專利名稱：容積型氣體壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于作為氣冷式的無油螺桿氣體壓縮機使用的容積型氣體壓 縮機。
背景技術(shù)：
作為容積型氣體壓縮機，從能源降低、地球環(huán)境改善的觀點以及重視空氣品質(zhì)的 觀點來看，最好是不使用油、水的氣冷式+旋轉(zhuǎn)式的無油壓縮機。然而，在小型的氣體壓縮機領(lǐng)域，即大約1.5kW以下的機械中，還未提出過氣冷式 和旋轉(zhuǎn)式的結(jié)構(gòu)簡單的無油氣體壓縮機。例如，在美國專利第3133695號的說明書中，提出了旋轉(zhuǎn)式和供油式的容積型氣 體壓縮機。其所公開的氣體壓縮機是螺桿轉(zhuǎn)子與兩組小齒輪相互嚙合，壓縮吸來的氣體的 機構(gòu)。以轉(zhuǎn)子間間隙的漏氣的密封、軸承的潤滑、絕熱壓縮所產(chǎn)生的熱的冷卻為目的，基本 使用潤滑油、潤滑水。因此，其所公開的容積型氣體壓縮機無法用作不使用潤滑油、潤滑水的無油氣體 壓縮機。即，當(dāng)用作無油氣體壓縮機時，無法除去絕熱壓縮所產(chǎn)生的熱，無法維持螺桿轉(zhuǎn)子 的槽與小齒輪之間的最適間隙，并且無法維持殼體與螺桿轉(zhuǎn)子之間的間隙，而且無法進行 軸承的潤滑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)上述問題，提出適用于作為小型且氣冷式和旋轉(zhuǎn)式的無油氣體壓縮機 使用的容器型氣體壓縮機。為解決上述課題，本發(fā)明的容積型氣體壓縮機的特征在于，包括驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子；以及兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子，該兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子以正交的狀態(tài)配置于上述驅(qū)動側(cè)螺 桿轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，上述兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子包括相對于上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿齒一邊維 持微小間隙一邊嚙合的扁平的螺桿齒，將上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子用包括其中心軸線的平面剖切時的上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子 的輪廓形狀被凹曲線限定，以使得外徑從上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的氣體吸入側(cè)的第一軸端面 朝氣體排出側(cè)的第二軸端面逐漸增大，上述凹曲線是從上述驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)子的上述中心軸線到上述凹曲線上的點的距離與 從各從動側(cè)轉(zhuǎn)子的中心到上述點的距離相同或保持固定比率的曲線。也可采用近似于上述 曲線的近似圓弧來代替上述曲線。在此，較為理想的是，從各驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)子的上述中心軸線到上述凹曲線上的點的距 離保持為相對于從上述從動側(cè)的中心到上述曲線上的點的距離1在1. 01 1. 51范圍內(nèi)的
固定值。此外，本發(fā)明的容積型氣體壓縮機中，其特征在于，上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面(日文前進面)形成為使該前升面的升角成為與上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角 的旋進(日文進& )無關(guān)的固定值，上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的后升面(日文後進 面)形成為使該后升面的升角成為對應(yīng)上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升此外，也能將上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面和后升面形成為使各自的升 角成為對應(yīng)上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角。而且，也能將上述驅(qū)動側(cè) 螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的后升面形成為使該后升面的升角成為與上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 角的旋進無關(guān)的固定值，并將上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面形成為使該前升面的 升角成為對應(yīng)上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角。本發(fā)明中，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外形形狀形成為被上述凹曲線所限定的沙漏狀。此 外，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面和后升面中的至少一個面的升角成為對應(yīng)兩組從動 側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角。通過如上所述形成的螺桿槽和與之嚙合的扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿齒來構(gòu) 成容積隨旋轉(zhuǎn)而減少的壓縮室。此外，在驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子與扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子之間的 間隙、驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子與螺桿殼體之間的間隙以及轉(zhuǎn)子殼體與扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子之間 的間隙分別維持固定值的狀態(tài)下，使兩邊的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外形形狀為沙漏狀，因此在兩邊的轉(zhuǎn)子之間，嚙合的齒數(shù) 增多。因此，能以較小的力且高效地驅(qū)動兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子。