空氣壓縮機的製作方法
2023-09-21 06:50:20
專利名稱：空氣壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油冷式螺旋型壓縮機主體和驅動該壓縮機的馬達通過一體型外殼合體而成的空氣壓縮機。
背景技術：
以往，油冷式螺旋型壓縮機主體和驅動該壓縮機的馬達通過一體型外殼合體而成的壓縮機是公知的。
例如，在日本專利公開公報、特開平11-223192號公報中公開了一種油冷式螺旋壓縮機，這種壓縮機是經由包圍軸連接器的周圍的中間外殼部而一體地形成壓縮機外殼部和馬達外殼部，內置在油分離箱內的壓縮機主體內的吸入側軸承部上設置有軸封裝置，壓縮機主體內的空間和中間外殼部以及馬達外殼部被隔斷。
在日本專利公開公報、特開平9-268988號公報中公開了一種油冷式兩級式螺旋壓縮機，這種壓縮機是一體地形成壓縮機外殼部和馬達外殼部，設置由使在第1級壓縮機主體和第2級壓縮機主體之間產生的儲油部和第1級壓縮機主體的螺旋葉輪的吸入側的軸承·軸封部連通的供油流路，壓縮機主體內的空間和馬達外殼部被隔斷。
上述的日本專利公開公報中記載的壓縮機均在螺旋葉輪的葉輪軸貫穿外殼壁部的部位需要軸封機構、即機械密封件。在這種機械密封件的情況下，由於將油導入固定側的機械密封件的內周部和旋轉側的葉輪軸之間的微小間隙中，在起到潤滑、冷卻作用的同時也產生密封件作用，不能完全消除油從機械密封件沿著葉輪軸的方向向外側漏出，油被持續消耗。因此，要隨時進行油的補充，從而存在當油的漏出速度增大時要更換機械密封件等因採用機械密封件而導致維修作業的負擔增加的問題。
發明內容
本發明是以解決上述現有的問題為課題而提出的，其目的在於提供一種壓縮機，不需要機械密封閉，能夠減輕維修作業的負擔。
為了解決上述問題，本發明的第1技術方案的空氣壓縮機包括由壓縮機外殼部和在上述壓縮機外殼部的內部相互嚙合地收放的一對陰陽的螺旋葉輪構成的油冷式螺旋型壓縮機主體；馬達，設置在上述壓縮機主體的吸入側，並收放在與上述壓縮機外殼部一體形成的馬達外殼部中；其中，上述馬達的輸出軸為從上述壓縮機主體上述螺旋葉輪驅動側的軸伸出的部分，而且上述螺旋葉輪的最下部位於比其轉子的最下部更低的位置的馬達；軸承，支承上述螺旋葉輪的軸，該軸貫穿上述壓縮機外殼部的上述馬達一側的壁部；在上述設置軸承的部位允許油向遠離上述螺旋葉輪的外側漏出的結構；以及設置在上述壁部上，使上述馬達的內部空間和上述壓縮機外殼部內部的吸入口連通的開口部。
本發明的第2技術方案是在第1技術方案的基礎上還包括插裝在從上述壓縮機主體的排出側延伸的排出流路上的油分離回收器；插裝在上述壓縮機主體和上述油分離回收器之間的上述排出流路上，僅允許油從上述壓縮機主體朝向上述油分離回收器的方向流動的單向閥；以及插裝在向上述壓縮機主體內的葉輪室內供油的油路上，上述馬達停止時為關閉狀態的開關閥。
本發明的第3技術方案是在第1技術方案的基礎上還包括設置在連接於上述壓縮機主體的吸入側的吸入流路上的吸氣調整閥；以及使上述吸氣調整閥的二次側和上述馬達的內部遠離上述螺旋葉輪一側的空間連通的空氣導入流路。
本發明的第4技術方案是在第3技術方案的基礎上還包括插裝在上述空氣導入流路上的第2開關閥；檢測上述馬達的線圈溫度的溫度傳感器；以及控制部，接受上述溫度傳感器表示的檢測溫度的溫度信號，僅在該檢測溫度超過了設定值的情況下使上述第2開關閥為打開狀態。
本發明的第5技術方案是在第1技術方案的基礎上還包括第2開口部，用於導入向上述馬達供應電力的動力線；以及堵塞部件，由不透過油的材料構成，緊貼在上述動力線上，封閉貫穿有該動力線的上述第2開口部。
根據第1技術方案的空氣壓縮機，不需要機械密封件，其結果是結構簡單，能夠回收從軸承部漏出的油，起到了維修作業的負擔也減輕等的效果。
根據第2技術方案的空氣壓縮機，除了第1技術方案的效果之外，在壓縮機停止時，防止了油向吸入側倒流，消除了再起動時因油壓縮而產生的過大的起動轉矩，起到了可順利地起動的效果。
