CN110073106B - 涡旋式流体机械和车辆 - Google Patents

Abstract

涡旋式流体机械(10)具有：壳体(15)；固定涡旋盘(20)，其固定到壳体；以及可动涡旋盘(30)，其配置于在壳体与固定涡旋盘之间形成的空间(S)，并且一边与固定涡旋盘接触一边旋转。通过使可动涡旋盘相对于固定涡旋盘相对动作，从而作用于在固定涡旋盘与可动涡旋盘之间形成的作用室(11)内的流体。涡旋式流体机械设置有流调整构件(50)，该流调整构件(50)包括位于可动涡旋盘的与固定涡旋盘相接的平面(sfb)的延长上且沿着与平面(sfb)非平行的方向延伸的遮蔽板部(55)。

Description

涡旋式流体机械和车辆

技术领域

本发明涉及一种耐久性优异的涡旋式流体机械和具有该涡旋式流体机械的车辆。

背景技术

如例如JPH7-208353A所公开那样，在涡旋式流体机械中，在固定涡旋盘的涡旋状涡旋齿(日文：ラップ)与可动涡旋盘的涡旋状涡旋齿之间形成有作用室。若可动涡旋盘相对于固定涡旋盘回转，则作用室一边移动一边逐渐缩小其容积，从而流体被压缩。此时，可动涡旋盘与固定涡旋盘接触，可动涡旋盘与固定涡旋盘之间能被密闭。其结果，在JPH7-208353A所示的例子中，流体被从位于外周部的入口抽吸，并且压缩流体被从位于中心部的出口排出。

然而，产生了设置到涡旋状涡旋齿的顶端的顶端密封材料提前劣化这样的问题。该问题对于在周边尘埃较多的环境下使用了以往的涡旋式流体机械的情况更加显著。例如，被用作搭载于铁道车辆的空气压缩机的涡旋式流体机械在市区、田园地区、山林地区等铁道车辆行驶的屋外的各种环境下使用。因而，与在特定的室内使用的情况相比，涡旋式流体机械被使用在尘埃更多的环境下。

对顶端密封材料的提前劣化的原因进行了调查，结果确认了如下内容：周边的尘埃透过固定涡旋盘与可动涡旋盘之间的接触部位而向作用室内流入，该尘埃被咬入顶端密封材料与各涡旋盘之间，使顶端密封材料由于磨损而劣化。

发明内容

本发明的目的在于有效地防止涡旋式流体机械的周边的尘埃向作用室内流入。

本发明的第1涡旋式流体机械具备：

固定涡旋盘；

可动涡旋盘，其与所述固定涡旋盘相对配置，并相对于所述固定涡旋盘移动；以及

流调整构件，其对从外部朝向所述固定涡旋盘和所述可动涡旋盘相对的区域的外周部的气流进行限制。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述可动涡旋盘一边与所述固定涡旋盘接触一边相对移动，所述流调整构件设置于所述可动涡旋盘的与所述固定涡旋盘接触的面的延长上。

也可以是，本发明的第1涡旋式流体机械还具备与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，本发明的第1涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，所述流调整构件设置于所述流入口或设置于所述流入口与所述可动涡旋盘之间。

也可以是，本发明的第1涡旋式流体机械还具备与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，本发明的第1涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，所述流调整构件设置于所述流入口或与所述流入口相对地设置。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，

所述可动涡旋盘具有基座板部，该基座板部具有：包括与所述固定涡旋盘接触的所述面的第1面和朝向与所述第1面相反的一侧的第2面，

在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上，所述流调整构件的一个端部位于比所述面靠所述固定涡旋盘那一侧的位置，所述流调整构件的另一个端部位于比所述第2面远离所述固定涡旋盘的那一侧的位置。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，

所述可动涡旋盘还具备从所述基座板部的所述第2面延伸出来的散热片，

在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的所述方向上，所述流调整构件的另一个端部位于所述第2面与所述散热片的最远离所述基座板部的顶端之间。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述流调整构件具有：遮蔽板部，其沿着与所述面非平行的方向延伸；和延长部，其从所述遮蔽板部朝向所述可动涡旋盘延伸出来。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，

在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的所述方向上，所述延长部位于所述第2面与所述散热片的最远离所述基座板部的顶端之间。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述延长部的与连接于所述遮蔽板部的一侧相反的侧的缘部具有弧状的轮廓。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述遮蔽板部和所述延长部由弯曲的金属制板形成。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述遮蔽板部跨90°以上的角度范围、优选跨180°以上的角度范围、进一步优选跨270°的角度范围、最优选跨360°从周围包围所述可动涡旋盘。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述流调整构件设置于所述固定涡旋盘。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述流调整构件设置于所述可动涡旋盘。

在本发明的第1涡旋式流体机械中，也可以是，所述流调整构件(导流构件)在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上向远离所述固定涡旋盘的朝向从所述可动涡旋盘延伸出来。

也可以是，本发明的第1涡旋式流体机械还具备与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，

所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，

本发明的第1涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

所述流调整构件(导流构件)以在将所述流入口和所述流出口连结的方向上远离所述流入口而接近所述流出口的方式从所述可动涡旋盘延伸出。

本发明的第1涡旋式流体机械还具备与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，

所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，

本发明的第1涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

所述流调整构件(导流构件)将从所述流入口朝向所述流出口的冷却用流体的流动引导成，在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上远离所述固定涡旋盘。

