专利名称：轴承以及液冷式螺旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承以及使用该轴承的液冷式螺旋压缩机。
背景技术：
在螺旋压缩机中，由被相互啮合的一对阴阳螺旋转子压缩的气体对 转子轴作用轴向载荷以及径向载荷，所以通过推力轴承以及径向轴承支 承转子轴。为了减轻作用在这些轴承上的负荷而延长轴承寿命，在曰本
特公昭48-33041号中、日本特开昭57-153986号中提出有减轻轴向载荷 的装置，在日本特开平3-61714号中提出有减轻径向栽荷的装置。
在日本特开平3-61714号所公开的螺旋压缩机中，在径向载荷的作 用方向侧设置高压流体室，在其相反侧设置恒压流体室。在该螺旋压缩 机的情况下，轴承宽度变大，导致压缩机大型化。
在图9中，若在轴101上从上向下作用称为轴载荷W的径向载荷， 则轴承102的受压面103与轴101之间，间隙的一部分变窄，在该窄的 受压区域A中巻入油而产生图10所示的油压(动压)Pd。该油压Pd由 油粘度、间隙、转速等决定，还由周围的压力Pl决定。周围的压力Pl 是轴承102的端面部的压力。该油压越大，轴承102的负载能力越高。 但是，由于在轴承102的受压面103和轴101的间隙之间产生的油压比 轴承102周围的压力Pl高，所以会从轴承间隙向轴承端面泄漏，因此负 载能力降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单且紧凑的负载能力高的轴 承、以及使用该轴承的液冷式螺旋压缩机。
为了解决上述课题，本发明的轴承，在支承轴的轴承面中的、承 受轴载荷的受压面的受压区域的周围设置槽，并设置与上述槽连通的 液体供给通路，经由上述液体供给通路向上述槽供给液体。
上述槽优选包括两个周向槽和两个轴向槽。
该情况下，上述周向槽和上述轴向槽优选相互连续。
此外，上述轴向槽也可在中间不连续。
本发明的液冷式螺旋压缩机包括相互啮合的阴阳一对的螺旋转 子、以上述本发明所述结构的轴承作为轴承而收纳上述螺旋转子的压 缩机主体、以及从由上述压缩机主体排出的气体中分离液体的液体分 离器，其中，将由上述液体分离器分离出的液体供给到上述轴承的上 述液体供给通路中。
在上述结构的液冷式螺旋压缩机中，优选在将由上述液体分离器 分离出的液体供给到上述轴承的液体供给通路的液体供给线上，设置 液体泵而提高液压。
根据本发明的轴承以及液冷式螺旋压缩机，在支承轴的轴承面中 承受轴载荷的受压面的受压区域的周围设置槽，并设置与该槽连通的 液体供给通路，经由该液体供给通路向上述槽中供给液体，所以轴承 的受压面处的压力升高，即便有轴承和轴之间的间隙中产生的油压向 周围泄漏的情况，负载能力也不会降低。
此外，由于仅仅是在支承轴的轴承面中承受轴栽荷的受压面的受 压区域的周围设置槽，所以轴承不会变大，结构紧凑。
图1是表示使用了本发明的轴承的油冷式螺旋压缩机的内部构造的 剖视图。
图2是表示图1的油冷式螺旋压缩机的连接线的系统图。
图3是表示图1的油冷式螺旋压缩机的轴承的概要剖视图。
图4是图3的轴承的轴承面的展开图。
图5是图3的轴承的轴承面的变形例的剖视图。
图6是表示本发明的轴承的实施例的主视图。
图7 (a)是图6的轴承的I - I线剖视图，(b)是其变形例的剖视图。
图8是表示现有的轴承U)和本发明的轴承(b)的受压面的压力 的计算结果的图。
图9是表示现有的油冷式螺旋压缩机的轴承的概要剖视图。
图10是图9的轴承的轴承面的展开图。
具体实施例方式
以下，按照
本发明的实施方式。
图1表示使用本发明的轴承的油冷式螺旋压缩机1。在该油冷式螺
