專利名稱：渦旋式流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如適用于空氣、冷媒等壓縮機(jī)和真空泵等的渦旋式流體機(jī)械。
背景技術(shù)：
一般，渦旋式流體機(jī)械是通過(guò)將旋轉(zhuǎn)渦旋盤相對(duì)固定渦旋盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而進(jìn)行空氣、冷媒等的壓縮和泵動(dòng)作的設(shè)備，例如用作空氣壓縮機(jī)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-336676這種現(xiàn)有技術(shù)的渦旋式空氣壓縮機(jī)例如具有形成筒狀的殼體，在該殼體的內(nèi)周側(cè)設(shè)置徑向向內(nèi)突出的環(huán)狀的止推承受部。另外，殼體上在與止推承受部相對(duì)的位置設(shè)置固定渦旋盤，該固定渦旋盤在端板表面立設(shè)有渦卷狀的條卷部。
另外，在殼體內(nèi)設(shè)置利用電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)源而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸，在該驅(qū)動(dòng)軸的前端側(cè)設(shè)置旋轉(zhuǎn)渦旋盤，其位于殼體的止推承受部和固定渦旋盤之間。這時(shí)，旋轉(zhuǎn)渦旋盤在端板的表面?zhèn)攘⒃O(shè)多個(gè)渦卷狀的條卷部，該條卷部與固定渦旋盤的條卷部重合，劃分出多個(gè)壓縮室。
另外，旋轉(zhuǎn)渦旋盤的端板和殼體的止推承受部之間設(shè)置環(huán)狀的止推板，該止推板配置在形成于止推承受部的環(huán)狀的凹槽內(nèi)并且與端板的背面滑接。這時(shí)，殼體的止推承受部由例如熱膨脹率較大的鋁等金屬材料形成。另外，止推板通過(guò)沖壓加工例如鐵等金屬板而形成，具有比止推承受部小的熱膨脹率。
并且，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由電動(dòng)機(jī)等對(duì)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，則旋轉(zhuǎn)渦旋盤相對(duì)于固定渦旋盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此，壓縮室內(nèi)空氣被壓縮。這時(shí)，若從壓縮室側(cè)對(duì)旋轉(zhuǎn)渦旋盤施加推力方向的荷載，則該荷載通過(guò)止推板被殼體的止推承受部承受。
在此，止推板由沖壓加工等形成，所以其外徑和內(nèi)徑容易因加工誤差等產(chǎn)生尺寸上的偏差。另外，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于壓縮室產(chǎn)生的熱傳給止推板，所以止推板容易熱變形。因此，止推承受部的凹槽形成得比止推板的外形狀大，在凹槽的周面和止推板之間設(shè)置容許例如止推板的加工誤差、熱膨脹等造成的尺寸偏差的徑向的間隙。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，形成在止推承受部的凹槽和止推板之間設(shè)置徑向的間隙，容許例如板的加工誤差、熱膨脹等造成的尺寸偏差的結(jié)構(gòu)。但是，止推板未熱膨脹時(shí)，在板與凹槽之間形成徑向的大的間隙，在該間隙內(nèi)容易生產(chǎn)止推板的晃動(dòng)。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，存在例如在從起動(dòng)壓縮機(jī)開(kāi)始到達(dá)到預(yù)熱狀態(tài)之間未熱膨脹的止推板被旋轉(zhuǎn)渦旋盤引帶滑動(dòng)在凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)變位(錯(cuò)位)，板的各部位與凹槽的周面反復(fù)沖突而產(chǎn)生噪音的問(wèn)題。特別是，間歇地反復(fù)進(jìn)行短時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于未達(dá)到預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)，故止推板不熱膨脹，頻繁產(chǎn)生噪音，周圍環(huán)境惡化。
對(duì)此也可以考慮例如在常溫狀態(tài)下減小止推板周圍的間隙的方法。但是，這種情況下，止推板熱膨脹時(shí)碰觸凹槽的周面而升起，在板和旋轉(zhuǎn)渦旋盤之間容易生產(chǎn)卡住等現(xiàn)象，導(dǎo)至它們不均勻磨損、損傷等。