也可以是，本发明的第1涡旋式流体机械还具备与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，

所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，

本发明的第1涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

第1流调整构件位于所述流入口与第2流调整构件(导流构件)之间，

第2流调整构件(导流构件)位于第1流调整构件与所述流出口之间。

本发明的第2涡旋式流体机械具备：

固定涡旋盘；

可动涡旋盘，其与所述固定涡旋盘相对配置，并相对于所述固定涡旋盘移动；以及

流调整构件(导流构件)，其以在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上远离所述固定涡旋盘的方式从所述可动涡旋盘延伸出来。

本发明的第3涡旋式流体机械具备：

固定涡旋盘；

和可动涡旋盘，其与所述固定涡旋盘相对配置，并相对于所述固定涡旋盘移动，

本发明的第3涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

该涡旋式流体机械还具备流调整构件(导流构件)，该流调整构件(导流构件)将从所述流入口朝向所述流出口的冷却用流体的流动引导成在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上远离所述固定涡旋盘。

在本发明的第1涡旋式流体机械～第3涡旋式流体机械中，也可以是，

所述可动涡旋盘具有：基座板部，其具有包括与所述固定涡旋盘接触的所述面的第1面和与所述第1面相对的第2面；和可动涡旋齿，其从所述基座板部的所述第1面向所述固定涡旋盘的一侧延伸出来，

所述流调整构件(导流构件)从所述基座板部的所述第2面延伸出。

在本发明的第1涡旋式流体机械～第3涡旋式流体机械中，也可以是，

该第1涡旋式流体机械～第3涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

从所述流调整构件(导流构件)到所述流出口的距离比从所述流调整构件(导流构件)到所述流入口的距离短。

本发明的第4涡旋式流体机械具备：

固定涡旋盘；以及

可动涡旋盘，其一边与所述固定涡旋盘接触一边旋转，

本发明的第4涡旋式流体机械设置有流调整构件，该流调整构件位于所述可动涡旋盘的与所述固定涡旋盘相接的平面的延长上，并与所述平面非平行地延伸，

所述遮蔽板部跨90°以上的角度范围、优选跨180°以上的角度范围、进一步优选跨270°的角度范围、最优选跨360°从周围包围所述可动涡旋盘。

在本发明的第1涡旋式流体机械或第4涡旋式流体机械中，也可以是，所述遮蔽板部与所述壳体分体地设置。

也可以是，本发明的第1涡旋式流体机械～第4涡旋式流体机械是铁道车辆所使用的空气压缩机。

本发明的车辆具备：

车辆主体；

和本发明的第1涡旋式流体机械～第4涡旋式流体机械中的任一者，其搭载于所述车辆主体。

根据本发明，能够通过有效地防止尘埃向涡旋式流体机械的作用室内的流入，从而有效地抑制顶端密封材料的劣化。

附图说明

图1是用于说明本发明的一实施方式的图，且是表示涡旋式流体机械的立体图。

图2是图1所示的涡旋式流体机械的纵剖视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是以将壳体和驱动机构去除了的状态表示图1所示的涡旋式流体机械的立体图。

图5是以将壳体和驱动机构去除了的状态从轴向表示图1所示的涡旋式流体机械的俯视图。

图6是表示图1所示的涡旋式流体机械的固定涡旋盘的立体图。

图7是与图2相对应的图，且是用于说明流调整构件的一变形例的图。

图8是与图5相对应的图，且是用于说明流调整构件的另一变形例的图。

图9是与图2相对应的图，且是用于说明图8所示的变形例的图。

图10是与图2相对应的图，且是用于说明涡旋式流体机械的一变形例的图。

图11是与图2相对应的图，且是用于说明涡旋式流体机械的另一变形例的图。

图12是用于说明涡旋式流体机械的一适用例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。此外，在本案说明书所附的附图中，为了易于图示和理解，将比例尺和纵横的尺寸比等相对于实物等适当变更并夸张。

图1～图6是用于说明本发明的一实施方式的图。其中的图1和图2是用于说明涡旋式流体机械的整体的结构的图。如图1和图2所示，涡旋式流体机械10包括固定涡旋盘20和可动涡旋盘30作为主要的构成要素，通过固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对动作，能够给流体带来作用。图示的涡旋式流体机械10除了包括固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之外，还包括壳体15和驱动机构40。如图2所示，固定涡旋盘20借助紧固件13与壳体15固定。可动涡旋盘30配置于由壳体15和固定涡旋盘20形成的空间S内。可动涡旋盘30沿着由驱动机构40划分形成的轴向ad与固定涡旋盘20面对。在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间形成有作用室11。在该涡旋式流体机械10中，若可动涡旋盘30相对于固定涡旋盘20相对移动，则能够给作用室11内的流体带来作用。

以下，对涡旋式流体机械10的各要素进行说明。首先，主要参照图2、图3以及图6对固定涡旋盘20进行说明。此外，图3是图2的局部放大图，图6是表示涡旋式流体机械10中的固定涡旋盘20的立体图。

如图2和图3所示，固定涡旋盘20具有基座板部21，基座板部21具有大致圆板状的外形。在基座板部21的周缘设有环状壁部22。环状壁部22在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的方向上，换言之在涡旋式流体机械10的轴向ad上从基座板部21朝向可动涡旋盘30的侧延伸出。固定涡旋盘20的环状壁部22使用紧固件13而固定于壳体15。

如图6所示，该环状壁部22形成有与可动涡旋盘30面对的面(接触面、相对面)sfa。在图示的例子中，面sfa成为平面。面sfa在涡旋式流体机械10的运转中与可动涡旋盘30接触。并且，在面sfa形成有周状(特别是圆周状)的槽25。如图2和图3所示，在槽25配置有施力部件46和防尘密封构件47。严格来说，防尘密封构件47与可动涡旋盘30接触。施力部件46沿着轴向ad按压防尘密封构件47而使防尘密封构件47与可动涡旋盘30抵接。能够利用被施力部件46施力后的防尘密封构件47使固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间密闭。

