BE1022522B1 - FIXED VOLUTE ELEMENT AND VOLUME FLUID MACHINE USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Dans une dite machine fluidique à volutes en porte-à-faux, pour fournir une machine fluidique à volutes qui peut supprimer la génération d'un moment de renversement qui agit autour d'un centre d'un mécanisme de maneton, la présente invention prévoit une machine fluidique à volutes en porte-à-faux incluant un élément de volute fixé à un boîtier ; un élément de volute en orbite configuré pour venir en prise avec l'élément de volute fixé pendant qu'il tourne pour former par là-même un espace de compression de manière mobile ; un arbre d'entraînement configuré pour supporter l'élément de volute en orbite via un arbre à excentrique ; et un mécanisme de maneton configuré pour supporter l'élément de volute en orbite de manière à éviter que l'élément de volute en orbite ne tourne sur son propre axe. Le mécanisme de maneton comprend un premier arbre supporté en rotation par l'élément de volute fixé ; un second arbre supporté en rotation par l'élément de volute en orbite et excentrique par rapport au premier arbre, dans lequel le premier arbre fixé à l'élément de volute fixé s'étend dans une direction de poussée d'un espace de compression qui est formé par l'élément de volute fixé et l'élément de volute en orbite.In a so-called cantilever scroll fluidics machine, to provide a scroll fluidics machine which can suppress the generation of an overturning moment which acts around a center of a crank pin mechanism, the present invention provides a cantilevered scroll fluidics machine including a scroll member attached to a housing; an orbiting scroll member configured to engage the fixed scroll member as it rotates to thereby movably form a compression space; a drive shaft configured to support the scroll member in orbit via an eccentric shaft; and a crankpin mechanism configured to support the orbiting scroll member so as to prevent the orbiting scroll member from rotating on its own axis. The crank pin mechanism includes a first shaft rotatably supported by the attached scroll member; a second shaft rotatably supported by the orbiting volute member and eccentric to the first shaft, wherein the first shaft attached to the attached scroll member extends in a thrust direction of a compression space which is formed by the fixed scroll member and the orbiting scroll member.
Description
Élément de volute fixé et machine fluidique à volutes utilisant celui-ciFixed volute element and fluidic scroll machine using this
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
La présente invention concerne un élément de volute fixé et une machine fluidique à volutes qui utilise l'élément de volute fixé. L'invention concerne particulièrement un élément de volute fixé et une machine fluidique à volutes qui utilise l'élément de volute fixé, lequel élément de volute fixé présente une configuration pouvant supprimer l'apparition d'un moment de renversement nuisible qui est spécifique à une machine fluidique à volutes en porte-à-faux.The present invention relates to a fixed scroll member and a scroll fluidic machine that utilizes the fixed scroll member. The invention particularly relates to a fixed scroll member and a scroll fluidic machine that utilizes the fixed scroll member, which fixed scroll member has a configuration capable of suppressing the occurrence of a harmful rollover moment that is specific to a scroll. fluidic machine with cantilevered scrolls.
Traditionnellement, dans ce type de machine fluidique à volutes dans le but de réduire les dimensions, le centre d'un cercle de base d'un élément spiralé (un recouvrement) d'une volute en orbite dévie du centre d'une plaque d'extrémité de cette volute en orbite.Traditionally, in this type of scroll fluidic machine in order to reduce the dimensions, the center of a base circle of a spiral element (a cover) of a volute in orbit deviates from the center of a plate. end of this volute in orbit.
En outre, dans des machines fluidiques à volutes, il y a une dite machine fluidique en porte-à-faux, dans laquelle une partie d' arbre à excentrique d'un vilebrequin qui entraîne une volute en orbite, supporte la volute en orbite en porte-à-faux via un élément de palier.Furthermore, in scrolled fluidic machines, there is a said cantilevered fluidic machine, in which an eccentric shaft portion of a crankshaft which drives a volute into orbit, supports the volute in orbit in cantilever via a bearing element.
En outre, dans une volute en orbite traditionnelle comme représentée par exemple dans la publication japonaise ouverte n°2012-102 614 (brevet 1), le centre d'un cercle de base d'un recouvrement dévie vers l'extérieur d'une position intérieure qui est située 180° à l'intérieur d'un côté terminant par un enroulement vers un côté commençant par un enroulement du recouvrement du centre d'une plaque d'extrémité de la volute en orbite de sorte qu'une distance entre une face d'extrémité sur le côté terminant par l'enroulement du recouvrement et une face d'extrémité circonférentielle extérieure de la plaque d'extrémité devienne presque égale à une distance entre une surface externe du recouvrement situé dans une position qui se trouve 180° à l'intérieur du côté terminant par l'enroulement vers le côté commençant par l'enroulement du recouvrement et la face d'extrémité circonférentielle extérieure de la plaque d'extrémité (voir la figure 6 du brevet 1).In addition, in a volute in traditional orbit as represented for example in Japanese Open Publication No. 2012-102 614 (Patent 1), the center of a base circle of a cover deviates outwardly from a position inside which is located 180 ° inside a side ending in a winding to a side starting with a winding of the lap of the center of an end plate of the volute in orbit so that a distance between a face end of the end of the lap and an outer circumferential end face of the end plate becomes almost equal to a distance between an outer surface of the lap in a position which is 180 ° to interior of the end-winding side to the side beginning with the cover winding and the outer circumferential end face of the end plate (see Figure 6 of Patent 1 ).
