[發明專利]油冷式螺旋壓縮機和馬達驅動系統及馬達控制裝置

有效

• 申請號: 200910165084.3
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101639068A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 龜谷裕敬;山崎勝;安島俊幸;妹尾正治;田中英晴;鈴木宣長
• 申請（專利權）人: 株式會社日立產機系統
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16;H02P21/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及油冷式螺旋壓縮機，涉及避免對驅動該壓縮機的電動機或 電源電路的負擔增大的技術。

背景技術

油冷式螺旋壓縮機，在其內部具有稱為工作室的多個封閉的空間，該 工作室是通過成對的旋轉體的齒槽的嚙合或減小各旋轉體和殼體內表面 的間隙而形成的。

工作室伴隨雙方旋轉體的旋轉而移動，并且，其容積反復擴大和縮小。 另外，工作室根據旋轉體的旋轉位置，通過設在殼體上的開口部或與外部 連通、或變為密閉空間。工作室在容積擴大過程中持續與被稱為吸入口的 開口部連通，從外部將被壓縮氣體吸入工作室內。工作室成為最大容積時， 結束與吸入口的連通，被壓縮氣體則被封閉，通過縮小容積對被壓縮氣體 進行壓縮。達到規定的壓力時，工作室則與稱為排出口的開口部連通，此 后，排出被壓縮氣體，直到容積變為0。

專利文獻1：日本特開2003-3976號公報

油冷式螺旋壓縮機，一邊向處于壓縮過程的工作室內部注入油，一邊 進行壓縮動作。注入油的理由是為了用油對旋轉體進行潤滑和冷卻，而且 填充旋轉體相互間或旋轉體和殼體的內表面之間的間隙，抑制被壓縮氣體 從達到高壓的工作室向低壓的工作室的泄漏。

在空氣壓縮機的情況下，運轉中的油的溫度為50～70℃，粘度(嚴格 地說為動粘度，下面相同)低至40mm/s²以下，處于旋轉體周圍的油不 會成為旋轉的障礙。

作為向工作室內注入油的機構，通常是利用壓縮機本身產生的吸入側 和排出側的壓差的壓差供油機構。該機構是用配管連接對混在自工作室剛 排出的被壓縮氣體中的油進行分離并貯存的處于高壓下的貯油器、和壓縮 開始之后接近吸入壓力的工作室，利用兩端的壓差來送油。該機構在壓縮 機的旋轉體停止后，在大約10～20秒左右的期間，以剩余的壓差繼續向壓 縮機供油，因此，油大多貯存在工作室內，在該狀態下，壓縮機會停止。

運轉中，因壓縮產生的熱等，壓縮機在排出流路附近的中心達到 80～100℃的高溫，長時間停止時，壓縮機整體變為與周圍環境相同的溫度。 在寒冷地區的冬季，有時達到冰點以下，貯存在工作室的油由于低溫粘度 上升到150mm/s²以上。

因此，在要進行低溫起動時，高粘度的油阻礙旋轉體的旋轉，會增大 起動需要的轉矩。特別是在螺旋壓縮機中，工作室移動到達排出端面時， 碰撞到端面的油的反作用力作用在齒面上，以轉矩的形式發生大的慣性 力。

如果采用大容量的電動機，并且進行可變速運轉的機種強化以變換器 為代表的電力裝置，就能夠在電動機中產生所需要的大的起動轉矩，來使 壓縮機起動。但是，僅以低溫環境下的起動為目的，而具備容量為運轉中 需要的容量的幾倍的電動機或電力裝置的情況，不僅是浪費，而且在運轉 中的效率也比容量適中的電動機差。

在感應式等以往的一部分電動機中，即使是在極短時間內產生過大的 起動轉矩，只要是短時間還可以承受，也可以起動。但是，在這種情況下， 壓縮機瞬間就會消耗大電流。

近年來廣泛使用的電動機大多是利用以變換器等為代表的半導體元 件控制電流來驅動的方式。這種方式，由于過大的電流即使是一瞬間也會 損傷半導體元件，因此，不能承受大的起動轉矩，具有過大轉矩時的起動 很困難。

在驅動力的傳遞系統中，有將電動機的輸出軸和旋轉體的旋轉軸一體 化的方式、經由聯軸節的結合、齒輪或皮帶等旋轉傳遞的方式等幾種形式。 經由柔軟的聯軸節或皮帶的結合，即使瞬間發生過大的起動轉矩，在中途 的聯軸節或皮帶也會成為緩沖部件，具有減輕對電動機的負擔的效果。但 是，如果結合是剛性的，就沒有該效果，特別是如果旋轉體和電動機的軸 設計為一體，由于過大的轉矩直接地傳遞，常常會增大電動機的負擔，對 于電動機來說，容易成為嚴酷的條件。

在螺旋壓縮機中，起動轉矩的問題是很長一段時間以來的課題，人們 正進行各種各樣的研究。例如，在專利文獻1中公開了除通常的排出口以 外，還設置僅在起動時開口的排出口，以減輕起動轉矩的方法。

就該方法而言，需要在現有的壓縮機主體上重新附加閥裝置以及其開 閉裝置，這樣在結構的復雜化及制造成本的增加上存在問題。

發明內容