而且，由于驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子 與兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子之間的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的厚度方向的嚙合軌跡對應(yīng)從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)角而逐漸變化，因此這也使驅(qū)動兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的力較小即可。而且，當(dāng)驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面?zhèn)鹊纳墙嵌扰c槽的深度無關(guān)而作為 固定角度時，不但能傳遞均勻的驅(qū)動力還能防止轉(zhuǎn)子間的氣體泄漏。接著，在本發(fā)明的容積型氣體壓縮機中，其特征在于，上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的上述 第二軸端部形成有在第二軸端部的圓周方向以固定間隔配置的冷卻風(fēng)扇。由于本發(fā)明的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子為沙漏狀，因此外徑從氣體的吸入側(cè)朝排出側(cè)增 大。換言之，對應(yīng)因氣體的絕熱壓縮熱引起的溫度上升，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外徑變大。因此， 由于傳導(dǎo)絕熱壓縮熱的面積朝氣體的排出側(cè)增大，因而適合于熱量的排放。此外，由于氣體 排出側(cè)的軸端部形成有冷卻風(fēng)扇，因此能高效地排放絕熱壓縮熱。接著，在本發(fā)明的容積型氣體壓縮機中，其特征在于，具有內(nèi)置有上述驅(qū)動側(cè)螺桿 轉(zhuǎn)子以及上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子殼體，在該轉(zhuǎn)子殼體中的兩組上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的 外周側(cè)的部位形成有氣體吸入口。兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子直接受到氣體的絕熱壓縮熱而使溫度上升。本發(fā)明 中，在沿兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的位置設(shè)有氣體吸入口，被吸入轉(zhuǎn)子殼體內(nèi) 的氣體被從兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子各自的外周側(cè)吸引到位于兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子之 間的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的吸入側(cè)的螺桿槽。因此，通過從外部吸入的氣體，能高效率地冷卻兩 組扁平從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子。在此，較為理想的是，上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿齒的表面和上述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn) 子的扁平的螺桿齒的表面分別涂敷有固體潤滑劑。此外，作為螺桿齒的母材，較為理想的是 采用具有自潤滑性的材料。
此外，一般而言，能采用如下結(jié)構(gòu)以同軸狀態(tài)將電動機配置于上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn) 子的上述第二軸端部側(cè)，以同軸狀態(tài)將上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子連結(jié)固定于上述電動機的電動 機軸。接著，本發(fā)明的容積型氣體壓縮機能形成多級式，本發(fā)明的典型的兩級氣體壓縮 裝置的特征在于，包括雙軸電動機；前級壓縮機機組和后級壓縮機機組，該前后級壓縮機機組夾住上述雙軸電動機， 并被安裝成同軸狀態(tài)；以及壓縮氣體供給路，該壓縮氣體供給路用于將從上述前級壓縮機機組得到的壓縮氣 體供給到上述后級壓縮機機組的吸引側(cè)，上述前級壓縮機機組和上述后級壓縮機機組分別是上述結(jié)構(gòu)的容積型氣體壓縮 機。為了將氣體壓縮成高壓，兩級氣體壓縮裝置在性能上好。根據(jù)本發(fā)明，由于采用雙 軸電動機，并在該雙軸電動機的兩側(cè)配置容積型氣體壓縮機，因此能實現(xiàn)部件數(shù)少且結(jié)構(gòu) 簡單的兩級氣體壓縮裝置。在此，因電動機軸的熱膨脹引起的尺寸變化可能會引起兩側(cè)的容積型氣體壓縮機 的螺桿轉(zhuǎn)子間的間隙的變動。為了防止上述弊病，較為理想的是，將雙軸電動機的電動機殼 體分割成兩個，將左右殼體用多根拉緊螺栓固定。此外，較為理想的是，在上述壓縮氣體供給路上安裝壓縮氣體冷卻器，將前級壓縮 機機組壓縮過的氣體冷卻后送入后級壓縮機機組。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的兩級氣體壓縮裝置的一例的外觀立體圖。圖2是表示圖1的前級氣體壓縮機機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是圖1的前級氣體壓縮機機組的縱剖圖。圖4是將圖1的前級氣體壓縮機機組用與圖3正交的平面剖切時的縱剖圖。圖5是圖1的前級氣體壓縮機機組的橫剖圖。圖6是表示圖1的前級氣體壓縮機機組的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子和兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子 的局部放大立體圖。圖7是表示圖1的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子和從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的輪廓的展成方法的說明 圖。圖8是表示驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子和從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的另一例的立體圖。圖9是表示圖8的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子和從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的立體圖。