渦旋式流體機械的被膜形成方法及裝置的製作方法
2023-05-01 21:59:31 2
專利名稱：渦旋式流體機械的被膜形成方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在構成渦旋式流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面形成均勻被膜的
方法及裝置。
背景技術：
渦旋式流體機械作為渦旋式壓縮機、渦旋式真空泵、渦旋式膨脹機、渦旋式鼓風機等而使用。渦旋式流體機械由在端板上豎立設置有螺旋形狀的卷板部的固定渦旋體及迴轉渦旋體、和不使該迴轉渦旋體自轉而僅使其公轉的驅動機構構成。並且，形成由固定渦旋體及迴轉渦旋體的端板以及卷板包圍的多個封閉空間，將被處理氣體導入該封閉空間而進行壓縮、膨脹或減壓等處理。由於渦旋式流體機械在由固定渦旋體和迴轉渦旋體形成的封閉空間中進行吸入的氣體的壓縮、減壓，因此，為了確保壓縮性能和減壓性能等，渦旋式流體機械要求高密封性。此外，為了抑制固定渦旋體與迴轉渦旋體的卷板部之間的咬接(☆ C >9 )、磨損、損傷等，需要在固定渦旋體的卷板部與迴轉渦旋體的卷板部之間形成微米單位的微小間隙。從上述觀點考慮，在固定渦旋體及迴轉渦旋體的加工過程中要求高精度的加工精度。然而，在固定渦旋體、迴轉渦旋體中，由於不斷地被在封閉空間中壓縮或減壓的氣體加熱或冷卻，因此經常產生熱變形。而且，由於氣體的溫度在渦旋體的中央區域與外側區域不同，因此因該溫度差而產生熱形變。產生了該熱形變的渦旋體在後述的專利文獻2的圖3中示出。在圖5中示出專利文獻2的圖3。在圖5中，固定渦旋體100由端板102和卷板部104構成，迴轉渦旋體110由端板112和卷板部114構成。在渦旋式壓縮機中，外周部的溫度、壓力較低，越朝向中心部則溫度、壓力越高。因此，在迴轉渦旋體110的卷板部114上，從中心部朝向外周部作用有應力，其如花瓣綻放那樣變形。雖然程度小，但固定渦旋體100也可觀察到這一趨勢。因此，卷板部104、114與端板102、112的間隙120a及120b從中心部朝向外周部變大。然而，以同時實現封閉空間的密封性的保持和卷板部間的微小間隙的保持的方式進行管理並非易事。作為用於保持卷板部間的微小間隙的一種方法，具有在卷板的側面或端面上實施塗敷的方法。將具有潤滑性、耐磨損性的塗敷膜夾在卷板部間，使該塗敷膜具有緩衝功能，進而，通過在運轉過程中削掉該塗敷膜，從而在卷板部間形成最適當的間隙。在專利文獻I中公開了如下的結構，即，在渦旋體的至少一方的卷板部的側面上形成有由橡膠、合成樹脂材料等彈性材料構成的彈性覆蓋層，在該彈性覆蓋層之上形成有由含有二硫化鑰(MoS2)的樹脂材料、氟類樹脂材料、碳系樹脂材料等自潤滑性材料構成的潤滑性覆蓋層。專利文獻2涉及一種渦旋型泵，作為在渦旋體的卷板部和端板上塗布含有MoS2粒子的耐製冷劑樹脂的表面覆蓋劑的結構以及塗布該表面覆蓋劑的方法，公開有如下的覆蓋方法，即，在塗布該表面覆 蓋劑後，在該表面覆蓋劑固化前組裝渦旋泵並使其運轉，使表面覆蓋劑的多餘量向渦旋體外排出，從而使表面覆蓋劑的膜厚成為適當的膜厚。在專利文獻3中，公開了在渦旋體的卷板部的側面形成有由與專利文獻I同樣的自潤滑性材料構成的潤滑性覆蓋層的結構。在先技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平11-280669號公報專利文獻2:日本特開2003-35284號公報專利文獻3:日本特開2009-57897號公報
發明概要發明要解決的課題如上所述，為了保持在渦旋體上形成的封閉空間的密封性且消除卷板部間的咬接等，需要對卷板部間的間隙進行精密的控制。因此，在卷板部的側面、端板上形成塗敷膜的方法中，需要使覆蓋在卷板部的側面、端板上的覆蓋層的膜厚不論中心區域、外側區域而作為整體都均勻地塗布。然而， 包括專利文獻I 3在內，至今仍未提出能夠以簡單的方法實現上述效果的技術。在專利文獻2中公開的覆蓋方法由於處理固化前的被膜劑，因此被認為操作麻煩且難以得到精度優良的膜厚。
發明內容
