固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械的製作方法
2023-09-20 15:35:25
固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械，其能夠抑制以曲柄銷機構為中心作用的顛覆力矩。渦旋盤流體機械，是懸臂式的渦旋盤流體機械，其中，具備：固定渦旋盤體，其固定於殼體；旋迴渦旋盤體，其通過相對於該固定渦旋盤體可旋迴地嚙合，可移動地形成壓縮空間；驅動軸，其經偏心軸支承該旋迴渦旋盤體；和曲柄銷機構，其可防止自轉地支承旋迴渦旋盤體，曲柄銷機構具備：第一軸，其可旋轉地支承於固定渦旋盤體側；和第二軸，其可旋轉地支承於旋迴渦旋盤體側，相對於第一軸偏心，固定渦旋盤體側的第一軸，存在於由固定渦旋盤體和旋迴渦旋盤體形成的壓縮空間的推力方向的範圍內。
【專利說明】固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械
【技術領域】
[0001]本發明涉及固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械，特別是涉及做成了能夠抑制所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械發生的有害的顛覆力矩的配置結構的固定渦旋盤體及使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械。
【背景技術】
[0002]以往，此種渦旋盤流體機械是為了實現小型化而使旋迴渦旋盤的螺旋體(渦旋齒)的基礎圓中心從旋迴渦旋盤的端板中心偏心。
[0003]另外，作為渦旋盤流體機械，有所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械，其驅動曲軸的旋迴渦旋盤的一側的偏心軸部側，經軸承部件將旋迴渦旋盤支承成懸臂式。
[0004]另外，例如，在日本特開2012 - 102614號公報(專利文獻I)中記載的以往的旋迴渦旋盤中，渦旋齒中的基礎圓中心相對於旋迴渦旋盤的端板中心，向從渦旋齒的捲起結束朝向捲起開始側位於180度內側的內側位置的外方偏心，以便渦旋齒的捲起結束端面和端板的外周端面的距離，與從渦旋齒的捲起結束朝向捲起開始側在180度內側的位置中的外面和端板的外周端面的距離大致相等(參照專利文獻I的圖6)。
[0005]但是，在如上的結構中，儘管由在壓縮室中產生的氣體壓力引起的旋迴渦旋盤的背離力(detaching force)的作用點從端板中心偏心,但因為將旋迴潤旋盤向固定潤形側推壓的高壓作用室的推壓力的作用點沒有與端板中心一致，所以在旋迴渦旋盤中產生所謂的顛覆力矩(參照專利文獻I的圖4)。
[0006]其結果，必須增大高壓作用室的面積，確保推壓力，以便克服顛覆力矩，旋迴渦旋盤不背離固定渦旋盤，在此存在滑動損失變大的課題。
[0007]在此，因為由壓縮負荷等產生的負荷反力作用在曲軸的偏心軸部，所以曲軸伴隨撓曲進行變形。因此，在主軸承部兩端附近產生一端接觸現象。特別是，主軸承部的旋迴渦旋盤側端部，因為作用比反旋迴渦旋盤側端部大的負荷，所以容易產生更強的一端接觸。
[0008]因此，在專利文獻I中，使設置在旋迴渦旋盤的背面側的環狀密封體的中心從端板中心向渦旋齒的基礎圓中心的偏心方向偏心。由此，因為由在壓縮室內產生的氣體壓力引起的旋迴渦旋盤的背離力的作用點，和將旋迴渦旋盤向固定渦旋盤側推壓的高壓作用室的作用點大致一致，所以通過對旋迴渦旋盤起作用的顛覆力矩變小，能夠減小高壓作用室的面積(參照專利文獻I的圖1?3)。
