CN109312738A - 涡旋式流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋式流体机械，通过减少到达面密封件的粉尘来防止流体机械各部的磨损，提高可靠性。该涡旋式流体机械包括：具有端板和设置于该端板的涡旋齿部的进行旋转运动的旋转涡旋件；固定涡旋件，其具有端板、设置于该端板且在与上述旋转涡旋件的涡旋齿部之间形成压缩室的涡旋齿部、与上述旋转涡旋件的端板相对的凸缘；面密封件，其设置于上述固定涡旋件的凸缘与上述旋转涡旋件的端板之间，将上述固定涡旋件与上述旋转涡旋件之间密封，设置有抑制粉尘从径向外侧到达上述面密封件的遮蔽部。

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中记载有一种涡旋式流体机械，通过使防尘密封件以末端部重合的方式嵌合于防尘密封槽中，从而提高防尘密封件的密封性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-307770号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在涡旋式流体机械中，为了防止因粉尘从外部侵入到压缩室或膨胀室而使内部的密封材或构成零件磨损，在固定涡旋件与旋转涡旋件之间呈环状地设置有面密封件(防尘密封件)。

在专利文献1的涡旋式流体机械中，为了不损害生产性而提高面密封件的端部的密封性，以使末端部重合的方式嵌合于防尘密封槽中。在该构造中，没有针对到达面密封件的来自外部的粉尘的对策，存在通过密封面从外部侵入的粉尘的问题，另外还存在粉尘导致的面密封件自身的磨损的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种涡旋式流体机械，通过减少到达面密封件的粉尘来防止流体机械各部的磨损，提高可靠性。

用于解决问题的技术方案

举出用于解决上述技术问题的本发明的“涡旋式流体机械”的一例，提供一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

进行旋转运动的旋转涡旋件，其具有端板和设置于该端板的涡旋齿部；

固定涡旋件，其具有端板、设置于该端板的涡旋齿部和与上述旋转涡旋件的端板相对的凸缘，其中，在上述固定涡旋件的涡旋齿部与上述旋转涡旋件的涡旋齿部之间形成压缩室；和

面密封件，其设置于上述固定涡旋件的凸缘与上述旋转涡旋件的端板之间，将上述固定涡旋件与上述旋转涡旋件之间密封，

上述涡旋式流体机械设置有抑制粉尘从径向外侧到达上述面密封件的遮蔽部，

在上述旋转涡旋件的端板或上述固定涡旋件的凸缘设置有抑制粉尘从径向外侧侵入所述面密封件的遮蔽部。

另外，举出本发明的“涡旋式流体机械”的另一例，提供一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

进行旋转运动的旋转涡旋件，其具有端板和设置于该端板的涡旋齿部；

固定涡旋件，其具有端板、设置于该端板的涡旋齿部和与上述旋转涡旋件的端板相对的凸缘，其中，在上述固定涡旋件的涡旋齿部与上述旋转涡旋件的涡旋齿部之间形成压缩室；和

面密封件，其设置于上述固定涡旋件的凸缘与上述旋转涡旋件的端板之间，将上述固定涡旋件与上述旋转涡旋件之间密封，

在上述旋转涡旋件的端板的与形成上述涡旋齿部的面相反侧形成有供冷却风流通的冷却风通路，在比所述固定涡旋件的凸缘的配置所述面密封件的一侧的表面的所述面密封件靠径向外侧或侧面，设置有向远离上述表面的方向突出的遮蔽部。

发明效果

根据本发明，能够提供一种涡旋式流体机械，通过减少到达面密封件的粉尘来防止流体机械各部的磨损，提高可靠性。

附图说明

图1是实施例1的涡旋式流体机械的纵剖视图。

图2是实施例1的涡旋式流体机械的横剖视图。

图3是实施例1的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图4是实施例1的涡旋式流体机械的固定涡旋件的主视图。

图5是现有的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图6是现有的涡旋式流体机械的固定涡旋件的主视图。

图7是实施例2的涡旋式流体机械的固定涡旋件的主视图。

图8是实施例3的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图9是实施例4的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图10是实施例5的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图11是实施例6的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图12是实施例7的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图13是实施例8的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图14是实施例9的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。

