CN116097002A - 供液式气体压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小轴动力的供液式气体压缩机。供油式空气压缩机包括一边对工作室(11A、11B)注入油一边对空气进行压缩的压缩机主体(2)、和从由压缩机主体(2)排出的压缩空气中分离出油的分离器(5)、和将用分离器(5)分离出的油供给到压缩机主体(2)的工作室(11A、11B)和轴承(9A～9D)的供油系统(7)。供油系统(7)包括具有冷却部(19A)和与其下游侧连接的冷却部(19B)的油冷却器(17)、和与油冷却器(17)的冷却部(19A)与冷却部(19B)之间的出口连接的将用冷却部(19A)冷却后的油供给到压缩机主体(2)的轴承(9A～9D)的供油配管(20A)、和与油冷却器(17)的冷却部(19B)的下游侧的出口连接的将用冷却部(19A、19B)冷却后的油供给到压缩机主体(2)的工作室(11A、11B)的供油配管(20B)。

Description

供液式气体压缩机

技术领域

本发明涉及供液式气体压缩机。

背景技术

专利文献1公开了作为一种供液式气体压缩机的供油式空气压缩机。该供油式空气压缩机包括压缩机主体、分离器、和供油系统(供液系统)。

压缩机主体具有相互咬合的2个螺杆转子、以2个螺杆转子可旋转的方式支承2个螺杆转子的多个轴承、和收纳2个螺杆转子和多个轴承的壳体，在各螺杆转子与壳体的内壁之间形成了多个工作室。而且，为了工作室的密封、压缩热的冷却、和转子的润滑等目的而对工作室注入油(液体)，同时对空气(气体)进行压缩。

分离器从由压缩机主体排出的压缩空气(压缩气体)中分离出油并贮存。供油系统将用分离器贮存的油供给到压缩机主体的工作室和轴承。供油系统包括：通过与用冷却风扇生成的冷却风的热交换而对油进行冷却的油冷却器(冷却器)；对油冷却器进行旁通的旁通配管；和与油的温度相应地调节油冷却器的分流比和旁通配管的分流比的温度调节阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-144685号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述现有技术中，从供油系统对压缩机主体的工作室供给的油的温度、与从供油系统对压缩机主体的轴承供给的油的温度大致相同。

此处，例如如果使对压缩机主体的工作室供给的油的温度降低，则从隔热压缩接近等温压缩，因此压缩动力减少。但是，对压缩机主体的轴承供给的油的温度也降低，油的粘度升高，因此机械损失增加。从而，虽然压缩动力减少，但机械损失增加，因此不能充分减小压缩机的轴动力。

另一方面，例如如果使对压缩机主体的轴承供给的油的温度提高，则油的粘度降低，因此机械损失减少。但是，对压缩机主体的工作室供给的油的温度也升高，从等温压缩接近隔热压缩，因此压缩动力增加。从而，虽然机械损失减少，但压缩动力增加，因此不能充分减小压缩机的轴动力。

本发明是鉴于上述情况得出的，课题之一在于减小压缩机的轴动力。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，应用权利要求书中记载的结构。本发明包括用于解决上述课题的多种手段，举其一例，是一种供液式气体压缩机，其包括：压缩机主体，其包括转子、以所述转子可旋转的方式支承所述转子的轴承、以及收纳所述转子和所述轴承的壳体，一边对在所述转子与所述壳体的内壁之间形成的工作室注入液体，一边对气体进行压缩；分离器，其从由所述压缩机主体排出的压缩气体中分离出液体；和供液系统，其将由所述分离器分离出的液体供给到所述压缩机主体的所述工作室和所述轴承；其特征在于：所述供液系统包括：冷却器，其具有对液体进行冷却的第1冷却部和与其下游侧连接的对液体进行冷却的第2冷却部；第1供液配管，其与所述冷却器的所述第1冷却部与所述第2冷却部之间的出口连接，将用所述冷却器的所述第1冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述轴承；和第2供液配管，其与所述冷却器的所述第2冷却部的下游侧的出口连接，将用所述冷却器的所述第1冷却部和所述第2冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述工作室。

发明效果

根据本发明，能够减小压缩机的轴动力。

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是表示本发明的一个实施方式中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

图2是表示本发明的一个实施方式中的压缩机主体的结构的截面图。

图3是表示本发明的一个实施方式中的油冷却器的结构的概略图。

图4是表示本发明的第1变形例中的油冷却器的结构的概略图。

图5是表示本发明的第2变形例中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

图6是表示本发明的第3变形例中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

图7是表示本发明的第4变形例中的供油式空气压缩机的结构的概略图。

具体实施方式

对于本发明的一个实施方式在参考附图的同时进行说明。

图1是表示本实施方式中的供油式空气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截面图。图3是表示本实施方式中的油冷却器的结构的概略图。