因此，本發明鑑於所述現有技術的課題，其課題在於實現一種在渦旋體的卷板部上以簡單且低成本的方法獲得整體均勻且高精度的膜厚的被膜形成方法。用於解決課題的方法 為了解決所述課題，本發明的渦旋式流體機械的被膜形成方法通過噴射噴嘴向渦旋式流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液(被膜形成液)而形成被膜，其中，所述渦旋式流體機械的被膜形成方法包括:前序工序，在該前序工序中，將由卷板部和端板構成的渦旋體固定在旋轉臺上並使該渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉；噴射工序，在該噴射工序中，一邊從噴射噴嘴對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液，一邊使噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動；膜厚調整工序，在該膜厚調整工序中，與噴射噴嘴的徑向移動對應地調節渦旋體的旋轉速度，並使塗裝液的膜厚保持恆定。在本發明方法中，一邊使渦旋體在旋轉臺上旋轉，一邊從噴射噴嘴朝向卷板部的側面噴射塗裝液。在該狀態下，通過調整渦旋體的旋轉速度和噴射噴嘴的相對於渦旋體的徑向移動速度，從而能夠以均勻的膜厚形成被膜。由此，能夠以簡單的方法在側面形成均勻的被膜。在本發明方法中，優選地，使噴射噴嘴的移動速度保持恆定，並與該移動速度配合地調整渦旋體的旋轉速度。在這種情況下，由於能夠將噴射噴嘴的移動速度保持恆定，因此無需調整噴射噴嘴的移動速度。因此，運轉過程中的控制對象僅為渦旋體的旋轉速度，因此控制變得容易，且能夠簡化控制裝置。需要說明的是，當渦旋體的旋轉速度為恆定時，渦旋體的周速度在外側區域比在中心區域大。因此，當基於恆定的旋轉速度而使噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動時，中心區域的側面的膜厚大於外側區域的側面的膜厚。因此，需要與渦旋體的徑向的塗布區域相應地改變渦旋體的旋轉速度。作為本發明方法的一具體例，優選地，使噴射噴嘴從卷板的螺旋中心向外側方向移動，並與噴射噴嘴的移動速度對應地使渦旋體的旋轉速度逐漸減小。由此，能夠使被膜的膜厚在渦旋體的中心區域和外側區域均勻。作為本發明方法的另一具體例，優選地，使噴射噴嘴從渦旋體的外徑側朝向中心移動，並與噴射噴嘴的移動速度對應地使渦旋體的旋轉速度逐漸增大。由此，也能夠使被膜的膜厚在渦旋體的中心區域和外側區域均勻。此外，在本發明方法中，在所述各操作的基礎上，還可以不改變噴射噴嘴的姿態而使噴射噴嘴呈直線狀地移動。由此，噴射噴嘴的動作控制變得容易，噴射噴嘴的驅動系統為所謂的單軸系，因此能夠使噴射噴嘴的驅動裝置及控制裝置簡單且低成本化。此外，能夠直接用於所述本發明方法的實施的本發明的渦旋式流體機械的被膜形成裝置通過噴射噴嘴向渦旋式流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液(被膜形成液)而形成被膜，其中，所述渦旋式流體機械的被膜形成裝置具備:旋轉裝置，其具備對由卷板部和端板構成的渦旋體進行固定的旋轉臺及該旋轉臺的驅動裝置，且使渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉；塗裝液噴射裝置，其具備對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液的噴射噴嘴、及使該噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動的驅動裝置；控制器，其對旋轉臺的旋轉速度及噴射噴嘴的移動速度進行控制，並使被膜的膜厚保持恆定。在本發明裝置中，一邊使渦旋體在旋轉臺上旋轉，一邊從噴射噴嘴朝向卷板部的側面噴射塗裝液。在該狀態下，通過控制器調整渦旋體的旋轉速度和噴射噴嘴的相對於渦旋體的徑向移動速度，從而形成均勻的膜厚的被膜。由此，能夠以所述簡單的結構在側面上形成均勻的被膜。在本發明裝 置中，優選地，塗裝液噴射裝置具備不改變噴射噴嘴的姿態而使噴射噴嘴沿著直線路線移動的單軸系的驅動裝置。