渦旋流體機械的製作方法

2023-04-24 03:57:01

專利名稱：渦旋流體機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種渦旋流體機械，例如壓縮機、送風機、真空泵、液體泵、擴張器等。
背景技術：
日本審查的專利申請JP 1995-026618B(1995. 3. 29)公開的已知用於驅動固定在 樞軸上的旋轉渦盤的渦旋流體機械中，旋轉渦盤的推力負載被傳遞到樞軸，然後被用於支 撐樞軸的軸承和支撐旋轉軸的軸承承擔。日本未審結的專利 申請JP 1997-112447A (1997)和 JP2004-332695A(2004. 11. 25)公開了現有的曲柄傳動類型的渦旋流體機械，該渦旋流體機 械在殼體和旋轉渦盤之間設有三個或多個擺動柱。日本審查的專利申請JP 1995-026618B公開的渦旋流體機械要求大量的軸承，該 軸承需要在軸承直徑上有所增加，以延長軸承的使用壽命，這樣會導致在所述軸承裡的大 量的機械損耗，同時還使得結構複雜，成本昂貴。如日本未審結的專利申請JP1997-112447A，和JP2004-332695A所公開的，渦旋流 體機械包括三個或多個擺動柱，這樣會導致複雜的結構。

發明內容
本發明提供一種簡單結構的渦旋流體機械，其具有更小的機械損耗，並且通過用 於支撐樞軸的軸承(例如，徑向推力球軸承)和用於支撐旋轉軸的軸承(例如，徑向推力球 軸承)阻止承擔推力負荷從而有效地承受旋轉渦盤的巨大推力負荷。本發明適用於渦旋流體機械，該機械包括殼體，中空的旋轉軸，樞軸，旋轉渦盤和 固定渦盤。所述中空的旋轉軸設置在所述殼體的內部，並且由軸承支撐以便旋轉。所述樞 軸設置在所述旋轉軸的中空部分中，並由與所述旋轉軸的軸向中心偏置的軸承支撐，以便 旋轉。所述旋轉渦盤與所述用於旋轉的樞軸的前端接合，同時通過自旋轉阻止機構來防止 自轉。所述固定渦盤與所述旋轉渦盤相對設置，該固定渦盤和所述旋轉渦盤限定出一個工 作室。本發明在所述殼體的底部設有一個固定部和擺動柱，該擺動柱位於所述固定部和所 述旋轉渦盤之間或者所述固定部和所述樞軸之間。所述擺動柱將旋轉渦盤的推力負載傳遞 到所述固定部。所述固定部包括一個與所述擺動柱的一端適配的軸承，所述旋轉渦盤或樞軸包括 與所述擺動柱的另一端適配的軸承。與所述固定部的軸承適配的所述擺動柱的一端作為支 撐點。與所述旋轉渦盤或者樞軸的軸承適配的另一端在跟隨所述旋轉渦盤或樞軸的運動同 時轉動。所述搖擺棒在被阻止自轉或阻止所述旋轉渦盤自轉的同時，所述擺動柱具有搖擺 的動作。這樣，所述搖擺棒的一端和另一端每個都設置一個圓柱形銷。所述每個銷的軸通 過所述擺動柱的軸。所述每個銷垂直地穿過所述擺動柱。在所述固定部和旋轉渦盤或固定部和所述樞軸形成有引導槽。每個引導槽容納一個所述銷。所述引導槽的寬度基本上與所 述銷的直徑相等。所述旋轉渦盤的推力負荷通過具有簡單結構的所述擺動柱傳遞到所述固定部，並 且經受如此的推力負載而不是通過支撐所述樞軸和旋轉軸的軸承承擔的(負載)機械損耗 更小。所述擺動柱在顯著地減小產生在軸承上的推力負載的同時，能夠承受更高的推力負 載，延長了軸承的使用壽命，並且減小了所述渦旋流體機械的尺寸。在這種情況下，與所述固定部的軸承適配的所述擺動柱的一端作為支撐點，與所 述旋轉渦盤或所述樞軸的軸承適配的另一端跟隨所述旋轉渦盤或樞軸的運動而旋轉，用於 支撐所述樞軸和旋轉軸的軸承不必承受所述旋轉渦盤的推力負載。如此就可能生產出具有 簡單軸承結構和小機械損耗的小型渦旋流體機械。如果擺動柱阻止所述旋轉渦盤的自轉，那麼就不需要用於阻止自轉的組件。這樣 就可能簡化渦旋流體機械的結構，並且與使用曲柄栓的情形相比較，能夠減小震動噪音。在這樣的情況下，所述擺動柱的一端和另一端每個都設置有圓柱形銷，並且在所 述固定部和所述旋轉渦盤或者固定部和樞軸形成有引導槽，所述擺動柱和所述旋轉渦盤的 自轉就可能被簡單的結構所阻止。