[0009]但是，在專利文獻I中，旋迴渦旋盤使向背面側中心軸突出的輪轂與曲軸結合而進行軸承支承，旋迴渦旋盤外周面附近是由滑動面支承推力方向的力的構造，即使向螺旋體的基礎圓中心的偏心方向偏心，在從中心部靠近外周的位置，相對於推力方向的外力的變動也受到不小的影響，存在不能忍受的危險。
[0010]本 申請人:至此為止對使固定渦旋盤和旋迴渦旋盤由驅動軸和曲柄銷機構連結而相對地進行旋迴運動的渦旋盤流體機械進行了製品化。
[0011]在此，負責旋迴運動的軸承，配設於經旋迴渦旋盤和固定渦旋盤緊固連結的殼體上。從馬達等輸出的驅動力，經驅動軸向配設於具有一定的偏心量的旋迴渦旋盤上的中央部的軸承傳遞，由配設於與旋迴渦旋盤接合的軸承保持部件的外周的至少一個以上的曲柄銷機構阻止自轉，同時由設定的偏心量變換為旋迴運動。
[0012]在先技術文獻
[0013]專利文獻
[0014]專利文獻1:日本特開2012 - 102614號公報
【發明內容】
[0015]發明所要解決的課題
[0016]在以上的那樣的渦旋盤流體機械中，通過旋迴渦旋盤的旋轉，壓縮室從外周側向內周側移動，由此，半徑方向的負荷分布變化，在曲柄銷上因推力方向的負荷而以曲柄銷為中心產生顛覆力矩，由相對於軸承的負荷變動引起的消耗增加,也妨礙順暢的旋迴運動。
[0017]本發明是為了改善以上的課題而提出的，特別是，目的在於提供一種固定渦旋盤體，其具有曲柄銷方式的防止自轉用機構，在所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械中，考慮曲柄銷機構的配置，做成能夠抑制以曲柄銷機構為中心作用的顛覆力矩的構造的穩定性優異的高效率的固定渦旋盤體。另外，本發明的目的在於提供一種使用該固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械。
[0018]為了解決課題的手段
[0019]為了解決所述課題，本發明的一方面提供一種固定渦旋盤體，其特徵在於，包括:端板；設置在端板上的螺旋狀的固定渦旋齒；和曲柄銷機構，所述曲柄銷機構具有設置在所述端板上的軸部，該軸部存在於由所述端板和所述固定渦旋齒形成的壓縮空間的推力方向的範圍內。
[0020]本發明的一方面提供一種渦旋盤流體機械，是懸臂式的渦旋盤流體機械，其特徵在於，具備:固定渦旋盤體，其固定於殼體；旋迴渦旋盤體，其通過相對於該固定渦旋盤體可旋迴地嚙合，可移動地形成壓縮空間；驅動軸，其經偏心軸支承該旋迴渦旋盤體；和曲柄銷機構，其可防止自轉地支承所述旋迴渦旋盤體，所述曲柄銷機構具備:第一軸，其可旋轉地支承於所述固定渦旋盤體側；和第二軸，其可旋轉地支承於所述旋迴渦旋盤體側，相對於所述第一軸偏心，所述固定渦旋盤體側的第一軸，存在於由所述固定渦旋盤體和所述旋迴渦旋盤體形成的壓縮空間的推力方向的範圍內。
[0021]在此，所述曲柄銷機構的所述第一軸與所述固定渦旋盤體和所述旋迴渦旋盤體滑動的端板相向面正交。
[0022]另外，所述曲柄銷機構的所述第一軸與所述驅動軸平行地延伸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發明的渦旋盤流體機械的實施方式之一例的剖視圖。
[0024]圖2是用於圖1所示的渦旋盤流體機械的曲柄銷機構的放大說明圖。
[0025]圖3是表示以圖1所示的渦旋盤流體機械的曲柄銷機構為中心作用的來自壓縮空間的作用力的示意說明圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，列舉有關本發明的固定渦旋盤體及使用固定渦旋盤體的渦旋盤流體機械的實施方式，基於添加的附圖詳細地進行說明。
