CN109563832A - 双旋转涡旋型压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够廉价地制造在相对的端板间设置涡旋状壁体的驱动侧涡旋部件的双旋转涡旋型压缩机。驱动侧涡旋部件(70)具备:第一驱动侧涡旋部(71),该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板(71a)和第一驱动侧壁体(71b),并且由电机(5)驱动;第二驱动侧涡旋部(72),该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板(72a)和第二驱动侧壁体(72b);以及螺栓(31),该螺栓在第一驱动侧壁体(71b)和第二驱动侧壁体(72b)的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定。

Description

双旋转涡旋型压缩机
技术领域
本发明涉及一种双旋转涡旋型压缩机。
背景技术
以往,已知有一种双旋转涡旋型压缩机(参照专利文献1)。该双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部;以及与驱动侧涡旋一起同步旋转的从动侧涡旋部,并且,相对于使驱动侧涡旋旋转的驱动轴,使支承从动侧涡旋部的旋转的从动轴偏移回旋半径的量,并使驱动轴和从动轴以同一角速度向相同方向旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5443132号公报
专利文献2:日本特开2014-13044号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献1的双旋转涡旋型压缩机具备:在相对的端板间设置有涡旋状壁体的驱动侧涡旋部件;以及被夹入驱动侧涡旋部件的端板间而设置的从动侧涡旋部件。为了实现这样的结构,在专利文献1中,在从动侧涡旋部件的外周部不设置端板,而使驱动侧涡旋部件的涡旋状壁体穿过该位置,并且用驱动侧涡旋部件的两侧的端板夹入从动侧涡旋部件并固定(参照专利文献1的图3)。此时,在将驱动侧涡旋部件的涡旋状壁体的顶端插入到形成于端板上的槽并定位之后,用螺钉紧固。因此,需要使涡旋状壁体的高度形成为高出与插入壁体的槽的量相应的高度,而变得比本来所需的壁体高度大。当涡旋状壁体的高度变大时,与高度变大对应地需要通过立铣刀等进行加工,从而成本增大。另外,由于需要在端板对槽进行加工,因此与此相应地需要加工工序,从而成本进一步增大。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供一种能够廉价地制造在相对的端板间设置涡旋状壁体的驱动侧涡旋部件的双旋转涡旋型压缩机。
另外,由于在涡旋型压缩机的涡旋部需要进行组合复杂的曲线的形状的切削加工,因此期望提高加工性。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供一种能够提高涡旋部的加工性并降低成本的双旋转涡旋型压缩机。
另外,在上述专利文献1所记载的双旋转涡旋型压缩机中,将面对面的两个涡旋部件彼此固定并作为驱动侧涡旋部。虽然对于彼此固定的涡旋部件的材料没有任何规定,但本发明的发明人研究的结果是发现有可能会导致如下情况:在用不同的材料构成各涡旋部件的情况下,在产生温度变化时由于热膨胀差而产生变形,并且应力增加、损坏作为压缩机的性能。另外,在彼此的固定接触部,可能会导致由于离子化倾向的差异导致与水分反应而产生电腐蚀的情况。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供一种能够抑制温度变化导致的应力增加、压缩性能降低的双旋转涡旋型压缩机。
另外,在专利文献1所记载的双旋转涡旋型压缩机中,在从动侧涡旋部件的端板的两侧在与驱动侧涡旋部件之间形成有压缩室。但是,由于制造上的尺寸偏差等而在两侧的压缩室产生压力差,可能会导致在工作流体排出之前,在两侧的压缩室合流时阻碍排出。另外,由于两侧的压缩室的压力差,可能会导致在涡旋部件产生推力载荷。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供一种能够减少形成于从动侧涡旋部件的端板的两侧的压缩室的压力差的双旋转涡旋型压缩机。
另外,作为涡旋型压缩机,已知有固定回旋涡旋型压缩机,该固定回旋涡旋型压缩机的一方为固定于壳体侧的固定涡旋部,另一方为绕固定涡旋部进行公转回旋运动的回旋涡旋部。并且,为了防止固定涡旋部和回旋涡旋部的发热胶着,而施加了表面处理(参照上述专利文献2)。
但是,在为了防止发热胶着而对双旋转涡旋型压缩机的涡旋部件施加表面处理的情况下,没有进行应该在哪个区域施加表面处理较好的这样的研究。尤其是,当对不需要的部分进行表面处理时,会引起成本上升。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供一种能够抑制表面处理的成本的双旋转涡旋型压缩机。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的双旋转涡旋型压缩机采用以下结构。
本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有配置在驱动侧端板上的涡旋状的驱动侧壁体;从动侧涡旋部件,在该从动侧涡旋部件中,与所述驱动侧壁体对应的涡旋状的从动侧壁体配置在从动侧端板上,并且通过该从动侧壁体与所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合。
通过配置在驱动侧涡旋部件的驱动侧端板上的驱动侧壁体和从动侧涡旋部件的从动侧壁体啮合来形成压缩空间。驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,传递到驱动侧涡旋部件的驱动力经由同步驱动机构而向从动侧涡旋部件传递。由此,从动侧涡旋部件进行旋转并且相对于驱动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动。这样一来,提供一种驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件这双方进行旋转的双旋转式的涡旋型压缩机。
由第一驱动侧壁体和第二驱动侧壁体构成驱动侧涡旋部件,并且对驱动侧涡旋部件的壁体的高度方向进行分割。由此,能够减少加工壁体时的加工高度,进而能够高精度且高速地进行加工。
进一步,在本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机中,所述壁体固定部具备:键槽部,该键槽部分别设置于所述第一驱动侧壁体的顶端和所述第二驱动侧壁体的顶端;以及键部件,该键部件插入到该键槽部。
还具备壁体固定部,该壁体固定部将两个驱动侧壁体的顶端彼此固定。并且,壁体固定部具备:键槽部,该键槽部分别设置于第一驱动侧壁体的顶端以及第二驱动侧壁体的顶端;以及键部件,该键部件插入到这些键槽部。由于键槽部沿着呈涡旋状的壁体的顶端而设置,因此不仅一个方向,也能够进行两个方向的定位,能够准确地将壁体彼此组合。
进一步,在本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机中,所述壁体固定部具备:槽部,该槽部设置于所述第一驱动侧壁体的顶端和所述第二驱动侧壁体的顶端中的任一方;以及凸部,该凸部设置于所述第二驱动侧壁体的顶端以及所述第一驱动侧壁体的顶端的另一方,并且插入到所述槽部。
还具备壁体固定部,该壁体固定部将两个驱动侧壁体的顶端彼此固定。并且,壁体固定部具备:槽部,该槽部设置于第一驱动侧壁体的顶端以及第二驱动侧壁体的顶端的一方;以及凸部,该凸部设置于第二驱动侧壁体的顶端以及第一驱动侧壁体的顶端的另一方,并且插入到槽部。由于槽部以及凸部沿着呈涡旋状的壁体的顶端而设置,因此不仅一个方向,也能够进行两个方向的定位,能够准确地将壁体彼此组合。
本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有多个涡旋状的驱动侧壁体,该多个涡旋状的驱动侧壁体绕驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有与各个所述驱动侧壁体对应的数量的涡旋状的从动侧壁体,并且通过与这些从动侧壁体分别对应的所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该涡旋状的从动侧壁体绕从动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧涡旋部,该第一从动侧涡旋部具有第一从动侧端板和第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于该第一从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧涡旋部,该第二从动侧涡旋部具有第二从动侧端板合第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于该第二从动侧端板的一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合。所述第一从动侧端板以及所述第二从动侧端板的各自的另一侧面重叠并固定。
绕驱动侧涡旋部件的端板的中心具有规定角度间隔地配置的驱动侧壁体分别与从动侧涡旋部件对应的从动侧壁体啮合。由此,构成具有设置有多对由一个驱动侧壁体和一个从动侧壁体构成的,并且形成为多条的壁体的涡旋型压缩机。驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,传递到驱动侧涡旋部件的驱动力经由同步驱动机构而向从动侧涡旋部件传递。由此,从动侧涡旋部件进行旋转并且相对于驱动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动。这样一来,提供一种驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件这双方进行旋转的双旋转式的涡旋型压缩机。
通过第一驱动侧壁体和第一从动侧壁体啮合而形成压缩室,并且通过第二驱动侧壁体和第二从动侧壁体啮合而形成压缩室,从而形成不同的压缩室。此时,将第一驱动侧涡旋部和第二驱动侧涡旋部作为不同的部件。由此,能够提高驱动侧涡旋部件的加工性并降低成本。
