專利名稱：螺桿流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺桿流體機(jī)械。
背景技術(shù)：
在通過陰陽咬合的螺桿轉(zhuǎn)子而使流體壓縮或膨脹的螺桿流體機(jī)械、例 如通過螺桿轉(zhuǎn)子而壓縮流體的螺桿壓縮機(jī)中，壓縮了的流體的壓力會產(chǎn)生 向吸入側(cè)沿著軸方向推壓螺桿轉(zhuǎn)子的推力載荷。在以往的螺桿壓縮機(jī)中， 在提高排出壓時(shí)，存在承受該推力載荷的推力軸承的壽命變短的問題。
即便在轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置多個(gè)推力軸承，由于在實(shí)際中栽荷也是集中在某 一個(gè)的推力軸承上，所以不能夠延長推力軸承的壽命。
在特開2002-317782號、特開2004-339994號、特許第3766725號中， 記栽有以下發(fā)明，為了減輕螺桿壓縮機(jī)的推力軸承的載荷，而在轉(zhuǎn)子軸的 吸入側(cè)的端部上設(shè)置與壓力缸嵌合的活塞，借助導(dǎo)入至壓力缸內(nèi)的流體的 壓力而向與推力載荷相對的方向推壓轉(zhuǎn)子軸。
但是，這些螺桿壓縮機(jī)的活塞，在壓力缸的內(nèi)部中與轉(zhuǎn)子軸一起旋轉(zhuǎn)， 所以存在活塞和壓力缸之間的摩擦或者壓力缸內(nèi)的流體的粘性阻力使轉(zhuǎn) 子軸的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷增大而使能源效率降低的問題。此外，有可能發(fā)生活塞和 壓力缸之間的密封發(fā)生磨耗、壓力缸內(nèi)的壓力流體的泄漏的不良情況.

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種螺桿流體機(jī)械，能夠減低 轉(zhuǎn)子軸的推力載荷，能夠排除由于平衡活塞導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的增加、和平 衡活塞的密封泄漏的危險(xiǎn)性。
為了解決上述課題，本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械包括殼體；陰陽一對的 螺桿轉(zhuǎn)子，以可相互咬合并旋轉(zhuǎn)的方式地收容在上述殼體內(nèi)，用于吸入流 體并使該流體壓縮或者膨脹，之后排出該流體；主推力軸承，內(nèi)環(huán)固定在 作為上述螺桿轉(zhuǎn)子的至少一方的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子軸上，外環(huán)固定在上述殼體 上而承受上述轉(zhuǎn)子軸的推力；平衡軸承，內(nèi)環(huán)固定在上述轉(zhuǎn)子軸上、外環(huán) 能夠相對于上述殼體移動；軸承保持部件，保持上述平衡軸承的外環(huán)；流體壓力施加機(jī)構(gòu)，借助流體壓力而沿著上述轉(zhuǎn)子軸的軸方向推壓上述軸承 保持部件。
根據(jù)該構(gòu)成，不固定在殼體上地設(shè)置有借助流體壓力而推壓轉(zhuǎn)子軸的 平衡軸承，所以即便存在殼體或轉(zhuǎn)子軸的尺寸變位，也能夠使推力載荷分 散而作用在主推力軸承和平衡軸承上，軸承的壽命長。此外，無需與轉(zhuǎn)子 軸一起旋轉(zhuǎn)的活塞，所以沒有了活塞的旋轉(zhuǎn)阻力，也降低了抵銷推力載荷 的流體壓力的密封泄漏的危險(xiǎn)性。
此外，在本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械中，也可在螺桿壓縮機(jī)中在上述轉(zhuǎn)子 軸的吸入側(cè)、在螺桿膨脹機(jī)中在上述轉(zhuǎn)子軸的排出側(cè)上設(shè)置上述平衡軸 承。
根據(jù)該構(gòu)成，從螺桿轉(zhuǎn)子看，在螺桿壓縮機(jī)中在與馬達(dá)或渦輪機(jī)等的 原動機(jī)、在螺桿膨脹機(jī)中在與發(fā)電機(jī)等的負(fù)荷機(jī)器的相反側(cè)上配置平衡軸 承或流體壓力施加機(jī)構(gòu)，所以容易確保配置流體壓力施加機(jī)構(gòu)等的空間， 螺桿流體機(jī)械不會大型化。
此外，在本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械中，上述流體壓力在螺桿壓縮機(jī)中可 以是上述螺桿轉(zhuǎn)子所排出的流體的壓力、在螺桿膨脹機(jī)中可以是吸入至上 述螺桿轉(zhuǎn)子中的流體的壓力。
根據(jù)該構(gòu)成，若提高吸入側(cè)或者排出側(cè)的高壓側(cè)的流體壓力，則平衡 軸承所分擔(dān)的推力載荷增加，所以能夠使主推力軸承的負(fù)荷穩(wěn)定，且主推 力軸承的壽命變長。