[0027]在圖1中，將表示本發明的渦旋盤流體機械I的實施方式之一例剖開地表示。
[0028]此渦旋盤流體機械I構成了所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械，其對驅動軸的旋迴渦旋盤體進行驅動的一側的偏心軸部側，經軸承部件支承成懸臂式的旋迴渦旋盤體。
[0029]如果對這樣的渦旋盤流體機械I進行概略說明，則渦旋盤流體機械1，在圖中，具有將X軸方向左端側開口的第一殼體2 ;和與第一殼體2在X軸方向連續設置，使Y方向的尺寸比第一殼體2大的第二殼體3。在第一殼體2內，具有通過第一殼體2的X軸方向左端側的開口的中心且與沿著X軸方向的中心軸X1同心地配置的第三殼體4。
[0030]在第三殼體4內，配設以中心軸X1為旋轉中心的風扇5。
[0031]另外，在第二殼體3內，配設旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7。固定渦旋盤體7固定於第二殼體3及第三殼體4。另外，固定渦旋盤體7，經後述的將旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7連結的曲柄銷機構中的軸承壓緊部件13固定於第二殼體3。
[0032]此外,在第二殼體3上設置用於取入冷卻空氣的多個取入口 3in (後述),在第一殼體2和第三殼體4上設置冷卻通路。
[0033]旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7具有端板6a、7a、設置在端板6a、7a上的螺旋狀的旋迴渦旋齒6r、固定渦旋齒7r。
[0034]旋迴渦旋盤體6的旋迴渦旋齒6r，突出設置在端板6a上。固定渦旋盤體7側的固定渦旋齒7r，其端板7a呈螺旋槽狀地刻入了旋迴渦旋齒6r的高度量而形成。
[0035]根據以上的構造，旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7以如下的方式配設，S卩，旋迴渦旋盤體6的端板6a上的旋迴渦旋齒6r與在固定渦旋盤體7的端板7a上刻入了的螺旋槽(固定渦旋齒7r)卡合,在旋迴渦旋齒6r和固定渦旋齒7r相互嚙合的狀態下,各自的端板6a、7a的滑動面指向Y方向。而且，通過旋迴渦旋齒6r和固定渦旋齒7r相互嚙合,形成了月牙兒狀的壓縮空間S。此外，旋迴渦旋齒6r和固定渦旋齒7r，在與端板6a、7a以微小的間隙相向的前端嵌裝了片狀密封件6rS、7rS。實際上，在端板6a和固定渦旋齒7r之間以及端板7a和旋迴渦旋齒6r之間，以微米級存在實質上能夠充分地密閉壓縮空間S的間隙。壓縮空間S，以從外側部位導入壓縮流體的方式與導入口連通(圖示省略)，中央的壓縮空間S，以作為規定壓的壓縮流體排出的方式與排出口 8連通。
[0036]以上的旋迴渦旋盤體6，與貫通第三殼體4及風扇5而沿著X1軸穿插的驅動軸9的前端偏心軸9a經軸承部件10連接。偏心軸9a，其軸心X2相對於X1軸僅偏心了距離L。此外，驅動軸9與未圖示的驅動馬達的輸出軸連接。
[0037]而且，旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7，在端板6a、7a的外周附近的多個部位(在此為3個部位)配設了曲柄銷機構11。
[0038]另外，在固定渦旋盤體7上，在端板7a的背面側設置了冷卻用翅片f7。此外，在旋迴渦旋盤體6側也設置了省略圖示的冷卻翅片。
[0039]曲柄銷機構11，具備經滾動軸承12a可旋轉地支承在固定渦旋盤體7側的端板7a上的第一軸Ila ;和經滾動軸承12b可旋轉地支承在旋迴渦旋盤體6側的端板6a上，使軸心相對於第一軸Ila的軸心僅偏心了距離L的第二軸Ilb (參照圖2)。另外，曲柄銷機構11經軸承壓緊部件13固定於第二殼體3。