圖10是表示應(yīng)用本發(fā)明的一級容積型氣體壓縮機的一例的外觀立體圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對應(yīng)用本發(fā)明的兩級氣體壓縮裝置的實施方式進行說明。(整體結(jié)構(gòu))圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的兩級氣體壓縮裝置的外觀立體圖。兩級氣體壓縮裝置1包括雙軸電動機2 ；以同軸狀態(tài)與該雙軸電動機2的兩側(cè)連結(jié)的前級氣體壓縮機機組3和 后級氣體壓縮機機組4 ；用于將前級氣體壓縮機機組3壓縮后的氣體向后級氣體壓縮機機 組4供給的排出配管5 ；以及用于對通過該排出配管5的壓縮氣體進行冷卻的中間冷卻機 6。前級氣體壓縮機機組3和后級氣體壓縮機機組4是氣冷式容積型無油螺桿氣體壓縮機。雙軸電動機2的電動機殼體20由在電動機殼體20的中心軸線的方向上分割成兩 個的前級側(cè)電動機殼體21和后級側(cè)電動機殼體22構(gòu)成。前級側(cè)電動機殼體21在其端部 包括安裝有前級氣體壓縮機機組3的前級側(cè)凸緣23，后級側(cè)電動機殼體22在其端部也包括 安裝有后級氣體壓縮機機組4的后級側(cè)凸緣24。上述前后級側(cè)凸緣23、24利用架設(shè)于上述 前后級側(cè)凸緣23、24之間的多根(本例中為四根)拉緊螺栓25安裝固定成同軸狀態(tài)。前級氣體壓縮機機組3包括朝與雙軸電動機2的中心軸線的方向正交的方向延伸 的筒狀的轉(zhuǎn)子殼體30，在該轉(zhuǎn)子殼體30的兩端面形成有帶過濾器的氣體吸入口 31、32。此 外，轉(zhuǎn)子殼體30的上表面部分形成有壓縮氣體的排出口 33，并在此與排出配管5的上游端 連接。后級氣體壓縮機機組4也包括形狀與轉(zhuǎn)子殼體30對稱的轉(zhuǎn)子殼體40。上述轉(zhuǎn)子 殼體40的上表面部分形成有氣體吸入口 41和壓縮氣體排出口 42。氣體吸入口 41與排出 配管5的下游端連接。從壓縮氣體排出口 42排出的壓縮氣體通過未圖示的供給路供給到 預(yù)先確定的供給地，例如將壓縮氣體作為動力源使用的設(shè)備。圖2是表示前級氣體壓縮機機組3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是該前級壓縮機機 組3的縱剖圖，圖4是用與圖3的截面正交的面剖切時的縱剖圖，圖5是前級壓縮機機組3 的橫剖圖。由于前級氣體壓縮機機組3與后級氣體壓縮機機組4是相同結(jié)構(gòu)，因此以下只 對前級氣體壓縮機機組3進行說明而省略后級氣體壓縮機機組4的說明。前級氣體壓縮機機組3包括驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11 ；以及兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn) 子12、13。驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)子軸14以同軸狀態(tài)連結(jié)固定于雙軸電動機2的電動機 軸26，轉(zhuǎn)子軸14的前級部通過軸承15以可自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被支承于轉(zhuǎn)子殼體30側(cè)。各從 動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的轉(zhuǎn)子軸16、17的上下方向上的軸端部分別通過軸承18a、18b和軸承 19a、19b以可自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被支承于轉(zhuǎn)子殼體30側(cè)。驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的外形形狀為沙漏狀。此外，在形成于驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外周 面的多條螺桿齒11之間形成的螺桿槽112的升角對應(yīng)兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13 的旋轉(zhuǎn)角的旋進構(gòu)成為固定值。在此，螺桿槽112的前升面?zhèn)鹊纳墙嵌扰c槽的深度無關(guān) 而為固定角度，螺桿槽112的后升面?zhèn)鹊纳墙嵌刃纬蔀閷?yīng)兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子 12,13的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角角度。利用形成為上述輪廓的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的螺桿槽112和各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、 13的扁平的螺桿齒121、131的表面，在這些轉(zhuǎn)子的嚙合部分分別構(gòu)成壓縮室。這些壓縮室 伴隨兩邊的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來壓縮容積。此外，在驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13 之間的間隙、驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與轉(zhuǎn)子殼體30之間的間隙以及轉(zhuǎn)子殼體30與從動側(cè)螺桿 轉(zhuǎn)子12、13之間的間隙分別保持固定的狀態(tài)下，使各轉(zhuǎn)子11 13旋轉(zhuǎn)。接著，由于驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11為沙漏狀，因此外徑從氣體的吸入側(cè)朝排出側(cè)逐漸 增大。換言之，對應(yīng)因氣體的絕熱壓縮熱引起的溫度上升，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的外徑變大。 這樣一來，傳導(dǎo)絕熱壓縮熱的面積朝氣體的排出側(cè)增大，適合于熱量的排放。