图15是实施例9的变形例的面密封件周边的放大图。

具体实施方式

以下，作为本发明实施方式的涡旋式流体机械，以涡旋式空气压缩机为例，根据附图进行说明。此外，在用于说明实施例的各图中，对于同一构成要素标注同一名称、符号，并省略其重复的说明。

实施例1

图1表示实施例1的涡旋式流体机械的纵剖视图。图2表示实施例1的涡旋式流体机械的横剖视图。图3是图2的局部放大图。图4是后述的固定涡旋件2的主视图。

符号1表示构成涡旋式压缩机的外壳的壳体。固定涡旋件2设置于壳体1的开口侧，大致包括：形成为大致圆盘状的端板2a；从端板2a向轴向立起设置的涡旋状的涡旋齿部2b；形成于端板2a的周围且与壳体1相对的凸缘部2c及与壳体1紧固的凸缘固接部2d；突起设置于端板2a的背面的多个冷却翅片2e。在此，在涡旋齿部2b的前端部沿着卷绕方向设置有片状密封槽2f，在片状密封槽2f内，作为与后述的旋转涡旋件4的端板4a滑接的密封部件，设置有端密封件3。

旋转涡旋件4可旋转地设置于壳体1内，大致包括：形成为大致圆盘状的端板4a；从端板4a沿轴向立起设置的涡旋状的涡旋齿部4b；突起设置于端板4a的背面的多个冷却翅片4c；位于冷却翅片4c的前端侧并被固定的背面板4d构成。在此，在涡旋齿部4b的前端部沿着卷绕方向设置有片状密封槽4e，在片状密封槽4e内，作为与固定涡旋件的端板2a滑接的密封部件，设置有端密封件5。

驱动轴6通过负载侧轴承7、负载相反侧轴承8而相对于壳体1可旋转地被支承，且具有通过旋转轴承9而相对于背面板4d可旋转地被支承的偏心部6a。另外，在驱动轴6的端部设置有带轮10，带轮10经由带(未图示)等连结于例如作为驱动源的电动马达(未图示)的输出侧。在此，也可以是将电动马达等驱动源使用例如联轴器等单元与驱动轴6连接的方法、或将驱动源和流体机械的驱动轴形成为一体。

防自转机构11设置于背面板4d与壳体1之间，例如由曲轴和轴承构成。

因此，旋转涡旋件4通过驱动轴6和防自转机构11进行旋转运动，使在与固定涡旋件2之间通过涡旋齿部4a、涡旋齿部2a形成的多个压缩室12随着朝向中心而缩小。由此，将外部的空气从设置于固定涡旋件2的比涡旋齿部2a靠外周侧的吸入口2g经由吸入过滤器13吸入到压缩室12，且从固定涡旋件2的设置于中心部的排出口2h排出加压了的空气。

表面密封槽2i呈圆环状地形成于与旋转涡旋件4的端板4a相对的固定涡旋件2的凸缘部2c的内径侧。在表面密封槽2i内设置圆环状的面密封件14。在此，面密封件14例如利用管状的支承管15等与旋转涡旋件4的端板4a滑接。面密封件14的内侧为连通吸入口2g与压缩室12的空间，即，在压缩机运转时，相对于面密封件14的外侧成为负压。面密封件14防止因上述内外的压力差而到达面密封件14的外侧的粉尘侵入内侧，进而侵入压缩室12。

遮蔽部16在固定涡旋件2的凸缘部2c设置于面密封件14的径向外侧，以其前端不超过旋转涡旋件4的冷却翅片4c的根端的方式向轴向突出。

冷却风扇17设置于驱动轴端部，通过与驱动轴相对应地进行旋转运动，而产生冷却风18。冷却风18沿着通道19流动，在壳体1的内部、固定涡旋件2的冷却翅片2e、旋转涡旋件4的冷却翅片4c流通，对于因伴随压缩产生的热而被加热的壳体1、固定涡旋件2、旋转涡旋件4等进行冷却。