另外，由于止推板的材料和用于止推承受部的材料不同使兩者的熱膨脹率大有不同，且這些部件對(duì)從旋轉(zhuǎn)渦旋盤傳導(dǎo)的熱的傳導(dǎo)狀態(tài)也不同。即，例如壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)首先止推板通過(guò)與旋轉(zhuǎn)渦旋盤直接滑接而比止推承受部先熱膨脹，而相對(duì)于此，預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)后，通過(guò)來(lái)自止推板的熱傳導(dǎo)，變?yōu)楦邷氐闹雇瞥惺懿烤哂斜戎雇瓢宕蟮臒崤蛎浡识蛎?。因此，難以將止推板周圍的間隙尺寸設(shè)定為適合各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的尺寸值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而研發(fā)的，其目的在于提供一種渦旋式流體機(jī)械，其中，止推承受部和止推板之間的徑向間隙能夠容許加工誤差、熱膨脹等造成的變化，并能夠在寬的溫度范圍內(nèi)防止板的晃動(dòng)，抑制噪音，實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第一方面提供的渦旋式流體機(jī)械，具有設(shè)置有承受推力方向的荷載的止推承受部的殼體、在設(shè)于該殼體上的端板上立設(shè)渦卷狀的條卷部的固定渦旋盤、能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體上的驅(qū)動(dòng)軸、在能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該驅(qū)動(dòng)軸的前端側(cè)并在端板上立設(shè)與所述固定渦旋盤的條卷部重合劃分出多個(gè)壓縮室的渦卷狀的條卷部的旋轉(zhuǎn)渦旋盤、設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)渦旋盤的端板和所述殼體的止推承受部之間的環(huán)狀的止推板，其特征在于，由在所述止推板的內(nèi)周以及外周和與該內(nèi)周以及外周徑向相對(duì)的部件之間設(shè)置的間隙、和具有彈性地限制該間隙產(chǎn)生的該止推板的間隙的移動(dòng)的限制部件構(gòu)成。
本發(fā)明第二方面提供的渦旋式流體機(jī)械，其特征在于，所述限制部件設(shè)置在所述間隙內(nèi)。
另外，根據(jù)第二方面的方面，形成限制部件填充在間隙內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第三方面提供的渦旋式流體機(jī)械，其特征在于，所述止推板的內(nèi)周面或外周面的至少一個(gè)面上設(shè)置周向相互離間的多個(gè)切口部，所述限制部件安裝在所述殼體的止推承受部上，并與所述止推板的各切口部分別嵌合。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，例如當(dāng)渦旋式流體機(jī)械在常溫狀態(tài)時(shí)，考慮到止推板的加工誤差、熱膨脹等，在板的內(nèi)周以及外周、與該內(nèi)周以及外周徑向相對(duì)的部件之間確保徑向的大的間隙，即使在該狀態(tài)下，也能夠由限制部件的彈性力抑制止推板的晃動(dòng)。因此，能夠可靠防止例如當(dāng)起動(dòng)機(jī)械時(shí)止推板的周面和與其相對(duì)的部件接觸而產(chǎn)生噪音。
另外，根據(jù)本發(fā)明第二方面，由于限制部件設(shè)置在間隙部分，所以在止推承受部和止推板上沒(méi)有必要為配置限制部件而進(jìn)行特別的加工等，所以能夠高效組裝機(jī)械。并且，當(dāng)止推板熱變形時(shí)，限制部件能夠存在彈性地進(jìn)行限制，由此，能夠容許板的熱膨脹、熱收縮。另外，止推板的加工誤差等也能夠通過(guò)限制部件的變形而被吸收。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明第三方面，能夠?qū)⒍鄠€(gè)限制部件以安裝在止推承受部的內(nèi)周面或外周面的任意一個(gè)面上的狀態(tài)分別與止推板的切口部嵌合，由這些限制部件將板相對(duì)于徑向以及周向(旋轉(zhuǎn)方向)定位。因此，能夠防止例如止推板因振動(dòng)、外力等在徑向錯(cuò)位，或板被旋轉(zhuǎn)渦旋盤引帶滑動(dòng)而在旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)位，在止推板的整周穩(wěn)定形成間隙。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的渦旋式空氣壓縮機(jī)的縱剖面圖；圖2是放大表示止推板、彈性體等的圖1中主要部分放大剖面圖；圖3是將渦旋盤拆下的狀態(tài)從圖1中左側(cè)觀察殼體的正面圖；圖4是從圖3中箭頭IV-IV方向看到殼體等的主要部分放大剖面圖；圖5是表示組裝殼體、止推板以及彈性體之前的狀態(tài)的分解立體圖；圖6是表示壓縮機(jī)室溫狀態(tài)時(shí)的止推板周圍的間隙的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖7是表示預(yù)熱運(yùn)行壓縮機(jī)時(shí)的止推板周圍的間隙的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖8是通常運(yùn)行壓縮機(jī)時(shí)的止推板周圍的間隙的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖9是從與圖3相同的位置看到本發(fā)明第二實(shí)施方式的渦旋式空氣壓縮機(jī)的正面圖；圖10是從圖9中箭頭X-X方向看到殼體等的主要部分放大剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的渦旋式流體機(jī)械。