此外，在驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的排出側(cè)的軸端面114上，在圓周方向上沿該軸端 面的外周緣側(cè)的部位以固定的角度間隔形成有多個冷卻翅片115。吸入喇叭口(suction cone) 116與上述冷卻翅片115安裝成同軸狀。冷卻翅片115和吸入喇叭口 116被多孔質(zhì)的 圓筒狀外殼117覆蓋。驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11 一旋轉(zhuǎn)，冷卻翅片115通過圓筒狀外殼117中的比吸入喇叭口 116更靠近雙軸電動機2 —側(cè)的開口吸引外部氣體。利用所吸引的空氣來冷卻驅(qū)動側(cè)螺桿 轉(zhuǎn)子11。冷卻驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11后的空氣通過圓筒狀外殼117中的比吸入喇叭口 116更 靠近驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11 一側(cè)的開口排出到外部。其結(jié)果是，能將壓縮機的排出溫度保持固 定，并能將驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11、各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13、轉(zhuǎn)子殼體30的溫度保持在固定溫 度以下。另一方面，兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13直接受到氣體的絕熱壓縮熱而溫度上升。 然而，氣體吸入口 31、32形成于各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的外周側(cè)，在從這些吸入口 31、32 吸入的空氣被吸引到中央的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的期間，通過吸入空氣來冷卻從動側(cè)螺桿 轉(zhuǎn)子12、13。在此，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的螺桿齒的表面和從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的扁平的螺桿 齒的表面分別涂敷有固體潤滑劑。此外，作為各轉(zhuǎn)子11 13的螺桿齒的母材，較為理想的 是采用具有自潤滑性的材料。(轉(zhuǎn)子的輪廓展成和密封線)圖6是將轉(zhuǎn)子11 13取出后表示的局部放大立體圖，圖7是表示轉(zhuǎn)子的嚙合狀 態(tài)和轉(zhuǎn)子的輪廓的展成方法的說明圖。參照這些圖對驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn) 子12、13的嚙合狀態(tài)以及這些輪廓的展成進行說明。圖7中，曲線a是限定驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的外形的曲線，曲線b是扁平的從動側(cè) 螺桿轉(zhuǎn)子12、13的齒頂圓。平面P是包括驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的中心軸線11a，并與從動側(cè) 螺桿轉(zhuǎn)子12、13的中心軸線12a、13a正交的平面。限定驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的外形的曲線 a是設(shè)定成該曲線a上的點滿足以下關(guān)系的凹曲線。IXcos 0 +nXl = L其中，6 :兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的旋轉(zhuǎn)角1 6旋轉(zhuǎn)時從各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的中心到外周曲線a上的點pi的距離n 常數(shù)(較為理想的是在1. 0 1. 5之間的值)L 從各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的中心12b、13b到驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的中心軸線 11a、12a的距離若將曲線a設(shè)成滿足上述關(guān)系，則曲線a上的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的升角由下式表 示，其升角Yl能在曲線a上始終保持固定。y 1 = tarT1 {(2 n nl 0 Z2/360Z1) / (2 n 1 Q /360)} = tarT1 (n X Z2/Z1)其中，Z1 驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的齒數(shù)Z2 各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的齒數(shù)另一方面，關(guān)于各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的齒頂圓b (驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的螺桿槽112的齒底圓)，滿足下式RXcos 0 +(L-RXcos 0 ) = L其中，R 各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的外徑在此，曲線b上的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的升角由下式表示，其升角Y 2由下式表示， 并隨e的變化而變化。y 2 = tarT1 {(2 n n (L—Rcos 0 ) 0 Z2/360Z1) / (2 n R 0 /360)}= tarT1 (L-Rcos 0 ) Z2/RZ1在兩曲線a、b的交點Z上，由于曲線a和曲線b的關(guān)系中有“RXcos 0+nXR = L" 的關(guān)系，因此升角Yl、Y 2是相同值。y 1 = y 2 = tarT1 (RXcos 0 +nXR-Rcos 0 )Z2/RZ1= tan_1(nXZ2/Zl)S卩，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的螺桿槽112的前升面輪廓A1通過扁平的從動側(cè)的螺桿 齒121(131)的升角固定的直線部分B1來展成輪廓。而螺桿槽112的后升面輪廓A2通過 螺桿齒121(131)的圓弧上的線B4來展成輪廓。S卩，在圖7(c)中，當(dāng)點al、a2是曲線a上 的點，點bl、b2是曲線b上的點時，對于前升面?zhèn)?，選定al bl的角度中的固定值，升角、 以固定值來展成輪廓。對于后升面?zhèn)龋窃赼2 b2范圍內(nèi)變動，并展成形狀與之相應(yīng)的 輪廓。在此，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13之間的密封線被以下部位 限定。參照圖7(b)進行說明，在前升面被直線部分B1、B2限定，在后升面被由圓弧的點展 成的曲線B3和圓弧狀的外表面上的線B4限定，在槽底面被凸曲面上或平面上的線B5限 定，在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)周面與從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13之間被直線部分B6限定。