CN115176086A - 涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用简单的结构防止液体滞留的涡旋压缩机。涡旋压缩机包括固定涡旋件(11)、旋转涡旋件(12)、在水平方向延伸的使旋转涡旋件(12)相对于固定涡旋件(11)旋转的转动轴(13)，吸入行程的作动室或其上游侧被注入液体。固定涡旋件(11)的固定涡旋齿(16)的外端附近形成的作动室的封入点(P)位于比转动轴(13)的中心(O)靠下侧、作动室移动至最下侧时的作动室的轮廓的最低点。固定涡旋件(11)具有位于比转动轴(13)的中心(O)靠下侧且朝向上方地从防尘套(17)延伸至固定涡旋齿(16)的外端的倾斜壁面(33)。倾斜壁面(33)以从防尘套(17)向固定涡旋齿(16)的外端逐渐下降的方式形成。

Description

涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及注入液体并且对气体进行压缩的涡旋压缩机。
背景技术
专利文献1公开了注入水(液体)并且对空气(气体)进行压缩的涡旋压缩机。该涡旋压缩机包括固定涡旋件、旋转涡旋件和转动轴。固定涡旋件具有端板、在端板竖立设置的涡旋状地延伸的固定涡旋齿和在端板竖立设置的配置在固定涡旋齿的外周侧的环状的防尘套。防尘套是用于防止灰尘侵入后述的作动室而设置的。
旋转涡旋件具有端板和在端板竖立设置的涡旋状地延伸的旋转涡旋齿。转动轴在水平方向上延伸，并且具有相对于其中心偏心的曲柄部，该曲柄部与旋转涡旋件连接。因转动轴的旋转，旋转涡旋件相对于固定涡旋件旋转。
在固定涡旋齿与旋转涡旋齿之间形成有多个作动室。各作动室随着旋转涡旋齿的旋转，从涡旋齿延伸方向(卷体延伸方向)的外侧向内侧移动，并且依次进行吸入空气的吸入行程、对空气进行压缩的压缩行程和排出压缩空气的排出行程。
供水配管系统对作动室的上游侧注入水。由此实现将形成作动室的部件之间的微小的间隙密封的作用、以及吸收压缩热而防止各部件的热变形以防止上述间隙扩大的作用。结果能够减少来自作动室的空气泄漏，能够提高效率。
然而，存在水的一部分没有被引入至作动室、而是滞留在防尘套与固定涡旋齿之间的空间(特别是比转动轴的中心靠下侧的空间)的可能性。因此，专利文献1中，在防尘套的下部形成排水孔，设置有将从该排水孔排出的水导出至作动室的上游侧的导水配管。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-185247号公报(参考图5)
发明内容
发明要解决的技术课题
但是，专利文献1中，不仅需要防尘套的排水孔还需要导水配管，因此结构复杂。
本发明是鉴于上述情况提出的，课题之一在于用简单的结构防止液体滞留。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，应用所要求的范围的结构。本发明包括多种用于解决上述课题的手段，举其一例，是一种涡旋压缩机，其包括：固定涡旋件，其具有：端板；在所述端板竖立设置的涡旋状地延伸的固定涡旋齿；和在所述端板竖立设置的配置在所述固定涡旋齿的外周侧的环状的防尘套(dust wrap)；旋转涡旋件，其具有端板和在所述端板竖立设置的涡旋状地延伸的旋转涡旋齿；和转动轴，其在水平方向上延伸，使所述旋转涡旋件相对于所述固定涡旋件旋转，在所述固定涡旋齿与所述旋转涡旋齿之间形成有多个作动室，各作动室随着所述旋转涡旋齿的旋转，从涡旋齿延伸方向的外侧向内侧移动，并且依次进行吸入气体的吸入行程、对气体进行压缩的压缩行程和排出压缩气体的排出行程，对吸入行程的作动室或其上游侧注入液体，所述涡旋压缩机中，在所述固定涡旋齿的外端的附近且在所述固定涡旋齿的宽度方向内侧形成的作动室将气体封入而开始压缩时的封入点比所述转动轴的中心靠下侧，位于所述作动室移动至最下侧时的所述作动室的轮廓上的最低点、或者位于比所述最低点靠涡旋齿延伸方向的外侧的位置，所述固定涡旋件还具有位于比所述转动轴的中心靠下侧的位置，并且朝向上方地从所述防尘套延伸至所述固定涡旋齿的外端的倾斜壁面，所述倾斜壁面以从所述防尘套向所述固定涡旋齿的外端逐渐下降的方式形成。
