转子11A的齿部13A并在其齿槽中形成阳转子侧作动室的阳转子侧腔21A、以及收纳阴转子11B的齿部13B并在其齿槽中形成阴转子侧作动室的阴转子侧腔21B。腔21A、21B相互部分重叠，具有低压侧尖点22和高压侧尖点23作为它们的壁面的边界线。
阳转子侧作动室和阴转子侧作动室随着阳转子11A和阴转子11B的旋转而从转子轴向的一侧向另一侧移动，同时容积变化。由此，顺次进行经由吸入口24(开口)从吸入流路25吸入气体的吸入行程、对气体进行压缩的压缩行程、和经由轴向排出口26(开口)向排出流路27排出压缩气体的排出行程。轴向排出口26是对于阳转子侧作动室和阴转子侧作动室在转子轴向上开口的排出口。图5所示的阳转子侧作动室S1、S2和阴转子侧作动室V1、V2、V3是进行吸入行程的，阳转子侧作动室S3、S4和阴转子侧作动室V4、V5是进行压缩行程的。图4和图5所示的阳转子侧作动室S5和阴转子侧作动室V6是刚开始排出后的。
此处，定义划分刚开始排出后的阴转子侧作动室V6的阴转子11B的后侧齿顶的脊线L与高压侧尖点23相交的交点P。作为本实施方式的特征，主壳体18具有相对于交点P配置在作为低压侧的转子轴向的一侧(图5的下侧)的、对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴28(详细而言是由单个供液孔构成的)，和相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧(图5的上侧)的、对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴29(详细而言是由单个供液孔构成的)。而且，供液喷嘴29的开口面积大于供液喷嘴28的开口面积，并且与供液喷嘴28相比，供液喷嘴29配置在作动室的低压侧(详细而言在相对于转子的齿顶的脊线正交的方向上的低压侧)。由此，构成为供液喷嘴29的供液量多于供液喷嘴28的供液量。从而，本实施方式中，能够抑制液体的搅拌功并抑制液体的温度上升。
详细进行说明，从供液喷嘴28供给的液体因附着在阳转子11A上等理由而向阳转子11A的旋转方向移动，被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较高。另一方面，从供液喷嘴29供给的液体即使向阳转子11A的旋转方向移动，也在被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中之前被与压缩气体一起排出，因此被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较低。而且，因为供液喷嘴28的供液量比供液喷嘴29的供液量少，所以能够抑制液体的搅拌功。结果，能够改善节能性能。另外，因为供液喷嘴29的供液量比供液喷嘴28的供液量多，所以能够抑制液体的温度上升量。结果，能够改善液体的寿命。
另外，作为本实施方式的特征，主壳体18具有相对于交点P配置在作为低压侧的转子轴向的一侧的、对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴31(详细而言是由单个供液孔构成的)，和相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧的、对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴32(详细而言是由单个供液孔构成的)。而且，供液喷嘴32的开口面积大于供液喷嘴31的开口面积，并且与供液喷嘴31相比，供液喷嘴32配置在作动室的低压侧。由此，构成为供液喷嘴32的供液量多于供液喷嘴31的供液量。从而，本实施方式中，能够抑制液体的搅拌功并抑制液体的温度上升。
详细进行说明，从供液喷嘴31供给的液体因附着在阴转子11B上等理由而向阴转子11B的旋转方向移动，被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较高。另一方面，从供液喷嘴32供给的液体即使向阴转子11B的旋转方向移动，也在被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中之前被与压缩气体一起排出，因此被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较低。而且，因为供液喷嘴31的供液量比供液喷嘴32的供液量少，所以能够抑制液体的搅拌功。结果，能够改善节能性能。另外，因为供液喷嘴32的供液量比供液喷嘴31的供液量多，所以能够抑制液体的温度上升量。结果，能够改善液体的寿命。
用图6和图7说明本发明的第二实施方式。图6是表示本实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。图7是本实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的位置和开口面积。另外，本实施方式中，对于与第一实施方式等同的部分附加相同的附图标记并适当省略说明。
本实施方式中，阳转子侧作动室和阴转子侧作动室经由轴向排出口26和径向排出口33(开口)向排出流路27排出压缩气体。径向排出口33是对于阳转子侧作动室和阴转子侧作动室在转子径向上开口的排出口。
