渦旋流體機的製作方法
2023-05-23 18:18:01
專利名稱：渦旋流體機的製作方法
技術領域：
本發明涉及諸如渦旋真空泵或渦旋壓縮機等渦旋流體機。
背景技術：
US 6,109,897A公開了一種渦旋流體機，其包括靜渦旋件和可旋轉地安裝在驅動軸的偏心軸向部分上的動渦旋件，沿軸向延伸穿過驅動軸的冷卻通道，以及在冷卻通道中引入以冷卻動渦旋件與驅動軸之間的密封件和軸承的冷卻氣體。
然而，在渦旋流體機中，通過自然對流或攪動將冷卻氣體吸入冷卻通道中和從冷卻通道排出，因而不能有效地冷卻各部件。
發明內容
有鑑於現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種渦旋流體機，在其中，通過強制對流流動吸入和排出冷卻氣體，從而有效地冷卻渦旋流體機的各部件。
從下面對結合附圖所示的實施方案的描述中，將會更清楚本發明的特徵和優點。附圖中圖1是本發明渦旋流體機的一個實施方案的垂直剖視圖；以及圖2是本發明要部的放大側視圖。
具體實施例方式
機架1包括後殼體2和前封蓋3。在外周附近，形成用於將氣體吸入到機架1中的吸入口1a，在中心附近，形成用於將壓縮氣體從機架1中排出的排放口(圖未示)。
殼體2和封蓋3分別具有圓形端板21，31，端板21，31具有螺旋狀或漸開線狀的靜渦旋齒22，32，從而形成靜渦旋件23，33。在靜渦旋件23與33之間，動渦旋件5可旋轉地安裝在驅動軸4的偏心軸向部分41上。
驅動軸4在其後端與作為驅動源的電動機(圖未示)連接，且通過軸承6，7可旋轉地安裝在固定端板21，31中心處的軸向孔21a，31a中。
動渦旋件5可旋轉地安裝在位於中心處的軸向孔52中的驅動軸4的偏心軸向部分41上，並設有與相隔180度的靜渦旋齒22，32相配合的動渦旋齒51，51，而且，動渦旋件5通過三個已知的等間距的曲軸銷型(pin-crank-type)防自轉裝置8與固定端板21連接。
隨著電動機旋轉驅動軸4，動渦旋件5被轉動，從而允許由靜渦旋齒22，32和動渦旋齒51，51限定的壓縮室的容積朝著中心減小。通過吸入口吸入的氣體被逐漸壓縮，然後從中間的排放口排出。
在從固定端板31，21突起的驅動軸4的前端和後端處，前冷卻扇9和後冷卻扇10隨著驅動軸4旋轉，從而在離心方向上產生氣流。
在動渦旋件5的軸向孔52的內周面與驅動軸4的偏心軸向部分41的外周面之間，安裝有前軸承11和後軸承12，以允許驅動軸4相對於動渦旋件5平穩地旋轉。
在動渦旋件5的軸向孔52中的前密封件13和後密封件14之間，固定有與動渦旋件5一起旋轉的環形件15，該環形件例如由銅製成，比由鋁合金製成的動渦旋件5具有更高的熱導率。優選的是，環形件15可以是軸承，並且將螺旋狀凹槽44的外周面與環形件15的內周面之間的間隙確定為儘量小。
通過驅動軸4，第一冷卻通道42允許冷卻氣體從前端流入到偏心軸向部分41的外周面與環形件15之間的間隙16中，第二冷卻通道43允許冷卻氣體通過驅動軸4後端從間隙16排放到外面。
第一冷卻通道42包括第一軸向孔42a和第一徑向孔42b，第一軸向孔42a從驅動軸4後端沿軸向延伸，第一徑向孔42b從第一軸向孔42a沿徑向延伸且朝著偏心軸向部分41的外周面敞開。
第二冷卻通道43包括第二軸向孔43a和第二徑向孔43b，第二軸向孔43a從驅動軸4後端沿軸向延伸到偏心軸向部分41的中間，第二徑向孔43b從第二軸向孔43a沿徑向延伸且朝著偏心軸向部分41的外周面敞開。
第二冷卻通道43的第二軸向孔43a的後端由封閉件17封閉，並且在第二軸向孔43a後端的附近沿徑向形成多個排放孔43c。
第一徑向孔42b和第二徑向孔43b設置在偏心軸向部分41中，在間隙16內沿軸向彼此分離。
在第一徑向孔42b與第二徑向孔43b之間的偏心軸向部分41的外周面上，形成螺旋狀凹槽44，該螺旋狀凹槽被環形件15圍繞著。沿著與驅動軸4的旋轉方向相反的方向形成螺旋狀凹槽44的螺紋，從而作為強制對流生成部分。