在此，对于本实施例的遮蔽部16进行的粉尘向压缩室12的侵入的抑制，与图5、6所示的现有构造进行比较来进行说明。

图5是现有的涡旋式流体机械的面密封件周边的放大图。图6是现有的涡旋式流体机械的固定涡旋件2的主视图。对于与图1、2、3、4相同的结构，标注同一符号并省略其说明。如上所述，面密封件14防止外部的粉尘侵入压缩室12。但是，因为面密封件14的密封面总是在旋转涡旋件4的端板4a滑动，所以不是完全密闭状态。因此，特别是在冷却风18在其周围流通的环境中，不能完全防止到达面密封件14的外部的粉尘向压缩室12的混入。到达了面密封件14的粉尘会促进面密封件14的磨损，另外，通过面密封件14侵入压缩室12的粉尘会促进端密封件3、5或端板2a、4a的与端密封件3、5的滑动面的磨损。面密封件14的磨损成为粉尘进一步侵入压缩室12的原因，端密封件3、5或端板2a、4a的磨损成为多个压缩室12间的压缩空气的泄漏的原因，因此，使压缩机的可靠性降低。

而在本实施例中，因为在面密封件14的径向外侧设置有遮蔽部16，所以能够防止外部的空气中包含的粉尘到达面密封件14，并能够进一步防止向压缩室12的侵入。因此，能够防止上述现有的涡旋式流体机械中的端密封件3、5、端板2a、4a、面密封件14的磨损。另外，由于遮蔽部16以其前端不超过旋转涡旋件4的冷却翅片4c的根端的方式突出，因此不会妨碍流入冷却翅片4c的冷却风18的流通。

此外，日本特开2005-307770号公报(专利文献1)中，为了提高面密封件的端部的密封性，以使末端部重合的方式嵌合于防尘密封槽中。但是，在该构造中，没有针对到达面密封件的来自外部的粉尘的对策，不能解决通过密封面从外部侵入的粉尘的问题，另外也不能解决粉尘导致的面密封件自身的磨损的问题。另外，考虑可以通过变更面密封件的形状或用于推压的支承管的形状来提高密封性，从而防止粉尘侵入压缩室的方法，但因为这些部件原本是简单的构造，所以不容易变更形状，生产性存在问题。

以上，根据本实施例，通过设置遮蔽部16，能够减少到达面密封件14的粉尘的量，能够不损害生产性而提高压缩机的可靠性。

实施例2

基于图7说明本发明的实施例2。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例2中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，将遮蔽部16在面密封件14的径向外侧设置于冷却风18的上游方向。而且，在冷却风通路的下游侧没有设置遮蔽部。在本实施例中，通过在包含粉尘的冷却风18流入到面密封件14的上游方向设置遮蔽部16，减少到达面密封件14的粉尘。

如上所述，在本实施例中，除实施例1所记载的效果之外，能够减少设置遮蔽部16的部分，提高生产性。

实施例3

基于图8说明本发明的实施例3。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例3中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，遮蔽部16以其前端超过旋转涡旋件4的冷却翅片4c的根端且不超过冷却翅片4c的前端的方式向轴向突出。在本实施例中，与实施例1相比，冷却风18的流路与面密封件14的轴向距离变长，因此，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。另外，因为冷却风18的一部分流入冷却翅片4c，所以也不会丧失旋转涡旋件4的冷却效果。

如上所述，在本实施例中，能够提高实施例1所记载的效果。

实施例4

基于图9说明本发明的实施例4。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例4中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，遮蔽部16以其前端超过旋转涡旋件4的冷却翅片4c的前端的方式向轴向突出。在本实施例中，与实施例1相比，冷却风18的流路与面密封件14的轴向距离变长，因此，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。

另一方面，因为妨碍向冷却翅片4c流入的冷却风18的流动，所以适于旋转涡旋件4的冷却不需要大量冷却风18的用途、例如低压下的压缩用途或真空泵用途等。

如上所述，在本实施例中，能够提高实施例1所记载的效果。

实施例5

基于图10说明本发明的实施例5。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例5中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，遮蔽部16具有弯曲部16a，遮蔽部16的一部分位于比旋转涡旋件4的端板4a靠径向内侧的位置。在本实施例中，与实施例1相比，通过了遮蔽部16的冷却风18沿着弯曲部16a流动，能够防止冷却风18绕过遮蔽部16，因此，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。

