CN106536932A - 涡旋型流体设备 - Google Patents

Abstract

沿轴向对外罩一体型的定涡盘进行固定以良好地维持尺寸精度。涡旋型压缩机(10)的外罩一体型的定涡盘(28)设置有筒状的中间外壳(22)(外罩)，所述中间外壳(22)与供涡盘(12b)立起设置的端板(12a)一体成形，且基端部在全周上与端板(12a)的外周连接，前端部沿轴向延伸。外罩的一部分的壁呈从基端侧端面(22a)至前端侧端面(22b)形成为壁厚较大的厚壁部(84)，在所述厚壁部中，将后外壳(24)紧固于端面(22a)的螺栓(30)的螺合孔(22c)从端面(22a)向端面(22b)延伸，将前外壳(26)紧固于端面(22b)的螺栓(40)的螺合孔(22d)从端面(22b)向端面(22a)延伸。在端面(22a、b)间沿外罩的周向将厚壁部(84)的一部分进行切口以形成在轴向上相对的相对面(86)，将卡定构件卡定于相对面以沿轴向施加载荷。

Description

涡旋型流体设备

技术领域

本发明涉及一种包括回旋涡盘和定涡盘的涡旋型流体设备，具体而言涉及一种对外罩与定涡盘一体化后的外罩一体型定涡盘进行加工时的固定结构。

背景技术

作为涡旋型流体设备，已知一种专利文献1所公开这样的涡旋型压缩机。上述涡旋型压缩机包括定涡盘和回旋涡盘，所述定涡盘和回旋涡盘使从端板立起设置的涡卷状的涡盘环绕件啮合而在轴向上相对配置，通过使回旋涡盘绕固定涡盘的中心轴进行公转回旋运转，从而对导入定涡盘与回旋涡盘间的间隙的流体进行压缩并排出，但其中定涡盘的、从端板的外周朝中心轴方向延伸的筒状的外罩与端板一体成形，而呈外罩一体型的定涡盘。例如在经过铸造或锻造等成型之后，为了提高尺寸精度，通过对一部分进行切削或研削等中间或精加工(以下，称作“精加工等”)从而来制造这种外罩一体型的定涡盘。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002－13486号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，当在精加工等中从横向夹持筒状的外罩，以对外罩一体型的定涡盘进行固定时，由于不存在对外罩与涡盘环绕件间进行支承的支承结构体，因此，存在外罩发生变形的情况。因而，存在很难良好地维持外罩一体型的定涡盘的尺寸精度，存在涡旋型流体设备的生产率降低的可能性。

此外，从尺寸精度的要求来看，由于外罩的端面和涡盘环绕体的端面等是精加工等的对象部位，因此，使用上述端面等在轴向上对外罩一体型的定涡盘进行夹持并固定，不甚理想。

本发明鉴于上述问题点而作，其目的在于提供一种涡旋型流体设备，该涡旋型流体设备对进行精加工等时的外罩一体型的定涡盘的固定结构进行改进以提高生产率。

解决技术问题所采用的技术方案

因此，在本发明的涡旋型流体设备中，包括回旋涡盘和定涡盘，所述定涡盘包括：涡卷状的涡盘环绕件，所述涡盘环绕件从端板立起设置；筒状的外罩，所述外罩与所述端板一体成形，基端部在全周上与所述端板的外周连接，前端部沿所述涡盘环绕件的立起设置方向延伸；以及厚壁部，所述厚壁部是所述外罩的一部分的壁从所述外罩的基端侧端面至所述外罩的前端侧端面形成为壁厚较厚的部分，在形成为所述壁厚较厚的所述外罩的壁中，将第一外壳紧固于所述基端侧端面的第一螺栓孔从所述基端侧端面向所述前端侧端面延伸，将第二外壳紧固于所述前端侧端面的第二螺栓的螺合孔从所述前端侧端面向所述基端侧端面延伸，在所述基端侧端面与所述前端侧端面之间沿所述外罩的周向将所述厚壁部的一部分进行切口，以形成在轴向上相对的相对面。