Dans la configuration décrite plus haut, bien que le point d'application d'une force de détachement générée par une pression de gaz produite dans une chambre de compression vers la volute en orbite dévie du centre de la plaque d'extrémité, le point d'application d'une force de pressage dans une chambre de travail haute pression qui presse la volute en orbite contre une volute fixé ne coïncide pas cependant avec le centre de la plaque d'extrémité et par conséquent, un dit moment de renversement est généré dans la volute en orbite (voir la figure 4 du brevet 1).In the configuration described above, although the point of application of a detachment force generated by a pressure of gas produced in a compression chamber to the volute in orbit deviates from the center of the end plate, the point d application of a pressing force in a high-pressure working chamber which presses the volute into orbit against a fixed volute does not coincide with the center of the end plate, and therefore a so-called reversal moment is generated in the scroll in orbit (see Figure 4 of Patent 1).
En conséquence, la zone de la chambre de travail haute pression doit être augmentée de sorte à assurer une force de pressage qui peut éviter le détachement de la volute en orbite de la volute fixée en surmontant le moment de renversement, ce qui provoque le problème de l'augmentation de la perte de glissement.As a result, the area of the high pressure working chamber must be increased to provide a pressing force that can prevent the volute in orbit from being detached from the fixed volute by overcoming the overturning moment, thereby causing the problem of increased slip loss.
Ici, une force de réaction de chargement qui résulte d'une charge de compression agit sur une partie d'arbre à excentrique d'un vilebrequin, moyennant quoi le vilebrequin dévie pour être déformé. Cela entraîne un phénomène de contact inégal près des deux extrémités de la partie de palier principale. En particulier, une charge plus grande est appliquée à une partie d'extrémité de côté de volute en orbite qu'à une partie d'extrémité de côté de volute non en orbite de la partie de palier principale, et par conséquent, un contact sévèrement inégal tend à être généré sur la partie d'extrémité de côté de volute en orbite.Here, a loading reaction force that results from a compression load acts on an eccentric shaft portion of a crankshaft, whereby the crankshaft deflects to be deformed. This results in an uneven contact phenomenon near both ends of the main bearing portion. In particular, a larger load is applied to a volute side end portion in orbit than to a volute side end portion not in orbit of the main bearing portion, and therefore, severely contact Uneven tends to be generated on the volute side end portion in orbit.
Pour y faire face, dans le brevet 1, le centre d'un élément de joint annulaire qui est prévu sur un côté arrière d'une volute en orbite dévie du centre d'une plaque d'extrémité dans une direction, dans laquelle le centre d'un cercle de base d'un recouvrement dévie. En adoptant cette configuration, le point d'application d'une force de détachement générée par une pression de gaz produite dans une chambre de compression vers une volute en orbite coïncide sensiblement avec le point d'application d'une force de pressage dans une chambre de travail haute pression qui presse la volute en orbite contre une volute fixée. Par conséquent, un moment de renversement appliqué à la volute en orbite peut être réduit pour réduire par là-même la zone de la chambre de travail haute pression (voir les figures 1 à 3 du brevet 1).To cope with this, in patent 1, the center of an annular seal member which is provided on a rear side of an orbiting volute deviates from the center of an end plate in a direction, in which the center a base circle of a deflection overlap. By adopting this configuration, the point of application of a detachment force generated by a pressure of gas produced in a compression chamber to a volute in orbit substantially coincides with the point of application of a pressing force in a chamber high-pressure work that presses the volute into orbit against a fixed volute. Therefore, a reversal moment applied to the volute in orbit can be reduced to thereby reduce the area of the high pressure working chamber (see Figures 1 to 3 of Patent 1).
Dans le brevet 1, une construction est cependant adoptée, dans laquelle la volute en orbite est supportée par palier en reliant un bossage qui fait saillie du centre du côté arrière de la volute en orbite à un vilebrequin et à proximité d'une surface circonférentielle extérieure de la volute en orbite, une force dans une direction de poussée est portée par une surface coulissante. Par conséquent, même au cas où le centre de l'élément de joint annulaire dévie dans la direction, dans laquelle le centre du cercle de base de l'élément spiralé dévie, des positions situées d'une partie centrale vers une circonférence extérieure sont affectées plus ou moins par une variation de force externe appliquée dans la direction de poussée, ce qui entraîne la crainte qu'ils ne puissent pas supporter une telle force externe lors de son application.In patent 1, however, a construction is adopted in which the orbiting scroll is supported in stages by connecting a boss projecting from the center of the rear side of the volute in orbit to a crankshaft and near an outer circumferential surface. of the volute in orbit, a force in a thrust direction is carried by a sliding surface. Therefore, even in the case where the center of the annular seal member deflects in the direction in which the center of the base circle of the spiral member deflects, positions from a central portion to an outer circumference are affected. more or less by an external force variation applied in the direction of thrust, which causes the fear that they can not support such an external force during its application.
La Demanderesse de cette demande de brevet a produit des machines fluidiques à volutes, dans lesquelles une volute fixée et une volute en orbite sont reliées ensemble par un arbre d'entraînement et des mécanismes de manetons de sorte que la volute en orbite soit autorisée à tourner autour de la volute fixée.The Applicant of this patent application has produced fluid scroll machines in which a fixed volute and an orbiting volute are connected together by a drive shaft and crank mechanisms so that the orbiting volute is allowed to rotate. around the fixed volute.