圖1示出的是實施例1中壓縮機的截面圖。
圖2示出的是實施例1中擺動柱的製造方法。
圖3示出的是實施例2中壓縮機的截面圖。
圖4示出的是實施例3中壓縮機的截面圖。
圖5示出的是實施例4中壓縮機的截面圖。
圖6示出的是示實施例5中真空泵的截面圖。
圖7示出的是示實施例5中擺動柱的組裝部分的截面圖。
圖8為實施例5中擺動柱的外觀圖。
圖9表示的是根據實施例5的擺動柱從擺動柱組裝部分中移除狀態的截面圖。
圖10示出的是實施例6中壓縮機的擺動柱的組裝部分的截面圖。
圖11示出的是實施例7中壓縮機的擺動柱的組裝部分的截面圖。
圖12示出的是實施例8中壓縮機的擺動柱的組裝部分的截面圖。
圖13示出的是實施例9中壓縮機的擺動柱的組裝部分的截面圖。
具體實施例方式圖1所示的是實施例1的壓縮機。電動機由定子3和轉子4組成。定子3和框架 5固定在殼體1上。主軸承6的外圈6A安裝在框架5上。固定部8設置在殼體1的與渦旋 件側相反側，即，底部1A。副軸承9的內圈9B安裝在固定部8。固定部8延伸至旋轉軸10 的中空部10A。旋轉軸10包括具有不同中心軸的中空部IOA和中空部10B。中空部IOA的 中心軸與旋轉軸10的中心軸一致。實際上，中空部IOB的中心軸從旋轉軸10的中心軸偏 離相當於旋轉半徑的間距。中空部IOA位於旋轉軸10的下端部。中空部IOB處在旋轉軸
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說明書
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10的前端部到中間部。中空部IOB的前部安裝樞主軸承30的外圈30A，而後部安裝樞副軸 承22的外圈22A。主軸承6和副軸承9設置成只承受徑向負荷(例如，深槽滾珠軸承)。旋轉軸10 的前部被主軸承6內圈6B的支撐，而後部被副軸承9外圈9A的支撐。上述結構使旋轉軸 10被主軸承6和副軸承9的旋轉支撐。樞主軸承30和樞副軸承22被設置成只承受徑向負荷(例如，深槽滾珠軸承)。樞 軸21的前部被樞主軸承30內圈30B的支撐，而後部被樞副軸承22內圈22B的支撐。由於 上述結構，樞軸21得到樞主軸承30和樞副軸承22旋轉地支撐。通過螺栓固定在殼體1上的蓋子2包括外周上部的進氣口 17和排氣口 20，還包 括在內周的進氣室12。隔板2A和導流筒23設置在蓋子2內。設置在蓋子2內的固定渦 盤15安裝主要由鑲板15A、圓柱體15B和盤繞器15C。圓柱體15B以沿著軸方向可移動地 與導流筒23適配。圓柱銷13插入到隔板2A的外沿。銷13的前端適配到行在於鑲板15A 上的孔。銷13可以防止固定渦盤15的旋轉。排氣埠 18形成在鑲板15A。密封件M適配於圓柱體15B。密封件M用來密封 圓柱體15B和導流筒23的縫隙。因此，上述結構在導流筒23內限定出第1排放室19。網 狀體25設置在第1排放室19內。第2排放室38通過在導流筒23的外沿和蓋子2限定。 分離油類的碰撞板26設置於該第2排放室38的上部。油槽36設置在第2排放室38的下 部。安裝氣道23A和滴油孔2 分別設置於導流筒23的上部和下部。