在此，圖1～圖8表示第一實(shí)施方式，本實(shí)施方式中，以半供油式渦旋式空氣壓縮機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。
1是形成渦旋式空氣壓縮機(jī)的外殼的殼體，該殼體1例如由鋁或其合金等金屬材料構(gòu)成，形成帶階梯的大致筒狀。并且，殼體1包括形成小徑筒狀的軸承部2、該軸承部2的軸向一側(cè)擴(kuò)徑設(shè)置的大徑筒部3、從該大徑筒部3的一側(cè)端側(cè)向徑向向外突出的突緣部4、大徑筒部3的內(nèi)周側(cè)一體形成的后述的止推承受部5。
5是在殼體1的大徑筒部3徑向向內(nèi)突出設(shè)置的圓環(huán)狀的止推承受部，該止推承受部5如圖2、圖3所示具有在與后述的旋轉(zhuǎn)渦旋盤10相對(duì)的部位形成的環(huán)狀槽6，在該環(huán)狀槽6內(nèi)具有間隙S1、S2松配合(遊嵌)有后述的止推板17。在此，止推承受部5不僅指承受推力的部分，也指與止推板17的內(nèi)周面17D以及外周面17C徑向相對(duì)的部件、部分。
在此，環(huán)狀槽6作為軸向凹進(jìn)的圓環(huán)狀的槽形成，具有外周面6A、內(nèi)周面6B以及底面6C。這時(shí)，環(huán)狀槽6的外周面6A，考慮到止推板17和止推承受部5的加工誤差、熱膨脹等，形成大徑比止推板17的外徑大，該外周面6a和止推板17的外周面17之間形成外側(cè)間隙S1。
另外，環(huán)狀槽6的內(nèi)周面6B同樣考慮到加工誤差、熱膨脹等，形成比止推板17的內(nèi)徑小的徑，該內(nèi)周面6B和止推板17的內(nèi)周面17D之間形成內(nèi)側(cè)間隙S2。并且，這些徑向間隙S1、S2容許止推板17和殼體1的尺寸偏差、熱變形等。
另外，在止推承受部5上設(shè)置從環(huán)狀槽6的外周面6A向徑向向內(nèi)突出的例如三處突部5A。這些突部5A例如配置在環(huán)狀槽6的上側(cè)和左右兩側(cè)，相互間隔大約90°周向分離。
并且，在各突部5A上分別設(shè)置作為與后述的彈性體18嵌合的圓弧狀的切口部的切口槽5B。這些切口槽5B朝向后述的止推板17在徑向內(nèi)向開(kāi)口。這時(shí)，突部5A和切口槽5B的周面構(gòu)成環(huán)狀槽6的外周面6A的一部分。
另外，止推承受部5上設(shè)置帶階梯的貫通孔5C，其在對(duì)應(yīng)各切口槽5B的位置在環(huán)狀槽6的底面6C開(kāi)口，這些三處的貫通孔5C上分別安裝彈性體18。進(jìn)而，在殼體1內(nèi)在大徑突部3和止推承受部5之間收容潤(rùn)滑油。
7是在殼體1上安裝的固定渦旋盤，該固定渦旋盤7如圖1所示包括形成大致圓板狀的端板7A、在該端板7A的表面軸向立設(shè)的渦卷狀的條卷部7B、在包圍該條卷部7B的位置從端板7A的外周側(cè)朝向殼體1軸向延伸的筒部7C、從該筒部7C徑向向外突出的突緣部7D。
8是例如通過(guò)兩個(gè)主軸承9能夠旋轉(zhuǎn)地支承在殼體1的軸承部2的驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸8基端側(cè)在殼體1的外部與電動(dòng)機(jī)(未圖示)等的驅(qū)動(dòng)源連結(jié)。另外，驅(qū)動(dòng)軸8的前端側(cè)成為朝向固定渦旋盤7延伸的曲軸8A，該曲軸8A的軸線相對(duì)驅(qū)動(dòng)軸8的軸線在徑向偏心規(guī)定的尺寸δ。
10是能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸8的曲軸8A上的旋轉(zhuǎn)渦旋盤，該旋轉(zhuǎn)渦旋盤10配置在殼體1內(nèi)，與固定渦旋盤7軸線相對(duì)。并且，旋轉(zhuǎn)渦旋盤10包括形成圓板狀的端板10A、從該端板10A的表面軸向立設(shè)的渦卷狀的條卷部10B、突設(shè)在端板10A的背面中央且通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承11能夠旋轉(zhuǎn)地與曲軸8A連結(jié)的突出部10C。
