CN203272132U - 喷水式双螺旋空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种喷水式双螺旋空气压缩机，包含机壳、螺旋转子、密封组件及同步齿轮。机壳具有腔体、前盖及后盖，前盖及后盖设于腔体相对两端，螺旋转子具有轴心及实质上位于轴心中段的螺旋叶片，螺旋转子收容于机壳内。密封组件穿过轴心且轴向地装设于螺旋叶片的相对两侧。同步齿轮邻近于后盖且枢接于轴心的轴端，同步齿轮相互卡合以让螺旋转子之间隔开一啮合间隙，使螺旋转子彼此间保持一预定距离。因此，当压缩空气时，利用腔体外接喷水结构，让相啮合的转子运行所产生的高温予以降缓，且转子间的间隙可防止转子相接触而产生磨耗。
Description
技术领域
本实用新型有关于一种动力机械装置，特别是指一种喷水式双螺旋空气压缩机。
背景技术
通常，既有的压缩机依据气缸室的润滑特性大致上可分为油润滑式压缩机及干式气缸无油式压缩机二种。油润滑式压缩机内的润滑油除了具有润滑及气密的作用，在螺旋转子之间及螺旋转子与气缸之间形成一润滑油膜防止金属表面磨擦耗损及防止压缩气体泄漏之外，其另一作用为冷却压缩过程中所产生的压缩热，使压缩机的压缩温度有效降低，提高压缩效率。
然而，当气体进入密闭的气缸室后，气体初步开始进行压缩时，润滑油会附着于螺旋转子及气缸室内壁作为气密及润滑之用。但是，经过一段时间的压缩过程后，润滑油已无冷却效果，使得气缸室内的压缩温度急速上升，空气压缩率可能因此而下降。
以及，油润滑式压缩机内的螺旋转子于运转过程会相接触，虽然会喷洒润滑油予以润滑及降温，但长期下来，螺旋转子可能会产生相当程度的磨耗。
另外，一般油润滑式空气压缩机会设置油气分离器，其可将润滑油与压缩空气予以分离，但倘若油气分离器内润滑油衍生的油雾浓度太高，假使与大量氧气产生反应可能会有爆炸的危险性。
因此，本实用新型人有感上述问题的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本实用新型。
发明内容
本实用新型实施例提供一种喷水式双螺旋空气压缩机，可改善油润滑式压缩机内的油气污染压缩室的气体，导致空气压缩率下降，动力机械传动效益不佳的问题。
本实用新型实施例提供一种喷水式双螺旋空气压缩机，包括一机壳、一对螺旋转子、二密封组件及一对同步齿轮。机壳具有一腔体、一前盖及一后盖，前盖及后盖设于腔体的相对两端。螺旋转子具有二轴心及实质上位于二轴心中段的二组螺旋叶片，螺旋转子收容于机壳内。密封组件穿过二轴心且轴向地装设于螺旋叶片的相对两侧。同步齿轮邻近于后盖且枢接于二轴心的轴端，上述同步齿轮相互卡合以使螺旋转子之间隔开一啮合间隙，使螺旋转子彼此间保持一预定距离。
优选地，该腔体具有一气腔室，该螺旋转子容置于该气腔室内，该螺旋转子的周边大致紧邻于该气腔室的内壁。
优选地，该对螺旋转子包括一阳螺杆及一阴螺杆，该密封组件包括一第一密封套组及一第二密封套组，该第一密封套组安装于该阳螺杆，该第二密封套组安装于该阴螺杆，该第一密封套组具有一对第一轴封组及一对第一滚动轴承组，该第二密封套组具有一对第二轴封组及一对第二滚动轴承组，该对第一轴封组及该对第一滚动轴承组相对于该阳螺杆的该螺旋叶片依序由内向外组装于该阳螺杆的该轴心的相对两端，该对第二轴封组及该对第二滚动轴承组相对于该阴螺杆的该螺旋叶片依序由内向外组装于该阴螺杆的该轴心的相对两端。
优选地，该第一轴封组具有一吸气阳轴封及一排气阳轴封，该吸气阳轴封安装至该轴心邻近于该前盖的一端，该排气阳轴封相对于该吸气阳轴封安装至该轴心的另一端，该吸气阳轴封设有相对应的一前置水封及一前置油封，该排气阳轴封设有相对应的一后置水封及一后置油封，该排气阳轴封的该后置水封、该后置油封与该排气阳轴封的内壁包围形成一大气室，该前置水封相对于该前置油封紧邻于该阳螺杆的该螺旋叶片的一侧，该后置水封相对于该后置油封紧邻于该阳螺杆的该螺旋叶片的另一侧。
