CN109072913A - 涡旋式流体机械 - Google Patents

涡旋式流体机械 Download PDF

Info

Publication number
CN109072913A
CN109072913A CN201780026536.2A CN201780026536A CN109072913A CN 109072913 A CN109072913 A CN 109072913A CN 201780026536 A CN201780026536 A CN 201780026536A CN 109072913 A CN109072913 A CN 109072913A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall body
end plate
tooth
tooth top
flat part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780026536.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109072913B (zh
Inventor
佐藤创
木全央幸
伊藤隆英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Air Conditioning and Refrigeration Systems Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Air Conditioning and Refrigeration Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Air Conditioning and Refrigeration Systems Corp filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Air Conditioning and Refrigeration Systems Corp
Publication of CN109072913A publication Critical patent/CN109072913A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109072913B publication Critical patent/CN109072913B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/023Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where both members are moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0276Different wall heights
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/0207Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F01C1/0215Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08Axially-movable sealings for working fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0284Details of the wrap tips
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005Axial sealings for working fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

本发明提供一种涡旋式流体机械,其能在具有倾斜部的齿顶和齿底适当地设定齿顶间隙,发挥所希望的性能。所述涡旋式流体机械设有使彼此相对的固定涡旋盘的端板(3a)与回转涡旋盘的端板的对置面间距从外周侧朝向内周侧连续地减少的倾斜部。回转涡旋盘的壁体(5b)的齿顶与对置于该齿顶的固定涡旋盘的端板(3a)的齿底之间的常温下的齿顶间隙在内周侧比在外周侧大。

Description

涡旋式流体机械
技术领域
本发明涉及一种涡旋式流体机械。
背景技术
