CN103291616A

CN103291616A - 涡旋式流体机械

Info

Publication number: CN103291616A
Application number: CN2012100536819A
Authority: CN
Inventors: 黄富石; 黄光宣
Original assignee: RichStone Ltd Japan
Current assignee: RICHSTONE Ltd; RichStone Ltd Japan
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明提供一种回转轴承的温度上升小、回转涡旋的径小的涡旋式流体机械。具有搭接体的回转涡旋(1)及具有搭接体的一对固定涡旋(2、3)进行组合，中空的回转轴(1D)设在回转涡旋(1)的中心部，旋转轴(6)贯通回转轴(1D)的中空部(1E)，一对盖(7、9)设置在固定涡旋(2、3)的外表面侧，旋转轴(6)能够旋转地被支承在盖(7、9)，回转轴承(12、14)设在回转轴(1D)的两端，回转轴承(12、14)与设在旋转轴(6)的偏心部(6A、6B)嵌合，回转涡旋(1)的防自转机构设在回转轴(1D)的一端。

Description

涡旋式流体机械

技术领域

本发明涉及压缩机、真空泵、鼓风机、膨胀机等涡旋式流体机械。

背景技术

提出了对在两面具有搭接体(Lap)的回转涡旋的中心部进行驱动来使回转涡旋进行回转运动的结构的涡旋式压缩机。例如在日本特开2010-77913号公报公开的涡旋式流体机械中，驱动轴贯通回转涡旋的中心部的中空部，驱动轴在两侧能够旋转地受到支承。驱动轴的贯通回转涡旋的中心部的中间部成了偏心轴。偏心轴承设在偏心轴与回转涡旋之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-77913号公报

在以往的涡旋式流体机械中，回转轴承设在回转涡旋的中心部的中空部。在压缩机或真空泵中，因压缩而使流体发生温度变化，因此回转涡旋的中心部成为高温。在膨胀机中，从回转涡旋的中心部流入高温高压的流体，因此回转涡旋的中心部成为高温。因此，存在回转轴承成为高温，且回转轴承的耐久性降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供回转轴承的耐久性高的涡旋式流体机械。

就技术方案1的发明而言，一种涡旋式流体机械，将在镜板的两面具有渦巻状的搭接体的回转涡旋及在镜板的单面具有渦巻状的搭接体的一对固定涡旋组合起来而构成，其特征在于，中空的回转轴设在上述回转涡旋的中心部，贯通上述固定涡旋；旋转轴贯通上述回转轴的中空部而能够旋转地被支承在一对盖，所述一对盖设置在上述固定涡旋的外表面侧；回转轴承设在上述回转轴的两端，与设在上述旋转轴的偏心部嵌合；上述回转涡旋的防自转机构设在上述回转轴的一端。

就技术方案2的发明而言，其特征在于，上述偏心部仅设在上述旋转轴的与上述回转轴承对应的位置；上述旋转轴的上述偏心部之间的部分与旋转中心轴同轴地形成。

就技术方案3的发明而言，其特征在于，上述防自转机构包括：一对固定侧键槽，以与单侧的上述固定涡旋连结的方式设置；一对回转侧键槽，以与上述固定侧键槽正交的方式设在回转轴承箱，该回转轴承箱设在上述回转轴，且收容上述回转轴承；十字头连接器(Oldhamring)，其具有与上述固定侧键槽相嵌合的一对十字头键及与上述回转侧键槽相嵌合的一对十字头键。

就技术方案4的发明而言，其特征在于，第一平衡重锤安装在上述回转轴的一端侧的回转轴承与将上述旋转轴能够旋转地支承在一方的上述盖上的旋转轴承之间的上述旋转轴；第二平衡重锤安装在上述回转轴的另一端侧的回转轴承与将上述旋转轴能够旋转地支承在另一方的上述盖上的旋转轴承之间的上述旋转轴。

在技术方案1的发明中，对设在回转涡旋的中心部的回转轴进行支承的回转轴承在回转轴的两端，回转轴承不在回转涡旋的中心部，因而回转涡旋的热难以传递到回转轴承。即使回转涡旋的中心部成为高温，回转轴承也不会成为高温。由此，回转轴承的耐久性得以提高。并且，由于能够缩小回转轴的径，因而能够缩小回转涡旋的径。由此，能够实现涡旋式流体机械的小型化。

在技术方案2的发明中，旋转轴的偏心部仅限于回转轴承部的两处。旋转轴的其他部分未偏心。旋转轴的未偏心的部分不发生离心力。由此，能够减小旋转轴的变形。由此，也能够减小涡旋式流体机械的振动。

