在工業(yè)壓縮機(jī)技術(shù)中無油潤滑壓縮機(jī)變得越來越重要。由于與環(huán)境法規(guī)相關(guān)的責(zé)任日益增加，還有操作和處理成本的增加，以及對(duì)輸送介質(zhì)的純度的更高要求，現(xiàn)有的有油潤滑壓縮機(jī)，如液環(huán)式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式滑片泵以及油或水噴射主軸壓縮機(jī)正越來越多地被無油潤滑機(jī)器所取代。這些無油潤滑機(jī)器包括無油主軸壓縮機(jī)、爪泵、隔膜泵、柱塞泵、渦旋機(jī)以及真空羅茨泵。然而，這些機(jī)器的共同之處在于，仍然無法在低廉的價(jià)格水平和令人滿意的壓縮效率的基礎(chǔ)上，滿足人們對(duì)可靠性和耐用性以及尺寸和重量方面的期望。

為了改善這種情況，現(xiàn)有的無油潤滑主軸壓縮機(jī)是一種替代，因?yàn)樽鳛榈湫偷碾p軸位移機(jī)，它們僅需實(shí)現(xiàn)所要求的多級(jí)性質(zhì)，即所謂的“輸送線”，便可提供高壓縮能力，每個(gè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子有幾個(gè)串聯(lián)連接的封閉的具有一些包裹物的工作腔室，以一種非常簡單的方式，但是工作空間中無需工作流體。此外，兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的主軸轉(zhuǎn)子的非接觸式嚙合允許更高的轉(zhuǎn)子速度，使得(與尺寸有關(guān))額定吸入能力和體積效率同時(shí)有所增加。在這種情況中，無油潤滑主軸壓縮機(jī)可用于真空以及超壓條件；其在超壓條件下的功耗自然顯著較高，因?yàn)樵诔瑝悍秶鷥?nèi)，最終的壓力肯定高于2巴(絕壓)，最高達(dá)15巴甚至更高，必須克服更大的壓力差。

對(duì)于無油潤滑主軸壓縮機(jī)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)DE102013009040.7描述了具有非平行旋轉(zhuǎn)軸線的兩個(gè)主軸轉(zhuǎn)子是如何獲得大的內(nèi)部壓縮比以及高的級(jí)數(shù)的，與此同時(shí)將輸送氣體進(jìn)口和出口之間多個(gè)串聯(lián)連接的工作腔室之間的內(nèi)部泄漏最小化。在壓縮制冷設(shè)備中，用于這樣的功率范圍的壓縮機(jī)技術(shù)仍然被工作空間中需要工作液的主軸壓縮機(jī)主導(dǎo)，所需的功率調(diào)節(jié)往往通過復(fù)雜的控制滑閥來實(shí)現(xiàn)。此外，為了更高的網(wǎng)絡(luò)工作壓力，通常需要兩個(gè)串聯(lián)連接的壓縮機(jī)，并且效率水平也僅僅是差強(qiáng)人意。

這種情況需要改善。

本發(fā)明的目的在于，運(yùn)行用于壓縮制冷設(shè)備的制冷壓縮機(jī)，工作空間中無需工作液，效率水平提高，同時(shí)對(duì)于高網(wǎng)絡(luò)工作壓力可靠性也有所增加，只有一個(gè)壓縮機(jī)設(shè)備，同時(shí)靈活度較高并且功率調(diào)節(jié)簡單，具有至少部分地氣密性設(shè)計(jì)，同時(shí)噪音盡可能小。