另外,对于从动侧涡旋部件,由于也不利用一个部件使第一从动侧端板和第二从动侧端板共同化,而使第一从动侧端板和第二从动侧端板的另一侧面重叠并固定,因此能够将第一从动侧涡旋部和第二从动侧涡旋部作为不同的部件。由此,对于从动侧涡旋部,也能够提高加工性,降低成本。
另外,本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有多个涡旋状的驱动侧壁体,该多个涡旋状的驱动侧壁体绕驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有与各个所述驱动侧壁体对应的数量的涡旋状的从动侧壁体,并且通过与这些从动侧壁体分别对应的所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该涡旋状的从动侧壁体绕从动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,利用所述第一驱动侧涡旋部压缩并排出流体的时机和利用所述第二驱动侧涡旋部压缩并排出流体的时机不同。
通过使利用各驱动侧涡旋部压缩并排出流体的时机不同,能够抑制从压缩机排出的流体的脉动。
例如,能够通过变更壁体的形状、构成压缩室的端板的形状来使排出的时机不同。
作为排出的时机的偏差量,通过涡旋部件的旋转角度来表示的话则设为1°以上,优选5°以上,进一步优选10°以上。
另外,本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有多个涡旋状的驱动侧壁体,该多个涡旋状的驱动侧壁体绕驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有与各个所述驱动侧壁体对应的数量的涡旋状的从动侧壁体,并且通过与这些从动侧壁体分别对应的所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该涡旋状的从动侧壁体绕从动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,在所述第二驱动侧涡旋部设置有排出端口,该排出端口将由该第二驱动侧涡旋部压缩后的流体与由第一驱动侧涡旋部压缩后的流体一起排出,由所述第一驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力比由所述第二驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力高。
通过使由第一驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力比由第二驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力高,能够将从第一驱动侧涡旋部引导出的排出流体从设置于第二驱动侧涡旋部的排出端口顺畅地排出。
例如,能够通过变更壁体的形状、构成压缩室的端板的形状来对排出压力进行调整。
作为排出压力的压力差,只要是来自第一驱动侧涡旋部的排出流体能够不被来自第二驱动侧涡旋部的排出流体妨碍而从排出端口流出的程度的压力差以上即可。
另外,本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有多个涡旋状的驱动侧壁体,该多个涡旋状的驱动侧壁体绕驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有与各个所述驱动侧壁体对应的数量的涡旋状的从动侧壁体,并且通过与这些从动侧壁体分别对应的所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该涡旋状的从动侧壁体绕从动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,所述第一驱动侧壁体的壁体高度比所述第二驱动侧壁体的壁体高度大。
例如,第一驱动侧涡旋部由于由驱动部驱动,因此刚性设计得比第二驱动侧涡旋部高。这样一来,在第一驱动侧涡旋部的刚性比第二驱动侧涡旋部的刚性大的情况下,通过使第一驱动侧壁体的壁体高度变高而相对地使第二驱动侧壁体的壁体高度变低,能够提高第二驱动侧涡旋部的刚性。
壁体高度是指设置于端板的壁体的旋转轴向上的尺寸。
另外,本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有多个涡旋状的驱动侧壁体,该多个涡旋状的驱动侧壁体绕驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有与各个所述驱动侧壁体对应的数量的涡旋状的从动侧壁体,并且通过与这些从动侧壁体分别对应的所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该涡旋状的从动侧壁体绕从动侧端板的中心具有规定角度间隔地设置;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同的方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,在所述第二驱动侧涡旋部设置有排出端口,该排出端口将由该第二驱动侧涡旋部压缩后的流体与由第一驱动侧涡旋部压缩后的流体一起排出,所述第一驱动侧壁体的壁体高度比所述第二驱动侧壁体的壁体高度小。
从第一驱动侧涡旋部排出的流体从第二驱动侧涡旋部的排出端口排出。因此,流体从第一驱动侧涡旋部导向第二驱动侧涡旋部时,将产生压力损失。因此,使第一驱动侧壁体的壁体高度比第二驱动侧壁体的壁体高度小。由此,通过减少由第一驱动侧涡旋部压缩的流体的流量,能够减少压力损失。
本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有配置于驱动侧端板的涡旋状的驱动侧壁体;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有从动侧壁体,并且通过该从动侧壁体与所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该从动侧壁体配置于从动侧端板并且与所述驱动侧壁体对应;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,还具备:第一支持部件,该第一支持部件与所述第一驱动侧端板空开间隔地配置,并且固定于所述第一从动侧壁体的轴向上的顶端侧而与所述第一从动侧壁体一起旋转;以及第二支持部件,该第二支持部件与所述第二驱动侧端板空开间隔地配置,并且固定于所述第二从动侧壁体的轴向上的顶端侧而与所述第二从动侧壁体一起旋转,所述第一驱动侧涡旋部以及所述第二驱动侧涡旋部由具有相同的线膨胀系数的材料构成,并且/或者,所述从动侧涡旋部件、所述第一支持部件以及所述第二支持部件由具有相同的线膨胀系数的材料构成。
配置于驱动侧涡旋部件的端板的驱动侧壁体和从动侧涡旋部件对应的从动侧壁体啮合。驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,传递到驱动侧涡旋部件的驱动力经由同步驱动机构而向从动侧涡旋部件传递。由此,从动侧涡旋部件进行旋转并且相对于驱动侧涡旋部件以同一角速度想相同的方向进行自转运动。这样一来,提供一种驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件这双方进行旋转的双旋转式的涡旋型压缩机。
由于第一驱动侧涡旋部件和第二驱动侧涡旋部件彼此固定,因此在产生温度变化的情况下,可能会导致由于热膨胀差而产生变形并且应力增加,或对压缩性能带来不利影响的情况,因此由具有相同线膨胀系数的材料构成。另外,优选使用同一材料。进一步,如使用同一材料,则能够避免由于离子化倾向的差异导致与水分反应而在彼此的固定接触部产生电腐蚀的情况。
由于从动侧涡旋部件、第一支持部件以及第二支持部件彼此固定,因此在产生温度变化的情况下,可能会导致由于热膨胀差而产生变形并且应力增加,或对压缩性能带来不利影响的情况,因此由具有相同线膨胀系数的材料构成。另外,如使用同一材料,则能够避免由于离子化倾向的差异导致与水分反应而在彼此的固定接触部产生电腐蚀的情况。
作为使用的材料,例如能列举铝合金、镁合金。
进一步,在本发明的双旋转涡旋型压缩机中,与所述第一驱动侧涡旋部以及所述第二驱动侧涡旋部所使用的材料相比,所述从动侧涡旋部件所使用的材料为比重较小的材料。
在从动侧涡旋部件的从动侧端板中,其两个表面成为与第一驱动侧壁体的顶端以及第二驱动侧壁体的顶端分别相对的表面,进而形成压缩室。因此,难以在从动侧端板进行减薄(减重)而轻量化。另一方面,驱动侧涡旋部件的第一驱动侧端板以及第二驱动侧端板仅各自的单个表面与对应的从动侧壁体的顶端相对,其相反的表面不形成压缩室。因此,在第一驱动侧端板以及第二驱动侧端板中,能够在不形成压缩室的表面进行减薄。因此,能够使驱动侧涡旋部件轻量化。
因此,与所述第一驱动侧涡旋部以及所述第二驱动侧涡旋部所使用的材料相比,难以变得轻量化的从动侧涡旋部件所使用的材料为比重较小的材料,从而能够实现旋转惯性力的降低。
例如,在第一動侧涡旋部以及第二驱动侧涡旋部中使用铝合金,在从动侧涡旋部件中使用镁合金。
本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有配置于驱动侧端板的涡旋状的驱动侧壁体;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有从动侧壁体,并且通过该从动侧壁体与所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该从动侧壁体配置于从动侧端板并且与所述驱动侧壁体对应;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,,在所述从动侧端板中,在所述从动侧壁体的外周端部附近形成有贯通孔或缺口。