通常,已知有一种涡旋式流体机械,其使在端板上设有涡旋状的壁体的固定涡旋构件与回转涡旋构件啮合,并使其进行公转回转运动来对流体进行压缩或膨胀。
作为这样的涡旋式流体机械,已知有如专利文献1所示的所谓的阶梯涡旋式压缩机。该阶梯涡旋式压缩机在固定涡旋盘和回转涡旋盘的涡旋状的壁体的齿顶面及齿底面的沿着涡旋方向的位置分别设有台阶部,以各台阶部为边界,壁体的外周侧的高度高于内周侧的高度。阶梯涡旋式压缩机不仅在壁体的周向,而且在高度方向也被压缩(三维压缩),因此,与不具备台阶部的一般涡旋式压缩机(二维压缩)相比,能增大排量,能增加压缩机容量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-55173号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,阶梯涡旋式压缩机存在台阶部的流体泄漏大的问题。此外,存在应力集中于台阶部的根部从而强度降低的问题。
对此,发明人等正在研究设置连续的倾斜部来代替设于壁体及端板的台阶部。
但是,关于在设置了倾斜部的情况下如何设定壁体的齿顶与端板的齿底之间的齿顶间隙才能发挥所希望的性能,尚未进行研究。
本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于,提供一种涡旋式流体机械,其能在具有倾斜部的壁体的齿顶和端板的齿底适当地设定齿顶间隙,发挥所希望的性能。
技术方案
为了解决上述问题,本发明的涡旋式流体机械采用以下方案。
即,本发明的一方案的涡旋式流体机械具备:第一涡旋构件,在第一端板上设有涡旋状的第一壁体;以及第二涡旋构件,在以与所述第一端板彼此相对的方式配置的第二端板上设有涡旋状的第二壁体,该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回转运动,其中,在所述涡旋式流体机械设有使彼此相对的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距从所述第一壁体和所述第二壁体的外周侧朝向内周侧连续地减少的倾斜部,所述壁体的齿顶与对置于该齿顶的所述端板的齿底之间的常温下的齿顶间隙在内周侧比在外周侧大。
由于设有使第一端板与第二端板的对置面间距从壁体的外周侧朝向内周侧连续地减少的倾斜部,因此,从外周侧吸入的流体随着朝向内周侧,不仅通过与壁体的涡旋形状对应的压缩室的减少而被压缩,而且通过端板间的对置面间距的减少而进一步被压缩。
在涡旋构件的内周侧,与外周侧相比,流体被压缩,由压缩热引起的温度上升大,此外,由于比外周侧更难以散热,因此温度变高。因此,在运转中,在内周侧,热膨胀比外周侧变大,齿顶与齿底之间的齿顶间隙变小。因此,使常温下的内周侧的齿顶间隙大于外周侧的齿顶间隙。由此,即使在涡旋式流体机械的运转时发生热膨胀,也能从内周侧到内周侧设定为所希望的齿顶间隙,能避免齿顶与齿底的干涉,并且尽可能地减少流体泄漏。
需要说明的是,就齿顶间隙而言,可以使其连续地变化,或者也可以连接倾斜度不同的多条线段而使其阶段性地变化。
进而,在本发明的一方案的涡旋式流体机械中,在形成于所述第一壁体和所述第二壁体的齿顶的槽部,设有与对置的齿底接触而密封流体的齿顶密封,所述槽部的槽深度在内周侧比在外周侧大。
在齿顶形成有用于设置齿顶密封的槽部。关于齿顶密封,也是内周侧的温度上升高于外周侧的温度上升。这样一来,齿顶密封的底面与槽部的底面之间的距离(齿顶密封背间隙)因热膨胀而在内周侧比在外周侧小。当齿顶密封背间隙消失而齿顶密封的底面与槽部的底面接触时,齿顶密封会向对置的齿底侧突出所需以上,恐怕会导致涡旋式流体机械的性能降低。因此,使槽部的槽深度在内周侧比在外周侧大,从而确保根据热膨胀所需的齿顶密封背间隙。由此,能避免因热膨胀而使齿顶密封的内周侧以过剩的压力与槽部的底面接触,能抑制涡旋式流体机械的性能降低。
需要说明的是,就槽部的槽深度而言,可以使其连续地变化,或者也可以连接倾斜度不同的多条线段而使其阶段性地变化。
进而,在本发明的一方案的涡旋式流体机械中,具备:壁体平坦部,设于所述第一壁体和所述第二壁体的最外周部和/或最内周部,且高度不变化;以及端板平坦部,设于所述第一端板和所述第二端板,且与所述壁体平坦部对应,所述壁体平坦部与所述端板平坦部之间的平坦部齿顶间隙在涡旋方向设为固定。
当壁体的齿顶、端板的齿底倾斜时,计测点的设定难,难以提高计测精度。因此,在壁体和端板的最外周部和/或最内周部设置平坦部,将平坦部的齿顶间隙在涡旋方向设为固定,高精度地进行形状测定。由此,涡旋盘形状的尺寸管理、齿顶间隙管理变得容易。