本实施方式的供油式空气压缩机包括电动机1、被电动机1驱动的对空气(气体)进行压缩的压缩机主体2、在压缩机主体2的吸入侧设置的空气过滤器3和吸入节流阀4、在压缩机主体2的排出侧设置的分离器5、与分离器5的上部连接的压缩空气系统6(压缩气体系统)、和在分离器5的下部与压缩机主体2之间连接的供油系统7(供液系统)。

压缩机主体2具有相互咬合的2个螺杆转子8A、8B(详细而言，是阳转子8A和阴转子8B)、和以螺杆转子8A可旋转的方式支承螺杆转子8A的轴承9A、9B、和以螺杆转子8B可旋转的方式支承螺杆转子8B的轴承9C、9D、和收纳螺杆转子8A、8B和轴承9A～9D的壳体10。在螺杆转子8A与壳体10的内壁之间(换言之，是螺杆转子8A的齿槽中)形成了多个工作室11A，在螺杆转子8B与壳体10的内壁之间(换言之，是螺杆转子8B的齿槽中)形成了多个工作室11B。

在螺杆转子8A的一个轴部的外周侧配置了轴封部12A，在另一个轴部的外周侧配置了轴封部12B。在螺杆转子8B的一个轴部的外周侧配置了轴封部12C，在另一个轴部的外周侧配置了轴封部12D。在螺杆转子8A的一个轴部设置了齿轮13A，在电动机1的旋转轴上设置了齿轮13B，齿轮13A、13B相互咬合。在电动机1的旋转轴的外周侧配置了轴封部14。

螺杆转子8A被经由齿轮13A、13B传递电动机1的旋转轴的旋转力而旋转，螺杆转子8B随此旋转。随着螺杆转子8A、8B的旋转，工作室11A、11B在转子的轴向(图2的左方向)上移动，同时顺次进行吸入行程、压缩行程、和排出行程。吸入行程的工作室经由空气过滤器3和吸入节流阀4吸入空气。压缩行程的工作室对空气进行压缩。排出行程的工作室将压缩空气(压缩气体)排出至分离器5。压缩机主体2为了工作室的密封、压缩热的冷却、和转子的润滑等目的，而对工作室11A、11B注入油。

分离器5从由压缩机主体2排出的压缩空气中分离出油并贮存。压缩空气系统6将用分离器5分离后的压缩空气供给到用户方的设备(未图示)。压缩空气系统6包括调压止回阀15、和在调压止回阀15的下游侧配置的后冷却器16。后冷却器16例如通过与用冷却风扇(未图示)生成的冷却风的热交换，而对压缩空气进行冷却。

供油系统7通过分离器5内的压力，将用分离器5贮存的油供给到压缩机主体2的工作室11A、11B、轴承9A～9D、和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14。供油系统7包括对油进行冷却的油冷却器17(冷却器)。

油冷却器17例如构成为将集流管18A、冷却部19A、集流管18B、冷却部19B、和集流管18C以按该顺序使油流过的方式连接。冷却部19A例如通过与用冷却风扇生成的冷却风的热交换，而对从集流管18A流入的油进行冷却，使冷却后的油向集流管18B流出。冷却部19B例如通过与用冷却风扇生成的冷却风的热交换，而对从集流管18B流入的油进行冷却，使冷却后的油向集流管18C流出。在集流管18A上形成了来自分离器5的油流入的入口。在集流管18B上形成了使被冷却部19A冷却后的油流出的出口。在集流管18C上形成了使被冷却部19A、19B冷却后的油流出的出口。另外，油从集流管18B的出口流出，因此冷却部19B的油的流量少于冷却部19A的油的流量。

供油系统7进而包括与油冷却器17的集流管18B(换言之，是冷却部19A与冷却部19B之间)的出口连接的供油配管20A(供液配管)、和在供油配管20A(换言之，是油冷却器17的下游侧)中配置的除去油中的杂质的油过滤器21A、和在供油配管20A中配置的限流部22、和与油冷却器17的集流管18C(换言之，是冷却部19B的下游侧)的出口连接的供油配管20B(供液配管)、和在供油配管20B(换言之，是油冷却器17的下游侧)配置的除去油中的杂质的油过滤器21B。

供油配管20A将用油冷却器17的冷却部19A冷却后的油供给到压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14。供油配管20B将用油冷却器17的冷却部19A、19B冷却后的油供给到压缩机主体2的工作室11A、11B。

