專利名稱：螺桿式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺桿式壓縮機(jī)，尤其涉及用于在制冷裝置中壓縮制冷劑的螺桿式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
到目前為止，應(yīng)用于制冷裝置的螺桿式壓縮機(jī)是公知的，(例如美國專利No.6183227)。
螺桿式壓縮機(jī)總體上分為油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)和無油式的螺桿式壓縮機(jī)。在油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)中，油供給到轉(zhuǎn)子腔中，以便在轉(zhuǎn)子之間進(jìn)行密封；在轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子腔的內(nèi)壁之間進(jìn)行密封；冷卻由于壓縮引起的溫度升高的部分；以及用于潤滑。在無油式的螺桿式壓縮機(jī)中，油不供給到轉(zhuǎn)子腔中，軸承部分通過密封完全地與轉(zhuǎn)子腔隔斷，并且同步齒輪用于在陰轉(zhuǎn)子與陽轉(zhuǎn)子之間傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。對于壓縮機(jī)主體本身的結(jié)構(gòu)，無油式的螺桿式壓縮機(jī)比油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)更復(fù)雜。在相同的排氣容積的情況下，無油式的螺桿式壓縮機(jī)由于其本身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)因此其比油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)更昂貴。另外，在無油式的螺桿式壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)子之間的間隙和轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子腔內(nèi)壁之間的間隙大于油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)中的相應(yīng)間隙。在無油式的螺桿式壓縮機(jī)中，經(jīng)這些間隙泄漏的氣體量也較大。因此，通常使用油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)，而通常不使用無油式的螺桿式壓縮機(jī)，除非在特殊用途情況下，即，只需要干凈的壓縮氣體，在壓縮氣體中不允許含有潤滑油。
在美國專利No.6183227中，披露了一種如圖4所示的油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)。該螺桿式壓縮機(jī)30在整體式殼體31中具有一對相互嚙合的陽、陰轉(zhuǎn)子32和馬達(dá)33。氣體入口35形成在整體式殼體31的一個端部處，該氣體入口35設(shè)置有過濾器34。排出端口36形成在螺桿轉(zhuǎn)子32的位于馬達(dá)33附近一個端部處，而排出端口37形成在螺桿轉(zhuǎn)子32的相對端部處。
對于徑向載荷，螺桿轉(zhuǎn)子32的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41在吸入側(cè)軸承殼體42中由兩個圓柱滾子軸承43a和43b可旋轉(zhuǎn)地支承，該圓柱滾子軸承的外環(huán)以適當(dāng)?shù)拈g隔保持在預(yù)定位置。螺桿轉(zhuǎn)子32的排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44布置在排出側(cè)軸承殼體45中，以便彼此緊密接觸，并且對于徑向載荷，該轉(zhuǎn)子軸44由一個圓柱滾子軸承46可旋轉(zhuǎn)地支承，該圓柱滾子軸承的外環(huán)保持在預(yù)定位置；對于正向推力載荷由兩個徑向止推滾珠軸承47a和47b支承；并且對于反向推力載荷由一個徑向止推滾珠軸承48來支承。對于推力載荷，從吸入側(cè)朝向排出側(cè)的方向假定為反方向，而從排出側(cè)朝向吸入側(cè)的方向假定為正方向。
成對的陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子32中的一個的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41如圖4所示，該轉(zhuǎn)子軸41連接到馬達(dá)33的輸入軸49上，以便一體地旋轉(zhuǎn)，并且馬達(dá)33使得螺桿轉(zhuǎn)子32旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槁輻U式壓縮機(jī)30是油冷卻式的，油經(jīng)油流動路徑(未示出)供給到在吸入側(cè)軸承殼體42中的軸承部分中、在排出側(cè)軸承殼體45中的軸承部分中、以及與螺桿轉(zhuǎn)子32的排出端口37不連通的齒間隙中。
當(dāng)螺桿式壓縮機(jī)30應(yīng)用于制冷裝置時，氣態(tài)制冷劑經(jīng)過濾器34從氣體入口35進(jìn)入螺桿式壓縮機(jī)30，該制冷劑流經(jīng)馬達(dá)33并從吸入端口36被吸入到旋轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子32的齒間隙中，由此該制冷劑在供給油的情況下被壓縮。由此壓縮的氣態(tài)制冷劑與油一起從排出端口37排到油分離/回收單元，制冷劑和油在其中彼此分離。制冷劑隨后流經(jīng)冷凝器并引入膨脹閥和蒸發(fā)器。另一方面，與制冷劑分離的油存儲在油槽中并隨后經(jīng)上述油流動路徑供給到吸入側(cè)軸承殼體42中的的軸承部分中、在排出側(cè)軸承殼體45中的軸承部分中、以及與螺桿轉(zhuǎn)子32的排出端口37不連通的齒間隙中。油反復(fù)地進(jìn)行循環(huán)。
在螺桿轉(zhuǎn)子32中，徑向載荷施加在吸入側(cè)和排出側(cè)上，并且徑向載荷由吸入側(cè)圓柱滾子軸承43a和43b以及排出側(cè)圓柱滾子軸承46來承載。另外，由于吸入側(cè)與排出側(cè)之間的壓力差，正向推力載荷從排出側(cè)朝向吸入側(cè)作用在螺桿轉(zhuǎn)子32上，并且螺桿轉(zhuǎn)子32承受由于氣體壓縮以及由此引起溫度升高所導(dǎo)致的熱膨脹。然而，兩個徑向止推滾珠軸承47a和47b用于正向推力載荷并且一個徑向止推滾珠軸承48用于反向推力載荷，這限制了排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44沿推力方向的移動。
另一方面，吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41僅由圓柱滾子軸承43a和43b來支承，該軸承允許外環(huán)相對于內(nèi)環(huán)沿推力方向自由地運(yùn)動，并且其沿推力方向的運(yùn)動完全不受限制。因此，在螺桿轉(zhuǎn)子32熱膨脹的情況下，吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41沿推力方向相對于吸入側(cè)軸承殼體42移動。在這種情況下，正是油確保了在每一個軸承中的平滑運(yùn)動。
如上所述，螺桿式壓縮機(jī)本身的結(jié)構(gòu)在油冷卻式中比在無油式中更簡單，但是在油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)的情況下，不僅需要油分離/回收單元以及油冷卻器和油過濾器，還需要包括這些裝置的油流動路徑。作為附加的問題，需要對這些裝置進(jìn)行維護(hù)以及對油進(jìn)行控制。即，如果將油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用于制冷裝置，除了制冷劑循環(huán)路徑之外，必需提供用于油循環(huán)的油流動路徑。
所希望的是，具有簡單的結(jié)構(gòu)且不需要使用油的油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用于制冷裝置；但是，即使采用了這種螺桿式壓縮機(jī)，也必需使用液體以替代油。
在這種連接形式中，將描述以下的情況，其中在冷凝器中冷凝后并且在到達(dá)膨脹閥之前的液體制冷劑的一部分用于如圖4所示的該螺桿式壓縮機(jī)30，以便作為油的替代物。
在該螺桿式壓縮機(jī)30中，圓柱滾子軸承43a和43b用于吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41，而圓柱滾子軸承46用于排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44。在這些軸承中，圓柱滾子與以線接觸方式與內(nèi)環(huán)和外環(huán)接觸，因此難以用制冷劑進(jìn)行潤滑。更具體地說，在使用徑向止推滾珠軸承的情況下，滾珠以點(diǎn)接觸方式與內(nèi)環(huán)和外環(huán)接觸，因此通過使得液體制冷劑存在于點(diǎn)接觸部分中可在滾珠與內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間進(jìn)行潤滑。但是，在使用圓柱滾子軸承的情況下，難以使得比油更低黏度的液體制冷劑存在于圓柱滾子與內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的線接觸部分中，因此不充分的潤滑將導(dǎo)致圓柱滾子軸承的咬合問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除以上的現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明旨在提供一種螺桿式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡化、尺寸減小、并減輕了維護(hù)負(fù)擔(dān)。
為了解決上述問題，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種螺桿式壓縮機(jī)，其包括螺桿轉(zhuǎn)子；該螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸；覆蓋該吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸的吸入側(cè)軸承殼體；吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承，該吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)地支承吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸并且被保持，以便在吸入側(cè)軸承殼體內(nèi)沿推力方向可移動；螺桿轉(zhuǎn)子的排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸；覆蓋排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸的排出側(cè)軸承殼體；以及排出側(cè)徑向止推滾珠軸承，該排出側(cè)徑向止推滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)地支承該排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸，并且在排出側(cè)軸承殼體內(nèi)保持在預(yù)確定的位置。
在本發(fā)明的第二方面中，與上述第一方面組合，提供了一種螺桿式壓縮機(jī)，其還包括固定到該吸入側(cè)軸承殼體的端面上的加壓件；和彈簧件，其中，環(huán)形間隙形成在該吸入側(cè)軸承殼體與該吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承之間，并且該吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承的外環(huán)的最外端面借助于加壓件由該彈簧件來施壓。
因此，在這種螺桿式壓縮機(jī)中，冷凝的制冷劑以液態(tài)供給到軸承部分中并且可用于潤滑和密封，因此消除了使用油的需要。其結(jié)果為，例如為油分離/回收單元和油管路的所有與油相關(guān)的裝置過去還占用相當(dāng)大的面積，并具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，還增加了整個設(shè)備的體積和安裝面積，并且增加了成本；由于本發(fā)明，所有這些與油相關(guān)的裝置現(xiàn)在變得不是必要的，并且簡化整個設(shè)備的結(jié)構(gòu)并減小了尺寸。此外，與油相關(guān)的維護(hù)工作和油的控制過去還是使用油的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在成為不是必要的。由此，可獲得各種效果。
在本發(fā)明的第三方面中，與上述第一方面或第二方面組合，提供了一種螺桿式壓縮機(jī)，其中潤滑劑涂層施加到吸入側(cè)軸承殼體的內(nèi)周表面上。
使用這種結(jié)構(gòu)，除了上述效果之外，可獲得更平滑地應(yīng)對螺桿轉(zhuǎn)子的熱膨脹的效果。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的用于制冷裝置的螺桿式壓縮機(jī)的截面圖；圖2是圖1所示的螺桿式壓縮機(jī)的吸入側(cè)軸承部分的局部放大截面圖；圖3是圖1所示的螺桿式壓縮機(jī)的排出側(cè)軸承部分的局部放大截面圖；和圖4是常規(guī)的油冷卻式的螺桿式壓縮機(jī)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1-3示出了依據(jù)本發(fā)明的用于制冷裝置的螺桿式壓縮機(jī)。
螺桿式壓縮機(jī)1在整體式殼體31中具有一對相互嚙合的陽、陰轉(zhuǎn)子32和馬達(dá)33。氣體入口35形成在整體式殼體31的一個端部處，該氣體入口35設(shè)置有過濾器34。排出端口36形成在螺桿轉(zhuǎn)子32的位于馬達(dá)33附近一個端部處，而排出端口37形成在螺桿轉(zhuǎn)子32的相對端部處。
成對的陽、陰轉(zhuǎn)子32中的一個的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41如圖1所示，該轉(zhuǎn)子軸41連接到馬達(dá)33的輸入軸49上，以便一體地旋轉(zhuǎn)，并且馬達(dá)33使得螺桿轉(zhuǎn)子32旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)該螺桿式壓縮機(jī)1應(yīng)用于制冷裝置時，氣態(tài)制冷劑經(jīng)過濾器34從氣體入口35進(jìn)入螺桿式壓縮機(jī)1，該制冷劑流經(jīng)馬達(dá)33并從吸入端口36被吸入到旋轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子32的齒間隙中，由此該制冷劑被壓縮。由此壓縮的氣態(tài)制冷劑從排出端口37排出。該制冷劑隨后流經(jīng)冷凝器并引入膨脹閥和蒸發(fā)器。
在該螺桿式壓縮機(jī)1中，油不供給到待壓縮的氣體中。液體制冷劑代替油以用于軸承潤滑。
在該螺桿式壓縮機(jī)1中，對于正向推力載荷，吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41由兩個徑向止推滾珠軸承11a和11b可旋轉(zhuǎn)地支承，而排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44對于正向推力載荷由三個徑向止推滾珠軸承12a、12b、和12c支承，對于反向推力載荷由一個徑向止推滾珠軸承13來支承。在吸入側(cè)和排出側(cè)上，用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承的數(shù)量和用于反向推力載荷的徑向止推滾珠軸承的數(shù)量不受限制。以上涉及的相應(yīng)數(shù)目可改變。
用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承11a和11b的內(nèi)環(huán)固定在吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸41上的預(yù)定位置處，環(huán)形槽14形成在用于正向推力的徑向止推滾珠軸承11a和11b的外環(huán)與吸入側(cè)軸承殼體42的內(nèi)周表面之間。環(huán)形槽14形成作為非常小的間隙(例如0.02-0.05mm)，以便甚至在吸入側(cè)上存在徑向載荷時不阻礙螺桿轉(zhuǎn)子的基本運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，用于正向推力軸承的徑向止推滾珠軸承11a和11b的外環(huán)相對于吸入側(cè)軸承殼體42的內(nèi)周表面可移動。另外，環(huán)形加壓件1 5固定到吸入側(cè)軸承殼體42的端面上，并且用于正向推力軸承的徑向止推滾珠軸承11a和11b的外環(huán)的最外端面由該加壓件15經(jīng)彈簧件16來施壓。其結(jié)果為，用于正向推力軸承的徑向止推滾珠軸承11a和11b沿推力方向可移動地保持，同時在吸入側(cè)軸承殼體42中持續(xù)地承受沿朝向螺桿轉(zhuǎn)子32的方向的彈簧力。該彈簧件16的形狀不限于所示形式，其可以是在由具有彈性的材料制成的彈簧件范圍內(nèi)的任何的形式。