此外，在本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械中，上述流體壓力施加機(jī)構(gòu)也可包括 與在螺桿壓縮機(jī)中在上述轉(zhuǎn)子軸的吸入側(cè)的延長線上、在螺桿膨脹機(jī)中在 上述轉(zhuǎn)子軸的排出側(cè)的延長線上配設(shè)的平衡壓力缸嵌合的平衡活塞、和連 接上述平衡活塞與上述軸承保持部件的壓力傳遞部件。
根據(jù)該構(gòu)成，與轉(zhuǎn)子軸同軸地設(shè)置平衡活塞，所以能夠?qū)τ谄胶饣钊?而使流體壓力正確地作用在軸方向上。
此外，在本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械中，上述平衡壓力缸也可以分別在上 述平衡活塞的上述螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)以及排出側(cè)上形成封閉空間，不同的 流體壓力分別作用在上述平衡活塞的吸入側(cè)和排出側(cè)上。
根據(jù)該構(gòu)成，使螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)的流體壓力和排出側(cè)的流體壓力分 別作用在平衡活塞的兩側(cè)上等，能夠與實(shí)際作用在螺桿轉(zhuǎn)子上的推力栽荷 相對應(yīng)，向平衡軸承分配適當(dāng)?shù)脑院?。根?jù)本發(fā)明，不固定在殼體上地設(shè)置有借助流體壓力而進(jìn)行推壓的平 衡軸承，從而能夠使推力栽荷分散作用在主推力軸承和平衡軸承上，軸承 的壽命變長，流體壓力的密封泄漏的危險(xiǎn)性也低。


圖l是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的螺桿壓縮機(jī)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1，表示作為本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械的一個(gè)實(shí)施方式的螺桿壓縮機(jī)1
的截面。螺桿壓縮機(jī)l，相互地咬合的陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子3(僅圖示陽轉(zhuǎn) 子)能夠旋轉(zhuǎn)地收容在殼體2的內(nèi)部，從吸入口 4吸入流體而借助螺桿轉(zhuǎn) 子3的旋轉(zhuǎn)而壓縮流體，從排出口 5排出壓縮后的流體。
作為螺桿轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子軸6，在螺桿轉(zhuǎn)子3的兩側(cè)上分別設(shè) 置有封閉其與殼體2的縫隙的密封部件7、 8、和承受徑向載荷的徑向軸 承9、 10，為了承受推力載荷，而在排出側(cè)上設(shè)置有主推力軸承l(wèi)l、在吸 入側(cè)上設(shè)置有平衡軸承12。轉(zhuǎn)子軸6，在排出側(cè)的端部上經(jīng)由未圖示的連 結(jié)器而連接有未圖示的馬達(dá)，轉(zhuǎn)子軸6被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
主推力軸承l(wèi)l，內(nèi)環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸6上，外環(huán)固定在殼體2上。另一 方面，平衡軸承12,內(nèi)環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸6上，外環(huán)由未固定在殼體2上的軸 承保持部件13保持，能夠相對于殼體2而沿軸方向移動。
在軸承保持部件13上嵌合有覆蓋轉(zhuǎn)子軸6的軸端部的傘狀的壓力傳遞 部件14。此外，在軸承保持部件13和殼體2之間，設(shè)置有波形彈簧l5。壓 力傳遞部件14，頂端插入至"&置在轉(zhuǎn)子軸6的^UV側(cè)的延長線上的殼體2 上的開口 16中，且與封閉開口 16的外側(cè)的隔板17抵接。在開口 16的外側(cè) 上，設(shè)置有平衡壓力缸18，與平衡壓力缸18嵌合的平衡活塞19經(jīng)由隔板 17而能夠與壓力傳遞部件14抵接。
平衡壓力缸18，借助平衡活塞19而將其內(nèi)部空間分隔為螺桿轉(zhuǎn)子3的 吸入側(cè)(從平衡活塞19看，螺桿轉(zhuǎn)子3的相反側(cè))的高壓流體室20、和排 出側(cè)(從平衡活塞19看，螺桿轉(zhuǎn)子3的相同側(cè))的低壓流體室21。與排出 口 5連通的導(dǎo)壓管22與高壓流體室20連接，同樣地，螺桿轉(zhuǎn)子3的吸入側(cè) 的流體導(dǎo)入至低壓流體室21中。由此，平衡活塞18，借助螺桿轉(zhuǎn)子3的排出壓力和 2UV壓力的差壓，沿著轉(zhuǎn)子軸6的軸方向而被向排出側(cè)推出，經(jīng)由 隔板17而推壓壓力傳遞部件14，由此，能夠向排出側(cè)(從平衡活塞19朝向 螺桿轉(zhuǎn)子3的方向)推壓軸承保持部件13 (流體壓力施加機(jī)構(gòu))。