需要说明的是,在最外周部和最内周部设有平坦部的情况下,考虑到热膨胀,优选使平坦部齿顶间隙在最内周侧比在最外周侧大。
有益效果
通过使常温下的内周侧的齿顶间隙大于外周侧的齿顶间隙,即使在涡旋式流体机械的运转时发生热膨胀,也能通过避免齿顶与齿底的干涉,并且尽可能地减少流体泄漏,来得到所希望的性能的涡旋式流体机械。
附图说明
图1表示本发明的一实施方式的涡旋式压缩机的固定涡旋盘及回转涡旋盘,图1(a)是纵剖面图,图1(b)是从固定涡旋盘的壁体侧观察的俯视图。
图2是表示图1的回转涡旋盘的立体图。
图3是表示设于固定涡旋盘的端板平坦部的俯视图。
图4是表示设于固定涡旋盘的壁体平坦部的俯视图。
图5是表示在涡旋方向伸开来表示的壁体的示意图。
图6是将图1(b)的符号Z的区域放大来表示的局部放大图。
图7是表示图6所示的部分的齿顶密封间隙,图7(a)是表示齿顶密封间隙相对小的状态的侧视图,图7(b)是表示齿顶密封间隙相对大的状态的侧视图。
图8是表示在涡旋方向伸开来表示的齿底及齿顶的示意图。
图9是将图8中以数字表示的各位置在回转涡旋盘上表示的俯视图。
图10是表示齿顶间隙相对于回转角的曲线图。
图11表示变形例,图11(a)是表示与不具有台阶部的涡旋盘的组合的纵剖面图,图11(b)是表示与阶梯涡旋盘的组合的纵剖面图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。
在图1中,示出了涡旋式压缩机(涡旋式流体机械)1的固定涡旋盘(第一涡旋构件)3和回转涡旋盘(第二涡旋构件)5。涡旋式压缩机1例如被用作压缩进行空调机等的制冷循环的气体制冷剂(流体)的压缩机。
固定涡旋盘3及回转涡旋盘5采用铝合金制、铁制等金属制的压缩机构,容纳于未图示的壳体内。固定涡旋盘3及回转涡旋盘5将引导至壳体内的流体从外周侧吸入,并将压缩后的流体从固定涡旋盘3的中央的排出口3c向外部排出。
固定涡旋盘3固定于壳体,如图1(a)所示,具备:大致圆板形状的端板(第一端板)3a、以及在端板3a的一侧面上直立设置的涡旋状的壁体(第一壁体)3b。回转涡旋盘5具备:大致圆板形状的端板(第二端板)5a、以及在端板5a的一侧面上直立设置的涡旋状的壁体(第二壁体)5b。各壁体3b、5b的涡旋形状例如用渐开曲线、阿基米德曲线来定义。
固定涡旋盘3和回转涡旋盘5组装成:使其中心分开回转半径ρ,使壁体3b、5b的相位错开180°而啮合,且在两涡旋盘的壁体3b、5b的齿顶与齿底间常温下具有微小的高度方向的间隙(齿顶间隙、tip clearance)。由此,在两涡旋盘3、5之间,由其端板3a、5a与壁体3b、5b包围而形成的多对压缩室相对于涡旋盘中心对称地形成。回转涡旋盘5通过未图示的十字滑环等自转防止机构绕着固定涡旋盘3进行公转回转运动。
如图1(a)所示,设有使彼此相对的两端板3a、5a间的对置面间距L从涡旋状的壁体3b、5b的外周侧朝向内周侧连续地减少的倾斜部。
如图2所示,在回转涡旋盘5的壁体5b设有使高度从外周侧朝向内周侧连续地减少的壁体倾斜部5b1。在该壁体倾斜部5b1的齿顶所对置的固定涡旋盘3的齿底面,设有根据壁体倾斜部5b1的倾斜而倾斜的端板倾斜部3a1(参照图1(a))。通过这些壁体倾斜部5b1及端板倾斜部3a1构成连续的倾斜部。同样,在固定涡旋盘3的壁体3b也设有高度从外周侧朝向内周侧连续地倾斜的壁体倾斜部3b1,与该壁体倾斜部3b1的齿顶对置的端板倾斜部5a1设于回转涡旋盘5的端板5a。
需要说明的是,本实施方式中所说的倾斜部的连续的意思并不限定于平滑连接的倾斜,也包含加工时不可避免地产生的那样的小高度差连接成阶梯状,将倾斜部视为整体时连续倾斜的倾斜。但是,不包含所谓的阶梯涡旋盘那样的大高度差。
在壁体倾斜部3b1、5b1和/或端板倾斜部3a1、5a1实施了涂覆。作为涂覆,例如可列举出磷酸锰处理、镍磷镀敷等。
如图2所示,在回转涡旋盘5的壁体5b的最内周侧和最外周侧分别设有高度设为固定的壁体平坦部5b2、5b3。这些壁体平坦部5b2、5b3绕着回转涡旋盘5的中心O2(参照图1(a))遍及180°的区域而设置。在壁体平坦部5b2、5b3与壁体倾斜部5b1连接的位置,分别设有作为弯折部的壁体倾斜连接部5b4、5b5。
回转涡旋盘5的端板5a的齿底也同样设有高度设为固定的端板平坦部5a2、5a3。这些端板平坦部5a2、5a3也绕着回转涡旋盘5的中心遍及180°的区域而设置。在端板平坦部5a2、5a3与端板倾斜部5a1连接的位置,分别设有作为弯折部的端板倾斜连接部5a4、5a5。
如图3及图4中阴影线所示,固定涡旋盘3也与回转涡旋盘5同样地设有端板平坦部3a2、3a3、壁体平坦部3b2、3b3、端板倾斜连接部3a4、3a5以及壁体倾斜连接部3b4、3b5。
