螺旋压缩机.pdf

在具有一对凹凸螺旋转子，并且具有空冷式热交换器的螺旋压缩机中，在压缩机本体驱动用电动机的上部配置空冷式热交换器，并且使其相对空冷式热交换器冷却风，向上流侧倾斜地配置空冷式热交换器，空冷式热交换器冷却风用装置吸气口最上部与被配置在最上部的空冷式热交换器最上部相比位于靠下的位置，空冷式热交换器冷却风用装置吸气口最下部与被配置在最下部的空冷式热交换器最下部相比位于靠下的位置，空冷式热交换器冷却风从压缩机装置顶棚部被排出。根据这种构造，能够提供一种噪音小、安装面积小的小型螺旋压缩机。

1.  一种螺旋压缩机，其具备：具有一对凹凸螺旋转子的压缩机本体、冷却压缩机的润滑油的空冷式热交换器、冷却从压缩机中排出的压缩空气的空冷式热交换器以及收纳上述各个部件的机壳，该螺旋压缩机的特征在于，包括：
在所述机壳的底部配置的压缩机驱动用电动机；以及从所述机壳的下方吸气，然后从顶棚部排气，并且其中央部通过所述电动机的上部的管道，
在所述管道的中央部倾斜配置所述空冷式热交换器，相比于所述管道的中央部在吸气侧设置用来抑制所述空冷式热交换器的噪音的吸气管道。

2.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
在所述空冷式热交换器的上游侧的所述管道中设置冷却风扇。

3.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
在所述空冷式热交换器的下游侧的所述管道中设置冷却风扇。

4.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
所述吸气管道按照管道的吸气口的上部位于比所述空冷式热交换器的最上部靠下的位置，管道的吸气口的下部位于比所述空冷式热交换器的最下部靠下的位置的方式形成百叶窗构造。

5.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
所述吸气管道形成流路具有多个角度的百叶窗构造。

6.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
所述吸气管道形成具有多个流路的百叶窗构造。

7.  根据权利要求6所述的螺旋压缩机，其特征在于，
所述多个流路形成为在所述空冷式热交换器的前面汇合的结构。

8.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
在所述吸气管道的下部具备冷却所述电动机的冷却流路。