发明效果

根据本发明的涡旋型流体设备，由于能沿轴向对外罩一体型的定涡盘施加载荷来进行固定，且进行精加工等时的外罩一体型的定涡盘的固定结构得到改进，因此，使得良好地维持外罩一体型的定涡盘的尺寸精度变得容易，并能提高生产率。

附图说明

图1是表示涡旋式压缩机的整体结构的剖视图。

图2是外罩一体型的定涡盘的开口侧的立体图。

图3是外罩一体型的定涡盘的底板侧的立体图。

图4是表示厚壁部的切口的其它示例的局部剖视图。

图5是表示外罩一体型的定涡盘的固定方法的说明图。

图6是表示螺合孔的其它示例的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细叙述。另外，虽然本发明的涡旋型流体设备能作为压缩机或膨胀器来使用，但是，在此以压缩机为例说明。

图1～3表示作为本发明的实施方式的涡旋型压缩机的一个示例。

涡旋型压缩机10包括在中心轴方向上相对配置的定涡盘12和回旋涡盘14。定涡盘12具有涡卷状的涡盘环绕件12b，该涡盘环绕件12b与端板12a一体成形，且从端板12a立起设置。此外，回旋涡盘14同样地具有涡卷状的涡盘环绕件14b，该涡卷状的涡盘环绕件14b与端板14a一体成形，且从端板14a立起设置。

定涡盘12和回旋涡盘14配置成使两个涡盘环绕件12b、14b在轴向上啮合，且使涡盘环绕件12b的突出侧的端缘与端板14a接触，并使涡盘环绕件14b的突出侧的端缘与端板12a接触。另外，在两个涡盘环绕件12b、14b的突出侧的端缘埋设有顶端密封件(未图示)。

此外，定涡盘12和回旋涡盘14配置成在两个涡盘环绕件12b、14b的周向的角度相互错开的状态下，使两个涡盘环绕件12b、14b的侧壁彼此局部接触。藉此，在两个涡盘环绕件12b、14b之间形成从轴向观察时新月状的密闭空间、即流体凹口(日文：流体ポケット)16。

回旋涡盘14通过后文所述的驱动机构18和自转阻止机构20而绕着定涡盘12的中心轴进行公转运转，且阻止自转。藉此，通过使形成在两个涡盘环绕件12b、14b间的流体凹口16从两个涡盘环绕件12b、14b的外端部向中心部移动，从而使流体凹口16的容积朝缩小方向变化。因而，从涡盘环绕件12b、14b的外端部侧被吸入至流体凹口16内的流体(例如，制冷剂气体)被压缩。

另外，在膨胀器的情况下，通过使流体凹口16相反地从涡盘环绕件12b、14b的中心部向外端部移动，从而使流体凹口16的容积朝增大方向变化，并使从两个涡盘环绕件12b、14b的中心部侧吸入流体凹口16内的流体膨胀。

涡旋型压缩机10的外壳由中间外壳22、后外壳(第一外壳)24和前外壳(第二外壳)26构成，其中，上述中间外壳22将定涡盘12一体内置其中，上述后外壳(第一外壳)24配置在定涡盘12中的、涡盘环绕件12b未突出的端板12a的背面侧，上述前外壳(第二外壳)26配置在定涡盘12中的、涡盘环绕件12b突出的端板12a的正面侧。

中间外壳22的基端部在全周上与定涡盘12的端板12a的外周结合，中间外壳22的前端部是沿涡盘环绕件12b的立起设置方向延伸的筒状的筐体部(外罩)，且与定涡盘12一体成形以构成外罩一体型的定涡盘28。换言之，外罩一体型的定涡盘28的筒状的中间外壳22的开口中的靠后外壳24一侧被定涡盘12的端板12a封闭，中间外壳22的靠前外壳26一侧开口，而呈以端板12a为底板的有底筒状。