在图5中,示出了在涡旋方向伸开来表示的壁体3b、5b。如该图所示,最内周侧的壁体平坦部3b2、5b2遍及距离D2而设置,最外周侧的壁体平坦部3b3、5b3遍及距离D3而设置。距离D2及距离D3分别为与绕着各涡旋盘3、5的中心O1、O2设为180°的区域相当的长度。在最内周侧的壁体平坦部3b2、5b2与最外周侧的壁体平坦部3b3、5b3之间,壁体倾斜部3b1、5b1遍及距离D2而设置。当将最内周侧的壁体平坦部3b2、5b2与最外周侧的壁体平坦部3b3、5b3的高低差设为h时,壁体倾斜部3b1、5b1的倾斜度设为下式。
在图6中,示出了图1(b)的符号Z所示的区域的放大图。如图6所示,在固定涡旋盘3的壁体3b的齿顶设有齿顶密封(tip seal)7。齿顶密封7采用树脂制,并与对置的回转涡旋盘5的端板5a的齿底接触而密封流体。齿顶密封7容纳于在壁体3b的齿顶遍及周向形成的齿顶密封槽3d内。压缩流体进入该齿顶密封槽3d内,从背面按压齿顶密封7而向齿底侧推出,由此使其与对置的齿底接触。需要说明的是,对于回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶也同样设有齿顶密封。
如图7所示,壁体3b的高度方向上的齿顶密封7的高度Hc在周向设为固定。
当两涡旋盘3、5相对地进行公转回转运动时,齿顶与齿底的位置相对地错开回转直径(回转半径ρ×2)的量。由于该齿顶与齿底的错位,在倾斜部中,齿顶与齿底之间的齿顶间隙发生变化。例如,在图7(a)中示出了齿顶间隙T小,在图7(b)中示出了齿顶间隙T大。即使该齿顶间隙T因回转运动而变化,由于齿顶密封7从背面被压缩流体向端板5a的齿底侧按压,因此,其能追随而密封。
在本实施方式中,如图8及图9所示,设定为在常温下内周侧的齿顶间隙大于外周侧的齿顶间隙。在此,常温是指,在制造涡旋式压缩机1时组装两涡旋盘3、5时的环境温度,例如10℃以上40℃以下。
图8是如图5那样在涡旋方向伸开来表示的图,在上侧示出了固定涡旋盘3的端板3a的齿底部分,在下侧示出了回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶部分。图8的齿底的位置a1~a10分别与图9的位置a1~a10对应,图8的齿顶的位置b1~b10分别与图9的位置b1~b10对应。
图9基本上表示出回转涡旋盘5的形状,在齿底示出了相同的渐开线渐开角的角度位置处的固定涡旋盘的位置a1~a10。需要说明的是,由于固定涡旋盘3与回转涡旋盘5绕着中心错开180°相位而啮合,因此在啮合时各a1~a10与各b1~b10的位置一致。
在图8中,固定涡旋盘3的齿底的位置a1表示外周侧的端板倾斜连接部3a5,位置a10表示内周侧的端板倾斜连接部3a4。因此,位置a1的外周侧(左侧)为外周侧的壁体平坦部3a3,位置a10的内周侧(右侧)为壁体平坦部3a2,位置a1与位置a10之间为端板倾斜部3a1。端板倾斜部3a1的倾斜度设为固定。
需要说明的是,线S1是外周侧的端板平坦部3a3的高度设为固定的线。
回转涡旋盘5的齿顶的位置b1表示外周侧的壁体倾斜连接部565,位置b10表示内周侧的壁体倾斜连接部5b4。因此,位置b1的外周侧(左侧)为外周侧的端板平坦部5b3,位置b10的内周侧(右侧)为端板平坦部5b2,位置b1与位置b10之间为壁体倾斜部5b1。
从位置b1至位置b5的壁体倾斜部5b1的倾斜度设为与端板倾斜部3a1的倾斜度相同的倾斜度,从位置b5至位置b10的壁体倾斜部5b1的倾斜度设为比倾斜度大的倾斜度。
需要说明的是,线S2是外周侧的壁体平坦部5b3的高度设为固定的线。S3是从位置b5朝向内周侧(右侧)外插的线、即设为倾斜度的线。
虽然使倾斜度变化的位置b5可以适当地设定,但考虑运转时的内周侧与外周侧的热膨胀差来设定。
如此,通过使壁体倾斜部5b1的倾斜度在位置b5变化而增大位置b5的内周侧的倾斜度,将倾斜部的齿顶间隙T(参照图7)设定为在内周侧比在外周侧大。
另一方面,端板平坦部3a2、3a3与壁体平坦部5b2、5b3之间的平坦部的齿顶间隙T在涡旋方向设为固定。但是,由于如上所述使倾斜部的倾斜度越往内周侧越大,因此,外周侧的平坦部3a3、5b3的齿顶间隙T设定为大于内周侧的平坦部3a2、5b2的齿顶间隙T。
在图10中,示出了相对于回转涡旋盘5的回转角θ的齿顶间隙T。
如该图所示,可知:无论回转角θ如何,外周侧的平坦部3a3、5b3以及内周侧的平坦部3a2、5b2的齿顶间隙T均设为固定,内周侧的平坦部3a2、5b2的齿顶间隙T大于外周侧的平坦部3a3、5b3的齿顶间隙T。