根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過配置為多級(jí)主軸壓縮機(jī)設(shè)備(1)的制冷壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)選地具有非平行的旋轉(zhuǎn)軸線，從進(jìn)口(10)向出口收集空間(13)傳輸氣態(tài)制冷劑，并將其壓縮，在工作空間中無需工作液，通過獨(dú)立的制冷劑蒸發(fā)器(6)和(7)的方式，以及針對(duì)壓力水平和流速通過各自的調(diào)節(jié)裝置(16)、(17)、(18.1或18.2)、(21)、(22)和(23)，主軸轉(zhuǎn)子(2)和(3)，以及周圍的壓縮機(jī)殼體(8)在不同的情況下被專門冷卻，通過液態(tài)制冷劑的局部流分路(25)，使得主軸轉(zhuǎn)子(2和3)之間以及至壓縮機(jī)殼體(8)的空隙距離在所有工作狀態(tài)下在期望范圍內(nèi)保持不變。其中網(wǎng)絡(luò)工作壓力的水平是通過進(jìn)口(10)和出口(20)之間的壓縮機(jī)工作空間中雙齒轉(zhuǎn)子(2)和三齒轉(zhuǎn)子(3)之間串聯(lián)連接的工作腔室作為所配置的級(jí)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。并且壓縮機(jī)功率可以根據(jù)需求非常靈活地調(diào)節(jié)，這是如此實(shí)現(xiàn)的：在縱向轉(zhuǎn)子軸線方向，除了至進(jìn)口(10)的供給進(jìn)口(11)之外，還具有進(jìn)入工作空間的后供給進(jìn)口(12)，并且除了從出口收集空間(13)的排放出口(14)之外，還具有前排放出口(15)，其中供給進(jìn)口(11和12)以及排放出口(14和15)都具有各自的調(diào)節(jié)裝置，以使得實(shí)際傳送的冷卻劑能夠針對(duì)體積流量和壓力增加分別調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)不同工作狀態(tài)的功率。特別是通過包括間接的各自供給進(jìn)口(11和12)以及排放出口(14和15)的局部流量相結(jié)合的方式。此外，同樣是可選的方案，其中液體冷卻劑的注入部(40)具有用于功率調(diào)節(jié)的獨(dú)立的調(diào)節(jié)裝置(41)，以及可選的采用變頻器(38)來驅(qū)動(dòng)主軸壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而改變轉(zhuǎn)速以進(jìn)行專門的功率調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，對(duì)于這樣的應(yīng)用，其中冷卻劑(39)的性質(zhì)和/或向各自的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)的傳熱量(32)或(33)不足以蒸發(fā)冷卻劑，根據(jù)本發(fā)明提出了在這種情況下，各自的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)(6)或(7)被配置為依照DE102013009040.7中用于液體冷卻劑的熱交換器。其中該液體冷卻劑隨后被傳送給每個(gè)主軸轉(zhuǎn)子，例如，通過根據(jù)DE102013009040.7的空速管泵的方式，再隨后根據(jù)本發(fā)明以新的方式，按路線進(jìn)入用于壓縮機(jī)殼體的蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)(9)。在此，也可以是熱交換器和蒸發(fā)器的混合形式，可以專門用于轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)(6)和(7)。此外，根據(jù)本發(fā)明還提出，用于轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻的內(nèi)轉(zhuǎn)子鉆孔表面以這樣的方式配置，即提供停泊凹部(34)和溢出坡道(35)來改善傳熱，在縱向轉(zhuǎn)子軸線方向，其被配置具有相應(yīng)于各自的傳熱條件的不同尺寸，并且被冷卻劑弄濕的轉(zhuǎn)子內(nèi)部鉆孔的表面是粗糙的，從某種意義上說是“非平滑的”、有槽的和有溝的，也可以被配置為螺紋的方式。

與現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮制冷設(shè)備的壓縮機(jī)相比，本發(fā)明的上述特征通過下述創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)取得了突出的進(jìn)步：

1)這樣，通過在多級(jí)壓縮過程中有效散熱的方式，壓縮機(jī)的效率水平被提高。

2)在多級(jí)壓縮過程中有效的散熱是通過采用冷卻劑來實(shí)現(xiàn)的，其可以通過任何方式出現(xiàn)，因此無需單獨(dú)的制冷設(shè)備用于壓縮機(jī)設(shè)備。

3)此外，在工作空間無需自己的工作液，主軸壓縮機(jī)便可工作，這相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)是一個(gè)顯著進(jìn)步，因?yàn)樵诰哂锌杀刃缘闹鬏S壓縮機(jī)中，工作空間里需要油作為工作液。

4)同時(shí)，由于其在一個(gè)設(shè)備中的多級(jí)設(shè)計(jì)，主軸壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)了所需的壓縮值，以使得與現(xiàn)有技術(shù)相比，更高的壓力值不再像目前的情況那樣需要兩個(gè)壓縮機(jī)設(shè)備。

5)同時(shí)，壓縮機(jī)的可靠性和使用壽命被改善。因?yàn)橹鬏S壓縮機(jī)中的軸承負(fù)荷減小，這是由于較小的徑向和軸向力對(duì)軸承的可靠性和使用壽命有著明顯的正面影響，也因此對(duì)壓縮機(jī)和整個(gè)壓縮制冷設(shè)備有明顯的正面影響。

6)對(duì)于所期望的功率調(diào)節(jié)，可以省略之前復(fù)雜、苛刻的滑閥，因?yàn)楦鶕?jù)本設(shè)計(jì)，實(shí)際上通過后進(jìn)口和前出口，任何體積流量和任何壓力階段都可以由根據(jù)本發(fā)明的主軸壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