优选地，该第二轴封组具有一吸气阴轴封及一排气阴轴封，该吸气阴轴封安装至该轴心邻近于该前盖的一端，该排气阴轴封相对于该吸气阴轴封安装至该轴心的另一端，该吸气阴轴封设有相对应的一前置水封及一前置油封，该排气阴轴封设有相对应的一后置水封及一后置油封，该排气阴轴封的该后置水封、该后置油封与该排气阴轴封的内壁包围形成一大气室，该前置水封相对于该前置油封紧邻于该阴螺杆的该螺旋叶片的一侧，该后置水封相对于该后置油封紧邻于该阴螺杆的该螺旋叶片的另一侧。
优选地，该腔体设置一进气口、至少一进水口及一排放口，该大气室连通该排放口。
优选地，该第一滚动轴承组具有一吸气滚动阳轴承及一排气滚动阳轴承，该吸气滚动阳轴承及该排气滚动阳轴承为径向轴承结构，该第二滚动轴承组具有一吸气滚动阴轴承及一排气滚动阴轴承，该吸气滚动阴轴承为径向轴承结构，该排气滚动阴轴承为轴向止推轴承结构。
优选地，该腔体邻近该前盖处设有一轴承座，该轴承座固接于该前盖及该腔体之间，该腔体内设多个轴封室及多个轴承室，该第一轴封组及该第二轴封组容置于该轴封室内，该第一滚动轴承组与该第二滚动轴承组容置于该轴承室内。
优选地，进一步包含一吸气端油箱及一排气端油箱，该吸气端油箱固设于该机壳前端，该排气端油箱相对于该吸气端油箱固设于该机壳后端，该吸气端油箱油路连接该轴承座，该排气端油箱油路连接该后盖，该二同步齿轮安装至一排气端，且大致上邻近该排气端油箱。
优选地，进一步包含至少一拨油盘，该拨油盘安装于该螺旋转子的该轴心的轴端。
综合上述，本实用新型实施例关于一种喷水式双螺旋空气压缩机，于气缸室内采用无油润滑的“干式”结构设计，其压缩过程中不需任何物质的润滑，所以大致上不会产生因油气污染腔室而导致压缩率下降的情形发生。然而，气缸室内的螺旋转子由一对同步齿轮来带动，并且让螺旋转子之间保持一预定距离，转子间不会相互接触，避免发生转子间因接触而磨损，以致使用寿命缩短。另外，压缩机内部需要润滑油予以润滑的机构元件(如齿轮、轴承等)则是利用机械轴封(如上述密封组件)将润滑油与干式气缸室加以隔离，具有防止产生油气进入密闭的气缸室内，造成组件损坏，压缩率下降的优势。
为能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为本实用新型喷水式双螺旋空气压缩机的立体图。
图2为本实用新型喷水式双螺旋空气压缩机的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
1机壳
11腔体
111气腔室
112进气口
113进水口
114排放口
115轴承座
116、116’轴封室
117、117’轴承室
12前盖
13后盖
2螺旋转子
21、21’轴心
22、22’螺旋叶片
23阳螺杆
24阴螺杆
3密封组件
31第一密封套组
311第一轴封组
3111吸气阳轴封
3112排气阳轴封
312第一滚动轴承组
3121吸气滚动阳轴承
3122排气滚动阳轴承
32第二密封套组
321第二轴封组
3211吸气阴轴封
3212排气阴轴封
322第二滚动轴承组
3221吸气滚动阴轴承
3222排气滚动阴轴承
4同步齿轮
5拨油盘
具体实施方式
本实用新型揭露一种喷水式双螺旋空气压缩机，参考图1及图2所示，包括一机壳1、一对螺旋转子2、二密封组件3及一对同步齿轮4。
机壳1具有一腔体11、一前盖12及一后盖13，前盖12及后盖13设于腔体11的相对两端，其中压缩机的前盖12及后盖13大致上定义为相对的进气端及排气端。上述螺旋转子2具有二轴心21、21’及二组螺旋叶片22、22’，螺旋叶片22、22’实质上位于二轴心21、21’中段，其中，螺旋转子22、22’收容于机壳1内。另外，本实施例的螺旋转子22、22’由防锈蚀的金属材料或是复合材料所构成，金属材料可为不锈钢或铜合金等金属，也可是高分子或陶瓷等复合材料。
密封组件3穿过二轴心21、21’且轴向地装设于上述螺旋叶片22、22’的相对两侧。同步齿轮4邻近于后盖13且枢接于二轴心21、21’的轴端，二同步齿轮4相互卡合以使上述二螺旋转子2之间隔开一啮合间隙，使该对螺旋转子2彼此间保持一预定距离。如此一来，螺旋转子2间不会相互接触，便可避免因其相接触而产生金属磨耗的问题发生。