9.  根据权利要求1所述的螺旋压缩机，其特征在于，
从所述管道的中央部至机壳的顶部，设置相对于排气方向具有多个角度的或圆弧形状的排气管道。

10.  根据权利要求9所述的螺旋压缩机，其特征在于，
在所述排气管道中设置用于所述冷却风扇电动机的冷却与机壳内的废热换气的废热用吸气口。

11.  根据权利要求1～10中任一项所述的螺旋压缩机，其特征在于，
所述压缩机本体具有能够以非接触、无油方式旋转的一对凹凸螺旋转子。

螺旋压缩机
技术领域
本发明涉及一种螺旋压缩机，特别是涉及一种减少压缩机工作时产生的噪音的螺旋压缩机。
背景技术
现有技术中，已知的螺旋压缩机是一种具有能够以非接触且无油方式旋转的凹凸一对螺旋转子，然后压缩空气的无油式螺旋压缩机。无油式螺旋压缩机具有用来压缩空气的压缩机本体，从压缩机本体排出的压缩空气为高温气体，因此，很多情况下设置用来冷却该压缩空气的冷却装置(热交换器)。从压缩机本体排出的压缩空气通过这些冷却装置以及压缩机装置内的连接配管，并且向压缩机装置外排出。作为这种传统技术，在专利文献1中公开了一种单段无油式螺旋压缩机的构造，在专利文献2中公开了一种具有两台压缩机本体的双段无油式螺旋压缩机。
【专利文献1】日本特开平1-116297号公报
【专利文献2】日本特开平11-141488号公报
例如，无油式螺旋压缩机不向该压缩机本体的一对凹凸转子间喷射用来密封的润滑油，因此，从转子间的间隙、齿槽即在压缩室周围形成的间隙的泄漏对这种压缩机的效率影响很大。一般情况下，在无油式螺旋压缩机中，为了应对这些泄漏以获得一定的效率，转子以每分钟10000～20000转的高速旋转被驱动。
从压缩机本体排出的压缩空气间歇式地从排出口被排出，按照转子的齿数乘以转子转数的啮合周期，排出流量发生变动，因此，该排出口的压力发生脉动。排出时的压力脉动从压缩机本体本身、或者与压缩机本体连接的配管向用来冷却压缩机空气的冷却器(热交换器)传播，成为产生振动噪音的原因。特别是与转子以每分钟3000～4000转的旋转次数旋转的给油式螺旋压缩机相比，无油式螺旋压缩机的转子高速旋转，因此，就会产生数千赫兹的高频噪音。
在上述专利文献1中，由于冷却器被配置在接近机壳的冷却风的吹出口的位置，因此，热交换器的振动噪音容易直接向机壳外泄漏，在专利文献2中，管道的吸入口位于与热交换器(冷却器)的上游一侧的正侧面相对的位置，因此，热交换器的振动噪音有可能直接进入管道中然后向机壳外泄漏。
发明内容
本发明就是鉴于上述课题而产生的，它尤其涉及一种具有作为在压缩机装置内声音辐射面积最大的部件的空冷式热交换器的螺旋压缩机。在这种螺旋压缩机中，在装置内部中央配置空冷式热交换器，以此降低噪音，提供一种不会影响热交换器的冷却能力，小型化并且能够减少安装面积的螺旋压缩机。
为了达到上述目的，本发明的螺旋压缩机的特征在于，该螺旋压缩机具备：具有一对凹凸螺旋转子的压缩机本体、冷却压缩机的润滑油的空冷式热交换器、冷却从压缩机中排出的压缩空气的空冷式热交换器以及收纳上述各个部件的机壳，该螺旋压缩机包括：
在所述机壳的底部配置的压缩机驱动用电动机；以及从所述机壳的下方吸气，然后从顶棚部排气，并且其中央部通过所述电动机的上部的管道，在所述管道的中央部倾斜配置所述空冷式热交换器，相比于所述管道的中央部在吸气侧设置用来抑制所述空冷式热交换器的噪音的吸气管道。
在上述螺旋压缩机中，在上述空冷式热交换器的上游侧的上述管道中设置冷却风扇。
在上述螺旋压缩机中，在上述空冷式热交换器的下游侧的上述管道中设置冷却风扇。
在上述任意一个螺旋压缩机中，所述吸气管道按照管道的吸气口的上部位于比所述空冷式热交换器的最上部靠下的位置，管道的吸气口的下部位于比所述空冷式热交换器的最下部靠下的位置的方式形成百叶窗构造。
在上述任意一个螺旋压缩机中，上述吸气管道形成流路具有多个角度的百叶窗构造。
在上述任意一个螺旋压缩机中，上述吸气管道形成具有多个流路的百叶窗构造。
在上述螺旋压缩机中，上述多个流路形成为在上述空冷式热交换器的前面汇合的结构。
在上述任意一个螺旋压缩机中，在上述吸气管道的下部具备冷却上述电动机的冷却流路。
在上述任意一个螺旋压缩机中，从上述管道的中央部至机壳的顶部设置相对于排气方向具有多个角度的或者圆弧形状的排气管道。
在上述螺旋压缩机中，在上述排气管道中设置用于上述冷却风扇电动机的冷却与机壳内的废热换气的废热用吸气口。