根據第3技術方案的空氣壓縮機，除了第1技術方案的效果之外，還起到了馬達的冷卻容易的效果。
根據第4技術方案的空氣壓縮機，除了第3技術方案的效果之外，若成為馬達線圈的溫度異常上升而需要冷卻的狀態，僅在這種情況下將冷卻用的空氣取入馬達內，起到了無需不必要的冷卻的效果。
根據第5技術方案的空氣壓縮機，除了第1技術方案的效果之外，起到了壓縮機停止時，即使產生壓縮空氣從排出側經由吸入側、進而朝向馬達內空間的倒流，也能夠通過簡單的部件防止油向機外飛散的效果。
圖1為以局部剖面表示本發明第1實施方式的空氣壓縮機的大致結構的方框圖。
圖2為圖1中II-II向剖視圖。
圖3為圖1中A部的放大剖視圖。
圖4為以局部剖面表示本發明第2實施方式的空氣壓縮機的大致結構的方框圖。
圖5為以局部剖面表示本發明第3實施方式的空氣壓縮機的大致結構的方框圖。
圖6為以局部剖面表示本發明第4實施方式的空氣壓縮機的大致結構的方框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式加以說明。
圖1～3表示本發明第1實施方式的空氣壓縮機1。這種空氣壓縮機1具備油冷式螺旋型壓縮機主體11以及在該吸入側對其進行驅動的馬達12。而且，這種壓縮機主體11的壓縮機外殼部13和馬達12的外殼部14是一體形成的，因而壓縮機主體11和馬達外殼部12為合體。
另外，壓縮機外殼部13和馬達外殼部14並不僅限於完全由單一的部件形成。壓縮機外殼部13和馬達外殼部14也可以由螺栓等緊固而一體地形成。
在壓縮機外殼部13的一方上連接有與吸入口21連通的吸入流路22，在吸入流路22上設置有吸入過濾器23和吸氣調整閥24。而且，在壓縮機外殼部13的另一方上連接有與排出口25連通的排出流路26，在排出流路26上，在上部內置有油分離器件27，在下部設置有具有儲油部28的油分離回收器29，在其二次側設置有單向閥31。另外，在壓縮機外殼部13上吸入口21和排出口25之間的葉輪室32中收放有相互嚙合的一對陰陽的螺旋葉輪，即陰葉輪33和陽葉輪34。
陰葉輪33由兩側上突出的葉輪軸支承，通過軸承35、36可旋轉，配置在陰葉輪33上方的陽葉輪34由兩側突出的葉輪軸支承，通過軸承37、38可旋轉。特別是，上述葉輪軸內向陽葉輪34的吸入側突出的葉輪軸39貫通壓縮機外殼部13而與馬達12的輸出軸41一體地設置在同軸上。即，一對陰陽的陰葉輪33和陽葉輪34中陽葉輪34為驅動側葉輪。而且，輸出軸41也稱為從作為驅動側葉輪的陽葉輪34的葉輪軸39的從壓縮機主體11上伸出的部分。而且，關於支承貫穿該壓縮機外殼部13的葉輪軸39、進一步具體地說是支承壓縮機外殼部13的馬達12一側的壁部的葉輪軸39的軸承37的設置部位，成為允許油從軸承37起或是沿著上述葉輪軸的外周面、或是通過軸承37的內部，朝向遠離陽葉輪34的外側、即朝向馬達12漏出的結構。因此，在此既不需要也未採用作為軸封機構的機械密封件。另外，在這種空氣壓縮機1中，關於支承陰葉輪33的馬達12一側的葉輪軸的軸承35的部位，與上述同樣地成為允許油朝向馬達12漏出的結構。
如上所述，輸出軸41相當於葉輪軸39從上述壓縮機主體11上伸出的部分。而且與輸出軸41一體旋轉的轉子42也設成與輸出軸41一起從上述壓縮機主體11上伸出的狀態。而且，陰葉輪33、陽葉輪34、輸出軸41、以及轉子42分別配置成螺旋葉輪的最下部、具體地說是圖1和圖2中水準L1所示的陰葉輪33的最下部成為比圖1中水準L2所示的馬達12的轉子42的最下部還低的位置。而且，在壓縮機外殼部13的馬達12一側的上述壁部上形成有開口部43、44，吸入口21與馬達外殼部14內的空間連通。另外，在與該壁部相反一側的馬達外殼部14的端面上設置有開口部45(第2開口部)，以及封閉該開口部45的堵塞部件46。而且，向馬達12提供電力的動力線47在開口部45內穿過堵塞部件46，連接在馬達12的定子48的馬達線圈49上。另外，堵塞部件46由不透過油的具有彈性的材料構成，緊貼在貫穿其中的動力線47上。堵塞部件46優選地是相對於伴有油的空氣只使空氣通過，捕捉油，使捕捉到的油滴到下方的過濾器部件。