7)由于本發(fā)明所提出的配置，主軸壓縮機(jī)可以直接作為氣密的裝置，并且從熱力學(xué)角度來看，其始終是安全可靠的。

8)由于具有很高的級(jí)數(shù)，出口處的壓力脈沖遠(yuǎn)小于現(xiàn)今的主軸壓縮機(jī)，以使得該主軸壓縮機(jī)明顯更加安靜。

本發(fā)明將通過以下圖示的方式更加詳細(xì)的解釋。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有作為工作機(jī)器的主軸壓縮機(jī)的壓縮制冷設(shè)備的冷卻劑回路示意圖。在這種情況中，描繪了制冷劑的流動(dòng)方向，包括各種聚集狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的用于有效冷卻壓縮機(jī)組件(即，主軸轉(zhuǎn)子對(duì)和壓縮機(jī)殼體)的冷卻劑分路，同樣能夠容易地辨識(shí)出來。進(jìn)一步地，示出了用于所期望的功率調(diào)節(jié)的各個(gè)后供給進(jìn)口(12)和前排放出口(15)，以及供給進(jìn)口(11)和排放出口(14)，根據(jù)本設(shè)計(jì)，通過各自的調(diào)節(jié)裝置，這實(shí)際上使得通過任意結(jié)合任何所需的體積流量和壓力值成為可能。

主軸壓縮機(jī)設(shè)備(1)僅僅是示意性地被示出了，在下面的圖2中，其結(jié)構(gòu)通過實(shí)施例的方式示出。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的主軸壓縮機(jī)的截面圖，其是圖1中所示的壓縮制冷設(shè)備的回路中的核心元件。之前的闡述已經(jīng)很清晰，在此無需贅述。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，針對(duì)一種可能的上述停泊凹部(34)和溢出坡道(35)的設(shè)計(jì)，圖3示出了轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻過程詳細(xì)配置的放大的視圖，其通過冷卻劑的方式冷卻，其以這樣的方式配置，使得一方面向冷卻劑的傳熱以最佳方式發(fā)生，并且另一方面，在縱向轉(zhuǎn)子軸線方向，冷卻劑能夠在冷卻鉆孔表面有效分布。進(jìn)一步地，向冷卻劑傳熱明顯受到冷卻鉆孔表面的結(jié)構(gòu)的影響，在此，通過實(shí)施例的形式示出為鋸齒狀的線，從而呈現(xiàn)出被冷卻劑弄濕的轉(zhuǎn)子內(nèi)部鉆孔的表面為粗糙的，從某種意義上說是“非平滑的”、有槽的和有溝的，也可以例如為內(nèi)螺紋的形式。

在工作空間無需工作液的主軸壓縮機(jī)，其在周圍的壓縮機(jī)殼體(8)中設(shè)有雙齒主軸轉(zhuǎn)子(2)和三齒主軸轉(zhuǎn)子(3)，并且兩個(gè)主軸轉(zhuǎn)子優(yōu)選為具有非平行旋轉(zhuǎn)的軸線，特別用于壓縮制冷設(shè)備。為了增加效率水平，同時(shí)提供靈活的功率調(diào)節(jié)，根據(jù)本發(fā)明提出了多級(jí)主軸壓縮機(jī)(1)作為制冷壓縮機(jī)，其壓縮機(jī)殼體(8)和主軸轉(zhuǎn)子(2和3)通過從冷卻劑主流回路(24)流出的液體冷卻劑(39)的局部流分路(25)來冷卻。其中壓縮機(jī)殼體(8)通過冷卻劑蒸發(fā)器(9)的方式以可控的形式來冷卻，隨后冷卻劑蒸汽被供給至進(jìn)口(10)。為了功率調(diào)節(jié)，除了供給進(jìn)口(11)之外，還設(shè)有至工作空間的后供給進(jìn)口(12)，以及除了排放出口(14)之外，從出口空間(13)還設(shè)有前排放出口(15)，每一個(gè)都有各自的調(diào)節(jié)裝置。

參考標(biāo)號(hào)列表：

1.多級(jí)主軸壓縮機(jī)設(shè)備，優(yōu)選地具有非平行的主軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)軸線

2.雙齒主軸轉(zhuǎn)子

3.三齒主軸轉(zhuǎn)子

4.雙齒主軸轉(zhuǎn)子(2)的支撐軸，其具有兩側(cè)的主軸轉(zhuǎn)子軸承、工作空間軸密封、冷卻液供給以及同步齒輪

5.三齒主軸轉(zhuǎn)子(3)的支撐軸，其具有雙向主軸轉(zhuǎn)子軸承、工作空間軸密封、冷卻液供給以及同步齒輪

6.雙齒主軸轉(zhuǎn)子(2)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)，在主軸轉(zhuǎn)子條件下(例如，直徑和旋轉(zhuǎn)速度)，如果所選擇的冷卻劑的性質(zhì)和傳熱量(32)足以用于雙齒主軸轉(zhuǎn)子(2)的冷卻鉆孔中的冷卻劑的蒸發(fā)，該轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)優(yōu)選為冷卻劑蒸發(fā)器，

