CN110475972B - 涡旋流体机械 - Google Patents

Abstract

涡旋流体机械具备：压缩机主体，其具有形成压缩室的第一涡旋及第二涡旋；罩，其通过覆盖压缩机主体的至少一部分而形成导风空间；以及送风风扇，其供给对第一涡旋及第二涡旋的至少一方进行冷却的冷却风。冷却风的一部分经由导风空间向压缩室的进气口超压输送，以简单的结构实现良好的压缩效率。

Description

涡旋流体机械

技术领域

本公开涉及一种涡旋流体机械。

背景技术

包含对空气等气体进行压缩的压缩机在内的流体机械用于产业界的各种领域，作为其一个方式而公知有涡旋压缩机。在涡旋压缩机中，典型地，在相互对置配置的固定涡旋与回转涡旋之间形成有压缩室，该压缩室随着回转涡旋的旋转而一边向中心侧移动一边缩小，从而生成加压气体。

这样，在涡旋压缩机的压缩工序中，随着压缩室接近中心侧，加压气体的压力上升，因此其温度也上升。在涡旋压缩机中，需要通过高精度组合固定涡旋与回转涡旋来形成密闭的压缩室，但这样的温度上升成为固定涡旋及回转涡旋产生机械应变(热变形)的主要原因。

在涡旋压缩机中，为了抑制这样的固定涡旋及回转涡旋的温度上升，而具备冷却装置。例如，在专利文献1中公开有一种结构，其利用与用于对回转涡旋进行旋转驱动的驱动轴连结的送风风扇来产生冷却风，并通过经由导管将该冷却风供给至形成在固定涡旋及回转涡旋的背面侧的散热片，来冷却固定涡旋及回转涡旋。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-196677号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，在包含例如这种涡旋压缩机的涡旋流体机械中，多数情况下引入大气压的外部空气而当作作为压缩对象的气体，但为了实现更出色的压缩效率，导入超压输送装置是有效的。作为这样的超压输送装置，而考虑进一步增加例如用于将外部空气加压输送到压缩机主体的进气口的送风风扇。但是，在涡旋压缩机中，如专利文献1所述，需要用于抑制固定涡旋及回转涡旋的温度上升的冷却装置，再将超压输送装置与这样的冷却装置一起导入会导致装置大型化、复杂化，对制造成本、设置空间产生不利影响。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够以简单的结构实现良好的压缩效率的涡旋流体机械。

在上述专利文献1中，用于对在低压侧压缩室生成的加压气体进行冷却的中间冷却器设置于压缩机主体的外部。这样的结构需要在压缩机主体的外部配置中间冷却器，因此装置规模变大，设置空间、制造成本增加。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种涡旋流体机械，其通过以简单的结构具备配置于低压侧压缩室及高压侧压缩室之间的中间冷却器，而能够降低设备整体的设置空间及制造成本。

但是，在包含例如这种涡旋压缩机的涡旋流体机械中，在运转途中停止的情况下，比压缩室更靠下游侧的加压气体临时性地(瞬间地)倒流，由于回转涡旋向相反方向旋转而产生异响。为了防止产生这样的异响，而在比压缩室更靠下游侧配置用于防止加压气体的倒流的止回阀。

但是，由于用于这种用途的止回阀因结构而使用温度范围受限，因此不能承受刚刚从压缩室排出的高温排出气体。因此，在现有的典型结构中，需要配置成，通过设置于下游侧的外部设备即后冷却器使从压缩室排出的高温加压气体冷却之后，通过止回阀。这样的结构需要在涡旋流体机械的外部配置后冷却器、止回阀等，因此装置规模变大，设置空间、制造成本增加。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述技术问题而完成，其目的在于提供一种能够以简单的结构有效地抑制排出气体的温度的涡旋流体机械。

在例如包含这种涡旋压缩机的涡旋流体机械中，回转涡旋被来自驱动轴的扭矩旋转驱动，因此与固定涡旋相比容易产生应变。因此，为了抑制回转涡旋的应变，有时通过在回转涡旋的背面侧具备增强结构来保证机械性强度。在这样的增强结构中，例如，在具有大致圆板形状的回转端板的背面上使用向一个方向延伸的肋状的增强部件。

但是，这样的肋状增强部件具有从供给冷却风的回转端板的背面上突出的凸形状，因此有可能妨碍冷却风的流动，并降低回转涡旋的冷却性能。另外，肋状的增强部件在设置有该增强部件的附近获得比较有效的增强效果，但在远离增强部件的区域难以获得充分的增强效果，不能在整体上充分增强回转涡旋。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种涡旋流体机械，其能够有效地抑制回转涡旋的温度上升，并且能够在较宽的范围提高强度。

如上述专利文献1所述，关于作为固定涡旋及回转涡旋的冷却装置而设置于固定涡旋及回转涡旋的散热片，典型地，沿着冷却风的送风方向以大致均匀间隔设置有多个。因此，向这些散热片供给的冷却风在上游侧具有比较良好的冷却作用，但随着朝向下游侧，冷却风的温度上升，因此冷却作用逐渐减弱，冷却作用降低。其结果为，在上游侧与下游侧之间产生冷却度的差异，有可能在固定涡旋及回转涡旋上产生温度差。这样的温度差成为固定涡旋及回转涡旋产生应变的主要原因。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种涡旋流体机械，其在固定涡旋或者回转涡旋的较宽的范围获得均匀的冷却作用。

(二)技术方案

(1)本发明的至少一个实施方式的涡旋流体机械为了解决上述问题的至少一个，其具备：压缩机主体，其是形成于第一涡旋与第二涡旋之间的压缩室，能够压缩从进气口导入的流体；罩，其通过覆盖所述压缩机主体的至少一部分而形成导风空间；以及送风风扇，其向所述第一涡旋及所述第二涡旋的至少一方供给冷却风，所述涡旋流体机械构成为，所述冷却风的一部分经由所述导风空间向所述进气口超压输送。

根据上述(1)结构，构成为，为了冷却形成压缩室的第一涡旋及第二涡旋，从送风风扇供给的冷却风的一部分向压缩机主体的进气口供给。由此，由于能够利用用于冷却第一涡旋及第二涡旋的冷却风的一部分进行超压输送，因此能够实现结构简单、能够抑制第一涡旋及第二涡旋的温度上升、并且获得良好的压缩效率的涡旋流体机械。

而且，根据上述(1)的结构，用于冷却第一涡旋及第二涡旋的冷却风的一部分经由由罩形成的导风空间而向进气口超压输送。这样，通过经由导风空间，而使冷却风所具有的动压转换成静压而对进气口超压输送。因此，即使在来自送风风扇的送风量中存在很多偏差的情况下，也能够对进气口稳定地超压输送。

(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构中，所述导风空间具有比用于从所述送风风扇向所述压缩机主体导入外部空气的导管的流路面积大的流路面积。

根据上述(2)的结构，因为导风空间具有比导管的流路面积大的流路面积，因此能够从由导管输送的冷却风的动压良好地生成静压，能够实现对进气口的稳定超压输送。

(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构中，所述罩具有曲面状的内壁，以使得向所述导风空间导入的所述外部空气朝向所述进气口整流。