后外壳24通过多个螺栓30(第一螺栓)紧固在中间外壳22的基端侧端面22a上，且在后外壳24与端板12a之间形成有上述流体的排出室32。在端板12a的中心部开设有排出孔34，该排出孔34将通过回旋涡盘14的公转运转而被压缩的流体凹口16内的上述流体向排出室32导入，在排出孔34的出口侧附设有用于防止逆流的单向阀36。此外，在后外壳24的外壁上设有用于使上述流体从排出室32向外部排出的排出端口(未图示)。

前外壳26通过多个螺栓40(第二螺栓)而被紧固在中间外壳22的前端侧端面22b上。前外壳26在其内部形成有对回旋涡盘14的驱动机构18进行收容的收容空间部42，并在所述收容空间部42的一端侧设有对驱动机构18的驱动轴44进行轴支承的轴承46和轴密封部48。在收容空间部42的另一端侧形成有推力承接部52，所述推力承接部52经由环状的推力板50而在推力方向对回旋涡盘14进行支承。此外，在前外壳26中形成有通过回旋涡盘14和推力板50而与收容空间部42隔开的流体吸入室54，并经由设置于前外壳26的外壁的吸入端口(未图示)使上述流体从外部向流体吸入室54吸入。

在前外壳26和中间外壳22的周向的一部分形成有隆起部58。在隆起部58的内部形成有流体通路空间部60，所述流体通路空间部60在与压缩机中心轴平行的方向上延伸，并将上述流体从靠前外壳26一侧的吸入室54向靠中间外壳22一侧的两个涡盘环绕件12b、14b的外端部附近引导。

上述流体从设置于外壳26的吸入端口导入前外壳26内的吸入室54，并经由前外壳26和中间外壳22的隆起部58内侧的流体通路空间部60，而从两个涡盘环绕件12b、14b的外端部侧引入至所述流体凹口16内，以供压缩。经压缩后的流体从穿设于定涡盘12的端板12a的中央部处的排出孔34排出到后外壳24内的排出室32，并经由排出端口导出到外部。

例如，像日本专利特开2012－237288号公报等记载的那样，收容于前外壳26的收容空间部42的驱动机构18在受到从外部输入的旋转驱动力驱动而旋转的驱动轴44处设置曲柄机构，并通过上述曲柄机构而与回旋涡盘14连接。

驱动机构18的驱动轴44在收容空间部42的一端侧被轴承46支承成能自由旋转。上述驱动轴44的一端侧突出到前外壳26外，并在此经由电磁离合器62安装有带轮64。因而，在从带轮64经由电磁离合器62输入的旋转驱动力的作用下，对驱动轴44进行驱动而使其旋转。设于驱动轴44的另一端侧的曲柄机构包括：曲柄68，该曲柄68通过轴承66而被轴支承于收容空间部42的内周壁；以及偏心衬套70，该偏心衬套70以相对于驱动轴44的中心轴偏心的方式安装于上述曲柄68，偏心衬套70通过轴承74而嵌合到圆筒状的轴套部72的内部，其中，上述轴套部72突出形成在回旋涡盘14的端板14a的背面。另外，在图1中，为了简化附图，将驱动轴44至偏心衬套70作为驱动机构18进行一体地图示。

回旋涡盘14的自转阻止机构20包括：圆形孔76，该圆形孔76形成于回旋涡盘14的端板14a的背面(与前外壳26的推力承接部52相对)；销78，该销78突设于前外壳26的推力承接部17一侧，并贯穿推力板50；以及圆板82，该圆板82具有偏心孔80，并设有间隙地收容在圆形孔76中，使销78设有间隙地与圆板82的偏心孔80嵌合，上述自转阻止机构20通过销78与偏心孔80的卡合来对回旋涡盘14的自转进行阻止。

因而，通过驱动轴44的旋转经由曲柄机构使回旋涡盘14回旋，并利用自转阻止机构20阻止回旋涡盘14自转，回旋涡盘14绕着定涡盘12的中心轴进行公转回旋运转。

在此，参照图1、图2和图3对外罩一体型的定涡盘28的结构进行详细叙述。图2和图3表示外罩一体型的定涡盘28。

外罩一体型的定涡盘28具有厚壁部84，所述厚壁部84是中间外壳22的一部分的壁从中间外壳22的基端侧端面22a至前端侧端面22b形成得厚壁较大。在厚壁部84的壁中，将后外壳24紧固于中间外壳22的基端侧端面22a的螺栓30的螺合孔22c从基端侧端面22a向前端侧端面22b延伸，并且将前外壳26紧固于中间外壳22的前端侧端面22b的螺栓40的螺合孔22d从前端侧端面22b向基端侧端面22a延伸。即，在厚壁部84中，螺栓30的螺合孔22c和螺栓40的螺合孔22d在绕中心轴的角度相同的位置处在轴向上成对。