[0040]本發明的渦旋盤流體機械I是以上的那樣構成的結構，下面，對其動作、作用進行說明。
[0041]驅動軸9,如果馬達驅動被驅動,則動力向驅動軸9傳遞,驅動軸9以X1軸為中心進行旋轉。這時，風扇5也旋轉，由此，冷卻用空氣從第二殼體3的X軸上遊側被吸引導入第二殼體3內，通過第二殼體3內的固定渦旋盤體7的端板7a背面的冷卻用翅片f7，並通過旋迴渦旋盤體6，經第三殼體4、第一殼體2的開口部排出，旋迴渦旋盤體6及固定渦旋盤體7被適當地冷卻。另外，冷卻用空氣從在收容旋迴渦旋盤體6及固定渦旋盤體7的第二殼體3上開設的取入口 3in向第二殼體3內導入，供旋迴渦旋盤體6及固定渦旋盤體7的冷卻。
[0042]由於如果驅動軸9以X1軸為中心旋轉，則旋迴渦旋盤體6與驅動軸9前端的偏心軸9a經軸承部件10連接，進而，設置在旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7的端板6a、7a的外周附近的曲柄銷機構11的第二軸11b，相對於可旋轉地支承於固定渦旋盤體7側的第一軸Ila僅偏心了距離L，所以旋迴渦旋盤體6不會自轉，而以距離L為半徑進行公轉。
[0043]由此，旋迴渦旋盤體6的旋迴渦旋齒6r，能夠一邊使在固定渦旋盤體7的端板7a上刻入了的螺旋槽(固定渦旋齒7r)與固定渦旋齒7r嚙合一邊移動，使由旋迴渦旋齒6r和固定渦旋齒7r形成的壓縮空間S從旋迴渦旋齒6r及固定渦旋齒7r的捲起開始側即外側的部位向捲起結束側即中央側移動。
[0044]由此，壓縮流體能夠從固定渦旋盤體7的靠近外側的導入口向壓縮空間S內導入，通過壓縮空間S朝向中央部位移動下去，被壓縮下去，並從中央的壓縮空間S作為規定壓的壓縮流體經排出口8排出。
[0045]因為如果進行如上的壓縮動作，則通過旋迴渦旋盤體6的旋迴渦旋齒6r —邊使在固定渦旋盤體7的端板7a上刻入了的螺旋槽(固定渦旋齒7r)與固定渦旋齒7r嚙合一邊移動，壓縮空間S沿著圖中固定渦旋盤體7的徑方向即Y軸方向，從固定渦旋盤體7的外側朝向中央部位移動，所以壓縮空間S的壓力時時刻刻變動。由於該壓力的變動，波及到Y軸方向的作用力(推力)F1，將波及到可旋轉地支承於曲柄銷機構11的固定渦旋盤體7的端板7a上的第一軸11a。
[0046]但是，因為壓縮空間S在固定渦旋盤體7的徑方向即Y軸方向形成，第一軸IIa位於此壓縮空間S的形成方向的延長線上，所以能夠極力抑制以第一軸Ila為中心的顛覆力矩(參照圖3)。
[0047]如以上的那樣，在本實施方式的渦旋盤流體機械I中，是在具有曲柄銷方式的防止自轉用機構的所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械I中，通過使曲柄銷機構11的第一軸Ila位於固定渦旋盤體7中的壓縮空間S的徑方向的延長線上，能夠抑制以曲柄銷機構11的軸部為中心作用的顛覆力矩，能夠提供一種穩定性優異的高效率的渦旋盤流體機械。
[0048]另外，由於是在一個第二殼體3內收容旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7、將旋迴渦旋盤體6和固定渦旋盤體7連結的曲柄銷機構11的構造，所以，能夠抑制整體容積，能夠做成緊湊的構造。
[0049]根據上述實施方式，即使來自壓縮空間的徑方向的應力波及到端板的曲柄銷機構的軸部，也能夠極力消除施加在曲柄銷機構的軸部上的顛覆力矩。
[0050]根據上述實施方式，通過由來自壓縮空間的徑方向的壓力變動抵抗波及到徑方向的作用力，曲柄銷機構的第一軸位於壓縮空間的推力方向的範圍內，能夠極力抑制施加在曲柄銷機構上的顛覆力矩。
