渦旋型流體設備的製造方法與工藝
2023-06-13 23:35:11 2
本發明涉及一種渦旋型流體設備，該渦旋型流體設備具有定渦盤構件和動渦盤構件，通過使由定渦盤和動渦盤形成的密閉空間的容積發生變化，來使流體壓縮或膨脹。
背景技術：
作為渦旋型流體設備，眾所周知有一種專利文獻1所示的渦旋型壓縮機。上述渦旋型壓縮機具有定渦盤構件和動渦盤構件，其中，上述動渦盤構件與定渦盤構件接觸並繞上述定渦盤構件公轉，在動渦盤構件與定渦盤構件之間形成容積會隨著所述公轉而發生變化的密閉空間。此外，在上述壓縮機中，在第一外殼(前外殼)的內部形成對動渦盤構件的驅動機構進行收容的收容空間部，在該收容空間部的一端側設置對驅動機構的驅動軸進行軸支承的軸承部，在收容空間部的另一端側形成對動渦盤構件的推力進行承接的推力承接部，在與第一外殼(前外殼)的推力承接部側的外周部端面接合的第二外殼(中間外殼)中，收容有壓縮機構，該壓縮機構構成為具有定渦盤構件和動渦盤構件。但是，在上述壓縮機中，以對驅動機構的軸承部和各滑動部等進行潤滑和冷卻為目的，而向第一外殼(前外殼)內供給潤滑油。在專利文獻1所記載的壓縮機中，在形成於定渦盤構件的背面側的第三外殼(後外殼)內並用於使壓縮流體導入的排出室中，設置有儲油室，該儲油室對通過油分離器從流體(製冷劑)中分離後的潤滑油進行儲存，將上述儲油室內的潤滑油供給到第一外殼(前外殼)內。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本專利特開平11-93880號公報
技術實現要素：
發明所要解決的技術問題但是，在專利文獻1所記載的壓縮機中，將潤滑油供給通路的第一外殼(前外殼)側開口端設於流體(製冷劑)的吸入室，上述潤滑油供給通路用於將潤滑油從所述儲油室供給至第一外殼(前外殼)。因而，從潤滑油供給通路供給至吸入室的潤滑油與吸入製冷劑一起被再次吸入第二外殼(中間外殼)側的壓縮機構，從而存在潤滑油無法足夠地供給至第一外殼(前外殼)內的軸承部、軸密封部及推力承接部與動渦盤之間的滑動部處的可能性。本發明為解決上述問題而作，其目的在於提供一種能使供給至第一外殼側的潤滑油不被吸入到第二外殼側，而是被足夠地供給至第一外殼內的軸承部、軸密封部及推力承接部與動渦盤之間的滑動部處的渦旋型流體設備。解決技術問題所採用的技術方案因此，本發明的渦旋型流體設備具有如下結構：在第一外殼的內部形成收容空間部，該收容空間部對動渦盤構件的驅動機構進行收容，所述動渦盤構件與定渦盤構件接觸且繞所述定渦盤構件進行公轉，在所述動渦盤構件與所述定渦盤構件之間形成容積隨著所述公轉而發生變化的密閉空間，在所述收容空間部的一端側設有對所述驅動機構的驅動軸進行軸支承的軸承部，在所述收容空間部的另一端側上形成對所述動渦盤構件的推力進行承接的推力承接部，在與所述第一外殼的所述推力承接部一側的外周部端面接合的第二外殼的內部，對所述定渦盤構件和動渦盤構件進行收容，其特徵是，在所述收容空間部的驅動機構周圍的周面上，形成用於儲存潤滑油的凹部，並且在所述凹部中設有將所述凹部內的潤滑油向所述驅動機構的中心方向引導的導向部。發明效果根據本發明的渦旋型流體設備，能將潤滑油儲存在形成於對動渦盤的驅動機構進行收容的第一外殼內的收容空間部的凹部中，並且通過凹部內的導向部，將潤滑油朝向動渦盤的驅動機構引導，因此，能將潤滑油充分供給至第一外殼內的軸承部、軸密封部及各推力承接部與動渦盤之間的滑動部處。因而，能抑制軸承部、軸密封部及推力承接部與動渦盤之間的滑動部處的磨損，能提高流體設備的耐久性，並且能防止因所述滑動部的發熱等引起的流體設備的效率降低。附圖說明圖1是表示本發明第一實施方式的渦旋型壓縮機的主視圖。圖2是沿圖1的A－A線的向視剖視圖。圖3是沿圖2的B－B線的向視剖視圖。圖4是去除圖3的動渦盤構件的剖視圖。