配置于驱动侧涡旋部件的端板的驱动侧壁体和从动侧涡旋部件对应的从动侧壁体啮合。驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,传递到驱动侧涡旋部件的驱动力经由同步驱动机构而向从动侧涡旋部件传递。由此,从动侧涡旋部件进行旋转并且相对于驱动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动。这样一来,提供一种驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件这双方进行旋转的双旋转式的涡旋型压缩机。
在从动侧端板中,在从动侧壁体的外周端部附近形成有贯通孔或缺口。由此,能够通过将形成于从动侧端板的两侧的压缩室连通起来而均压,并且在工作流体排出之前,在两侧的压缩室合流时能够减少阻碍排出的情况。另外,通过两侧的压缩室的压力差,能够减少在涡旋部件产生推力载荷的情况。由于在从动侧壁体的外周端部附近形成贯通孔或缺口而使从动侧涡旋部件的外周侧轻量化,因此能够减小从动侧涡旋部件的旋转惯性力。
另外,由于使贯通孔或缺口位于从动侧壁体的外周端部附近,因此能够在压力上升至规定值以上之前通过进行均压来减少再压缩。
从动侧壁体的外周端部附近是指例如在使外周端部的位置为0°的情况下,距离涡旋状的壁体的中心±120°,优选±90°,进一步优选±45°的范围。
作为贯通孔,可以是一个,或者也可以是多个。
进一步,在本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机中,所述贯通孔形成于靠近所述从动侧壁体的腹侧的位置。
通过在靠近从动侧壁体的腹侧的位置,即在与腹侧相对的背侧相比靠近腹侧的位置形成贯通孔,能够使贯通孔尽量位于外周侧。由此,能够进一步减小从动侧涡旋部件的旋转惯性力。
本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机具备:驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有配置于驱动侧端板的涡旋状的驱动侧壁体;从动侧涡旋部件,该从动侧涡旋部件具有从动侧壁体,并且通过该从动侧壁体与所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间,该从动侧壁体配置于从动侧端板并且与所述驱动侧壁体对应;以及同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同的方向进行自转运动,所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,在所述驱动侧涡旋部件不施加表面处理,在所述从动侧涡旋部件中,至少在与所述驱动侧涡旋部件接触的区域施加表面处理。
配置于驱动侧涡旋部件的端板的驱动侧壁体和从动侧涡旋部件对应的从动侧壁体啮合。驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,传递到驱动侧涡旋部件的驱动力经由同步驱动机构而向从动侧涡旋部件传递。由此,从动侧涡旋部件进行旋转并且相对于驱动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动。这样一来,提供一种驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件这双方进行旋转的双旋转式的涡旋型压缩机。
在驱动侧涡旋部件不施加表面处理,在从动侧涡旋部件中,至少在与驱动侧涡旋部件接触的区域施加表面处理。由此,即使使用同种金属材料作为驱动侧涡旋部件和从动侧涡旋部件的基本材料使用,也能够避免发热胶着。另外,由于不是对第一驱动侧涡旋部以及第二驱动侧涡旋部这两者施加表面处理,而是仅在一个从动侧涡旋部件施加表面处理就足够,因此能够降低成本。综上,能够在维持涡旋部件的耐久性的同时实现成本降低。
另外,当对第一驱动侧涡旋部以及第二驱动侧涡旋部这两者施加表面处理时,可能会导致分别通过表面处理所形成的膜厚不同的情况。当膜厚不同时,驱动侧端板与从动侧壁体的顶端的间隙(顶端间隙)不同,可能会导致对压缩性能带来不利影响。与此相对,在一个从动侧涡旋部件施加表面处理,从而能在同一条件下进行表面处理,因此能够使从动侧端板的两个表面的膜厚相等,并且能够高精度地管理顶端间隙。
此外,例如,使用铝合金、镁合金、铁系材料作为驱动侧涡旋部件以及从动侧涡旋部件的材料。另外,使用例如非电解镍磷(Ni-P)镀覆作为表面处理。
进一步,在本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机中,绕所述驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地配置有多个所述驱动侧壁体,绕所述从动侧端板的中心具有规定角度间隔地配置有与各所述驱动侧壁体对应的数量的所述从动侧壁体,在所述第一从动侧壁体及/或所述第二从动侧壁体中,在从该第一从动侧壁体及/或该第二从动侧壁体的卷绕结束起至π(rad)除以该第一从动侧壁体或该第二从动侧壁体的数量而得到的角度的范围的外周侧不施加所述表面处理。
在从壁体的涡旋末尾起至π(rad)除以设置于一方的端板的壁体的数量而得到的角度的范围内,壁体的外周侧(背侧)不与对应的驱动侧壁体接触。因此,由于不需要在该角度范围内施加表面处理,因此能够将该角度范围作为表面处理时的夹具的固定位置。具体而言,在表面处理时将夹具固定在该角度范围内来支承从动侧涡旋部件。由此,能够稳定地支承从动侧涡旋部件并施加表面处理。此外,不需要在上述整个角度范围内设置不进行表面处理的范围,只要将固定夹具的区域作为非表面处理区域即可。
进一步,在本发明的一方式的双旋转涡旋型压缩机中,在所述从动侧端板的中央设置有贯通孔,在形成该贯通孔的内周面不进行所述表面处理。
在从动侧端板的中央设置有用于排出压缩后的流体的贯通孔。驱动侧壁体不与形成该贯通孔的内周面接触。因此,由于不需要在排出贯通孔的内周面施加表面处理,因此能够将排出贯通孔的内周面作为表面处理时的夹具的固定位置。具体而言,在表面处理时使棒状的夹具穿过排出贯通孔并将夹具推到贯通孔的内周面上且固定而支承从动侧涡旋部件。由此,能够稳定地支承从动侧涡旋部件并施加表面处理。此外,不需要在整个贯通孔的内周面设置不进行表面处理的范围,只要将固定夹具的区域作为非表面处理区域即可。
发明效果
由第一驱动侧壁体和第二驱动侧壁体构成驱动侧涡旋部件,并且对驱动侧涡旋部件的壁体的高度方向进行分割。由此,能够减少加工壁体时的加工高度,进而能够高精度且高速地加工。
对于从动侧涡旋部件,由于不利用一个部件使第一从动侧端板和第二从动侧端板共同化,而使第一从动侧端板和第二从动侧端板的另一侧面重叠并固定,因此能够将第一从动侧涡旋部和第二从动侧涡旋部作为不同的部件。由此,能够提高加工性,降低成本。
通过用同种材料构成彼此固定的驱动侧涡旋部、从动侧涡旋部件和各支持部件,能够抑制温度变化导致的应力增加、压缩性能降低。
由于在壳体设置孔部而使得能够访问驱动侧涡旋部件、支持部件,因此能够容易地组装。
由于不在驱动侧涡旋部件施加表面处理,而在从动侧涡旋部件施加表面处理,因此能够实现成本降低。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的双旋转涡旋型压缩机的纵剖视图。
图2是表示图1的第一驱动侧涡旋部的立体图。
图3是表示图1的第二驱动侧涡旋部的俯视图。
图4是表示通过键槽部和键部件进行定位的状态的纵剖视图。
图5是表示本发明的第二实施方式的第一驱动侧涡旋部件的立体图。
图6是表示本发明的第二实施方式的第二驱动侧涡旋部件的立体图。
图7是表示通过槽部和凸部进行定位的状态的纵剖视图。
图8是表示本发明的第三实施方式的双旋转涡旋型压缩机的纵剖视图。
图9是表示图8的驱动侧涡旋部件的俯视图。
图10是表示图8的从动侧涡旋部件的俯视图。
图11A是作为本发明的第四实施方式的双旋转涡旋型压缩机的压力变化的参考例,使排出时机一致的情况下的图表。
图11B是表示本发明的第四实施方式的双旋转涡旋型压缩机的压力变化,并且使排出时机不同的情况下的图表。
图12A是作为本发明的第五实施方式的双旋转涡旋型压缩机的压力变化的参考例,使第二涡旋部的排出压力变高的情况下的图表。
图12B是表示第五实施方式的双旋转涡旋型压缩机的压力变化,并且使第一涡旋部的排出压力变高的情况下的图表。
图13A是与图12A对应的双旋转涡旋型压缩机的主要部分的纵剖视图。
图13B是与图12B对应的双旋转涡旋型压缩机的主要部分的纵剖视图。
图14是表示本发明的第六实施方式的双旋转涡旋型压缩机的纵剖视图。
图15是表示本发明的第七实施方式的双旋转涡旋型压缩机的纵剖视图。
图16是表示本发明的第八实施方式的双旋转涡旋型压缩机的纵剖视图。
图17是表示图16的驱动侧涡旋部件的纵剖视图。
图18是表示图16的从动侧涡旋部件的纵剖视图。
图19是表示本发明的第九实施方式的图16所示的从动侧涡旋部件的俯视图。
图20是表示驱动侧涡旋部件和从动侧涡旋部件啮合状态的俯视图。
图21是沿着图20中的箭头B剖切的剖视图。
图22是表示作为参考例的驱动侧涡旋部件和从动侧涡旋部件的啮合状态的俯视图。
图23是沿着图22中的箭头C剖切的剖视图。
图24是表示从动侧涡旋部件的变形例的俯视图。
图25是表示本发明的第十实施方式的使两条涡旋部件啮合的状态的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,使用图1等对本发明的第一实施方式进行说明。
在图1中示出了双旋转涡旋型压缩机1。双旋转涡旋型压缩机1能够作为如下装置使用:对向例如车辆用发动机等内燃机供给的燃烧用空气(流体)进行压缩的增压器、用于向燃料电池的空气电极供给压缩空气的压缩机、用于供给使用在铁路等车辆的制动装置的压缩空气的压缩机。
双旋转涡旋型压缩机1具备:壳体3;收纳于壳体3的一端侧的电机(驱动部)5;以及收纳于壳体3的另一端侧的驱动侧涡旋部件70和从动侧涡旋部件90。
壳体3呈大致圆筒形状,并且具备:收纳电机5的电机收纳部(第一壳体)3a;以及收纳涡旋部件70、90的涡旋收纳部(第二壳体)3b。
在电机收纳部3a的外周设置有用于对电机5进行冷却的冷却翅片3c。在涡旋收纳部3b的端部形成有用于排出压缩后的空气的排出口3d。此外,虽在图1中未示出,但在壳体3设置有吸入空气的空气吸入口。
壳体3的涡旋收纳部3b被位于涡旋部件70、90的轴线方向上的大致中央部的分割面P分割。在壳体3设置有在圆周方向的规定位置处向外侧突出的凸缘部30。分割面P通过作为紧固构件的螺栓32而固定到该凸缘部30,从而被紧固。