如图2、图3和图6所示，在由基座板部21的环状壁部22围成的区域中设有固定涡旋齿23。固定涡旋齿23在从涡旋式流体机械10的轴向ad的观察中是沿着涡旋状的路径竖立设置的壁部。固定涡旋齿23在涡旋式流体机械10的轴向ad上从基座板部21朝向可动涡旋盘30的侧延伸出。如图3所示，在固定涡旋齿23的顶端设有顶端密封材料23a。顶端密封材料23a与可动涡旋盘30接触。顶端密封材料23a由橡胶、树脂等密闭性优异的材料形成，而使固定涡旋齿23与可动涡旋盘30之间密闭。

如图2所示，在基座板部21设有贯通孔。贯通孔形成了使作用室11与外部连通的入口11a和出口11b。在图示的例子中，入口11a形成于沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的外周部，出口11b形成于沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的中心部。

而且，如图2所示，在基座板部21的与设有固定涡旋齿23的一侧相反的一侧设有散热片24、罩材26以及侧壁部27。罩材26形成为板状，与基座板部21相对配置。在基座板部21与罩材26之间设有一对侧壁部27。各侧壁部27沿着涡旋式流体机械10的轴向ad延伸而将基座板部21和罩材26连结。由基座板部21、罩材26以及一对侧壁部27形成了在两端形成有流入口Sa2和流出口Sb2的筒状的流路。来自随后论述的送出机构70的冷却用流体在该流路穿过。在处于流路内的基座板部21与罩材26之间设有多个散热片24。散热片24在基座板部21与罩材26之间沿着涡旋式流体机械10的轴向ad延伸。

接着，对可动涡旋盘30进行说明。配置到空间S内的可动涡旋盘30一边与固定涡旋盘20接触一边旋转。如图2和图3所示，可动涡旋盘30具有与固定涡旋盘20面对地配置的基座板部31。基座板部31具有朝向固定涡旋盘20侧的第1面31a和朝向与固定涡旋盘20侧相反的一侧的第2面31b。

在基座板部31的第1面31a的面对作用室11的区域形成有可动涡旋齿33。可动涡旋齿33在从涡旋式流体机械10的轴向ad的观察中是沿着涡旋状的路径竖立设置的壁部，具有与固定涡旋齿23互补的结构。可动涡旋齿33在涡旋式流体机械10的轴向ad上从基座板部31朝向固定涡旋盘20的一侧延伸出。如图3所示，在可动涡旋齿33的顶端设有顶端密封材料33a。顶端密封材料33a与固定涡旋盘20接触。顶端密封材料33a由橡胶、树脂等密闭性优异的材料形成，而使可动涡旋齿33与固定涡旋盘20之间密闭。

在基座板部31的第1面31a的、设有可动涡旋齿33的区域的外周区域形成有周状的面sfb(接触面)。在图示的例子中，面sfb成为平面。可动涡旋盘30的面sfb在涡旋式流体机械10的运转中与上述的固定涡旋盘20的面sfa接触，使固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间密闭。严格来说，可动涡旋盘30的面sfb在涡旋式流体机械10的运转中与在固定涡旋盘20的面sfa设置的防尘密封构件47接触。

另一方面，如图2、图4以及图5所示，在基座板部31的第2面31b设有散热片34和连结毂35。散热片34和连结毂35从第2面31b沿着轴向ad延伸出。

接着，对驱动机构40进行说明。驱动机构40是使可动涡旋盘30相对于固定涡旋盘20相对动作的机构。在本实施方式中，驱动机构40在与涡旋式流体机械10的轴向ad正交的面内使可动涡旋盘30相对于固定涡旋盘20相对摆动。可动涡旋盘30被驱动机构40驱动，而相对于固定涡旋盘20平移移动、特别是沿着圆周路径平移移动。

驱动机构40具有：电动机41，其用于输出转矩；以及转换机构42，其用于将从电动机41输出来的旋转动作转换成沿着圆周轨道的平移运动。转换机构42能够采用各种公知的结构，例如上述的专利文献(JPH7-208353A)所公开的结构等。在图2所示的例子中，转换机构42具有被电动机41驱动而旋转的曲轴43和固定到可动涡旋盘30的连结毂35内的轴承44。曲轴43具有：第1轴部43a，其配置于电动机41的旋转轴线ra上，由电动机41驱动而旋转；以及第2轴部43b，其划分形成相对于旋转轴线ra偏心的偏心轴线ea。第2轴部43b保持于轴承44。若第1轴部43a被驱动而旋转，则第2轴部43b在以旋转轴线ra为中心的圆周轨道上移动，圆周轨道的半径与从旋转轴线ra到偏心轴线ea的偏心量一致。此时，可动涡旋盘30能够借助轴承44相对于第2轴部43b以偏心轴线ea为中心旋转。根据这样的结构，可动涡旋盘30能够利用从电动机41输出的旋转而相对于固定涡旋盘20摆动。此外，省略图示，但用于限制可动涡旋盘30相对于固定涡旋盘20的旋转的机构，例如曲轴等也可以另外设置。

此外，涡旋式流体机械10的轴向ad由电动机41的旋转轴线ra划分形成。涡旋式流体机械10的轴向ad是与电动机41的旋转轴线ra平行的方向，在图示的例子中，也成为与偏心轴线ea平行的方向。固定涡旋盘20和可动涡旋盘30在涡旋式流体机械10的轴向ad上面对。