本实施方式的供液喷嘴29、32配置成相对于径向排出口33在转子轴向的位置重叠。由此，与第一实施方式相比，从供液喷嘴29、32供给的液体易于被与压缩气体一起排出，被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性进一步降低。从而，能够进一步抑制液体的搅拌功。
另外，第一和第二实施方式以构成为供液喷嘴29的开口面积大于供液喷嘴28的开口面积、且与供液喷嘴28相比供液喷嘴29配置在作动室的低压侧，由此供液喷嘴29的供液量比供液喷嘴28的供液量多的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，也可以构成为供液喷嘴29的开口面积大于供液喷嘴28的开口面积，由此供液喷嘴29的供液量比供液喷嘴28的供液量多。即，可以与供液喷嘴28相比，使供液喷嘴29配置在作动室的高压侧。
另外，第一和第二实施方式以构成为供液喷嘴32的开口面积大于供液喷嘴31的开口面积、且与供液喷嘴31相比供液喷嘴32配置在作动室的低压侧，由此供液喷嘴32的供液量比供液喷嘴31的供液量多的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，也可以构成为供液喷嘴32的开口面积大于供液喷嘴31的开口面积，由此供液喷嘴32的供液量比供液喷嘴31的供液量多。即，可以与供液喷嘴31相比，使供液喷嘴32配置在作动室的高压侧。
用图8和图9说明本发明的第三实施方式。图8是表示本实施方式中的压缩机主体的结构的铅垂截面图。图9是本实施方式中的腔壁面的展开图，示出了供液喷嘴的配置和开口面积。另外，本实施方式中，对于与第一实施方式等同的部分附加相同的附图标记并适当省略说明。
本实施方式中，主壳体18具有对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴34A、34B、34C和供液喷嘴29。
供液喷嘴34A、34B、34C分别由使流向阳转子侧作动室的射流相互碰撞的一对供液孔构成。来自一对供液孔的射流在作动室内碰撞，由此供给颗粒化的液体。从而，能够对作动室内的气体效率良好地进行冷却。
供液喷嘴34A、34B、34C排列在转子轴向(图9的上下方向)上。供液喷嘴34A、34B相对于上述交点P配置在作为低压侧的转子轴向的一侧(图9的下侧)，供液喷嘴34C相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧(图9的上侧)。分别构成供液喷嘴34A、34B、34C的一对供液孔的开口总面积彼此相同。
供液喷嘴29由单个供液孔构成，相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧(图9的上侧)。构成供液喷嘴29的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴34A或34B的一对供液孔的开口总面积。另外，供液喷嘴29与供液喷嘴34A或34B相比配置在作动室的低压侧。由此，构成为供液喷嘴29的供液量多于供液喷嘴34A或34B的供液量。从而，本实施方式中，能够抑制液体的搅拌功，同时抑制液体的温度上升。
详细进行说明，从供液喷嘴34A或34B供给的液体因附着在阳转子11A上等理由而向阳转子11A的旋转方向移动，被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较高。另一方面，从供液喷嘴29供给的液体即使向阳转子11A的旋转方向移动，也在被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中之前被与压缩气体一起排出，因此被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较低。而且，因为供液喷嘴34A或34B的供液量少于供液喷嘴29的供液量，所以能够抑制液体的搅拌功。结果，能够改善节能性能。另外，因为供液喷嘴29的供液量多于供液喷嘴34A或34B的供液量，所以能够抑制液体的温度上升量。结果，能够改善液体的寿命。
另外，本实施方式中，主壳体18具有对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴35A、35B、35C和供液喷嘴32。
供液喷嘴35A、35B、35C分别由使流向阳转子侧作动室的射流相互碰撞的一对供液孔构成。来自一对供液孔的射流在作动室内碰撞，由此供给颗粒化的液体。从而，能够对作动室内的气体效率良好地进行冷却。
供液喷嘴35A、35B、35C排列在转子轴向上。供液喷嘴35A、35B相对于上述交点P配置在作为低压侧的转子轴向的一侧，供液喷嘴35C相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧。分别构成供液喷嘴35A、35B、35C的一对供液孔的开口总面积彼此相同。
供液喷嘴32由单个供液孔构成，相对于交点P配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧。构成供液喷嘴32的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴35A或35B的一对供液孔的开口总面积。另外，供液喷嘴32与供液喷嘴35A或35B相比配置在作动室的低压侧。由此，构成为供液喷嘴32的供液量多于供液喷嘴35A或35B的供液量。从而，本实施方式中，能够抑制液体的搅拌功，同时抑制液体的温度上升。