另一方面,比位置a1、b1略微进入倾斜部的位置的外周侧的倾斜部的齿顶间隙T及比位置a10、b10略微进入倾斜部的内周侧的倾斜部的齿顶间隙量根据回转角θ以绘制正弦曲线的方式变化。如用图7所说明的那样,这是由于在倾斜部中倾斜部根据回转角θ接近或远离。此外,根据图10可知,内周侧的倾斜部的齿顶间隙T大于外周侧的倾斜部的齿顶间隙。
关于上述的固定涡旋盘3的端板3a的齿底与回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶之间的齿顶间隙T的关系也与回转涡旋盘5的端板5a的齿底与固定涡旋盘3的壁体3b的齿顶的关系同样地设定。
齿顶密封槽3d的槽深度3d1(参照图7)也与上述齿顶间隙T同样地设定为在内周侧比在外周侧深。由此,在常温时,齿顶密封7的高度Hc在涡旋方向设为固定,因此,作为齿顶密封7的底面(下表面)与齿顶密封槽3d的底面之间的距离的齿顶密封背间隙3d2(参照图7)越往内周侧越大。
需要说明的是,设于回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶的齿顶密封槽也设定有同样的槽深度。
上述涡旋式压缩机1如下进行动作。
通过未图示的电动马达等驱动源,回转涡旋盘5绕着固定涡旋盘3进行公转回转运动。由此,从各涡旋盘3、5的外周侧吸入流体,并将流体引入至由各壁体3b、5b及各端板3a、5a包围出的压缩室。压缩室内的流体随着从外周侧向内周侧移动而依次被压缩,最终从形成于固定涡旋盘3的排出口3c排出压缩流体。流体被压缩时,在由端板倾斜部3a1、5a1及壁体倾斜部3b1、5b1形成的倾斜部,在壁体3b、5b的高度方向也被压缩,从而被进行三维压缩。
根据本实施方式,可以起到以下作用效果。
在各涡旋盘3、5的内周侧,与外周侧相比,流体被压缩,由压缩热引起的温度上升大,此外,由于比外周侧更难以散热,因此温度变高。因此,在运转中,在内周侧,热膨胀比外周侧变大,齿顶与齿底之间的齿顶间隙T变小。因此,使常温下的内周侧的齿顶间隙T大于外周侧的齿顶间隙T。由此,即使在涡旋式压缩机1的运转时发生热膨胀,也能从内周侧到内周侧设定为所希望的齿顶间隙T,能避免齿顶与齿底的干涉,并且尽可能地减少流体泄漏。
关于齿顶密封7,也是内周侧的温度上升高于外周侧的温度上升。这样一来,齿顶密封7的底面与齿顶密封槽3d的底面之间的齿顶密封背间隙3d2因齿顶密封7的热膨胀而在内周侧比在外周侧小。特别是,在使用线性热膨胀系数比金属制的涡旋盘3、5大的树脂制的齿顶密封7的情况下,齿顶密封背间隙3d2的减少变得显著。
当齿顶密封背间隙3d2消失而齿顶密封7的底面与槽部的底面接触时,齿顶密封7会向对置的齿底侧突出所需以上,恐怕会导致涡旋式压缩机1的性能降低。因此,使齿顶密封槽3d的槽深度3d1在内周测比在外周侧大,从而确保根据热膨胀所需的齿顶密封背间隙3d2。由此,能避免因热膨胀而使齿顶密封7的内周侧以过剩的压力与齿顶密封槽3d的底面接触,能抑制涡旋式压缩机1的性能降低。
当壁体3b、5b的齿顶、端板3a、5a的齿底倾斜时,计测点的设定难,难以提高计测精度。因此,在壁体3b、5b和端板3a、5a的最外周部及最内周部设置平坦部3a2、3a3、5b2、5b3,将平坦部的齿顶间隙T设为固定,高精度地进行形状测定。由此,涡旋盘形状的尺寸管理、齿顶间隙管理变得容易。
需要说明的是,在上述实施方式中,如用图8所说明的那样,使回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶的倾斜变化来调整齿顶间隙T,但本发明并不限定于此,可以使固定涡旋盘3的端板3a的齿底的倾斜变化,也可以使齿顶与齿底两方都变化。这也同样能适用于回转涡旋盘5的端板5a与固定涡旋盘3的壁体3b的关系。
此外,在上述实施方式中,使回转涡旋盘5的壁体5b的齿顶的倾斜分两个阶段变化,但可以使其分三个阶段以上变化,此外,也可以不设置倾斜部的变化,而使彼此相对的齿顶的倾斜部的倾斜度与齿底的倾斜部的倾斜度不同,将内周侧的齿顶间隙设定为大于外周侧的齿顶间隙。
此外,在上述实施方式中,将端板倾斜部3a1、5a1及壁体倾斜部3b1、5b1设于两涡旋盘3、5,但也可以设于任意一方。
具体而言,如图11(a)所示,在一方的壁体(例如回转涡旋盘5)设有壁体倾斜部5b1、在另一方的端板3a设有端板倾斜部3a1的情况下,另一方的壁体和一方的端板5a也可以设为平坦。
此外,如图11(b)所示,也可以是与以往的阶梯形状组合的形状,即,与在固定涡旋盘3的端板3a设置端板倾斜部3a1、另一方面在回转涡旋盘5的端板5a设有台阶部的形状组合。