隨著驅動軸4的旋轉，螺旋狀凹槽44沿軸向產生強制對流，因此，通過第一冷卻通道42將冷卻氣體吸入間隙16中，然後通過第二冷卻通道43將其從排放孔43c排出。
下面詳細描述冷卻氣體隨著驅動軸4的旋轉而流動的情形。
當驅動軸4旋轉時，螺旋狀凹槽44在間隙16中旋轉，從而通過螺杆泵作用(screw-pump action)產生強制對流，以允許冷卻氣體沿軸向向後流動。
因此，如圖中的箭頭所示，從第一軸向孔42a的前端吸入冷卻氣體，然後通過第一徑向孔42b引入到間隙16中。引入第一冷卻通道42中的冷卻氣體冷卻驅動軸4的前部。
在引入間隙16中的冷卻氣體直接冷卻偏心軸向部分41、環形件15、前軸承11和後軸承12以及密封件13，14的同時，氣體向後面行進，然後通過第二冷卻通道43的第二軸向孔43a從排放孔43c排出。引入第二冷卻通道43中的冷卻氣體冷卻驅動軸4的後部。
環形件15比動渦旋件5具有更高的熱導率。因此，將間隙16中的冷卻有效地傳遞給被有效冷卻的動渦旋件5的中心，從而改善了前軸承11和後軸承12以及密封件13，14的耐久性。
當環形件15是滑動式軸承時，環形件15的內周面可以接近螺旋狀凹槽44的外周，因此，由於螺杆泵作用所導致的強制對流的流動，有效地使冷卻氣體向後面行進，從而能夠有效地冷卻。
前述實施例涉及雙側渦旋流體機，其中雙側動渦旋件5設置在兩個靜渦旋件23與33之間，但是本發明也可以施用於單側渦旋流體機，其中單側靜渦旋件與單側動渦旋件相配合。
前面所述涉及本發明的一個實施例。在不脫離權利要求範圍的情況下，本領域技術人員可以作出各種變化和改進。
權利要求
1.一種渦旋流體機，包括具有偏心軸向部分的驅動軸；靜渦旋件；以及可旋轉地安裝在所述驅動軸的偏心軸向部分上並與所述靜渦旋件相配合的動渦旋件，所述動渦旋件具有軸向孔，在所述偏心軸向部分的外周面與所述軸向孔的內周面之間的驅動軸中形成間隙，第一冷卻通道延伸穿過所述驅動軸以將冷卻氣體引入所述間隙中，第二冷卻通道延伸穿過所述驅動軸以將冷卻氣體從所述間隙排出，強制對流生成部分通過所述第一冷卻通道將冷卻氣體吸入所述間隙中，然後使氣體行進至所述第二冷卻通道中。
2.如權利要求1所述的渦旋流體機，其中所述強制對流生成部分包括在所述驅動軸的偏心軸向部分外周面上的螺旋狀凹槽。
3.如權利要求2所述的渦旋流體機，還包括固定在所述動渦旋件的軸向孔的內周面上並圍繞所述螺旋狀凹槽的環形件，所述環形件比所述動渦旋件具有更高的熱導率。
4.如權利要求3所述的渦旋流體機，其中所述環形件包括滑動式軸承。
5.如權利要求2所述的渦旋流體機，其中所述第一冷卻通道包括第一軸向孔和將所述第一軸向孔與所述間隙連接的第一徑向孔，所述第二冷卻通道包括第二軸向孔和將所述間隙與所述第二軸向孔連接的第二徑向孔。
6.如權利要求5所述的渦旋流體機，其中所述螺旋狀凹槽形成在所述偏心軸向部分的外周面上的第一徑向孔與第二徑向孔之間。
7.如權利要求3所述的渦旋流體機，其中所述動渦旋件由鋁製成，所述環形件由銅製成。
8.如權利要求2所述的渦旋流體機，其中所述螺旋狀凹槽具有方向與所述驅動軸的旋轉方向相反的螺紋。
全文摘要
在渦旋流體機中，驅動軸具有偏心軸向部分，動渦旋件繞著該偏心軸向部分旋轉，同時動渦旋件與靜渦旋件相配合。冷卻通道延伸穿過驅該動軸直至該偏心軸向部分的外周面與該動渦旋件的軸向孔的內周面之間的間隙。將冷卻氣體引入該冷卻通道中，以冷卻繞著該驅動軸的軸承。在該驅動軸上設置強制對流生成部分，用於將冷卻氣體吸入該間隙中和將氣體排出。
文檔編號F04C18/02GK101046203SQ20071008685
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月19日 優先權日2006年3月27日
發明者武藤龍介 申請人:阿耐思特巖田株式會社