发明效果
根据本发明，能够用简单的结构防止液体滞留。
另外，上述以外的课题、结构和效果，通过以下说明能够明确。
附图说明
图1是表示应用本发明的一个实施方式的涡旋压缩机的结构的框图。
图2是表示应用本发明的一个实施方式的压缩机主体的结构的轴向截面图。
图3是图2的向视III-III的径向截面图。
图4是图3的部分IV的放大图，表示本发明的一个实施方式的倾斜壁面的结构。
图5是表示应用本发明的第一变形例的倾斜壁面的结构的部分放大图。
图6是表示应用本发明的第二变形例的倾斜壁面的结构的部分放大图。
图7是表示应用本发明的第三变形例的倾斜壁面的结构的部分放大图。
图8是表示应用本发明的第四变形例的倾斜壁面的结构的部分放大图。
具体实施方式
参照附图说明应用本发明的一个实施方式。
图1是表示本实施方式的涡旋压缩机的结构的框图。图2是表示本实施方式的压缩机主体的结构的轴向截面图。图3是图2的向视III-III的径向截面图。图4是图3的部分IV的放大图。另外，图3中图示了面密封，但为了方便而没有图示顶部密封(tip seal)。另外，图3中图示了旋转涡旋齿，但图4中为了方便而没有图示旋转涡旋齿。
本实施方式的涡旋压缩机包括压缩机主体1、后冷却器2、容器3和供水系统4(供液系统)。压缩机主体1一边将从供水系统4供给的水(液体)注入，一边对空气(气体)进行压缩。后冷却器2对从压缩机主体1排出的含有水的压缩空气进行冷却。容器3暂时贮存被后冷却器2冷却而含有水的压缩空气。被导入容器3内的水因其自重而从压缩空气中分离，蓄积在容器3的下部。
供水系统4利用容器3内的压力，将在容器3的下部蓄积的水供给至压缩机主体1。供水系统4例如具有对水进行冷却的水冷却器5(液体冷却器)、除去水中的杂质的水过滤器(未图示)、减压阀6、电磁阀7和节流孔8。控制装置(未图示)通过控制电磁阀7的开度，而控制供水的时间和流量。
压缩机主体1包括壳体10、固定涡旋件11、旋转涡旋件12和转动轴13。固定涡旋件11与壳体10的开口侧连接。旋转涡旋件12被收纳在壳体10内。转动轴13可旋转地被壳体10内的轴承14支承。
固定涡旋件11具有：大致圆形的端板15；在与旋转涡旋件12相对的端板15的一面侧(图2的右侧)竖立设置的、涡旋状地延伸的固定涡旋齿16；在端板15的一面侧竖立设置的、配置在固定涡旋齿16的外周侧的环状的防尘套17；与固定涡旋齿16与防尘套17之间的空间(详细而言，是比转动轴13的中心O靠上侧的空间)连通的吸入流路18；在端板15的中心部形成的排出流路19；和在端板15的另一面侧(图2的左侧)竖立设置的冷却翅片20。防尘套17是用于防止灰尘侵入后述的作动室的部件，以避免与后述的旋转涡旋齿干涉的方式配置。
旋转涡旋件12具有：大致圆形的端板21；在与固定涡旋件11相对的端板21的一面侧(图2的左侧)竖立设置的、涡旋状地延伸的旋转涡旋齿22；在端板21的另一面侧(图2的右侧)竖立设置的冷却翅片23；和在冷却翅片23的前端侧(图2的右侧)设置的背面板24。
在与固定涡旋件11相对的旋转涡旋齿22的前端侧(图2的左侧)形成有密封槽，在该密封槽中设置有与固定涡旋件11的端板15接触的顶部密封件。在与旋转涡旋件12相对的固定涡旋齿16的前端侧(图2的右侧)形成有密封槽，在该密封槽中设置有与旋转涡旋件12的端板21接触的顶部密封件。在与旋转涡旋件12相对的防尘套17的前端侧(图2的右侧)形成有密封槽，在该密封槽中设置有与旋转涡旋件12的端板21接触的面密封件25。
转动轴13在水平方向(图2的左右方向)上延伸，在其一端侧(图2的左侧)设置有曲柄部26。曲柄部26相对于转动轴13的中心O偏心，经由转动轴承27与旋转涡旋件12的背面板24的凸部(boss)连接。
转动轴13的另一端侧(图2的右侧)向壳体10的外部突出，设置有滑轮28。在设置于电动机的转动轴(未图示)的滑轮(未图示)与滑轮28之间架设有皮带(未图示)。由此，转动轴13被传递电动机的旋转力而旋转，旋转涡旋件12相对于固定涡旋件11旋转。
