專利名稱：螺桿壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及螺桿壓縮機。
背景技術：
以往，在凹凸一對的螺桿轉子的各轉子軸沿水平方向配置的螺桿 壓縮機中，在各轉子軸上安裝有正時齒輪和軸承，這些正時齒輪和軸 承通過油進行潤滑和冷卻以防止破損。
在現有技術中，作為低速、中速旋轉的情況下使用的一般的潤滑 方法可以舉出油浴法。在油浴法中，優選以使油面作為原則位于最下 位的滾動體的中心的方式設置油位表，從而能夠容易地確認油面。然 而，在螺桿壓縮機等容積型壓縮機的軸承和正時齒輪的潤滑要采用該 油浴法的情況下，由于收納軸承和正時齒輪的軸承殼體的外部形狀等 原因，存在不一定能夠在容易識別油面的位置設置油位表的可能性。
在日本專利2580020號中，從空氣壓縮機的殼體中取出被壓縮空 氣，將取出的被壓縮空氣引導至油霧發生器的節流部，利用在節流部 產生的負壓汲取潤滑油并使其油霧化，然后將油霧供給殼體中的軸承 和正時齒輪以進行潤滑。在該方法中，雖然能夠避免潤滑油的枯竭， 但是仍存在不能確認油面位置的問題。
在日本特開2003-148370號中，在渦旋壓縮才幾的殼體內設置有油 面傳感器，當油面低于油面傳感器的位置時，根據來自油面傳感器的 信號打開閥，從而從貯存潤滑油的油容器供給潤滑油。但是，渦旋壓 縮機是轉子軸沿鉛直方向配置的壓縮機，在應用于轉子軸沿水平方向 配置的螺桿壓縮機的情況下，由于正時齒輪的噴栽導致油面的變動大， 難以進行準確的油面檢測。
發明內容
本發明的課題在于提供一種螺桿壓縮機，該螺桿壓縮機構成為轉 子軸沿水平方向配置，并通過油浴式方式進行支承該轉子軸的軸承的 潤滑，在該螺桿壓縮機中能夠準確地確認軸承室內的油面，不會出現
4軸承的斷油。
作為用來解決上述課題的手段，本發明的螺桿壓縮機包括以下部
件轉子軸，沿水平方向配置；軸承，支承上述轉子軸；軸承室，收 納上述軸承；貯油部，形成在上述軸承室的底部，上述j^油部構成為 使上述軸承的下部浸漬在油中以進行潤滑；腔室，與上述軸承室分開 設置；輸油管線，將上述貯油部與上述腔室連通；和油面檢測機構， 設置在上述腔室中。
在螺桿壓縮機中，在轉子旋轉時，軸承室底部的油面由于油的噴 賊而擺動，所以不能利用螺桿壓縮機內部的油面檢測機構。但是根據 上述手段，通過設置使軸承室與和該軸承室分開設置的腔室連通的輸 油管線，不會受到壓縮機內部的油面變動的影響，能夠利用與壓縮機 的軸承室分開設置的腔室的油面檢測機構準確地檢測油面。
具體來說優選的是，該螺桿壓縮機具備連通管線，該連通管線將 上述腔室的位于油面上方的空間與上述軸承室的位于油面上方的空間 連通。根據該構成，不會受到壓縮機內部的油面變動的影響，能夠利 用與壓縮機的軸承室分開設置的腔室的油面檢測機構準確地檢測油面。
此外優選的是，在上述軸承室中收納有設置在上述轉子軸的一端 且相互嚙合的正時齒輪，收納有上述正時齒輪的上述軸承室的上述貯 油部與上述輸油管線的連接位置的高度位于上述貯油部中的可對上迷 軸承進行潤滑的油面下限處。根據該構成，能夠使正時齒輪的下部浸 漬在油中從而進行潤滑。
此外優選的是，該螺桿壓縮機設置有對上述軸承室供給油的給油 管線，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上迷油面是低于表示預 先設定的下限的第1值的值時，經由上述給油管線對上述軸承室供給 油。根據該構成，能夠利用與殼體分開設置的腔室的油面檢測機構檢 測油面，而不會受到殼體內部的油面變動的影響，并能夠經由腔室和 給油管線對殼體內部根據需要補充油。