在上述螺旋压缩机中，上述压缩机本体具有能够以非接触、无油方式旋转的一对凹凸螺旋转子。
根据本发明能够实现一种降低螺旋压缩机的噪音，并且减少安装面积的小型压缩机。
附图说明
图1是无油式螺旋压缩机的构造以及压缩空气、润滑油的流向图。
图2是无油式螺旋压缩机的装置构造图，(A)是俯视图，(B)是左侧面图，(C)是正面的截面图，(D)是右侧面图。
图3是无油式螺旋压缩机的空冷式热交换器与吸气口的位置关系的示意图，(A)是正面的截面图，(B)是右侧面图。
具体实施方式
本发明涉及具有空冷式热交换器的螺旋压缩机，并非局限于无油式螺旋压缩机。但是，与给油式螺旋压缩机相比，在无油式中尤其适合本发明。因此，以下，作为本发明的实施方式，说明具有能够以非接触且无油式旋转的一对凹凸螺旋转子的压缩机本体的无油式螺旋压缩机。
图1是无油式螺旋压缩机的整体仪器构造以及压缩空气与润滑油的流向图。
在该图中，被收纳在压缩机装置机壳1中的无油式螺旋压缩机是双段压缩机，具备低压段压缩机本体2a与高压段压缩机本体2b。在该低压段压缩机本体2a的吸入气体通路的上游侧设置吸入节流阀6。上述压缩机本体在压缩室内收纳作为一对螺旋转子的凸转子3以及凹转子4。凹凸转子3、4在无油以及非接触状态下以能够自由旋转的方式设置，在其外周部形成作为容积变化的气体通路的槽。
上述两个压缩机本体2a、2b通过驱动齿轮7被压缩机本体驱动用电动机8旋转驱动。用于压缩的气体通过吸入用过滤器5在常温下从外部获取，被供给低压段压缩机本体2a，在此处被压缩的空气通过配管并通过低压段空冷式热交换器9后被冷却，然后，通过配管被供给高压段压缩机本体2b。被高压段压缩机本体2b进一步压缩的空气，通过根据需要而在高压段空冷式热交换器11的上游侧设置的高压段空冷式热交换器11用的前段热交换器10(预冷器)后，被供给高压段空冷式热交换器11，冷却后被向压缩机装置外部排出。
被填充在齿轮盒12中的润滑油被压缩机润滑油用空冷式热交换器13冷却至适当温度后，被供给包括压缩机本体内的压缩机用轴承以及驱动齿轮7，用于冷却以及旋转润滑，并再次被回收至齿轮盒12中。
在具有这种构造的螺旋压缩机中，通过减少由一对凹凸转子与机壳所形成的压缩室的容积来压缩空气。压缩过程结束时，该压缩室与排出室相连，空气向排出室一侧被排出，按照转子的啮合周期，排出流量将会发送变动，因此，产生压力脉动。因该脉动，外力作用在压缩机本体上，于是产生机壳振动以及噪音，同时，压力脉动通过压缩空气也向下流传播。在具有空冷式热交换器的无油式螺旋压缩机中，在压缩空气的通过路径中，空冷式热交换器其声音的辐射面积最大，成为压缩机装置内的一个最大的噪音源。
为了解决上述课题，对具有具备本实施例的实际位置关系的空冷式热交换器的无油式螺旋压缩机的装置构造进行说明。
在图2中，在装置机壳1的底部配置压缩机驱动用的电动机8，它具备：从上述机壳1的侧壁下方的吸气口15吸气，从上述机壳1的顶棚部排气，其中央部通过上述电动机8的上部的管道。该管道由相互连通且连接的吸气管道16、中央管道20(管道的中央部)以及排气管道17构成，中央管道20被配置在电动机8的上部、或者比电动机高度靠上方的位置。在上述中央管道20内倾斜配置上述空冷式热交换器9、10、11，在与吸气口15连接的吸气管道16中设置用来抑制从上述空冷式热交换器产生的噪音的构造。在上述排气管道17内设置排气风扇14，从吸气口15吸入冷却风然后使其通过上述热交换器，从顶棚部向机壳1外排气。上述空冷式热交换器也可以包括热交换器13。
如图2所示，在装置机壳1的中央部配置作为噪音源的热交换器9、10、11，这样就能使热交换器与通道的吸气口15以及顶棚部的排气口保持距离，因此，能够降低从热交换器中产生的噪音通过上述吸气口15和排气口向机壳外的传播。
为了节约空间，在压缩机本体驱动用电动机8的上部或者电动机最上部高度以上的位置层叠式配置空冷式热交换器，这样就能减少压缩机装置机壳的安装面积。同时，各个空冷式热交换器相对于冷却风向上游侧倾斜，这样就能降低压缩机装置高度。
此处，作为抑制在上述空冷式热交换器所产生的噪音的吸气管道16的构造，说明空冷式热交换器与管道的吸气口15的位置关系。即如图3所示，管道的吸气口15的最上部15a位于比热交换器的最上部16a靠下的位置，管道的吸气口15的最下部15b位于比热交换器的最下部16b靠下的位置，吸气管道16采用具有多个角度的百叶窗构造(百叶窗式的门构造)。该百叶窗构造形成具有朝向吸气口15侧向下倾斜的角度的形状。此外，也可以采用以下构造：吸气管道16的流路由大致平行的多个流路构成，被吸入的冷却风在热交换器的前面汇合。而且，也可以采用在吸气管道16内粘贴吸音材料的吸音构造。