上述的构成要素中，壳体15、固定涡旋盘20以及可动涡旋盘30由具有较高的强度并且耐热性优异的金属制作。在金属中，也特别是铝或铝合金具有轻量且散热性优异这样的优点。另一方面，施力部件46由材料自身具有弹性的构件、基于形状而具有弹性的构件等构成。在图3所示的例子中，施力部件46由橡胶制的管构成。防尘密封构件47由在其与可动涡旋盘30的面sfb之间发挥较高的密闭性的且具有耐磨性的材料，例如橡胶、树脂等形成。

在由以上的结构构成的涡旋式流体机械10中，若利用驱动机构40使可动涡旋盘30相对于固定涡旋盘20摆动旋转，则在作用室11内，固定涡旋齿23和可动涡旋齿33在沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的各区域中沿着与轴向ad正交的径向rd反复接近和远离。由此，在作用室11内，沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径进行作为内部介质的作用流体的压缩或流体的膨胀。在图示的例子中，空气被从沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的外周部朝向中心部压缩。在沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的中心部中获得压力提高了的空气，并从出口11b向外部供给。并且，空气被从位于沿着固定涡旋齿23的涡旋状路径的外周部的入口11a抽吸。即，在图示的例子中，涡旋式流体机械10作为压缩机发挥功能。

此外，在涡旋式流体机械10的运转中，在处于可动涡旋盘30与固定涡旋盘20之间的作用室11内，在图示的例子中，起因于作为空气的作用流体被压缩而产生发热现象。由于其发热，特别是固定涡旋盘20和可动涡旋盘30被加热。若固定涡旋盘20和可动涡旋盘30被加热，则产生热变形，固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的密闭可能变得不充分。

因此，设置有用于朝向涡旋式流体机械10送出冷却用流体cf的送出机构70。冷却用流体cf通过与固定涡旋盘20和可动涡旋盘30的散热片24、34之间进行换热，能够高效地冷却涡旋式流体机械10。尤其是，如图1和图2所示，在涡旋式流体机械10设有通向空间S的流入口Sa和流出口Sb。另外，在固定涡旋盘20，利用基座板部21、罩材26以及一对侧壁部27形成了在两端形成有流入口Sa2和流出口Sb2的筒状的流路。来自送出机构70的冷却用流体cf被向流入口Sa和流入口Sa2导入。从流入口Sa流入到空间S内的冷却用流体cf穿过流出口Sb而从空间S内流出。在空间S内穿过的冷却用流体cf能够高效地冷却可动涡旋盘30。从流入口Sa2流入到固定涡旋盘20内的流路的冷却用流体cf穿过流出口Sb2而从固定涡旋盘20内的流路流出。穿过固定涡旋盘20内的流路的冷却用流体cf能够高效地冷却固定涡旋盘20。

作为从送出机构70朝向涡旋式流体机械10供给的冷却用流体cf，能够选择各种流体。不过，出于装置结构的简化、涡旋式流体机械10的运转成本的降低等观点考虑，优选将存在于涡旋式流体机械10的周围的空气用作冷却用流体cf。此时，送出机构70构成为鼓风机。另外，也可以是，在送出机构70与涡旋式流体机械10的流入口Sa之间设置有管道等，仅向涡旋式流体机械10的内部空间S供给冷却用流体cf。作为另一个例子，也可以是，送出机构70向涡旋式流体机械10的内部空间S和外表面这两者供给冷却用流体cf。

不过，作为压缩机发挥功能的涡旋式流体机械被各种领域、铁道车辆或汽车等交通工具所使用。不过，对于在周边尘埃较多的环境下使用了以往的涡旋式流体机械的情况，产生了设置到涡旋齿的顶端的顶端密封材料(也被称为端密封)提前劣化这样的问题。例如，被用作搭载于铁道车辆的空气压缩机的涡旋式流体机械在市区、田园地区、山林地区等铁道车辆行驶的屋外的各种环境下使用。与在特定的室内使用的情况相比，这样的涡旋式流体机械被使用在尘埃更多的环境下。另外，环境随着铁道车辆的运行地区、时期而变化，因此，也难以取得恒久的对策。另一方面，这样的空冷式的涡旋式流体机械是与向作用室内注入冷却油的供油式不同的无供油式，即使在一定期间不实施维护也可，这成为其较大的优点。因而，在尘埃较多的环境下的使用时的顶端密封材料的提前劣化成为妨碍涡旋式流体机械的普及的深刻的理由。

本件发明人等对顶端密封材料的提前劣化的原因进行了调查，结果确认到如下内容：周边的尘埃等异物透过固定涡旋盘与可动涡旋盘之间的接触部位而向作用室内流入，该异物被咬入顶端密封材料与各涡旋盘之间，使顶端密封材料由于磨损而劣化。进一步施加了研究的结果，也确认到如下内容：用于冷却涡旋盘的冷却用流体的一部分朝向固定涡旋盘与可动涡旋盘之间的间隙，朝向该间隙的冷却用流体将尘埃向作用室内引导。这样的确认结果也与上述问题在尘埃较多的环境下变得更显著的现象一致。

并且，对本实施方式的涡旋式流体机械10进行了用于应对这样的问题的研究。即，根据该涡旋式流体机械10，能够有效地防止尘埃等异物向作用室11内流入。由此，能够有效地抑制作用室11内的构成构件的劣化，即使对于在尘埃较多的环境下的使用，也能够降低涡旋式流体机械10的检修维修的频率，进而实现涡旋式流体机械10的长寿命化。这样的作用效果对设想了在长期间内不实施分解维修的无供油型的涡旋式流体机械特别有用。另外，能起到这样的作用效果的涡旋式流体机械特别适合于使用环境变化的铁道车辆、卡车、公共汽车、高处作业车等作业车辆。以下，对其研究进行说明。

