CN103850942A - 涡旋式流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高压缩机主体的冷却效率的涡旋式流体机械。本发明的涡旋式流体机械的特征在于，包括：压缩机主体，其具有固定涡旋盘和旋转涡旋盘，上述旋转涡旋盘与上述固定涡旋盘相对设置并进行旋转运动；驱动轴，其与上述旋转涡旋盘连接；冷却风扇，其设置于上述驱动轴的与上述旋转涡旋盘相反的一侧，产生冷却风；和冷却风通路，其四周被壁包围，将上述冷却风扇的冷却风向上述压缩机主体输送，从上述驱动轴延伸的方向观察，在左侧配置上述冷却风通路、在右侧配置上述驱动轴时，上述冷却风通路的左右方向的尺寸在上述冷却风通路的上游侧小于下游侧。

Description

涡旋式流体机械

技术领域

本发明涉及涡旋式流体机械。

背景技术

专利文献1记载了一种涡旋流体机械，该涡旋流体机械使通过冷却风扇冷却的冷却气体流过导入通路（冷却风通路）从而对涡旋盘主体进行冷却。

专利文献2记载了一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械包括：上侧管，利用来自冷却风扇的冷却风从外侧冷却电动机；和涡旋管（scroll duct），对固定涡旋盘进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-120568号公报

专利文献2：日本特开2001-336488号公报

发明内容

发明需要解决的技术问题

专利文献1所记载的涡旋式流体机械，在左侧配置导入通路（冷却风通路）、在右侧配置涡旋盘主体而进行观察时，导入通路的左右方向尺寸一定。因此，在冷却风从冷却风扇流入导入通路时，由于离心力，冷却风向外侧偏移，因此，冷却风偏向固定涡旋盘侧，导致冷却风难以流到旋转涡旋盘侧。因此，设置有驱动部的冷却很重要的旋转涡旋盘的冷却效率不充分。

专利文献2所记载的涡旋式流体机械将通过上侧管对电动机进行冷却之后的冷却风供给至固定涡旋盘，因此固定涡旋盘的冷却效率不充分。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械通过形成使冷却风扇的冷却风流入压缩机主体的冷却风通路，改变上游侧和下游侧的尺寸，来提高压缩机主体的冷却效率。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：压缩机主体，其具有固定涡旋盘和旋转涡旋盘，该旋转涡旋盘与上述固定涡旋盘相对设置并进行旋转运动；驱动轴，其与上述旋转涡旋盘连接；冷却风扇，其设置于上述驱动轴的与上述旋转涡旋盘相反的一侧，并且产生冷却风；和冷却风通路，其四周被壁包围，将上述冷却风扇的冷却风向上述压缩机主体输送，从上述驱动轴延伸的方向观察，在左侧配置上述冷却风通路、在右侧配置上述驱动轴时，上述冷却风通路的左右方向的尺寸在上述冷却风通路的上游侧小于下游侧。

发明效果

根据本发明，能够提供一种提高压缩机主体的冷却效率的涡旋式流体机械。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的涡旋式压缩机的整体结构的图。