圖5是去除圖4的推力板的剖視圖。圖6是沿圖5的C－C線的向視剖視圖。圖7是表示本發明第二實施方式的渦旋型壓縮機的剖視圖。具體實施方式以下，對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，本發明的渦旋型流體設備能作為壓縮機和膨脹器使用，在此，以壓縮機的例子來進行說明。首先，根據圖1～圖6，對本發明的第一實施方式進行說明。圖1～圖6示出了第一實施方式的渦旋型壓縮機的整體結構，其中，圖1是主視圖，圖2是沿圖1的A－A線的向視剖視圖，圖3是沿圖2的B－B線的向視剖視圖，圖4是去除圖3的動渦盤後的剖視圖，圖5是去除圖4的推力板後的剖視圖，圖6是沿圖5的C－C線的向視剖視圖。渦旋型壓縮機1具有沿中心軸方向相對配置的定渦盤構件2和動渦盤構件3。定渦盤構件2是通過在端板2a上一體形成渦卷纏繞件2b而成的。同樣地，動渦盤構件3是通過在端板3a上一體形成渦卷纏繞件3b而成的。兩個渦盤構件2、3配置成使兩個渦卷纏繞件2b、3b嚙合，且使渦卷纏繞件2b的突出側的端緣與端板3a接觸，並使渦卷纏繞件3b的突出側的端緣與端板2a接觸。另外，在兩個渦卷纏繞件2b、3b的突出側的端緣埋設有頂端密封件。另外，兩個渦盤構件2、3配置成在兩個渦卷纏繞件2b、3b的周向角度相互錯開的狀態下使兩個渦卷纏繞件2b、3b的側壁彼此局部接觸。藉此，在兩個渦卷纏繞件2b、3b之間形成新月狀的密閉空間、即流體凹口(日文：流體ポケット)4。動渦盤構件3通過後述的驅動機構8和自轉阻止機構33而繞著定渦盤構件2的中心軸進行公轉運動，自轉則受到阻止。藉此，形成在兩個渦卷纏繞件2b、3b間的流體凹口4從渦卷纏繞件2b、3b的外端部朝向中心部移動，從而使流體凹口4的容積朝縮小方向變化。因此，從渦卷纏繞件2b、3b的外端部側吸入至流體凹口4內的流體(例如製冷劑氣體)被壓縮。另外，在膨脹器的情況下，流體凹口4相反地從渦卷纏繞件2b、3b的中心部朝向外端部移動，從而使流體凹口4的容積朝增大方向變化，並使從渦卷纏繞件2b、3b的中心部側吸入流體凹口4內的流體膨脹。渦旋型壓縮機1的外殼由前外殼(第一外殼)5、將定渦盤構件2一體地內置的中間外殼(第二外殼)6以及配置於該中間外殼6的背面側的後外殼(第三外殼)7構成。在前外殼5的內部形成有對動渦盤構件3的驅動機構8進行收容的收容空間部9，在所述收容空間部9的一端側設有對驅動機構8的驅動軸進行軸支承的軸承10和軸密封部11。在收容空間部9的另一端側形成有推力承接部13，該推力承接部13隔著環狀推力板12在推力方向上對動渦盤構件3進行支承。此外，前外殼5在收容空間部9的上方形成有上述流體的吸入室14，經由設於前外殼5外壁的吸入口15將上述流體從外部向吸入室14吸入。在本實施方式中，中間外殼6與定渦盤構件2一體地形成作為定渦盤構件2的框體部(外殼罩)。但是，也可以採用將定渦盤構件2和中間外殼6設為不同的構件，並將定渦盤構件2收容固定在中間外殼6內的結構。中間外殼6的後側被定渦盤構件2的端板2b封閉，前側開口。開口的前側與推力承接部13側的前外殼5外周面端面接合，並通過螺栓16緊固。在前外殼5及中間外殼6的周向的一部分上形成有隆起部17。在隆起部17的內部形成有流體通路空間部18，該流體通路空間部18沿與壓縮機中心軸平行的方向延伸，以將上述流體從前外殼5側的吸入室14向中間外殼6側的兩個渦卷纏繞件2b、3b的外端部附近引導。後外殼7通過螺栓19緊固在定渦盤構件2的端板2b的背面側，在後外殼7與端板2b之間形成有上述流體的排出室20。在端板2b的中心部開設有排出孔21，該排出孔21將因動渦盤構件3的公轉運動而被壓縮的流體凹口4內的上述流體導入排出室20，在排出孔21的出口側附設有單向閥22。另外，在後外殼7的外壁上設有供上述流體從排出室20向外部排出的排出埠23。