例如，为了将外罩一体型的定涡盘28的成形方法从铸造变更为锻造，且在维持强度的同时使外罩一体型的定涡盘28轻量化等，使厚壁部84以外的中间外壳22的壁的厚度t减小至能维持一定强度的厚度，因此，成为几乎不具有能形成螺栓40和螺栓30的两个螺栓孔22c、22d的余地这样程度的厚度。因而，在中间外壳22上设置厚壁部84，是为了形成螺栓40的螺合孔22d和螺栓30的螺合孔22c。

此外，通过车床加工等在中间外壳22的周向上将上述厚壁部84中的、中间外壳22的基端侧端面22a与前端侧端面22b间的一部分进行切口，并将厚壁部84分离成供形成螺栓30的螺合孔22c形成的第一厚壁部84a和供螺栓40的螺合孔22d形成的第二厚壁部84b这两个部分，在第一厚壁部84a与第二厚壁部84b之间形成大致在轴向上相对的相对面86。另外，在以下的说明中，将相对面86中的、第一厚壁部84a一侧设为第一相对面86a，将第二厚壁部84b一侧设为第二相对面86b。

在图1中，在通过切口形成的相对面86中露出了螺栓40的螺合孔22d，而并未露出螺栓30的螺合孔22c，但也可以如图4所示这样构成为能使螺合孔22c、22d均露出。此外，也可以构成为在通过切口形成的相对面86中露出螺栓30的螺合孔22c，而并未露出螺栓40的螺合孔22d，或是使螺合孔22c、22d均不露出。

较为理想的是，厚壁部84相对于中间外壳22的内部方向的切口深度以切到没有厚壁部84时的中间外壳22的外周面为限，从而不会使中间外壳22本来的壁厚减少，而导致外罩一体型的定涡盘28的强度降低。

在本实施方式中，由于对后外壳24进行紧固的螺栓30的使用个数比对前外壳26进行紧固的螺栓40的使用个数多，因此，为了在中间外壳22的壁中形成超过螺栓40的使用个数的量的螺栓30的螺合孔22c，除了在厚壁部84以外，还设有从中间外壳22的基端侧端面22a向前端侧端面22b延伸的独立厚壁部88。在所述独立厚壁部88上，也可以像前述在厚壁部84上进行的切口那样，通过利用车床加工等在中间外壳22的周向上对独立厚壁部88进行切口，从而在轴向上形成台阶部88a。₁

另外，也可以如后文所述，在中间外壳22的基端侧端面22a上，外罩一体型的定涡盘28的精加工等时与工作台92的凸部嵌合的至少两个凹部22e形成在相互分开得很远的位置处。

接着，参照图5，对外罩一体型的定涡盘28的精加工等的固定方法进行说明。

外罩一体型的定涡盘28的精加工等在通过使用了动模及定模这两个模具的铸造或锻造成形出外罩一体型的定涡盘28的大体形状之后，为了提高涡盘环绕件12b等的尺寸精度而实施了切削或研削。在外罩一体型的定涡盘28的精加工等时，为了实现恒定的加工精度，而将外罩一体型的定涡盘28稳定地固定。

一直以来，虽然在精加工等时，从横向对中间外壳22进行夹持以将外罩一体型的定涡盘28固定，但是由于没有对中间外壳22与涡盘环绕件12b之间进行支承的支承结构体，因此，中间外壳22会发生变形。因而，很难良好地维持外罩一体型的定涡盘28的尺寸精度，而存在涡旋型压缩机10的生产率降低的可能性。因而，在本实施方式中，通过将卡定构件90卡定于第一相对面86a，并经由所述卡定构件90对外罩一体型的定涡盘28施加轴向上的载荷，从而能从某种意义上说使第一相对面86a起到作用点的作用，并从轴向上对外罩一体型的定涡盘28进行固定。