Ici, un palier qui dirige le mouvement d'orbite est prévu dans les boîtiers qui sont fixés ensemble via la volute en orbite et la volute fixée. Une force d'entraînement sortie d'un moteur électrique ou similaire est transmise via l'arbre d'entraînement à un palier central qui est prévu dans la volute en orbite qui présente une certaine déviation, et la force d'entraînement est transformée en mouvement d' orbite de la volute en orbite sur la base de la déviation définie alors que la rotation de la volute en orbite sur son propre axe est empêchée par au moins un ou plusieurs mécanismes de manetonqui sont prévus sur une circonférence extérieure d'un élément maintenant le palier qui est joint à la volute en orbite.Here, a bearing which directs the orbit movement is provided in the housings which are secured together via the volute in orbit and the fixed scroll. A driving force output from an electric motor or the like is transmitted via the drive shaft to a central bearing which is provided in the orbiting volute having some deflection, and the driving force is transformed into motion orbiting the volute in orbit on the basis of the deflection defined while the rotation of the volute in orbit on its own axis is prevented by at least one or more crank mechanisms which are provided on an outer circumference of an element now the landing that is attached to the volute in orbit.
Document de la technique apparentée Document de brevetRelated Art Document Patent Document
Document de brevet 1 : Publication ouverte japonaise 2012 102 614 Résumé de l'inventionPatent Document 1: Japanese Open Publication 2012 102 614 Summary of the Invention
Dans la machine fluidique à volutes qui est configurée de la manière décrite plus haut, la chambre de compression se déplace d'un côté circonférentiel extérieur à un côté circonférentiel intérieur suite à la rotation de la volute en orbite, moyennant quoi la distribution de charge radiale se modifie, et un moment de renversement est généré dans les manetons autour de chaque maneton par la charge appliquée dans la direction de poussée. Puis, le palier use progressivement par la variation de charge sur le palier, interrompant le doux mouvement en orbite de la volute en orbite. L'invention a été proposée en vue d'améliorer la situation problématique décrite plus haut et son objectif est de fournir particulièrement dans une dite machine fluidique à volutes en porte-à-faux ayant un palier évitant la rotation adoptant un mécanisme de maneton, un élément de volute fixé qui présente une construction capable de supprimer la génération d'un moment de renversement qui agit sur un mécanisme de maneton en considérant la disposition du mécanisme de maneton, moyennant quoi l'élément de volute fixé est hautement efficace et présente une stabilité supérieure. Un objectif de la présente invention est aussi de fournir une machine fluidique à volutes qui utilise l'élément de volute fixé.In the scroll fluidic machine which is configured as described above, the compression chamber moves from an outer circumferential side to an inner circumferential side following rotation of the volute in orbit whereby the radial load distribution changes, and a reversal moment is generated in the crank pins around each crankpin by the load applied in the thrust direction. Then, the bearing progressively uses the load variation on the bearing, interrupting the gentle movement in orbit of the volute in orbit. The invention has been proposed with a view to improving the problematic situation described above and its purpose is to provide particularly in a said fluid machine with cantilever volutes having a bearing avoiding rotation adopting a crank mechanism, a fixed scroll element which has a construction capable of suppressing the generation of a reversing moment which acts on a crank mechanism by considering the arrangement of the crankpin mechanism, whereby the fixed scroll element is highly efficient and stable higher. An object of the present invention is also to provide a fluid scroll machine that uses the fixed scroll member.
En vue de résoudre le problème, un élément de volute fixé selon un aspect de la présente invention, comprend une plaque d'extrémité, un recouvrement spiralé fixé prévu sur la plaque d'extrémité ; et un mécanisme de maneton, dans lequel le mécanisme de maneton comprend une partie d'arbre prévue sur la plaque d'extrémité, et la partie d'arbre s'étend dans une direction de poussée d'un espace de compression formé par la plaque d'extrémité et le recouvrement fixé.In order to solve the problem, a volute element attached in accordance with an aspect of the present invention comprises an end plate, a fixed spiral cover provided on the end plate; and a crank mechanism, wherein the crank mechanism comprises a shaft portion provided on the end plate, and the shaft portion extends in a thrust direction of a compression space formed by the plate end and the cover fixed.