與固定渦盤15相對設置的旋轉渦盤11主要由鑲板11A、指示器(boss) IlB及盤繞 器11C。指示器IlB與樞軸21的前端接合。幾乎封閉的工作室16由旋轉渦盤11的鑲板 11A、盤繞器11C、固定渦盤的鑲板15A及盤繞器15C組成。奧德海姆環27 (Oldham』 sring) 設置在旋轉渦盤件11的鑲板IlA的後面的外沿，所述奧德海姆環用作防止自轉機構。軸承(凹球面軸承)8A設置在固定部8的前端。軸承(凹球面軸承)21A設置在 樞軸21的後端。擺動柱37設置在軸承8A和軸承21A之間。擺動柱37通過在一端的球體 37A和另一端球體37B之間插入圓柱體37F而形成。球體37A，37B的核心與圓柱體37F的 軸相一致。軸承8A的球半徑和球體37A的球半徑幾乎相等。因此，球體37A可以以擺動地 與軸承8A適配，而不會脫離軸承8A)，相應地，軸承2IA的球半徑和球體37B的球半徑基本 上相等，因此球體37B可以以擺動的方式與軸承21A適配，而不會脫離軸承21A。因此，擺動 柱37包括可以穿過軸心的油路37C。為了平衡旋轉渦盤11和樞軸21的離心力，平衡錘14 設置在旋轉軸10上。第1油路31和回油孔39形成於框架5的下部。第1供油管四從油槽36穿過隔 板2A和固定渦盤的鑲板15A，以便通過過濾器觀連接到第1油路31。分支油路31A從第 1油路31到圍繞主軸承6)的部分。第2供油管32的一端與第1油路31連接。第2油路 34設置在底部1A。第2供油管32的另一端與第2油路34連接。第2油路34與固定部8 的油路8B相通。油路8B的末端向軸承8A開口。油路21B設置在樞軸21的中心。側孔 21C從油路21B到圍繞樞主軸承30的部分形成。擺動柱37的油路37C連接油路8B和油路 21B。以下詳細說明實施例1的動作。向電動機電機輸入電流時，定子3向轉子4施加 旋轉力，以使旋轉軸10進行旋轉。該旋轉允許樞軸21和與樞軸21呈一體型結構的旋轉渦
5盤11進行旋轉。旋轉渦盤11在由於奧德海姆環27防止自轉的狀態下進行旋轉。氣體(工作流體)從進氣口 17流入到進氣室12，在壓縮室16被壓縮而移動到中 央，並從排放埠 18流入到第1排放室19。氣體經由氣道23A流出到上部，接觸到碰撞板 面26之後轉變方向，並從排氣口 20排放到外部。油類(潤滑油)由於第2排放室38的高壓和殼體1內的低壓之間的壓力差，從油 槽36流入到第1供油管四。流動到第1油道31之後，經由分支油路31A被供應到主軸承6 附近。油類經由第2供油管道32、第2油路34和固定油路8B被供應到軸承8A和球體37A 適配處的滑動部。而且，油類通過油路37C被供應到球體37B和軸承21A適配處的滑動部。 滲出軸承8A或者21A的油類被供應到副軸軸承9或者樞副軸承22。油類流入到樞軸21的 油路21B，並經由側孔21C被供應到樞主軸承30。如此，各個軸承或者各個滑動部通過油類 得到潤滑。油類最終集中到殼體1內，並經由回油孔39被流入到吸入室12。油類與氣體一 同流入壓縮室16之後，經由排放端18得到排放。包含於氣體的油類在網狀體25與氣體分 離，並經由滴油孔2 被滴落到油槽36之中。油類在氣體接觸到碰撞板沈而轉變方向時， 進一步與氣體分離，並沿著導流筒23滴落到油槽36之中。氣體在壓縮室16得到壓縮之後，旋轉渦盤11由於氣體的壓力沿著漸離固定渦盤 15的方向接收推力負荷以至壓下樞軸21。樞軸21向擺動柱37傳送從旋轉渦盤11接收的 推力負荷。擺動柱37向固定部8傳送從樞軸21接收的推力負荷。