具体而言，在从外罩一体型的定涡盘28中的中间外壳22的开口方向进行精加工(例如，对涡盘环绕件12b等进行精加工)时，使中间外壳22的基端侧端面22a朝向工作台92的载置面92a，并将外罩一体型的定涡盘28载置并固定在工作台92上。外罩一体型的定涡盘28相对于工作台92的载置例如也可以在使形成于中间外壳22的基端侧端面22a的凹部22e与预先设置于工作台92的凸部(未图示)嵌合等以使外罩一体型的定涡盘28在工作台92上不会朝与载置面92a平行的方向移动的方式进行定位的同时进行。

卡定构件90例如是具有L字状等、一端部90a能与第一相对面86a卡定的形状的刚性构件。为了能稳定地卡定，卡定构件90的一端部90a采用为了使由与第一相对面86a的抵接带来的垂直抗力增大而减小接触面积的形状，或是采用使配设在与第一相对面86a抵接的部分的摩擦系数相对较高的素材等能提高与第一相对面86a之间的摩擦力的各种公知的形状或素材。在卡定构件90的另一端部90b螺合有调节螺栓94，所述调节螺栓94从载置面92a的相反一面92b插通到工作台92的通孔92c，所述调节螺栓94的头部94a具有比工作台92的通孔92c大的直径。并不限于这种卡定构件90的结构，只要是能对载置于工作台92的外罩一体型的定涡盘28的第一相对面86a施加朝向工作台92的载荷的结构，则卡定构件可以是任意结构。

使用卡定构件90，将一端部90a卡定于第一相对面86a，并对与另一端部90b螺合的调节螺栓94的旋紧量进行调节，来进行外罩一体型的定涡盘28相对于工作台92的固定。藉此，由于调节螺栓94的头部94a对工作台92的相反面92b进行按压，并且卡定构件90的一端部90a对第一相对面86a进行按压，从而对外罩一体型的定涡盘28施加轴向的载荷，因此，外罩一体型的定涡盘28被按压并固定于工作台92。另外，如前文所述，在独立厚壁部88上形成有轴向的台阶部88a的情况下，也可以将卡定构件90卡定于上述台阶部88a，以向外罩一体型的定涡盘28施加轴向的载荷。

另外，在对供后外壳24紧固的中间外壳22的基端侧端面22a进行精加工等的情况下，也可以在使未进行精加工等的中间外壳22的前端侧端面22b朝向工作台92的载置面92a，以载置外罩一体型的定涡盘28的基础上，与从外罩一体型的定涡盘28中的中间外壳22的开口方向进行精加工等时同样地对外罩一体型的定涡盘28进行固定。即，还能使用卡定构件90，将卡定构件90的一端部90a卡定于第二相对面86b，并对与另一端部90b螺合的调节螺栓94的旋紧量进行调节，以将外罩一体型的定涡盘28固定于工作台92。

根据这种涡旋型压缩机10，在外罩一体型的定涡盘28中，将绕中心轴的角度相同的位置处在轴向上成对的螺栓30的螺合孔及螺栓40的螺合孔设置在从中间外壳22的基端侧端面22a至前端侧端面22b延伸的厚壁部84，并沿中间外壳22的周向将所述厚壁部84中的、位于中间外壳22的基端侧端面22a与前端侧端面22b之间的一部分进行切口，以形成在轴向上相对的相对面86a。

因而，由于将卡定构件90卡定于所述相对面86，并经由所述卡定构件90对外罩一体型的定涡盘28施加朝向轴向的载荷，从而在轴向上对外罩一体型的定涡盘28进行固定，因此，进行精加工等时的外罩一体型的定涡盘28的固定结构得以改进，从而良好地维持外罩一体型的定涡盘28的尺寸精度变得容易，并能提高生产率。

