CN1369645A - 回转式空气压缩机 - Google Patents

Abstract

一种能够实现大幅度紧凑化和低噪声化,同时解决配管类的损伤及排出的压缩空气中油份混入的问题的注油回转式空气压缩机。具备:具有将伴有油的空气压缩的回转体并具有空气的吸入部、含油压缩空气的排出口及油的供给口的压缩机本体(1),与前述回转体相连接、将回转体回转的驱动装置,收容驱动装置、具有安装压缩机本体的侧壁的本体箱体(22),覆盖前述压缩机本体地安装于侧壁上、将来自排出口的压缩空气中的油蓄积的油回收器(3),收容于本体箱部(22)内、将从油回收容器(3)导入的压缩空气中含有的油分离的油分离系统,在油回收容器(3)上以贯通状态形成到达压缩机本体(1)的吸入口的连通路。

Description

回转式空气压缩机

技术领域

本发明涉及一般性的空气压缩装置的改良，更加详细地说，涉及一种安装于车辆等上，以通过回转体将伴有油的空气压缩，再从压缩空气中将油分离的方式向前述车辆内的压缩空气系统提供压缩空气的注油回转式空气压缩机。

背景技术

一般的注油回转式空气压缩机为一种以通过回转体将伴有油的空气压缩，通过从压缩空气中分离油来提供压缩空气为目的的装置，其特点为由于并不是压缩空气单体，而是进行伴有油的压缩，能够除去压缩热，由油膜进行密封及润滑。

作为以往的注油回转式空气压缩机，图5所示结构的压缩机为公知技术。图5的空气压缩机设置有压缩机本体1，通过联轴节12驱动收容于压缩机本体1内的回转体的电动机2及安装于其输出轴上的冷却风扇7，连接于压缩机本体1上、具有吸入滤尘器14及只允许空气向吸入方向流动的吸入阀9、构成空气朝向压缩机本体1的诱导路的吸入部，同样与压缩机本体1连接、将在压缩机本体1中压缩的空气与在压缩机本体1内混合的油同时排出、并且可以在其内部蓄积油的油回收器3，连接于该回收器3上、从前述注油压缩空气中分离油、并具有将该分离的油返回油回收器中的通路的油分离器4，同样连接于油回收器3上、具有将由滤油器16和通过来自压缩空气等的拔热而造成高温的油冷却的油冷却器5及根据油温切换向油冷却器5通油的油温调整阀6、向压缩机本体供给油的油供给通路，将在前述油分离器4内从注油压缩空气中分离的压缩空气通过进一步冷却的二次冷却器19排出、在其排出路的途中具有只允许空气向排出方向流动并且在不达到一定的压力以上时不允许空气流动的保压单向阀11的压缩空气排出部。此外，在油回收容器3及油分离器4中，为了排出压缩空气而进行泄压，通常设置有排气阀10及13。

图5所示的空气压缩机一般为将各机构收纳于方箱状的本体箱体内而组装化，在实施小型化的目的上，压缩机本体1外设于前述本体箱体的侧壁上为公知技术。此外，通过外设压缩机本体1，也是为了达到维修简单化的目的。

发明内容

但是，上述的外设压缩机本体型的注油回转式空气压缩机对于小型化的目的施加了有效的手段，但对于使用于铁道车辆用等设置空间被制约的环境下，具有进一步严格的小型化的要求，处于还不能达到这种目的的状态。

此外，由于压缩机本体1露出于外部，由收纳于该压缩机本体1内部的回转体发生的噪音无屏蔽地直接向外传递，特别是用于铁道车辆的场合，在车站待命时产生噪音等问题。

本发明的目的是根据上述情况，提供一种实现比以往更紧凑化和低噪音化的回转式空气压缩机。

解决前述技术问题的回转式空气压缩机的特征为，具备：具有将伴有油的空气压缩的回转体并且具有空气的吸入部、含油压缩空气的排出口及油的供给口的压缩机本体，与前述回转体相连接、将前述回转体回转的驱动装置，收容前述驱动装置、具有安装前述压缩机本体的侧壁的本体箱体，以覆盖前述压缩机本体的方式安装于前述侧壁上、将来自前述排出口的压缩空气中的油蓄积的油回收器，收容于前述本体箱体内、分离从前述油回收容器导入的压缩空气中所含油的油分离系统，在前述油回收容器上以贯通状态形成到达前述压缩机本体的吸入口的连通路。