如上所述，在本实施例中，能够提高实施例1所记载的效果。

实施例6

基于图11说明本发明的实施例6。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例6中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，遮蔽部16具有朝向径向外周侧弯曲的粉尘捕捉部16b。在本实施例中，与实施例1相比，冷却风中所含的粉尘会堆积于粉尘捕捉部16b，因此，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。

如上所述，在本实施例中，能够提高实施例1所记载的效果。

实施例7

基于图12说明本发明的实施例7。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例6中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，遮蔽部16具有朝向径向内侧倾斜的倾斜部16c。此外，遮蔽部的一部分、例如倾斜部16c也可以位于在旋转涡旋件的旋转运动的至少一部分期间比旋转涡旋件的外周面靠径向内侧的位置。在本实施例中，与实施例1相比，在冷却风18达到遮蔽部16时不会妨碍其流动，能够防止形成涡旋，因此，能够防止涡旋产生的噪音。另外，因为粉尘容易沿着倾斜部16c流动，所以无需除去所堆积的粉尘的作业，维护性提高。

如上所述，在本实施例中，在实施例1所记载的效果的基础上，能够降低噪音，且维护性也提高。

实施例8

基于图13说明本发明的实施例8。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在本实施例8中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，通过使用例如紧固螺钉20等而将遮蔽部16设置成可拆装。在本实施例中，与实施例1相比，可以在装配了压缩机后再安装遮蔽部16，因此，装配性提高。另外，因为可根据压缩机的使用环境下的粉尘的有无及用途来决定是否安装遮蔽部16以及决定其形状，所以生产性提高。

如上所述，在本实施例中，在实施例1所记载的效果的基础上，通过将遮蔽部16设置成可拆装，能够提高装配性及生产性。

实施例9

基于图14说明本发明的实施例9。对于与实施例1相同的结构标注同一符号，省略其说明。在至此的实施例中，遮蔽部16设为设置于固定涡旋件2的结构，但在本实施例9中，在与实施例1相同的流体机械中，其特征点是，将遮蔽部16设置于旋转涡旋件4上。如图14所示，在固定涡旋件的凸缘部2c设置凹部，且将设置于旋转涡旋件4的端板4a的遮蔽部16配置于该凹部。在本实施例中，通过在固定涡旋件的凸缘部2c设置凹部，将设置于旋转涡旋件4的端板4a的遮蔽部16配置于该凹部，因此，与实施例1相比，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。

如上所述，在本实施例中，在实施例1所记载的效果的基础上，能够进一步减少到达面密封件14的粉尘。此外，遮蔽部16如图15的变形例所示，可以设置于壳体1上，还可以设置于通道19中。

在以上的实施例中，冷却风扇17安装于压缩机，伴随驱动轴6的旋转而旋转，由此产生冷却风18，但也可以设成独立于驱动轴6地驱动的风扇，或者设置在压缩机的外部。另外，通过将遮蔽部16设成网眼构造，也能够不使粉尘通过而仅使冷却风18通过。此外，还可以将各实施例的特征组合而实施。

在以上的各实施例中，作为流体机械，以涡旋式空气压缩机为例进行了说明，但本发明不限于此，也可以适用于真空泵或膨胀机等其他涡旋式流体机械。

至此所说明的实施例均只是表示实施本发明时的具体的一例，因此，并没有限定地解释本发明的技术范围。即，本发明那个在不脱离其技术思想或其主要的特征的情况下以各种形式实施。

符号说明

1 壳体

2 固定涡旋件

2a 固定涡旋件的端板

2b 固定涡旋件的涡旋齿部

2c 凸缘部

2d 凸缘固接部

2e 固定涡旋件的冷却翅片

2f 固定涡旋件的片状密封槽

2g 吸入口

2h 排出口

2i 表面密封槽

3 端密封件

4 旋转涡旋件

4a 旋转涡旋件的端板

4b 旋转涡旋件的涡旋齿部

4c 旋转涡旋件的冷却翅片

4d 背面板

4e 旋转涡旋件的片状密封槽

5 端密封件

6 驱动轴

6a 偏心部

7 负载侧轴承

8 负载相反侧轴承

9 旋转轴受

10 带轮

11 防自转机构

12 压缩室

13 吸入过滤器

14 面密封件

15 支承管

16 遮蔽部

16a 弯曲部

16b 粉尘捕捉部

16c 倾斜部

17 冷却风扇

18 冷却风

19 通道

20 紧固螺钉。

Claims (23)