由此，噴射噴嘴的動作控制變得容易，噴射噴嘴的驅動系統為所謂的單軸系，因此能夠使噴射噴嘴的驅動裝置及控制裝置簡單且低成本化。在本發明裝置中，優選地，所述噴射噴嘴具有狹縫形狀的噴出口，該噴出口的長邊具有與卷板部的側面的高度相當的尺寸。由此，通過使噴射噴嘴的長邊方向與卷板部的側面的高度方向相配合，由此能夠從該側面的與端板連接的連接部位至前端部位一次性地塗布塗裝液。因此，能夠僅通過一次塗敷塗裝液而在側面整體上形成被膜。能夠所述塗裝液噴射工序所需要的時間。發明效果根據本發明方法，在通過噴射噴嘴向渦旋式流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液而形成被膜的被膜形成方法中，由於所述渦旋式流體機械的被膜形成方法包括:前序工序，在該前序工序中，將由卷板部和端板構成的渦旋體固定在旋轉臺上並使該渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉；噴射工序，在該噴射工序中，一邊從噴射噴嘴對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液，一邊使噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動；膜厚調整工序，在該膜厚調整工序中，與噴射噴嘴的徑向移動對應地調節渦旋體的旋轉速度，並使塗裝液的膜厚保持恆定，因此在塗裝液噴射中，通過調整渦旋體的旋轉速度和噴射噴嘴的相對於渦旋體的徑向移動速度，從而能夠以均勻膜厚形成被膜。由此，能夠以所述簡單且低成本的方法在渦旋體的卷板部側面上形成均勻被膜。因此，能夠以低成本的方法提高渦旋式流體機械的封閉空間的氣密性能，並且抑制卷板部間的咬接、磨損、損傷等，從而提高潤旋式流體機械的運轉效率。此外，根據本發明裝置，在通過噴射噴嘴向渦旋式流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液而形成被膜的被膜形成裝置中，由於所述渦旋式流體機械的被膜形成裝置具備:旋轉裝置，其具備對由卷板部和端板構成的渦旋體進行固定的旋轉臺及該旋轉臺的驅動裝置，且使渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉；塗裝液噴射裝置，其具備對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液的噴射噴嘴、及使該噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動的驅動裝置；控制器，其對旋轉臺的旋轉速度及噴射噴嘴的移動速度進行控制，並使被膜的膜厚保持恆定，因此能夠獲得與所述本發明方法同樣的作用效果。
圖1是表示本發明方法及裝置的第一實施方式的塗膜形成過程的立體圖。圖2是以剖面表示所述第一實施方式的迴轉渦旋體的說明圖。圖3是表示本發明方法及裝置的第二實施方式的塗膜形成過程的剖視圖。圖4是所述第二實施方式的噴射噴嘴的放大立體圖。圖5是表示渦旋式壓縮機的熱變形的剖視圖。
具體實施例方式
以下，使用圖示的實施方式對本發明進行詳細說明。其中，對於記載在該實施方式中的構成部件的尺寸、材質、形狀及其相對配置等，只要沒有特別特定的記載，則並非意在將本發明的範圍僅限定於此。(實施方式I)基於圖1及圖2說明本發明方法及裝置的第一實施方式。本實施方式是對渦旋式壓縮機的迴轉渦旋體10塗布由含有MoS2粒子的熱塑性樹脂構成的液狀的潤滑性塗料的情況的具體例。迴轉渦旋體10包括:圓板狀的端板12、豎立設置在該端板12上的螺旋形狀的卷板部14、如圖2所示在端板12的背面側上一體地突出設置的多個散熱片16。使迴轉渦旋體10旋轉的旋轉裝置20載置在地面F上。旋轉裝置20包括:具有比端板12大的直徑的圓板狀的旋轉臺22、與旋轉臺22的下表面連結且內置有使旋轉臺22旋轉的驅動裝置26的外殼24。在旋轉裝置20附近，塗料噴射裝置30固定在地面F上。塗料噴射裝置30具備主體部31和引導框架34，該主體部31內置有省略圖示的塗料儲藏箱及使後述的臂38沿箭頭方向往復移動的驅動裝置32等，該引導框架34具有供臂38沿箭頭方向滑動的凹槽36。