无油式螺旋压缩机的制作方法
【专利说明】无油式螺旋压缩机
[0001](本申请是申请日为2007年4月23日，申请号为200710104469.X的同名发明专利申请的分案申请)
技术领域
[0002]本发明涉及具备冷却压缩空气的热交换器的无油式螺旋压缩机。
【背景技术】
[0003]具有利用定时齿轮以非接触且无油式进行旋转的一对凹凸螺旋转子，并且压缩空气的无油压缩机已为我们所熟知。无油压缩机具有压缩空气的压缩机主体，由于从压缩机主体排出的压缩空气是高温，因此设置有用于冷却该压缩空气的冷却装置。
[0004]在专利文献I (日本专利特开平3-290089号公报)中公开了一种在单段式的无油压缩机中，作为冷却压缩空气的冷却装置而配备预冷却器和后冷却器的结构。在该例子中，使外部冷却水在冷却装置中流通，从而达到冷却压缩空气的目的。
[0005]在专利文献2 (日本专利特开2001-153080号公报)中公开了一种具有2组的压缩机主体的二段式压缩机。这种压缩机分别使用中间冷却器冷却来自一段侧压缩机主体的压缩空气，使用后冷却器冷却来自二段侧压缩机主体的压缩空气。冷却水被供给这些冷却装置。在专利文献3(日本专利特开2006-249934号公报)中公开了一种在二段压缩机中，使用板式热交换器冷却压缩空气的结构。
[0006]在螺旋压缩机中，压缩空气所需的动力变成热，于是压缩空气的温度上升。在使用压缩空气的温度是非常高的温度，并且是无油式螺旋压缩机(无油压缩机)的情况下，从压缩机主体排出的压缩空气的温度在使用单段式压缩机的情况下达到约300?350°C，在使用二段式压缩机的情况下也达到160?250°C。
[0007]作为冷却该高温的压缩空气的冷却装置，在水冷式的压缩机中，多采用单段式、二段式的壳管式水冷式热交换器(例如专利文献2)，在使用二段式压缩机的情况下，单独配置低压段压缩空气的冷却用的热交换器和高压段压缩空气的冷却用的热交换器。
[0008]壳管式的水冷式热交换器在其结构上难以小型化，因此，不仅无油式螺旋压缩机的冷却装置自身的小型化困难，无油式螺旋压缩机装置的大幅小型化也很困难。在专利文献I中列举了使用管式热交换器的例子，但是，这种方式的结构在小型化方面有困难，难以实现大幅的小型化。
[0009]因此，考虑使用板式热交换器。板式热交换器与壳管式热交换器相比，体积比是1/10?1/20左右，因此能够小型化。
[0010]但是，在为了冷却而从无油式螺旋压缩机的压缩机主体排出的高温的压缩空气而使用板式热交换器的情况下，由于温差引起的温度疲劳，有时在连接口、沟槽板(ChannelPlate)、沟槽板间的钎焊部以及盖板上发生损伤以及破损。特别是在根据压缩机使用者的需要而进行运转的压缩机中，压缩机自动停止时以及无载时(无负荷运转时)，热交换器中仅剩下微量的压缩空气，板式热交换器中只有冷却水流通，这样容易产生温差。此时，冷却装置有时在短期内就发生损伤、破损，从而出现导致压缩机本身的可靠性下降这样的问题。
【发明内容】
[0011]鉴于上述问题，本发明的目的在于，通过抑制冷却装置的损伤和破损，提供一种可靠性高的无油式螺旋压缩机。
[0012]为了达到上述目的，无油式螺旋压缩机的第一方式为，具备水冷式冷却装置，该水冷式冷却装置对从具有可非接触且无供油地进行旋转的一对凹凸螺旋转子的压缩机主体排出的压缩空气进行冷却，该冷却装置由板式热交换器构成，并且形成为可调整所述板式热交换器用的冷却水的水量。
[0013]第二方式为，该压缩机具备:低压段压缩机主体，具有可非接触且无供油地进行旋转的一对凹凸螺旋转子，对被吸入的空气进行压缩；水冷式第一热交换器，对从该低压段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却；高压段压缩机主体，对由该第一热交换器冷却的压缩空气进行压缩；和水冷式第二热交换器，对从该高压段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却，其中，上述第一热交换器和上述第二热交换器由板式热交换器构成，形成为可调整上述板式热交换器用的冷却水的水量。