如图1、图2、图4以及图5所示，涡旋式流体机械10还具有流调整构件(流调整部件)50。该流调整构件50对从外部朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的区域的外周部的气流进行限制。即，流调整构件50进行这样的限制：针对从外部向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的区域中的包围作用室的外周部、且固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的间隙开口的部分进入的流体，减少流量、降低流速，该外部处于该部分的与所述作用室的一侧相反的一侧。

在图示的例子中，流调整构件50配置于流入口Sa或与流入口Sa相对。流调整构件50设置于流入口Sa或设置于流入口Sa与可动涡旋盘30之间。流调整构件50对冷却用流体cf的流动进行调整，以防止从送出机构70送出的冷却用流体cf直接向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙流入。所谓的限制气流包括利用流调整构件50使向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙进入的冷却用流体cf的流速降低或减少向该间隙进入的冷却用流体cf的流量等。通过如此利用流调整构件50对朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的气流进行限制，能够减少向作用室11内流入的尘埃的量。

如图1清楚地表示那样，流调整构件50具有安装片51、遮蔽板部55以及延长部59作为具体的结构。其中的安装片51是为了将流调整构件50固定于壳体15、固定涡旋盘20或可动涡旋盘30而使用的。在图1所示的例子中，通过将紧固件52贯穿安装片51而固定于壳体15，从而使流调整构件50相对于壳体15被支承于预定的位置。另一方面，遮蔽板部55和延长部59是对从送出机构70送出的冷却用流体cf的流动进行调整的部位。

在图示的例子中，流调整构件50是通过使一张金属制板弯曲而构成的。流调整构件50使用与壳体15、固定涡旋盘20或可动涡旋盘30相同的材料，例如相同的铝或铝合金而形成。通过利用与壳体15、固定涡旋盘20或可动涡旋盘30相同的材料形成流调整构件50，能够有效地减小壳体15、涡旋盘20、30与流调整构件50之间的热膨胀差，有效地抑制流调整构件50的热变形。

接着，对遮蔽板部55进行说明。如图2所示，遮蔽板部55位于可动涡旋盘30的与固定涡旋盘20接触的面sfb的延长上。遮蔽板部55与可动涡旋盘30的面sfb非平行地延伸。因而，遮蔽板部55能够使从送出机构70送出的冷却用流体cf的行进方向自固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙反过来。

在图示的例子中，可动涡旋盘30的面sfb成为沿着与轴向ad正交的径向rd扩展的平面。并且，遮蔽板部55沿着与可动涡旋盘30的面sfb垂直的方向扩展。从高效地冷却可动涡旋盘30的观点考虑，优选使连结流入口Sa和流出口Sb的方向为如图2所示的例子那样沿着径向rd。在如此设有流入口Sa的情况下，冷却用流体的一部分cfx如在图2中以虚线箭头所示那样沿着与可动涡旋盘30的面sfb平行的方向流动且朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的间隙。利用沿着与面sfb垂直的方向扩展的遮蔽板部55，能够极其有效地使这样的冷却用流体cfx的行进方向自固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙反过来。

另外，如图2所示，遮蔽板部55不仅从径向rd面对可动涡旋盘30的面sfb、也从径向rd面对固定涡旋盘20的面(相对面)sfa。换言之，遮蔽板部55配置于从径向rd覆盖固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙的位置。利用这样的遮蔽板部55，能够从径向rd有效地遮蔽固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的间隙。由此，能够有效地防止异物向作用室11的流入。

而且，如图2所示，在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的方向(也就是说，轴向)ad上，遮蔽板部55的第1端部(一个端部)55a比可动涡旋盘30的面sfb向固定涡旋盘20那一侧延伸，遮蔽板部55的第2端部(另一个端部)55b比基座板部31的第2面31b向远离固定涡旋盘20的那一侧延伸。也就是说，在包围可动涡旋盘30的周向上的至少一部分的区域中，遮蔽板部55配置于从径向rd在可动涡旋盘30的基座板部31的整个厚度的范围内覆盖该可动涡旋盘30的基座板部31的位置。根据这样的遮蔽板部55，不仅只使冷却用流体cf的行进方向从固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的间隙反过来，也能够向基座板部31的第2面31b那一侧引导冷却用流体cf的行进方向。由此，能够进一步有效地防止异物向作用室11的流入。

特别是在图示的例子中，在基座板部31的第2面31b设有散热片34。并且，如图2所示，在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的轴向ad上，遮蔽板部55的第2端部55b位于第2面31b与散热片34的最远离基座板部31的顶端34a之间。其结果，行进方向被遮蔽板部55反过来的冷却用流体cf变为朝向可动涡旋盘30的散热片34，能够有效地抑制异物向作用室11内的进入并且高效地进行可动涡旋盘30的冷却。

接着，对延长部59进行说明。如图2和图4所示，延长部59从遮蔽板部55朝向可动涡旋盘30延伸出。此外，图4是以将壳体15和驱动机构40去除了的状态表示涡旋式流体机械10的立体图。在图示的例子中，延长部59从遮蔽板部55的第2端部55b延伸出。延长部59形成为板状，沿着与轴向ad垂直的径向rd扩展。即，延长部59在与遮蔽板部55扩展的面垂直且与可动涡旋盘30的面sfb平行的面上扩展。通过设置延长部59，朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的间隙的冷却用流体cf通过在延长部59迂回，从而使流速大幅度降低，另外，冷却用流体cf朝向该间隙的流入量自身也大幅度减少。