上述流體從設於前外殼5的吸入口15導入前外殼5內的吸入室14，經由前外殼5及中間外殼6的隆起部17內側的流體通路空間18，從渦卷纏繞件2b、3b的外端部側吸入所述流體凹口4內，以供進行壓縮。經壓縮後的流體從穿設於定渦盤構件2的端板2a的中央部處的排出孔21排出到後外殼7內的排出室20，並從排出室20經由排出埠23導出到外部。例如像日本專利特開2012－237288號公報等記載的那樣，收容於前外殼5的收容空間部9的驅動機構8在受到從外部輸入的旋轉驅動力驅動而旋轉的驅動軸處設置曲柄機構，並通過上述曲柄機構而與動渦盤構件3連接。驅動機構8的驅動軸24在收容空間部9的一端側被軸承10軸支承成能自由旋轉。上述驅動軸24的一端側突出到前外殼5的外側，且在此處隔著電磁離合器25安裝有皮帶輪(日文：プーリ)26。因而，在從皮帶輪26經由電磁離合器25輸入的旋轉驅動力的作用下，對驅動軸24進行驅動而使其旋轉。設於驅動軸24的另一端側的曲柄機構包括：曲柄28，該曲柄28通過軸承27而被軸支承於收容空間部9的內周壁；以及偏心襯套29，該偏心襯套29以相對於驅動軸24的中心軸偏心的方式安裝於上述曲柄28，偏心襯套29通過軸承31而與圓筒狀的軸套部30的內部嵌合，其中，上述軸套部30突出形成在動渦盤構件3的端板3b的背面。在曲柄機構上安裝有平衡配重32。另外，在圖2及圖6中，為了使圖簡化，將從驅動軸24至偏心襯套29一體地作為驅動機構8進行圖示。因而，通過驅動軸24的旋轉，經由曲柄機構使動渦盤構件3迴旋，利用後述自轉阻止機構33阻止動渦盤構件3自轉，動渦盤構件3繞著定渦盤構件2的中心軸進行公轉迴旋運動。在本實施方式中，動渦盤構件3的自轉阻止機構33構成為包括：多個(在本實施方式中為四個)圓孔34，這些圓孔34形成在動渦盤構件3的端部3a的背面的外周部附近；圓板構件35，該圓板構件35隔著些許間隙地被插入到各圓孔34內，並在相對於中心位置錯開的位置處具有偏心孔；與圓孔34相同數量(在本實施方式中為四個)的銷36，這些銷36突出設置於前外殼5的推力承接部13且貫穿推力板12，設置些許間隙地使各銷36與各圓板構件35的偏心孔嵌合，來限制動渦盤構件3的自轉。在此，在前外殼5的收容空間部9的驅動機構8周圍的周面上形成有多個(在本實施方式中為四個)用於儲存潤滑油的凹部40。這些凹部40夾著推力承接部13中的銷36的安裝區域，並沿驅動機構8的中心軸從推力承接部13朝向軸承27方向形成。此外，收容空間部9的徑向的凹部40的外徑形成為比推力板12的外徑要小。因此，收容空間部9通過推力板12和動渦盤構件3的端部3b被分隔為吸入室14側和流體通路空間部18側。此外，各凹部40的彼此相對的側面部形成為朝向驅動機構8的中心方向，並且成為將儲存在凹部40內的潤滑油向驅動機構8的中心方向引導的導向部40a。在後外殼7中內置有未圖示的油分離器，且在後外殼7的下部形成有對從油分離器分離出的潤滑油進行儲存的儲油室51。如圖6所示，在後外殼7的儲油室51中，貫穿設置於中間外殼6和前外殼5的潤滑油供給通路52的一端開口。所述潤滑油供給通路52形成在厚壁的肋部上，並在形成於收容空間部9的四個凹部40中的一個凹部40處開口，其中，上述厚壁的肋部形成於中間外殼6和前外殼5的一部分。潤滑油供給通路52的凹部40側的開口部53開口於凹部40的軸承27側的端部。在所述結構的渦旋型壓縮機中，當通過來自外部的旋轉驅動力使皮帶輪旋轉時，經由電磁離合器25使驅動軸24旋轉，利用曲柄機構使動渦盤構件3繞著定渦盤構件2的中心軸進行公轉運動。因動渦盤構件3的公轉運動，流體(製冷劑氣體)從吸入埠15經由吸入室14及流體通路空間18，而從渦卷纏繞件2b、3b的外端部流入至流體凹口4內，因流體凹口4的容積的縮小變化而被壓縮的流體從定渦盤構件2中央部的排出孔21排出至排出室20。