此外優選的是，該螺桿壓縮機設置有從上述軸承室排出油的排油 管線，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上述油面是高于表示預 先設定的上限的第2值的值時，經由上迷排油管線從上述軸承室排出 油。根據該構成，能夠利用與殼體分開設置的腔室的油面檢測機構檢測油面，而不會受到殼體內部的油面變動的影響，并能夠從殼體內部 根據需要排出油。
進而優選的是，該螺桿壓縮機設置有對上述軸承室供給油的給油 管線、從上述軸承室排出油的排油管線、和設置在上述輸油管線上的 油溫檢測機構，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上述油面是低 于表示預先設定的下限的第1值的值時，經由上述給油管線對上述軸 承室供給油，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上述油面是高于
表示預先設定的上限的第2值的值時，經由上述排油管線從上述軸承 室排出油，當上述油面檢測機構檢測到上述油面是高于上述第1值和 上述第2值之間的預先設定的第3值的值，并且上述油溫檢測才幾構檢 測到上述油溫是高于預先設定的值的值時，經由上述排油管線從上述 軸承室排出上述油。根據該構成，通過在給油管線上進一步設置油溫 檢測機構，能夠進行以油面和油溫的值為基準的油的排出。
根據本發明，在螺桿壓縮機的沿水平方向配置的轉子旋轉時，由 于軸承室底部的油面擺動，所以不能利用壓縮機內部的油面檢測機構， 但是由于設置有與壓縮機的軸承室分開的腔室、以及使軸承室和腔室 連通的輸油管線、和連通管線，所以能夠利用油面檢測機構通過與壓 縮機分開設置的腔室的油面，來檢測并準確地確認壓縮機內部的油面， 而不會受到壓縮機內部的油面變動的影響。因此能夠避免軸承出現斷 油。
此外進行通過油面控制的油的補充，能夠防止由于油面降^f氐而導 致的軸承破損。
此外，與壓縮機分開設置的腔室兼用用來檢測軸承室的貯油部的 油面的構成、和用來供給油的構成，從而能夠實現簡易的構成。
此外，當壓縮機內部的油量過多時，通過油的攪拌會使油溫上升， 而有可能因粘度下降引起軸承破損，但是通過進行以油面和油溫的值 為基準的控制，能夠排除這樣的可能性。
圖1是本發明的實施方式的螺桿壓縮機的概略圖(局部剖視圖)。 圖2是表示輸油管線與收納正時齒輪的軸承室的貯油部在跳脫油 面的高度連接的情況下的、運轉時的自排出側軸承室底部的各位置(高度)處的壓力與大氣壓的差的圖。
具體實施例方式
以下按照
本發明的實施方式。
圖1表示本發明的實施方式的螺桿壓縮機1。該螺桿壓縮機1是利
用水來進行螺桿轉子2、 3的冷卻和潤滑的水潤滑螺桿壓縮機1，相互 嚙合的一對凸形轉子2和凹形轉子3收納在轉子殼體4中。各轉子2、 3的轉子軸5、 6沿水平方向配置。轉子殼體4的一端由蓋7封閉，在 轉子殼體4的另一端安裝有馬達殼體11,該馬達殼體11收納由轉子(旋 轉元件)8和定子(固定元件)9構成的馬達10。馬達殼體11的端部 也由蓋12封閉。凸形轉子2的轉子軸5和馬達10的馬達軸13共有形 成為一體的軸(也可以是分體的轉子軸5和馬達軸13由未圖示的聯軸 器等連結從而形成為一體。) 轉子軸5的螺桿轉子側端部通過轉子 側滾動軸承14支承在轉子殼體4上，轉子軸5的凸形轉子2和馬達10 的中間部通過中間滾動軸承15支承在轉子殼體4上，并且轉子軸5的 馬達側端部通過馬達側滾動軸承16支承在馬達殼體11上。凹形轉子3 的轉子軸6的兩端通過滾動軸承17、 18支承在轉子殼體4上。轉子殼 體4構成為具有收納軸承14、 17的排出側軸承室21和收納軸承15、 18的吸入側軸承室22，在排出側軸承室21和吸入側軸承室22中分別 形成有貯油部25、 26,并通過油浴式(或油浴噴濺式給油方式)進4亍 軸承14、 15、 17、 18的潤滑。