Une machine fluidique à volutes en porte-à-faux selon un aspect de la présente invention comprend un élément de volute fixé à un boîtier, un élément de volute en orbite configuré pour venir en prise avec l'élément de volute fixé pendant qu'il tourne pour former par là-même un espace de compression de manière mobile, un arbre d'entraînement configuré pour supporter l'élément de volute en orbite via un arbre à excentrique, et un mécanisme de maneton configuré pour supporter l'élément de volute en orbite de manière à éviter que l'élément de volute en orbite ne tourne sur son propre axe. Le mécanisme de maneton comporte un premier arbre supporté en rotation par l'élément de volute fixé et un second arbre supporté en rotation par l'élément de volute en orbite et excentrique par rapport au premier arbre. Le premier arbre attaché à l'élément de volute fixé s'étend dans une direction de poussée d'un espace de compression qui est formé par l'élément de volute fixé et l'élément de volute en orbite. Le premier arbre du mécanisme de maneton peut être perpendiculaire aux surfaces opposées de plaques d'extrémité, sur lesquelles l'élément de volute fixé et l'élément de volute en orbite glissent l'un sur l'autre. Le premier arbre (11a) du mécanisme de maneton (11) peut s'étendre parallèlement à l'arbre d'entraînement.A cantilevered scroll fluidic machine according to one aspect of the present invention includes a scroll member attached to a housing, an orbiting scroll member configured to engage the fixed scroll member while rotates to thereby form a movable compression space, a drive shaft configured to support the volute element in orbit via an eccentric shaft, and a crank mechanism configured to support the volute element in orbit so as to prevent the orbiting scroll element from rotating on its own axis. The crank mechanism includes a first shaft rotatably supported by the fixed scroll member and a second shaft rotatably supported by the scroll member in orbit and eccentric relative to the first shaft. The first shaft attached to the fixed scroll member extends in a thrust direction of a compression space that is formed by the fixed scroll member and the scroll member in orbit. The first crank mechanism shaft may be perpendicular to the opposite end plate surfaces, on which the fixed scroll member and the orbit scroll member slide over each other. The first shaft (11a) of the crank mechanism (11) can extend parallel to the drive shaft.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
La figure 1 est une vue de section représentant un mode de réalisation d'une machine fluidique à volutes selon l'invention.Figure 1 is a sectional view showing an embodiment of a scroll fluidic machine according to the invention.
La figure 2 est un dessin explicatif agrandi d'un mécanisme de maneton qui est utilisé dans la machine fluidique à volutes représentée sur la figure 1.Fig. 2 is an enlarged explanatory drawing of a crank mechanism which is used in the scroll fluidic machine shown in Fig. 1.
La figure 3 est un dessin explicatif schématique représentant une force d'action d'un espace de compression qui agit autour du mécanisme de maneton dans la machine fluidique à volutes représentée sur la figure 1.Fig. 3 is a schematic explanatory drawing showing a force of action of a compression space which acts around the crankpin mechanism in the scroll fluidic machine shown in Fig. 1.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed Description of the Preferred Embodiments
Ci-après, un mode de réalisation d'un élément de volute fixé selon l'invention et d'une machine fluidique à volutes qui utilise l'élément de volute fixé sera décrit en détail sur la base des dessins joints.Hereinafter, an embodiment of a fixed volute member according to the invention and a scroll fluid machine which uses the fixed scroll member will be described in detail on the basis of the accompanying drawings.
La figure 1 est une vue de section d'une machine fluidique à volutes 1 selon un mode de réalisation de l'invention.Figure 1 is a sectional view of a fluidic scroll machine 1 according to one embodiment of the invention.
Cette machine fluidique à volutes 1 est une dite machine fluidique à volutes en porte-à-faux, dans laquelle une partie d' arbre à excentrique d'un arbre d'entraînement qui entraîne un élément de volute en orbite, supporte l'élément de volute en orbite en porte-à-faux via un élément de palier.This scroll fluidic machine 1 is a so-called cantilevered scroll fluidic machine in which an eccentric shaft portion of a drive shaft which drives an orbiting scroll member supports the flow element. volute in orbit cantilevered via a bearing element.
Pour décrire brièvement la machine fluidique à volutes 1, celle-ci présente un premier boîtier 2 qui est ouvert sur un côté d'extrémité gauche dans une direction de l'axe X sur la figure et un deuxième boîtier 3 qui est contigu au premier boîtier 2 dans la direction de l'axe X et qui est plus grand en dimension dans une direction de l'axe Y que le premier boîtier 2. La machine fluidique à volutes 1 présente un troisième boîtier 4 qui est disposé dans le premier boîtier 2 de sorte à être concentrique avec ce dernier par rapport à une ligne centrale X1 qui s'étend le long de la direction de l'axe X et par le centre de l'ouverture sur le côté d'extrémité gauche du premier boîtier 2 dans la direction de l'axe X.To briefly describe the fluidic scroll machine 1, it has a first housing 2 which is open on a left end side in a direction of the X axis in the figure and a second housing 3 which is contiguous with the first housing 2 in the direction of the X axis and which is larger in dimension in a direction of the Y axis than the first housing 2. The scroll fluidic machine 1 has a third housing 4 which is disposed in the first housing 2 of so as to be concentric with the latter with respect to a central line X1 extending along the direction of the X axis and the center of the opening on the left end side of the first housing 2 in the direction of the X axis.
Un ventilateur 5 est disposé dans le troisième boîtier 4, et ce ventilateur 5 tourne autour de la ligne centrale X1.A fan 5 is disposed in the third housing 4, and this fan 5 rotates around the central line X1.
En outre, un élément de volute en orbite 6 et un élément de volute fixé 7 sont prévus dans le deuxième boîtier 3. L'élément de volute fixé 7 est fixé au deuxième boîtier 3 et au troisième boîtier 4. En outre, bien que cela sera décrit plus tard, l'élément de volute fixé 7 est fixé à un deuxième boîtier 3 via un élément de fixation de palier 13 sur un mécanisme de maneton qui relie l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 ensemble.Further, an orbiting volute element 6 and a fixed volute element 7 are provided in the second housing 3. The fixed volute element 7 is attached to the second housing 3 and the third housing 4. In addition, although will be described later, the fixed volute member 7 is attached to a second housing 3 via a bearing attachment member 13 on a crank mechanism which connects the orbiting volute element 6 and the fixed volute member 7 together.