在技术方案3的发明中，回转轴承箱兼作防自转机构的部件，因而涡旋式流体机械的部件数量得以减少。

在技术方案4的发明中，能够缩短第一平衡重锤、第二平衡重锤与回转轴承之间的距离，因而能够减小作用于旋转轴的力矩(moment)，并抑制轴的变形。

附图说明

图1是表示将本发明实施于压缩机的实施例的轴方向剖视图。

图2是将与图1的剖面正交的面剖切的防自转机构部的剖视图。

附图标记的说明

1 回转涡旋

2 第一固定涡旋

3 第二固定涡旋

8 第一旋转轴承

10 第二旋转轴承

11 第一回转轴承箱

12 第一回转轴承

13 第二回转轴承箱

14 第二回转轴承

22 第一平衡重锤

23 第二平衡重锤

具体实施方式

图1及图2表示将本发明实施于压缩机的实施例。回转涡旋1设置在压缩机的内部。回转涡旋1在镜板1A的两面具有渦巻状的搭接体1B和渦巻状的搭接体1C。第一固定涡旋2及第二固定涡旋3夹着回转涡旋1。第一固定涡旋2及第二固定涡旋3互相紧固。第一固定涡旋2在镜板2A具有渦巻状的搭接体2B。第二固定涡旋3在镜板3A具有渦巻状的搭接体3B。回转涡旋1的镜板1A及搭接体1B和第一固定涡旋2的镜板2A及搭接体2B构成压缩室4。回转涡旋1的镜板1A及搭接体1C和第二固定涡旋3的镜板3A及搭接体3B构成压缩室5。

中空的回转轴1D设在镜板1A的半径方向的中央部。在回转轴1D的轴方向的一端固定第一回转轴承箱11。在第一回转轴承箱11的中心部设置第一回转轴承12。在回转轴1D的轴方向的另一端固定第二回转轴承箱13。在第二回转轴承箱13的中心部设置第二回转轴承14。旋转轴6贯通回转轴1D的中空部。第一固定涡旋2在背面具有圆筒部2C。盖7设置在圆筒部2C的端面。第一旋转轴承8设在盖7的中心部。第二固定涡旋3在背面具有圆筒部3C。盖9设置在圆筒部3C的端面。第二旋转轴承10设在盖9的中心部。旋转轴6的一端6C被第一旋转轴承8支承。旋转轴6的前端贯通盖7而延伸至外部。密封部件15设在盖7的中心部，并密封旋转轴6与盖7之间。旋转轴6的另一端6D被第二旋转轴承10支承。在旋转轴6的两处形成偏心部6A、6B。旋转轴6的偏心部6A与偏心部6B之间的部分与旋转轴6的旋转中心轴同轴地形成。第一回转轴承12与偏心部6A相嵌合。第二回转轴承14与偏心部6B相嵌合。即，偏心部6A、6B仅设在旋转轴6的与第一、第二回转轴承12、14对应的位置。

第一回转轴承箱11具有凸缘部11A。凸缘部11A具有回转侧键槽11B、11B。固定板16固定在圆筒部2C的内表面。十字头连接器17嵌入于凸缘部11A与固定板16之间。十字头连接器17具有十字头键17A、17A。十字头键17A、17A与回转侧键槽11B、11B相嵌合。

图2是将与图1的剖面正交的轴方向剖面剖切的部分剖视图。如图2所示，十字头连接器17具有十字头键17A、17A及相反侧的面的十字头键17A、17A。十字头键17A、17A与十字头键17B、17B正交。固定板16在与十字头键17B、17B相对的位置具有固定侧键槽16A、16A。即，以与第一固定涡旋2连结的方式设置一对固定侧键槽16A、16A。十字头键17B、17B与固定侧键槽16A、16A相嵌合。由十字头连接器17、回转侧键槽11B、11B、固定侧键槽16A、16A构成防自转机构。通过该防自转机构来防止第一回转轴承箱11旋转，使该第一回转轴承箱11仅能够回转。由此，回转涡旋1不旋转，而仅能够回转。

第一回转轴承箱11具有密封板11C。一方密封环18设置在镜板2A，对密封板11C与镜板2A之间进行密封。

第二回转轴承箱13具有凸缘部13A。一方密封板19安装在圆筒部3C的内表面。

密封环20设置在密封板19的外周面。密封环21设置在密封板19的端面。密封环20及密封环21对圆筒部3C的内表面及凸缘部13A的端面与密封板19之间进行密封。

在盖7与第一回转轴承箱11之间形成重锤室27。第一平衡重锤22在重锤室27内安装在旋转轴6的第一旋转轴承8与第一回转轴承12之间。盖9与第二回转轴承箱13之间形成重锤室28。第二平衡重锤23在重锤室28内安装在旋转轴6的第二旋转轴承10与第二回转轴承14之间。