與固定部8的軸承(凹 球面軸承)8A適配的球體37A(擺動柱37的一側末端)作為支撐點。與樞軸21的軸承(凹 球面軸承)21A適配的球體37B(擺動柱37的另一側末端)隨著樞軸21的運動進行旋轉。 即使推力負荷從旋轉渦盤11起通過樞軸21和擺動柱37下壓固定部8，由於固定部8已經 被固定住，不能移動擺動柱37。由於擺動柱37不移動，樞軸21也不移動。由於樞軸21不 移動，旋轉渦盤11也不移動。即，旋轉渦盤11不會逐漸離開固定渦盤15。實施例1中，由低滑動速度的擺動柱37向固定部8傳送樞軸21的推力負荷，使固 定部8承受該推力負荷。只有徑向負載被施加到樞主軸承30、樞副軸承22、主軸承6和副 軸承22，同時沒有推力負荷產生。結果壓縮機具有機械損耗小、性能增強了的簡單結構的 軸承。而且，與推力負荷施加到軸承的結構相比，實施例的結構可以接收更加強大的推力負 荷。圖2圖示了實施例1中具備油路37C的擺動柱37的製造方法。在球體37A和球 體37B之間採用焊接或者粘合劑來綁定圓柱體37F等方式形成擺動柱37。球體37A設置油 孔37M，球體37B設置油孔37N。圓柱體37F的中空部成為油孔37L。由於一開始就使用帶 有孔的圓柱體37F來設置油孔37L，不需要實施在圓柱體上穿孔設置油孔37L的加工工序。 而且，可以製造出具備由油孔37L、油孔37M及油孔37N組成的油路37C的擺動柱37。圖3圖示了實施例2的壓縮機。由於實施例1中已經詳細說明了與圖1中部件和 符號相同的部件和符號，在此不再做出詳細的說明。樞軸21具備可以穿過的中空部21F。 擺動柱37的一側末端是球體37A，而另一側末端是球體37B。擺動柱37穿過中空部21F。 旋轉渦盤11主要由鑲板11A、指示器11B、盤繞器IlC和球體基底IlD組成。球體基底IlD 設置在指示器IlB的內部。球體基底IlD在中央部具備軸承(凹球面軸承)11F。球體37B以可以搖擺的方式與軸承IlF適配。球體37B(擺動柱37的另一側末端)具備圓柱形銷 37E。銷37E的軸穿過球體37B的中心。銷37E與擺動柱37呈直角交叉。指示器IlB具備 引導槽11E。引導槽IlE的寬度與銷37E的直徑幾乎相等。銷37E以可以滑動的方式與引 導槽IlE適配，從而防止擺動柱37相對於旋轉渦盤11進行相應的旋轉。即，防止旋轉渦盤 11相對擺動柱37旋轉，也防止擺動柱37相對旋轉渦盤11旋轉。換言之，擺動柱37作為自 轉防止機構。球體37A(擺動柱37的一側末端)具備圓柱形銷37D。銷37D的軸穿過球體37A 的中心。銷37D與擺動柱37呈直角交叉。指示器7設置在殼體1的底部1A。固定部8適 配到指示器7內。副軸承9設置在固定部8。固定部8具備引導槽8E。引導槽8E的寬度 與銷37D的直徑幾乎相等。銷37D以可以滑動的方式與引導槽8E適配，從而防止擺動柱37 相對於固定部8進行相對旋轉。因此，可以防止旋轉渦盤11相對固定部8旋轉，也可以防止 自轉。如此，擺動柱37在可以防止自轉的狀態下進行搖擺，且防止旋轉渦盤11進行自轉。與固定部8的軸承(凹球面軸承)8A適配的球體37A作為支撐點。與設置在旋轉 渦盤11的球體基底IlD的軸承(凹球面軸承)IlF適配的球體37B在隨著旋轉渦盤11運 動的同時進行旋轉。擺動柱37傳遞通過軸承IlF的旋轉渦盤11和通過球體37A和軸承8A 的固定部8上的球體37B產生的推力負荷。從而使固定部8承受來自旋轉渦盤11的推力 負荷。由於固定部8已經被固定，擺動柱37不會沿著推力負荷方向移動。由於擺動柱37 不會移動，旋轉渦盤11也不會移動。