通过从未图示的电力供给源供给电力来驱动电机5。电机5的旋转控制通过来自未图示的控制部的指令进行。电机5的定子5a固定于壳体3的内周侧。电机5的转子5b绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。在转子5b连接有在驱动侧旋转轴线CL1上延伸的驱动轴6。驱动轴6与驱动侧涡旋部件70的第一驱动侧轴部7c连接。
在驱动轴6的后端(在图1中为右端),即在与驱动侧涡旋部件70相反的一侧的驱动轴6的端部设置有后端轴承17,该后端轴承17在后端轴承17与壳体3之间将驱动轴6支承成可转动。
驱动侧涡旋部件70具备电机5侧的第一驱动侧涡旋部71和排出口3d侧的第二驱动侧涡旋部72。
第一驱动侧涡旋部71具备第一驱动侧端板71a和第一驱动侧壁体71b。
第一驱动侧端板71a与连接于驱动轴6的第一驱动侧轴部7c连接,并且在与驱动侧旋转轴线CL1正交的方向上延伸。第一驱动侧轴部7c经由作为角接触球轴承的第一驱动侧轴承11而转动自如地设置于壳体3。
在俯视观察的情况下,第一驱动侧端板71a呈大致圆板形状。如图2所示,在第一驱动侧端板71a上设置有两个,即两条呈涡旋状的第一驱动侧壁体71b。形成为两条的第一驱动侧壁体71b绕驱动侧旋转轴线CL1等间隔地配置。第一驱动侧壁体71b的卷绕结束部71e分别未固定于其他的壁部,而是独立的。即,未设置使各卷绕结束部71e彼此连接并加强的这样的壁部。此外,第一驱动侧壁体71b的条数可以是一条,或者也可以是三条以上。
如图1所示,第二驱动侧涡旋部72具备第二驱动侧端板72a和第二驱动侧壁体72b。如图3所示,第二驱动侧壁体72b与上述的第一驱动侧壁体71b(参照图2)相同地形成为两条。第二驱动侧壁体72b的卷绕结束部72e分别未固定于其他的壁部,而是独立的。即,未设置使各卷绕结束部72e彼此连接并加强的这样的壁部。此外,第二驱动侧壁体72b的条数可以是一条,或者也可以是三条以上。
在第二驱动侧端板72a连接有在驱动侧旋转轴线CL1方向上延伸的第二驱动侧轴部72c。第二驱动侧轴部72c经由作为角接触球轴承的第二驱动侧轴承14而旋转自如地设置于壳体3。在第二驱动侧轴承14的内轮的侧面设置有例如螺母、蝶形弹簧等预载部件14a。预载部件14a安装于第二驱动侧轴部72c,并且以将第二驱动侧轴承14的内轮向第一驱动侧轴承11侧按压的方式固定。由此,第二驱动侧轴部72c的扩径后的肩部与第二驱动侧轴承14的侧面之间的轴向间隙为零。
在第二驱动侧轴部72c沿着驱动侧旋转轴线CL1形成有排出端口72d。
第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72在壁体71b、72b的顶端(自由端)互相面对的状态下固定。各壁体71b、72b的高度相等。
第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72的固定通过紧固于凸缘部73的螺栓(壁体固定部)31进行凸缘部73以向半径方向外侧突出的方式在圆周方向上设置在多个部位。
螺栓31穿过设置于第一驱动侧壁体71b的凸缘部73的贯通孔73a(参照图2),并且由设置于第二驱动侧壁体72b的凸缘部73的内螺纹孔73b(参照图3)紧固。
如图2所示,在第一驱动侧壁体71b的顶端沿着涡旋形状形成有具有恒定宽度以及恒定深度的键槽部71b1。如图3所示,在第二驱动侧壁体72b的顶端也沿着涡旋形状形成有具有恒定宽度以及恒定深度的键槽部72b1。这些键槽部71b1、72b1设置于在使各壁体71b、72b的顶端彼此结合时一致的位置。
如图4所示,键部件74被插入到这些键槽部71b1、72b1。键部件74的横截面呈矩形形状,在俯视观察的情况下,以沿着键槽部71b1、72b1的形状的方式呈涡旋状。
此外,键槽部71b1、72b1以及键部件74设定在不与从动侧端板90a干涉的位置(角度范围)。另外,也可以在多个角度范围内设置键槽部71b1、72b1以及键部件74。
从动侧涡旋部件90具有设置于轴向(在图中为水平方向)上的大致中央的从动侧端板90a。在从动侧端板90a的中央形成有贯通孔90h,进而压缩后的空气向排出端口72d流动。
在从动侧端板90a的两侧分别设置有从动侧壁体91b、92b。从从动侧端板90a向电机5侧设置的第一从动侧壁体91b与第一驱动侧涡旋部71的第一驱动侧壁体71b啮合,从从动侧端板90a向排出口3d侧设置的第二从动侧壁体92b与第二驱动侧涡旋部72的第二驱动侧壁体72b啮合。
如图3所示,第一从动侧壁体91b设置有两个,即两条。形成为两条的从动侧壁体91b绕从动侧旋转轴线CL2等间隔地配置。关于第二从动侧壁体92b也具有相同的结构。此外,各从动侧壁体91b、92b的条数可以是一条,或者也可以是三条以上。
在从动侧涡旋部件90的轴向(在图中为水平方向)上的两端设置有第一支持部件33和第二支持部件35。第一支持部件33配置于电机5侧,第二支持部件35配置于排出口3d侧。第一支持部件33通过销25a而固定于第一从动侧壁体91b的顶端(自由端),第二支持部件35通过销25b而固定于第二从动侧壁体92b的顶端(自由端)。
在第一支持部件33的中心轴侧设置有第一支持部件用轴部33a,该第一支持部件用轴部33a经由作为角接触球轴承的第一支持部件用轴承(第一从动侧轴承)37而固定于壳体3。在第二支持部件35的中心轴侧设置有第二支持部件用轴部35a,该第二支持部件用轴部35a经由作为角接触球轴承的第二支持部件用轴承(第二从动侧轴承)38而固定于壳体3。由此,从动侧涡旋部件90经由各支持部件33、35而绕第二中心轴线CL2旋转。
在第一支持部件33与第一驱动侧端板71a之间设置有销环机构(同步驱动机构)15。即,在第一驱动侧端板71a设置有环部件15a,在第一支持部件33设置有销部件15b。销环机构15作为以两涡旋部件70、90同步地进行公转回旋运动的方式将驱动力从驱动侧涡旋部件70传递给从动侧涡旋部件90的同步驱动机构使用。
在第二支持部件35与第二驱动侧端板72a之间设置有销环机构(同步驱动机构)15。即,在第二驱动侧端板72a设置有环部件15a,在第二支持部件35设置有销部件15b。销环机构15作为以两涡旋部件70、90同步地进行公转回旋运动的方式将驱动力从驱动侧涡旋部件70传递给从动侧涡旋部件90的同步驱动机构使用。
上述结构的双旋转涡旋型压缩机1进行如下动作。
当通过电机5使驱动轴6绕驱动侧旋转轴线CL1旋转时,与驱动轴6连接的第一驱动侧轴部7c也旋转,由此,驱动侧涡旋部件70绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。当驱动侧涡旋部件70旋转时,驱动力经由销环机构15而从各支持部件33、35向从动侧涡旋部件90传递,进而从动侧涡旋部件90绕从动侧旋转轴线CL2旋转。此时,销环机构15的销部件15b接触环部件15a并且移动,从而两涡旋部件70、90相对地进行公转回旋运动。
当两涡旋部件70、90进行公转回旋运动时,从壳体3的吸入口吸入的空气从两涡旋部件70、90的外周侧被吸入,并且被收入到由两涡旋部件70、90形成的压缩室。然后,由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b形成的压缩室和由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b形成的压缩室分别被压缩。各个压缩室随着向中心侧移动而容积减少,伴随于此空气被压缩。由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b压缩后的空气穿过形成于从动侧端板90a的贯通孔90h,与由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b压缩后的空气合流,合流后的空气穿过排出端口72d,从壳体3的排出口3d向外部排出。排出后的压缩空气被导向未图示的内燃机,作为燃烧用空气使用。
根据本实施方式,获得以下的作用效果。
由第一驱动侧壁体71b和第二驱动侧壁体72b构成驱动侧涡旋部件70,并且对驱动侧涡旋部件70的壁体71b、72b的高度方向进行分割。由此,能够减少利用例如立铣刀加工壁体71b、72b时的加工高度,进而能够高精度且高速地加工。
构成为利用螺栓31将两个驱动侧壁体71b、72b的顶端彼此固定的构造。并且,具备:分别设置于第一驱动侧壁体71b的顶端以及第二驱动侧壁体72b的顶端的键槽部71b1、72b1;以及插入到这些键槽部71b1、72b1的键部件74。由于键槽部71b1、72b1形成为沿着呈涡旋状的壁体71b、72b的顶端而设置的涡旋形状,因此不仅一个方向,也能够进行两个方向的定位(即沿着俯视观察壁体71b、72b时的平面的二维方向的定位),能够准确地将壁体71b、72b彼此组合。
[第二实施方式]
接下来,使用图5~图7对本发明的第二实施方式进行说明。
本实施方式的不同点在于,代替第一实施方式的使用了键槽部71b1、72b1和键部件74的定位构造,而采用接榫构造。因此,对于共同的结构标注同一附图标记并省略其说明。
如图5所示,在第一驱动侧壁体71b的顶端沿着涡旋形状形成有具有恒定宽度以及恒定深度的槽部71b2。如图6所示,在第二驱动侧壁体72b的顶端沿着涡旋形状形成有具有恒定宽度以及恒定高度的凸部72b2。槽部71b2和凸部72b2设置于在使各壁体71b、72b的顶端彼此结合时一致的位置。
如图7所示,壁体71b、72b彼此以凸部72b2插入并嵌合到槽部71b2内的状态被定位。
此外,槽部71b2以及凸部72b2设定在不与从动侧端板90a干涉的位置(角度范围)。另外,也可以在多个角度范围内设置槽部71b2以及凸部72b2。
根据本实施方式,获得以下的作用效果。
具备:设置于第一驱动侧壁体71b的顶端的槽部71b2;以及设置于第二驱动侧壁体72b的顶端并且插入到槽部71b2的凸部72b2。由于槽部71b2以及凸部72b2沿着呈涡旋状的壁体的顶端设置,因此不仅一个方向,也能够进行两个方向的定位(即沿着俯视观察壁体71b、72b时的平面的二维方向的定位),能够准确地将壁体彼此组合。
此外,也可以在第二驱动侧壁体72b设置槽部,并在第一驱动侧壁体71b设置凸部。
[第三实施方式]
以下,使用图8等对本发明的第三实施方式进行说明。
在图8中示出了双旋转涡旋型压缩机1A。双旋转涡旋型压缩机1A能够作为对向例如车辆用发动机等内燃机供给的燃烧用空气(流体)进行压缩的增压器使用。