详细进行说明，从供液喷嘴35A或35B供给的液体因附着在阴转子11B上等理由而向阴转子11B的旋转方向移动，被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较高。另一方面，从供液喷嘴32供给的液体即使向阴转子11B的旋转方向移动，也在被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中之前被与压缩气体一起排出，因此被吸入阳转子11A与阴转子11B啮合的部分30中的可能性较低。而且，因为供液喷嘴35A或35B的供液量少于供液喷嘴32的供液量，所以能够抑制液体的搅拌功。结果，能够改善节能性能。另外，因为供液喷嘴32的供液量多于供液喷嘴35A或35B的供液量，所以能够抑制液体的温度上升量。结果，能够改善液体的寿命。
另外，第三实施方式以构成为构成供液喷嘴29的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴34A或34B的一对供液孔的开口总面积、且与供液喷嘴34A或34B相比供液喷嘴29配置在作动室的低压侧，由此供液喷嘴29的供液量多于供液喷嘴34A或34B的供液量的情况为例进行了说明，但不限于此。例如也可以构成为构成供液喷嘴29的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴34A或34B的一对供液孔的开口总面积、由此供液喷嘴29的供液量多于供液喷嘴34A或34B的供液量。即，可以与供液喷嘴34A或34B相比，使供液喷嘴29配置在作动室的高压侧。
另外，第三实施方式以构成为构成供液喷嘴32的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴35A或35B的一对供液孔的开口总面积、且与供液喷嘴35A或35B相比供液喷嘴32配置在作动室的低压侧，由此供液喷嘴32的供液量多于供液喷嘴35A或35B的供液量的情况为例进行了说明，但不限于此。例如也可以构成为构成供液喷嘴32的单个供液孔的开口面积大于构成供液喷嘴35A或35B的一对供液孔的开口总面积，由此供液喷嘴32的供液量多于供液喷嘴35A或35B的供液量。即，可以与供液喷嘴35A或35B相比，使供液喷嘴32配置在作动室的高压侧。
另外，第一～第三实施方式中，以供液式螺杆压缩机具有对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴和对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴两者的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以仅具有对阳转子侧作动室供给液体的供液喷嘴，或者，也可以仅具有对阴转子侧作动室供给液体的供液喷嘴。
附图标记说明
11A…阳转子，11B…阴转子，13A、13B…齿部，21A…阳转子侧腔，21B…阴转子侧腔，22…低压侧尖点，23…高压侧尖点，28…供液喷嘴，29…供液喷嘴，31…供液喷嘴，32…供液喷嘴，33…径向排出口，34A、34B、34C…供液喷嘴，35A、35B、35C…供液喷嘴。

Claims (5)

1.一种供液式螺杆压缩机，其特征在于，包括：
能够相互啮合地旋转的阳转子和阴转子；
收纳所述阳转子的齿部的阳转子侧腔；
收纳所述阴转子的齿部的阴转子侧腔；
作为所述阳转子侧腔的壁面与所述阴转子侧腔的壁面的边界线的低压侧尖点和高压侧尖点；
形成于所述阳转子的齿槽的、对气体进行压缩的阳转子侧作动室；
形成于所述阴转子的齿槽的、对气体进行压缩的阴转子侧作动室；
第一供液喷嘴，其相对于划分刚开始排出后的阴转子侧作动室的所述阴转子的后侧齿顶的脊线与所述高压侧尖点相交的交点，配置在作为低压侧的转子轴向的一侧，对所述阳转子侧作动室和所述阴转子侧作动室中的任一者供给液体；和
第二供液喷嘴，其相对于所述交点配置在作为高压侧的转子轴向的另一侧，对所述阳转子侧作动室和所述阴转子侧作动室中的任一者供给液体，
所述第二供液喷嘴的供液量多于所述第一供液喷嘴的供液量。
2.如权利要求1所述的供液式螺杆压缩机，其特征在于：
具有对于所述阳转子侧作动室和所述阴转子侧作动室在转子径向上开口的径向排出口，
所述第二供液喷嘴配置成相对于所述径向排出口在转子轴向的位置重叠。
3.如权利要求1所述的供液式螺杆压缩机，其特征在于：
所述第二供液喷嘴的开口面积大于所述第一供液喷嘴的开口面积。
4.如权利要求1所述的供液式螺杆压缩机，其特征在于：
所述第一供液喷嘴包括使得去往所述作动室的射流相互碰撞的一对供液孔，所述第二供液喷嘴由单个供液孔构成，
构成所述第二供液喷嘴的单个供液孔的开口面积大于构成所述第一供液喷嘴的一对供液孔的开口总面积。
5.如权利要求1所述的供液式螺杆压缩机，其特征在于：
与所述第一供液喷嘴相比，所述第二供液喷嘴配置在作动室的低压侧。
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