擺動柱37具備穿過軸中心的油路37C。油類經由固定部8的油路8B被供應到軸 承8A和球體37A的適配的部分，並通過油路37C被供應到球體37B和軸承IlF的適配的部 分。油類從軸承8A被供應到油路37C的同時，滲出的油類則被供應到副軸承9、樞副軸承 22及銷37D的滑動部。從軸承IlF滲出的油類被供應到銷37E的滑動部，並流入樞軸21的 中空部21F，以便通過側孔2IC被供應到樞主軸承30。實施例2中，擺動柱37承受旋轉渦盤11的推力負荷而傳送到固定部8，使固定部 8承受該推力負荷。其效果與實施例1相同。而且，擺動柱37防止旋轉渦盤11進行自轉。 因此，壓縮機不需要設置防止自轉專用部件，結構變簡單。另外，擺動柱37比起進行往返運 動的部件振動噪音少。圖4圖示了實施例3的壓縮機。實施例1和實施例2已經詳細說明了與圖1至圖3 中部件和符號相同的部件和符號，在此不再作出詳細的說明。旋轉渦盤11主要由鑲板11A、 指示器11B、盤繞器IlC和球體基底IlD組成。球體基底IlD設置在指示器IlB內。球體 基底IlD具備引導槽IlE和軸承(凹球面軸承)11F。擺動柱37在一側末端球體37A和另 一側末端球體37B之間通過接合圓柱體37F而形成。球體37B(擺動柱37的另一側末端) 具備穿透到外部的圓柱形銷37E。銷37E的軸穿過球體37B的中心。銷37E與擺動柱37呈 直角交叉。軸承IlF的球半徑與球體37B的球半徑幾乎相等。引導槽IlE的寬度與銷37E 的直徑幾乎相等。球體37B以可以搖擺的方式與軸承IlF適配。銷37E以可以滑動的方式 與引導槽IlE適配，從而防止擺動柱37相對於旋轉渦盤11進行旋轉。固定部8設置在殼體1的底部1A。固定部8具備軸承8A(凹球面軸承)和引導 槽8E。球體37A(擺動柱37的一側末端)具備穿透到外部的圓柱形銷37D。銷37D的軸穿過球體37A的中心。銷37D與擺動柱37呈直角交叉。軸承8A的球半徑與球體37A的球半 徑幾乎相等。引導槽8E的寬度與銷37D的直徑幾乎相等。球體37A以可以搖擺的方式與 固定部8的軸承8A適配。固定軸50適配到固定部8。副軸承9具備於固定軸50。為了從 側面安裝銷37D，將裝配銷的孔50F形成在固定軸50上。銷37D以可以滑動的方式與引導 槽8E適配，從而防止擺動柱37相對於固定部8進行旋轉。因此，可以防止旋轉渦盤11相 對固定部8旋轉，也可以防止自轉。如此，擺動柱37在防止自轉的狀態下進行搖擺，且防止 旋轉渦盤11自轉。與固定部8的軸承(凹球面軸承)8A適配的球體37A作為支撐點。與旋轉渦盤11 的軸承(凸球面軸承)IlF適配的球體37B隨著旋轉渦盤11運動的同時進行旋轉。擺動柱 37通過軸承IlF和球體37B承受來自旋轉渦盤11的推力負荷，並通過球體37A和軸承8A 傳送到固定部8，從而使固定部8承受來自旋轉渦盤11的推力負荷。由於固定部8已經被 固定，擺動柱37不會沿著推力負荷方向移動。由於擺動柱37不移動，旋轉渦盤11也不會 移動。實施例3具有與實施例2相同的技術效果。而且，由於引導槽8E的設置位置比副 軸承9的設置位置還處於外側，可以加長銷37D的長度。由於擺動柱37更加穩定，可以有 效防止旋轉渦盤11的自轉。圖5圖示了實施例4的壓縮機。實施例1和實施例3已經詳細說明了與圖1至圖 4中部件和符號相同的部件和符號，在此不再做出詳細的說明。擺動柱37的球體37A(—側 末端)與圓柱體37F相分離。球體37A具備球體軸371和球體鍵37J。球體軸371連接球 體37A和圓柱體37F。