根据上述(3)的结构，通过呈曲面状形成构成导风空间的内壁的罩，而使向导风空间导入的冷却风朝向进气口整流。由此，对进气口有效地引导向导风空间供给的冷却风，获得良好的超压输送效率。

(4)在一些实施方式中，在上述(1)至(3)的任意一个结构中，还具备用于除去包含在向所述进气口超压输送的外部空气中的异物的过滤器。

根据上述(4)的结构，由于对向第一涡旋及第二涡旋供给的冷却风的一部分进行超压输送，因此通过用过滤器除去包含在被超压输送的冷却风中的异物，而能够防止在压缩室中侵入异物。

(5)在一些实施方式中，在上述(1)的结构中，还具备供从所述压缩室排出的所述加压气体流动的排出管，所述排出管设置成贯穿所述导风空间，以使得在所述排出管内流动的所述加压气体被导入至所述导风空间的所述冷却风冷却。

根据上述(5)的结构，如上所述，经由导风空间进行对进气口的超压输送，在这种情况下，也能够将导风空间兼用于对从压缩室排出的加压气体进行冷却。在压缩机主体中生成的加压气体经由设置成贯穿导风空间的排出管排出。因此，在排出管中流动的加压气体通过向导风空间导入的冷却风冷却。通过像这样利用设置成用于对进气口超压输送的导风空间来冷却在排出管中流动的加压气体，从而不需要例如后冷却器等外部装置，能够抑制系统规模，并能够有效地节约设置空间、制造成本。

(6)在一些实施方式中，在上述(5)的结构中，在所述排出管内内置有止回阀。

在涡旋流体机械中，当在运转途中停止时，比压缩室更靠下游侧的加压气体临时性地(瞬间地)倒流，由于回转涡旋向相反方向旋转而产生异响。为了防止产生这样的异响，而在比压缩室更靠下游侧配置用于防止加压气体的倒流的止回阀。用于这样用途的止回阀由于结构原因而限制使用温度范围，因此不能承受刚刚从压缩室排出的高温排出气体，但根据上述(6)的结构，由于能够如上述那样抑制在排出管中流动的加压气体的温度，因此能够在排出管内内置防止倒流用的止回阀。

(7)本发明的至少一个实施方式的涡旋流体机械为了解决上述问题的至少一个，而具备：壳体；固定涡旋，其固定于所述壳体，并利用划分低压侧压缩室与高压侧压缩室的隔壁来封闭利用立起设置在固定端板上的固定带形成的涡卷状槽；回转涡旋，其与所述固定涡旋对置地收纳于所述壳体，并与所述固定涡旋一起形成所述低压侧压缩室及所述高压侧压缩室，被驱动轴可回转地支撑；罩，其在与所述固定涡旋之间，形成能够供向所述固定涡旋及所述回转涡旋的至少一方供给的冷却风的一部分导入的导风空间；以及中间冷却器，其构成为，通过在所述导风空间中与所述冷却风的热交换而对从所述低压侧压缩室排出的加压气体进行冷却，并使冷却后的所述加压气体返回所述高压侧压缩室。

根据上述(7)的结构，通过利用隔壁来划分利用固定涡旋所具有的固定带形成的涡卷状槽，而在与回转涡旋之间形成有低压侧压缩室及高压侧压缩室。从低压侧压缩室排出的加压气体被中间冷却器冷却后，通过向高压侧压缩室返回，而使本结构的涡旋流体机械构成为多级式压缩机。

罩形成能够供向固定涡旋及回转涡旋的至少一方供给的冷却风的一部分导入的导风空间。该导风空间构成对从低压侧压缩室排出的加压气体进行冷却的中间冷却器。在中间冷却器中，从低压侧压缩室排出的高温的加压气体通过与导风空间的冷却风进行热交换而被冷却，冷却后的加压气体返回高压侧压缩室。这样，在由罩形成的导风空间中，将中间冷却器与压缩机主体构成为一体，其中，所述中间冷却器能够利用向固定涡旋及回转涡旋的至少一方供给的冷却风的一部分进行冷却，因此与以往相比，能够使结构简单，并能够有效地降低设备整体的设置空间及制造成本。

(8)在一些实施方式中，在上述(7)的结构中，所述中间冷却器包括散热管，所述散热管连接所述低压侧压缩室的低压侧排出口与所述高压侧压缩室的高压侧吸入口之间，且配设在所述导风空间内。

根据上述(8)的结构，从低压侧压缩室的低压侧排出口排出的高温的加压气体在通过配设于导风空间内的散热管时，通过与向导风空间导入的冷却风进行热交换而被冷却后，向高压侧压缩室的高压侧吸入口供给。

(9)在一些实施方式中，在上述(8)的结构中，所述散热管以在所述导风空间的内壁上折回的方式配设。

根据上述(9)的结构，在中间冷却器中供作为冷却对象的高温的加压气体流动的散热管以在导风空间的内壁上折回的方式配设，因此能够保证向导风空间导入的冷却风与散热管有较宽的接触面积，获得良好的冷却作用。

(10)在一些实施方式中，在上述(9)的结构中，所述散热管构成为，沿所述冷却风延伸的多个散热部经由形成为比所述多个散热部低的多个折返部连结。

根据上述(10)的结构，散热管具有：多个散热部经由多个折返部连结的结构，从而能够在受限的空间中紧凑地配置较长的散热管。另外，由于多个散热部沿着送风方向延伸，因此不妨碍外部空气的流动。而且，通过使折返部形成为比散热部低，从而能够向相邻的散热部间顺畅地导入外部空气。这样，在本结构的散热管中获得良好的冷却效果。

(11)在一些实施方式中，在上述(8)至(10)中任一结构中，与所述高压侧吸入口相比，所述低压侧排出口配置于更靠近所述冷却风的下游侧。

根据上述(11)的结构，由于在低压侧排出口从低压侧压缩室排出高温的加压气体，因此相比于供由中间冷却器冷却的低温的加压气体流动的高压侧吸入口而言，配置于更靠近冷却风的下游侧。在上游侧，冷却风由于与在中间冷却器中冷却后的加压气体进行热交换，因此温度上升较少，能够向下游侧供给较低温度的冷却风。由此，能够在下游侧对由中间冷却器冷却前的高温的加压气体有效地进行冷却。

(12)在一些实施方式中，在上述(7)至(11)中任一结构中，还具备供从所述高压侧压缩室排出的所述加压气体流动的排出管，所述排出管设置成贯穿所述导风空间，以使得在所述排出管内流动的所述加压气体被导入至所述导风空间的所述冷却风冷却。

根据上述(12)的结构，如上所述，也能够将构成中间冷却器的导风空间兼用于对从高压侧压缩室排出的加压气体进行冷却。在压缩机主体中生成的加压气体经由设置成贯穿导风空间的排出管排出。因此，在排出管中流动的加压气体通过向导风空间导入的冷却风冷却。通过像这样利用构成中间冷却器的导风空间来冷却在排出管中流动的加压气体，从而不需要例如后冷却器等外部装置，能够抑制系统规模，并能够有效地节约设置空间、制造成本。