[0051]根據上述實施方式，能夠提供一種穩定性優異的高效率的渦旋盤流體機械，其是具有曲柄銷方式的防止自轉用機構的所謂的懸臂式的渦旋盤流體機械，其中，通過使曲柄銷機構的軸部位於固定渦旋盤體中的壓縮空間的徑方向的延長線上，能夠抑制以曲柄銷機構的軸部為中心作用的顛覆力矩。
[0052]產業上的利用可能性
[0053]如以上的那樣，根據本發明的渦旋盤流體機械，由於通過抑制過去常常存在於懸臂式的渦旋盤流體機械中的有害的振動，抑制負荷，能夠提供一種長壽命且高效率的渦旋盤流體機械，所以也能夠適用於比較低輸出功率的設備，例如冰箱、除溼機等熱泵搭載設備。
[0054]以上，僅說明了本發明的幾個實施方式，但對於本領域人員而言，可以容易地理解在實質上不會脫離本發明的新的教示、優點而例示的實施方式上增加各種各樣的變更或改良。因此，增加了這樣的變更或改良的方式也包括在本發明的技術範圍內。
[0055]本申請基於2013年3月29日申請的日本專利申請第2013 — 072382號主張優先權。2013年3月29日申請的日本專利申請第2013 — 072382號的包括說明書、權利要求書、附圖及摘要在內的全部公開內容，通過參照作為整體編入到本申請中。
[0056]日本特開2012 — 102614號公報的包括說明書、權利要求書、附圖及摘要在內的全部公開內容,通過參照作為整體編入到本申請中。
[0057]符號的說明
[0058]1:渦旋盤流體機械
[0059]2:第一殼體
[0060]3:第二殼體
[0061]3in:取入口
[0062]4:第三殼體
[0063]5:風扇
[0064]6:旋迴渦旋盤體
[0065]6r:旋迴渦旋齒
[0066]7:固定渦旋盤體
[0067]7r:固定渦旋齒
[0068]6rs、7rs:片狀密封件
[0069]8:排出口
[0070]9:驅動軸
[0071]9a:偏心軸
[0072]10:軸承部件
[0073]11:曲柄銷機構
[0074]Ila:第一軸
[0075]Ilb:第二軸
[0076]12a、12b:滾動軸承
[0077]13:軸承壓緊部件
[0078]S:壓縮空間
[0079]f7:冷卻用翅片。
【權利要求】
1.一種固定渦旋盤體，其特徵在於，包括: 端板； 設置在端板上的螺旋狀的固定渦旋齒；和 曲柄銷機構， 所述曲柄銷機構具有設置在所述端板上的軸部，該軸部存在於由所述端板和所述固定渦旋齒形成的壓縮空間的推力方向的範圍內。
2.一種渦旋盤流體機械，是懸臂式的渦旋盤流體機械，其特徵在於，具備: 固定渦旋盤體，其固定於殼體； 旋迴渦旋盤體，其通過相對於該固定渦旋盤體可旋迴地嚙合，可移動地形成壓縮空間； 驅動軸，其經偏心軸支承該旋迴渦旋盤體；和 曲柄銷機構，其可防止自轉地支承所述旋迴渦旋盤體， 所述曲柄銷機構具備: 第一軸，其可旋轉地支承於所述固定渦旋盤體側；和 第二軸，其可旋轉地支承於所述旋迴渦旋盤體側，相對於所述第一軸偏心， 所述固定渦旋盤體側的第一軸，存在於由所述固定渦旋盤體和所述旋迴渦旋盤體形成的壓縮空間的推力方向的範圍內。
3.如權利要求2所述的渦旋盤流體機械，其特徵在於，所述曲柄銷機構的所述第一軸，與所述固定渦旋盤體和所述旋迴渦旋盤體的端板相向面正交。
4.如權利要求2或3所述的渦旋盤流體機械，其特徵在於，所述曲柄銷機構的所述第一軸與所述驅動軸平行地延伸。
【文檔編號】F04C18/02GK104074757SQ201410123148
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】本間利弘, 佐藤徹, 藤岡完, 淺見淳一 申請人:阿耐思特巖田株式會社