双旋转涡旋型压缩机1A具备:壳体3;收纳于壳体3的一端侧的电机(驱动部)5;以及收纳于壳体3的另一端侧的驱动侧涡旋部件70和从动侧涡旋部件90。
壳体3呈大致圆筒形状,并且具备:收纳电机5的电机收纳部3a;以及收纳涡旋部件7、9的涡旋收纳部3b。
在电机收纳部3a的外周设置有用于对电机5进行冷却的冷却翅片3c。在涡旋收纳部3b的端部形成有用于排出压缩后的空气的排出口3d。此外,虽在图8中未示出,但在壳体3设置有吸入空气的空气吸入口。
壳体3的涡旋收纳部3b被位于涡旋部件70、70的轴线方向上的大致中央部的分割面P分割。在壳体3设置有在圆周方向的规定位置处向外侧突出的凸缘部(未图示)。分割面P通过作为紧固构件的螺栓等而固定到该凸缘部,从而被紧固。
通过从未图示的电力供给源供给电力来驱动电机5。电机5的旋转控制通过来自未图示的控制部的指令进行。电机5的定子5a固定于壳体3的内周侧。电机5的转子5b绕驱动旋转轴线CL1旋转。在转子5b连接有在驱动旋转轴线CL1上延伸的驱动轴6。驱动轴6与驱动侧涡旋部件70的驱动侧驱动轴7c连接。
驱动侧涡旋部件70具备电机5侧的第一驱动侧涡旋部71和排出口3d侧的第二驱动侧涡旋部72。
第一驱动侧涡旋部71具备第一驱动侧端板71a和第一驱动侧壁体71b。
第一驱动侧端板71a与连接于驱动轴6的驱动侧轴部7c连接,并且在与驱动侧旋转轴线CL1正交的方向上延伸。驱动侧轴部7c经由作为滚珠轴承的驱动侧轴承11而转动自如地设置于壳体3。
在俯视观察的情况下,第一驱动侧端板71a呈大致圆板形状。如图9所示,在第一驱动侧端板71a上设置有三个,即三条呈涡旋状的第一驱动侧壁体71b。形成为三条的第一驱动侧壁体71b绕驱动侧旋转轴线CL1等间隔地配置。第一驱动侧壁体71b的卷绕结束部71e分别未固定于其他的壁部,而是独立的。即,未设置使各卷绕结束部71e彼此连接并加强的这样的壁部。
如图8所示,第二驱动侧涡旋部72具备第二驱动侧端板72a和第二驱动侧壁体72b。第二驱动侧壁体72b与上述的第一驱动侧壁体71b(参照图9)相同地形成为三条。
在第二驱动侧端板72a连接有在驱动侧旋转轴线CL1方向上延伸的第二驱动侧轴部72c。第二驱动侧轴部72c经由作为滚珠轴承的第二驱动侧轴承14而旋转自如地设置于壳体3。在第二驱动侧轴部72a沿着驱动侧旋转轴线CL1形成有排出端口72d。
第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72在壁体71b、72b的顶端(自由端)互相面对的状态下固定。第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72的固定通过紧固于凸缘部73的螺栓(壁体固定部)31进行,该凸缘部73以向半径方向外侧突出的方式在圆周方向上设置在多个部位。
从动侧涡旋部件90具备第一从动侧涡旋部91和第二从动侧涡旋部92。从动侧端板91a、92a位于从动侧涡旋部件90的轴向(在图中为水平方向)上的大致中央。两从动侧端板91a、92a以各自背面(另一侧面)重叠并接触的状态固定。虽未图示,但该固定通过螺栓、销等进行。在各从动侧端板91a、92a的中央形成有贯通孔90h,进而压缩后的空气向排出端口72d流动。
在第一从动侧端板91a的一侧面设置有第一从动侧壁体91b,在第二从动侧端板92a的一侧面设置有第二从动侧壁体92b。从第一从动侧端板91a向电机5侧设置的第一从动侧壁体91b与第一驱动侧涡旋部71的第一驱动侧壁体71b啮合,从第二从动侧端板92a向排出口3d侧设置的第二从动侧壁体92b与第二驱动侧涡旋部72的第二驱动侧壁体72b啮合。
如图10所示,第一从动侧壁体91b设置有三个,即三条。形成为三条的从动侧壁体9b绕从动侧旋转轴线CL2等间隔地配置。后述的支持部件33、35固定在第一从动侧壁体91b的外周。对于第二从动侧壁体92b也是相同的结构。
在从动侧涡旋部件90的轴向(在图中为水平方向)上的两端设置有第一支持部件33和第二支持部件35。第一支持部件33配置于电机5侧,第二支持部件35配置于排出口3d侧。第一支持部件33固定于第一从动侧壁体91b的顶端(自由端),第二支持部件35固定于第二从动侧壁体92b的顶端(自由端)。在第一支持部件33的中心轴侧设置有轴部33a,该轴部33a经由第一支持部件用轴承37而固定于壳体3。在第二支持部件35的中心轴侧设置有轴部35a,该轴部35a经由第二支持部件用轴承38而固定于壳体3。由此,从动侧涡旋部件90经由各支持部件33、35而绕第二中心轴线CL2旋转。
在第一支持部件33与第一驱动侧端板71a之间设置有销环机构(同步驱动机构)15。即,在第一驱动侧端板71a设置有圆形孔,在第一支持部件33设置有销部件15b。通过销环机构15,驱动力从驱动侧涡旋部件70向从动侧涡旋部件90传递,并且两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向进行自转运动。
上述结构的双旋转涡旋型压缩机1A进行如下动作。
当通过电机5使驱动轴6绕驱动侧旋转轴线CL1旋转时,与驱动轴6连接的驱动侧轴部7c也旋转,由此,驱动侧涡旋部件70绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。当驱动侧涡旋部件70旋转时,驱动力经由销环机构15而从各支持部件33、35向从动侧涡旋部件90传递,进而从动侧涡旋部件90绕从动侧旋转轴线CL2旋转。此时,销环机构15的销部件15b接触圆形孔的内周面并且移动,从而两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向进行自转运动。
当两涡旋部件70、90进行自转回旋运动时,从壳体3的吸入口吸入的空气从两涡旋部件70、90的外周侧被吸入,并且被收入到由两涡旋部件70、90形成的压缩室。然后,由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b形成的压缩室和由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b形成的压缩室分别被压缩。各个压缩室随着向中心侧移动而容积减少,伴随于此空气被压缩。由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b压缩后的空气穿过形成于从动侧端板91a、92a的贯通孔90h,与由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b压缩后的空气合流,合流后的空气穿过排出端口72d,从壳体3的排出口3d向外部排出。排出后的压缩空气被导向未图示的内燃机,作为燃烧用空气使用。
根据本实施方式,获得以下的作用效果。
通过第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b啮合而形成压缩室,并且通过第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b啮合而形成压缩室,从而形成不同的压缩室。此时,将第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72作为不同的部件。由此,能够提高驱动侧涡旋部件70的加工性并降低成本。
另外,对于从动侧涡旋部件90,由于也不利用一个部件使第一从动侧端板91a和第二从动侧端板92a共同化,而使第一从动侧端板91a和第二从动侧端板92a的背面重叠并固定,因此能够将第一从动侧涡旋部91和第二从动侧涡旋部92作为不同的部件。由此,对于从动侧涡旋部件90,也能够提高加工性,降低成本。
[第四实施方式]
接下来,使用图11对本发明的第四实施方式进行说明。
在本实施方式中,由第一涡旋部71、92和第二涡旋部72、92压缩的空气的各自的排出时机不同。其他结构与第三实施方式相同,因此参照图8~图10,并且省略其说明。
第一壁体71b、72b和第二壁体91b、92b形成为不同的形状。具体而言,相对于第一壁体71b、72b,将第二壁体91b、92b形成为绕各壁体的对称中心错开的形状。由此,利用第一涡旋部71、91压缩并排出空气的时机和利用第二涡旋部72、92压缩并排出空气的时机不同。
具体而言,如图11B所示,由第一涡旋部71、91压缩后的空气成为曲线L1那样的压力变化,由第二涡旋部72、92压缩后的空气的压力变化的时机比规定时间延迟,成为曲线L2那样的压力变化。此时,从排出端口72d排出的压力成为曲线L3那样,成为曲线L1和曲线L2合成后的压力变化。此外,在图11B中,压力P1的位置表示排出端口72d打开的时机。
另一方面,如图11A所示,在第一壁体71b、72b和第二壁体91b、92b形成为相同的形状并且压力变化的时机相同的情况下,从排出端口72d排出的压力成为曲线L4那样,成为将压力在相同的时机变化的曲线L1和曲线L2合成后的压力变化。比较图11A和图11B可知,错开排出时机的图11B的峰值压力变低。
因此,根据本实施方式,通过使利用各涡旋部71、91、72、92压缩并排出空气的时机不同,能够抑制从压缩机1A排出的空气的脉动。
作为排出的时机的偏差量,通过涡旋部件的旋转角度来表示的话则设为1°以上,优选5°以上,进一步优选10°以上。
[第五实施方式]
接下来,使用图12以及图13对本发明的第五实施方式进行说明。
在本实施方式中,由第一涡旋部71、92和第二涡旋部72、92压缩的空气的各自的排出压力不同。其他结构与第三实施方式相同,因此参照图8~图10,并且省略其说明。
第一壁体71b、72b和第二壁体91b、92b形成为不同的形状。具体而言,使第一壁体71b、72b的匝数比第二壁体91b、92b的匝数多。由此,由第一涡旋部71、92压缩后的空气的排出压力比由第二涡旋部72、92压缩后的空气的排出压力高。
具体而言,如图12B所示,由第一涡旋部71、91压缩后的空气(曲线L1)的排出压力比由第二涡旋部72、92压缩后的空气(曲线L2)的排出压力高。这样一来,如图13B所示,使第一涡旋部71、91的排出压力比第二涡旋部72、92的排出压力高,从而从第一涡旋部71、92流出的空气在流入到第二涡旋部72、92之后,朝向排出端口72d顺畅地流动。
另一方面,如图12A所示,在排出压力关系是相反的情况,即第二涡旋部72、92的排出压力比第一涡旋部71、91大的情况下,如图13A所示,排出空气从第二涡旋部72、92向第一涡旋部71、91侧倒流,无法顺畅地使来自第一涡旋部71、91的排出空气朝向排出端口72d流动。