[0014]在上述本发明的方式中，更优选的具体方式如下。
[0015](I)在压缩机自动停止时，调整冷却水的水量或者停止冷却水的流通。
[0016](2)无负荷运转时，根据无负荷运转的时间调整冷却水的水量或者停止冷却水的流通。
[0017](3)根据板式热交换器的入口或出口的压缩空气温度，或者上述板式热交换器出口的冷却水温度，调整冷却水的水量或者停止冷却水的流通。
[0018](4)上述板式热交换器具有压缩空气用连接口和冷却水连接口，冷却水连接口和上述压缩空气用连接口被配备在相互相对一侧的无油式螺旋压缩机。
[0019](5)上述板式热交换器用的冷却水在冷却低压段压缩机主体或高压段压缩机主体之后，或者在冷却两者之后，在上述板式热交换器中流通。
[0020](6)上述板式热交换器用的冷却水在流通过润滑油热交换器之后，在板式热交换器中流通。
[0021]在上述第二方式中，优选上述板式热交换器用的冷却水在对从上述低压段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却的板式热交换器中流通之后，在对从上述高压段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却的板式热交换器中流通，或者，上述板式热交换器用的冷却水在对从上述高段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却的板式热交换器中流通之后，在对从上述低压段压缩机主体排出的压缩空气进行冷却的板式热交换器中流通。
[0022]除此之外，在上述第一方式或第二方式中，在上述压缩机主体、内置用于驱动上述压缩机主体的齿轮的齿轮箱、高温压缩空气流经的配管中或者在接收这些部件的废热的位置来配置上述板式热交换器，或者上述板式热交换器与上述压缩机主体、上述齿轮箱、或者与上述配管一体构成。
[0023]本发明能够提供一种可靠性高的无油式螺旋压缩机。
【附图说明】
[0024]图1是表示水冷二段无油式螺旋压缩机的整体结构的系统图。
[0025]图2是本实施例的控制框图。
[0026]图3是表示运转时的压力变化的示意图。
[0027]图4是冷却装置中所使用的板式热交换器的结构图。
[0028]图5是冷却装置中所使用的板式热交换器的结构图。
【具体实施方式】
[0029]下面，对作为本发明的实施方式的无油式螺旋压缩机进行说明，该压缩机具有:可利用定时齿轮以非接触且无油式而旋转的一对凹凸螺旋转子的压缩机主体、冷却从压缩机主体排出的压缩空气的冷却装置，采用板式热交换器构成压缩空气的冷却装置。
[0030]特别是举例说明通过控制压缩机的自动停止时以及无载时所产生的板式热交换器自身的温度变化，这样就能降低板式热交换器的温度疲劳，并且能够避免板式热交换器的损伤以及破损。
[0031]具体地讲在于，其具备在压缩机的自动停止时以及无载时，停止板式热交换器用冷却水的流通或者调整冷却水的水量的模块。作为冷却水水量的调整模块，在压缩机停止时利用无载时间、冷却水温度或者压缩空气温度中的任意一个信息，根据该信息，使用与冷却水配管连接的切换阀或者调整阀，能够停止板式热交换器用冷却水的流通或者调整冷却水的水量。
[0032]作为因板式热交换器的温度疲劳而发生损伤或破损的一个地方，列举温度变化大的连接口。该连接口被设置在覆盖板的盖板上，压缩空气的连接口与冷却水的连接口并非在同一盖板上，优选以相向的方式设置。
[0033]为了在无载时降低板式热交换器的板温度变化，也可以在润滑油用热交换器中流通后，或者在压缩机主体冷却中使用冷却水时，压缩机主体冷却套(Jacket)中流通后，或者在两者中都流通后，使其在板式热交换器中流通。
[0034]为了在压缩机自动停止时以及无载时控制板式热交换器自身的温度变化，板式热交换器采用下面的结构。即，在压缩机自动停止时以及无载时也因压缩机单元内的废热而残留余热的压缩机主体以及在内部构成压缩机驱动用齿轮的齿轮箱以及高温压缩空气流经的配管等附近设置板式热交换器，或者采用与板式热交换器一体的结构。下面，利用【附图说明】更为具体的实施方式。
[0035]