用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承12a、12b、和12c以及用于反向推力載荷的徑向止推滾珠軸承13的內(nèi)環(huán)位于排出側(cè)上，該內(nèi)環(huán)固定在排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44上的預(yù)定位置處，而其外環(huán)固定到排出側(cè)軸承殼體45的內(nèi)周表面的預(yù)定位置處。這樣，用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承12a、12b、和12c以及用于反向推力載荷的徑向止推滾珠軸承13在排出側(cè)軸承殼體45內(nèi)保持在預(yù)定位置處，并且限制了排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸44相對于排出側(cè)軸承殼體45的相對運(yùn)動。
間隙還分別地形成在螺桿轉(zhuǎn)子32的吸入側(cè)和排出側(cè)端面處。例如，大約0.2mm的間隙形成在吸入側(cè)端面處，大約0.05mm的間隙形成在排出側(cè)端面處。
在上述構(gòu)造的螺桿式壓縮機(jī)1中，所使用的所有軸承是徑向止推滾珠軸承，因此使得可使用液體制冷劑來潤滑軸承。另外，甚至當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)子32出現(xiàn)熱膨脹時，該熱膨脹可由用于正向推力軸承的吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承11a和11b沿推力方向的運(yùn)動來吸收。
明顯的是，所述的每一個徑向止推滾珠軸承不僅可承載推力載荷而且可承載徑向載荷。
用于正向推力軸承的徑向止推滾珠軸承11a和11b與吸入側(cè)軸承殼體42之間的環(huán)形間隙是非常小的。優(yōu)選的是，例如為二硫化鉬涂層或稱為特氟隆涂層的潤滑劑涂層可施加到吸入側(cè)軸承殼體42的內(nèi)周表面上。
因此，該螺桿式壓縮機(jī)1允許由液體制冷劑來替代油，以用于軸承潤滑，并且當(dāng)該壓縮機(jī)應(yīng)用于制冷裝置時，該壓縮機(jī)不必使用包括油分離/回收單元的與油相關(guān)的裝置，并且不需要對其進(jìn)行維護(hù)和對油進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種螺桿式壓縮機(jī)，其包括螺桿轉(zhuǎn)子；所述螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸；吸入側(cè)軸承殼體，所述吸入側(cè)軸承殼體覆蓋所述吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸；吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承，所述吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)地支承所述吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸并且被保持，以便在所述吸入側(cè)軸承殼體內(nèi)沿推力方向可移動；所述螺桿轉(zhuǎn)子的排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸；排出側(cè)軸承殼體，所述排出側(cè)軸承殼體覆蓋所述排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸；以及排出側(cè)徑向止推滾珠軸承，所述排出側(cè)徑向止推滾珠軸承可旋轉(zhuǎn)地支承所述排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸，并且在所述排出側(cè)軸承殼體內(nèi)保持在預(yù)確定的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機(jī)，其特征在于，其還包括固定到所述吸入側(cè)軸承殼體的端面上的加壓件；和彈簧件，其中，環(huán)形間隙形成在所述吸入側(cè)軸承殼體與所述吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承之間，并且所述吸入側(cè)徑向止推滾珠軸承的外環(huán)的最外端面借助于所述加壓件由所述彈簧件來施壓。
3.如權(quán)利要求1所述的螺桿式壓縮機(jī)，其特征在于，潤滑劑涂層施加到所述吸入側(cè)軸承殼體的內(nèi)周表面上。
全文摘要
在用于制冷裝置的螺桿式壓縮機(jī)中，螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)轉(zhuǎn)子軸由用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承來支承，環(huán)形間隙形成在徑向止推滾珠軸承與吸入側(cè)軸承殼體之間，并且該徑向止推滾珠軸承的外環(huán)的最外端面借助于固定到吸入側(cè)軸承殼體的端面上的加壓件由彈簧件來施壓，由此該徑向止推滾珠軸承在吸入側(cè)軸承殼體內(nèi)沿推力方向可移動地被保持。螺桿轉(zhuǎn)子的排出側(cè)轉(zhuǎn)子軸由用于正向推力載荷的徑向止推滾珠軸承和用于反向推力載荷的徑向止推滾珠軸承來支承，該軸承在排出側(cè)軸承殼體內(nèi)保持在預(yù)確定的位置。所提供的螺桿式壓縮機(jī)使得結(jié)構(gòu)簡化、尺寸減小、并減輕了維護(hù)負(fù)擔(dān)。
文檔編號F01C21/02GK1499080SQ20031011412
公開日2004年5月26日 申請日期2003年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月1日
發(fā)明者壺井生 申請人:株式會社神戶制鋼所