根据这种结构，由于在安装压缩机本体的本体箱体的侧壁上以覆盖压缩机的方式安装有油回收容器，成为压缩机本体包含于油回收器内的结构，与以往的回转式压缩机相比，可与节约了设置压缩机本体的空间地实现大幅度的小型化。此外，作为噪声发生源的压缩机本体由于通过油回收器与外界屏蔽，成为以隔音壁包围，能够解决低噪声化的问题。

此外，本发明的回转式空气压缩机为，设置有将来自前述油分离系统的油经过前述油回收容器内，返回到前述供给口或前述吸入口的油配管。

根据这种结构，由于从油分离系统到压缩机本体上设置的油的供给口为止的油配管通路通过油回收器内，配管不露出于外界而由油回收器保护，能够消除安装于铁道车辆等场合容易发生的小石子等异物冲撞而引起的配管损伤等问题。此外，当然无需设置配管类的护罩等，与上述的情况相配合，能够进一步促进紧凑化。

此外，本发明的回转式空气压缩机为，前述连通路由嵌插在前述吸入口和前述油回收容器两者上的套筒形成，在该套筒内设置有吸入阀。

根据这种结构，由于是吸入阀嵌插于吸入口与油回收器这两者中的结构，能够有效率地设置装设吸入阀用的空间，与上述的情况相配合，能够进一步促进紧凑化。

此外，本发明的回转式空气压缩机为，与前述压缩机本体同轴朝向的吸入滤尘器相邻连接于前述容器上。

根据这种结构，在构成要素中，由于通过作为其外形具有大致圆筒状的要素的油回收容器与吸入滤尘器在与压缩机本体同轴的朝向上平行地相邻联接，不会生成多余的空间，能够有效地占有空间地设置，可以促进紧凑化。

附图说明

图1为本发明的回转式空气压缩机的剖视示意图，为垂直于压缩机本体的回转轴方向上的侧视图。

图2为含有本发明的回转式空气压缩机一部分剖面的示意图，为压缩机本体的回转轴方向的正视图。

图3为形成于本发明的回转式空气压缩机中油回收器上的、至压缩机本体的吸入口的连通路和嵌插到该连通路上的套筒及吸入阀的配置结构的剖面示意图，与图2为同方向的视图。

图4为本发明的回转式压缩机全体结构的系统图。

图5为以往技术的回转式压缩机的全体结构图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施例进行说明。图1为本发明的回转式空气压缩机的剖面图，为垂直于压缩机本体回转轴的方向所见的侧视图。图2同样，为含有本发明的回转式空气压缩机局部剖面的示意图，为从压缩机本体的回转轴方向所见的正视图。图3为形成于本发明的回转式空气压缩机的油回收器上的、至压缩机本体的吸入口的连通路和嵌插到该连通路上的套筒及吸入阀的配置结构的剖面示意图，与图2为同方向的视图。图4为本发明的回转式压缩机全体结构的系统图。图中，标有相同附图标记的构成要素为发挥相同作用的要素，在说明上采用相同的名称。

在图1中，本实施例的回转式空气压缩机具有连接于空气吸入阀9及注油压缩空气排出配管20上的压缩机本体1，通过图中未示出的联轴器驱动收容于压缩机本体1内的图中未示出的回转体的电动机2以及安装于其输出轴上的冷却风扇7，收容电动机2、具有安装压缩机本体1的侧壁21的本体箱体22，覆盖压缩机本体1地安装于侧壁21上的油回收器3，收容于本体箱体22内、与保压单向阀11及排气阀13相连接的油分离器4，包含油温调整阀6、油过滤器16及油冷却器5的油循环系统，将从保压单向阀11排出的压缩空气冷却的二次冷却器19。