圓柱體37F具備圓柱形孔37G和圓柱體鍵槽37H。圓柱形孔37G與 球體軸371適配。球體鍵37J與圓柱體鍵槽37H適配。如此，球體37A與圓柱體37F呈一 體結構，從而防止球體37A和圓柱體37F相互旋轉。實施例4具有與實施例3相同的技術效果。而且，由於可以將具備銷37D的球體 37A安裝在固定軸50的後部，以便不妨礙將定子線圈3A安裝在銷37D上。而且，球體37A、 銷37D、引導槽8E和固定部8可以安裝在定子線圈3A的內側。因此，壓縮機的整體長度會變短。圖6到圖9圖示了實施例5。圖6圖示了安裝有擺動柱37的真空泵，圖7圖示了 擺動柱37的組裝部分。圖8為旋轉90°的圖7中擺動柱37時外觀圖。圖9圖示了旋轉 90°的圖7中除去擺動柱37的組裝部分的狀態。實施例1至實施例4已經詳細說明了與 圖6到圖9中部件和符號相同的部件和符號，在此不再做出詳細的說明。球體基底8M設置 於固定部8，球體基底21M設置於樞軸21。使圓柱體37F穿過限位器8N和21N的孔8T和 21T之後，在圓柱體37F的兩端分別形成圓柱體37A和圓柱體37B。然後，螺栓8U將一疊限 位器8N和球體基底8M固定在固定部8。用螺栓2IU將一疊限位器2IN和球體基座2IM固 定在樞軸21上。球體基底8M具備軸承(凹球面軸承)8P和引導槽8R。引導槽8R的寬度與銷37D 的直徑幾乎相等。限位器8N具備軸承(凹球面軸承)8Q和引導槽8S。引導槽8S的寬度與 銷37D的直徑幾乎相等。擺動柱37 —側末端球體37A以可以搖擺的方式與軸承(凹球面軸承)8P和8Q適配。銷37D以可以滑動的方式與引導槽8R和8S適配。因此，當被阻止沿 著軸向移動和相對於固定部8旋轉的同時，擺動柱37允許進行搖擺運動。球體基底21M具備軸承(凹球面基底)21P和引導槽21R。引導槽21R的寬度與銷 37E的直徑幾乎相等。限位器21N具備軸承(凹球面軸承)21Q和引導槽21S。引導槽21S 的寬度與銷37E的直徑幾乎相等。擺動柱37另一側末端球體37B以可以搖擺的方式與軸 承(凹球面軸承)21P和21Q適配。銷37E以可以滑動的方式與引導槽21R和21S適配。因 此，當被阻止沿著軸向移動或旋轉的同時，擺動柱37可以進行搖擺運動。而且，可以防止樞 軸21進行旋轉，還可以防止與樞軸21形成一體結構的旋轉渦盤11進行自轉。如此，擺動 柱37在防止自轉的狀態下進行搖擺，且防止旋轉渦盤11自轉。圖6中真空泵的推力負荷的產生方向與圖1中壓縮機的推力負荷的發生方向恰恰 相反。壓縮機的啟動室(壓縮室)16的壓力比外部高。因此，沿著旋轉渦盤11離固定渦盤 15逐漸變遠的方向產生推力負荷。旋轉渦盤11的力量施加到了樞軸21上。可是，真空泵 的情況是工作室(泵室)16的壓力比外部低。結果，沿著旋轉渦盤11被拉向固定渦盤15 的方向產生推力負荷。而且，力量的施加使旋轉渦盤11拉拽樞軸21。與固定部8的軸承 (凹球面軸承)8P和8Q適配的球體37A(擺動柱37的一側末端)作為支撐點，與樞軸21的 軸承(凹球面軸承)21P和21Q適配的球體37B(擺動柱37的另一側末端)隨著樞軸21運 動的同時而進行旋轉。擺動柱37從軸承21P、軸承21Q及球體37B接收(承受)從旋轉渦 盤11傳送到樞軸21的推力負荷，並從球體37A、軸承8Q及軸承8P傳送到固定部8。由於 固定部8已經被固定，擺動柱37不會移動。由於擺動柱37不移動，樞軸21也不移動。由 於樞軸21不移動，旋轉渦盤11也不會移動。實施例5中，旋轉渦盤11不僅在逐漸遠離固定渦盤15的方向上被固定，還在拉向 固定渦盤15的方向也被固定。