在上述实施方式中,设有壁体平坦部3b2、3b3、5b2、5b3及端板平坦部3a2、3a3、5a2、5a3,但也可以省略内周侧和/或外周侧的平坦部而将倾斜部延长至整个壁体3b、5b而设置。
在上述实施方式中,以涡旋式压缩机进行了说明,但对于用作膨胀机的涡旋式膨胀机也可以适用本发明。
符号说明
1 涡旋式压缩机(涡旋式流体机械)
3 固定涡旋盘(第一涡旋构件)
3a 端板(第一端板)
3a1 端板倾斜部
3a2 端板平坦部(内周侧)
3a3 端板平坦部(外周侧)
3a4 端板倾斜连接部(内周侧)
3a5 端板倾斜连接部(外周侧)
3b 壁体(第一壁体)
3b1 壁体倾斜部
3b2 壁体平坦部(内周侧)
3b3 壁体平坦部(外周侧)
3b4 壁体倾斜连接部(内周侧)
3b5 壁体倾斜连接部(外周侧)
3c 排出口
3d 齿顶密封槽
3d1 槽深度
3d2 齿顶密封背间隙
5 回转涡旋盘(第二涡旋构件)
5a 端板(第二端板)
5a1 端板倾斜部
5a2 端板平坦部(内周侧)
5a3 端板平坦部(外周侧)
5b 壁体(第二壁体)
5b1 壁体倾斜部
5b2 壁体平坦部(内周侧)
5b3 壁体平坦部(外周侧)
5b4 壁体倾斜连接部(内周侧)
5b5 壁体倾斜连接部(外周侧)
7 齿顶密封
Hc 齿顶密封的高度
L 对置面间距
T 齿顶间隙
倾斜度

Claims (3)

1.一种涡旋式流体机械,具备:
第一涡旋构件,在第一端板上设有涡旋状的第一壁体;以及
第二涡旋构件,在以与所述第一端板彼此相对的方式配置的第二端板上设有涡旋状的第二壁体,所述第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回转运动,其中,
在所述涡旋式流体机械设有使彼此相对的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距从所述第一壁体和所述第二壁体的外周侧朝向内周侧连续地减少的倾斜部,
所述壁体的齿顶与对置于所述齿顶的所述端板的齿底之间的常温下的齿顶间隙在内周侧比在外周侧大。
2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械,其中,
在形成于所述第一壁体和所述第二壁体的齿顶的槽部,设有与对置的齿底接触而密封流体的齿顶密封,
所述槽部的槽深度在内周侧比在外周侧大。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋式流体机械,其中,
具备:
壁体平坦部,设于所述第一壁体和所述第二壁体的最外周部和/或最内周部,且高度不变化;以及
端板平坦部,设于所述第一端板和所述第二端板,且与所述壁体平坦部对应,
所述壁体平坦部与所述端板平坦部之间的平坦部齿顶间隙在涡旋方向设为固定。
CN201780026536.2A 2016-08-19 2017-08-14 涡旋式流体机械 Active CN109072913B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016161207A JP6336531B2 (ja) 2016-08-19 2016-08-19 スクロール流体機械
JP2016-161207 2016-08-19
PCT/JP2017/029327 WO2018034274A1 (ja) 2016-08-19 2017-08-14 スクロール流体機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109072913A true CN109072913A (zh) 2018-12-21
CN109072913B CN109072913B (zh) 2019-12-24

Family

ID=61196687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780026536.2A Active CN109072913B (zh) 2016-08-19 2017-08-14 涡旋式流体机械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11002274B2 (zh)
EP (1) EP3444475B1 (zh)
JP (1) JP6336531B2 (zh)
KR (1) KR102149356B1 (zh)
CN (1) CN109072913B (zh)