由于油回收器3必须满足与侧壁21一同作为将来自压缩机本体1并通过配管20排出的注油压缩空气密封的压力容器性能，因此具有密封件23等的密封结构。并且，如图2所示，为了能够在其内部有效地蓄积油而构成圆筒状，此外，设置有可从外部观察来确认的蓄积油量而安装的油面计27及在蓄积的油量少的场合能够向油回收容器3直接给油的给油口25，能够在蓄积的油劣化、需要换油的场合将旧油排出的排油口26，再者，还设置有对从压缩空气排出配管20排出的注油压缩空气的温度加以测定用的油温开关18。此外在与从配管20排出的注油压缩空气冲撞的位置上设置有油附着板24，具有促使油分离的结构。但是，油附着板24的形状及位置并不仅限定于此。并且，作为构成油回收器3的材料希望使用隔音性好的铸造物。

注油压缩空气的排出管20的形状以从高于蓄积的油的油面的位置排出、并使注油压缩空气与油附着板24的下面冲撞地形成。通过如此形成配管20，由于在蓄积于油回收容器3内的油的油面与配管20的排出侧开口端之间形成空隙，同时注油压缩空气的排出流路在离油面远的方向上形成，能够防止油与空气引起的“放炮”。因此可以具有抑制因放炮产生雾状油的效果。一旦产生雾状油，后述的油分离器4就不能充分地分离油与压缩空气，结果，容易产生排出的压缩空气中含有油份的问题，但通过前述配管20的结构，能够消除这个问题。对于配管20的形状，只要能够达到防止雾状油产生的目的，并不仅限于此。

吸入阀9如图2所示，设置在到达油回收器3上设置的压缩机本体1的空气吸入口上的连通路内嵌插的套筒28中。由于套筒28需要与油回收器3一同满足作为封入注油压缩空气的容器功能，所以具有密封件29等的密封结构。

有关吸入阀9的结构，使用图3进行详细的说明。吸入阀9由对嵌插有套筒28的空气吸入口可自由遮蔽住的阀体30，支持该阀体的阀杆31，安装于该阀杆一端上的活塞32，将该活塞32可自由滑动地支持着的缸筒33，安装于该缸筒33内的一端与活塞之间的弹簧34形成，为能够使空气的流动只能朝向设置于压缩机本体1上的吸入口的吸入方向的构造。

在套筒28构成的吸入空气的诱导路的吸入上游侧，如图1或图2所示地设置有从吸入空气中去除存在于大气中的灰尘的吸入滤尘器14。吸入滤尘器14为圆筒形状，其轴向与大致为圆筒形的油回收容器3的轴向同向，同时与油回收容器3相邻地设置。

油分离器4在其内部具有油分离元件15，油分离器4对通过配管35、由油回收容器3导入的注油压缩空气进行油与压缩空气的分离。配管35如图1所示，通过侧壁21与油分离器4相连接，配管35与侧壁21的嵌合部在图中未示出，但为由密封件密封的结构。此外，如图1及图2所示，设置有从油分离器4、通过侧壁21通向压缩机本体1的空气吸入口的油供给配管36，在油分离器4与配管36的连接部附近设置有节流阀。该配管36以通过全部油回收器3的内部的方式设置。对于配管36，图中虽未示出，但也与配管35同样在与侧壁21的嵌合部上为密封结构。