此外，还想到沿周向将中间外壳22的外周面进行切口，以形成用于将卡定构件90卡定的槽，但如果形成这种槽，则在为了实现轻量化而将外罩一体型的定涡盘28的成形方法从铸造变更为锻造而减小壁厚的情况下，与通过铸造成形的情况相比，外罩一体型的定涡盘28的强度降低，因此不甚理想。但是，根据本实施方式的涡旋型压缩机10，由于沿周向对为了形成螺栓40的螺合孔和螺栓30的螺合孔而设置的厚壁部84进行切口，以在轴向上形成相对面86，因此，能在不使因对中间外壳22的壁进行切口而导致外罩一体型的定涡盘28的强度降低的情况下，在轴向上对外罩一体型的定涡盘28进行固定。

另外，如图6所示，在前述的实施方式中，也可以使第一厚壁部84a的螺合孔22c与第二厚壁部84d的螺合孔22b在轴向上重叠。除此之外，如果将螺栓30的螺合孔40的螺旋方向的螺旋方向、直径及间距等设为相同，则由于能通过一种螺栓40来将前外壳26、中间外壳22和后外壳24相互紧固，因此，能实现部件数的减少。

此外，前述的实施方式的涡旋型压缩机10只不过是本发明的一个适用例而已，只要包括前述的外罩一体型的定涡盘28，则能适用于所有的涡旋型压缩机。此外，如前文所述，本发明不仅适用于涡旋型压缩机，还能适用于包括涡旋型膨胀器的所有涡旋型流体设备。

(符号说明)

10 涡旋型压缩机；

12 定涡盘；

12a 端板；

12b 涡盘环绕件；

14 回旋涡盘；

22 中外壳；

22a 基端侧端面；

22b 前端侧端面；

22c (第一螺栓的)螺合孔；

22d (第二螺栓的)螺合孔；

24 后外壳；

26 前外壳；

28 外罩一体型的定涡盘；

30 (第一)螺栓；

40 (第二)螺栓；

84 厚壁部；

84a 第一厚壁部；

84b 第二厚壁部；

86 相对面；

86a 第一相对面；

86b 第二相对面；

90 卡定构件；

90a 一端部；

90b 另一端部；

t 中间外壳的壁的厚度。

Claims (5)

1.一种涡旋型流体设备，包括回旋涡盘和定涡盘，其特征在于，

所述定涡盘包括：

涡卷状的涡盘环绕件，所述涡盘环绕件从端板立起设置；

筒状的外罩，所述外罩与所述端板一体成形，基端部在全周上与所述端板的外周连接，前端部沿所述涡盘环绕件的立起设置方向延伸；以及

厚壁部，所述厚壁部是所述外罩的一部分的壁从所述外罩的基端侧端面至所述外罩的前端侧端面形成壁厚较厚的部分，在形成为所述壁厚较厚的所述外罩的壁中，将第一外壳紧固于所述基端侧端面的第一螺栓孔从所述基端侧端面向所述前端侧端面延伸，将第二外壳紧固于所述前端侧端面的第二螺栓的螺合孔从所述前端侧端面向所述基端侧端面延伸，

在所述基端侧端面与所述前端侧端面之间沿所述外罩的周向将所述厚壁部的一部分进行切口，以形成在轴向上相对的相对面。

2.如权利要求1所述的涡旋型流体设备，其特征在于，所述相对面供卡定构件卡定，并起到经由所述卡定构件沿所述轴向对所述定涡盘施加载荷的作用点的作用。

3.如权利要求1或2中所述的涡旋型流体设备，其特征在于，

所述厚壁部以外的所述外罩的壁成形为为了维持所述外罩的强度而无法沿所述周向进行切口这样程度的厚度。

4.如权利要求3所述的涡旋型流体设备，其特征在于，

所述厚壁部以外的所述外罩的壁的厚度是无法形成所述第一螺栓的螺合孔和所述第二螺栓的螺合孔这样程度的厚度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡旋型流体设备，其特征在于，

所述第一螺栓的螺合孔与所述第二螺栓的螺合孔在所述轴向上重叠。