腔体11具有一气腔室111，螺旋转子2容置于气腔室111内，螺旋转子2的周边大致紧邻于气腔室111之内壁。其中，腔体11设置一进气口112、一进水口113及一排放口114，其作用于下文中再详细叙明。
上述气腔室111内壁表面设有多个注水孔(图2未示)连通进水口113，于压缩的过程中，以多点注入的方式将水喷入腔体11与两个螺旋转子2间，可将压缩过程的空气冷却，并于螺旋转子2与腔体11或两螺旋转子2的间隙形成液态薄膜，其具有将空气密封的效果，因此提高压缩机的气密度及容积压缩率。
在本实施例中，再参考图1及图2，上述该对螺旋转子2界定出一阳螺杆23及一阴螺杆24，密封组件3包括一第一密封套组31及一第二密封套组32。
第一密封套组31安装于阳螺杆23，第一密封套组31具有一对第一轴封组311及一对第一滚动轴承组312，第一轴封组311及第一滚动轴承组312相对于阳螺杆23的螺旋叶片22依序由内向外组装于阳螺杆23的轴心21的相对两端。
第一轴封组311具有一吸气阳轴封3111及一排气阳轴封3112，吸气阳轴封3111安装至轴心21邻近于前盖12的一端，排气阳轴封3112相对于吸气阳轴封3111安装至轴心21的另一端，吸气阳轴封3111设有相对应的一前置水封及一前置油封(图未示)，排气阳轴封3112设有相对应的一后置水封及一后置油封(图未示)，排气阳轴封3112的后置水封、后置油封与排气阳轴封3112的内壁包围形成一大气室(图未示)，前置水封相对于前置油封紧邻于阳螺杆23的螺旋叶片22的一侧，后置水封相对于后置油封紧邻于阳螺杆23的螺旋叶片22的另一侧。
第二密封套组32安装于阴螺杆24，第二密封套组32具有一对第二轴封组321及一对第二滚动轴承组322，第二轴封组321及第二滚动轴承组322相对于阴螺杆24的螺旋叶片22’依序由内向外组装于阴螺杆24的轴心21’的相对两端。
第二轴封组321具有一吸气阴轴封3211及一排气阴轴封3212，吸气阴轴封3211安装至轴心21’邻近于前盖12的一端，排气阴轴封3212相对于吸气阴轴封3211安装至轴心21’的另一端，吸气阴轴封3211设有相对应的一前置水封及一前置油封(图未示)，排气阴轴封3212设有相对应的一后置水封及一后置油封(图未示)，其中上述水封及油封皆呈环状结构。然而，排气阴轴封3212的后置水封、后置油封与排气阴轴封3212的内壁包围形成一大气室(图未示)，前置水封相对于前置油封紧邻于阴螺杆24的螺旋叶片22’的一侧，后置水封相对于后置油封紧邻于阴螺杆24的螺旋叶片22’的另一侧。原则上，上述阳螺杆23与阴螺杆24上的组装构件(如轴承组、轴封组等)的类型及数量大致相同，两者的组装构件的差异，于下文再逐一说明。
补充说明一点，上述第一轴封组311及第二轴封组321的水封可用来防止空气及水分的泄露。然而，油封则可用来防止润滑油的泄露。位于水封及油封之间形成通往大气的大气室，可用以避免因轴封损坏而导致润滑油气进入气腔室污染压缩空气，从而使空气压缩率下降的问题发生。补充说明一点，上述水封及油封皆为从事相关领域常使用的密封技术手段，因此对于结构特性不再加以赘述。
一般来说，轴承又称培林，依其机能及其相对运动的方式区分，可分为滚动轴承和滑动轴承二大类。然而，本实施例采用滚动轴承结构为较佳的实施态样，当然也可依实务需求加以替换。
再参考图1及图2，第一滚动轴承组312具有一吸气滚动阳轴承3121及一排气滚动阳轴承3122，本实施例的滚动轴承，由转动体(滚珠&滚子)、保持器及内、外套圈所构成(图略)。滚动轴承的主要构造在于两个套圈间，安装多个转动体，并且该转动体间保持适当间距，避免互相接触，而由保持器维系圆滑滚动。另外，滚动轴承依转动体的不同，分为滚珠轴承(Ball Bearing)及滚子轴承(Roller Bearing)两种。滚子轴承则依滚子形状的不同，可分为滚针轴承(Needle Roller Bearing)、圆筒(柱)状轴承(Cylindrical Roller Bearing)、圆锥状轴承(Tapered Roller Bearing)、球面状轴承(Spherical Roller Bearing)等四类；滚珠轴承亦依其受力方向的不同，又可分为径向式(Radial BallBearing)和止推式(Thrust Ball Bearing)两种。然而，本实施例的吸气滚动阳轴承3121及排气滚动阳轴承3122为径向轴承结构(Radial Ball Bearing)。
进一步地，第二滚动轴承组322具有一吸气滚动阴轴承3221及一排气滚动阴轴承3222，吸气滚动阴轴承3221为径向轴承结构(Radial BallBearing)，排气滚动阴轴承3222为轴向止推轴承结构(Thrust Ball Bearing)。其中，上述本实施例使用的轴承类型为较佳的实施型态，当然还可依照实务需求加以调整替换。
在本实施例中，再参考图1及图2，腔体11邻近前盖12处设有一轴承座115，轴承座115固接于前盖12及腔体11之间，腔体11内设多个轴封室116、116’及多个轴承室117、117’，第一轴封组311及第二轴封组321容置于该轴封室116、116’内，第一滚动轴承组312与第二滚动轴承组322容置于该轴承室117、117’内。其中，第一轴封组311及第二轴封组321的外缘大致上紧邻于轴封室116、116’内壁，第一滚动轴承组312及第二滚动轴承组322的外缘大致上紧邻于轴承室117、117’内壁。
进一步，本实施例还包含一吸气端油箱及一排气端油箱(图未示)，吸气端油箱固设于机壳1前端，排气端油箱相对于吸气端油箱固设于机壳1后端，吸气端油箱油路连接轴承座115，排气端油箱油路连接后盖13。补充说明一点，本实施例的二同步齿轮4安装至排气端，且大致上邻近排气端油箱。
进一步地，本实施例还包含二拨油盘5，拨油盘5安装于螺旋转子2的轴心21’的轴端。然而，本实施例较佳的实施型态为二拨油盘5分别安装至阴螺杆24的相对轴端，其用以将上述油箱内的润滑油拨出油气润滑轴承及齿轮。以下将对于压缩机的使用状态详加说明。
于空气压缩的过程中，空气由腔体11的进气口112(参图1)进入腔体11内的气腔室111，由设置于阳螺杆23及阴螺杆24的轴端且位于机壳1后盖13内的同步齿轮4，带动阳螺杆23及阴螺杆24的转动。在压缩的过程中，利用腔体11的内表面上设有多个注水孔，以多点方式将水喷入腔体11与螺旋转子2之间，将压缩过程的空气冷却，利用阳螺杆23及阴螺杆24的啮合转动，用以使腔体14的气腔室111内的空气体积缩小。紧接着，密闭气腔室111避免空气泄漏，用以加大机壳1内的压力。压缩完毕的空气与水气，由腔体11的排放口114排出，至此即完成整个压缩流程。
综合来说，本实用新型实施例关于一种喷水式双螺旋空气压缩机，于气缸室111内采用无油润滑的“干式”结构设计，其压缩过程中不需任何物质的润滑，所以大致上不会产生因油气污染腔室而导致压缩率下降的情形发生。然而，气缸室111内的螺旋转子2由一对同步齿轮4来带动，并且让螺旋转子2之间保持一预定距离，转子间不会相互接触，避免发生转子间因接触而磨损，以致使用寿命缩短。另外，压缩机内部需要润滑油予以润滑的机构元件(如齿轮、轴承等)则是利用机械轴封(如上述密封组件)将润滑油与干式气缸室111加以隔离，具有防止产生油气进入密闭的气缸室111内，造成组件损坏，压缩率下降的优势。
但是以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非意欲局限本实用新型的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，包括：
一机壳，其具有一腔体、一前盖及一后盖，该前盖及后盖设于该腔体的相对两端；
一对螺旋转子，其具有二轴心及实质上位于该二轴心中段的二组螺旋叶片，该对螺旋转子收容于该机壳内；
二密封组件，其穿过该二轴心且轴向地装设于该对螺旋叶片的相对两侧；以及
一对同步齿轮，其邻近于该后盖且枢接于该二轴心的轴端，该二同步齿轮相互卡合以使该对螺旋转子之间隔开一啮合间隙，使该对螺旋转子彼此间保持一预定距离。
2.如权利要求1所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该腔体具有一气腔室，该螺旋转子容置于该气腔室内，该螺旋转子的周边大致紧邻于该气腔室的内壁。
3.如权利要求1所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该对螺旋转子包括一阳螺杆及一阴螺杆，该密封组件包括一第一密封套组及一第二密封套组，该第一密封套组安装于该阳螺杆，该第二密封套组安装于该阴螺杆，该第一密封套组具有一对第一轴封组及一对第一滚动轴承组，该第二密封套组具有一对第二轴封组及一对第二滚动轴承组，该对第一轴封组及该对第一滚动轴承组相对于该阳螺杆的该螺旋叶片依序由内向外组装于该阳螺杆的该轴心的相对两端，该对第二轴封组及该对第二滚动轴承组相对于该阴螺杆的该螺旋叶片依序由内向外组装于该阴螺杆的该轴心的相对两端。
4.如权利要求3所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该第一轴封组具有一吸气阳轴封及一排气阳轴封，该吸气阳轴封安装至该轴心邻近于该前盖的一端，该排气阳轴封相对于该吸气阳轴封安装至该轴心的另一端，该吸气阳轴封设有相对应的一前置水封及一前置油封，该排气阳轴封设有相对应的一后置水封及一后置油封，该排气阳轴封的该后置水封、该后置油封与该排气阳轴封的内壁包围形成一大气室，该前置水封相对于该前置油封紧邻于该阳螺杆的该螺旋叶片的一侧，该后置水封相对于该后置油封紧邻于该阳螺杆的该螺旋叶片的另一侧。
5.如权利要求3所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该第二轴封组具有一吸气阴轴封及一排气阴轴封，该吸气阴轴封安装至该轴心邻近于该前盖的一端，该排气阴轴封相对于该吸气阴轴封安装至该轴心的另一端，该吸气阴轴封设有相对应的一前置水封及一前置油封，该排气阴轴封设有相对应的一后置水封及一后置油封，该排气阴轴封的该后置水封、该后置油封与该排气阴轴封的内壁包围形成一大气室，该前置水封相对于该前置油封紧邻于该阴螺杆的该螺旋叶片的一侧，该后置水封相对于该后置油封紧邻于该阴螺杆的该螺旋叶片的另一侧。
6.如权利要求4或5所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该腔体设置一进气口、至少一进水口及一排放口，该大气室连通该排放口。
7.如权利要求3所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该第一滚动轴承组具有一吸气滚动阳轴承及一排气滚动阳轴承，该吸气滚动阳轴承及该排气滚动阳轴承为径向轴承结构，该第二滚动轴承组具有一吸气滚动阴轴承及一排气滚动阴轴承，该吸气滚动阴轴承为径向轴承结构，该排气滚动阴轴承为轴向止推轴承结构。
8.如权利要求3所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，该腔体邻近该前盖处设有一轴承座，该轴承座固接于该前盖及该腔体之间，该腔体内设多个轴封室及多个轴承室，该第一轴封组及该第二轴封组容置于该轴封室内，该第一滚动轴承组与该第二滚动轴承组容置于该轴承室内。
9.如权利要求8所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，进一步包含一吸气端油箱及一排气端油箱，该吸气端油箱固设于该机壳前端，该排气端油箱相对于该吸气端油箱固设于该机壳后端，该吸气端油箱油路连接该轴承座，该排气端油箱油路连接该后盖，该二同步齿轮安装至一排气端，且大致上邻近该排气端油箱。
10.如权利要求1所述的喷水式双螺旋空气压缩机，其特征在于，进一步包含至少一拨油盘，该拨油盘安装于该螺旋转子的该轴心的轴端。
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