图2是表示本发明的实施例1的涡旋式压缩机的冷却风通路的图。

图3是表示本发明的实施例2的涡旋式压缩机的冷却风通路的图。

附图标记

1 压缩机主体

2a 转子

2b 定子

3 电机罩

4 驱动轴

5 冷却风扇

6 风扇罩

7 冷却风入口

8 弯曲部

9 罩侧流路连接部

10 通路外侧壁

11 通路内侧壁

12 冷却风流路

13 流路连接部

14 导入管

14a 导入壁1

14b 导入壁2

15 旋转涡旋盘侧冷却风入口

16 固定涡旋盘侧冷却风入口

17 旋转涡旋盘

18 固定涡旋盘

19 旋转涡旋盘齿

20 固定涡旋盘齿

21 压缩室

22 冷却翼片

23 冷却翼片底部

24 旋转涡旋盘侧冷却风出口

25 固定涡旋盘侧冷却风出口

26a 外侧壁附近流动

26b 内侧壁附近流动

27 流路上侧壁

28 流路下侧壁

29a 流路上侧壁附近流动

29b 流路下侧壁附近流动

30 风扇旋转方向

31 弯部

具体实施方式

以下，作为本发明的实施方式的涡旋式流体机械，以涡旋式空气压缩机为例，按照附图进行说明。

【实施例1】

利用图1说明本发明的实施例1的涡旋式压缩机的整体结构。

压缩机主体1中，旋转涡旋盘17与固定涡旋盘18相对设置，由在旋转涡旋盘17与固定涡旋盘18相对的面分别立起设置的旋涡状的涡旋齿（wrap）部19、20形成压缩室21。另外，在驱动轴4的压缩机主体1侧设置有偏心部（未图示），与旋转涡旋盘17连接，旋转驱动旋转涡旋盘17。在旋转涡旋盘17设置有自转防止机构（未图示），利用驱动轴4，旋转涡旋盘17相对于固定涡旋盘18做旋转（偏心）运动，压缩空气。

驱动压缩机主体1的电机包括电机罩3、收纳于其中的转子2a和定子2b，该电机与贯通转子2a安装的驱动轴4连结。另外，在驱动轴4的与旋转涡旋盘17相反的一侧安装有产生冷却风的冷却风扇5。

冷却风扇5收纳在安装于电机罩3的风扇罩6之中，通过驱动电机2，冷却风扇5旋转，通过从冷却风入口7吸入冷却气体，产生冷却风。由冷却风扇5产生的冷却风在风扇罩6的弯曲部8改变流向，流入被设置于连接部9的四周的壁（外侧壁10、内侧壁11、上侧壁27、下侧壁28）包围而构成的冷却风通路（送风管）12。冷却风通路12与发热的电机2（电机罩3）由内侧壁11分离，因此能够不受电机2发热的影响地向压缩机主体1供给温度低的冷却风。流入冷却风通路12的冷却风从图1的箭头2的上游侧流向下游侧，流入在图1的箭头2的下游侧与冷却风通路12连接的导入引导部14。流入导入引导部14的冷却风利用导风壁14a、14b改变方向，向压缩机主体1的冷却风入口15、16流入。由此，冷却风流到旋转涡旋盘17、固定涡旋盘18背面的冷却翼片（fin）22侧，对压缩机主体1进行冷却。冷却压缩机主体1而变暖的冷却风从冷却风出口24、25排出。

此处，利用图2对本实施例的冷却风的流动进行详细说明。图2是从驱动轴4延伸的方向（长度方向）看在左侧配置冷却风通路12、在右侧配置驱动轴4时，从上侧观察冷却风通路12的图。其中，关于冷却风通路12，将靠近驱动轴4的一侧称为内侧，将远离驱动轴4的一侧称为外侧。另外，在冷却风通路12中，将被供给来自冷却风扇5的冷却风的一侧称为上游侧，将向压缩机主体1排出冷却风的一侧称为下游侧。

通过冷却风扇5的旋转，从冷却风入口7吸入的冷却气体被向冷却风扇5的旋转方向（图2的标注为30的白色箭头方向）推出。从冷却风扇5出来的冷却风的风向在弯曲部8向冷却风通路12侧改变，流入冷却风通路12，流向箭头2的下游侧。

此时，流经弯曲部8的冷却风，由于离心力在外侧（箭头3左侧）形成主流，因此经过连接部9的冷却风容易成为向外侧壁10偏移的流动。

于是，本实施例的冷却风通路12形成为从上游侧向下游侧去，左右方向（图2的箭头3方向）的尺寸增大。也就是说，使罩连接部9的内侧壁11偏倚外侧壁10侧，以随着向连接部13去而扩展的方式倾斜，使冷却风通路的入口（连接部9）的内侧壁11与外侧壁10的间隔比冷却风通路的出口（连接部13）的内侧壁11与外侧壁10的间隔更窄。另外，外侧壁10与驱动轴4平行。