如上所述，吸气管道16采用具有朝向吸气口15侧向下倾斜的多个角度的百叶窗构造，这样，从空冷式热交换器中发出的声音被管道16的内壁减弱，同时，防止从吸气口15直接传出从而降低从吸气口15的漏音。此外，当与管道16的内壁撞击后的噪音从吸气口15传出时，通过朝下的百叶窗构造，从吸气口向下传出，因此，对于现场操作人员来讲，能够获得通过遮音产生的降低噪音的效果。此外，如果在吸气管道16内粘贴吸音材料，那么，就能提高消音效果，而且，吸气管道16的流路为多个，这样，就能增加吸气管道16的内壁面积，从而增加与噪音的撞击机会、以及吸音面积(在粘贴吸音材料的情况下)，降低声音从吸气口15漏出所产生的噪音。
将空冷式热交换器与机壳1内的其它部件分离，将其隔离在管道内，用流经其中的冷却风对其进行冷却，这样，机壳1内的压缩机本体或者电动机等产生的废热不会进入管道内的冷却风中，从而能够防止温度上升。
下面，相对空冷式热交换器冷却风，对空冷式热交换器下游侧的构造进行说明。首先，根据低压段压缩机本体2a或者高压段压缩机本体2b的压缩比，在排出压缩空气温度超过空冷式热交换器9、11的耐热温度或者使其寿命缩短的温度的情况下，为了防止热疲劳，必须在低压段空冷式热交换器9或者高压段空冷式热交换器11或者两个热交换器中设置前段空冷式热交换器(预冷器)。在这种情况下，使此前段空冷式热交换器相对空冷式热交换器冷却风，设置在空冷式热交换器的下游侧。
在图1中，在高压段空冷式热交换器11一侧设置前段空冷式热交换器10，在图2中，在空冷式热交换器9、10的下游侧设置前段空冷式热交换器10。其原因在于，被供给前段空冷式热交换器10的压缩空气温度比压缩空气用空冷式热交换器9、11高，因此，利用通过热交换器9、11后的冷却风(排风)也能进行充分的热交换。
根据需要设置上述前段空冷式热交换器，空冷式热交换器的下游侧至压缩机装置机壳1的顶棚部被排气管道17连接，在排气管道17内设置冷却风扇14(图2)。上述排气管道17形成从中央管道20至机壳的顶棚部，相对于排气方向具有多个角度或形成为圆弧形状。通过安装该排气管道17，就能防止因空冷式热交换器的废热导致压缩机装置机壳1内的温度上升，并且，也可以仅设置具有静压的冷却风扇，用来抵御吸气管道16与空冷式热交换器以及排气管道17所产生的冷却风压力损耗，这样就能实现冷却风扇的小型化，管道设计中的CAE计算也变得简单。此外，也可以将冷却风扇设置在中央管道20的空冷式热交换器的上游侧(如图2、图3中14’所示)。
根据本实施方式，能够减少压缩机装置机壳1的安装面积，同时，能够减低空冷式热交换器的辐射声音，并且，根据管道结构，能够形成不会妨碍空冷式热交换器冷却风的风向的气流(图2-(1))。此外，当在室内设置压缩机装置机壳1时，空冷式热交换器冷却风就会从比室内温度低的下部被吸入，有助于冷却空冷式热交换器。同时，空冷式热交换器冷却风用吸气口也能配置在现场操作人员的耳朵以下的位置，以降低上述压缩机装置机壳1内的噪音，通过采用吸气口的下部配置方式，也能保护人的听觉。
下面，使用图1、图2对在压缩机装置机壳1内所产生的废热的排气方法进行说明。在吸气管道16的下部空间设置冷却流路19，或者，将吸气管道16的下部空间用作冷却流路，在排气管道17中预先设置电动机以及装置机壳内的废热用吸气口18。根据冷却风扇14的驱动，机壳1内的废热从废热用吸气口18被吸入，与此同时，压缩机本体驱动电动机8用冷却风通过冷却流路19，在对电动机8进行冷却后，运送压缩机本体等的废热，通过排气管道从压缩机装置机壳的顶棚部排出至外面。
使电动机以及装置废热用吸气口18的位置与冷却风扇14的风扇电动机位置匹配，这样就能形成对冷却风扇电动机进行冷却的气流(图2-(2))。由于包括压缩机驱动用电动机8的废热的压缩机装置机壳1内的废热温度比空冷式热交换器的废热温度低，因此，作为冷却风扇电动机的冷却风，可以充分地加以利用。
根据以上说明，通过有效地利用压缩机装置机壳内空间，这样就能节约空间，并且能够提供一种噪音小、安装面积小的小型无油螺旋压缩机。