另一方面，在油分離回收器29的儲油部28中插裝油冷卻器51，並且連接有壓縮機外殼部13內的葉輪室以及連通到軸承部等供油部位的油路52。
以下，對上述結構的空氣壓縮機1工作時空氣和油的動作加以說明。
經由吸入過濾器23流入吸入流路22中的空氣由吸氣調整閥24調整其流速，從吸入口21吸入到陰葉輪33和陽葉輪34的齒槽空間中。另外，吸入的空氣在油路52的注油下被壓縮，伴有油地從排出口25排出到排出流路26中，流入油分離回收器29。在油分離回收器29中，通過油分離器件27將被壓縮的空氣和油分離。分離了油的空氣從自油分離回收器29的上部延伸的排出流路26的部分經由單向閥31送出。另一方面，被分離的油暫時存儲在儲油部28中。這樣一來，該儲油部28的油被油路53的油冷卻器52冷卻，供應到葉輪室32和軸承35、36、37、38的部位後，如上所述從排出口25與被壓縮的空氣一起導入油分離回收器29中，如上所述地重複循環。
但是，在這種空氣壓縮機1中，是不使用機械密封件而能夠使油從軸承35和37向馬達12一側漏出的結構。另外，設置有開口部43和44，特別是設置有開口部43。根據這種結構，馬達12內，正常時朝向吸入口21被吸引，向馬達12一側漏出的油被導入吸入口21一側。
而且，空氣壓縮機1停止時，即使產生了油從此時處於高壓的排出壓力狀態的油分離回收器29內經由油路52向大致為大氣壓的吸入口21流入，進而該油向同樣大致為大氣壓的馬達12內流入的事態，由於陰葉輪33的最下部的水準L1為比轉子42的最下部的水準L2更低的位置，所以防止了轉子42浸入油中。其結果，再次起動時，不僅防止了轉子42一邊攪拌油一邊旋轉這種事態，以及因此引起的多餘的能量損失的發生，而且還防止了油的攪拌而引起的油溫異常上升產生的運行停止這種事態的發生。
另外，上述的油倒流時，即使油通過轉子42和定子48之間的空隙部而達到開口部45一側的空間部，向馬達線圈49供應電力的動力線47經由堵塞部件46導入馬達12內，還防止了油從此處向機外洩漏和因油的洩漏而引起的馬達12周邊部的汙染。另外，以往為了防止油的洩漏而採用了高價的端子臺，但在這種空氣壓縮機1中，利用馬達12內大致為大氣壓這一點，採用由不透過油、具有彈性的材料構成的堵塞部件46，成為簡單的結構。另外，如上所述，堵塞部件46優選地是由相對於伴有油的空氣只使空氣通過，捕捉油，使捕捉到的油如圖3中箭頭所示滴到下方的過濾器部件形成。在這種情況下，使滴下的油從定子48的下部和馬達外殼部14的下部的空隙部經由開口部43回收到吸入口21即可。
圖4表示本發明第2實施方式的空氣壓縮機2，在這種空氣壓縮機2中，對於與上述的空氣壓縮機1共同的部分賦予相同的附圖標記而省略其說明。
在這種空氣壓縮機2中，在油分離回收器29的一次側排出流路26的部分上設置僅允許流體從排出口25向油分離回收器29流動的單向閥61，並且在油路52上設置有空氣壓縮機2停止時為關閉狀態的開關閥62。這樣一來，在空氣壓縮機2停止時，通過單向閥61防止了伴有油的壓縮空氣從油分離回收器29經由排出口25向吸入口21一側的倒流，並通過單向閥62防止了油從儲油部28經由油路52向吸入口21流入。
圖5表示本發明第3實施方式的空氣壓縮機3，在這種空氣壓縮機3中，對於與上述的空氣壓縮機1共同的部分賦予相同的附圖標記而省略其說明。
在這種空氣壓縮機3中，設置有使吸氣調整閥24的二次側和馬達12內的開口部45一側的空間(在馬達12的內部、遠離螺旋葉輪一側的空間)連通的空氣導入流路71。
這樣一來，通過該空氣導入流路71，從上述二次側經由開口部45一側的上述空間、進而經由轉子42和定子48之間的空隙部向吸入口21取入空氣，容易進行馬達12的冷卻。