因此,根据本实施方式,通过使由第一涡旋部71、91压缩后的空气的排出压力比由第二涡旋部72、92压缩后的空气的排出压力高,能够将从第一涡旋部71、91引导出的排出空气经由第二涡旋部72、92而从排出端口72d顺畅地排出。此外,也可以通过变更构成压缩室的端板71a、72a、91a、92a的形状来对排出压力进行调整。
作为排出压力的压力差,只要是来自第一涡旋部71、91的排出空气能够不被来自第二涡旋部72、92的排出空气妨碍而从排出端口72d流出的程度的压力差以上即可。
[第六实施方式]
接下来,使用图14对本发明的第六实施方式进行说明。
本实施方式的双旋转涡旋型压缩机1B相对于第三实施方式,第一涡旋部件71、91的齿高和第二涡旋部件72、92的齿高不同。对于其他的结构,由于与第三实施方式相同,因此使用相同的附图标记并省略其说明。
如图14所示,第一壁体71b、92b的齿高(壁体高度)比第二壁体72b、92b的齿高长。因此,从动侧端板91a、92a的位置从涡旋部件70、90的轴向位置的中央向排出口3d侧偏离。
在本实施方式中,由于在第一驱动侧端板71a设置销环机构15而向从动侧涡旋部件90传递驱动力,因此构成为第一驱动侧涡旋部71的刚性比第二驱动侧涡旋部72的刚性高。因此,在第一驱动侧涡旋部71的刚性比第二驱动侧涡旋部72的刚性大的情况下,通过使第一驱动侧壁体71b的齿高变长而相对地使第二驱动侧壁体72b的齿高变短,能够提高第二驱动侧涡旋部的刚性。
此外,图14所示的从动侧端板91a、92a由同一部件构成,但也可以如图8所示那样地由不同的部件构成。
[第七实施方式]
接下来,使用图15对本发明的第七实施方式进行说明。
本实施方式的双旋转涡旋型压缩机1C相对于第三实施方式,第一涡旋部件71、91的齿高和第二涡旋部件72、92的齿高不同。对于其他的结构,由于与第三实施方式相同,因此使用相同的附图标记并省略其说明。
如图15所示,第一壁体71b、92b的齿高(壁体高度)比第二壁体72b、92b的齿高短。因此,从动侧端板91a、92a的位置从涡旋部件70、90的轴向位置的中央向电机5侧偏离。
从第一涡旋部71、91排出的空气从第二涡旋部72、92侧的排出端口72d排出。因此,压缩空气从第一涡旋部71、91导向第二涡旋部72、92时,将产生压力损失。因此,使第一壁体71b、91b的齿高比第二壁体72b、92b的齿高小。由此,通过减少由第一涡旋部71、91压缩的空气的流量,能够减少压力损失。
此外,图14所示的从动侧端板91a、92a由同一部件构成,但也可以如图8所示那样地由不同的部件构成。
此外,在上述的第三实施方式~第七实施方式中,使用销环机构15作为同步驱动机构,但本发明并不限定于此,也可以是例如曲柄销机构。
[第八实施方式]
以下,使用图16等对本发明的第八实施方式进行说明。
在图16中示出了双旋转涡旋型压缩机(涡旋型压缩机)1。双旋转涡旋型压缩机1能够作为对向例如车辆用发动机等内燃机供给的燃烧用空气(流体)进行压缩的增压器使用。
双旋转涡旋型压缩机1具备:壳体3;收纳于壳体3的一端侧的电机(驱动部)5;以及收纳于壳体3的另一端侧的驱动侧涡旋部件70以及从动侧涡旋部件90。
壳体3呈大致圆筒形状,并且具备:收纳电机5的电机收纳部3a;以及收纳涡旋部件70、90的涡旋收纳部3b。
在电机收纳部3a的外周设置有用于对电机5进行冷却的冷却翅片3c。在涡旋收纳部3b的端部形成有用于排出压缩后的空气(工作流体)的排出口3d。此外,虽在图16中未示出,但在壳体3设置有吸入空气(工作流体)的空气吸入口。
通过从未图示的电力供给源供给电力来驱动电机5。电机5的旋转控制通过来自未图示的控制部的指令进行。电机5的定子5a固定于壳体3的内周侧。电机5的转子5b绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。在转子5b连接有在驱动侧旋转轴线CL1上延伸的驱动轴6。驱动轴6与驱动侧涡旋部件70的第一驱动侧轴部7c连接。
驱动侧涡旋部件70具备电机5侧的第一驱动侧涡旋部71和排出口3d侧的第二驱动侧涡旋部72。
第一驱动侧涡旋部71具备第一驱动侧端板71a和第一驱动侧壁体71b。
第一驱动侧端板71a与连接于驱动轴6的第一驱动侧轴部7c连接,并且在与驱动侧旋转轴线CL1正交的方向上延伸。第一驱动侧轴部7c经由作为滚珠轴承的第一驱动侧轴承11而旋转自如地设置于壳体3。
在俯视观察的情况下,第一驱动侧端板71a呈大致圆板形状。在第一驱动侧端板71a上设置有多个呈涡旋状的第一驱动侧壁体71b。第一驱动侧壁体71b绕驱动侧旋转轴线CL1等间隔地配置。
第二驱动侧涡旋部72具备第二驱动侧端板72a和第二驱动侧壁体72b。第二驱动侧壁体72b与上述的第一驱动侧壁体71b(参照图9)相同地呈涡旋状并设置有多个。
在第二驱动侧端板72a连接有在驱动侧旋转轴线CL1方向上延伸的圆筒形状的第二驱动侧轴部72c。第二驱动侧轴部72c经由作为滚珠轴承的第二驱动侧轴承14而旋转自如地设置于壳体3。在第二驱动侧端板72a沿着驱动侧旋转轴线CL1形成有排出端口72d。
虽未图示,但在第一驱动侧端板71a以及第二驱动侧端板72a的未形成压缩室的表面侧设置有用于使其轻量化的减薄部(减重部)。
在第二驱动侧轴部72c与壳体3之间,在与第二驱动侧轴承14相比第二驱动侧轴部72c的顶端侧(在图16中为左侧)设置有两个密封部件16。两个密封部件16和第二驱动侧轴承14在驱动侧旋转轴线CL1方向上具有规定间隔地配置。在两个密封部件16之间封入有润滑剂,该润滑剂为例如作为半固体润滑剂的润滑脂。此外,密封部件16也可以为一个。在这种情况下,润滑剂被封入密封部件16与第二驱动侧轴承14之间。
第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72在壁体71b、72b的顶端(自由端)互相面对的状态下固定。第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72的固定通过紧固于凸缘部73的螺栓(壁体固定部)31进行,该凸缘部73以向半径方向外侧突出的方式在圆周方向上设置在多个部位。
在从动侧涡旋部件90中,从动侧端板90a位于轴向(在图中为水平方向)上的大致中央。在从动侧端板90a的中央形成有贯通孔90h,压缩后的空气向排出端口72d流动。
在从动侧端板90a的一侧面设置有第一从动侧壁体91b,在从动侧端板90a的另一侧面设置有第二从动侧壁体92b。从从动侧端板90a向电机5侧设置的第一从动侧壁体91b与第一驱动侧涡旋部71的第一驱动侧壁体71b啮合,从从动侧端板90a向排出口3d侧设置的第二从动侧壁体92b与第二驱动侧涡旋部72的第二驱动侧壁体72b啮合。
在从动侧端板90a未设置像设置于驱动侧端板71a、72a那样的减薄部。这是因为从动侧端板90a的两个表面成为与各驱动侧壁体71b、72b的顶端分别相对的表面,进而形成压缩室。
在从动侧涡旋部件90的轴向(在图中为水平方向)上的两端设置有第一支持部件33和第二支持部件35。第一支持部件33配置于电机5侧,第二支持部件35配置于排出口3d侧。第一支持部件33通过螺栓34而固定于第一从动侧壁体91b的外周侧的顶端(自由端),第二支持部件35通过螺栓36而固定于第二从动侧壁体92b的外周侧的顶端(自由端)。在第一支持部件33的中心轴侧设置有轴部33a,该轴部33a经由第一支持部件用轴承37而固定于壳体3。在第二支持部件35的中心轴侧设置有轴部35a,该轴部35a经由第二支持部件用轴承38而固定于壳体3。由此,从动侧涡旋部件90经由各支持部件33、35而绕从动侧中心轴线CL2旋转。
在第一支持部件33与第一驱动侧端板71a之间设置有销环机构(同步驱动机构)15。即,在第一驱动侧端板71a设置有滚动轴承(环),在第一支持部件33设置有销部件15b。通过销环机构15,驱动力从驱动侧涡旋部件70向从动侧涡旋部件90传递,并且两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向进行自转运动。
在图17中,示出了驱动侧涡旋部件70。如上所述,在驱动侧涡旋部件70中,第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72通过螺栓31而固定。第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72由具有相同的线膨胀系数的材料构成,具体地,使用铝合金。另外,螺栓31也优选由与两涡旋部71、72相同的材料、即铝合金构成。
虽未图示,但在第一驱动侧端板71a以及第二驱动侧端板72a的未形成压缩室的表面侧设置有用于使其轻量化的减薄部(减重部)。
在图18中,示出了从动侧涡旋部件90和各支持部件33、35。如上所述,从动侧涡旋部件90与第一支持部件33通过螺栓34而固定,并且与第二支持部件35通过螺栓36而固定。从动侧涡旋部件90和各支持部件33、35由具有相同的线膨胀系数的材料构成,具体地,使用镁合金。另外,螺栓34、36也优选由与从动侧涡旋部件90相同的材料、即镁合金构成。
在从动侧端板90a未设置像设置于驱动侧端板71a、72a那样的减薄部。这是因为从动侧端板90a的两个表面成为分别与各驱动侧壁体71b、72b的顶端相对的表面,进而形成压缩室。
上述结构的双旋转涡旋型压缩机1进行如下动作。
当通过电机5使驱动轴6绕驱动侧旋转轴线CL1旋转时,与驱动轴6连接的第一驱动侧轴部7c也旋转,由此,驱动侧涡旋部件70绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。当驱动侧涡旋部件70旋转时,驱动力经由销环机构15而从各支持部件33、35向从动侧涡旋部件90传递,进而从动侧涡旋部件90绕从动侧旋转轴线CL2旋转。此时,销环机构15的销部件15b接触圆形孔的内周面并且移动,从而两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向上进行自转运动。