在油分离器4中，作为分离的油回归压缩机本体1的系统，在配管36以外还与另一系统连接。在图1中，对该系统进行说明。油分离器4具有与侧壁21接触侧面相反一侧的侧面相连的图中未示出的油配管，该配管与油温调节阀6相连接。油温调整阀6与和滤油器16连接后再连接到压缩机本体1上的配管37、以及在与冷却油的油冷却器5之间形成油循环通路的的配管38相连接。滤油器16收纳于本体箱体22内，与滤油器16相连接并通向压缩机本体1的配管37为通过侧壁21的结构。因此，配管37与侧壁21的嵌合部为图中未示出的、由密封件密封的结构。通过侧壁21，向油回收容器3内诱导的配管37如图2所示从压缩机本体1的下部迂回地连接。对于配管38，如图1所示，以构成油温调整阀6与设置于本体箱体22的上部上的油冷却器5之间的油循环通路的状态设置。在以上的结构中，油温调整阀6由能够根据注油压缩空气的温度、切换到选择将油向配管37诱导的通路或使油通过配管38以在油冷却器5之间循环的通路中任一通路的阀构成。再者，油冷却器5的设置位置并不必限定于在本体箱体22的上部，也可设置于本体箱体22的下部、侧部或内部，在此场合，配管38也连接并设置于本体箱体22的下部、侧部或内部。此外，本发明的油分离系统由其内部具有油分离元件15的油分离器4、滤油器16构成，在本实施例中，通过配管36及配管37向压缩机本体1供油，再通过油温调整阀6与含有油冷却器5的油冷却通路连接。

在油分离器4中，还连接有对分离油后的压缩空气排出的通路。在油分离器4的上部设置有对分离油后的压缩空气排出的保压单向阀11，保压单向阀11在图中未示出，但连接成流入来自油分离器4的压缩空气。在保压单向阀11的内部具有图中未示出的阀体与弹簧，为使流入的压缩空气不逆流，成为只允许空气向排出方向流动，同时在不达到一定的压力以上时不允许空气流动的结构。并且，在保压阀11上，连接有向设置于本体箱体22上部的二次冷却器19诱导压缩空气的配管39，压缩空气通过二次冷却器19向外部传送。再者，二次冷却器19的设置位置与油冷却器5同样，不一定限定于在本体箱体22的上部，也可在下部、侧部或内部。此外，二次冷却器19和油冷却器5也不必一定邻接，例如也可为二次冷却器19在本体箱体22的上部，而油冷却器5在内部的结构。

并且，在油分离器4中，为了能够进行油分离器4及导通于油分离器4的油回收容器3的内部的减压，设置了能够从油分离器4直接向大气中排气的排气阀13。该排气阀13最好为例如与压缩机运转动作相连动以进行阀的开关的电磁阀。此外，在排气阀13以外，最好设置在异常时等进行泄压的安全阀10。

本实施例的回转式空气压缩机为以上所述的结构，该回转式空气压缩机例如为了安装于铁道车辆的下部，具有图1及图2中所示的吊架40，吊架40具有平板状的形状，同时，该平板的一端以一部分垂直伸出的状态弯曲加工、成形。并且，此伸出部向该回转式空气压缩机相反方向突出，同时以位于设置在该回转式空气压缩机上部上的二次冷却器19至油冷却器5上部的状态安装于本体箱体22的两侧面上。在吊架40的伸出部上开孔加工有用于贯通螺栓用的孔，在该孔中，与车体安装螺栓42一同安装有防震垫41。由于这种结构，回转式空气压缩机向车辆下部等的安装变得容易，同时，车辆的振动也不易传递到该回转式空气压缩机。

以下，使用图4对本实施例的回转式空气压缩机的动作状态进行说明。首先，沿着空气的流动进行说明。

成为压缩空气的原料的大气中的空气由其内部成为负压的吸入滤尘器14吸引。该吸入滤尘器14由多层的过滤器构成，在该过滤器中，将空气中存在的各种尘埃等微小异物及水分等除去。

除去异物后的清洁的空气再由吸入阀9诱导。在吸入阀9中，通过弹簧34使阀体30位于遮蔽压缩机本体1的空气吸入口的位置，但由于对于自由遮蔽的阀体30，压缩机本体一侧为负压，由前述吸入的空气将阀体30压下，形成通向压缩机本体1内的空气流入通路。因而，在阀体30的压缩机本体1一侧不发生负压时，不流入空气，也不发生空气的移动，只允许空气向压缩机本体1一侧流动。

