CN102003391A - 涡旋流体机械 - Google Patents

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Abstract

为了提供更高的密封性能而无论压缩室之间的压力差如何，形成具有向着凹槽的内表面伸展的前端的唇部。提供了一种涡旋流体机械，包括第一涡旋盘和第二涡旋盘。第一涡旋盘包括涡卷状地卷绕的涡旋齿。第二涡旋盘面对第一涡旋盘并且包括涡卷状地卷绕的涡旋齿，该涡旋齿以与第一涡旋盘的涡旋齿相互重叠并形成多个压缩室的方式形成。凹槽沿着一个涡旋盘的涡旋齿的齿区延伸。密封部件安装在凹槽与另一个涡旋盘的齿底面之间。多个直线形切口形成在面对凹槽的内表面的密封部件的表面中并沿着密封部件的长度方向间隔开，以形成具有向着凹槽的内表面伸展的前端的多个唇部。至少一些唇部具有成形为减小抵抗唇部伸展的刚度的基端。

Description

涡旋流体机械 
相关申请 
本申请请求于2009年8月31日提交的标题为“涡旋流体机械”的日本特愿2009-199208号的优先权，同时其公开内容通过引用全部结合于此。 
技术领域
本发明涉及适用于空气压缩机、制冷剂压缩机或真空泵等的涡旋流体机械。 
背景技术
在特开2004-92480号公报中所述的涡旋流体机械包括通过在密封件中形成直线形切口而形成的唇部，以便对于密封部件的底面防止泄露进入涡旋齿的齿顶上形成的凹槽中。当压缩室中的压缩空气进入凹槽时，密封部件以其上侧面滑动接触另一侧的齿底面(land)的方式上升，并且唇部的前端压在凹槽的底面上。因此，在另一侧的齿底面与涡旋齿之间形成气密密封。 
在特开平7-229485号公报中所述的另一种涡旋流体机械包括设置在密封部件的底面上的厚度均匀的翅片状唇部。在特开平10-47266号公报中所述的又一种涡旋流体机械包括通过在密封部件的底面和侧面中形成曲线形(弧形)切口而形成的唇部。 
发明内容
仍然存在改进密封的需要，例如无论压缩室之间的压力差任何，即使在密封部件磨损时也提供高密封性能的需要。 
根据一个实例，提供了一种涡旋流体机械，包括第一涡旋盘和第二涡旋盘。第一涡旋盘包括涡卷状地卷绕的涡旋齿。第二涡旋盘面对第一涡旋盘并且包括涡卷状地卷绕的涡旋齿，该涡旋齿以与第一涡旋盘的涡旋齿相互重叠并形成多个压缩室的方式形成。凹槽沿着一个涡 旋盘的涡旋齿的齿区延伸。密封部件安装在凹槽与另一个涡旋盘的齿底面之间。多个直线形切口形成在面对凹槽的内表面的密封部件的表面中并沿着密封部件的长度方向间隔开，以形成具有向着凹槽的内表面伸展的前端的多个唇部。至少一些唇部具有成形为减小抵抗唇部伸展的刚度的基端。 
在另一个实例中，提供了一种涡旋流体机械，包括第一涡旋盘、第二涡旋盘、密封部件和唇部。 
第一涡旋盘包括涡卷状地卷绕的涡旋齿。第二涡旋盘面对第一涡旋盘并且包括涡卷状地卷绕的涡旋齿。密封部件安装在第一涡旋盘的涡旋齿与第二涡旋盘的齿底面之间。各自具有由直线形切口形成的伸展的前端的唇部，从面对第一涡旋盘的涡旋齿的密封部件的表面以小于90度的角度倾斜。各唇部的基端比仅由单个直线形切口形成的唇部的基端更薄。 
上述实例能够提供无论压缩室之间的压力差如何，具有表现出比常规密封部件更高的密封性能的密封部件的涡旋流体机械。 
其他优点和新颖性特征将在以下说明中部分地阐明，并且其中的一部分对于本领域技术人员而言在查阅下文和附图的基础上将变得显而易见，或者可通过实例的制造或操作而获悉。本发明的优点可通过在下述具体实例中阐明的方法、设备和组合的多方面的实践或应用而得以实现和获得。 
附图说明
附图仅通过实例而非限制的方式显示出根据本发明的一个或多个实施方式。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。 
将基于以下附图详细说明各实例，其中： 
图1是涡旋流体机械的纵截面图； 
图2是显示出图1中所示机械的固定涡旋盘或回转涡旋盘的涡旋齿和密封部件的分解透视图； 
图3是密封部件的一部分的放大透视图； 
图4是显示出配合在凹槽中的密封部件已向另一侧的涡旋盘的齿底面上升的状态的放大视图； 
图5是沿图4的线V-V获取的截面图； 
图6是用作密封部件的材料的环形密封体的透视图； 
图7是显示出密封体、转盘和刀具等的俯视图； 
图8是图7中所示的密封体和转盘的正视图； 
图9是显示出在根据第一实例的密封部件中形成的切口的示意图； 
图10是显示出在根据第二实例的密封部件中形成的切口的示意图； 
图11是显示出在根据第三实例的密封部件中形成的切口和空间槽的示意图； 
图12是显示出在根据第四实例的密封部件中形成的切口和空间槽的示意图； 
图13是显示出在根据第一实例的变形例的密封部件中形成的切口的示意图； 
图14是显示出在根据第三实例的变形例的密封部件中形成的切口和空间槽的示意图； 
图15是显示出在根据第四实例的变形例的密封部件中形成的切口和空间槽的示意图； 
图16是显示出在根据第三实例的变形例的密封部件中形成的切口和空间槽的示意图； 
图17是显示出在根据第五实例的密封部件中形成的切口的示意图； 
图18是显示出在根据第一实例的密封部件中形成切口的方法的示意图；并且 
图19A至19C分别显示出根据现有技术、第一或第三实例的密封部件的上升。 
具体实施方式
在以下详细说明中，通过实例的方式阐明了诸多具体细节，以便提供对相关发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言应当明显的是，本发明可无需这些细节而进行实践。在其他实例中，在较高层面说明了已知的方法、过程、组件、和/或电路，而省略细节，以避免使本发明的各方面变得模糊不清。 
现在详细参照附图中所示及以下所述的实例。 
现在将说明第一实例中的涡旋流体机械。参照图1，附图标记1表示作为涡旋流体机械的外壳的一部分的固定涡旋盘。固定涡旋盘1以覆盖大体形成为有盖管状的壳体(未示出)的开口端的方式紧固在该开口端。固定涡旋盘1大体上包括盘形端板2，该盘形端板2以其中心与后述的驱动轴15的轴线O1-O1相一致的方式设置。涡卷状的涡旋齿3设置在端板2的齿底面2A上；并且支撑部4设置于端板2的外涡卷部上且形成为围绕涡旋齿3的管状。 