排出到排出室20的流體通過油分離器分離出混入流體中的潤滑油，並使分離出潤滑油後的製冷劑氣體經由排出埠23導出到外部。另一方面，被油分離器分離出的潤滑油儲存在後外殼7下部的儲油室51中。利用作為高壓區域的後外殼7內部與作為低壓區域的前外殼5的收容空間部9內部之間的壓力差，使儲油室51內的潤滑油從儲油室51經過潤滑油供給通路52被朝收容空間部9側供給，而從與推力承接部13側相反一側的軸承27側供給至凹部40。供給至凹部40的潤滑油通過凹部40的側壁部、即導向部40a向驅動機構8的中心方向引導，從而將潤滑油供給至驅動機構8的各軸承27、31、軸密封部11及動渦盤構件3的端板3a與推力板12之間的滑動面等處。根據本實施方式的渦旋型壓縮機1，通過動渦盤構件3的端板3a和推力板12，將潤滑油向與用於吸入流體的吸入側空間分隔開的收容空間部9側供給，因此，能防止潤滑油直接向吸入空間側導出，從而能將足夠的潤滑油供給至驅動機構8的各軸承27、31、軸密封部11及動渦盤構件3的端板3a與推力板12之間的滑動面等處。此外，通過使凹部40的側面部朝向驅動機構8的中心方向形成，從而具有將潤滑油向驅動機構8的中心方向引導的導向部40a的功能，因此，能有效地將附著於凹部40的潤滑油連續供給至驅動機構8的各軸承27、31、軸密封部11及動渦盤構件3的端板3a與推力板12之間的滑動面等處。因而，能抑制需要供給潤滑油的各軸承部及滑動部的磨損及發熱，從而能實現壓縮機1的效率提高及耐久性提高。接下來，根據圖7對本發明第二實施方式進行說明。圖7是表示本發明第二實施方式的渦旋型壓縮機的剖視圖。另外，為了簡化說明，對與第一實施方式相同的要素標註相同符號。在第一實施方式中，是將推力板12夾設在動渦盤構件3的端板3a與推力承接部13之間的結構。與此相對的是，在第二實施方式中，是不設置推力板12而將動渦盤構件的端板3a與推力承接部13直接接觸的結構。其它結構與第一實施方式相同。在上述結構的第二實施方式中，收容空間部9的徑向上的凹部40的外徑形成為比動渦盤構件3相對於定渦盤構件3的中心軸進行公轉的最小公轉半徑小。藉此，即便在動渦盤構件3進行公轉運動時，也能通過動渦盤構件3的端板3a分隔出收容空間部9側和吸入室14側。因而，在第二實施方式中，也能使從排出室20的儲油室51供給至收容空間部9的凹部40的潤滑油，不被直接被吸入到吸入側，而是儲存在收容空間部9內。藉此，能將足夠的潤滑油供給至驅動機構8的各軸承部27、31、軸密封部11及動渦盤構件3的端板3a與推力承接部13之間的滑動面等處，並且與第一實施方式相同地，能抑制需要供給潤滑油的各軸承部及滑動部的磨損及發熱，從而能實現壓縮機1的效率提高以及耐久性提高。另外，在上述各實施方式中，對內置有油分離器的渦旋型流體設備進行了說明，但在沒有內置油分離器的渦旋型流體設備中，在推力承接部13上形成將吸入後的流體朝壓縮機構側引導的流體供給通路空間與收容空間部9的凹部40連通的連通路，以替代上述各實施方式的潤滑油供給通路52。藉此，能將混入到所吸入的流體中的潤滑劑導入收容空間部9的凹部，因此，能將潤滑油充分地向驅動機構8的各軸承27、31、軸密封部11及動渦盤構件3的端板3a與推力承接部13之間的滑動面等處供給。符號說明1渦旋式壓縮機2定渦盤構件2a端板2b渦卷纏繞件3動渦盤構件3a端板3b渦卷纏繞件4流體凹口(密閉空間)5前外殼(第一外殼)6中間外殼(第二外殼)7後外殼(第三外殼)8驅動機構9收容空間部10軸承11軸密封部12推力板13推力承接部14吸入室20排出室21排出孔22單向閥23排出埠24驅動軸27軸承28曲柄29偏心襯套30軸套部31軸承33自轉阻止機構36自轉阻止機構的銷40凹部40a導向部51儲油室52潤滑油供給通路53開口部(凹部側)。