在压缩机本体1中，在其内部具备有用于向空气施加动能而压缩用的叶轮部分的回转体，该回转体通过连轴器12连接于电动机2上。通过该电动机2向压缩机本体1内的回转体施加回转用的驱动力。此外，通过安装于电动机2上的冷却风扇7，对电动机2等设置于本体箱体22内的升温机械加以冷却。

此外，图4所示的前述回转体为具有二个轴、通过一方作为驱动侧，另一方与之配合以被施加回转力的螺杆式空气压缩机。

在压缩机本体1中，从2处供给油，与被压缩空气混合。一方的油的供给为来自空气吸入口，另一方的油的供给为在压缩机本体1中直接进行。通过该动作，对于与被压缩空气混合的油具有去除在压缩工序中由空气发生的压缩热的效果，由压缩机本体1内形成的油膜提高气密性的密封效果，以及去除两轴的螺杆间的接触面上发生的热的效果。

由压缩机本体1压缩同时与油相混合的注油压缩空气通过排出配管20排出到油回收容器3内。在配管20的出口，注油压缩空气与油附着板24冲撞，注油压缩空气所含的油中的一部分从压缩空气中分离，蓄积于油回收容器3的内部。此时，注油压缩空气通过油温开关18排出，能够由该油温开关检测注油压缩空气的温度。

排出到油回收容器3内的注油压缩空气通过配管35，导入油分离器4中。在油分离器4中，通过其内部具有的油分离元件15等，进行油与压缩空气的分离。

与油分离了的压缩空气被向保压单向阀11诱导。在保压单向阀11中，为了能够遮蔽来自油分离器4的压缩空气排出口，阀体通过弹簧设置，但在排出来自油分离器4的压缩空气的场合，推压该自由遮蔽的阀体，由此，压缩空气通过排出口，从油分离器4排出。由于该阀体由弹簧向排出口推压，在遮蔽排出口的阀体上不施加一定值以上的压强时，不能形成压缩空气的排出路。为此，从油分离器4排出的压缩空气的压力要保持在一定值以上。

通过保压阀11排出的压缩空气由配管39诱导后，到达二次冷却器19。在此，压缩空气再次冷却，进行向外部提供压缩空气。在二次冷却器19的下游侧，最好设置除湿装置，以对压缩空气进行干燥。

以下，对用于压缩空气的冷却等的油循环系统进行说明。由于已按照空气流向对与压缩空气混合状态的油进行了说明，对在油分离器4中分离开始到供给压缩机本体1为止进行说明。

在油分离器4分离的油贮存于油分离器4的底部。前述油由于压缩空气而处于高压氛围下，通过配管36被向成为低压侧的空气吸入口诱导，从空气吸入口向压缩机本体1供给油。

此外，油也由通到油分离器4底部的配管被诱导向同样成为低压侧的油温调整阀6。在油温调整阀6中，根据油的温度，选择配管38和配管37的任一油循环系统。如果油温比预先确定的一定值高，选择由油冷却器5将油冷却用的配管38，如果比一定值低，选择配管37。诱导向配管37的油在滤油器16中将油中的异物去除、净化后，向压缩机本体1供给。

本实施例的回转式空气压缩机通过以上说明的动作向外部提供压缩空气，使用前述的吊架40，通过安装于例如铁道车辆的下部等，能够作为铁道车辆上装载的、依靠压缩空气动作的机器等的压缩空气供给源使用。

以上说明的实施例具有以下效果。

(1)能够达到在以往的回转式空气压缩机中不能完全实现的大幅度紧凑化。由此，在车辆等有限的空间内必须设置压缩空气供给源的场合，成为非常有效的压缩空气供给源。特别是作为代表性的例子，在铁道车辆上有着很好的用途。在铁道车辆的场合，由于走行轨道间的距离所决定，限制了车辆的宽度，并且由于为了保证客室用的空间，压缩空气的供给源的设置场所也受到限制，只能设置于车辆下部等非常有限的空间中。为此，本实施例的回转式空气压缩机提供了有效的手段。