吸入側軸承室22和排出側軸承室21的位于油面27、 28上方的空 間由連通管線29連通進而也與大氣連通。在轉子軸5、 6上設置有唇 形密封團30，以分隔收納轉子2、 3的轉子室(壓縮空間)的內外。在 凸形轉子2的軸端和凹形轉子3的軸端分別固接有正時齒輪31、 32， 該正時齒輪31、 32相互嚙合。在轉子殼體4上形成有空氣的吸入口 33 和排出口 34。
與吸入側軸承室22和排出側軸承室21分開地在螺桿壓縮機1的 外部設置有腔室40。如后面說明的那樣，對腔室40注入油。腔室40 的位于油面41上方的空間與壓縮機軸承室21、 22的位于油面27、 28 上方的空間由連通管線29連通。此外，連通管線29進而也與大氣連 通。腔室40的空間也可以不與連通管線29連通而向大氣開放。在腔
7室40中設置有油面傳感器(油面檢測機構)42。
螺桿壓縮機1的吸入側軸承室22和排出側軸承室21的底部(j^ 油部)25、 26與腔室40的底部由輸油管線43連通。收納正時齒輪31、 32的軸承室21的貯油部25與輸油管線43如圖2所示，在可潤滑軸承 14、 17的]i&油部25的油面27的下限(在此稱為浪t脫油面48。)的高 度連接。該油面下限水平(即跳脫油面)通常設定在通過軸承17下側 的滾子49 (參照圖2)的大致中心的位置上。這根據經驗的知識而得 到。該輸油管線43兼用作給油管線，但是也可以使與輸油管線43分 開的供油管線47與軸承室21、 22連接。在輸油管線43上設置有可以 檢測油溫To的油溫傳感器44。
在輸油管線43上分支地設置有排油管線45。在排油管線45上設 置有排油用開閉閥46。
從j^存油的油箱50經由油泵51和冷油器52對腔室40供給油。
在水潤滑螺桿壓縮機l中設置有控制裝置60，該控制裝置60根據 來自油面傳感器42和溫度傳感器44的檢測信號來控制油泵"和排油 用開閉閥46。
在以上構成的螺桿壓縮機1中，通過馬達10的驅動經由轉子軸5 使凸形轉子2旋轉，進而經由正時齒輪31、 32使凹形齒輪3旋轉。通 過凹凸形轉子2、 3的旋轉，將從吸入口 33吸入到收納有凹凸形轉子2、 3的轉子室(壓縮空間)中的空氣壓縮，并從排出口 34排出。
腔室40的底部與吸入側軸承室22和排出側軸承室21的底部(貯 油部)25、 26經由輸油管線43連通，對腔室40的油面41和軸承室 21、 22的兩油面27、 28經由連通管線29施加相同的壓力，所以根據 帕斯卡原理，各油面27、 28、 41一致，但是，由現實可知，在排出側 軸承室21的貯油部25和輸油管線43由底部連接的情況下，當正時齒 輪31、 32對油進行攪拌時，各油面27、 28、 41的高度會發生錯位。
根據本申請發明的發明者們進行的實證試驗(不設置本發明的螺 桿壓縮機1的輸油管線43的構成)的實驗結果，在5000rpm、 ？0t:或 1000rpm、 4X:的運轉條件下，排出側軸承室21底部附近的壓力，特別 是該排出側軸承室21的距離螺桿轉子2、 3遠的面附近并且是底部附 近的壓力，與大氣壓相比為大約-150mmAq的負壓。
從該實驗結果判斷，在運轉時，通過大氣壓的腔室40、與由輸油
8管線43和該腔室40連通的局部為負壓的排出側軸承室21底部附近之 間產生的壓力差，使得油從腔室40通過輸油管線43向排出側軸承室 21側移動，從而會在腔室40中的油面41的高度與排出側軸承室21中 的油面27的高度之間產生差異。此外，這些油面27、 28、 41的高度 差異根據各種狀態(油的粘性、正時齒輪31、 32的轉速等)變化。