1.一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

进行旋转运动的旋转涡旋件，其具有端板和设置于该端板的涡旋齿部；

固定涡旋件，其具有端板、设置于该端板的涡旋齿部和与所述旋转涡旋件的端板相对的凸缘，其中，在所述固定涡旋件的涡旋齿部与所述旋转涡旋件的涡旋齿部之间形成压缩室；和

面密封件，其设置于所述固定涡旋件的凸缘与所述旋转涡旋件的端板之间，将所述固定涡旋件与所述旋转涡旋件之间密封，

所述涡旋式流体机械设置有抑制粉尘从径向外侧到达所述面密封件的遮蔽部。

2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部形成于所述凸缘，在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，所述遮蔽部以其前端不超过所述冷却翅片的根端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

3.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部形成于所述凸缘，在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，

所述遮蔽部以其前端超过所述冷却翅片的根端且不超过所述冷却翅片的前端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

4.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部形成于所述凸缘，在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，

所述遮蔽部以其前端超过所述冷却翅片的前端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

5.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧形成有供冷却风流通的冷却风通路，所述遮蔽部配置在将所述冷却风通路的上游与所述面密封件阻隔的位置。

6.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部为网眼构造。

7.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部相对于所述旋转涡旋件或所述固定涡旋件可拆装。

8.根据权利要求5所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述冷却风通路的下游侧没有设置所述遮蔽部。

9.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部具有弯曲部。

10.根据权利要求9所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部的比所述弯曲部靠前端侧的部分向径向内侧倾斜。

11.根据权利要求10所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部的一部分位于在所述旋转涡旋件的旋转运动的至少一部分期间比所述旋转涡旋件的外周面靠径向内侧的位置。

12.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述凸缘形成有凹部，设置于所述旋转涡旋件的所述遮蔽部的前端配置在所述凹部内。

13.一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括：

进行旋转运动的旋转涡旋件，其具有端板和设置于该端板的涡旋齿部；

固定涡旋件，其具有端板、设置于该端板的涡旋齿部和与所述旋转涡旋件的端板相对的凸缘，其中，在所述固定涡旋件的涡旋齿部与所述旋转涡旋件的涡旋齿部之间形成压缩室；和

面密封件，其设置于所述固定涡旋件的凸缘与所述旋转涡旋件的端板之间，将所述固定涡旋件与所述旋转涡旋件之间密封，

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧形成有供冷却风流通的冷却风通路，

在所述固定涡旋件的凸缘的配置所述面密封件的一侧的表面上的比所述面密封件靠径向外侧的位置或侧面，设置有向远离所述表面的方向突出的遮蔽部。

14.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，所述遮蔽部以其前端不超过所述冷却翅片的根端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

15.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，所述遮蔽部以其前端超过所述冷却翅片的根端且不超过所述冷却翅片的前端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

16.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧的面上设置有冷却翅片，所述遮蔽部以其前端超过所述冷却翅片的前端的方式向远离所述凸缘的方向突出。

17.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述旋转涡旋件的端板的与形成所述涡旋齿部的面相反侧形成有供冷却风流通的冷却风通路，所述遮蔽部配置在将所述冷却风通路的上游与所述面密封件阻隔的位置。

18.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部为网眼构造。

19.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部相对于所述旋转涡旋件或所述固定涡旋件可拆装。

20.根据权利要求17所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

在所述冷却风通路的下游侧没有设置所述遮蔽部。

21.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部具有弯曲部。

22.根据权利要求21所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部的比所述弯曲部靠前端侧的部分向径向内侧倾斜。

23.根据权利要求22所述的涡旋式流体机械，其特征在于：

所述遮蔽部的一部分位于在所述旋转涡旋件的旋转运动的至少一部分期间比所述旋转涡旋件的外周面靠径向内侧的位置。