吸入口24设在固定涡旋2的外周部。在镜板1A的靠近回转轴1D的部分设置开口38。排出室25设在固定涡旋3的镜板3A的背面部。排出口26设在镜板3A的外周部。压缩机设置在支架37的一方部37A之上。

电动机29设置在支架37的另一方部37B之上。电动机29的驱动轴29A与旋转轴6的一端6C设置在同轴上，并被键等防止转动而通过联轴器30连结。

设置油罐31。润滑油32积存在油罐31的内部。油吸入管33与油罐31的下部连接，与泵34的入口连结。给油管35与泵34的出口连接，与重锤室27及重锤室28的上部连通。油回收管36与重锤室27及重锤室28的下部连接，与油罐31连通。

接着说明本压缩机的动作。给电动机29通电时，驱动轴29A旋转，与驱动轴29A相连结的旋转轴6旋转。旋转轴6旋转时，回转轴1D被防自转机构防止自转而被偏心驱动。其结果，与回转轴1D形成一体的回转涡旋1进行回转运动。于是，气体在压缩室4及压缩室5之中体积减少的同时从外周向内周移动。从吸入口24吸入气体，并在压缩室4及压缩室5进行压缩而向排出室25排出，从而从排出口26向外部排出气体。借助第一平衡重锤22及第二平衡重锤23取消回转涡旋1的离心力。因此，几乎不发生振动。

润滑油32从油罐31内通过油吸入管33，借助泵34进行加压，从给油管35向重锤室27及重锤室28滴下。润滑油32由第一旋转轴承8、第二旋转轴承10、第一回转轴承12、第二回转轴承14、十字头键17A、17B等供给，对这些转动部或滑动部进行润滑之后，从重锤室27及重锤室28的下部通过油回收管36回到油罐31。

根据本实施的实施例，第一回转轴承12及第二回转轴承14不在回转涡旋2的中心部。由此，即使回转涡旋2因压缩热而成为高温，第一回转轴承12及第二回转轴承14也难以受其影响，不会过于成为高温。即，压缩机的耐久性得以提高。

并且，回转轴1D的内部没有轴承，因而旋转轴6的外周和回转轴1D的内周变得近，能够缩小回转轴1D的径。由此，能够缩小回转涡旋1、第一固定涡旋2及第二固定涡旋3的径，并实现压缩的小型化。

此外、回转涡旋1位于第一回转轴承12及第二回转轴承14的中间。离心力及气体载荷均匀地施加于第一回转轴承12及第二回转轴承14。由此，回转涡旋1不发生倾斜。

并且，第一回转轴承12和第一旋转轴承8间的距离及第二回转轴承14和第二旋转轴承10间的距离近。第一平衡重锤22和第一回转轴承12间的距离及第二平衡重锤23和第二回转轴承14间的距离也近。由此，作用于旋转轴6的力矩小，旋转轴6的变形也小。

因此，回转涡旋1即使高速运转，也能以所设定的偏心量稳定地运转。由此，在压缩机发生的振动小。

本实施的实施例中说明了压缩机。但本发明也能够应用于真空泵、鼓风机、膨胀机等涡旋式流体机械。

Claims

1.一种涡旋式流体机械，将在镜板的两面具有渦巻状的搭接体的回转涡旋及在镜板的单面具有渦巻状的搭接体的一对固定涡旋组合起来而构成，其特征在于，

中空的回转轴设在上述回转涡旋的中心部，贯通上述固定涡旋；

旋转轴贯通上述回转轴的中空部而能够旋转地被支承在一对盖，所述一对盖设置在上述固定涡旋的外表面侧；

回转轴承设在上述回转轴的两端，与设在上述旋转轴的偏心部嵌合；

上述回转涡旋的防自转机构设在上述回转轴的一端。

2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于，

上述偏心部仅设在上述旋转轴的与上述回转轴承对应的位置；

上述旋转轴的上述偏心部之间的部分与旋转中心轴同轴地形成。

3.根据权利要求1或2所述的涡旋式流体机械，其特征在于，

上述防自转机构包括：

一对固定侧键槽，以与单侧的上述固定涡旋连结的方式设置；

一对回转侧键槽，以与上述固定侧键槽正交的方式设在回转轴承箱，该回转轴承箱设在上述回转轴，且收容上述回转轴承；

十字头连接器，其具有与上述固定侧键槽相嵌合的一对十字头键及与上述回转侧键槽相嵌合的一对十字头键。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋式流体机械，其特征在于，

第一平衡重锤安装在上述回转轴的一端侧的上述回转轴承与将上述旋转轴能够旋转地支承在一方的上述盖上的旋转轴承之间的上述旋转轴；

第二平衡重锤安装在上述回转轴的另一端侧的上述回转轴承与将上述旋转轴能够旋转地支承在另一方的上述盖上的旋转轴承之间的上述旋转轴。