附图示出特定的方向；并且这里说明书使用了诸如“底”、“顶”、“上”和“上下方向上”等具有某些方向性含义的许多术语，这些术语与示出的方向相对应，并且这些说明性术语的方向性的含义是示例性的并有助于理解，而不是限制性的。 
如图2中所示，固定涡旋盘1的涡旋齿3被配置成使得卷绕开始于其内涡卷部，并且终止于其外涡卷部。例如，涡旋齿3呈涡卷状，并且可划分为由三卷半形成的前部和后部。涡旋齿3包括布置在涡卷方向上的内涡卷部涡旋齿3A和外涡卷部涡旋齿3B。外涡卷部涡旋齿3B与由位于卷绕的终端和内涡卷部之间的一卷半所形成的前部和后部相对应，从内涡卷部3A向外位移，更靠近于密封部件6的外端，并且具有如图1中所示从端板2的齿底面2A测量的预定高度H。另一方面，内涡卷部涡旋齿3A考虑到热膨胀而形成为使其高度从外涡卷部涡旋齿3B向着内涡卷部逐渐减小。结果，在内涡卷部涡旋齿3A与位于另一侧的后述的齿底面9A之间获得较大的间隙。 
附图标记5表示在外涡卷部涡旋齿3B的齿顶3C(或齿缘3C)中形成的凹槽。如图4中所示，凹槽5位于外涡卷部涡旋齿3B的宽度的中间，并且形成为具有大体上U形的横截面。凹槽5的内表面5A沿着外涡卷部涡旋齿3B的涡卷形状延伸至卷绕的终端。后述的密封部件6设置在凹槽5内，以密封凹槽5与另一侧的涡旋盘的齿底面9A之间的间隙。 
附图标记6表示位于涡旋齿3的齿顶3C与另一侧的涡旋盘的齿底面9A之间、并且设置在涡旋齿3中的凹槽5内的密封部件。密封部件6由耐磨性和滑动性优异的弹性树脂材料，例如聚四氟乙烯(PTFE) 或其他氟树脂、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)、聚砜(PSF)等制成，形成为具有矩形横截面的长密封圈(tip seal)，并且沿着凹槽5的纵向涡卷状地伸展。 
如图4中所示，密封部件6包括放置在凹槽5的内表面5A上的下侧面6A。密封部件6的上侧面6B在上下方向上与下侧面6A相反，并且滑动地面对并接触另一侧的涡旋盘的端板9的齿底面9A。内侧面6C位于涡卷状密封部件6的径向内侧。外侧面6D位于涡卷状密封部件6的径向外侧。后述的各唇部7与下侧面6A整体地形成。密封部件6的内、外侧面6C、6D插入凹槽5中并与凹槽5之间形成小的间隙，使得下侧面6A放置在凹槽5的内表面5A上。因此，当唇部7伸展时，密封部件6可以从凹槽5的内表面5A向着另一侧的齿底面9A伸展。 
唇部7可替换性地形成在密封部件6的上侧面6B上而不是形成在下侧面6A上。另一个替换形式是在密封部件的内侧面6C或外侧面6D上形成唇部7，因为这提高了径向密封性能。这里，应该注意的是，在后述的密封部件6的上侧面6B上发生磨损。因此，如果与密封部件的上侧面6B相反的下侧面6A设有唇部7，则密封部件6的密封性能特别成问题。因此，以下的说明涉及唇部7形成在下侧面6A上的实例。 
对于特别是在食品或医疗用品制造厂或者半导体制造处理中使用的无油型涡旋流体机械，因为不能在密封部件6与涡旋齿3之间提供油封，所以有必要利用密封部件6获得更高的密封气密性。 
最近，对于涡旋流体机械高压化和小型化的需求增加。因此，有必要以更高的速度旋转回转涡旋盘8。因此，密封部件6的上侧面6B容易磨损。当在密封部件6的上侧面6B上发生磨损时，为了对压缩空气形成气密密封，有必要使唇部7伸展至更大程度。分析的结果已表明，当压缩室之间的压力差较小时，有必要减小唇部7的前端7B的刚度，并且当压缩室之间的压力差较大时，有必要减小唇部7的基端7A的刚度。 
例如，当如特开2004-92480号公报中所述通过利用直线形刃具形成直线形切口或者如特开平10-47266号公报中所述通过形成曲线形(弧形)切口而形成密封部件的唇部时，唇部的厚度从前端向基端逐渐增加。因此，唇部的基端比前端具有更大的刚度。当唇部的基端具 有较高刚度时，唇部的基端不变形，因此，仅前端发生变形。 
当唇部的基端如上所述具有较高刚度时，唇部不会根据密封部件的磨损而伸展。这抑制了唇部的上侧面到达另一侧的涡旋盘的齿底面，从而增加了通过密封部件与另一侧的涡旋盘之间的泄漏量。在中心侧占优势的高压于是通过密封部件与另一侧的涡旋盘之间的通路作用于外涡卷部。因此，密封部件的推动压力有可能将会增加，从而进一步增加密封部件的磨损量。 
另一方面，当如特开平7-229485号公报中所述唇部的厚度从前端至基端保持均匀时，前端的刚度过高。因此，当唇部的前后之间存在较小压力差时，唇部可能不会上升。另外，当如特开平10-47266号公报中所述通过形成曲线形(弧形)切口而形成密封部件的唇部，并且曲线形切口的曲率增大时，唇部的厚度增加，使得前端的刚度过高。因此，当唇部的前后之间存在较小压力差时，唇部可能将不会伸展。如果唇部如上所述不能上升，则唇部的上侧面不能到达另一侧的涡旋盘的齿底面，从而增加了通过密封部件与另一侧的涡旋盘之间的泄漏量。 
为了解决背景技术所引起的密封部件的问题，本实例如下所述地形成唇部7。附图标记7表示通过在密封部件6中形成多个切口而形成的多个唇部。多个唇部7在密封部件6的长度方向上以预定间隔设置。如图2和3中所示，通过在密封部件6的下侧面6A中形成第一直线形切口和第二直线形切口而形成各个唇部7。第一直线形切口相对于底面形成的角度(余弦角)小于90度，并且第二直线形切口相对于底面形成的角度(余弦角)小于第一直线形切口所形成的角度。各唇部7的厚度从其前端7B向基端7A增加。同时，基端7A的厚度比通过形成更深的第一切口而不是形成第二切口来形成唇部7时的厚度更小。各唇部7的基端7A与密封部件6形成整体，然而前端7B自由并且如图4和5中所示从密封部件6展开。因此，唇部7由于弹性变形而伸展。 