波形彈簧15,即便在流體壓力不作用在平衡活塞19上的狀態(tài)下，也向 吸入側(cè)(從螺桿轉(zhuǎn)子3朝向平衡活塞19的方向)推壓軸承保持部件13，以 使平衡軸承12的外環(huán)不會晃動而損傷軸承，但其壓力非常的小，是在作用 在轉(zhuǎn)子軸6上的推力載荷的考察中能夠忽略不計(jì)的程度的壓力。
在螺桿壓縮機(jī)l中，若排出壓和吸入壓的差變大，則要向pA^側(cè)推出螺 桿轉(zhuǎn)子3的推力變大，推出平衡活塞19的流體壓力也變大。平衡活塞19， 經(jīng)由壓力傳遞部件14而向吸入側(cè)推壓軸承保持部件13，經(jīng)由平衡軸承12 而向排出側(cè)推壓轉(zhuǎn)子軸6。即，作用在平衡活塞19上的流體壓力，向抵銷由 螺桿轉(zhuǎn)子3的流體壓縮而產(chǎn)生的推力的方向推壓轉(zhuǎn)子軸6，減輕主推力軸承 ll的負(fù)荷，使主推力軸承l(wèi)l長壽命化。
在螺桿壓縮機(jī)1中，由軸承保持部件13保持平衡軸承12的外環(huán)，該軸 承保持部件13能夠相對于殼體2而沿軸方向與壓力傳遞部件14以及平衡活 塞19一同移動，所以即便存在轉(zhuǎn)子軸6或殼體2的尺寸誤差或熱膨脹，通 過平衡活塞19在平衡壓力缸18內(nèi)移動，也能夠防止推力集中在主推力軸承 11和平衡軸承12的某一個(gè)上，能夠使推力M作用在主推力軸承11和平衡 軸承12上。
在螺桿壓縮機(jī)1中，為了抵銷在螺桿轉(zhuǎn)子3上產(chǎn)生的推力而使流體壓力 起作用的平衡活塞19，與轉(zhuǎn)子軸6脫離，且不需要旋轉(zhuǎn)。因此，平衡活塞 19不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力，不會使螺桿壓縮機(jī)l的效率降低。此外，在螺桿壓縮 機(jī)l中，也不會由于與平衡壓力缸18之間的密封劣化而導(dǎo)致壓縮氣體或密 封用油泄漏，也不會因流體壓力不作用而向主推力軸承11施加過大的負(fù)荷。
此外，如本實(shí)施方式這樣，使螺桿轉(zhuǎn)子的排出壓作用于平衡活塞19的 吸入側(cè)的高壓流體室20,使吸入壓作用于排出側(cè)的低壓流體室21,從而， 在吸入壓較高的時(shí)候，向主推力軸承11和平衡軸承12適當(dāng)?shù)胤峙渫屏?，?夠有效地防止軸承的破損。也可使螺桿轉(zhuǎn)子3的冷卻/潤滑/軸密封用油的注 入壓力等、表示為其他的基準(zhǔn)壓力的流體壓力作用在低壓流體室21上。
本發(fā)明的流體壓力施加機(jī)構(gòu)(平衡活塞19以及壓力傳遞部件14 )因?yàn)?與轉(zhuǎn)子軸6的旋轉(zhuǎn)完全地脫離，所以也可以例如在螺桿轉(zhuǎn)子3的排出側(cè)上設(shè) 置平衡軸承12，且通過配置在轉(zhuǎn)子軸6的周圍上的多個(gè)流體壓力缸而向排出側(cè)推壓平衡軸承12。
另外，在上述的本發(fā)明的實(shí)施方式中，對于本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械，表 示了適用于螺桿壓縮機(jī)的螺桿流體機(jī)械。但是，本發(fā)明的螺桿流體機(jī)械，不 限定于螺桿壓縮機(jī)，也可以適用于螺桿膨脹機(jī)(螺桿擴(kuò)展器)。
在將本發(fā)明用于螺桿膨il^時(shí)，為與上述的螺桿壓縮機(jī)大致相同的構(gòu)成 即可，但螺桿轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)方向以及流體的流動相反。因此，在上述的實(shí)施 方式中的"A^口 4成為了螺桿膨jf^^幾的排出口 (排氣口)，排出口 5成為了 螺桿膨^L的吸入口 (吸氣口)。在螺桿膨脒^幾中，不是借助流體被壓縮、 而是借助膨脹而使螺桿轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)。由此，排出側(cè)的流體的壓力比吸入側(cè)的 流體的壓力低。此外，在上述的螺桿壓縮機(jī)l中，在轉(zhuǎn)子軸6上連接有馬達(dá) 等的原動機(jī)，而在螺桿膨脹機(jī)時(shí)，在同樣的位置上連接有發(fā)電機(jī)等的負(fù)荷機(jī) 器。
權(quán)利要求