在旋转涡旋件12与壳体10之间设置有防止旋转涡旋件12的自转用的防自转机构29。防自转机构29由在转动轴13的周向上相互隔开间隔地配置的多个辅助曲轴、在旋转涡旋件12的背面板24设置的支承多个辅助曲轴的一端侧的多个轴承、和在壳体10设置的支承多个辅助曲轴的另一端侧的多个轴承构成。
在固定涡旋齿16与旋转涡旋齿22之间(详细而言，是固定涡旋齿16的宽度方向内侧且旋转涡旋齿22的宽度方向外侧)，形成有多个第一作动室。第一作动室随着旋转涡旋齿22的旋转，从涡旋齿延伸方向的外侧向内侧(图3中是逆时针地)移动，并且依次进行吸入空气的吸入行程、对空气进行压缩的压缩行程、和排出压缩空气的排出行程。吸入行程的第一作动室位于固定涡旋齿16的外端(换言之是涡旋齿延伸方向的外侧的端部)的附近，经由吸入过滤器30、吸入流路18、和防尘套17与旋转涡旋齿22之间的流路31吸入空气。排出行程的第一作动室经由排出流路19排出压缩空气。
在旋转涡旋齿22与固定涡旋齿16之间(详细而言，是旋转涡旋齿22的宽度方向内侧且固定涡旋齿16的宽度方向外侧)，形成有多个第二作动室。第二作动室随着旋转涡旋齿22的旋转，从涡旋齿延伸方向的外侧向内侧(图3中是逆时针地)移动，并且依次进行吸入空气的吸入行程、对空气进行压缩的压缩行程、和排出压缩空气的排出行程。吸入行程的第二作动室位于旋转涡旋齿22的外端(换言之是涡旋齿延伸方向的外侧的端部)的附近，经由吸入过滤器30和吸入流路18吸入空气。排出行程的第二作动室经由排出流路19排出压缩空气。
在固定涡旋件11的端板15中的旋转涡旋齿22的外端的附近，形成了注水孔32(注液孔)。注水孔32随着旋转涡旋齿22的旋转，交替地位于旋转涡旋齿22的宽度方向外侧和内侧。注水孔32位于旋转涡旋齿22的宽度方向外侧的情况下，经由防尘套17与旋转涡旋齿22之间的流路31和注水孔32，将上述来自供水系统4的水导出至吸入行程的第一作动室。注水孔32位于旋转涡旋齿22的宽度方向内侧的情况下，经由注水孔32将来自供水系统4的水导出至吸入行程的第二作动室。由此，实现将形成作动室的部件之间的微小的间隙密封的作用、以及吸收压缩热而防止各部件的热变形以防止上述间隙扩大的作用。结果能够减少来自作动室的空气泄漏，能够提高效率。
然而，存在来自注水孔32的水的一部分没有被导入至作动室，而滞留在防尘套17与固定涡旋齿16之间的空间(特别是比转动轴13的中心O靠下侧的空间)中的可能性。因此，作为本实施方式的特征，在固定涡旋齿16的外端的附近形成的第一作动室将空气封入而开始压缩时的封入点P(详细而言，是从转动轴13的轴向观察时的第一作动室的轮廓上的、固定涡旋齿16与旋转涡旋齿22接近的2个接近点中的、位于涡旋齿延伸方向的外侧的接近点)，比转动轴13的中心O靠下侧、且位于作动室移动至最下侧时的作动室的轮廓上的最低点。
进而，固定涡旋件11具有位于比转动轴13的中心O靠下侧并且朝向上方地、从防尘套17延伸至固定涡旋齿16的外端的倾斜壁面33。倾斜壁面33以从防尘套17向固定涡旋齿16的外端逐渐下降的方式形成。本实施方式的倾斜壁面33在从转动轴13的轴向观察时，整体直线状地延伸(参照图4)。
如以上所述地构成的本实施方式中，用倾斜壁面33促使水从防尘套17与固定涡旋齿16之间的流路31向第一作动室导出。从而，能够用简单的结构(换言之低成本地)防止水滞留在防尘套17与固定涡旋齿16之间的空间中。结果也能够防止水向外部泄漏。
另外，上述一个实施方式中，关于倾斜壁面33，以从转动轴13的轴向观察时、整体直线状地延伸的情况为例进行了说明，但不限于此。即，倾斜壁面33以从防尘套17向固定涡旋齿16的外端逐渐下降的方式形成即可。例如可以如图5中示出的变形例那样，倾斜壁面33在从转动轴13的轴向观察时，整体曲线状地延伸。另外，例如也可以如图6中示出的变形例那样，倾斜壁面33在从转动轴13的轴向观察时，具有曲线状(详细而言，例如图示的曲率中心位于上侧的曲线状)地延伸的部分33a、和直线状地延伸的部分33b。另外，例如也可以如图7中示出的变形例那样，倾斜壁面33在从转动轴13的轴向观察时，具有曲线状地延伸的部分33a、和曲线状(详细而言，图示的曲率中心位于上侧的曲线状)地延伸的部分33c。另外，例如也可以如图8中示出的变形例那样，倾斜壁面33在从转动轴13的轴向观察时，具有曲线状地延伸的部分33a、和曲线状(详细而言，图示的曲率中心位于下侧的曲线状)地延伸的部分33d。这些变形例中，也能够获得与上述一个实施方式同样的效果。