如图2所示，在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的轴向ad上，延长部59位于可动涡旋盘30的散热片34的顶端34a与基座板部31的第2面31b之间。其结果，行进方向被延长部59调整后的冷却用流体cf变为朝向可动涡旋盘30的散热片34，能够有效地抑制异物向作用室11内的进入并且高效地进行可动涡旋盘30的冷却。

而且，如图5所示，延长部59的与连接于遮蔽板部55的一侧相反的侧的缘部59a具有弧状的轮廓。在此，图5是以将壳体15和驱动机构40去除了的状态从轴向ad表示涡旋式流体机械10的俯视图。通过使延长部59的远离遮蔽板部55的一侧的缘部59a具有弧状的轮廓，能够将延长部59配置于接近可动涡旋盘30的位置，并能够使可动涡旋盘30与延长部59之间变窄。在该情况下，能够更有效地减少冷却用流体cf的朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的间隙的流量，另外，能够使冷却用流体cf朝向该间隙的流速更有效地降低。特别是在图5所示的例子中，延长部59的缘部59a的轮廓沿着以电动机41的旋转轴线ra为中心的圆弧，即，与可动涡旋盘30所描绘的平移运动的圆周轨道同心的圆弧。根据包含这样的轮廓的缘部59a，可将延长部59更接近可动涡旋盘30地配置。

在以上说明了的一实施方式中，涡旋式流体机械10具有固定涡旋盘20和一边与固定涡旋盘20接触一边移动的可动涡旋盘30。而且，该涡旋式流体机械10具有用于调整冷却用流体cf的流动的流调整构件50。流调整构件50(遮蔽板部55)对朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的气流进行限制。也就是说，流调整构件50对从外部朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的区域的外周部的气流进行限制。根据这样的涡旋式流体机械10，能够有效地防止大量的冷却用流体cf以高压或高速流入固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位。由此，能够有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入，作为结果，能够有效地避免由于与尘埃之间的摩擦而使涡旋盘20、30的涡旋齿23、33的顶端密封材料23a、33a提前劣化。因而，使顶端密封材料23a、33a的长寿命化成为可能，并可降低涡旋式流体机械10的分解维修的频率。这样的流调整构件50对于期待着在比较长的期间内无需分解维修的无供油型的涡旋式流体机械10特别有用。

另外，在上述的一实施方式中，流调整构件50(遮蔽板部55)位于可动涡旋盘30的与固定涡旋盘20接触的面sfb的延长上。流调整构件50(遮蔽板部55)沿着与面sfb非平行的方向延伸。根据这样的涡旋式流体机械10，流调整构件50能够从与滑动接触面sfb平行的方向遮蔽固定涡旋盘20和可动涡旋盘30间的部位。由此，能够更有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入。

另外，在上述的一实施方式中，涡旋式流体机械10还具有壳体15，在该壳体15与固定涡旋盘20之间形成用于配置可动涡旋盘30的空间S。并且，设有通向空间S的冷却用流体cf的流入口Sa和流出口Sb。流调整构件50配置于流入口Sa或与流入口Sa相对。因而，这样的流调整构件50与可动涡旋盘30接近地配置，能够更有效地防止尘埃向作用室11内的流入。

另外，流调整构件50设置于流入口Sa或设置于流入口Sa与可动涡旋盘30之间。根据这点，流调整构件50也与可动涡旋盘30接近地配置，能够更有效地防止尘埃向作用室11内的流入。

而且，在上述的一实施方式中，可动涡旋盘30具有基座板部31，该基座板部31具有：第1面31a，其与作用室11面对，包括面sfb；和第2面31b，其朝向与作用室相反的一侧。在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的轴向ad上，遮蔽板部55(流调整构件50)的一个端部(第1端部)55a比面sfb向固定涡旋盘20那一侧延伸，遮蔽板部55的另一个端部(第2端部)55b比第2面31b向远离固定涡旋盘20那一侧延伸。即，在包围可动涡旋盘30的周向上的至少一部分的区域中，遮蔽板部55从径向rd在基座板部31的整个厚度的范围内覆盖该基座板部31。根据这样的涡旋式流体机械10，利用流调整构件50的遮蔽板部55不仅能够从与面sfb平行的方向遮蔽固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的接触部位，也能够将冷却用流体cf向基座板部31的第2面31b那一侧引导。由此，能够更有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入。

而且，在上述的一实施方式中，可动涡旋盘30还具有从基座板部31的第2面31b延伸出来的散热片34。在轴向ad上，遮蔽板部55(流调整构件50)的另一个端部55b位于第2面31b与散热片34的最远离基座板部31的顶端34a之间。根据这样的涡旋式流体机械10，利用流调整构件50的遮蔽板部55不仅能够从与面sfb平行的方向遮蔽固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的接触部位，也能够将冷却用流体cf向设置到基座板部31的第2面31b那一侧的散热片34引导。由此，能够更有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入，而且，能够促进可动涡旋盘30的冷却。由于可动涡旋盘30的冷却被促进，能够有效地抑制起因于可动涡旋盘30的热变形的在固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的泄漏。

而且，在上述的一实施方式中，流调整构件50还具有：遮蔽板部55，其沿着与面sfb非平行的方向延伸；和延长部59，其从遮蔽板部55朝向固定涡旋盘20延伸出来。根据这样的涡旋式流体机械10，冷却用流体cf只要不在延长部59迂回，就无法到达固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间。能够利用该延长部59更有效地防止冷却用流体cf向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入。另外，由此，能够使向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入的冷却用流体cf的流速大幅度地降低，另外，能够使向该部位流入的冷却用流体cf的流量大幅度地减少。由此，能够更有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入。