供油系统7包括：对油冷却器17进行旁通的与供油配管20A连接的旁通配管23A；对油冷却器17进行旁通的与供油配管20B连接的旁通配管23B；和与油的温度相应地调节油冷却器17的分流比和旁通配管23A、23B的分流比的温度调节阀24。

温度调节阀24是三通阀，例如构成为通过蜡的体积与油的温度相应地变化，而使油冷却器侧出口的开口率和旁通配管侧出口的开口率变化。然后，油的温度越升高，越增加油冷却器17的分流比，同时减少旁通配管23A、23B的分流比。由此，增加被油冷却器17的冷却部19A、19B冷却并从集流管18C的出口流出的油的流量，同时减少旁通配管23B的油的流量。结果，调整对压缩机主体2的工作室11A、11B供给的油的温度，调整压缩空气的温度。

如上所述地构成的本实施方式中，将用油冷却器17的冷却部19A冷却后的油、即没有用冷却部19B冷却因此温度比较高的油经由供油配管20A供给到压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14。因此，与供给温度比较低的油的情况相比，能够减少机械损失。另一方面，将用油冷却器17的冷却部19A、19B冷却的温度比较低的油经由供油配管20B供给到压缩机主体2的工作室11A、11B。因此，与供给温度比较高的油的情况相比，能够减小压缩动力。从而，减少机械损失，同时减小压缩动力，因此能够减小压缩机的轴动力。

使用具体的数值例说明上述本实施方式的效果。现有技术中，对压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14供给的油的温度与对压缩机主体2的工作室11A、11B供给的油的温度大致相同，例如是80℃。本实施方式中，对压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14供给的油的温度较高，例如是90℃，机械损失减少。对压缩机主体2的工作室11A、11B供给的油的温度较低，例如是70℃，压缩动力减小。结果，虽然也依赖于转子的各参数等，但如果设现有技术的压缩机的轴动力为100％，则能够使本实施方式的压缩机的轴动力减小至99.2％。

进而，本实施方式中，能够获得以下效果。作为比较例，设想供油系统包括将来自分离器5的油供给到压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14的第1供油配管，和在第1供油配管中配置的对油进行冷却的第1油冷却器，和将来自分离器5的油供给到压缩机主体2的工作室11A、11B的第2供油配管，和在第2供油配管中配置的对油进行冷却的第2油冷却器的情况。

上述比较例中，能够使对压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14供给的油的温度与对压缩机主体2的工作室11A、11B供给的油的温度相互不同。但是，比较例中，因为油冷却器的数量、和用于连接油冷却器的配管和接头的数量增加，所以压缩机大型化。与此相对，本实施方式中，油冷却器的数量、和用于连接油冷却器的配管和接头的数量减少，因此能够实现压缩机的小型化。另外，本实施方式中，能够使冷却部19B的油的流量相对于油冷却器17的冷却部19A的油的流量减少。因此，能够对供给到压缩机主体2的工作室11A、11B的油效率良好地进行冷却。

另外，上述一个实施方式中，如上述图3所示，以油冷却器17构成为使冷却部19A与冷却部19B串联配置的情况为例进行了说明，但不限于此。例如也可以如图4所示的变形例一般，使油冷却器17构成为使冷却部19A与冷却部19B并联配置。

另外，上述一个实施方式中，以供油系统7包括分别配置在供油配管20A、20B中的油过滤器21A、21B的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，如果油中的杂质造成的影响与部位相应地较低，则供油系统7也可以仅包括油过滤器21A、21B中的一者，也可以不包括油过滤器21A、21B。或者，例如也可以如图5所示的变形例一般，供油系统7包括在温度调节阀24的上游侧配置的油过滤器21C。该变形例中，能够将油过滤器的数量设为1个，同时从对压缩机主体2的工作室11A、11B、轴承9A～9D、和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14供给的油中除去杂质。

另外，上述一个实施方式中，以供油系统7包括对油冷却器17进行旁通的旁通配管23A、23B、和与油的温度相应地调节油冷却器17的分流比和旁通配管23A、23B的分流比的温度调节阀24的情况为例进行了说明，但不限于此。例如也可以如图6所示的变形例一般，供油系统7不包括旁通配管23A、23B和温度调节阀24。然后，例如通过与用分离器5内的温度传感器(未图示)检测出的温度相应地对冷却风扇的转速进行可变控制，而调节油冷却器17的冷却能力。