另一方面，在本申請發明的發明者們進行的實證試驗中，當使收 納正時齒輪31、 32的軸承室21的貯油部25與輸油管線43的連接位 置為跳脫油面48的高度時，在油面27、 28、 41接近跳脫油面48的狀 態下，確認腔室40中的油面41的高度與排出側軸承室21中的油面27 的高度之間幾乎不產生差異，這是推測是由于以下理由。通過伴隨正 時齒輪31、 32旋轉的軸承室21的貯油部25的攪拌而產生負壓。因此 出現油從腔室40經由輸油管線43向排出側軸承室21的移動，所以會 產生腔室40中的油面41的高度與排出側軸承室21中的油面27的高 度差異。然而，連接位置越接近排出側軸承室21底部，該負壓的影響 越大，連接位置越接近底部，油向排出側軸承室21的移動量進而油面 的高度差異也越大。相反地，連接位置越接近跳脫(trip)油面，負 壓的影響越小，油向排出側軸承室21的移動量進而油面的高度差異也 越小。
圖2表示運轉時的自排出側軸承室21底部的各位置(高度)處的 壓力與大氣壓的差。跳脫油面48的高度處的壓力與大氣差的差為zjp。 不過，JP是微小的值，是事實上不影響腔室40中的油面41的高度與 排出側軸承室21中的油面27的高度之間的差異的程度。
如上所述，如果將收納正時齒輪31、 32的軸承室21的貯油部25 與輸油管線43在跳脫油面48的高度連接，則能夠避免在油面27、" 之間產生的高度差異，同時能夠可靠地進行油面"是否達到跳脫油面 48的高度的檢測。另外，如果排出側軸承室21中的油面27的高度不 低于跳脫油面48，則能夠避免軸承14、 15、 17、 18發生斷油。
接下來說明控制裝置60所控制的油的供給和排出，當腔室40的 油面傳感器42檢測到油面41低于預先設定的下限的第1值"高度LL" 時，控制裝置60起動油泵51，從而從油箱50對腔室40 (以及軸承室 21、 22)供給通過冷油器52冷卻后的油。當從油泵51起動經過了既 定時間、或者油面41達到預先設定的第3值"高度M"(高于第1值"高度LL，，且低于后述的第2值"高度H，，)時，油泵51停止。根據 帕斯卡原理，當使腔室40的油面41上升時，貯油部25、 26的油面27、 28也聯動地上升至相同高度。其結果為，通過腔室40的油面41的上 升，對軸承室21、 22供給油，能夠防止由于油面降低而導致的軸承14、 15、 17、 18的破損。此外，"高度LL"只要設定為等于或高于跳脫油 面48的高度即可。
當油面41高于預先設定的上限的第2值"高度H"時，排油用開 閉閥46開閥，油從軸承室21、 22排出。當從排油用開閉閥46開閥經 過了既定時間或者油面41達到第3值"高度M"時，排油用開閉閥46 閉閥，結束油從軸承室21、 22的排出。當油放入過多時，通過軸承14、 15、 17、 18和正時齒輪31、 32混合的量增多，油溫上升并且粘度下降， 以至于有可能引起軸承14、 15、 17、 18破損，但是根據上述的構成，
能夠排除這樣的可能性(能夠防止油放入過多)
也可以即使油面41不高于預先設定的上限的第2值"高度H"，
而高于第3值"高度M"并且油溫To高于預先設定的上限溫度時，排 油用開閉閥46也開閥，從而將油從軸承室21、 22排出。此外在該情 況下，也可以在從排油用開閉閥46開閥經過了既定時間、或者油面" 達到預先設定的"高度L"(低于第3值"高度M，，并且高于第l值"高 度LL")、或者油溫To降低至預先設定的溫度(低于上述上限溫度的 溫度)時，排油用開閉閥46閉閥，結束油從軸承室21、 22的排出。
14、 15、 17、 18破損的可能性。此外如上所述，在油溫To是上限溫度 以上而油面低于"高度M，，的情況下，優先確保油量，不進行油的排出。 在上述實施方式中，由于是利用油泵51對腔室40供給油箱50中 的J8fr存油的構成，所以兼備用來檢測軸承室21、 22的貯油部25、 26 的油面27、 28的構成、和用來對軸承室21、 22供給油的構成，因此
也具有構成簡單的優點。