因此，旋轉渦盤11不會被拉向固定渦盤15。因此，真空泵 不需要設置用於接收推力負荷的軸承，這樣就使得軸承的結構簡單，機械損耗少。而且，擺 動柱37防止旋轉渦盤11的自轉。因此，真空泵不需要設置防止自轉專用部件，結構變得簡圖10圖示了實施例6中擺動柱60的組裝部分。擺動柱60的一側末端球面60A 和另一側末端球面60B是以擺動柱60的整體長度為直徑的球體的一部分。固定部8在前 端具備軸承(平面軸承)8D和外襯8L。樞軸21在後端具備軸承(平面軸承)21D和外襯 21L。擺動柱60設置在軸承8D和軸承21D之間。與固定部8的軸承(平面軸承)8D適配 的球面60A作為支撐點。與樞軸21的軸承(平面軸承)21D適配的球面60B隨著樞軸21 運動的同時進行旋轉。擺動柱37從軸承21D和球面60B接收來自樞軸21的推力負荷，並 從球面60A和軸承8D傳送到固定部。外襯8L和21L防止擺動柱60脫離。雖然擺動柱60 不具備油孔，但是供油方法與實施例1不同。實施例6中壓縮機是擺動柱60與軸承8D和 21D進行滾動接觸，所以機械損耗少。圖11圖示了實施例7中擺動柱70的組裝部分。擺動柱70的一側末端具備圓錐部 70A、斜切部70B及圓柱部70C。擺動柱70的另一側末端由圓錐部70D、斜切部70E及圓柱 部70F組成。固定部8在前端具備軸承(平面軸承)8D和外襯8L。樞軸21在後端具備軸承(平面軸承)21D和外襯21L。擺動柱70設置在軸承8D和軸承21D之間。與固定部8的 軸承(平面軸承)8D適配的圓錐部70A、斜切部70B和圓柱部70C(擺動柱70的一側末端) 作為支撐點。與樞軸21的軸承(平面軸承)21D適配的圓錐部70D、斜切部70E和圓柱部 70F(擺動柱70的另一側末端)隨著樞軸21運動的同時進行旋轉。擺動柱70從軸承21D、 圓錐部70D、斜切部70E及圓柱部70F承受從旋轉渦盤11傳送到樞軸21的推力負荷，並從 圓柱部70C、斜切部70B、圓錐部70A及軸承8D傳送到固定部8。斜切接觸部70H及圓柱接 觸部701與外襯8L接觸，斜切接觸部70K及圓柱接觸部70L與外襯21L接觸，從而防止擺 動柱70脫離。與此同時，還可以起到斜切接觸部70H、斜切接觸部70K與外襯8L、外襯2IL 接觸時防止擺動柱70磨損的作用。實施例7中壓縮機是擺動柱70與軸承(平面軸承)8D 和21D進行滾動接觸，所以接觸部幾乎不會滑動，可以大幅減少接觸部的磨損和機械損耗。 而且，軸承(平面軸承)8D和21D與圓錐接觸部70G和70J進行線接觸，接觸部的面積比點 接觸寬，可以承受更大的推力負荷。圖12圖示了實施例8中擺動柱80的組裝部分。擺動柱80的一側末端是圓錐80A， 另一側末端是圓錐80B。固定部8在前段具備軸承(圓錐面軸承)8G。樞軸21在後端具備 軸承(圓錐面軸承)21G。擺動柱80安裝在軸承8G和軸承21G之間。與固定部8的軸承 8G適配的圓錐80A(擺動柱80的一側末端)作為支撐點。與樞軸21的軸承21G緊密結合 的圓錐(80B)(擺動柱80的另一側末端)隨著樞軸21運動的同時進行旋轉。擺動柱80從 軸承21G和圓錐80B接收從旋轉渦盤11傳送到樞軸21的推力負荷，並從圓錐80A和軸承 8G傳送到固定部8。實施例8中壓縮機是擺動柱80與軸承(圓錐面軸承)8G、軸承(圓錐 面軸承)21G進行滾動接觸，機械損耗少。而且，與軸承8G、21G接觸的圓錐80A和80B面積 寬，這使擺動柱80磨損變少。與此同時，成為圓錐面的軸承8G和軸承21G還可以防止擺動 柱80脫離，這使壓縮機的結構變簡單。