En outre, une pluralité d'orifices d'entrée 3in (qui seront décrits plus bas) desquels de l'air de refroidissement est pris, est prévue dans le deuxième boîtier 3, et un passage de refroidissement est prévu dans le premier boîtier 2 et le troisième boîtier 4. L'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 présentent des plaques d'extrémité 6a, 7a et un recouvrement spiralé en orbite 6r et un recouvrement fixé 7r qui sont respectivement prévus sur les plaques d'extrémité 6a, 7a.In addition, a plurality of inlet ports 3in (which will be described below) from which cooling air is taken is provided in the second housing 3, and a cooling passage is provided in the first housing 2 and the third housing 4. The orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 have end plates 6a, 7a and an orbital spiral cover 6r and a fixed cover 7r which are respectively provided on the electrodes. end 6a, 7a.
Le recouvrement en orbite 6r de l'élément de volute en orbite 6 est prévu sur la plaque d'extrémité 6a de sorte à faire saillie de la plaque d'extrémité 6a. Le recouvrement fixé 7r de l'élément de volute fixé 7 est formé par gravure de la plaque d'extrémité 7a à une profondeur correspondant à une hauteur du recouvrement en orbite 6r dans une rainure spiralée.The orbit cover 6r of the orbiting scroll member 6 is provided on the end plate 6a so as to project from the end plate 6a. The fixed cover 7r of the fixed scroll member 7 is formed by etching the end plate 7a to a depth corresponding to a height of the orbit cover 6r in a spiral groove.
Ainsi, étant construits de la manière décrite plus haut, l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 sont disposés de sorte que des surfaces de glissement respectives des plaques d'extrémité 6a, 7a soient dirigées dans la direction de l'axe Y dans un état tel que le recouvrement en orbite 6r et le recouvrement fixé 7r viennent en prise l'un avec l'autre avec le recouvrement en orbite 6r sur la plaque d'extrémité 6a de l'élément de volute en orbite 6 amené en engagement avec la rainure spiralée (le recouvrement fixé 7r) gravée dans la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7. Puis des espaces de compression en forme de croissant S sont formés suite à la prise du recouvrement en orbite 6r et du recouvrement fixé 7r l'un avec l'autre. Des joints d'extrémité6rs, 7rs sont respectivement attachés par ajustage aux extrémités distales du recouvrement en orbite 6r et du recouvrement fixé 7r, chacune desquelles faisant face aux plaques d'extrémité 6a, 7a avec un petit espacement. Il devrait être noté qu'en fait, un écartement qui est de l'ordre du micron et avec lequel la chambre de compression peut être suffisamment scellée, existe entre la plaque d'extrémité 6a et le recouvrement fixé 7r et entre la plaque d'extrémité 7a et le recouvrement en orbite 6r. Un orifice d'introduction (dont l'illustration est omise) est prévu, lequel communique avec les espaces de compression S de sorte à introduire un fluide compressible dans les espaces de compression S depuis un endroit extérieur, et un orifice d'évacuation 8 est prévu, lequel communique avec un espace de compression central S de sorte qu'un fluide compressé d'une pression prédéterminée soit évacué de l'orifice d'évacuation central 8. L'élément de volute en orbite 6 qui est configuré comme décrit plus haut est relié via un élément de palier 10 à un arbre à excentrique 9 sur une extrémité distale d'un arbre d'entraînement 9, qui est inséré par le troisième boîtier 4 et le ventilateur 5 le long de la direction de la ligne centrale X1. Un axe X2 de l' arbre à excentrique 9a est excentrique par rapport à la ligne centrale X1 d'une distance L. L'arbre d'entraînement 9 est relié à un arbre de sortie d'un moteur d'entraînement qui n'est pas représenté.Thus, being constructed in the manner described above, the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 are arranged so that respective sliding surfaces of the end plates 6a, 7a are directed in the direction of the Y axis in a state such that the orbital cover 6r and the fixed cover 7r engage each other with the orbital cover 6r on the end plate 6a of the volute element orbit 6 brought into engagement with the spiral groove (the fixed cover 7r) etched in the end plate 7a of the fixed volute element 7. Then crescent-shaped compression spaces S are formed following the taking of the covering in orbit 6r and the cover fixed 7r with each other. End seals 7rs, 7rs are respectively attached by fitting to the distal ends of the orbital cover 6r and the fixed cover 7r, each of which faces the end plates 6a, 7a with a small spacing. It should be noted that in fact, a gap which is of the order of one micron and with which the compression chamber can be sufficiently sealed, exists between the end plate 6a and the fixed cover 7r and between the plate of end 7a and the cover in orbit 6r. An introduction port (omitted) is provided, which communicates with the compression spaces S so as to introduce a compressible fluid into the compression spaces S from an outside location, and an exhaust port 8 is provided, which communicates with a central compression space S so that a compressed fluid of a predetermined pressure is discharged from the central discharge port 8. The orbiting volute element 6 which is configured as described above is connected via a bearing member 10 to an eccentric shaft 9 on a distal end of a drive shaft 9, which is inserted by the third housing 4 and the fan 5 along the direction of the center line X1. An axis X2 of the eccentric shaft 9a is eccentric with respect to the center line X1 of a distance L. The drive shaft 9 is connected to an output shaft of a drive motor which is not not represented.