凹槽36朝向水平方向配置，且具有直線狀的形狀。在凹槽36中沿箭頭方向滑動自如地嵌合有臂38，臂38被驅動裝置32驅動。在臂38的前端，朝向與臂38呈直角的直角方向安裝有噴嘴管40。從主體部31側向噴嘴管40供給所述潤滑性塗料。在噴嘴管40的下端安裝有噴射噴嘴42。噴射噴嘴42從噴嘴管40向斜下方曲折，圓形的噴射口朝向迴轉渦旋體10的卷板部側面14a，從該噴出口朝向卷板部側面14a噴出潤滑性塗料。噴射噴嘴42在保持相同的姿態的狀態下移動。換言之，無需具備噴射噴嘴42的姿態變更機構。通過臂38沿著凹槽36移動，從而臂38沿水平方向在直線狀移動路線L上移動。控制器44控制驅動裝置26而控制旋轉臺22的旋轉角速度，並且控制驅動裝置32而控制沿著直線狀移動路線L的方向上的噴射噴嘴42的移動速度。在所述結構中，當在迴轉渦旋體10的卷板部側面14a上塗布潤滑性塗料時，迴轉渦旋體10載置在旋轉臺22上，並以卷板部14的螺旋中心C位於旋轉臺22的旋轉中心的方式定位。接著，將噴射噴嘴42配置在螺旋中心C，在該螺旋中心位置，調整噴射噴嘴42的姿態以使噴出口朝向卷板部側面14a。在該狀態下使旋轉臺22沿箭頭方向旋轉，並從噴射噴嘴42的噴出口噴射潤滑性塗料，從而向卷板部側面14a噴射潤滑性塗料。然後，使噴射噴嘴42保持噴射開始時的姿態不變，並使其在直線狀移動路線L上朝向迴轉渦旋體10的徑向外側移動。此時，通過控制器44將噴射噴嘴42的移動速度控制為恆定，並與噴射噴嘴42從螺旋中心C向迴轉渦旋體10的外側方向的移動對應地，將噴嘴前端與卷板部側面14a的距離保持成恆定，並使旋轉臺22的旋轉角速度逐漸減小。在潤滑性塗料的塗布工序中，若迴轉渦旋體10 —直以相同旋轉角速度旋轉，則隨著從螺旋中心C朝向外側方向移動，迴轉渦旋體10的周速度變大。因此 ，越從中心區域朝向外側區域則塗布到卷板部側面14a上的潤滑性塗料的膜厚越薄。在本實施方式中，通過控制器44使旋轉臺22的旋轉角速度配合噴射噴嘴42的徑向移動地逐漸減小，由此控制成從卷板部側面14a的中心區域至外側區域形成均勻的膜厚。當無法以一次塗裝在卷板部側面14a的整個面上塗布塗裝液時，再進行一次相同的操作而塗裝卷板部側面整個面。塗裝液的塗裝僅在與固定渦旋體10的卷板部14接觸的一方的卷板部側面進行即可。在塗膜形成工序的後續工序中進行塗膜的燒成乾燥。根據本實施方式，通過所述操作，能夠在卷板部側面14a上從螺旋中心C至外側端形成均勻的潤滑性塗料的膜厚。並且，由於噴射噴嘴42的移動速度恆定，因此能夠以僅控制旋轉臺22的旋轉角速度這樣的簡單的控制來實現上述效果。如此，由於不需要進行複雜的控制，因此控制裝置是簡單且以低成本的控制裝置即可。此外，在塗布工序中，使噴射噴嘴42的姿態維持塗布開始時的姿態不變，並沿著直線狀移動路線L使其直線移動即可，因此噴射噴嘴42的驅動機構為單軸系的驅動機構即可。因此，能夠簡化塗料噴射裝置30的驅動裝置32的結構，從而能夠實現低成本。需要說明的是，在所述第一實施方式中，使噴射噴嘴42的運轉開始位置為卷板部14的螺旋中心C，在塗料噴射開始後，使噴射噴嘴42向迴轉渦旋體10的外側方向移動，但也可以取而代之地採用使噴射噴嘴42的開始位置為卷板部14的外側端，在塗料噴射開始後，使噴射噴嘴42朝向迴轉渦旋體10的螺旋中心C側移動的做法。在這種情況下，與噴射噴嘴42的移動速度配合地使旋轉臺22的旋轉角速度逐漸增大。(實施方式2)接著，根據圖3及圖4說明本發明方法及裝置的第二實施方式。在本實施方式中，噴射噴嘴46的噴射口 48具有沿上下方向延伸設置得較長的狹縫形狀。噴出口 48的長邊的尺寸h2構成為與卷板部側面14a的高度尺寸Ii1大致相同的尺寸。由此，當從噴出口 48噴出潤滑性塗料時，從與端板12連接的連接部至前端部，對卷板部側面14a的高度方向的整個區域以一次塗布同時塗布潤滑性塗料。本實施方式的其它結構與所述第一實施方式相同，以相同的附圖標記表示相同設備及相同部位。在所述第一實施方式及第二實施方式中，使用了以單軸系的驅動機構使臂38移動的塗裝液噴射裝置30，但也可以取而代之地使用多軸系的驅動機構而使臂38進行三維移動。此外，第一實施方式及第二實施方式是將本發明應用於在渦旋式壓縮機的迴轉渦旋體上形成被膜的情況的實施方式，但也可以應用於在固定渦旋體上形成被膜的情況。此夕卜，也可以將本發明應用於其它的渦旋式流體機械的渦旋體上。產業上的可利用性根據本發明，在渦旋式流體機械的卷板部上形成被膜的情況下，能夠使用低成本的設備及控制裝置以簡易的方法形·成均勻的膜厚。
權利要求
1.一種渦旋流體機械的被膜形成方法，該渦旋流體機械的被膜形成方法通過噴射噴嘴向渦旋流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液而形成被膜，其特徵在於， 所述渦旋流體機械的被膜形成方法包括: 前序工序，在該前序工序中，將由所述卷板部和端板構成的渦旋體固定在旋轉臺上並使所述渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉； 噴射工序，在該噴射工序中，一邊從所述噴射噴嘴對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液，一邊使噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動； 膜厚調整工序，在該膜厚調整工序中，與噴射噴嘴的徑向移動對應地調節渦旋體的旋轉速度，並使塗裝液的膜厚保持恆定。
2.根據權利要求1所述的渦旋流體機械的被膜形成方法，其特徵在於， 使所述噴射噴嘴的移動速度保持恆定，並與該移動速度配合地調整渦旋體的旋轉速度。
3.根據權利要求1或2所述的渦旋流體機械的被膜形成方法，其特徵在於， 使所述噴射噴嘴從卷板的螺旋中心向外側方向移動，並與噴射噴嘴的移動速度對應地使渦旋體的旋轉速度逐漸減小。
4.根據權利要求1或2所述的渦旋流體機械的被膜形成方法，其特徵在於， 使所述噴射噴嘴從渦旋體的外徑側朝向中心移動，並與噴射噴嘴的移動速度對應地使渦旋體的旋轉速度逐漸增大。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的渦旋流體機械的被膜形成方法，其特徵在於， 不改變所述噴射噴嘴的姿態而使所述噴射噴嘴呈直線狀地移動。
6.一種渦旋流體機械的被膜形成裝置，該渦旋流體機械的被膜形成裝置通過噴射噴嘴向渦旋流體機械的螺旋形狀的卷板部的側面噴射塗裝液而形成被膜，其特徵在於， 所述渦旋流體機械的被膜形成裝置具備: 旋轉裝置，其具備對由所述卷板部和端板構成的渦旋體進行固定的旋轉臺及該旋轉臺的驅動裝置，且使渦旋體以卷板部的螺旋中心為中心進行旋轉； 塗裝液噴射裝置，其具備對旋轉過程中的渦旋體朝向卷板部的側面噴射塗裝液的噴射噴嘴、及使該噴射噴嘴沿渦旋體的徑向移動的驅動裝置； 控制器，其對所述旋轉臺的旋轉速度及噴射噴嘴的移動速度進行控制，並使被膜的膜厚保持恆定。
7.根據權利要求6所述的渦旋式流體機械的被膜形成裝置，其特徵在於， 所述塗裝液噴射裝置具備不改變噴射噴嘴的姿態而使噴射噴嘴沿著直線路線移動的單軸系的驅動裝置。
8.根據權利要求6或7所述的渦旋式流體機械的被膜形成裝置，其特徵在於， 所述噴射噴嘴具有狹縫形狀的噴出口，該噴出口的長邊具有與卷板部的側面的聞度相當的尺寸。
全文摘要
本發明提供一種渦旋式流體機械的被膜形成方法及裝置。在旋轉臺(22)上固定迴轉渦旋體(10)，並使迴轉渦旋體(10)以螺旋中心(C)為中心進行旋轉。將噴射噴嘴(42)定位在迴轉渦旋體(10)的螺旋中心(C)或外側端，並朝向卷板部(14)的側面(14a)噴出塗料。噴出塗料並使噴射噴嘴(42)在徑向上沿著直線(L)上移動。當使噴射開始位置為螺旋中心(C)時，與噴射噴嘴(42)的移動配合地使迴轉渦旋體(10)的旋轉角速度逐漸減小，當使噴射開始點為外側端時，與噴射噴嘴(42)的移動配合地使迴轉渦旋體(10)的旋轉角速度逐漸增大。由此，能夠均勻地向卷板部側面(14a)塗敷塗料。
文檔編號F04C29/00GK103228919SQ201180056928
公開日2013年7月31日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年1月14日
發明者淺見淳一, 峰岸辰也, 桑田透 申請人:阿耐思特巖田株式會社