旋压缩机l的壳体2内，收纳相互啮合的阴阳一对的螺旋转子3、 4。各 螺旋转子3、 4的两端的转子轴5、 6由以下说明的本发明的径向轴承7 支承。此外，在图1中左侧的径向轴承7的外侧，经由轴承推压件10、 11而设置推力轴承9，该推力轴承9从两侧支承嵌装在转子轴5、 6上的 圆板状的推力部件8。 一个螺旋转子3的图1中右侧的转子轴5,被未图 示的马达驱动旋转，随着该螺旋转子3的旋转，另一个螺旋转子4旋转。
如图2所示，经由吸入线12供给的气体被上述油冷式螺旋压缩机1 压缩而排出到排出线13。在排出气体线13上设置油分离器14，被油分 离器14分离出油后的气体供给到未图示的需要目的地。此外，由油分离 器14分离出的油经由油供给线15而回到油冷式螺旋压缩机1的轴承或 转子啮合槽中。在油供给线15上设置油冷却器16、过滤器17、油泵18。
图3是支承上述油冷式螺旋压缩机1的转子轴5的径向轴承7的概 要图，图4是其轴承面21的展开图。其他的径向轴承7也与该图3、 4 所示的轴承为相同的结构，省略其说明。在径向轴承7上，在支承转子 轴5的轴承面21中的承受轴栽荷W的受压面22上形成槽23。具体而言， 该槽23形成在与转子轴5间的间隙最小且作用有动压Pd的受压区域A 的周围。槽23如图4所示，包括两个周向槽23a、 23b和两个轴向槽23c、 23d，这些槽23a~23d以在上述受压区域A的周围闭合的方式相互连续。 此外，与槽23连通的油供给通路24贯通径向轴承7设置。该油供给通 路24可设置在槽23的任何部分上，但出于强度考虑优选如图4所示那 样设置在两个轴向槽23a、 23b的中央。上述油供给通路24与图2所示 的油供给线15连接，供给由油泵18加压了的高压油。
通常，压缩机所要求的轴转速、压缩机吸入压力、排出压力等运转 条件被设定在某一范围内，对应该运转条件范围的受压区域A大体确定 在一定的区域内。
接着，对上述油冷式螺旋压缩机1的径向轴承7的作用进行说明。 若从油供给线15经由油供给通路24向径向轴承7的槽23供给高压油， 则在槽23中作用比受压区域A高的压力Ps。即，由于向槽23中补充供 给从受压区域A向周围漏出的量的油，所以受压区域A的压力升高，径
向轴承7的负载能力提高。该受压区域A的压力如图3所示变为下述压力，即，在受压区域A的动压Pd上加上供给到槽23中的油的压力Ps与 周围压力Pl的压力差Ps-Pl。槽23内的油的压力Ps与油分离器14内的气体的排出压力P2相同，径向轴承7的周围压力PI大致是气体的吸入压力。例如，在排出压力P2为0.7Mpa时，径向轴承7的负栽能力是 现有轴承的大约1.5倍。在螺旋压缩机1中，由于总是只在相同方向上作用轴栽荷W，所以只要准确地以包围受压区域A的方式设置槽23，则可在任何运转条件下都维持负栽能力。
进一步说明设置槽23的意义。受压区域A内的压力是受压区域A周 围的压力与动压的和，该动压由旋转速度等运转条件决定，由"楔效应 (wedge effect)"产生。本发明中，是提高受压区域A的周围的压力， 进而提高受压区域A内的压力。为了可靠地提高该受压区域A周围的压力，需要槽23。在仅设置液体供给通路24而没有槽23时，仅仅是提高 受压区域A周围中非常狭小的区域中的压力，不能提高受压区域A周围 的压力。
在上述实施方式中，由于在油供给线15上设置油泵18，所以与没 有设置油泵18的情况相比，供给到径向轴承7的槽23中的油的压力Ps上升，进而可提高负载能力。
在上述实施方式中，槽23连续，但由于轴向槽23c、 23d的存在而 有径向轴承7的强度降低、径向轴承7变形的可能。因此，也可如图5 所示，在轴向槽23c、 23d的中间设置间断部25而维持强度。若这样的 间断部25短，则油的漏出少，不会对负栽能力产生影响。另外，在此所 说的轴向槽23c、 23d的中间并不限定为轴向槽23c、 23d的正中间。
图6、图7 (a)表示径向轴承7的槽23的实施例。在该径向轴承7 中，在径向轴承7的两端附近，在受压面22的大约90度的范围内设置 一定深度的周向槽23a、 23b，并从该周向槽23a、 23b的两端形成深度 慢慢变浅直到受压面22的过渡槽23e、 23f。此外，在周向槽23a、 23b 的过渡槽23e、 23f范围内设置轴向槽23c、 23d。在轴向槽23c、 23d上 形成油供给通路24。周向槽23a、 23b优选宽度5 10mm、深度5 10mm、 轴向槽23c、 23d也优选宽度5~10mm、深度5 ~ IO咖。图7(b)除了在 轴向槽23c、 23d之间设置间断部25以外与图7 (a)相同。间断部25 的宽度优选是槽的宽度的2 ~ 4倍。
图8 (a)、 (b)表示的是，在下述条件下，在有槽的本发明的径向 轴承和没有槽的现有的径向轴承上分别支承转子轴并使其旋转，同时计 算受压面的各点的压力，并用灰度表示。另外，对于有槽的本发明的径 向轴承，向径向轴承的槽作用有水压。
(两者相同的条件)
转子轴的直径70mm
轴承的内径70.15mm
轴承的长度与内径的比1
转子轴的转速2231rpm
(有槽的本发明的径向轴承中适用的条件)
从铅直轴到旋转方向上的轴向槽的角度25°
从铅直轴到反转方向上的轴向槽的角度80°
周向槽的间隔50mm 从轴承端面到周向槽缘的距离5,
周向槽宽度5mm、深度5mm
轴向槽宽度5mm、深度5mm
供水压力2kg/cm2
供水的粘度1. 02e —"kgs/mm2
其结果，如图8(a)所示，在没有槽的现有的径向轴承中，黑色的 受压区域小，负栽能力降低，如图8 (b)所示的有槽的本发明的径向轴 承中，受压区域变大，负载能力变高。此外，在没有槽的现有的径向轴 承中，受压区域中产生的油压为136.3kg/mm2，但在有槽的本发明的径向 轴承中，为333. 8mm2，与没有槽的现有的径向轴拟目比，受压区域的压 力增大到大约2.4倍。
另外，上述实施方式是油冷式螺旋压缩机的轴承，但本发明也可用 在取代油而以其他的液体作为冷却介质的液冷式螺旋压缩机的轴承中。
权利要求
1.一种轴承，在支承轴的轴承面中的、承受轴载荷的受压面的受压区域的周围设置槽，并设置与上述槽连通的液体供给通路，经由上述液体供给通路向上述槽供给液体。
2. 如权利要求l所述的轴承，其特征在于，上述槽包括两个周向槽 和两个轴向槽。
3. 如权利要求2所述的轴承，其特征在于，上述周向槽和上述轴向 槽相互连续。
4. 如权利要求2所述的轴承，其特征在于，上述轴向槽在中间不 连续。
5. —种液冷式螺旋压缩机，包括 相互啮合的阴阳一对的螺旋转子、以权利要求1所述结构的轴承作为轴承而收纳上述螺旋转子的压 缩才几主体、以及从由上述压缩机主体排出的气体中分离液体的液体分离器， 其中，将由上述液体分离器分离出的液体供给到上述轴承的上述 液体供给通路中。
6. 如权利要求5所述的液冷式螺旋压缩机，其特征在于，还包 括增大液压的液体泵，上述液体泵设置在液体供给线中，该液体供给 线将由上述液体分离器分离出的液体供给到上述轴承的上述液体供给 通路。
全文摘要
本发明提供一种轴承以及使用该轴承的液冷式螺旋压缩机。在支承轴的轴承面中的、承受载荷的受压面的受压区域的周围设置槽，并设置与该槽连通的液体供给通路，经由该液体供给通路向上述槽供给液体。通过这样构成，能够提供一种结构简单且紧凑的负载能力高的轴承、以及使用该轴承的液冷式螺旋压缩机。
文档编号F16C17/02GK101205947SQ200710160088
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月24日 优先权日2006年12月22日
发明者吉村省二 申请人:株式会社神户制钢所