(2)以往的回转式空气压缩机中，由于作为噪声源的压缩机本体不得不露出于外部的结构，特别是在使用于铁道车辆上的场合中，出现其噪声大的问题。但由于噪声源由具有隔音功能的容器完全覆盖，可大幅度地降低噪声。

(3)在使用于铁道车辆的场合，上述的设置场所限定于车辆的下部，但在以往的回转式空气压缩机中，为配管类不得不露出于外部的结构，散布于铁道路面上的砂粒及小石头等异物与露出的配管类冲撞，具有容易损伤的致命缺点。为了防止这种情况，只使用设置有将露出于外界的配管类覆盖的护罩等手段，会导致结构的复杂化、构成要素的增大，实际上很难提出对策。但根据本实施例，由于不存在一切露出于外部的配管类，不会发生与小石子等与配管的冲撞，从根本上解决了上述问题。

(4)在以往的回转式空气压缩机中，为了实现装置的紧凑化，不得不将蓄积油的容器的容积减小，在减小的情况下，容易发生油与空气的放炮，造成油份混入压缩空气的问题。但是，在本实施例的回转式空气压缩机中，通过接近油蓄积容器小型化的手段，使得装置大幅度紧凑化，解决了放炮的问题，能够大幅度地抑制油份压缩空气的混入量。再者，在本实施例中，由于改良了向油回收容器排出注油压缩空气的配管的结构，能够得到进一步削减油份混入量的效果。

此外，实施例并不只限定于前述，例如可以实施以下变更。

(1)吸入滤尘器的结构只要达到通过有效地占有空间以实现紧凑化的目的，不需一定是与压缩机本体同轴的朝向，也可以朝向与轴垂直的方向邻接。这样，可以为不将回转式空气压缩机从车体取出，而将吸入滤尘器单体安装于压缩机上，并能够取出的结构。

(2)对于吸入阀，只要能够实现紧凑化的目的，也可不一定嵌插于油回收器中，可以为在吸入滤尘器与油回收容器之间构成空气吸入通路的结构方式设置。

(3)在不用于铁道车辆等的场合，失去了防止异物等与配管类冲撞的意义。因此，在此场合，为了实现紧凑化的目的，将来自油分离系统的油向压缩机本体供给的油配管也可不必一定经过油回收器内。

(4)向收容于压缩机本体内的回转体传递来自电动机的驱动力的连接部不必一定为联轴节，可为通过例如皮带轮及皮带传递。

(5)对于收容于压缩机本体内的回转体，不必是螺杆式，可为双叶式或叶片式、涡旋式、或旋转活塞式。

Claims (4)

1、一种回转式空气压缩机，其特征为，具备：具有将伴有油的空气压缩的回转体并且具有空气的吸入部、含油压缩空气的排出口及油的供给口的压缩机本体，与前述回转体相连接、将前述回转体回转的驱动装置，收容前述驱动装置、具有安装着前述压缩机本体的侧壁的本体箱体，以覆盖前述压缩机本体的方式安装于前述侧壁上、将来自前述排出口的压缩空气中的油蓄积的油回收器，收容于前述本体箱体内、将从前述油回收容器导入的压缩空气中含有的油分离的油分离系统，在前述油回收容器上以贯通状态形成到达前述压缩机本体的吸入口的连通路。

2、一种回转式空气压缩机，其特征为，设置有将来自前述油分离系统的油经过前述油回收容器内、返回到前述供给口或前述吸入口的油配管。

3、按照权利要求1所述的回转式空气压缩机，其特征为，前述连通路由嵌插在前述吸入口和前述油回收容器两者上的套筒形成，在该套筒内设置有吸入阀。

4、按照权利要求1所述的回转式空气压缩机，其特征为，与前述压缩机本体同轴朝向的吸入滤尘器与前述容器邻连设置。

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