在位于冷却风通路12的上游侧的连接部9使内侧壁11靠近外侧壁10，从而能够减小外侧与内侧的流速差。由此，能够抑制由流速差产生的漩涡，减少损失。另外，随着向冷却风通路12的下游侧去，使内侧壁11向左侧倾斜，使冷却风通路12的出口（连接部13）的内侧与入口（连接部9）的内侧相比更靠近驱动轴4，从而能够形成向箭头3右侧的流动，因此冷却风不向固定涡旋盘18侧偏移，能够抑制旋转涡旋盘17侧的冷却效率的降低。

另外，随着向冷却风通路12的下游侧去，使内侧壁11向左侧倾斜，从而能够使内侧壁11与压缩机主体1的旋转涡旋盘17侧的冷却风入口15平滑连接。由此，通过减小从流路连接部13连接至旋转涡旋盘侧冷却风入口15的弯部31的曲率，能够减少离心力的影响，抑制在与导入管14连接的弯部31处发生漩涡，能够减少流路的损失。

此处，在专利文献1的结构中，与本实施例不同，与驱动轴平行地配置有外侧壁和内侧壁，因此在离心力的影响下产生向冷却风通路的外侧偏移的流动。进一步由于存在突起部，产生漩涡，损失加大。

在本实施例中，到达通路连接部13的冷却风经由导入管14供给至压缩机主体1。通过将导入管14的导入壁14a形成为向固定涡旋盘侧冷却风入口16倾斜的直线状，冷却风通路12与固定涡旋盘侧冷却风入口16能够平滑连接，因此能够减少产生漩涡所导致的流路损失。另外，在连接部13使流速均匀化，因此能够使冷却风平衡地流到旋转涡旋盘17/固定涡旋盘18。另外，通过设置导入壁14b部，冷却风与导入壁14b碰撞，能够产生向希望进行冷却的固定涡旋盘18的冷却翼片底部23的流动。由此，能够高效地进行旋转涡旋盘17/固定涡旋盘18的冷却。另外，导入壁14b向冷却翼片底部23倾斜也能够得到同样的效果。

综上，根据本实施例，冷却风通路12的上游侧的左右方向的尺寸形成得小于下游侧的左右方向的尺寸，因此能够减小冷却风通路12的外侧与内侧的流路差，减少漩涡的产生所导致的流路损失，能够提高压缩机主体1的冷却效率。另外，随着向冷却风通路12的下游侧去，使内侧壁11向左侧倾斜，从而能够减少导入管14中的漩涡的产生所导致的流路损失，提高压缩机主体1的冷却效率。另外，导入管14的导入壁14a向固定涡旋盘侧冷却风入口16倾斜，从而能够减少导入管14中的漩涡的产生所导致的流路损失，提高压缩机主体1的冷却效率。

【实施例2】

利用图3对本发明的实施例2进行说明。对与实施例1相同的结构标注相同的符号，省略其说明。图3是从驱动轴4延伸的方向（长度方向）观察在左侧配置冷却风通路12、在右侧配置驱动轴4时，从左侧（图2的箭头3的左侧）观察冷却风扇5和冷却风通路的图。本实施例的特征在于，冷却风通路12的上游侧的上下方向的尺寸大于下游侧的上下方向的尺寸。

于是，在本实施例中，使冷却风通路12的上游侧的（图3的箭头4的）上下方向的尺寸大于下游侧的上下方向的尺寸，使上侧壁28与下侧壁29的间隔随着向箭头2的下游侧去而缩小。由此，能够使位于冷却风通路12的上游侧的罩侧流路连接部9的截面积增大，减少罩侧流路连接部9处的流路损失，能够确保流入冷却风通路12侧的冷却风的风量。

此处，对本实施例的冷却风的流动进行说明。被向冷却风扇5的旋转方向推出的冷却风与弯曲部8碰撞，由此像图3所示的冷却风流动29a、29b那样，分流为向上侧壁27的方向的流动和向下侧壁28的方向的流动。利用倾斜的流路壁27、28使上下分流的流动向连接部13靠近，由此能够使冷却风的流动向连接部13靠近而整流，使流速分布均匀化。