WO (1) WO2018034274A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630278A (zh) * 2018-02-21 2020-09-04 三菱重工制冷空调系统株式会社 涡旋流体机械及用于该涡旋流体机械的涡旋部件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09303276A (ja) * 1996-05-10 1997-11-25 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
CN1354326A (zh) * 2000-11-22 2002-06-19 松下电器产业株式会社 涡旋压缩机
CN101449061A (zh) * 2006-12-28 2009-06-03 三菱重工业株式会社 涡旋压缩机
JP2009228476A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Daikin Ind Ltd スクロール圧縮機
CN101573539A (zh) * 2006-12-28 2009-11-04 艾默生环境优化技术有限公司 热补偿涡旋机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477238A (en) * 1983-02-23 1984-10-16 Sanden Corporation Scroll type compressor with wrap portions of different axial heights
JPH0735061A (ja) 1993-07-14 1995-02-03 Toyota Autom Loom Works Ltd スクロール型圧縮機のシール機構
JP3046486B2 (ja) * 1993-12-28 2000-05-29 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
JPH11190287A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Hitachi Koki Co Ltd スクロール形流体機械
US6050792A (en) * 1999-01-11 2000-04-18 Air-Squared, Inc. Multi-stage scroll compressor
JP3754237B2 (ja) 1999-06-28 2006-03-08 株式会社日立製作所 外周駆動形スクロール圧縮機
JP4301713B2 (ja) * 2000-08-28 2009-07-22 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機
EP1293675A4 (en) 2000-06-22 2004-04-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd SPIRAL COMPRESSOR
KR100439651B1 (ko) 2000-11-06 2004-07-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 스크롤 압축기
JP4365807B2 (ja) 2005-06-10 2009-11-18 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機
JP5008374B2 (ja) 2006-10-18 2012-08-22 サンデン株式会社 スクロール型圧縮機
JP5010254B2 (ja) * 2006-11-28 2012-08-29 三菱重工業株式会社 圧縮機用の保護装置
FR2927672B1 (fr) 2008-02-19 2012-04-13 Danfoss Commercial Compressors Compresseur frigorifique a spirales
JP2010196663A (ja) 2009-02-26 2010-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮機
CN102052302A (zh) 2009-11-09 2011-05-11 重庆工商大学 一种十一级涡旋压缩机
BR112012018242B1 (pt) 2010-01-22 2020-12-08 Daikin Industries, Ltd compressor de rolagem