结果，在涡旋流体机械的运转过程中当后述的压缩室17中的压缩空气如图4和5中所示沿箭头A所示的方向流动并进入凹槽5中时，所产生的压力使密封部件6的上侧面6B滑动地接触另一侧的齿底面9A并且上升。另外，各唇部7的前端7B压在凹槽5的内表面5A上， 以在另一侧的齿底面9A与涡旋齿3之间形成气密密封。因此，各唇部7填充凹槽5的内表面5A与密封部件6的下侧面6A之间的间隙S。 
附图标记8表示面对固定涡旋盘1并且可回转地安装在壳体内的回转涡旋盘。回转涡旋盘8包括端板9、涡旋齿10和凸台11。端板9形成为盘形，并且其前表面为齿底面9A。涡旋齿10从端板9的齿底面9A向着固定涡旋盘1的端板2延伸，并且与固定涡旋盘1的涡旋齿3同样地呈涡卷状。凸台11位于端板9的背面中心，并且可旋转地安装在后述的驱动轴15的曲柄15A上。 
如图2中所示，回转涡旋盘8的涡旋齿10被配置成使得卷绕开始于其内涡卷部，并且终止于其外涡卷部。例如，涡旋齿10呈涡卷状，并且可划分为由三卷半形成的前部和后部。与固定涡旋盘1的涡旋齿3同样，涡旋齿10包括布置在涡卷方向上的内涡卷部涡旋齿10A和外涡卷部涡旋齿10B。与固定涡旋盘1的外涡卷部涡旋齿3B同样，外涡卷部涡旋齿10B的齿顶10C设有涡卷状地延伸并具有U形横截面的凹槽12。 
附图标记13表示设置在凹槽12中并且能够向着另一侧的齿底面2A伸展的另一个密封部件。密封部件13以与前述的固定涡旋盘1的密封部件6同样的方式形成。更具体地，密封部件13包括放置在凹槽12的内表面12A上的下侧面13A。上侧面13B在上下方向上与下侧面13A相反，并且滑动地面对并接触另一侧的齿底面2A。内侧面13C位于涡卷状密封部件13的径向内侧。外侧面13D位于涡卷状密封部件13的径向外侧。附图标记14表示通过在密封部件13中形成多个切口而形成的多个唇部。多个唇部14在密封部件13的长度方向上以预定间隔设置。与密封部件6同样，通过在密封部件13的下侧面13A中形成第一直线形切口和第二直线形切口而形成各个唇部14。第二直线形切口相对于底面形成的角度(余弦角)小于第一直线形切口所形成的角度。各唇部14的厚度从其前端14B向基端14A增加。基端14A的厚度薄于通过仅形成第一切口而形成唇部14时的情况。 
在压缩操作过程中当压缩室17中的压缩空气进入凹槽12中时，所产生的压力使密封部件13的上侧面13B滑动地接触固定涡旋盘1的齿底面2A并且上升。另外，各唇部14的前端14B压在凹槽12的内 表面12A上，以在另一侧的齿底面2A与涡旋齿10之间形成气密密封。因此，各唇部14填充凹槽12的内表面12A与密封部件13的下侧面13A之间的间隙S。 
附图标记15表示可旋转地安装在壳体中的驱动轴。驱动轴15的前端是延伸到壳体内的曲柄15A。曲柄15A的轴线O2-O2从驱动轴15的轴线O1-O1偏心预定值δ。回转涡旋盘8的凸台11通过回转轴承16可回转地安装在驱动轴15的曲柄15A上。通过自转防止机构(未示出)等将回转运动给予回转涡旋盘8。 
回转涡旋盘8的涡旋齿10被设置成以从固定涡旋盘1的涡旋齿3在周向上移位预定角度的方式与后者重叠。因此，在涡旋齿3、10之间形成新月形的多个压缩室17。当回转涡旋盘8相对于固定涡旋盘1回转时，各压缩室17的容积连续地减小以压缩从后述的吸入口18吸入的空气。 
附图标记18、19分别表示形成在固定涡旋盘1中的吸入口和排出口。吸入18钻制在端板2的外涡卷部中以与最外侧的压缩室17相连通。排出口19钻制在端板2的中心部以与最内侧的压缩室17相连通。 
在密封部件6(13)设置在涡旋齿3(10)的凹槽5(12)中的同时，当电机或其他驱动源(未示出)从壳体外侧旋转驱动驱动轴15的基端时，所产生的旋转运动从驱动轴15的曲柄15A通过回转轴承16传递至回转涡旋盘8。因此，回转涡旋盘8围绕驱动轴15的轴线O1-O1以预定值δ的半径回转。 
在固定涡旋盘1的涡旋齿3与回转涡旋盘8的涡旋齿10之间形成的多个压缩室17通过回转涡旋盘8的回转运动在尺寸上连续地减小。因此，从吸入口18吸入的空气在各压缩室17中被顺序地压缩。压缩空气随后从排出口19向着外部的储气箱(未示出)等排出。 
在上述情况下，部分压缩空气如图4和5中的箭头A所示，从各压缩室17引入密封部件6(13)与涡旋齿3(10)的齿顶3C(10C)中形成的凹槽5(12)之间的间隙中。压缩空气的压力于是作用在密封部件6(13)的下侧面6A(13A)上。因此，密封部件6(13)被压向另一侧的齿底面9A(2A)。另外，各唇部7(14)的前端7B(14B) 压在凹槽5(12)的内表面5A(12A)上。 
结果，密封部件6(13)以上侧面6B(13B)滑动地接触另一侧的齿底面9A(2A)的方式在凹槽5(12)中伸展以形成浮动密封。另外，各唇部7(14)填充凹槽5(12)的内表面5A(12A)与密封部件6(13)的下侧面6A(13A)之间的间隙S。因此，通过涡旋齿3(10)在相邻的压缩室17之间形成气密密封。 
以下将参照图6至8说明密封部件6(13)的典型制造方法。 
首先，使用注射成型机(未示出)等执行成型处理，以从例如聚四氟乙烯(PTFE)或其他氟树脂、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)、聚砜(PSF)等的弹性树脂材料，获得如图6中所示的用作密封部件6(13)的材料的环形密封体20。 
随后，执行定位处理。在该处理中，如图7和8中所示，将环形密封体20适当地定位于用作支撑台的转盘21上。在此情况下，转盘21形成为突出的圆台，并且密封体20牢固地配合在环形突部21A的外周部上。一对直线型驱动器22、22在直径方向上相互面对地布置，并且设置在转盘21的径向外侧。具有直线形刀刃的刀具23可拆卸地安装在各驱动器22的前端上。 
接着，执行唇部形成处理。在该处理中，在沿图7中的箭头B的方向以固定节距间歇地旋转驱动转盘21的同时，驱动器22相对于转盘21上的密封体20向前或向后直线移动刀具23，以在密封体20中形成切口，如图8中所示。另外，在转盘21沿图7中的箭头B的方向旋转约180度的同时，各刀具23重复其切割操作，以在密封体20上顺序地形成在周向上以预定间隔布置的多个唇部7(14)。 
随后，执行切割处理。在如上所述沿着密封体20的整个圆周形成唇部7(14)之后执行该处理，以沿着图8中的双点划线所示的切割面24切割密封体20。从而形成如图2中所示在长度方向上涡卷状地延伸的密封部件6(13)。该切割处理可以在转盘21上执行或者在密封体20从转盘21上移除后执行。 
图18详细显示出根据本实例的唇部7(14)的形成方法。首先，第一刀具从密封部件6(13)的侧面6D(13D)插入，以形成后述的 第二切口26。接着，在长度上与第一刀具不同的第二刀具以与第一刀具的插入角不同的角度从密封部件6(13)的侧面6D(13D)插入，以形成后述的第一切口25。 
图9显示出根据本实例对密封部件6(13)的唇部7(14)形成的切口的形状。首先形成呈直线形并且以相对于底面小于90度的角度(余弦角)倾斜的第一切口25。随后，形成呈直线形并且以相对于底面小于第一切口的倾斜角(余弦角)的角度(余弦角)倾斜的第二切口26，以便形成减小基端7A(14A)的抵抗上升的刚度的形状。所产生的形状使得从前端7B(14B)至基端7A(14A)厚度增加，并且基端7A(14A)的厚度薄于通过仅形成第一切口25而形成唇部7(14)时的情况。一般地，唇部7(14)的刚度随着唇部7(14)的厚度减小而减小。在相同压力施加于唇部7(14)的情况下，唇部7(14)随其厚度的减小而上升至更高位置。因此，形成上述形状使得能够减小唇部7(14)的前端7B(14B)的刚度，并且还能够使基端7A(14A)的刚度减小至比通过仅形成第一切口25而形成唇部7(14)时的刚度更低的水平。换言之，由于唇部7(14)的前端7B(14B)变薄，即使当压缩室之间的压力差较小时，唇部7(14)也能够容易地上升。另外，由于所采用的形状使得基端7A(14A)的厚度薄于通过仅形成第一切口25而形成唇部7(14)时的厚度，因此基端7A(14A)的刚度减小至比通过仅形成第一切口25而形成唇部7(14)时的刚度更低的水平。这能够使唇部7(14)上升至更高位置。因此，即使当密封部件6(13)磨损时，也能够维持压缩室17之间的气密性。 
第一切口25与底面之间的角度(余弦角)设定为例如10至20度，并且第二切口26与底面之间的角度(余弦角)设定为小于第一切口25与底面之间的角度(余弦角)。如果切割角过大，则唇部7(14)变得过厚。这使得唇部7(14)难以上升。相反，如果切割角过小，则因为在加工过程中唇部7(14)可容易地从密封部件6(13)上脱落而使加工变得困难。考虑到上述情况，如上所述地设定切割角。可替换地，第二切口26与底面之间的角度(余弦角)可为0度(第二切口26可与底面平行)，或者如后述的图13中所示可为负角度，即，第二切口26可随其深度增加而接近底面。 
需考虑以下因素确定两个切口之间(第一切口25之间)的间隔。如果两个切口相互重叠，则在加工过程中唇部7(14)可容易地脱离，从而难以进行加工。因此，必须确保两个切口不相互重叠。然而，如果两个切口之间的间隔过短，则唇部7(14)变短。在这种情况下，如果密封部件6(13)磨损，则唇部7(14)不能填充凹槽5(12)的内表面5A(12A)与密封部件6(13)的下侧面6A(13A)之间的间隙S。相反，如果两个切口之间的间隔过长，则每单位长度的唇部7(14)的数目减少。因此，如果唇部7(14)由于某些原因而未能伸展，则相邻的压缩室17之间形成的密封的质量显著降低。因此，两个切口之间的间隔需要设定为使得各唇部7(14)的长度和每单位长度的唇部7(14)的数目均十分充分。考虑到上述情况，本实例被配置成使得两个切口之间的间隔为例如2mm至5mm。本实例还被配置成使得唇部7(14)的基端7A(14A)与前端7B(14B)之间的距离比两个切口之间的间隔短0.5mm至1.5mm。 
再次参照图9，如上所述形成均为直线形的第一切口25和第二切口26。然而，切口的形状不限于直线形。可替换地，第一切口25或第二切口26可成形为曲线(弧)形，只要所采用的曲线(弧)具有小曲率并且能够近似于直线。更具体地，只要基端7A(14A)薄于为了成形的目的而仅形成第一切口时的情况，则可采用以下替换形式，即，形成第一曲线形(弧形)切口25然后形成第二曲线形(弧形)切口26，使得底面与第二切口26之间的角度(余弦角)小于底面与第一切口25之间的角度(余弦角)。另一替换形式是使第一切口25或者第二切口26成形为曲线(弧)形。显然，根据后述的实例(第二至第五实例)形成的切口也可成形为曲线(弧)形。 
再次参照图9，底面与形成在密封部件6(13)的内涡卷部上的唇部7(14)的第一和第二切口之间的角度(余弦角)与底面与形成在密封部件6(13)的外涡卷部上的唇部7(14)的第一和第二切口之间的角度(余弦角)相同。然而，可替换地，考虑到从压缩室17施加的压力在涡卷状密封部件6(13)的中部较高而在涡卷状密封部件6(13)的外涡卷部较低，上述角度可相互不同。 
这里，应该注意的是，因为压缩室17施加了较高的压力，所以密 封部件6(13)的内涡卷部易于磨损。当密封部件6(13)磨损时，特别地需要基端7A(14A)的刚度减小，以便仍使基端7A(14A)上升。因此，如图13中所示，形成在将显著磨损的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的第二切口26与底面之间的角度(余弦角)可设定为小于设置在第一唇部7(14)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的第二切口26与底面之间的角度(余弦角)。因为设置在内涡卷部的第一唇部7(14)的基端7A(14A)即使在密封部件6(13)磨损时也会升高，所以这能够延长密封部件的使用寿命。 
同时，对于形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)，密封部件6(13)不显著磨损。然而，由于压缩室17对第二唇部7(14)施加低压，因此，特别地需要前端在低压下伸展。因此，如图13中所示，形成在外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的第一切口25与底面之间的角度(余弦角)可设定为小于设置在内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的第一切口25与底面之间的角度(余弦角)。这使得唇部7(14)的前端7B(14B)更薄。因此，即使当施加的压力较低时，唇部7(14)也能够延伸，以提高密封部件6(13)的气密性。 
此外，对于形成在显著磨损的密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)，如结合本实例所述可形成两步切口，而对于形成在不显著磨损的密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)，可例如通过仅形成第一切口25以使加工更加容易而形成一步切口。 
现在将说明第二实例。图10显示出根据第二实例的密封部件6(13)的唇部7(14)的切口的形状。在第二实例的说明中，与第一实例相同的元件由与相应的元件相同的附图标记表示，并且将省略其说明。第二实例通过形成第一切口25、第二切口26和第三切口27而形成减小基端7A(14A)的抵抗上升的刚度的形状，第一切口25呈直线形并且以相对于底面小于90度的角度(余弦角)倾斜，第二切口26呈直线形并且以相对于底面小于第一切口25的倾斜角(余弦角)的角度(余弦角)倾斜，并且第三切口27呈直线形并以相对于底面小于第二切口26的倾斜角(余弦角)的角度(余弦角)倾斜。在本实例中，第一切口25与底面之间的角度(余弦角)设定为例如15至20度，第二切口26与底面之间的角度(余弦角)设定为小于第一切口25与底 面之间的角度(余弦角)，并且第三切口27与底面之间的角度(余弦角)设定为小于第二切口26与底面之间的角度(余弦角)。第二切口26或者第三切口27与底面之间的角度(余弦角)可为0度(第二切口26或者第三切口27可与底面平行)，或者可为负角度，即，第二切口26或者第三切口27可随其深度增加而接近底面。如上所述形成三步切口能够使唇部7(14)的基端7A(14A)比第一实例中更薄。因此，能够进一步减小基端7A(14A)的抵抗上升的刚度。 
本实例假定以三个步骤执行切割操作。然而，可替换地，可以四个步骤或者五个步骤执行切割操作。然而，如果以过多步骤执行切割操作，则为了防止在加工过程中唇部7(14)脱落，必须增加唇部7(14)之间的间隔或者第一切口25与底面之间的角度(余弦角)。因此优选地，以五个或者更少步骤执行切割操作。 
再次参照图10，对形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)执行切割操作的步骤的数目与对从第一唇部7(14)向外移位并且形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)执行切割操作的步骤的数目相同。然而，可替换地，第一和第二唇部7(14)的切割步骤的数目可不同。例如，对形成在内涡卷部的第一唇部7(14)执行切割操作的步骤的数目可大于对形成在外涡卷部的第二唇部7(14)执行切割操作的步骤的数目。当对密封部件显著磨损的内涡卷部的切割步骤的数目增加时，可减小唇部7(14)的基端7A(14A)的厚度。因此，因为即使在密封部件6(13)磨损时唇部7(14)也会升高，所以能够延长密封部件6(13)的使用寿命。另外，减小对形成在外涡卷部(其中从压缩室17施加的压力较低)的第二唇部7(14)的切割步骤的数目能够减小第一切口25与底面之间的角度(余弦角)。这减小了唇部7(14)的前端7B(14B)的厚度。因此，因为即使在施加的压力较低时唇部7(14)也会上升，所以提高了密封部件6(13)的气密性。一种替换形式是对形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)执行多步切割，而对形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)执行单步切割，以使加工更加容易。 
现在将说明第三实例。本实例是示出空间槽28的实例之一。通过形成在基端7A(14A)的空间槽28设置密封部件6(13)的唇部7(14)， 空间槽28用于减小抵抗唇部7(14)的伸展的刚度。 
图11显示出根据第三实例的密封部件6(13)的唇部7(14)的形状。在第三实例的说明中，与第一或第二实例相同的元件由与相应的元件相同的附图标记表示，并且将省略其说明。在第三实例中，直线形切口25以使得切口25与底面之间的角度(余弦角)小于90度的方式形成。另外，空间槽28位于切口25的表面与唇部7(14)的相交处。形成空间槽28确保了基端7A(14A)的抵抗唇部7(14)上升的刚度小于根据第一实例的唇部7(14)的情况。第三实例假定空间槽28呈圆形。然而，空间槽28的形状不限于圆形。可替换地，只要唇部7(14)的基端7A(14A)薄于对唇部7(14)仅形成直线形切口25时的情况，空间槽28可为椭圆形或多边形。 
唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度随着空间槽28的尺寸增加而减小。然而，如果空间槽28尺寸过大，则在加工过程中唇部7(14)可容易地从密封部件6(13)上脱落，从而使加工变得困难。因此，需要考虑上述情况来确定空间槽28的尺寸。 
参照图11，形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)的空间槽28的尺寸与从第一唇部7(14)向外移位并且形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)的空间槽28的尺寸相同。然而，可替换地，第一和第二唇部7(14)的空间槽28的尺寸可不同。例如，如图14中所示，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的空间槽28的尺寸可大于形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的空间槽28的尺寸。当对于密封部件6(13)显著磨损的内涡卷部(D方向)增加空间槽28的尺寸时，唇部7(14)的基端7A(14A)的厚度减小。因此，唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度减小，使得即使在密封部件6(13)磨损时唇部7(14)也会升高。这将延长密封部件6(13)的使用寿命。 
另外，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)与形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)，不仅空间槽28的尺寸可不同，而且切口25与底面之间的角度(余弦角)也可不同。例如，形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)可 设定为小于形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)。当形成在密封部件6(13)的外涡卷部的唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)如上所述减小时，唇部7(14)的前端7B(14B)的厚度减小。这使得即使在施加的压力较低时唇部7(14)也能够上升。因此，提高了密封部件6(13)的气密性。 
同时，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)大于形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)。这增加了唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度。在此方面，增加形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)的空间槽28的尺寸，使得能够通过减小基端7A(14A)的厚度而减小第一唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度。因为即使在密封部件6(13)磨损时唇部7(14)也能升高，所以这不会引起问题。 
不需要对所有唇部7(14)总是形成空间槽28。可替换地，可对其中一些唇部7(14)形成空间槽28，以使加工更加容易。例如，如图16中所示可每隔一个唇部地形成空间槽28。另一种替换形式是对于形成在显著磨损的密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)，如结合本实例所述形成空间槽28，而对于形成在不显著磨损的密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)，则不形成空间槽28。更具体地，设置在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)可通过仅形成切口25来形成，而对于形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)，则设置切口25和空间槽28两者。 
现在将说明第四实例。图12显示出根据第四实例的密封部件6(13)的唇部7(14)的形状。在第四实例的说明中，与第一、第二或第三实例相同的元件由与相应的元件相同的附图标记表示，并且将省略其说明。在第四实例中，直线形切口25形成有在密封部件6(13)的下侧面6A(13A)中形成的空间槽29。直线形切口25以相对于底面小于90度的角度(余弦角)倾斜。空间槽29设置在与唇部7(14)的基端7A(14A)相对应的位置。由于形成有空间槽29，基端7A(14A) 的抵抗唇部7(14)上升的刚度小于根据第一实例的唇部7(14)的情况。另外，当唇部7(14)上升时，根据第四实例的空间槽29确保施加于唇部7(14)的基端7A(14A)的应力低于根据第三实例的空间槽28的情况。这使得能够防止唇部7(14)的基端7A(14A)破裂。 
本实例假定空间槽29呈三角形。然而，空间槽29的形状不限于三角形。例如，可替换地，只要确保唇部7(14)的基端7A(14A)薄于对唇部7(14)仅形成直线形切口25时的情况，空间槽29可形成为弧形。 
唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度随着空间槽29的尺寸增加而减小。然而，如果空间槽29尺寸过大，则在加工过程中唇部7(14)可容易地从密封部件6(13)上脱落，从而使加工变得困难。因此，需要考虑以上情况来确定空间槽29的尺寸。 
参照图12，形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)的空间槽29的尺寸与从第一唇部7(14)向外移位并且形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)的空间槽29的尺寸相等。然而，可替换地，第一和第二唇部7(14)的空间槽29的尺寸可不同。例如，如图15中所示，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的空间槽29的尺寸可大于形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的空间槽29的尺寸。当对于密封部件6(13)显著磨损的内涡卷部(D方向)增加空间槽29的尺寸时，唇部7(14)的基端7A(14A)的厚度减小。因此，即使在密封部件6(13)磨损时，唇部7(14)也会升高。这将延长密封部件6(13)的使用寿命。 