在此，端板10A的徑向外側(cè)部位配設(shè)在殼體1的止推承受部5和固定渦旋盤7的突緣部7D之間，與止推板17滑接。另外，該徑向外側(cè)部位的背面如圖2所示例如三處的凹進(jìn)部10D(圖中僅示一處)設(shè)置在與各彈性體18對(duì)應(yīng)的位置，這些凹進(jìn)部10D當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋盤10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)防止端板10A與彈性體18干涉。
另外，條卷部10B相對(duì)固定渦旋盤7的條卷部7B例如錯(cuò)開(kāi)180°重合配設(shè)，由此，兩個(gè)條卷部7B、10B間劃分出多個(gè)壓縮室12。
并且，驅(qū)動(dòng)軸8利用電動(dòng)機(jī)等被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而旋轉(zhuǎn)渦旋盤10相對(duì)于固定渦旋盤7以對(duì)應(yīng)曲軸8A的尺寸δ的一定的旋轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，渦旋式空氣壓縮機(jī)中，空氣從設(shè)于固定渦旋盤7的吸入口13吸入最外周側(cè)的壓縮室12，壓縮空氣通過(guò)排出口14從中央側(cè)的壓縮室12排出外部。
15是設(shè)于殼體1的止推承受部5和旋轉(zhuǎn)渦旋盤10的端板10A之間的歐式環(huán)(オルダムリング)。該歐式環(huán)15當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋盤10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)防止其自轉(zhuǎn)。
16是設(shè)于驅(qū)動(dòng)軸8上的平衡重塊，該平衡重塊16通過(guò)與驅(qū)動(dòng)軸8一起旋轉(zhuǎn)而在與旋轉(zhuǎn)渦旋盤10之間得到旋轉(zhuǎn)平衡。這時(shí)，在平衡重塊16的前端側(cè)設(shè)置油杓16A，該油杓16A通過(guò)盛取殼體1內(nèi)的潤(rùn)滑油向止推承受部5、主軸承9、旋轉(zhuǎn)軸承11、止推板17的兩面?zhèn)鹊忍峁?rùn)滑油。
17是設(shè)于殼體1的止推承受部5和旋轉(zhuǎn)渦旋盤10的端板10A之間的止推板，該止推板17如圖4、圖5所示，例如通過(guò)對(duì)鐵等金屬板進(jìn)行沖壓加工形成圓環(huán)狀的平板，具有表面17A、背面17B、外周面17C以及內(nèi)周面17D。
并且，止推板17如圖2、圖3所示松配合在止推承受部5的環(huán)狀槽6內(nèi)，背面17B與環(huán)狀槽6的底面6C接觸。該狀態(tài)下止推板17的外周面17C隔開(kāi)外側(cè)間隙S1與環(huán)狀槽6的外周面6A相對(duì)，止推板17的內(nèi)周面17D隔開(kāi)內(nèi)側(cè)間隙S2與環(huán)狀槽6的內(nèi)周面6B相對(duì)。
另外，止推板17形成比環(huán)狀槽6的深度尺寸厚的壁厚，其表面17A比止推承受部5向旋轉(zhuǎn)渦旋盤10側(cè)突出的同時(shí)與端板10A的背面滑接。由此，止推板17當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋盤10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)與止推承受部5協(xié)動(dòng)而承受施加在端板10A上的推力方向的荷載。
另外，止推板17的外周面17C上如圖3所示在對(duì)應(yīng)止推承受部5的各突部5A的位置分別形成凹部17E，這些凹部17E內(nèi)各突部5A隔開(kāi)間隙配置。進(jìn)而，各凹部17E上在與止推承受部5的各切口槽5B相對(duì)的位置形成徑向外向開(kāi)設(shè)的圓弧狀的切口槽17F，各凹部17E和切口槽17F的周面構(gòu)成止推板17的外周面17C的一部分。
并且，止推承受部5和止推板17的切口槽5B、17F在周向隔開(kāi)間隔配置在三處，各切口槽5B、17F之間分別嵌合后述的彈性體18。
18表示設(shè)于殼體1的止推承受部5且配置在外側(cè)間隙S1的作為例如三個(gè)限制部件的彈性體18，該彈性體18如圖3～圖5所示由具有彈性的材料構(gòu)成，一體形成帶階梯的圓柱狀。
在此，作為具有彈性的材料是具有使止推板17徑向移動(dòng)本身破壞(自身が潰れたり)或復(fù)原等彈性力的材料，例如天然橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠等樹(shù)脂材料，和其它具有復(fù)原力并具有可撓性的無(wú)紡織物、毛氈。
并且，彈性體18介于止推承受部5的切口槽5B(環(huán)狀槽6的外周面6A)和止推板17的切口槽17F(外周面17C)之間。由此，各彈性體18中，在止推承受部5和止推板17的外周面6A、17C之間在整周范圍內(nèi)形成外側(cè)間隙S1，并且在內(nèi)周面6B、17D之間在整周范圍內(nèi)形成內(nèi)側(cè)間隙S2，將止推板17保持在從環(huán)狀槽6的周面6A、6B離開(kāi)的位置。
另外，間隙S1、S2的尺寸考慮到殼體1的止推承受部5和止推板17的加工誤差、熱膨脹等，例如壓縮機(jī)在常溫狀態(tài)時(shí)設(shè)定成某種程度上的大的尺寸值。這時(shí)，所謂考慮到熱膨脹的間隙S1、S2的尺寸值是指，如圖6～圖8所示例如在壓縮機(jī)的起動(dòng)時(shí)或預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使止推承受部5和止推板17熱膨脹到實(shí)際應(yīng)用中最大的尺寸，板和環(huán)狀槽6的周面6A、6B之間也能夠確保最低限度的間隙。
并且，彈性體18，在例如壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，即使間隙S1、S2形成大尺寸的狀態(tài)下，通過(guò)環(huán)狀槽6內(nèi)限制止推板17的徑向的移動(dòng)并抑制其晃動(dòng)，從而防止板與環(huán)狀槽6的周面6A、6B接觸產(chǎn)生噪音。
另外，彈性體18如圖3、圖4所示包括止推承受部5和止推板17的切口槽5B、17F上分別嵌合的圓柱狀的大徑部18A、在該大徑部18A的周向另一側(cè)縮徑形成并插入嵌合在止推承受部5的貫通孔5C內(nèi)的小徑部18B、從該小徑部18B的另一端側(cè)徑向向外突出的環(huán)狀的鍔部18C。
并且，彈性體18中，大徑部18A以能夠彈性變形的狀態(tài)夾持在切口槽5B、17F之間，通過(guò)大徑部18A和鍔部18C以在貫通孔5C內(nèi)防脫的狀態(tài)安裝在止推承受部5上。另外，彈性體18例如配置在止推板17的上側(cè)和左右兩側(cè)，相互間隔大約90°在周向離開(kāi)，并且左右的彈性體18在止推板17的直徑方向相對(duì)。
這樣，各彈性體18分別嵌合在止推板17的徑向的切口槽17F上，彈性對(duì)板進(jìn)行支承，將其在周向的三處從外側(cè)包圍該板，并且由此將止推板17相對(duì)于徑向以及周向(旋轉(zhuǎn)方向)定位。
并且，當(dāng)止推板17熱膨脹時(shí)，彈性體18的大徑部18A在切口槽5B、17F間具有彈性地變形，變成追隨止推板17的熱變形而在徑向上破壞(潰れる)的狀態(tài)。與此相同，即使例如止推板17存在加工誤差時(shí)，也能通過(guò)彈性體18變形而吸收誤差。由此，彈性體18容許止推板17的尺寸變形、熱變形等，防止板的徑向以及旋轉(zhuǎn)方向的晃動(dòng)。
本實(shí)施方式的渦旋式空氣壓縮機(jī)具有如上所述的結(jié)構(gòu)。下面對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，當(dāng)壓縮機(jī)組裝時(shí)，例如將彈性體18的鍔部18C以縮徑方向彈性變形的狀態(tài)插入嵌合在止推承受部5的貫通孔5C內(nèi)，通過(guò)使鍔部18C在止推承受部5的背面?zhèn)葟?fù)原到原來(lái)的外徑，從而將彈性體18簡(jiǎn)單地安裝在止推承受部5。
然后，當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，由電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸8，則旋轉(zhuǎn)渦旋盤10以尺寸δ的回轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外部的空氣從吸入口13吸入最外周側(cè)的壓縮室12。然后，該空氣朝向中央側(cè)的壓縮室12順次被壓縮，變?yōu)閴嚎s空氣從排出口14排出到外部的空氣罐等(未圖示)。
另外，壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，壓縮室12內(nèi)的壓力成為使旋轉(zhuǎn)渦旋盤10從固定渦旋盤7離開(kāi)的方向(推力方向)上的荷載作用于端板10A。該推力方向的荷載由止推板17和殼體1的止推承受部5承受，所以旋轉(zhuǎn)渦旋盤10能夠以與固定渦旋盤7滑接的狀態(tài)穩(wěn)定地進(jìn)行壓縮動(dòng)作。
這時(shí)，止推板17上由與旋轉(zhuǎn)渦旋盤10之間的磨擦阻力施加徑向以及旋轉(zhuǎn)方向的外力。但是止推板17由各彈性體18彈性支承，環(huán)狀槽6的周面6A、6B之間以隔開(kāi)間隙S1、S2的狀態(tài)在徑向以及旋轉(zhuǎn)方向上定位。由此，能夠可靠防止止推板17與周面6A、6B接觸或板產(chǎn)生晃動(dòng)。
另外，壓縮運(yùn)行時(shí)，壓縮室12產(chǎn)生的熱經(jīng)由旋轉(zhuǎn)渦旋盤10傳給止推板17。這時(shí)，止推板17通過(guò)彈性體18的彈性變形而能夠在外側(cè)間隙S1(或內(nèi)側(cè)間隙S2)的范圍內(nèi)自由熱膨脹、熱收縮，能夠避免板與環(huán)狀槽6的周面6A、6B干涉。
接著參照?qǐng)D6～圖8說(shuō)明壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和間隙S1、S2的尺寸值的關(guān)系。
首先，當(dāng)壓縮機(jī)在室溫狀態(tài)下停止時(shí)，如圖6所示，在止推板17的外周側(cè)形成具有尺寸R的外側(cè)間隙S1，在止推板17的內(nèi)周側(cè)形成具有尺寸r的內(nèi)側(cè)間隙S2。
該狀態(tài)下，起動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)渦旋盤10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在壓縮室12內(nèi)空氣被壓縮，這時(shí)的壓縮熱等傳給與旋轉(zhuǎn)渦旋盤10滑接的止推板17。因此，止推板17溫度比殼體1的止推承受部5等先上升而熱膨脹。
結(jié)果，如圖7所示，由于止推板17的外徑變大，故外側(cè)間隙S1縮小，變?yōu)槌叽鏡’(R＞R’)。這樣，壓縮機(jī)的起動(dòng)時(shí)(預(yù)熱運(yùn)行時(shí))由于止推板17的熱膨脹使外側(cè)間隙S1縮小，所以室溫狀態(tài)下的外側(cè)間隙S1的尺寸R設(shè)定成即使由于該熱膨脹尺寸R’也不會(huì)變?yōu)榱愠潭鹊拇笮?。而?nèi)側(cè)間隙S2的尺寸由止推板17的熱膨脹而暫時(shí)變大。
接著，當(dāng)壓縮機(jī)起動(dòng)后經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間后，熱從止推板17傳給止推承受部5，這些部件變?yōu)榇笾孪嗤臏囟?，達(dá)到溫度平衡狀態(tài)。這時(shí)，止推承受部5由熱膨脹率大的鋁等形成，止推板17由熱膨脹率比較小的鐵等形成，所以止推承受部5熱膨脹大。
因此，由于止推承受部5(環(huán)狀槽6)如圖8所示相對(duì)于止推板17相對(duì)熱膨脹，環(huán)狀槽6的內(nèi)周面6B直徑擴(kuò)大，內(nèi)側(cè)間隙S2縮小，成為尺寸r′(r＞r′)。因此，壓縮機(jī)通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)后)由于止推承受部5的熱膨脹而內(nèi)側(cè)間隙S2縮小，所以室溫狀態(tài)的內(nèi)側(cè)間隙S2的尺寸r設(shè)定為即使出現(xiàn)該熱膨脹尺寸r′也不變?yōu)榱愕某潭鹊拇笮?。另外，外?cè)間隙S1的尺寸由于止推承受部5的熱膨脹而變得比預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)大。
這樣，關(guān)于壓縮機(jī)預(yù)熱運(yùn)行時(shí)和通常運(yùn)行時(shí)各自情況，通過(guò)考慮止推承受部5和止推板17的熱膨脹狀態(tài)，而能夠?qū)⑦@之間形成的間隙S1、S2的尺寸適當(dāng)設(shè)定，無(wú)論在什么運(yùn)行狀態(tài)下都能夠使壓縮機(jī)順暢地動(dòng)作。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式，形成止推承受部5的環(huán)狀槽6和止推板17之間設(shè)置彈性體18的結(jié)構(gòu)，彈性體18能夠在板的周面17C、17D和止推承受部5之間形成徑向的間隙S1、S2。
因此，例如當(dāng)壓縮機(jī)在常溫狀態(tài)時(shí)，考慮到止推承受部5和止推板17的結(jié)構(gòu)誤差、熱膨脹等，能夠確保板的周面17C、17D和止推承受部5之間徑向的大的間隙S1、S2，在該狀態(tài)下，止推板17的晃動(dòng)能夠被彈性體18抑制。因此，能夠可靠防止例如當(dāng)壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)板的周面17C、17D與止推承受部5接觸而產(chǎn)生噪音。
另外，當(dāng)止推板17的溫度上升時(shí)，板的周面17C、17D和止推承受部5之間彈性體18能夠具有彈性(撓性)地變形，由此，止推板17在間隙S1、S2的范圍內(nèi)能夠自由熱膨脹、熱收縮。因此，例如即使壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，也能夠防止熱膨脹的止推板17與止推承受部5和彈性體18干涉。
并且，當(dāng)止推板17冷卻熱收縮時(shí)，彈性體18能夠迅速?gòu)?fù)原到原狀態(tài)，故能夠抑制熱收縮時(shí)的晃動(dòng)，在止推板17的周圍總是能夠穩(wěn)定確保間隙S1、S2。因此，能夠容許止推板17的熱變形(熱膨脹、熱收縮)，并能夠在廣的溫度范圍內(nèi)防止板的晃動(dòng)，實(shí)現(xiàn)低噪音良好的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境。
而且，通過(guò)例如使用橡膠等彈性體18作為限制部件，能夠彈性支承止推板17，能夠相對(duì)于例如振動(dòng)、外力等穩(wěn)定地對(duì)止推板17定位。
另外，在止推承受部5和止推板17上在周向的多個(gè)位置設(shè)置切口槽5B、17F，在這些切口槽5B、17F之間分別設(shè)置彈性體18，將各彈性體18能夠以安裝在止推承受部5的狀態(tài)下嵌合在止推板17的各切口槽17F上。
由此，能夠?qū)⒅雇瓢?7在周向的多個(gè)位置穩(wěn)定地進(jìn)行支承，將板相對(duì)于徑向以及旋轉(zhuǎn)方向穩(wěn)定定位。因此，能夠防止例如止推板17由于振動(dòng)、外力等徑向錯(cuò)位或板被旋轉(zhuǎn)渦旋盤10引帶滑動(dòng)在旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)位，能夠在止推板17的整周上穩(wěn)定形成間隙S1、S2。
接著，圖9以及圖10表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式，本實(shí)施方式的特征在于形成使用填充材料作為限制部件的結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，所述第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號(hào)，其說(shuō)明省略。
21是設(shè)于殼體1的止推承受部5’的作為限制部件的填充材料，該填充材料21填充在止推承受部5’和止推板17’之間，以能夠變形的狀態(tài)介于它們之間。
在此，填充材料21由例如以氟樹(shù)脂為主要成分的斂縫材料、粘接材料等構(gòu)成，由具有柔性的彈性或/以及可撓性材料構(gòu)成。這時(shí)，作為具有可撓性的材料例如無(wú)紡織物、毛氈等。另外，具有可撓性和彈性的材料例如天然橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠等樹(shù)脂材料。
另外，止推承受部5’與第一實(shí)施方式大致相同，具有外周面6A’、內(nèi)周面6B’以及底面6C’的環(huán)狀槽6’和突部5A’，切口槽5B和貫通孔5C廢棄。另外，止推板17’具有表面17A’、背面17B’、外周面17C’、內(nèi)周面17D’以及凹部17E’，切口槽17F廢棄。
充填材料21將例如糊狀態(tài)的材料分別填充涂敷在環(huán)狀槽6’止推板17’的外周面6A’、17C’之間的外側(cè)間隙S1’以及內(nèi)周面6B’、17D’之間的內(nèi)側(cè)間隙S2’，通過(guò)使其硬化形成細(xì)長(zhǎng)的框狀、片狀、帶狀等。這時(shí)，填充材料21即使在硬化的狀態(tài)下也變得具有柔性(可撓性)能夠在徑向變形。
由此，填充材料21與第一實(shí)施方式大致相同，容許止推承受部5’和止推板17’的加工誤差、熱變形等，其周面17C’、17D’和止推承受部5’之間形成徑向的間隙(間隔)S1’、S2’。
而且，這樣形成的本實(shí)施方式中能夠得到與第一實(shí)施方式大致相同的作用效果。并且，特別是在本實(shí)施方式中，形成使用填充材料21作為限制部件的結(jié)構(gòu)。由此，沒(méi)必要將限制部件以一定形狀的部件形成，另外止推承受部5’和止推板17’上沒(méi)有必要為配置填充材料21而進(jìn)行特別的加工等，所以能夠高效地進(jìn)行機(jī)械的組裝。
另外，在例如間隙S1’、S2’的形狀是復(fù)雜的，或即使其尺寸小的情況下也能夠利用填充、涂敷等方法容易地將填充材料21’配置在間隙S1’、S2’內(nèi)。進(jìn)而，即使對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)，只有例如進(jìn)行有關(guān)例如進(jìn)行S1’、S2’的尺寸的最低限度的規(guī)格變更等，就能夠容易地適用填充材料21，擴(kuò)大適用范圍。
另外，上述第一實(shí)施方式中，形成使用橡膠等彈性體18作為限制部件的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明的限制部件不限于具有彈性的材料，各種具有復(fù)原力的材料都可以使用。
另外，第一實(shí)施方式中，形成止推板17的外周側(cè)的三處配置針狀的彈性體18的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明的限制部件的個(gè)數(shù)、配置等不限于本實(shí)施方式，例如也可以形成使用兩個(gè)、四個(gè)或四個(gè)以上限制部件的結(jié)構(gòu)。
另外，彈性體的形狀與第二實(shí)施方式的填充材料21大致相同，例如形成埋沒(méi)間隙S1、S2的細(xì)長(zhǎng)的框狀、片狀、帶狀等，通過(guò)將其嵌入止推板17的周圍，形成例如使用一個(gè)限制部件的結(jié)構(gòu)。
另外，第一實(shí)施方式中，形成在止推板17的外周側(cè)配置彈性體18的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明不限于此，也可以形成例如在環(huán)狀槽6的內(nèi)周面6B和止推板17的內(nèi)周面17D之間(內(nèi)側(cè)間隙S2)配置彈性體18，從內(nèi)側(cè)支承止推板17的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而也可以形成在止推板17的表面17A多個(gè)位置設(shè)置未圖示的貫通孔，在該貫通孔和止推承受部5之間設(shè)置彈性體18的結(jié)構(gòu)。