1. 一種螺桿流體機(jī)械，包括殼體；陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子，以可相互咬合并旋轉(zhuǎn)的方式收容在上述殼體內(nèi)，用于吸入流體并使流體壓縮或者膨脹，之后排出該流體；主推力軸承，內(nèi)環(huán)固定在作為上述螺桿轉(zhuǎn)子的至少一方的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子軸上，外環(huán)固定在上述殼體上，承受上述轉(zhuǎn)子軸的推力；平衡軸承，內(nèi)環(huán)固定在上述轉(zhuǎn)子軸上，外環(huán)能夠相對于上述殼體移動；軸承保持部件，保持上述平衡軸承的外環(huán)；流體壓力施加機(jī)構(gòu)，借助流體壓力而沿著上述轉(zhuǎn)子軸的軸方向推壓上述軸承保持部件。
2. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿壓縮機(jī)， 上述平衡軸承設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子軸的吸入側(cè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿壓縮機(jī)，上述流體壓力為上述螺桿轉(zhuǎn)子所排出的流體的壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿壓縮機(jī)，上述流體壓力施加機(jī)構(gòu)包括與配設(shè)在上述轉(zhuǎn)子軸的吸入側(cè)的延長線 上的平衡壓力缸嵌合的平衡活塞、和連接上述平衡活塞和上述軸承保持部 件的壓力傳遞部件。
5. 如權(quán)利要求4所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述平衡壓力缸，分別在上述平衡活塞的上述螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)以及排出側(cè)上形成有封閉空間，不同的流體壓力分別作用在上述平衡活塞的吸 入側(cè)和排出側(cè)上。
6. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿膨脹機(jī)， 上述平衡軸承設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子軸的排出側(cè)。
7. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿膨脹機(jī)， 上述流體壓力為上述螺桿轉(zhuǎn)子所吸入的流體的壓力。
8. 如權(quán)利要求1所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述螺桿流體機(jī)械為螺桿膨脹機(jī)，上述流體壓力施加機(jī)構(gòu)包括與配設(shè)在上述轉(zhuǎn)子軸的排出側(cè)的延長線 上的平衡壓力缸嵌合的平衡活塞、連接上述平衡活塞和上述軸承保持部件 的壓力傳遞部件。
9. 如權(quán)利要求8所述的螺桿流體機(jī)械，其特征在于， 上述平衡壓力缸，分別在上述平衡活塞的上述螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)以及排出側(cè)上形成有封閉空間，不同的流體壓力分別作用在上述平衡活塞的吸 入側(cè)和排出側(cè)上。
全文摘要
一種螺桿壓縮機(jī)，具備陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子，相互地咬合而能夠旋轉(zhuǎn)地收容在殼體內(nèi)、吸入流體而使流體壓縮或者膨脹而排出；主推力軸承，內(nèi)環(huán)固定在作為螺桿轉(zhuǎn)子的至少一方的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子軸上、外環(huán)固定在殼體上而承受轉(zhuǎn)子軸的推力；平衡軸承，內(nèi)環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸上、外環(huán)能夠相對于殼體而移動；保持平衡軸承的外環(huán)的軸承保持部件；借助流體壓力而向排出側(cè)推壓軸承保持部件的流體壓力施加機(jī)構(gòu)。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠減低轉(zhuǎn)子軸的推力載荷，能夠借助平衡活塞而排除旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的增加和平衡活塞的密封泄漏的危險(xiǎn)性。
文檔編號F04C18/16GK101418796SQ20081017008
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者松隈正樹 申請人:株式會社神戶制鋼所