另外，在本实施例中，使图3的下侧壁28与驱动轴3平行，使上侧壁27随着向下游侧去而向下侧倾斜，但是也可以使下侧壁28随着向下游侧去而向上侧倾斜，使上侧壁27与驱动轴3平行。另外，也可以使下侧壁28随着向下游侧去而向上侧倾斜，并且使上侧壁27随着向下游侧去而向下侧倾斜。

综上，根据本实施例，通过使冷却风通路12的上游侧的上下方向的尺寸大于下游侧的上下方向的尺寸，能够减少冷却风通路12的上游侧的流路损失，提高压缩机主体1的冷却效率。

实施例1、2中，作为涡旋式流体机械，举例说明的是涡旋式空气压缩机，但只要是由电机驱动并且以冷却效率的提高为课题的流体机械（流体压缩机），本发明就不限于涡旋式流体机械，例如也能够应用于往复式压缩机、螺旋式压缩机。另一方面，通过应用于固定涡旋盘与旋转涡旋盘的冷却平衡很重要的涡旋式流体机械，能够大幅提高冷却效率。

至此说明的实施例都仅仅是示出实施本发明的具体化的一个例子，不能由此对本发明的技术范围做出限制性的解释。即，本发明能够不脱离其技术思想或其主要的特征地以各种方式实施。

Claims (12)

1.一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

压缩机主体，其具有固定涡旋盘和旋转涡旋盘，所述旋转涡旋盘与所述固定涡旋盘相对设置并进行旋转运动；

驱动轴，其与所述旋转涡旋盘连接；

冷却风扇，其设置于所述驱动轴的与所述旋转涡旋盘相反的一侧，产生冷却风；和

冷却风通路，其四周被壁包围，将所述冷却风扇的冷却风向所述压缩机主体输送，

从所述驱动轴延伸的方向观察，在左侧配置所述冷却风通路、在右侧配置所述驱动轴时，所述冷却风通路的左右方向的尺寸在所述冷却风通路的上游侧小于下游侧。

2.如权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路的出口的内侧比入口的内侧更靠近所述驱动轴。

3.如权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路的上下方向的尺寸在上游侧大于下游侧。

4.如权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路通过弯曲部与配置所述冷却风扇的风扇罩连接。

5.如权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路与向所述压缩机主体供给冷却风的导入管连接。

6.如权利要求5所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路的外侧与所述导入管的导入壁连接，所述导入壁随着从上游侧向下游侧去而向内侧倾斜。

7.一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

将空气压缩的压缩机主体；

驱动所述压缩机主体的驱动轴；

冷却风扇，其设置于所述驱动轴的与所述压缩机主体相反的一侧，产生冷却风；和

冷却风通路，其将所述冷却风扇的冷却风向所述压缩机主体输送，

所述冷却风通路具有位于靠近所述驱动轴一侧的内侧壁和位于远离所述驱动轴一侧的外侧壁，上游侧的所述内侧壁与所述外侧壁的间隔比下游侧的所述内侧壁与外侧壁的间隔窄。

8.如权利要求7所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述内侧壁随着从上游侧向下游侧去而向内侧倾斜。

9.如权利要求7所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路，在将所述外侧壁配置在左侧、将所述内侧壁配置在右侧时，具有位于上侧的上侧壁和位于下侧的下侧壁，上游侧的所述上侧壁与所述下侧壁的间隔比下游侧的所述上侧壁与下侧壁的间隔宽。

10.如权利要求7所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述冷却风通路通过弯曲部与配置所述冷却风扇的风扇罩连接。

11.如权利要求7所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

流入所述冷却风通路的冷却风经由导入管向所述压缩机主体供给。

12.如权利要求11所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述外侧壁与所述导入管的导入壁连接，所述导入壁随着从上游侧向下游侧去而向内侧倾斜。

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