而且，在上述的一实施方式中，在轴向ad上，延长部59位于最远离散热片34的顶端34a与基座板部31的第2面31b之间。根据这样的涡旋式流体机械10，能够更有效地防止冷却用流体cf向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入，并且，能够更可靠地将冷却用流体cf向设置到基座板部31的第2面31b那一侧的散热片34引导。因而，能够更有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入，而且，能够促进可动涡旋盘30的冷却。

而且，在上述的一实施方式中，延长部59的与连接于遮蔽板部55的一侧相反的侧的缘部59a具有弧状的轮廓。这样的延长部59能够延伸到可相对于固定涡旋盘20相对摆动的可动涡旋盘30的附近。因而，能够进一步有效地防止冷却用流体cf向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入，并且能够更可靠地将冷却用流体cf向设置到基座板部31的第2面31b那一侧的散热片34引导。

而且，在上述的一实施方式中，遮蔽板部55和延长部59能由弯曲的金属制板形成。这样的流调整构件50具有简易的结构，能够廉价地制造。另外，在通常的涡旋式流体机械10中，固定涡旋盘20、可动涡旋盘30、壳体15是金属制的，金属制的流调整构件50难以与它们产生热膨胀差。因而，能够有效地防止流调整构件50的热变形，由此，流调整构件50能够稳定地发挥所期待的功能。

如图12所示，以上说明了的涡旋式流体机械10将在车辆1中用作空气压缩机作为一个例子。作为车辆1，以铁道车辆的例子进行说明，但并不限于此，也可适用于卡车、公共汽车、高处作业车等作业车辆。图12所示的车辆1具有车辆主体5和搭载到车辆主体5的涡旋式流体机械10。

此外，可对上述的一实施方式施加各种变更。以下，一边参照附图一边对变形的一个例子进行说明。在以下的说明和以下的说明所参照的附图中，对于能与上述的一实施方式同样地构成的部分，使用与上述的一实施方式中的相对应的部分所使用了的附图标记相同的附图标记，并且省略重复的说明。

在上述的一实施方式中，示出了流调整构件50的遮蔽板部55与轴向ad平行地延伸的例子，但并不限于该例子。例如，如图7所示，遮蔽板部55也可以沿着相对于轴向ad倾斜的方向延伸。图7所示的遮蔽板部55位于可动涡旋盘30的面sfb的延长线上，且沿着与面sfb非平行的方向延伸。因而，利用该流调整构件50的遮蔽板部55也能够与上述的一实施方式同样地从与面sfb平行的方向遮蔽固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的接触部位，能够有效地防止异物向作用室11内的流入。另外，图7所示的遮蔽板部55的第1端部55a在轴向ad上位于比可动涡旋盘30的面sfb靠固定涡旋盘20的一侧的位置。而且，遮蔽板部55的第2端部55b在轴向ad上位于距固定涡旋盘20比距基座板部31的第2面31b远的一侧，且位于散热片34的顶端34a与第2面31b之间。根据这样的遮蔽板部55，如在上述的一实施方式中进行了说明那样能够有效地防止异物向作用室11内的流入，而且，能够高效地冷却可动涡旋盘30。

另外，在上述的一实施方式中，示出了流调整构件50具有与遮蔽板部55不同的延长部59的例子，但并不限于该例子，如图7所示，延长部59也可以被省略。此外，在图7所示的例子中，遮蔽板部55相对于径向rd倾斜。更具体而言，遮蔽板部55随着在轴向ad上远离固定涡旋盘20而在径向rd上接近可动涡旋盘30。根据这样的遮蔽板部55，遮蔽板部55的第2端部55b与可动涡旋盘30接近地配置，因此，与上述的一实施方式中的延长部59同样地，能够更有效地防止异物向作用室11内的流入。

而且，在上述的一实施方式中，示出了流调整构件50设置于流入口Sa的例子，但并不限于此，如图8和图9所示，流调整构件50也可以设置于处于流入口Sa与可动涡旋盘30之间的空间S内的位置。根据该例子，流调整构件50与可动涡旋盘30更接近地配置，因此，能够更有效地防止异物向作用室11内的流入。另外，在上述的一实施方式中，如图5所示，遮蔽板部55在包围可动涡旋盘30的周向cd上的设有流入口Sa的区域中与面sfb面对。出于防止异物向作用室11内的流入的观点考虑，优选的是，遮蔽板部55跨沿着周向cd的90°以上的角度范围、优选跨180°以上的角度范围、进一步优选跨270°的角度范围、最优选跨360°从径向rd包围可动涡旋盘30的面sfb。在图8所示的例子中，遮蔽板部55沿着以电动机41的旋转轴线ra为中心的圆，即，与可动涡旋盘30所描绘的平移运动的圆周轨道同心的圆延伸，在180°的角度范围从径向rd包围可动涡旋盘30的面sfb。

此外，与遮蔽板部55连接的延长部59沿着从冷却用流体cf的流入口Sa朝向流出口Sb的流动方向从遮蔽板部55延伸出为佳。例如，优选延长部59在沿着以流入口Sa为中心的周向cd的180°的角度范围的区域中从沿着周向cd延伸的遮蔽板部55朝向径向上的中心侧延伸出。另外，延长部59也可以在沿着以流出口Sb为中心的周向cd的180°的角度范围的区域中从沿着周向cd延伸的遮蔽板部55朝向径向上的外侧(与中心侧相反的一侧)延伸出。在延长部59沿着冷却用流体cf的流动方向从遮蔽板部55延伸出的情况下，被冷却用流体引导的尘埃不会勾挂于延长部59而顺利地流向流出口。