另外，上述一个实施方式中，以后冷却器16和油冷却器17是空冷式的、通过与用冷却风扇生成的冷却风的热交换而对压缩空气和油分别进行冷却的情况为例进行了说明，但不限于此。例如也可以如图7所示的变形例一般，后冷却器16和油冷却器17是水冷式的，通过与冷却水的热交换，分别对压缩空气和油进行冷却。本变形例中，油冷却器17例如构成为使冷却部19A和冷却部19B以按该顺序使油流过的方式连接。冷却部19A、19B通过与冷却水的热交换而对油进行冷却。在冷却部19A与冷却部19B之间形成使被冷却部19A冷却后的油流出的出口，对于该出口连接了供油配管20A。在冷却部19B的下游侧形成使被冷却部19A、19B冷却后的油流出的出口，对于该出口连接了供油配管20B。如上所述地构成的本变形例中，也能够获得与上述同样的效果。

另外，上述一个实施方式中，以供油配管20A将用油冷却器17的冷却部19A冷却后的油供给到压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D、齿轮13A、13B、以及电动机1的轴封部14的情况为例进行了说明，但不限于此。例如齿轮13A、13B和电动机1的轴封部14不存在的情况下，供油配管20A也可以将用油冷却器17的冷却部19A冷却后的油供给到压缩机主体2的轴承9A～9D和轴封部12A～12D。或者，例如压缩机主体2的轴封部12A、齿轮13A、13B和电动机1的轴封部14不存在的情况下，供油配管20A也可以将用油冷却器17的冷却部19A冷却后的油供给到压缩机主体2的轴承9A～9D。

另外，上述一个实施方式中，以压缩机主体2是螺杆式的、包括2个螺杆转子8A、8B的情况为例进行了说明，但不限于此。压缩机主体例如也可以包括1个螺杆转子和多个闸转子(gate rotor)。或者，压缩机主体2也可以是螺杆式以外的其他方式的。

另外，以上，以将本发明应用于供油式空气压缩机(即，压缩机主体2对压缩室注入油同时对空气进行压缩)的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以将本发明应用于其他供液式压缩机(即，压缩机主体2对工作室注入油以外的其他液体，或者对空气以外的其他气体进行压缩)。

附图标记说明

1…电动机

2…压缩机主体

5…分离器

7…供油系统7(供液系统)

8A、8B…螺杆转子

9A～9D…轴承

10…壳体

11A、11B…工作室

12A～12D…轴封部(第1轴封部)

13A、13B…齿轮

14…轴封部(第2轴封部)

17…油冷却器(冷却器)

19A、19B…冷却部

20A、20B…供油配管(供液配管)

21A～21C…油过滤器

23A、23B…旁通配管

24…温度调节阀。

Claims (5)

1.一种供液式气体压缩机，其特征在于，包括：

压缩机主体，其包括转子、以所述转子可旋转的方式支承所述转子的轴承、以及收纳所述转子和所述轴承的壳体，一边对在所述转子与所述壳体的内壁之间形成的工作室注入液体，一边对气体进行压缩；

分离器，其从由所述压缩机主体排出的压缩气体中分离出液体；和

供液系统，其将由所述分离器分离出的液体供给到所述压缩机主体的所述工作室和所述轴承，其中

所述供液系统包括：

冷却器，其具有对液体进行冷却的第1冷却部和与其下游侧连接的对液体进行冷却的第2冷却部；

第1供液配管，其与所述冷却器的所述第1冷却部与所述第2冷却部之间的出口连接，将用所述冷却器的所述第1冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述轴承；和

第2供液配管，其与所述冷却器的所述第2冷却部的下游侧的出口连接，将用所述冷却器的所述第1冷却部和所述第2冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述工作室。

2.如权利要求1所述的供液式气体压缩机，其特征在于：

包括第1轴封部，其配置在所述压缩机主体的所述转子的轴部的外周侧，

所述第1供液配管将用所述冷却器的所述第1冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述轴承和所述第1轴封部。

3.如权利要求2所述的供液式气体压缩机，其特征在于，包括：

电动机，其驱动所述压缩机主体；

多个齿轮，其设置在所述电动机的旋转轴与所述压缩机主体的所述转子之间；和

第2轴封部，其配置在所述电动机的所述旋转轴的外周侧，

所述第1供液配管将用所述冷却器的所述第1冷却部冷却后的液体供给到所述压缩机主体的所述轴承和所述第1轴封部、所述多个齿轮、以及所述第2轴封部。

4.如权利要求1所述的供液式气体压缩机，其特征在于：

所述供液系统包括：

第1旁通配管，其对所述冷却器进行旁通并与所述第1供液配管连接；

第2旁通配管，其对所述冷却器进行旁通并与所述第2供液配管连接；

温度调节阀，其根据液体的温度调节所述冷却器的分流比和所述第1旁通配管和所述第2旁通配管的分流比；和

过滤器，其配置在所述温度调节阀的上游侧。

5.如权利要求1所述的供液式气体压缩机，其特征在于：

所述供液系统包括过滤器，其配置在所述冷却器的上游侧。

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