另外，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)与形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)，不仅空间槽29的尺寸可不同，而且切口25与底面之间的角度(余弦角)也可不同。例如，形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)可设定为小于形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)。当形成在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余 弦角)如上所述减小时，唇部7(14)的前端7B(14B)的厚度减小。这使得即使在施加的压力较低时唇部7(14)也能够上升。因此，提高了密封部件6(13)的气密性。 
同时，形成在密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)大于形成在密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)的切口25与底面之间的角度(余弦角)。这增加了唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度。在此方面，增加形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)的空间槽29的尺寸，使得能够通过减小基端7A(14A)的厚度而减小唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度。因为即使在密封部件6(13)磨损时唇部7(14)也能升高，所以这不会引起问题。 
不需要对所有唇部7(14)总是形成空间槽29。可替换地，可对其中一些唇部7(14)形成空间槽29，以使加工更加容易。例如，一种替换形式是对于形成在显著磨损的密封部件6(13)的内涡卷部(D方向)的第一唇部7(14)，如结合本实例所述形成空间槽29，而对于形成在不显著磨损的密封部件6(13)的外涡卷部(C方向)的第二唇部7(14)，则不形成空间槽29。更具体地，设置在密封部件6(13)的外涡卷部的第二唇部7(14)可通过仅形成切口25来形成，而对于形成在密封部件6(13)的内涡卷部的第一唇部7(14)，则设置切口25和空间槽29两者。 
现在将说明第五实例。图17显示出根据第五实例的密封部件6(13)的唇部7(14)的形状。在第五实例的说明中，与第一、第二、第三、或第四实例相同的元件由与相应的元件相同的附图标记表示，并且将省略其说明。在第五实例中，形成直线形切口25和直线形切口30。直线形切口25以相对于底面小于90度的角度(余弦角)倾斜。直线形切口30从底面形成，并且位于唇部7(14)的基端7A(14A)与前端7B(14B)之间。切口30从密封部件6(13)的底面向着唇部7(14)的基端7A(14A)延伸，与切口25大体平行，并且以相对于底面小于90度的角度倾斜。由于除形成切口25以外，还形成切口30，因此与通过仅形成切口25而形成唇部7(14)时相比，基端7A(14A)更薄。这里，需要考虑唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度随着密 封部件6(13)的底面与唇部7(14)的基端7A(14A)、前端7B(14B)以及切口30的相交线之间的位置关系而变化的事实。更具体地，优选地切口30的位置设置成使得能够减小唇部7(14)的基端7A(14A)的刚度。因此，根据分析的结果，本实例设定切口30和底面的相交线与唇部7(14)的前端7B(14B)之间的距离为唇部7(14)的基端7A(14A)与前端7B(14B)之间的距离的1/3至2/3。 
现在将说明根据本实例的唇部7(14)的形成处理。与参照示出第一实例的图7和8所述的唇部形成处理的情况同样，根据本实例的唇部形成处理在用作密封部件6(13)的材料的环形密封体20中形成多个切口30，随后不重新设置刀具23的位置而将密封体20移动至能够形成更深切口的位置，并且以使切口25与切口30的位置关系如前所述的方式形成多个切口25。如上所述形成切口25和切口30使得能够不重新设置刀具23的位置而通过使用具有简单配置且不包括刀具23的前后移动机构或安装机构的简化的加工机器来形成唇部7(14)。可替换地，可在形成切口30之后不重新设置密封体20的位置，而使用移动至能够形成更深切口的位置的刀具23来形成切口25。此外，尽管在本实例中，在形成切口30之后形成切口25，然而可替换地，可在形成切口25之后形成切口30。 
在上述唇部7(14)的形成处理中，使用一个刀具形成切口25和切口30。然而，可替换地，可使用相互平行布置的两个刀具形成切口25和切口30。这种替换形式使得能够通过执行一次切割操作而同时形成切口25和30，从而使加工更加容易。此外，这种替换形式还防止切口25与切口30之间的位置关系从一个唇部7(14)到另一个唇部7(14)发生变化。 
图19中的图片显示出在压缩室17对唇部施加压力时唇部7(14)如何上升。从图19A至19C，图片分别显示出通过如特开2004-92480号公报中所述形成直线形切口而形成密封部件6(13)的唇部7(14)的情况(见图19A)，通过如结合第一实例所述形成两步切口而形成密封部件6(13)的唇部7(14)的情况(见图19B)，以及通过如结合第三实例所述形成切口和空间槽28而形成密封部件6(13)的唇部7(14)的情况(见图19C)。 
从图19A至19C中明显可见，当如特开2004-92480号公报中所述形成唇部7(14)时，唇部7(14)的基端7A(14A)具有较高刚度，使得即使在从压缩室17施加高压时唇部7(14)也不升高。另一方面，当如第一或第三实例中所述形成唇部7(14)时，唇部7(14)的基端7A(14A)具有较低刚度，使得如果从压缩室17施加高压，则唇部7(14)上升得高于当如特开2004-92480号公报中所述形成唇部7(14)时的情况。在其他实例中同样，唇部7(14)上升得高于当如特开2004-92480号公报中所述形成唇部7(14)时的情况。 
尽管前文已经说明被认为是最佳模式的实例和/或其他实例，然而可以理解的是，其中可做出多种更改，并且本文中所公开的本发明可以多种形式和实例实施，而且本发明可应用于多种应用中，而本文中仅说明了其中的一些。本发明也可通过结合第一至第五实例而实现。意在通过以下权利要求主张落入本发明的真实范围内的任何和所有应用、改型和变型。 

Claims (19)

1.一种涡旋流体机械，包括：
第一涡旋盘，包括端板和涡卷状地卷绕在所述端板上的涡旋齿；
第二涡旋盘，面对所述第一涡旋盘并且包括端板和涡旋齿，所述涡旋齿以与所述第一涡旋盘的涡旋齿重叠并且形成多个压缩室的方式涡卷状地卷绕在所述端板上；
沿着一个所述涡旋盘的所述涡旋齿的齿区延伸的凹槽；
安装在所述凹槽与另一个涡旋盘的齿底面之间的密封部件；和
在面对所述凹槽的内表面的所述密封部件的表面中形成的沿着所述密封部件的长度方向间隔开的多个直线形切口，用于形成具有向着所述凹槽的所述内表面伸展的前端的多个唇部；
其中至少一些所述唇部具有成形为减小抵抗所述唇部伸展的刚度的基端。
2.如权利要求1所述的涡旋流体机械，其中各所述唇部的所述基端具有比通过单个直线形切口产生的唇部的基端更低的抵抗所述唇部伸展的刚度。
3.如权利要求1所述的涡旋流体机械，其中各所述唇部由第一切口和第二切口成形为用于减小抵抗所述唇部伸展的刚度，所述第一切口以相对于所述密封部件的所述面对表面小于90度的角度倾斜，并且所述第二切口以相对于所述密封部件的所述面对表面小于所述第一切口的倾斜角的角度倾斜。
4.如权利要求1所述的涡旋流体机械，其中：
第一唇部与所述第一唇部的所述切口的表面之间的角度大于第二唇部与所述第二唇部的所述切口的表面之间的角度，
所述第一唇部形成在所述密封部件上，并且
所述第二唇部从所述第一唇部向外移位，更靠近于所述密封部件的外端。
5.如权利要求3所述的涡旋流体机械，其中：
所述第一唇部与所述第一唇部的所述第二切口的表面之间的角度大于所述第二唇部与所述第二唇部的所述第二切口的表面之间的角度，
所述第一唇部形成在所述密封部件上，并且
所述第二唇部从所述第一唇部向内移位，更靠近于所述密封部件的内端。
6.如权利要求1所述的涡旋流体机械，其中用于减小抵抗所述唇部伸展的刚度的形状由形成在所述唇部的基端的空间槽提供。
7.如权利要求6所述的涡旋流体机械，其中所述空间槽位于所述切口的表面与所述唇部的相交处。
8.如权利要求6所述的涡旋流体机械，其中所述空间槽形成在面对所述凹槽的所述内表面的所述表面上，并且设置于与所述唇部的所述基端的位置相对应的位置。
9.如权利要求6所述的涡旋流体机械，其中：
第一唇部的所述空间槽在尺寸上大于第二唇部的所述空间槽，
所述第一唇部形成在所述密封部件上，并且
所述第二唇部从所述第一唇部向外移位，更靠近于所述密封部件的外端。
10.一种涡旋流体机械，包括：
第一涡旋盘，包括端板和涡卷状地卷绕在所述端板上的涡旋齿；
第二涡旋盘，面对所述第一涡旋盘并且包括涡卷状地卷绕的涡旋齿；
密封部件，安装在所述第一涡旋盘的所述涡旋齿与所述第二涡旋盘的齿底面之间；和
多个唇部，各自具有由直线形切口形成的伸展的前端，所述直线形切口从面对所述第一涡旋盘的所述涡旋齿的所述密封部件的表面以小于90度的角度倾斜；
其中各所述唇部的基端比仅由单个直线形切口形成的唇部的基端更薄。
11.如权利要求10所述的涡旋流体机械，其中各所述唇部具有多个切割角，使得相对于所述密封部件的所述面对表面形成的所述角度随着与各唇部的所述基端的距离的减小而减小。
12.如权利要求11所述的涡旋流体机械，其中：
第一唇部具有比第二唇部更多数目的切割角，
所述第一唇部形成在所述密封部件上，并且
所述第二唇部从所述第一唇部向外移位，更靠近于所述密封部件的外端。
13.如权利要求10所述的涡旋流体机械，其中各所述唇部具有位于所述唇部的基部的空间槽。
14.如权利要求13所述的涡旋流体机械，其中所述空间槽位于所述切口的表面与所述唇部的相交处。
15.如权利要求13所述的涡旋流体机械，其中各所述空间槽形成在所述第一涡旋盘的所述涡旋齿的所述密封部件的所述面对表面上，并且设置于与所述唇部的所述基端的位置相对应的位置。
16.如权利要求10所述的涡旋流体机械，其中：
第一唇部的所述基端比第二唇部的所述基端更薄，
所述第一唇部形成在所述密封部件上，并且
所述第二唇部从所述第一唇部向外移位，更靠近于所述密封部件的外端。
17.如权利要求16所述的涡旋流体机械，其中所述第二唇部由一切口形成，所述切口从所述密封部件的所述面对表面以小于所述第一唇部的所述倾斜角的角度倾斜。
18.如权利要求10所述的涡旋流体机械，其中各所述唇部由第一切口和第二切口成形，所述第一切口从所述密封部件的所述面对表面以小于90度的角度倾斜，并且所述第二切口呈直线形且位于所述唇部的前端与所述基端之间。
19.一种涡旋流体机械，包括：
第一涡旋盘，包括端板和涡卷状地卷绕在所述端板上的涡旋齿；
第二涡旋盘，面对所述第一涡旋盘并且包括涡卷状地卷绕的涡旋齿；
密封部件，安装在所述第一涡旋盘的所述涡旋齿与所述第二涡旋盘的齿底面之间；
多个唇部，具有由直线形切口形成的伸展的前端，所述直线形切口从面对所述第一涡旋盘的所述涡旋齿的所述密封部件的表面以小于90度的角度倾斜；和
用于减小各所述唇部的基端的刚度的结构。
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