当两涡旋部件70、90进行自转回旋运动时,从壳体3的吸入口吸入的空气从两涡旋部件70、90的外周侧被吸入,并且被收入到由两涡旋部件70、90形成的压缩室。然后,由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b形成的压缩室和由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b形成的压缩室分别被压缩。各个压缩室随着向中心侧移动而容积减少,伴随于此空气被压缩。由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b压缩后的空气穿过形成于从动侧端板90a的贯通孔90h,与由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b压缩后的空气合流,合流后的空气穿过排出端口72d,从壳体3的排出口3d向外部排出。排出后的压缩空气被导向未图示的内燃机,作为燃烧用空气使用。
根据本实施方式,实现以下的作用效果。
由于用具有相同的线膨胀系数的材料(铝合金)构成第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72,因此在产生温度变化的情况下,不会导致由于热膨胀差而产生变形并且应力增加,或对压缩性能带来不利影响的情况。另外,由于用同一材料(铝合金)构成第一驱动侧涡旋部71和第二驱动侧涡旋部72,因此能够避免由于离子化倾向的差异导致与水分反应而在彼此的固定接触部产生电腐蚀的情况。
由于用具有相同的线膨胀系数的材料(镁合金)构成从动侧涡旋部件90和各支持部件33、35,因此在产生温度变化的情况下,不会导致由于热膨胀差而产生变形并且应力增加,或对压缩性能带来不利影响的情况。另外,由于用同一材料(镁合金)构成从动侧涡旋部件90和各支持部件33、35,因此能够避免由于离子化倾向的差异导致与水分反应而在彼此的固定接触部产生电腐蚀的情况。
另外,用镁合金构成从动侧涡旋部件90,并且使用了与驱动侧涡旋部件70的铝合金相比比重小的材料。由此,即使是具备不能像驱动侧端板71a、72a那样进行减薄的从动侧端板90a的从动侧涡旋部件90,也能够实现轻量化,并且能够实现旋转惯性力的降低。
此外,在本实施方式中,虽在从动侧涡旋部件90和各支持部件33、35使用镁合金,但也可以使用铝合金。
[第九实施方式]
在以下,对本发明的第九实施方式进行说明。本实施方式的双旋转涡旋型压缩机的概略结构与使用图16进行说明了的第八实施方式大致相同,因此省略其说明。
在图19中,示出了从动侧涡旋部件90的俯视图。在从动涡旋部件90设置有三条从动侧壁体91b(92b)。在从动侧端板90a中,在从动侧壁体91b的外周端部91e附近形成有多个呈圆形的贯通孔90a1。具体而言,在将从动侧壁体91b的作为卷绕结束的外周端部91e的位置设为0°的情况下,优选贯通孔90a1形成于距离涡旋状的从动侧壁体91b的中心0°~-120°,优选0°~-90°,进一步优选0°~-45°的范围内。此外,负的角度是指从动侧壁体91b的中心侧(内周侧)。此外,贯通孔90a1的形状也可以代替圆形,为椭圆、长圆等其他形状,个数也可以为一个。
另外,贯通孔90a1形成为靠近从动侧壁体91b的腹侧91f的附近,即与背侧91g相比靠近腹侧91f,从而尽量位于外周侧,背侧91g与从动侧壁体91b的腹侧91f相对。
在从从动侧壁体91b的外周端部91e向外周侧(在图19中为逆时针方向),在从动侧端板90a形成有缺口90a2。即,从动侧端板90a在外周端部91e的外周侧发生欠缺。
在图20中,示出了从动侧涡旋部件90和驱动侧涡旋部件70的啮合状态。并且,在图21中,示出了沿图20的箭头B剖切的剖视图。从图21可知,由于设置有缺口90a2,从而从动侧端板90a的两侧的压缩室S1连通。此外,驱动侧壁体71b、72b形成为在设置有缺口90a2的区域中,升高与从动侧端板90a的厚度相当的尺寸,驱动侧壁体71b、72b的顶端彼此大致抵接。
与此相对,在未设置缺口90a2的情况下,将成为如图22所示那样的从动侧涡旋部件90和驱动侧涡旋部件70的啮合。在图23中,示出了沿图22的箭头C剖切的剖视图。从图23可知,在从动侧端板90a设置于从动侧壁体91b的外周端部91e的外周侧的情况下,压缩室S1、S1形成在从动侧端板90a的两侧,而成为分别独立的压缩室S1。
此外,比较图23和图21可知,本实施方式的图21能够使压缩室S1仅扩大与从动侧壁体91b的厚度相当的体积。由此,能够获得能够扩大压缩比这样的效果。
上述结构的双旋转涡旋型压缩机1进行如下动作。
当通过电机5使驱动轴6绕驱动侧旋转轴线CL1旋转时,与驱动轴6连接的第一驱动侧轴部7c也旋转,由此,驱动侧涡旋部件70绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。当驱动侧涡旋部件70旋转时,驱动力经由销环机构15而从各支持部件33、35向从动侧涡旋部件90传递,进而从动侧涡旋部件90绕从动侧旋转轴线CL2旋转。此时,销环机构15的销部件15b接触圆形孔的内周面并且移动,从而两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向进行自转运动。
当两涡旋部件70、90进行自转回旋运动时,从壳体3的吸入口吸入的空气从两涡旋部件70、90的外周侧被吸入,并且被收入到由两涡旋部件70、90形成的压缩室。然后,由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b形成的压缩室和由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b形成的压缩室分别被压缩。各个压缩室随着向中心侧移动而容积减少,伴随于此空气被压缩。由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b压缩后的空气穿过形成于从动侧端板90a的贯通孔90h,与由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b压缩后的空气合流,合流后的空气穿过排出端口72d,从壳体3的排出口3d向外部排出。排出后的压缩空气被导向未图示的内燃机,作为燃烧用空气使用。
根据本实施方式,获得以下的作用效果。
在从动侧端板90a中,在从动侧壁体91b的外周端部91e附近形成有贯通孔90a1、缺口90a2。由此,能够通过将形成于从动侧端板90a的两侧的压缩室S1连通起来而均压,并且在空气排出之前,在两侧的压缩室在排出贯通孔90h(参照图1)合流时能够减少阻碍排出的情况。
另外,通过两侧的压缩室S1的压力差,能够减少在涡旋部件70、90产生推力载荷的情况。
由于在从动侧壁体91b的外周端部91e附近形成贯通孔90a1、缺口90a2而使从动侧涡旋部件90的外周侧轻量化,因此能够减小从动侧涡旋部件90的旋转惯性力。尤其是,由于从动侧端板90a的两个表面面向压缩室,因此不能像驱动侧端板71a、72a那样进行减薄,因此通过贯通孔90a1、缺口90a2而变得轻量化是有效的。
由于使贯通孔90a1、缺口90a2位于从动侧壁体91b的外周端部91e附近,因此能够在压力上升至规定值以上之前进行均压从而减少再压缩。
通过使贯通孔90a1靠近从动侧壁体91b的腹侧91f附近形成,能够使贯通孔90a1尽量位于外周侧。由此,能够减小从动侧涡旋部件90的旋转惯性力。
此外,在上述的实施方式中,设定为设置贯通孔90a1和缺口90a2这两方的结构,但也可设定为采用它们中的任一方的结构。
另外,如图24所示,也可以即使在不设置如图19所示那样的缺口90a2,而在外周端部91e的外周侧设置从动侧端板90a的情况下,也在该领域形成贯通孔90a1。
[第十实施方式]
在以下,对本发明的第十实施方式进行说明。本实施方式的双旋转涡旋型压缩机的概略结构与使用图16进行说明了的第八实施方式大致相同,因此省略其说明。
<表面处理>
使用金属作为驱动侧涡旋部件70以及从动侧涡旋部件90的基本材料,具体地,使用铝合金、镁合金、铁系材料。由于当在驱动侧涡旋部件70以及从动侧涡旋部件90中使用同种材料时有可能会导致在滑动部产生发热胶着的情况,因此施加表面处理。例如使用非点解镍磷(Ni-P)镀覆作为表面处理。
在驱动侧涡旋部件70不施加表面处理。即,作为基本材料的金属露出到驱动侧涡旋部件70的表面。
另一方面,在从动侧涡旋部件90施加表面处理。具体而言,在至少与驱动侧涡旋部件70接触的区域施加表面处理。可是,在第一从动侧壁体91b及/或第二从动侧壁体92b中,在从第一从动侧壁体91b及/或第二从动侧壁体92b的涡卷绕结束起至π(rad)除以第一从动侧壁体91b或第二从动侧壁体92b的数量而得到的角度的范围内的外周侧不施加表面处理。在本实施方式中,当将各个从动侧壁体91b、92b的条数设为二时,在从卷绕结束起至π/2(=90°)的范围内的外周侧不施加表面处理。具体而言,如图25所示,在从从动侧壁体91b(92b)的卷绕结束起至90°的范围内(粗线所表示的范围内)不施加表面处理。该角度范围成为从动侧壁体91b(92b)的外周面(背侧面)不与对应的驱动侧壁体71b(72b)接触的区域。
在进行表面处理时,用夹具抓住上述的角度范围内(从从动侧壁体91b、92b的卷绕结束起至90°)的区域并将从动侧涡旋部件90固定于特定位置。在该状态下,进行非电解镀覆等处理。
上述结构的双旋转涡旋型压缩机1进行如下动作。
当通过电机5使驱动轴6绕驱动侧旋转轴线CL1旋转时,与驱动轴6连接的第一驱动侧轴部7c也旋转,由此,驱动侧涡旋部件70绕驱动侧旋转轴线CL1旋转。当驱动侧涡旋部件70旋转时,驱动力经由销环机构15而从各支持部件33、35向从动侧涡旋部件90传递,进而从动侧涡旋部件90绕从动侧旋转轴线CL2旋转。此时,销环机构15的销部件15b接触圆形孔的内周面并且移动,从而两涡旋部件70、90以同一角速度向相同方向进行自转运动。
当两涡旋部件70、90进行自转回旋运动时,从壳体3的吸入口吸入的空气从两涡旋部件70、90的外周侧被吸入,并且被收入到由两涡旋部件70、90形成的压缩室。然后,由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b形成的压缩室和由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b形成的压缩室分别被压缩。各个压缩室随着向中心侧移动而容积减少,伴随于此空气被压缩。由第一驱动侧壁体71b和第一从动侧壁体91b压缩后的空气穿过形成于从动侧端板90a的排出贯通孔90h,与由第二驱动侧壁体72b和第二从动侧壁体92b压缩后的空气合流,合流后的空气穿过排出端口72d,从壳体3的排出口3d向外部排出。排出后的压缩空气被导向未图示的内燃机,作为燃烧用空气使用。
根据本实施方式,获得以下的作用效果。
在驱动侧涡旋部件70不施加表面处理,在从动侧涡旋部件90中,在至少与驱动侧涡旋部件70接触的区域施加表面处理。由此,即使使用同种金属材料作为驱动侧涡旋部件70和从动侧涡旋部件90的基本材料,也能够避免发热胶着。另外,由于不是对第一驱动侧涡旋部71以及第二驱动侧涡旋部72这两者施加表面处理,而是仅在一个从动侧涡旋部件90施加表面处理就足够,因此能够降低成本。综上,能够在维持涡旋部件的耐久性的同时实现成本降低。
另外,当对第一驱动侧涡旋部71以及第二驱动侧涡旋部72这两者施加表面处理时,可能会导致分别通过表面处理所形成的膜厚不同的情况。当膜厚不同时,驱动侧端板71a(72a)与从动侧壁体91b、92b的顶端的间隙(顶端间隙)不同,可能会导致对压缩性能带来不利影响。与此相对,在一个从动侧涡旋部件90施加表面处理,从而能在同一条件下进行表面处理,因此能够使从动侧端板90a的两个表面的膜厚相等,并且能够高精度地管理顶端间隙。
在从从动侧壁体91b(92b)的涡旋末尾起至π(rad)除以设置于一方的端板的壁体的数量而得到的角度的范围内,从动侧壁体91b(92b)的外周侧(背侧)不与对应的驱动侧壁体71b(72b)接触。因此,由于不需要在该角度范围内施加表面处理,因此能够将该角度范围作为表面处理时的夹具的固定位置。具体而言,在表面处理时将夹具固定在该角度范围内并支承从动侧涡旋部件90。由此,能够稳定地支承从动侧涡旋部件90并施加表面处理。此外,不需要在上述整个角度范围内设置不施加表面处理的范围,只要将固定夹具的区域作为非表面处理区域即可。
此外,作为不施加表面处理的区域,也可以代替上述的角度范围,或与该角度范围一起,加上排出贯通孔90h的内周面。驱动侧壁体71b(72b)不与形成排出贯通孔90h的内周面接触。因此,由于不需要在排出贯通孔90h的内周面施加表面处理,因此能够将排出贯通孔90h的内周面作为表面处理时的夹具的固定位置。具体而言,在表面处理时使棒状的夹具穿过排出贯通孔90h并将夹具推到排出贯通孔90h的内周面上且固定而支承从动侧涡旋部件90。由此,能够稳定地支承从动侧涡旋部件90并施加表面处理。此外,不需要在整个排出贯通孔90h的内周面设置不施加表面处理的范围,只要将固定夹具的区域作为非表面处理区域即可。
此外,在上述的各实施方式中,将双旋转涡旋型压缩机作为增压器使用,但本发明并不限定于此,只要是对流体进行压缩的装置就能够广泛地使用,也能够作为例如在空调设备中使用的制冷剂压缩机使用。另外,也能够将本发明的涡旋型压缩机1作为铁路车辆用的制动系统应用于利用空气的力的空气控制装置。
符号说明
1、1A、1B、1C 双旋转涡旋型压缩机
3 壳体
3a 电机收纳部(第一壳体)
3b 涡旋收纳部(第二壳体)
3c 冷却翅片
3d 排出口
5 电机(驱动部)
5a 定子
5b 转子
6 驱动轴
11 第一驱动侧轴承
14 第二驱动侧轴承
14a 预载部件
15 销环机构(同步驱动机构)
15a 环部件
15b 销部件
17 后端轴承
30 凸缘部(紧固部)
31 螺栓(壁体固定部)
32 螺栓
33 第一支持部件
33a 第一支持部件用轴部
35 第二支持部件
35a 第二支持部件用轴部
37 第一支持部件用轴承(第一从动侧轴承)
38 第二支持部件用轴承(第二从动侧轴承)
70 驱动侧涡旋部件
71 第一驱动侧涡旋部
71a 第一驱动侧端板
71b 第一驱动侧壁体
71b1 键槽部
72 第二驱动侧涡旋部
72a 第二驱动侧端板
72b 第二驱动侧壁体
72c 第二驱动侧轴部
72d 排出端口
72e 卷绕结束部
73 凸缘部
74 键部件
90 从动侧涡旋部件
90a 从动侧端板
90h 贯通孔
91b 第一从动侧壁体
92b 第二从动侧壁体
CL1 驱动侧旋转轴线
CL2 从动侧旋转轴线
P 分割面
S1 压缩室

Claims (15)

1.一种双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,具备:
驱动侧涡旋部件,该驱动侧涡旋部件由驱动部驱动旋转,并且具有配置在驱动侧端板上的涡旋状的驱动侧壁体;
从动侧涡旋部件,在该从动侧涡旋部件中,与所述驱动侧壁体对应的涡旋状的从动侧壁体配置在从动侧端板上,并且通过该从动侧壁体与所述驱动侧壁体啮合来形成压缩空间;以及
同步驱动机构,该同步驱动机构从所述驱动侧涡旋部件向所述从动侧涡旋部件传递驱动力,以使所述驱动侧涡旋部件和所述从动侧涡旋部件以同一角速度向相同方向进行自转运动,
所述驱动侧涡旋部件具备:第一驱动侧涡旋部,该第一驱动侧涡旋部具有第一驱动侧端板和第一驱动侧壁体,并且由所述驱动部驱动;第二驱动侧涡旋部,该第二驱动侧涡旋部具有第二驱动侧端板和第二驱动侧壁体;以及壁体固定部,该壁体固定部在所述第一驱动侧壁体和所述第二驱动侧壁体的旋转轴向上的顶端互相面对的状态下进行固定,
所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于所述从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于所述从动侧端板的另一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合。
2.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
所述壁体固定部具备:键槽部,该键槽部分别设置于所述第一驱动侧壁体的顶端和所述第二驱动侧壁体的顶端;以及键部件,该键部件插入到该键槽部。
3.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
所述壁体固定部具备:槽部,该槽部设置于所述第一驱动侧壁体的顶端和所述第二驱动侧壁体的顶端中的任一方;以及凸部,该凸部设置于所述第二驱动侧壁体的顶端以及所述第一驱动侧壁体的顶端的另一方,并且插入到所述槽部。
4.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
所述从动侧涡旋部件具备:第一从动侧涡旋部,该第一从动侧涡旋部具有第一从动侧端板和第一从动侧壁体,该第一从动侧壁体设置于该第一从动侧端板的一侧面,并且与所述第一驱动侧壁体啮合;以及第二从动侧涡旋部,该第二从动侧涡旋部具有第二从动侧端板和第二从动侧壁体,该第二从动侧壁体设置于该第二从动侧端板的一侧面,并且与所述第二驱动侧壁体啮合,
所述第一从动侧端板以及所述第二从动侧端板的各自的另一侧面重叠并固定。
5.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
利用所述第一驱动侧涡旋部压缩并排出流体的时机和利用所述第二驱动侧涡旋部压缩并排出流体的时机不同。
6.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
在所述第二驱动侧涡旋部设置有排出端口,该排出端口将由该第二驱动侧涡旋部压缩后的流体与由第一驱动侧涡旋部压缩后的流体一起排出,
由所述第一驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力比由所述第二驱动侧涡旋部压缩后的流体的排出压力高。
7.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
所述第一驱动侧壁体的壁体高度比所述第二驱动侧壁体的壁体高度大。
8.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
在所述第二驱动侧涡旋部设置有排出端口,该排出端口将由该第二驱动侧涡旋部压缩后的流体与由第一驱动侧涡旋部压缩后的流体一起排出,
所述第一驱动侧壁体的壁体高度比所述第二驱动侧壁体的壁体高度小。
9.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,还具备:
第一支持部件,该第一支持部件与所述第一驱动侧端板空开间隔地配置,并且固定于所述第一从动侧壁体的轴向上的顶端侧而与所述第一从动侧壁体一起旋转;以及
第二支持部件,该第二支持部件与所述第二驱动侧端板空开间隔地配置,并且固定于所述第二从动侧壁体的轴向上的顶端侧而与所述第二从动侧壁体一起旋转,
所述第一驱动侧涡旋部以及所述第二驱动侧涡旋部由具有相同的线膨胀系数的材料构成,并且/或者,所述从动侧涡旋部件、所述第一支持部件以及所述第二支持部件由具有相同的线膨胀系数的材料构成。
10.如权利要求9所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
与所述第一驱动侧涡旋部以及所述第二驱动侧涡旋部所使用的材料相比,所述从动侧涡旋部件所使用的材料为比重较小的材料。
11.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
在所述从动侧端板中,在所述从动侧壁体的外周端部附近形成有贯通孔或缺口。
12.如权利要求11所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
所述贯通孔形成于靠近所述从动侧壁体的腹侧的位置。
13.如权利要求1所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
在所述驱动侧涡旋部件不施加表面处理,
在所述从动侧涡旋部件中,至少在与所述驱动侧涡旋部件接触的区域施加表面处理。
14.如权利要求13所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
绕所述驱动侧端板的中心具有规定角度间隔地配置有多个所述驱动侧壁体,
绕所述从动侧端板的中心具有规定角度间隔地配置有与各所述驱动侧壁体对应的数量的所述从动侧壁体,
在所述第一从动侧壁体及/或所述第二从动侧壁体中,在从该第一从动侧壁体及/或该第二从动侧壁体的卷绕结束起至π(rad)除以该第一从动侧壁体或该第二从动侧壁体的数量而得到的角度的范围的外周侧不施加所述表面处理。
15.如权利要求13或14所述的双旋转涡旋型压缩机,其特征在于,
在所述从动侧端板的中央设置有贯通孔,
在形成该贯通孔的内周面不进行所述表面处理。
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