(13)在一些实施方式中，在上述(12)的结构中，在所述排出管内内置有止回阀。

在涡旋流体机械中，在运转途中停止的情况下，比压缩室更靠下游侧的加压气体临时性地(瞬间地)倒流，由于回转涡旋向相反方向旋转而产生异响。为了防止产生这样的异响，而在比压缩室更靠下游侧配置用于防止加压气体的倒流的止回阀。用于这样用途的止回阀由于结构原因而限制使用温度范围，因此不能承受刚刚从压缩室排出的高温排出气体，但根据上述(13)的结构，由于能够如上述那样抑制在排出管中流动的加压气体的温度，因此能够在排出管内内置防止倒流用的止回阀。

(14)本发明的至少一个实施方式的涡旋流体机械为了解决上述问题的至少一个，而具备：压缩机主体，其能够在利用固定涡旋及回转涡旋形成的压缩室中生成加压气体；罩，其形成能够向所述罩与所述压缩机主体之间导入冷却风的导风空间；以及排出管，其为了排出在所述压缩室中生成的所述加压气体而与形成于所述压缩机主体的排出口连接，并设置成贯穿所述导风空间。

根据上述(14)的结构，在压缩机主体中生成的加压气体经由排出管从排出口向外部排出。排出管以贯穿导入冷却风的导风空间的方式设置，因此在排出管中流动的高温的加压气体由向导风空间导入的冷却风冷却。导风空间由以覆盖压缩机主体的方式设置的罩构成，能够以简单的结构有效地抑制排出气体的温度。

(15)在一些实施方式中，在上述(14)的结构中，所述排出管构成为，向所述导风空间暴露的热交换部与其周围相比导热率较高。

根据上述(15)的结构，在供高温的加压气体流动的排出管中，通过使向导风空间暴露的热交换部具有较高的导热率，从而促进其与向导风空间导入的冷却风的热交换，能够更有效地抑制排出气体的温度。

(16)在一些实施方式中，在上述(14)或(15)的结构中，在所述排出管的外表面设置有冷却片。

根据上述(16)的结构，通过在排出管的外表面设置冷却片，而能够增加其与向导风空间导入的冷却风的热交换面积，能够更有效地抑制排出气体的温度。另外，也能够增强供高压的加压气体流动的排出管的机械性强度。

(17)在一些实施方式中，在上述(16)的结构中，所述冷却片沿着向所述导风空间导入的所述冷却风的流动方向延伸。

根据上述(17)的结构，由于形成于排出管的外表面的冷却片沿着冷却风的流动方向延伸，因此不妨碍冷却风的流动。其结果为，促进排出气体与冷却风的热交换，能够更有效地抑制排出气体的温度。

(18)在一些实施方式中，在上述(14)至(17)的任一结构中，在所述排出管内内置有止回阀。

根据上述(18)的结构，如上述那样，由于能够抑制在排出管中流动的加压气体的温度，因此能够在排出管内内置防止倒流用的止回阀。由此，不需要在涡旋压缩机的外部设置后冷却器等设备，能够抑制装置规模，能够节约设置空间、制造成本。

(19)在一些实施方式中，在上述(14)至(18)的任一结构中，所述压缩室包含被隔壁划分的低压侧压缩室及高压侧压缩室。

根据上述(19)的结构，在压缩室被隔壁划分成低压侧压缩室及高压侧压缩室的所谓的端绕二级涡旋流体机械(端巻き2段スクロール流体機械)中，通过分多阶段进行压缩而能够有效地冷却变成高温的加压气体。

(20)本发明的至少一个实施方式的涡旋流体机械为了解决上述问题的至少一个，而具备：固定涡旋，其具有固定端板及设置于所述固定端板上的固定带；以及回转涡旋，其具有回转端板及设置于所述固定端板的第一面上的回转带，并与所述固定涡旋一起形成压缩室，所述回转端板具有凸形状，该凸形状位于所述第一面的相反侧，且由供给冷却风的第二面连续隆起而成，所述凸形状形成为，所述回转涡旋的重心与从所述回转端板的中心偏心的回转中心一致。

根据上述(20)的结构，构成回转涡旋的回转端板的第二面具有凸形状。由此，与以往相比，回转端板的厚度增大，回转涡旋的机械性强度提高。另外，由于第二面所具有的凸形状以连续隆起的方式形成，因此不妨碍用于冷却回转涡旋而供给的冷却风。其结果为，在回转涡旋中获得良好的冷却效果，能够有效地抑制应变的产生。

以往，为了进行相对于驱动轴偏心旋转的回转涡旋的平衡调整，而进行对回转涡旋附加平衡(加工余量(駄肉))的处理。但是，这样的对策有可能导致装置结构的复杂化、增加作业负担。根据上述(20)的结构，通过调整形成在回转端板上的凸形状，而能够抑制附加这样的平衡(加工余量)的处理的需求。其结果为，能够易于以简单的结构进行平衡调整。

(21)在一些实施方式中，在上述(20)的结构中，所述凸形状遍及包含所述回转端板的中心在内的区域形成。

根据上述(21)的结构，通过在这样较宽的区域形成凸形状，而使凸形状的倾斜变得舒缓。由此，在第二面上提高冷却风的通气性，并获得良好的冷却效果。

(22)在一些实施方式中，在上述(20)或(21)的结构中，在所述第二面上形成有沿所述冷却风的送风方向延伸的多个散热片。

根据上述(22)的结构，通过在第二面上设置多个散热片，而进一步提高回转涡旋的冷却性能，并且也能够进一步提高回转涡旋的强度。另外，在回转涡旋中，在回转端板的第二面上设置了凸形状，其结果为，随着回转端板的容积增加，热容也增加，但通过设置这样的散热片，能够充分冷却热容较大的回转涡旋。

(23)在一些实施方式中，在上述(22)的结构中，所述多个散热片以在所述第二面上随着所述回转端板的厚度增大而密集的方式配置。

根据上述(23)的结构，对于设置在第二面上的多个散热片，回转端板的厚度越大的区域越密集地配置。由此，能够获得与单位面积的热容对应的散热量，因此能够在回转涡旋较宽的区域均匀地冷却，能够有效地抑制应变。

(24)在一些实施方式中，在上述(20)至(23)的任一结构中，所述第一面在不与所述固定涡旋接触的非接触区域具有凹状的减厚部。

根据上述(24)的结构，通过在上述的各结构中在第二面上设置凸形状，从而在增加回转端板的重量的方向上进行平衡调整，但在本结构中，通过设置减厚部反而能够在减轻重量的方向上进行回转涡旋的平衡调整。由此，能够进行更微细的回转涡旋的平衡调整。另外，通过在第一面侧设置减厚部，也能够使压缩室的容量扩大很多。

(25)在一些实施方式中，在上述(20)至(24)的任一结构中，所述压缩室包含被隔壁划分的低压侧压缩室及高压侧压缩室。

根据上述(25)的结构，构成为多级流体机械，其中，所述多级流体机械包含被隔壁划分的低压侧压缩室及高压侧压缩室作为压缩室。在这样的多级流体机械中，高压侧压缩室中的加压气体温度特别高。因此，通过采用上述结构，而有效地抑制回转涡旋的温度上升，并且通过在较宽的范围保证强度，而能够实现难以产生应变的涡旋流体机械。