JP4775494B2 (ja) 2010-02-15 2011-09-21 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
JP2012036825A (ja) 2010-08-06 2012-02-23 Daikin Industries Ltd スクロール圧縮機
JP5851851B2 (ja) * 2012-01-13 2016-02-03 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機
JP5931689B2 (ja) 2012-10-18 2016-06-08 三菱重工業株式会社 スクロール型圧縮機
JP6180860B2 (ja) 2013-09-11 2017-08-16 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機
JP2016102486A (ja) 2014-11-28 2016-06-02 株式会社豊田自動織機 スクロール型圧縮機
JP6906887B2 (ja) 2015-01-28 2021-07-21 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 スクロール流体機械

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09303276A (ja) * 1996-05-10 1997-11-25 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
CN1354326A (zh) * 2000-11-22 2002-06-19 松下电器产业株式会社 涡旋压缩机
CN101449061A (zh) * 2006-12-28 2009-06-03 三菱重工业株式会社 涡旋压缩机
CN101573539A (zh) * 2006-12-28 2009-11-04 艾默生环境优化技术有限公司 热补偿涡旋机
JP2009228476A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Daikin Ind Ltd スクロール圧縮機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630278A (zh) * 2018-02-21 2020-09-04 三菱重工制冷空调系统株式会社 涡旋流体机械及用于该涡旋流体机械的涡旋部件
CN111630278B (zh) * 2018-02-21 2023-02-17 三菱重工制冷空调系统株式会社 涡旋流体机械及用于该涡旋流体机械的涡旋部件

Also Published As

Publication number Publication date
US20200370556A1 (en) 2020-11-26
EP3444475B1 (en) 2020-09-30
WO2018034274A1 (ja) 2018-02-22
EP3444475A1 (en) 2019-02-20
EP3444475A4 (en) 2019-06-12
KR20180129952A (ko) 2018-12-05
CN109072913B (zh) 2019-12-24
JP6336531B2 (ja) 2018-06-06
JP2018028302A (ja) 2018-02-22
US11002274B2 (en) 2021-05-11
KR102149356B1 (ko) 2020-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110418890B (zh) 顶封及使用该顶封的涡旋流体机械
CN109072911A (zh) 涡旋式流体机械及其制造方法
CN109072913A (zh) 涡旋式流体机械
CN111630278B (zh) 涡旋流体机械及用于该涡旋流体机械的涡旋部件
CN111742143B (zh) 涡旋流体机械
JP6336530B2 (ja) スクロール流体機械およびこれに用いられるスクロール部材
WO2018034255A1 (ja) スクロール流体機械
WO2019035276A1 (ja) スクロール流体機械
CN109312739B (zh) 涡旋流体机械
CN109072910A (zh) 涡旋流体机械
JP6505906B2 (ja) スクロール流体機械

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant