[发明专利]注水式涡旋空气压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩空气的涡旋空气压缩机，尤其涉及一种使水混入空气的注水式涡旋空气压缩机。

背景技术

在涡旋空气压缩机中，使形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于形成有与该回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板的固定涡盘部件摆动，而压缩空气。对于该涡旋空气压缩机，使油混入空气的油冷式结构、例如专利文献所记载的使水混入空气的水注入式的结构广为人知。混入到空气中的油和水具有密封形成多个压缩室的回旋涡盘部件的卷板和固定涡盘部件的卷板之间的微小间隙的作用、以及吸收压缩发热防止各部件热变形并抑制所述间隙扩大的作用。其结果是，能够获得降低空气从压缩室泄漏从而提高效率的效果。

油冷式涡旋空气压缩机因具有长足的实际效果，所以其可靠性好。然而，即使从压缩机主体喷出的压缩空气中所含的油被油分离器等分离，在压缩空气中还是有可能残留有极少量的油，所以不能用于无法容许微少的油的存在的用途，例如以食品、半导体等为对象。另外，在水注入式涡旋空气压缩机中，虽然不向压缩空气混入油，但因需要应对锈、腐蚀、润滑不良等，所以与油冷式结构相比其普及落后。然而，近年来，由于存在对不含油的净化空气的市场需求，水注入式的涡旋空气压缩机的研发得到积极地开展。

专利文献1：日本特开平08-128395号公报(图10)。

为了提高效率，水注入式涡旋空气压缩机构成为向压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水。但是，以往并未提及关于注水量的适当的数值范围，也未示出设定基准。即，若只关注效率则注水量多一些为好，但是也需要考虑其他事项。

通常，在压缩机停止时，由于不希望在压缩机主体的内部残留水，所以在停止前进行暂时的干燥运行(具体为停止注水的运行)。通过该停止前的干燥运行排出残留在压缩机主体内部的水，并利用压缩发热使内部干燥。其目的在于抑制在停止期间的内部腐蚀、水的变质，并使下次的启动变得容易。具体而言，是因为附着在多个材料构成的金属表面的不流动的水容易促使电腐蚀(galvanic corrosion)，从而与压缩机运行时相比在停止时更容易产生内部腐蚀。另外还因为，在启动压缩机时若在压缩机主体内部残留有水，将因水的密度是空气的数千倍而使启动转矩增大。另外还因为，在寒冷地带残留水冻结可能导致不能驱动或者压缩机主体被损坏。基于这些理由，虽然在停止前进行干燥运行，但是基于此干燥运行的内部干燥要在通常运行时的注水量少时才能迅速完成。因此，对于提高效率和缩短干燥运行时间之间的平衡关系，需要均衡考虑以设定注水量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高效率并缩短停止前的干燥运行时间的注水式涡旋空气压缩机。

(1)为了达成所述目的，本发明以如下方式形成，即，其包括：压缩机主体，其使形成有大致涡卷状的卷板的回旋涡盘部件相对于固定涡盘部件摆动而压缩空气，所述固定涡盘部件形成有与所述回旋涡盘部件的卷板对应的大致涡卷状的卷板；供水系统，其向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，该注水式涡旋空气压缩机的特征在于，所述供水系统构成为在注入水流量与吸入空气流量的体积比即注水量比为以下范围内向所述压缩机主体的吸入侧或者压缩室注入水，即，注水量比为5×10^-5～40×10^-5的范围内，且具有注水量比的增幅为1×10^-5的情况下压缩机的总绝热效率的增幅小于2％的特性的注水量比的范围内。

根据本申请的发明人等所进行的实验的结果(参照图5(a))，可知在春秋期间等常温期间(换句话说，即气温为常温时)，在注水量比小于大致7×10^-5的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率大幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10^-5的情况下，压缩机的总绝热效率的增幅为2％以上，在注水量比为大致7×10^-5的情况下，压缩机的总绝热效率为大致68％，在注水量比为大致7×10^-5以上的情况下，随着注水量比的增加压缩机的总绝热效率将小幅增加，此时的注水量比的增幅为1×10^-5的情况下，压缩机的总绝热效率的增幅小于2％。根据这种注水量比和压缩机的总绝热效率的关系(特性)，例如将常温期间的注水量比的控制范围的最小值设定为大致(7～12)×10^-5，将最大值设定为大致(18～38)×10^-5。由此，虽然注水量比较少但能够使压缩机的总绝热效率提高到大致68％以上，并且由于注水量比较少，因此能够缩短停止前的干燥运行时间。