而且，示出了上述的流调整构件(流调整部件)50形成为板状构件的例子，但并不限于此。流调整构件(流调整部件)50能由能够对朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30之间的气流进行限制的各种部件构成。例如，流调整构件(流调整部件)50也可以是气幕。

而且，如图10和图11所示，也可以除了上述的流调整构件50之外还在涡旋式流体机械10设置流调整构件(第2流调整构件、导流构件、导流部件)60，或替代流调整构件50而在涡旋式流体机械10设置流调整构件(第2流调整构件、导流构件、导流部件)60。该流调整构件60也能够限制从外部朝向固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的区域的外周部的气流。特别是该流调整构件(导流构件)60将从流入口Sa朝向流出口Sb的冷却用流体cf的流动在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的轴向ad上向远离固定涡旋盘20的一侧引导。图10和图11所示的流调整构件(导流构件)60在固定涡旋盘20和可动涡旋盘30相对的轴向ad上从可动涡旋盘30向远离固定涡旋盘20那一侧延伸出。

根据这样的流调整构件(导流构件)60，能够有效地防止大量的冷却用流体cf以高压或高速向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入。由此，能够有效地防止冷却用流体cf与尘埃一起向作用室11内流入，作为结果，能够有效地避免由于与异物之间的摩擦而使涡旋盘20、30的涡旋齿23、33的顶端密封材料23a、33a提前劣化。因而，使顶端密封材料23a、33a能够长寿命化，并可降低涡旋式流体机械10的分解维修的频率。这样的导流构件60对于期待着在比较长的期间内无需分解维修的无供油型的涡旋式流体机械10特别有用。

在图10和图11所示的例子中，流调整构件(导流构件)60具有与可动涡旋盘30连接的基端部60a和最远离可动涡旋盘30的顶端部60b。在涡旋式流体机械10的轴向ad上，顶端部60b比基端部60a远离固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位。流调整构件(导流构件)60从可动涡旋盘30中的基座板部31的第2面31b向空间S内延伸出。在图10和图11所示的例子中，流调整构件(导流构件)60位于流入口Sa与流出口Sb之间。流调整构件(导流构件)60位于流调整构件50与流出口Sb之间。流调整构件50位于流调整构件(导流构件)60与流入口Sa之间。从流调整构件(导流构件)60到流出口Sb的距离比从流调整构件(导流构件)60到流入口Sa的距离短。并且，流调整构件(导流构件)60位于流出口Sb的附近。所述各结构在更显著获得上述的流调整构件(导流构件)60的作用效果方面是有效的。

图10所示的流调整构件(导流构件)60以在将流入口Sa和流出口Sb连结的方向上远离流入口Sa而接近流出口Sb的方式从可动涡旋盘30延伸出。因而，不会使远离流入口Sa而朝向流出口Sb的冷却用流体cf的流动大幅度紊乱，就能够将冷却用流体cf的流动引导成远离固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位。

图11所示的流调整构件(导流构件)60具有：引导板部61，其从可动涡旋盘30延伸出来；和整流板部62，其从引导板部61的与可动涡旋盘30侧相反的一侧的端部延伸出来。引导板部61与涡旋式流体机械10的轴向ad大致平行地延伸。整流板部62与将流入口Sa和流出口Sb连结的方向大致平行地延伸并朝向流出口Sb。根据这样的流调整构件(导流构件)60，能够利用整流板部62将由引导板部61使其行进方向变化了的冷却用流体cf稳定地向流出口Sb引导。

在图10和图11所示的例子中，流调整构件(导流构件)60的顶端部60b在将流入口Sa与流出口Sb连结的方向上位于比基座板部21的端部接近流出口Sb的位置。根据这样的流调整构件(导流构件)60，能够有效地防止由该流调整构件(导流构件)60引导后的冷却用流体cf向固定涡旋盘20与可动涡旋盘30之间的应该密闭的部位流入。

此外，上述的实施方式中的流调整构件50和流调整构件(导流构件)60是各部分的截面呈直线的板状，也可以是截面成为曲线的形状。例如，为了使冷却用流体cf的流动顺利化，想到将截面形状设为曲线。在截面是直线的板状的情况下，成形比较容易。

以上说明了针对上述的实施方式的几个变形例，当然也能够将多个变形例适当组合而应用。

Claims (3)

1.一种涡旋式流体机械，其中，

该涡旋式流体机械具备：

固定涡旋盘；

可动涡旋盘，其与所述固定涡旋盘相对配置，并相对于所述固定涡旋盘相对移动；

流调整构件，其对从外部朝向所述固定涡旋盘和所述可动涡旋盘相对的区域的外周部的气流进行限制；以及

与所述固定涡旋盘固定起来的壳体，

所述流调整构件设置于所述可动涡旋盘，

所述可动涡旋盘配置于所述壳体与所述固定涡旋盘之间的空间，

该涡旋式流体机械设有通向所述空间的冷却用流体的流入口和流出口，

所述流调整构件将从所述流入口朝向所述流出口的冷却用流体的流动引导成在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上远离所述固定涡旋盘。

2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其中，

所述流调整构件以在所述固定涡旋盘与所述可动涡旋盘相对的方向上远离所述固定涡旋盘的方式从所述可动涡旋盘延伸出来。

3.一种铁道车辆，其中，

该铁道车辆具备：

车辆主体；以及

权利要求1或2所述的涡旋式流体机械，其搭载于所述车辆主体。

Images