而在第二實(shí)施方式中，圖示了例如填充材料21在間隙S1’、S2’的整周填充的情況。但是，本發(fā)明不限于此，例如也可以形成僅在間隙S1’、S2’中必要的部分設(shè)置填充材料21的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式中，形成將旋轉(zhuǎn)渦旋盤10的端板10A形成圓板狀，在端板10A的背面滑接止推板17的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明不限于此，例如也可以是如特開(kāi)平7-189930號(hào)公報(bào)等所記載的，即在旋轉(zhuǎn)渦旋盤的端板的背面設(shè)置冷卻翼的形式的渦旋式流體機(jī)械中冷卻翼的前端側(cè)滑接止推板的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而也可以是旋轉(zhuǎn)渦旋盤的端板由表面立設(shè)條卷部的圓板狀的端板主體、在該端板主體的背面立設(shè)的冷卻翼、該冷卻翼的前端安裝的保持板構(gòu)成，止推板例如與保持板的背面?zhèn)然拥慕Y(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式中形成殼體1的止推承受部5和止推板17之間設(shè)置間隙S1、S2的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明不限于此，例如、用于在與止推板17之間形成間隙S1、S2的部件也可以是固定渦旋盤7和殼體1。
另外，實(shí)施方式中，作為渦旋式流體機(jī)械以渦旋式空氣壓縮機(jī)為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限于此，例如也可以是包括壓縮冷媒的冷媒冷媒壓縮機(jī)、高空泵等其它渦旋式流體機(jī)械。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式流體機(jī)械，其具有設(shè)置有承受推力方向的荷載的止推承受部的殼體、在設(shè)于該殼體上并在端板上立設(shè)渦卷狀的條卷部的固定渦旋盤、能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體上的驅(qū)動(dòng)軸、在能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該驅(qū)動(dòng)軸的前端側(cè)并在端板上立設(shè)與所述固定渦旋盤的條卷部重合且劃分出多個(gè)壓縮室的渦卷狀的條卷部的旋轉(zhuǎn)渦旋盤、設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)渦旋盤的端板和所述殼體的止推承受部之間的環(huán)狀的止推板，其特征在于，由在所述止推板的內(nèi)周以及外周、與該內(nèi)周以及外周徑向相對(duì)的部件之間設(shè)置的間隙和具有彈性地限制該間隙產(chǎn)生的該止推板的徑向的移動(dòng)的限制部件構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋式流體機(jī)械，其特征在于，所述限制部件設(shè)置在所述間隙內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的渦旋式流體機(jī)械，其特征在于，所述止推板的內(nèi)周面或外周面的至少一個(gè)面上設(shè)置周向相互離間的多個(gè)切口部，所述限制部件安裝在所述殼體的止推承受部上，與所述止推板的各切口部分別嵌合。
全文摘要
一種渦旋式流體機(jī)械，其設(shè)置有容許殼體和止推板的加工誤差、熱變形等并防止板的晃動(dòng)的限制部件。相對(duì)設(shè)置固定渦旋盤(7)和旋轉(zhuǎn)渦旋盤(10)，在殼體(1)的止推承受部(5)的環(huán)狀槽(6)內(nèi)設(shè)置從旋轉(zhuǎn)渦旋盤(10)承受推力方向的荷載的環(huán)狀的止推板(17)。并且，在止推承受部(5)和止推板(17)之間形成徑向的間隙(S1、S2)，在外側(cè)間隙(S1)內(nèi)設(shè)置限制板的徑向的移動(dòng)的多個(gè)彈性體(18)。由此，能夠容許止推承受部(5)和止推板(17)的尺寸偏差、熱變形等，并且能夠在環(huán)狀槽(6)內(nèi)在寬的溫度范圍抑制板的晃動(dòng)。
文檔編號(hào)F04C18/02GK1704594SQ200510074728
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者肥田野克史, 杉本正則, 坂本晉, 小林義雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所