此外，驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13之間的驅(qū)動接觸部是直線部分 B1、B2。直線部分Bl的接觸部的長度和直線部分B2的接觸位置隨著旋轉(zhuǎn)角0的變化而變 化，驅(qū)動面壓力被嚙合的扁平的螺桿齒121分擔(dān)。因此，例如，關(guān)于后級氣體壓縮機機組40側(cè)的兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子，由于 壓縮的氣體的壓力比前級側(cè)的壓縮的氣體的壓力大，因此通過將其角度設(shè)定成使扁平的從 動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的齒厚增厚來展成輪廓，能將其角度設(shè)定成使驅(qū)動接觸面的接觸線增長。這 樣，可得到能減小轉(zhuǎn)子面壓的效果。此外，由于驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的外形形狀為沙漏狀，因此在轉(zhuǎn)子11、12之間以及 轉(zhuǎn)子11、13之間嚙合的齒數(shù)增多，能將驅(qū)動從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的力(面壓)設(shè)定成更 小的值。而且，在驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11與兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13之間的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子 12、13的厚度方向的嚙合軌跡對應(yīng)從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的旋轉(zhuǎn)角進行變化。因此，與在 軸線方向上外形相同的圓筒形的螺桿轉(zhuǎn)子等相比，能減小驅(qū)動從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的力 (面壓)。(其他實施方式)在上述例中，將驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11的螺桿槽112的前升面?zhèn)鹊纳窃O(shè)成固定值， 將其后升面?zhèn)鹊纳窃O(shè)成對應(yīng)從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12、13的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角。此外，也可以將螺桿槽112形成為使前升面?zhèn)群秃笊鎮(zhèn)入p方的升角均成為對應(yīng)從動側(cè)螺桿 轉(zhuǎn)子12、13的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角。圖8和圖9所示的驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11A通過限定后升面?zhèn)鹊膱A弧來展成前升面?zhèn)?的輪廓。扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12A、13A通過滿足3 < b的關(guān)系的尺寸來展成前升面輪廓， 并在從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12A、13A與驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11A之間構(gòu)成最適合的密封線。此外，轉(zhuǎn) 子殼體30A包括與驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11A相輔的沙漏狀的內(nèi)周面部分。在上述轉(zhuǎn)子殼體30A 與扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12A、13A之間的密封線部保持最適合的間隙。在包括上述結(jié)構(gòu)的 驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子11A、從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子12A、13A時，能得到與上述例相同的作用效果。接著，上述例是應(yīng)用本發(fā)明的兩級氣體壓縮裝置的例子。也可以是省略一側(cè)的氣 體壓縮機機組而作為單級容積型氣體壓縮機。例如，如圖10所示，也可只由一級壓縮機130 和電動機150構(gòu)成氣冷式容積型無油螺桿氣體壓縮機100。此外，容積型氣體壓縮機能作為真空泵使用，并能作為將吸入氣體的壓力比大氣 壓高的氣體吸入的增壓壓縮機(booster compressor)使用。而且，在上述例中只對無油螺 桿氣體壓縮機進行了說明，但也可用于以絕熱壓縮熱的冷卻、轉(zhuǎn)子間的間隙的密封、潤滑等 為目的的使用油、水的氣體壓縮機中。
權(quán)利要求
一種容積型氣體壓縮機，其特征在于，包括驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子；以及兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子，該兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子以與所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子正交的狀態(tài)配置于所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，所述兩組從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子包括相對于所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿齒一邊維持微小間隙一邊嚙合的扁平的螺桿齒，將所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子用包括所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的中心軸線的平面剖切時的所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的輪廓形狀被凹曲線限定，以使得外徑從所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的氣體吸入側(cè)的第一軸端面朝氣體排出側(cè)的第二軸端面逐漸增大，所述凹曲線是從所述驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)子的所述中心軸線到所述凹曲線上的點的距離與從各從動側(cè)轉(zhuǎn)子的中心到所述點的距離相同或保持固定比率的曲線，或者是采用該曲線的近似圓弧。