否則，雙齒主軸轉(zhuǎn)子(2)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)(6)被配置為根據(jù)DE102013009040.7的熱交換器，

或者，專用地，也可以同時(shí)為蒸發(fā)器和熱交換器的混合形式

7.三齒主軸轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)，在主軸轉(zhuǎn)子條件下(例如，直徑和旋轉(zhuǎn)速度)，如果所選擇的冷卻劑的性質(zhì)和傳熱量(33)足以用于三齒主軸轉(zhuǎn)子(3)的冷卻鉆孔中的冷卻劑的蒸發(fā)，該轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)優(yōu)選為冷卻劑蒸發(fā)器，

否則，三齒主軸轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)(7)被配置為根據(jù)DE102013009040.7的熱交換器，

或者，專用地，也可以同時(shí)為蒸發(fā)器和熱交換器的混合形式

8.壓縮機(jī)殼體，其具有類似于DE102012011823.6中的封裝金屬薄片外罩

9.冷卻劑蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)，其用于壓縮機(jī)殼體優(yōu)選的棱紋表面

10.主軸壓縮機(jī)的進(jìn)口收集空間，其用于氣體冷卻劑

11.供給進(jìn)口，其具有用于氣體冷卻劑的調(diào)節(jié)裝置

12.后供給進(jìn)口，其具有各自的用于氣體冷卻劑的調(diào)節(jié)裝置

13.主軸壓縮機(jī)的出口收集空間，其用于氣體冷卻劑

14.排放出口，其具有用于氣體冷卻劑的調(diào)節(jié)裝置

15.前排放出口，其具有各自的用于氣體冷卻劑的調(diào)節(jié)裝置

16.雙齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)的液體冷卻劑供給，其具有調(diào)節(jié)裝置

17.三齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)的液體冷卻劑供給，其具有調(diào)節(jié)裝置

18.壓縮機(jī)殼體蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)的液體冷卻劑供給，其具有

18.1中心調(diào)節(jié)裝置，其用于較小的冷卻劑主軸壓縮機(jī)

18.2在每種情況中各自獨(dú)立的調(diào)節(jié)裝置，其用于大的冷卻劑主軸壓縮機(jī)

19.蒸發(fā)器開口，其設(shè)置在封裝金屬薄片外罩的壓縮機(jī)殼體上，用于壓縮機(jī)殼體蒸發(fā)器冷卻系統(tǒng)(9)

20.收集空間，其對(duì)外界是氣密性的，用于蒸發(fā)的殼體冷卻劑

21.具有調(diào)節(jié)裝置的通道，其用于傳遞殼體冷卻劑蒸汽

22.具有調(diào)節(jié)裝置的通道，其用于傳遞雙齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻劑蒸汽

23.具有調(diào)節(jié)裝置的通道，其用于傳遞三齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻劑蒸汽

24.冷卻劑主流回路，具有所示的流動(dòng)方向

25.液體冷卻劑的局部流分路，其用于冷卻主軸壓縮機(jī)

26.冷凝器，其用于主流回路中的冷卻劑

27.蒸發(fā)器，其用于主流回路中的冷卻劑

28.驅(qū)動(dòng)電源，其用于主軸壓縮機(jī)

29.向殼體冷卻系統(tǒng)(9)的熱傳導(dǎo)

30.冷卻劑冷凝器(26)中的散熱

31.冷卻劑蒸發(fā)器(27)中的吸熱

32.向雙齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)(6)的熱傳導(dǎo)

33.向三齒轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)(7)的熱傳導(dǎo)

34.停泊凹部，其用于轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻的液體冷卻劑

35.溢出坡道，其位于停泊凹部(34)之間，用于轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻

36.膨脹閥，例如節(jié)流閥，用于主流回路中的液體冷卻劑

37.分路，其用于冷卻主軸壓縮機(jī)組件的液體冷卻劑

38.變頻器，其用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)

39.冷卻劑連續(xù)經(jīng)過冷卻劑回路中的兩個(gè)集合的狀態(tài)

·作為液體冷卻劑(表示為六角形圖案，例如封閉的六角環(huán))

·作為氣體冷卻劑(表示為點(diǎn)狀圖案)

40.液體冷卻劑注入口，通向壓縮機(jī)工作空間

41.調(diào)節(jié)裝置，其用于冷卻劑注入壓縮機(jī)工作空間