圖13圖示了實施例9中壓縮機的擺動柱90的組裝部分。除了用附圖表示的部分 之外，其餘部分與圖1相同。擺動柱90的一側末端具備凹球面90A，另一側末端具備凹球面 90B。固定部8在前端具備與螺絲81成為一體結構的球體8H。樞軸21在後端具備與螺絲 211成為一體的球體21H。擺動柱90安裝在球體8H和球體21H之間。與固定部8的軸承 (凸球面軸承)8K適配的凹球面90A(擺動柱90的一側末端)作為支撐點。與樞軸21的軸 承(凸球面軸承)21K適配的凹球面90B(擺動柱90的另一側末端)隨著樞軸21運動的同 時進行旋轉。擺動柱90從軸承(凸球面軸承)21K和凹球面90B接收來自樞軸21的推力 負荷，並從凹球面90A和軸承(凸球面軸承)8K傳送到固定部8。擺動柱90具備貫通軸心 的油路90C，球體8Η和螺絲81具備貫通軸中心的油路8J，球體21Η和螺絲211也同樣具備 貫通軸中心的油路21J。油路8Β、油路8J、油路90C、油路21J和油路21Β相通而構成供油 路徑。也可以將擺動柱90的凹球面90Α或者凹球面90Β —側轉換成球體，並在與所述球體 適配的固定部8的前端或者樞軸21的後端設置軸承(凹球面軸承)。實施例9中，由於擺 動柱90的直徑可以設置為相應地較大的值，因此，使得該結構能夠有效地承受的高推力負 荷。
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權利要求
1.一種渦旋流體機械，其包括 殼體；中空旋轉軸，其設置在殼體的內部並由軸承支撐以便旋轉；樞軸，其設置在所述旋轉軸的中空部分，並且由軸承支撐，該軸承從用於旋轉的旋轉軸 的軸向中心離開中心地設置；旋轉渦盤，其與用於旋轉的樞軸的前端接合，同時通過自旋轉阻止機構來阻止所述旋 轉渦盤自轉；固定渦盤，其與所述旋轉渦盤相對設置，該固定渦盤與所述旋轉渦盤限定出一個工作室，所述渦旋流體機械還包括 固定部，其位於所述殼體的底部；擺動柱，其位於所述固定部和所述旋轉渦盤之間或所述固定部和所述樞軸之間。
2.如權利要求1所述的渦旋流體機械，其特徵在於， 所述固定部包括一個軸承，該軸承與所述擺動柱的一端適配；所述旋轉渦盤或所述樞軸包括一個軸承，該軸承與所述擺動柱的另一端適配； 與所述固定部的軸承適配的所述擺動柱的一端作為支撐點；並且 與所述旋轉渦盤或所述樞軸的軸承適配的所述擺動柱的另一端隨著所述旋轉渦盤或 所述樞軸的運動的同時進行旋轉。
3.如權利要求1或2所述的渦旋流體機械，其特徵在於，所述擺動柱在被阻止自轉同時 能夠進行搖擺的運動，並阻止所述旋轉渦盤自轉。
4.如權利要求3所述的渦旋流體機械，其特徵在於 所述擺動柱的一端和另一端均設有圓柱形銷；每個所述銷的軸穿過所述擺動柱的軸； 每個所述銷正交地穿過所述擺動柱；引導槽形成於所述固定部和所述旋轉渦盤，或者形成於所述固定部和所述樞軸；每個所述引導槽包含一個銷；並且所述引導槽的寬度與所述銷的直徑基本上相等。
全文摘要
本發明公開一種渦旋流體機械，其中固定到樞軸的旋轉渦盤偏心旋轉，固定部設置在殼體的底部，並且擺動柱設置在所述固定部和所述旋轉渦盤之間或所述固定部和所述樞軸之間。所述固定部承受由擺動柱傳遞的所述旋轉渦盤的推力負荷。
文檔編號F04C18/02GK102072152SQ201010570458
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月24日 優先權日2009年11月25日
發明者黃光宣, 黃富石 申請人:株式會社富石