En outre, dans l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7, des mécanismes de maneton 11 sont prévus dans une pluralité d'endroits (ici trois endroits) qui sont situés près de circonférences extérieures des plaques d'extrémité 6a, 7a qui glissent l'une sur l'autre.In addition, in the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7, crank mechanisms 11 are provided in a plurality of locations (here three locations) which are located near the outer circumferences of the plates. end 6a, 7a which slide on one another.
En outre, des ailettes de refroidissement f7 sont prévues sur un côté arrière de la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7. Bien que pas représentées, des ailettes de refroidissement sont prévues sur l'élément de volute en orbite 6.Further, cooling fins f7 are provided on a rear side of the end plate 7a of the fixed volute member 7. Although not shown, cooling fins are provided on the volute element in orbit 6 .
Le mécanisme de maneton 11 comprend un premier arbre 11a qui est supporté en rotation par la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7 via un roulement à rouleaux 12a et un second arbre 11b qui est supporté en rotation par la plaque d'extrémité 6a de l'élément de volute en orbite 6 via un roulement à rouleaux 12b et dont l'axe est excentrique d'une valeur L par rapport à un axe du premier arbre 11a (voir la figure 2). En outre, le mécanisme de maneton 11 est fixé au deuxième boîtier 3 via l'élément de fixation de palier 13.The crank mechanism 11 includes a first shaft 11a which is rotatably supported by the end plate 7a of the fixed scroll member 7 via a roller bearing 12a and a second shaft 11b which is rotatably supported by the roller plate 12a. 6a end of the volute element in orbit 6 via a roller bearing 12b and whose axis is eccentric with a value L with respect to an axis of the first shaft 11a (see Figure 2). In addition, the crank mechanism 11 is attached to the second housing 3 via the bearing fastener 13.
La machine fluidique à volutes 1 selon l'invention est configurée comme décrit plus haut. Puis son actionnement et son fonctionnement seront décrits.The scroll fluidic machine 1 according to the invention is configured as described above. Then its operation and operation will be described.
Lorsque le moteur d'entraînement est entraîné, sa puissance est transmise à l'arbre d'entraînement 9, et l'arbre d'entraînement 9 tourne autour de la ligne centrale X1. Comme cela se produit, le ventilateur 5 tourne aussi, moyennant quoi l'air de refroidissement est pris pour être introduit dans le deuxième boîtier 3 d'un côté aval du deuxième boîtier 3 dans la direction de la ligne centrale X1. Puis, l'air de refroidissement passe par les ailettes de refroidissement f7 sur le côté arrière de la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7 dans le deuxième boîtier 3 puis passe par l'élément de volute en orbite 6 et est évacué via le troisième boîtier 4 et la partie d'ouverture dans le premier boîtier 2, moyennant quoi l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 sont refroidis comme il est requis. En outre, l'air de refroidissement est introduit depuis les orifices d'entrée 3in qui sont ouverts dans le deuxième boîtier 3 qui loge l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 dans le deuxième boîtier 3 pour être utilisé en vue de refroidir l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7. L'élément de volute en orbite 6 est relié à l'arbre à excentrique 9a sur l'extrémité distale de l'arbre d'entraînement 9 via l'élément de palier 10, et de plus, les seconds arbres 11b des mécanismes de maneton 11 qui sont prévus près des circonférences extérieures des plaques d'extrémité 6a, 7a de l'élément de volute en orbite 6 et de l'élément de volute fixé 7 sont excentriques de la distance L par rapport aux premiers arbres 11a qui sont supportés en rotation par l'élément de volute fixé 7. Ainsi, lorsque l'arbre d'entraînement 9 tourne autour de la ligne centrale X1, l'élément de volute en orbite 6 tourne autour dans un rayon égal à la distance L sans tourner sur son propre axe.When the drive motor is driven, its power is transmitted to the drive shaft 9, and the drive shaft 9 rotates around the center line X1. As this happens, the fan 5 also rotates, whereby the cooling air is taken to be introduced into the second housing 3 on a downstream side of the second housing 3 in the direction of the center line X1. Then, the cooling air passes through the cooling fins f7 on the rear side of the end plate 7a of the fixed volute element 7 in the second housing 3 and then passes through the volute element in orbit 6 and is evacuated via the third housing 4 and the opening portion into the first housing 2, whereby the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 are cooled as required. In addition, the cooling air is introduced from the inlet ports 3in which are open in the second housing 3 which houses the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 in the second housing 3 to be used to cool the orbiting volute element 6 and the fixed scroll member 7. The orbiting scroll member 6 is connected to the eccentric shaft 9a on the distal end of the spindle shaft. 9 via the bearing element 10, and in addition the second shafts 11b of the crankpin mechanisms 11 which are provided near the outer circumferences of the end plates 6a, 7a of the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 are eccentric of the distance L with respect to the first shafts 11a which are rotatably supported by the fixed volute element 7. Thus, when the drive shaft 9 rotates around the central line X1, the volute element in orbit 6 revolves around in a n radius equal to distance L without turning on its own axis.
Par la révolution de l'élément de volute en orbite 6, le recouvrement en orbite 6r de l'élément de volute en orbite 6 se déplace dans la rainure spiralée (recouvrement fixé 7r) gravée dans la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7 tout en venant en prise avec le recouvrement fixé 7r, moyennant quoi les espaces de compression S qui sont formés par le recouvrement en orbite 6r et le recouvrement fixé 7r peuvent être déplacés depuis un côté commençant l'enroulement du recouvrement en orbite 6r et du recouvrement fixé 7r, c'est-à-dire un endroit externe jusqu'à un côté terminant l'enroulement, c'est-à-dire un côté central.By the revolution of the volute element in orbit 6, the orbital cover 6r of the orbiting volute element 6 moves in the spiral groove (fixed cover 7r) etched in the end plate 7a of the element of fixed volute 7 while engaging with the fixed cover 7r, whereby the compression spaces S which are formed by the orbital cover 6r and the fixed cover 7r can be moved from a side starting the winding of the cover in orbit 6r and the fixed cover 7r, that is to say an external location to a side ending winding, that is to say a central side.
Suite au déplacement des espaces de compression S de la manière décrite plus haut, un fluide compressible est introduit depuis l'orifice d'entrée se trouvant près d'un côté extérieur de l'élément de volute fixé 7 dans les espaces de compression S et continue à être compressé en même temps que les espaces de compression S se déplacent vers l'endroit central. Puis, le fluide de compression est compressé pour devenir un fluide compressé d'une pression prédéterminée et le fluide compressé peut être évacué de l'espace de compression central S via l'orifice de sortie 8.Following the displacement of the compression spaces S as described above, a compressible fluid is introduced from the inlet port located near an outer side of the fixed scroll member 7 into the compression spaces S and continues to be compressed at the same time as the compression spaces S move towards the central location. Then, the compression fluid is compressed to become a compressed fluid of a predetermined pressure and the compressed fluid can be discharged from the central compression space S via the outlet port 8.
Lorsque l'opération de compression est réalisée de la manière décrite plus haut, le recouvrement en orbite 6r de l'élément de volute en orbite 6 se déplace dans la rainure spiralée (recouvrement fixé 7r) gravée dans la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7 tout en venant en prise avec le recouvrement fixé 7r, moyennant quoi les espaces de compression S se déplacent du côté extérieur vers l'endroit central de l'élément de volute fixé 7 le long de la direction radiale de l'élément de volute fixé 7, c'est-à-dire, le long de la direction de l'axe Y et comme cela se produit, les pressions dans les espaces de compression S se modifient à tout moment. Une force d'action (force de poussée) F1 qui agit dans la direction de l'axe Y suite au changement de pression dans les espaces de compression S agit éventuellement sur les premiers arbres 11a des mécanismes de maneton 11 qui sont supportés en rotation par la plaque d'extrémité 7a de l'élément de volute fixé 7.When the compression operation is performed as described above, the in-orbit cover 6r of the orbiting volute member 6 moves in the spiral groove (fixed cover 7r) etched into the end plate 7a of the attached volute member 7 while engaging the fixed cover 7r, whereby the compression spaces S move from the outer side to the central location of the fixed scroll member 7 along the radial direction of the Fixed volute element 7, i.e., along the direction of the Y axis and as this occurs, the pressures in the compression spaces S change at any time. An action force (thrust force) F1 which acts in the direction of the Y axis following the pressure change in the compression spaces S possibly acts on the first shafts 11a of the crank mechanisms 11 which are supported in rotation by the end plate 7a of the fixed scroll element 7.
Cependant comme les espaces de compression S sont formés dans la direction radiale de l'élément de volute fixé 7, c'est-à-dire dans la direction de l'axe Y et les premiers arbres 11a sont positionnés sur des extensions dans la direction, dans laquelle les espaces de compression S sont formés, la génération d'un moment de renversement autour des premiers arbres 11a peut être supprimée à une étendue maximum (voir la figure 3).However, as the compression spaces S are formed in the radial direction of the fixed scroll member 7, i.e. in the direction of the Y axis, and the first shafts 11a are positioned on extensions in the direction where the compression spaces S are formed, the generation of a tilting moment around the first shafts 11a can be suppressed at a maximum extent (see Figure 3).
Ainsi, comme il a été décrit à ce sujet, selon la machine fluidique à volutes 1 de ce mode de réalisation, dans ladite machine de volute en porte-à-faux 1 ayant des paliers évitant la rotation de mécanisme de maneton, il est possible de fournir la machine fluidique à volutes hautement efficace qui est capable de supprimer la génération du moment de renversement qui agit sur les parties d'arbre des mécanismes de maneton 11 en positionnant les parties d'arbre ou les premiers arbres 11a du mécanisme de maneton 11 sur les extensions radiales des espaces de compression S dans l'élément de volute fixé 7, moyennant quoi la machine fluidique à volutes présente la stabilité supérieure et est hautement efficace.Thus, as has been described in this regard, according to the scroll fluidic machine 1 of this embodiment, in said cantilevered volute machine 1 having bearings to avoid crank mechanism rotation, it is possible to provide the highly efficient scroll fluid machine which is capable of suppressing the generation of the overturning moment which acts on the shaft portions of the crankpin mechanisms 11 by positioning the shaft portions or the first shafts 11a of the crankpin mechanism 11 on the radial extensions of the compression spaces S in the fixed scroll member 7, whereby the scroll fluidic machine has superior stability and is highly efficient.
En outre comme la construction est adoptée, dans laquelle l'élément de volute en orbite 6, l'élément de volute fixé 7 et les mécanismes de maneton 11 qui relient l'élément de volute en orbite 6 et l'élément de volute fixé 7 ensemble sont logés dans le seul boîtier qui est le deuxième boîtier 3, la capacité globale peut être supprimée de sorte que la machine fluidique à volutes 1 puisse être rendue compacte.Further, as the construction is adopted, in which the orbiting volute element 6, the fixed volute element 7 and the crank mechanisms 11 which connect the orbiting volute element 6 and the fixed volute element 7 together are housed in the only housing which is the second housing 3, the overall capacity can be removed so that the fluidic scroll machine 1 can be made compact.