另外，也可以在上述的空氣壓縮機2上設置該空氣導入流路71，本發明也包括和單向閥61和開關閥62一起還設置了空氣導入流路71的空氣壓縮機。
圖6表示本發明第4實施方式的空氣壓縮機4，在這種空氣壓縮機4中，對於與上述的空氣壓縮機3共同的部分賦予相同的附圖標記而省略其說明。
在這種空氣壓縮機4中，設置有插裝在空氣導入流路71上的開關閥81(第2開關閥)，檢測馬達12的馬達線圈溫度的溫度傳感器82，以及從溫度傳感器82輸入表示檢測溫度的溫度信號、僅在該檢測溫度超過了設定值的情況下使開關閥81為打開狀態的控制部83。
這樣一來，根據這種結構，僅在要進行馬達冷卻的情況下將空氣從吸氣調整閥24的二次側導入馬達12內。
另外，也可以在上述的空氣壓縮機2中添加空氣導入流路71，開關閥81，溫度傳感器82，以及控制部83，本發明也包括添加了這種結構的空氣壓縮機。
而且，本發明並非僅限於上述的經由開口部45和堵塞部件46將動力線47導入馬達12內的空氣壓縮機，也可以經由以往公知的端子臺將動力線連接在馬達線圈49上。
另外，對於陰葉輪33的馬達12一側的葉輪軸，並非一定要貫穿壓縮機外殼部13的壁部，也可以由可卸下的蓋體關閉軸承35的部位的馬達12的開口部。
權利要求
1.一種空氣壓縮機，其特徵是，包括由壓縮機外殼部和在上述壓縮機外殼部的內部相互嚙合地收放的一對陰陽的螺旋葉輪構成的油冷式螺旋型壓縮機主體；馬達，設置在上述壓縮機主體的吸入側，並收放在與上述壓縮機外殼部一體形成的馬達外殼部中，其中，上述馬達的輸出軸為從上述壓縮機主體的上述螺旋葉輪驅動側的軸伸出的部分，而且，上述螺旋葉輪的最下部位於比上述馬達的轉子的最下部更低的位置；軸承，支承上述螺旋葉輪的軸，該軸貫穿上述壓縮機外殼部的上述馬達一側的壁部；在上述設置軸承的部位允許油向遠離上述螺旋葉輪的外側漏出的結構；以及設置在上述壁部上，使上述馬達的內部空間和上述壓縮機外殼部內部的吸入口連通的開口部。
2.如權利要求1所述的空氣壓縮機，其特徵是，還包括插裝在從上述壓縮機主體的排出側延伸的排出流路上的油分離回收器；插裝在上述壓縮機主體和上述油分離回收器之間的上述排出流路上，僅允許油從上述壓縮機主體朝向上述油分離回收器的方向流動的單向閥；插裝在向上述壓縮機主體內的葉輪室內供油的油路上，上述馬達停止時為關閉狀態的開關閥。
3.如權利要求1所述的空氣壓縮機，其特徵是，還包括設置在連接於上述壓縮機主體的吸入側的吸入流路上的吸氣調整閥；使上述吸氣調整閥的二次側和上述馬達的內部遠離上述螺旋葉輪一側的空間連通的空氣導入流路。
4.如權利要求3所述的空氣壓縮機，其特徵是，還包括插裝在上述空氣導入流路上的第2開關閥；檢測上述馬達的線圈溫度的溫度傳感器；控制部，接受上述溫度傳感器表示的檢測溫度的溫度信號，僅在該檢測溫度超過了設定值的情況下使上述第2開關閥為打開狀態。
5.如權利要求1所述的空氣壓縮機，其特徵是，還包括第2開口部，形成在上述馬達外殼部上，用於導入向上述馬達供應電力的動力線，堵塞部件，由不透過油的材料構成，緊貼在上述動力線上，封閉貫穿有該動力線的上述第2開口部。
全文摘要
本發明的空氣壓縮機具備在壓縮機外殼部的內部收放由一對陰陽的螺旋葉輪的油冷式螺旋型壓縮機主體，以及在上述壓縮機主體的吸入側對其進行驅動的馬達。而且，壓縮機外殼部和馬達外殼部是一體形成的，螺旋葉輪的最下部位於比馬達的轉子的最下部更低的位置，馬達的輸出軸為驅動側的螺旋葉輪的軸從壓縮機主體伸出的部分。具有允許油從支承貫穿壓縮機外殼部的馬達一側的壁部的螺旋葉輪的軸的軸承朝向遠離其螺旋葉輪的外側漏出的結構，並且在其壁部上形成有使馬達內部的空間和壓縮機外殼部內部的吸入口連通的開口部。因此，不需要機械密封件，能夠減輕維修作業的負擔。
文檔編號F04C28/00GK1616827SQ20041009472
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月12日 優先權日2003年11月14日
發明者壺井升 申請人:株式會社神戶制鋼所