另外，上述一个实施方式中，关于在固定涡旋齿16的外端的附近形成的第一作动室将空气封入而开始压缩时的封入点P，以位于比转动轴13的中心O靠下侧、且作动室移动至最下侧时的作动室的轮廓上的最低点的情况为例进行了说明，但不限于此。上述封入点也可以位于比转动轴13的中心O靠下侧、且比上述最低点靠涡旋齿延伸方向的外侧的位置。此时也能够获得与上述一个实施方式同样的效果。
另外，上述一个实施方式中，以在固定涡旋齿16和旋转涡旋齿22的前端侧设置有顶部密封的情况为例进行了说明，但不限于此。如果水的密封性能充分，则也可以不在固定涡旋齿16和旋转涡旋齿22的前端侧设置顶部密封。
另外，上述一个实施方式中，关于供水系统4，以对固定涡旋件11的注水孔32(即旋转涡旋齿22的外端附近的位置)供水的情况为例进行了说明，但不限于此。供水系统4也可以对固定涡旋件11的吸入流路18或其上游侧供水。
另外，上述一个实施方式中，关于转动轴13，以与电动机的输出轴分体地成形、经由滑轮等被传递电动机的旋转力的情况为例进行了说明，但不限于此。转动轴可以与电动机的输出轴同轴连接，也可以是与电动机的输出轴一体成形的。
附图标记说明
11……固定涡旋件，12……旋转涡旋件，13……转动轴，15……端板，16……固定涡旋齿，17……防尘套，21……端板，22……旋转涡旋齿，33……倾斜壁面。

Claims (5)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：
固定涡旋件，其具有：端板；在所述端板竖立设置的涡旋状地延伸的固定涡旋齿；和在所述端板竖立设置的配置在所述固定涡旋齿的外周侧的环状的防尘套；
旋转涡旋件，其具有端板和在所述端板竖立设置的涡旋状地延伸的旋转涡旋齿；和
转动轴，其在水平方向上延伸，使所述旋转涡旋件相对于所述固定涡旋件旋转，
在所述固定涡旋齿与所述旋转涡旋齿之间形成有多个作动室，
各作动室随着所述旋转涡旋齿的旋转，从涡旋齿延伸方向的外侧向内侧移动，并且依次进行吸入气体的吸入行程、对气体进行压缩的压缩行程和排出压缩气体的排出行程，
对吸入行程的作动室或其上游侧注入液体，
所述涡旋压缩机中，
在所述固定涡旋齿的外端的附近且在所述固定涡旋齿的宽度方向内侧形成的作动室将气体封入而开始压缩时的封入点比所述转动轴的中心靠下侧，位于所述作动室移动至最下侧时的所述作动室的轮廓上的最低点、或者位于比所述最低点靠涡旋齿延伸方向的外侧的位置，
所述固定涡旋件还具有位于比所述转动轴的中心靠下侧的位置，并且朝向上方地从所述防尘套延伸至所述固定涡旋齿的外端的倾斜壁面，
所述倾斜壁面以从所述防尘套向所述固定涡旋齿的外端逐渐下降的方式形成。
2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：
所述倾斜壁面在从所述转动轴的轴向观察时，整体直线状地延伸。
3.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：
所述倾斜壁面在从所述转动轴的轴向观察时，整体曲线状地延伸。
4.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：
所述倾斜壁面在从所述转动轴的轴向观察时，具有直线状地延伸的部分和曲线状地延伸的部分。
5.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：
所述倾斜壁面在从所述转动轴的轴向观察时，具有曲线状地延伸的多个部分。
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