2.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，從各驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)子的所述中心 軸線到所述凹曲線上的點的距離保持為相對于從所述從動側(cè)轉(zhuǎn)子的中心到該凹曲線上的 點的距離1在1. Ol 1. 51的范圍內(nèi)的固定值。
3.如權(quán)利要求2所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的前升面形成為使該前升面的升角成為與所述從動側(cè) 螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進無關(guān)的固定值，所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿槽的后升面形成為使該后升面的升角成為對應(yīng)所述從動 側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進而展成的升角角度。
4.如權(quán)利要求2所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺桿 槽的前升面和后升面形成為使各自的升角成為對應(yīng)所述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的旋進 而展成的升角角度。
5.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，在所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的所 述第二軸端部形成有在所述第二軸端部的圓周方向上以固定間隔配置的冷卻風(fēng)扇。
6.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子殼體，該轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)置有所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子和所述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子， 在所述轉(zhuǎn)子殼體的兩組所述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的部位形成有氣體吸入口。
7.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，在所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的螺 桿齒的表面以及所述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的扁平的螺桿齒的表面分別涂敷有固體潤滑劑。
8.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子以及所 述從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子由具有自潤滑性的材料形成。
9.如權(quán)利要求1所述的容積型氣體壓縮機，其特征在于，包括電動機，該電動機以同 軸狀態(tài)配置于所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子的所述第二軸端部側(cè)，所述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子以同軸狀態(tài)連結(jié)固定于所述電動機的電動機軸。
10.一種兩級氣體壓縮裝置，其特征在于，包括 雙軸電動機；前級壓縮機機組和后級壓縮機機組，該前級壓縮機機組和后級壓縮機機組夾住所述雙 軸電動機，并被安裝成同軸狀態(tài)；以及壓縮氣體供給路，該壓縮氣體供給路用于將從所述前級壓縮機機組得到的壓縮氣體供給到所述后級壓縮機機組的吸引側(cè)，所述前級壓縮機機組和所述后級壓縮機機組分別是權(quán)利要求1至9中任一項所述的容 積型氣體壓縮機。
11.如權(quán)利要求10所述的兩級氣體壓縮裝置，其特征在于，所述雙軸電動機的電動機殼體被分割成前級側(cè)殼體和后級側(cè)殼體，所述前級側(cè)殼體包 括用于安裝所述前級壓縮機機組的前級側(cè)凸緣，所述后級側(cè)殼體包括用于安裝所述后級壓 縮機機組的后級側(cè)凸緣，在所述前級側(cè)凸緣與后級側(cè)凸緣之間架設(shè)有多根拉緊螺栓，所述前級側(cè)殼體和所述后 級側(cè)殼體被安裝固定成同軸狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求10所述的兩級氣體壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮氣體供給路安裝 有壓縮氣體冷卻器。
全文摘要
前級氣體壓縮機機組(3)具有驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)；以及從該驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)兩側(cè)以與之正交的狀態(tài)嚙合的兩組扁平的從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(12、13)。驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)的以包括其中心軸線的平面剖切時的轉(zhuǎn)子輪廓形狀被凹曲線限定，以使得外徑從上述驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)的氣體吸入側(cè)朝氣體排出側(cè)逐漸增大。上述凹曲線是從驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)的中心軸線到上述凹曲線上的點的距離與從各從動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(12、13)的中心到上述點的距離相同或保持固定比率的曲線。驅(qū)動側(cè)螺桿轉(zhuǎn)子(11)的排出側(cè)的軸端面一體形成有冷卻風(fēng)扇(115)。能實現(xiàn)小型且結(jié)構(gòu)簡單的氣冷式容積型無油螺桿氣體壓縮機。
文檔編號F04C18/52GK101939547SQ20078010076
公開日2011年1月5日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
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