以上的說明不過是例示性地說明本發明的技術思想，本發明中公 開的實施例并不限定本發明的技術思想。可以在權利要求書的范圍內 進行修正和變形。例如腔室40的位于油面41上方的空間也可以由連 通管線29與壓縮機軸承室21、 22的位于油面27、 28上方的空間連通 而不向大氣開放。此外，也可以構成為，腔室40的位于油面41上方的空間由連通 管線29與壓縮機軸承室21、 22的位于油面27、 28上方的空間連通， 而且可以經由該連通管線29注入所謂的惰性氣體。
權利要求
1.一種螺桿壓縮機，包括轉子軸，沿水平方向配置；軸承，支承上述轉子軸；軸承室，收納上述軸承；貯油部，形成在上述軸承室的底部，上述貯油部構成為使上述軸承的下部浸漬在油中以進行潤滑；腔室，與上述軸承室分開設置；輸油管線，將上述貯油部與上述腔室連通；和油面檢測機構，設置在上述腔室中。
2. 如權利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，還包括連通管 線，該連通管線將上述腔室的位于油面上方的空間與上述軸承室的位 于油面上方的空間連通。
3. 如權利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在上述軸承室 中收納有設置在上述轉子軸的一端且相互嚙合的正時齒輪，收納有上 述正時齒輪的上述軸承室的上述貯油部與上述輸油管線的連接位置的 高度位于上述貯油部中的可對上述軸承進行潤滑的油面下限處。
4. 如權利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，還包括對上述 軸承室供給油的給油管線，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上 述油面是低于表示預先設定的下限的第1值的值時，經由上迷給油管 線對上述軸承室供給油。
5. 如權利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，還包括從上述 軸承室排出油的排油管線，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上 述油面是高于表示預先設定的上限的第2值的值時，經由上述排油管 線從上述軸承室排出油。
6. 如權利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，還包括 對上述軸承室供給油的給油管線； 從上述軸承室排出油的排油管線；和 設置在上述輸油管線上的油溫檢測機構，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上述油面是低于表示預先 設定的下限的第l值的值時，經由上述給油管線對上述軸承室供給油，當上述油面檢測機構檢測到上述腔室的上述油面是高于表示預先設定的上限的第2值的值時，經由上述排油管線從上述軸承室排出油， 當上述油面檢測機構檢測到上述油面是高于上述第l值和上述第2 值之間的預先設定的第3值的值，并且上述油溫檢測機構檢測到上述 油溫是高于預先設定的值的值時，經由上述排油管線從上述軸承室排 出上述油。
全文摘要
本發明提供一種螺桿壓縮機，該螺桿壓縮機構成為轉子軸沿水平方向配置，在收納對轉子軸進行支承的軸承的軸承室的底部形成有貯油部，使軸承的下部浸漬在油中以進行潤滑，其中，該螺桿壓縮機具備與軸承室分開設置的腔室、將軸承室的貯油部與腔室連通的輸油管線、和設置在腔室中的油面檢測機構。根據這樣的構成，能夠準確地確認軸承室內的油面，軸承不會發生斷油。
文檔編號F04C18/16GK101493090SQ20091000994
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月24日 優先權日2008年1月24日
發明者吉村省二, 野口透 申請人:株式會社神戶制鋼所