(26)本发明的至少一个实施方式的涡旋流体机械为了解决上述问题的至少一个，而具备：固定涡旋，其在固定端板上设置有固定带；以及回转涡旋，其在回转端板上设置有回转带，并与所述固定涡旋一起形成压缩室，所述固定端板及所述回转端板的至少一方具备设置有所述固定带或者所述回转带的第一面、以及位于所述第一面的相反侧并设置有沿着从送风风扇导入的冷却风延伸的多个散热片的第二面，与在所述冷却风的上游侧相比，所述多个散热片在所述冷却风的下游侧配置得更密集。

根据上述(26)的结构，在未设置固定端板或者回转端板的带的背面侧(第二面)，设置有多个散热片。由于与在冷却风的上游侧相比这些散热片在冷却风的下游侧配置得更密集，因此冷却风的流速从上游侧朝向下游侧逐渐增加。因此，能够改善冷却风的温度变高的下游侧上的冷却作用，并能够抑制与上游侧之间产生的温度差。这样，能够在固定涡旋或者回转涡旋的较宽的范围获得均匀的冷却作用。

(27)在一些实施方式中，在上述(26)的结构中，所述多个散热片以相邻的散热片间的间距在所述冷却风的上游侧比下游侧大的方式配置。

根据上述(27)的结构，通过使相邻的散热片间的间距变化，而与在冷却风的上游侧相比能够在冷却风的下游侧更密集地配置多个冷却片。

(28)在一些实施方式中，在上述(26)或(27)的结构中，所述压缩室构成为，当所述固定涡旋及所述回转涡旋相互旋转驱动时，能够一边朝向中心侧移动一边压缩气体，所述多个冷却片在所述固定端板及所述回转端板的至少一方上，与外周侧相比中心侧配置得更稀疏。

根据上述(28)的结构，利用固定涡旋及回转涡旋形成的压缩室朝向中心侧压缩气体，因此固定涡旋及回转涡旋越靠近中心侧温度越容易上升。因此，通过以越是处于高温的中心侧冷却片越稀疏的方式配置，而能够进行与热负荷分布对应的冷却。

(29)在一些实施方式中，在上述(26)至(28)的任一结构中，所述回转端板具有所述第二面连续隆起的凸形状，所述多个散热片以在所述第二面上随着所述回转端板的厚度增大而密集的方式配置。

根据上述(29)的结构，在形成为构成回转涡旋的回转端板的第二面具有连续隆起的凸形状的情况下，通过根据回转端板的厚度来设定散热片的密度，而能够根据回转端板的热容分布在回转端板的较宽的范围获得均匀的冷却作用。由此，能够提高回转涡旋的强度，并且能够有效地抑制温度差引起的应变。

(30)在一些实施方式中，在上述(26)至(29)的任一结构中，所述固定涡旋及所述回转涡旋构成为，从所述送风风扇经由导管导入所述冷却风。

根据上述(30)的结构，从送风风扇经由具有规定长度的导管导入向固定涡旋及回转涡旋供给的冷却风。因此，冷却风由于在导管中产生的压力损失而减弱很多，但在本结构中，通过具有如上述配置的多个冷却片，即使是减弱的冷却风也能够获得良好的冷却效果。

(三)有益效果

根据本发明的至少一个实施方式，能够提供一种能够以简单的结构实现良好的压缩效率的涡旋流体机械。

根据本发明的至少一个实施方式，通过以简单的结构具备配置在低压侧压缩室及高压侧压缩室之间的中间冷却器，从而能够提供能够降低设备整体的设置空间及制造成本的涡旋流体机械。

根据本发明的至少一个实施方式，能够提供能够以简单的结构有效地抑制排出气体的温度的涡旋流体机械。

根据本发明的至少一个实施方式，能够提供一种涡旋流体机械，其能够有效地抑制回转涡旋的温度上升，并且能够在较宽的范围提高强度。

根据本发明的至少一个实施方式，能够提供一种涡旋流体机械，其能在及固定涡旋或者回转涡旋的较宽的范围获得均匀的冷却作用。

附图说明

图1是表示本发明的至少一个实施方式的涡旋压缩机的外观的立体图。

图2是通过图1的涡旋压缩机的驱动轴的垂直剖视图。

图3是通过图1的涡旋压缩机的驱动轴的水平剖视图。

图4是从第一面侧表示图1的压缩机主体所具备的回转涡旋的俯视图。

图5是从第二面侧表示图4的回转涡旋的俯视图。

图6是图5的比较例。

图7是图5的其它变形例。

图8是从第二面侧表示图1的压缩机主体所具备的固定涡旋的俯视图。

图9是通过图6的回转涡旋的中心轴的剖视图。

图10是通过图4的回转涡旋的中心轴的剖视图。

图11是图4的回转涡旋的第二面上的等高线分布。

图12是图4的变形例。

图13是图2的一个变形例。

图14是图2的另一个变形例。

图15是从罩的内侧表示在图14中设置于排出管的外表面的冷却片的示意图。

图16是表示单卷二级式(単巻き2段式)的涡旋压缩机上的固定涡旋及回转涡旋的俯视图。

图17是表示在本实施方式的涡旋压缩机中拆卸了罩的状态的立体图。

图18是在图17的涡旋压缩机安装了罩的状态下的、通过驱动轴的垂直剖视图。

图19是超压输送式的涡旋压缩机的垂直剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明一些实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或者在附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不表示将本发明的范围限定于此，仅是单纯的说明例。

例如，“某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表达不仅严格地表示那样的配置，也表示以公差、或者能够获得相同功能的程度的角度、距离相对位移的状态。

另外，例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在能够获得相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。

另一方面，“存在”、“具有”、“具备”、“包括”、或者“有”一个构成要素的表达不是排除其它构成要素的存在的排他性表达。

＜1.整体结构＞

图1是表示本发明的涡旋流体机械的至少一个实施方式的涡旋压缩机1的外观的立体图，图2是通过图1的涡旋压缩机1的驱动轴22的垂直剖视图，图3是通过图1的涡旋压缩机1的驱动轴22的水平剖视图。在以下的说明中，在图2及图3中，将左侧称为前方、将右侧称为后方进行描述。

涡旋压缩机1是用于压缩空气等气体的压缩机，具备：过滤单元2，其用于吸入作为压缩对象的气体进行净化；压缩机主体4，其用于压缩由过滤单元2净化的气体；动力传递单元6，其用于将来自动力源(未图示)的动力传递给涡旋压缩机1的各部分；以及送风单元8，其用于对涡旋压缩机1的冷却风进行送风。过滤单元2配置于涡旋压缩机1的前方上部，在其后方，从前方开始按顺序配置有压缩机主体4、动力传递单元6以及送风单元8。

过滤单元2具有中空状的过滤箱10作为壳体。如图2所示，过滤箱10构成为，包括：具有大致圆筒形状的圆筒部10a、在圆筒部10a的后方朝向压缩机主体4的外表面倾斜的倾斜部10b。在本实施方式中，在过滤箱10中的倾斜部10b的上表面，设置有用于从外部吸入作为压缩对象的气体的进气口12。进气口12形成为沿着左右方向相互平行延伸的多个槽状。此外，并非必须设置进气口12。在这种情况下，从送风风扇52供给作为压缩对象的气体(参照后述)。

在过滤箱10内配置有过滤元件14，该过滤元件14用于除去包含在从进气口12吸入的气体中的尘埃、灰尘等异物。从进气口12导入的气体通过过滤元件14而被净化，并向位于下游侧的压缩机主体4供给。

压缩机主体4具备压缩机壳体16。压缩机壳体16由例如铝合金等成型。压缩机壳体16的前方上部连接于上述的过滤单元2，并以通过了过滤元件14的气体经由导入路径15向压缩机主体4的内部导入的方式构成。另外，压缩机壳体16的后方通过多个螺栓(未图示)而连接于构成动力传递单元6的轴承箱42。

在压缩机壳体16内收纳有作为第一涡旋的一例的固定涡旋18、以及作为第二涡旋的一例的回转涡旋20。固定涡旋18固定于压缩机壳体16，回转涡旋20配置成在压缩机壳体16内与固定涡旋18对置。回转涡旋20枢轴支承于设置于驱动轴22的前端的偏心轴部23，并通过从动力传递单元6传递的动力而旋转驱动。

固定涡旋18具备大致圆板形状的固定端板19。在固定端板19中的与回转涡旋20对置的第一面上，立起设置有涡卷状的固定带21。在固定端板19中的第一面的相反侧的第二面上，设置有散热用的散热片24。如后述那样，向散热片24供给从送风单元8送来的冷却风，进行固定涡旋18的冷却。

回转涡旋20具备大致圆板形状的回转端板26。在回转端板26中的与固定涡旋18对置的第一面上，立起设置有涡卷状的回转带28。在回转端板26中的第一面的相反侧的第二面上，设置有散热用的散热片30。如后述那样，向散热片30导入从送风单元8供给的冷却风，进行固定涡旋18的冷却。

此外，在包含本实施方式的各实施方式中，固定涡旋18的固定带21的长度与回转涡旋20的回转带28的长度不同。即，各实施方式的涡旋压缩机1是所谓的非对称带形涡旋压缩机。但是，本申请发明不限于非对称带形涡旋压缩机，也可以是固定带21的长度与回转带28的长度相同的所谓的对称带形涡旋压缩机。

在回转涡旋20的后方侧，具有大致圆板形状的回转板32以直接连结于驱动轴22的偏心轴部23的状态固定。在回转板32上一体形成有轴承部37。在轴承部37上配置有旋转轴承33，该旋转轴承33用于可旋转地支撑设置于驱动轴22的前端的偏心轴部23。在回转板32与压缩机壳体16之间，用于阻止回转涡旋20的自转运动并且使其进行公转运动的多个防自转机构34沿着回转板32、即回转涡旋20的周向以大致等间隔设置。

当驱动轴22通过来自动力传递单元6的动力而旋转驱动时，回转涡旋20进行公转运动，与此同时，形成于固定涡旋18与回转涡旋20之间的压缩室36的容积从外周侧朝向内周侧而逐渐减少，并进行吸入、压缩。更详细而言，这样的压缩室36通过被固定带21和回转带28分隔而形成为大致新月状。由此，从导入路径15向压缩机主体4导入的气体朝向内周侧而逐渐压缩。在压缩室36中生成的加压气体从设置于固定涡旋18的中心部的排出口38排出。

在此，在压缩机壳体16的前方固定有平板状的盖部53。盖部53进一步被罩63从前方覆盖，在盖部53与罩63之间，形成有能够导入来自送风单元8的冷却风的一部分的导风空间57。

在罩63的外表面设置有排出塞67，该排出塞67连接于位于外部的加压气体的供给目的地。排出塞67经由在罩63的内侧以贯穿导风空间57的方式配设的排出管59与设置于固定涡旋18的中心部的排出口38连接。由此，在压缩室36中生成的加压气体从排出口38经由排出管59向外部排出。

动力传递单元6是具有将从外部的动力源(未图示)供给的动力向涡旋压缩机1的各部分传递的功能的单元。在本实施方式中，动力传递单元6在向送风单元8的后方突出的驱动轴22的后端部具有能够输入来自外部的动力源的动力的从动带轮40。在从动带轮40上例如卷挂有下部卷挂于主动带轮(省略图示)的环状的传动带(未图示)的上部，从而向驱动轴22传递动力源的旋转，其中，该主动带轮固定于设置在涡旋压缩机1下方的电动机、发动机等动力源的输出轴上。向从动带轮40输入的动力使驱动轴22旋转，并分别向压缩机主体4及送风单元8等涡旋压缩机1的各部分传递。

此外，构成动力传递单元6的壳体的轴承箱42利用强度比压缩机壳体16高的例如铸件等成型。在轴承箱42内配置有向前后方向相互分离规定量设置的球轴承44、46，驱动轴22被支撑为能够旋转。

此外，在驱动轴22的前端侧设置有前述的偏心轴部23。另外，如图2所示，在偏心轴部23的前部外周设置有用于调整回转涡旋20侧的平衡的平衡配重48。

送风单元8通过在风扇外壳50内收纳送风风扇52而构成。送风风扇52构成为，连接于驱动轴22，并能够通过从动力传递单元6传递的动力而旋转驱动。送风风扇52是例如西洛克风扇。

当送风风扇52进行驱动时，送风单元8从设置于风扇外壳50的前方的开口部55吸入外部空气(空气)，并朝向设置于送风风扇52的下游侧的管道54对外部空气进行加压输送。管道54是具有大致圆筒形状的管状部件，如图3所示，构成为，从风扇外壳50的侧方绕过动力传递单元6的侧方并从侧方连接于压缩机主体4。由此，从送风单元8向管道54输送的外部空气作为冷却风对压缩机主体4供给。

如图3所示，从管道54向压缩机主体4导入的冷却风在压缩机壳体16的内部分别分支成第一送风通道56、第二送风通道58以及第三送风通道60。第一送风通道56是用于向设置于回转端板26的第二面侧的散热片30供给冷却风的通道，主要冷却回转涡旋20。第二送风通道58是用于向设置于固定端板19的第二面侧的散热片24供给冷却风的通道，主要冷却固定涡旋18。第三送风通道60是用于向设置于压缩机壳体16的前方的导风空间57供给冷却风的通道。

＜2.固定涡旋及回转涡旋中的散热片的结构＞

接着，对本实施方式的涡旋压缩机1中的、分别设置于固定涡旋18及回转涡旋20的散热片24及30的结构进行详细说明。在此，主要对形成于回转涡旋20的散热片30进行说明，只要没有特别记载，对形成于固定涡旋18的散热片24也是一样的。

图4是从第一面侧表示图1的压缩机主体4所具有的回转涡旋20的俯视图，图5是从第二面侧表示图4的回转涡旋20的俯视图。如图4所示，在回转涡旋20的第一面侧，涡卷状的回转带28立起设置于回转端板26上。在回转带28的前端，沿着回转带28的长度方向形成有槽部61，该槽部61能够供用于密封回转涡旋20与固定涡旋18之间的间隙的叶顶密封件(未图示)嵌合。

另外，如图5所示，在回转涡旋20的第二面侧，多个散热片30立起设置于回转端板26上。从管道54经由第一送风通道56(参照图3)向多个散热片30导入冷却风。设置于回转端板26上的多个散热片30具有大致直线形状，沿着从第一送风通道56导入的冷却风的流动方向大致平行地延伸。

在此，图6是图5的比较例。在现有的涡旋压缩机中，如图6所示，设置于回转端板26’上的多个散热片30’具有弯曲成波形的非直线形状(波形形状)。在具有这样的非直线形状的散热片30’中，沿着弯曲成波形的线产生紊流，或者通气阻力增加。与此相对，在本实施方式中，通过如图5那样使用具有大致直线形状的散热片30，而不阻碍来自第一送风通道56的冷却风的流动，能够提高与散热片30的热交换率，因此获得良好的冷却性能。

另外，向散热片30导入的冷却风因为经由具有规定长度的管道54从处于远离位置的送风风扇52供给，因此在由于压力损失而使风力减弱很多的状态下向散热片30导入。但是，在本实施方式中，如上述那样，因为散热片30具有大致直线形状，因此即使是像这样风力减弱的冷却风也能够进行良好的热交换，获得优良的冷却作用。例如，在这种涡旋压缩机1中，有时将动力传递单元6与电动马达装配为一体作为动力源，在这种情况下，随着动力传递单元6大型化，管道54也变长。如果管道54像这样变长，则通过管道54的冷却风容易受到压力损失的影响，但通过上述作用而能够保证良好的冷却效果。

另外，如图6所示，典型地，沿着冷却风的送风方向以大致均匀间隔设置有多个现有的散热片30’。因此，从第一送风通道56导入的冷却风在散热片30’的上游侧获得比较良好的冷却作用，但在下游侧，冷却风的温度逐渐上升，冷却作用降低。其结果为，由于这样的冷却作用的偏差，而在回转涡旋20上产生温度差，成为导致应变的主要原因。

与此相对，在本实施方式中，如图5所示，多个散热片30配置为在冷却风的下游侧比在冷却风的上游侧更密集。在图5的例子中，特别地，多个散热片30构成为相邻的散热片30间的间距在冷却风的上游侧比在冷却风的下游侧大。若具体地说明，则构成为上游侧的间距L1比下游侧的间距L2大。因此，从第一送风通道56导入的冷却风的风速随着朝向下游侧而增加(即，相比于上游侧的流速V1而言，下游侧的流速V2增大)，能够减少上游侧与下游侧之间的冷却作用的偏差。其结果为，能够进行回转涡旋20的均匀的冷却，能够有效地抑制在回转涡旋20上产生应变。

此外，多个散热片30也可以构成为，通过使冷却风的下游侧比上游侧厚，而在冷却风的下游侧比在冷却风的上游侧密集。在这种情况下也与图5同样地，由于越是下游侧散热片30间的间隙越窄，因此越在下游侧冷却风的流速越增加，能够获得与上述同样的效果。

图7是图5的其它变形例。如图7所示，多个散热片30也可以配置成，与在回转涡旋20的外周侧相比，在中心侧稀疏。如上所述，压缩室36的加压气体的温度随着压缩室36接近中心部而成为高温，因此通过像这样越是接近内侧越稀疏地配置散热片30，而能够在内侧(即中心侧)导入更多的冷却风，因此越在温度容易上升的内侧越获得较高的冷却效果。由此，能够进行与回转涡旋20的热负荷分布对应的冷却，并能够更有效地抑制产生回转涡旋20上的应变。

这样，如上所述对回转涡旋20中的散热片30进行了详细说明，但对固定涡旋18中的散热片24也能够应用同样的思想。例如，如果参照图8以固定涡旋18中的散热片24的一例为代表进行说明，则因为经由第二送风通道58向固定涡旋18中的散热片24导入冷却风，因此在固定涡旋18的第二面上配置有沿着该冷却风相互大致平行地延伸的大致直线形状的散热片24。这些散热片24配置成，在从第二送风通道58供给的冷却风的下游侧比在其上游侧密集、且在中心侧比在外周侧稀疏，且能够应用与上述的回转涡旋20的散热片30同样的各变形例。

＜3.回转涡旋的增强结构＞

接着，对本实施方式的涡旋压缩机1中的回转涡旋20的增强结构进行详细说明。在这种涡旋压缩机1中，回转涡旋20利用驱动轴22的扭矩而进行旋转驱动，因此与相对于压缩机壳体16固定的固定涡旋18相比容易产生应变。因此，在本实施方式中，通过在回转涡旋20中采用后述的增强结构而提高机械性强度，能够抑制回转涡旋20的应变。

在此，作为本实施方式的增强结构的前提，而对比较例的增强结构进行说明。图9是通过图6(比较例)的回转涡旋20’的中心轴的剖视图。在比较例的回转涡旋20’中，在具有均匀的厚度的回转端板26上设置有增强肋70。该增强肋70形成为，在设置有散热片30的第二面上通过回转端板26的中心部，且沿着与散热片30大致的垂直方向延伸。

但是，这样的直线增强肋70在增强肋70的附近取得比较有效的增强效果，但在远离增强肋70的区域难以获得充分的增强效果，不能在整体上充分增强回转涡旋20。另外，如图9所示，增强肋70在第二面上具有呈凸状突出的形状，因此来自第一送风通道56的冷却风从增强肋70的侧面侧碰撞，有可能阻碍冷却风的流动，并降低回转涡旋20的冷却性能。

在本实施方式中，回转端板26具有第二面连续隆起的凸形状80。图10是通过图4的回转涡旋20的中心轴的剖视图，图11是回转涡旋20的第二面上的回转端板26的等高线分布。回转端板26具有不均匀的厚度以使得高度以顶部81为中心增加，具有舒缓的山型的剖面形状。由此，与现有(参照图9)那样的具有均匀厚度的回转端板26相比，回转涡旋20的厚度增加，强度提高。另外，这样的凸形状80以连续地(平滑地)隆起的方式形成，因此不妨碍来自第一送风通道56的冷却风的流动，能够与散热片30实现良好的热交换。这样，能够保证冷却性能，并且能够以紧凑的结构增强回转涡旋20。

如图11所示，回转端板26上的凸形状80形成为，回转涡旋20的重心82与从回转端板26的中心O偏心的回转中心一致。若具体地说明，则在图11的例子中，凸形状80的顶部81比回转端板26的中心O向左上偏心，其结果为，重心82也以比中心O偏心的方式形成。一般而言，回转涡旋20偏心地进行旋转驱动，因此，以往，为了进行回转涡旋20的微细的平衡调整而对回转涡旋20进行附加平衡(加工余量)的处理，这使装置结构变得复杂，成为作业负担增加的主要原因。关于这点，在本结构中，通过形成第二面上的凸形状80而能够任意调整回转涡旋20的重心82位置，因此能够以简单的结构消除这样的问题。

另外，回转端板26的第二面上的凸形状80可以遍及包含中心O在内的区域形成。通过像这样在较宽的区域形成凸形状80，而使凸形状80的倾斜变得舒缓。其结果为，冷却风更容易通过，能够发挥良好的冷却性能。

在具有这样的凸形状80的第二面上，如前所述，形成有沿冷却风的送风方向延伸的多个散热片30。在回转涡旋20中，如上所述，通过在回转端板26的第二面上设置有凸形状80而增加厚度，因此热容也增加，但通过设置这样的散热片30能够有效地冷却热容较大的回转涡旋20。另外，通过设置散热片30，也能够进一步提高回转涡旋20的强度。

此外，关于第二面上的多个散热片30的配置，如以上参照图5、图6以及图7所述，但作为其另一个方式，多个散热片30也可以配置成，在第二面上，随着回转端板26的厚度增大而变得密集。也就是说，在具有凸形状80的回转端板26上，越是厚度大的区域，散热片30的配置密度越大。由此，能够根据单位面积的热容分配冷却量，能够在回转涡旋20的较宽的区域进行均匀的冷却，能够更有效地抑制回转涡旋20的应变。

另外，回转涡旋20的第一面可以在不与固定涡旋18接触的非接触区域90的至少一部分具有凹状的减厚部92。图12是图4的变形例。回转涡旋20的第一面侧与固定涡旋18对置配置，与固定涡旋18一起形成压缩室36。在此，当回转涡旋20被驱动轴22回转驱动时，如图12所示，存在不与固定涡旋18侧接触的非接触区域90。该非接触区域90是回转涡旋20的回转端板26的第一面中的至少比最外周的回转带28(回转带28中的与从最外端开始的一圈部分对应的部分)更靠外周侧的区域。

此外，在图12中例示了将非接触区域90的整体形成为凹状的减厚部92的情况，但也可以将非接触区域90的一部分局部地形成为凹状的减厚部92。

在上述的各实施方式中，通过在回转涡旋20中的第二面设置凸形状80，而在增加回转端板26的重量的方向上进行平衡调整，但在本结构中，通过设置减厚部92反而能够在减轻重量的方向上进行回转涡旋20的平衡调整。由此，能够进行更微细的回转涡旋20的平衡调整。另外，通过在第一面侧设置减厚部92，也能够使压缩室36的容量扩大很多。

此外，在上述中，说明了可以在回转涡旋20的第一面上设置减厚部92，但减厚部92也可以形成于固定涡旋18的第一面。在这种情况下，固定涡旋18由于相对于压缩机壳体16固定而不会获得平衡调整的效果，但通过形成减厚部92而能够降低固定涡旋18的重量，另外，还有对压缩室36的容量增加具有很大贡献的优点。

＜4.加压气体的冷却结构＞

接着，对从压缩机主体4排出的加压气体的冷却结构进行说明。如图2所示，在压缩机主体4的固定涡旋19(盖部53)与罩63之间，设置有能够经由第三送风通道60导入冷却风的导风空间57。在该导风空间57中，供从压缩机主体4的排出口38排出的加压气体流动的排出管59以朝向外部贯穿的方式配置。

排出管59以从外部与在导风空间57中流动的冷却风接触的方式构成，在排出管59中流动的高温的加压气体通过与向导风空间57导入的冷却风进行热交换而被冷却。以往，从压缩机主体4排出的高温的加压气体由在外部准备的后冷却器冷却后，向需求目的地供给，但在本实施方式中，由于像这样能够在导风空间57中冷却加压气体，因此不需要后冷却器那样的外部装置，有助于系统整体的紧凑化。

在此，排出管59中的向导风空间57暴露的热交换部59a可以构成为导热率比其周围高。例如，热交换部59a既可以局部地用热电率高的材料(例如铝等)形成，也可以局部地以管厚较小的方式形成。这样，供来自压缩机主体4的高温的加压气体流动的排出管59通过在向导风空间57暴露的热交换部59a具有较高的导热率，而能够促进与向导风空间57导入的冷却风的热交换，能够更有效地冷却排出气体。

图13是图2的一个变形例。在该变形例中，具有排出管59的一部分直径扩大的扩径部97，在该扩径部97内，内置有用于防止排出气体的倒流的止回阀98。在这种涡旋压缩机1中，在停止压缩运转的情况下，产生临时性地残存于排出管59的加压气体朝向压缩机主体4倒流的现象。为了抑制产生这样的倒流现象，以往使用在排出口38的下游侧设置止回阀的结构，但这种止回阀的使用温度区域受限，不能承受从排出口38排出的高温加压气体。因此，如上述那样，需要利用设置于下游侧的后冷却器进行冷却，并在其下游侧配置止回阀，系统具有大型化的倾向。关于这点，在本实施方式中，排出管59的加压气体被导风空间57冷却，因此能够在设置于排出管59的扩径部97中内置止回阀98。由此，能够使系统整体有效地紧凑化。

图14是图2的另一个变形例，图15是从罩63的内侧表示在图14中设置于排出管59的外表面的冷却片95的示意图。在该变形例中，在排出管59的外表面设置有冷却片95。通过设置这样的冷却片95，能够增加与向导风空间57导入的冷却风的热交换面积，能够更有效地抑制排出气体的温度。另外，这样的冷却片95在增强供高压的加压气体流动的排出管59的机械性强度方面也有效。特别地，在如上述那样局部地减薄排出管59的管厚而形成排出管59的情况下，排出管59自身的强度降低，但通过设置这样的冷却片95，而能够维持强度。

另外，在该变形例中，冷却片95构成为，沿着经由第三送风通道60向导风空间57导入的冷却风的流动方向(左右方向)延伸，不妨碍冷却风的流动。其结果为，促进排出气体与冷却风的热交换，能够更有效地抑制排出气体的温度。

＜5.中间冷却器＞

在上述实施方式中，对用单级进行气体压缩的涡旋压缩机1进行了说明，涡旋压缩机1也可以作为遍及多级进行气体压缩的多级式压缩机构成。在以下的实施方式中，对涡旋压缩机1作为单卷二级式的涡旋压缩机构成的情况进行说明。

图16是表示单卷二级式的涡旋压缩机1上的固定涡旋18及回转涡旋20的俯视图。在该涡旋压缩机1中，在利用立起设置于固定涡旋18的固定端板19上的固定带21形成的涡卷状槽上，设置有用于划分低压侧压缩室36a与高压侧压缩室36b的隔壁102。即，隔壁102以利用固定带21形成的涡卷状槽在途中封闭的方式呈凸台状形成于固定端板19上。通过利用这样的隔壁102隔断压缩室36的加压气体的流路，压缩室36被划分成低压侧压缩室36a及高压侧压缩室36b。

此外，隔壁102既可以与固定端板19形成为一体，也可以形成为分体的部件。

在涡卷状槽100中的隔壁102的两侧(即，低压侧压缩室36a的内侧、及高压侧压缩室36b的外侧)，分别设置有低压侧排出口104及高压侧吸入口106。低压侧排出口104及高压侧吸入口106形成为相对于固定涡旋18的中心轴线大致平行地贯穿固定端板19。低压侧压缩室36a比高压侧压缩室36b位于更靠外侧，从导入路径15导入作为压缩对象的气体(外部空气)。在低压侧压缩室36a中加压的加压气体从低压侧排出口104排出，并由后述的中间冷却器110冷却后，向高压侧压缩室36b的高压侧吸入口106导入。在高压侧压缩室36b中，由中间冷却器110冷却的加压气体进一步被压缩，加压气体最终从设置于固定端板19的中心侧的排出口38排出。

在此，图17是表示在本实施方式的涡旋压缩机1中拆卸了罩63的状态的立体图，图18是在图17的涡旋压缩机1上安装了罩63的状态下的、通过驱动轴22的垂直剖视图。

涡旋压缩机1具备中间冷却器110，该中间冷却器110构成为，对从低压侧压缩室36a排出的加压气体进行冷却，并使冷却后的加压气体返回高压侧压缩室36b。中间冷却器110是空冷式，具备：导入冷却风的导风空间57、以及配置于导风空间57的内部，并供从低压侧压缩室36a排出的加压气体流动的散热管112。