Selon les modes de réalisation décrits plus haut, bien qu'une contrainte radiale de l'espace de compression soit appliquée à la partie d'arbre du mécanisme de maneton sur la plaque d'extrémité, un moment de renversement appliqué à la partie d'arbre du mécanisme de maneton peut être éliminé dans la mesure du possible.According to the embodiments described above, although a radial stress of the compression space is applied to the shaft portion of the crank mechanism on the end plate, a reversing moment applied to the part of crank mechanism shaft can be eliminated as far as possible.
Selon les modes de réalisation décrits plus haut, comme le premier arbre du mécanisme de maneton est positionné dans l'étendue dans la direction de poussée de l'espace de compression contre la force d'action appliquée dans la direction radiale par la variation de pression appliquée dans la direction radiale de l'espace de compression, le moment de renversement qui est appliqué au mécanisme de maneton peut être supprimé à une étendue maximum.According to the embodiments described above, as the first shaft of the crank mechanism is positioned in the range in the thrust direction of the compression space against the action force applied in the radial direction by the pressure variation applied in the radial direction of the compression space, the reversal moment that is applied to the crank mechanism can be suppressed to a maximum extent.
Selon les modes de réalisation décrits plus haut, dans ladite machine fluidique à volutes en porte-à-faux ayant le palier évitant la rotation de mécanisme de maneton, il est possible de fournir la machine fluidique à volutes hautement efficace qui est capable de supprimer la génération du moment de renversement qui agit autour de la partie d'arbre du mécanisme de maneton en positionnant la partie d'arbre du mécanisme de maneton sur l'extension radiale de l'espace de compression dans l'élément de volute fixé et qui présente la stabilité supérieure.According to the embodiments described above, in said cantilevered scroll fluidic machine having the bearing avoiding rotation of crank mechanism, it is possible to provide the highly efficient scroll fluid machine which is able to suppress the generating the overturning moment which acts around the crank mechanism shaft portion by positioning the crank mechanism shaft portion on the radial extension of the compression space in the fixed scroll member and presenting the superior stability.
Ainsi selon la machine fluidique à volutes de l'invention, la vibration nuisible qui tend à apparaître dans la machine fluidique à volutes en porte-à-faux est supprimée pour supprimer par là-même la charge qui serait autrement générée, moyennant quoi il est possible de fournir la machine fluidique à volutes hautement efficace et à longue durée de vie. Par conséquent, la machine fluidique à volutes de l'invention peut aussi être appliquée à un équipement à sortie relativement faible tel qu'un équipement d'installation d' une pompe à chaleur tel qu'un réfrigérateur ou un déshumidificateur.Thus, according to the fluid scroll machine of the invention, the harmful vibration which tends to appear in the fluidic machine with cantilevered scrolls is suppressed to thereby eliminate the load which would otherwise be generated, whereby it is possible to provide the highly efficient and long-lasting scroll fluidic machine. Therefore, the scroll fluid machine of the invention can also be applied to relatively low output equipment such as heat pump installation equipment such as a refrigerator or dehumidifier.
Bien que seuls quelques modes de réalisation exemplaires de cette invention ont été décrits en détails plus haut, l'homme du métier appréciera facilement que de nombreuses modifications sont possibles dans les modes de réalisation exemplaires sans pour autant quitter matériellement l'enseignement novateur et les avantages de cette invention. Par conséquent, toutes les modifications de la sorte sont destinées à être inclues dans l'étendue de cette invention.While only a few exemplary embodiments of this invention have been described in detail above, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible in the exemplary embodiments without materially leaving out the innovative teaching and the advantages. of this invention. Therefore, all such modifications are intended to be included within the scope of this invention.
La présente demande revendique la priorité sur la demande de brevet japonaise 2013 072 382 déposée le 29 mars 2013.The present application claims priority over the Japanese patent application 2013 072 382 filed March 29, 2013.
Description des chiffres et lettres de référence 1 machine fluidique à volutes ; 2 premier boîtier ; 3 deuxième boîtier ; 3in orifice d'entrée ; 4 troisième boîtier ; 5 ventilateur ; 6 élément de volute en orbite ; 6r recouvrement en orbite ; 7 élément de volute fixé ; 7a recouvrement fixé ; 6rs, 7rs joint d'extrémité ; 8 orifice d'évacuation ; 9 arbre d'entraînement ; 9a arbre à excentrique ; 10 élément de palier ; 11 mécanisme de maneton ; 11a premier arbre ; 11b second arbre ; 12a, 12b roulement à rouleaux ; 13 élément de fixation de palier ; S espace de compression ; f7 ailette.Description of numbers and letters of reference 1 fluidic machine with volutes; 2 first housing; 3 second housing; 3in entry port; 4 third case; 5 fan; 6 volute element in orbit; 6r recovery in orbit; 7 fixed volute element; Fixed cover; 6rs, 7rs end seal; 8 vent hole; 9 drive shaft; 9a eccentric shaft; Bearing element; Crank mechanism; The first tree; 11b second tree; 12a, 12b roller bearing; 13 bearing fasteners; S compression space; f7 fin.
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