导风空间57如上述那样由相对于固定涡旋固定的盖部53、和覆盖盖部53的罩63形成，经由第三送风通道60向该导风空间57导入冷却风。另外，在导风空间57的内壁中的盖部53上，配置有连接低压侧压缩室36a的低压侧排出口104与高压侧压缩室36b的高压侧吸入口106的散热管112。散热管112在导风空间57中暴露于经由形成于盖部53的缘部附近的开口100而从第三送风通道60导入的冷却风中，从而冷却在散热管112中流动的高温加压气体。这样，能够将用于利用向导风空间57导入的冷却风冷却加压气体的中间冷却器110与压缩机主体4构成为一体。这样的结构比以往简单，能够有效地降低设备整体的设置空间及制造成本。

散热管112由例如铝那样的导热性优良的金属材料形成。另外，散热管112构成为，呈凸状设置于盖部53上，增大与向导风空间57导入的冷却风的接触面积。

另外，如图17所示，散热管112以在盖部53上以规定图案折回的方式配设。散热管112通过具有这样的折回形状，而能够充分保证与向导风空间57导入的冷却风的接触面积，以获得良好的冷却作用。

若对散热管112的结构更具体进行地说明，则散热管112具有沿着从第三送风通道60导入的冷却风延伸的多个散热部113经由形成为比多个散热部113低的多个折返部114而连结的形状。散热管112通过具有这样的折回形状，而能够在盖部53上的受限的空间中紧凑地配置较长的散热管112。另外，多个散热部113由于沿着送风方向延伸，因此不妨碍冷却风的流动，另外，通过使折返部114形成为比散热部113低，从而向相邻的散热部113之间顺畅地导入外部空气。这样，在散热管112中获得良好的冷却作用。

此外，在本实施方式中，在构成导风空间57的内壁的盖部53上，与高压侧吸入口106相比，低压侧排出口104配置于更靠近冷却风的下游侧。而且，如在图17中用虚线表示散热管112中的加压气体的流路那样，散热管112构成为，从低压侧排出口104通过比盖部53的中心部更靠下游侧，并以包围中心部的方式绕过上游侧而与高压侧吸入口106连接。由此，如图17中箭头所示，在散热管112中流动的加压气体从下游侧朝向上游侧流动。其结果为，与在冷却风的下游侧相比，在冷却风的上游侧在散热管112中流动的加压气体的温度降低。因此，通过冷却风在上游侧与温度比较低的加压气体进行热交换，而能够将温度低的冷却风供给到供温度比较高的加压气体流动的下游侧的散热管112。由此，遍及散热管112整体获得良好的冷却作用。

此外，如前述的实施方式那样，构成中间冷却器110的导风空间57也可以用于冷却通过排出管59的加压气体。在这种情况下，通过将构成中间冷却器110的导风空间57也兼用于对从排出管59排出的加压气体进行冷却，从而不需要例如后冷却器等外部装置，能够抑制系统规模，并能够有效地节约设置空间、制造成本。

另外，如图14及图15所示，当在排出管59的外表面设置有散热片97时，可以通过使散热片97的配置图案与中间冷却器110的散热管112的配置图案对应，而提高从第三送风通道60导入的冷却风的通气性。

此外，对于散热管112，可以按照参照图5所述的散热片30那样，相对于经由第三送风通道60导入的冷却风而言，下游侧比上游侧配置得密集。由此，向散热管112导入的冷却风从上游侧朝向下游侧减少流路面积，因此越是冷却风的温度高的下游侧流速越快。其结果为，就散热管112整体而言获得均匀的冷却效果。

＜6.冷却风的超压输送结构＞

在上述的实施方式中，采用从过滤单元2的供气口直接导入由压缩机主体4压缩的气体的自然进气方式，但也可以如以下说明的实施方式那样采用超压输送方式。图19是超压输送式的涡旋压缩机1的垂直剖视图。

此外，图19是图2的变形例，在对应的结构上标注共通的附图标记，并适当省略重复的说明。

在图19的实施方式中，作为压缩对象的气体从送风单元8的开口部55吸入。即，在本实施方式中，从送风单元8吸入的外部空气的一部分用作作为压缩对象的气体，并且剩下的作为压缩机主体4的冷却风使用。此外，图2所示的过滤单元2的进气口12在本实施方式中被密封。

在该涡旋压缩机1中，当利用驱动轴22驱动送风风扇52时，从送风单元8的开口部55吸入外部空气。从开口部55引入的外部空气经由连接于送风单元8的侧方的管道54向压缩机主体4输送。管道54连接于压缩机主体4的侧方，并与上述实施方式同样地，分支成第一送风通道56、第二送风通道58以及第三送风通道60。其中向第一送风通道56及第二送风通道58导入的外部空气通过向分别设置于固定涡旋18及回转涡旋20的背面侧的散热片24及30供给，而冷却固定涡旋18及回转涡旋20。

另一方面，向第三送风通道60导入的外部空气对压缩机主体4的导入路径15超压输送。在此，利用盖部53及罩63形成的导风空间57与配置于其上方的过滤单元2的过滤箱10连通(也就是说，在过滤箱10的下方，以与导风空间57连通的方式设置有开口部120)。因此，从第三送风通道60供给的外部空气经由导风空间57向过滤单元2输送。在过滤单元2中，从导风空间57输送的外部空气由于通过过滤元件14而被去除异物后，对压缩机主体4超压输送。

这样，构成为，为了冷却固定涡旋18及回转涡旋20而从送风风扇52供给的冷却风的一部分对压缩机主体4超压输送。也就是说，由于能够利用用于冷却固定涡旋18及回转涡旋20的冷却风的一部分进行超压输送，因此能够实现结构简单、并且能够抑制固定涡旋18及回转涡旋20的温度上升、并且获得良好的压缩效率的涡旋压缩机1。

在此，向压缩机主体4超压输送的冷却风经由导风空间57而被超压输送。这样，通过经由导风空间57，而使来自管道54的冷却风所具有的动压转换成静压并向压缩机主体4超压输送。因此，即使是在来自导管54的供给气体中存在脉动那样的偏差的情况下，也能够实现稳定的超压输送。特别地，导风空间57形成为具有比导管54的流路面积更大的流路面积，因此能够将从导管54输送的冷却风的动压良好地转换成静压，能够进行稳定的超压输送。

另外，构成导风空间57的罩63具有曲面状的内壁，以使得能够对向导风空间57导入的冷却风朝向压缩机主体4的导入路径15整流。由此，经由第三送风通道60向导风空间57导入的冷却风被有效地向压缩机主体4的导入路径15引导，能够进行良好的超压输送。

此外，在本实施方式中，导风空间57用于对压缩机主体4超压输送来自第三送风通道60的外部空气，但与上述实施方式同样地，也可以兼用于冷却通过排出管59的加压气体。通过像这样构成为导风空间57实现多个功能，而能够抑制系统规模，并能够有效地节约设置空间、制造成本。

以上说明了本发明的一些实施方式，但本发明不限于这些实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形。

例如，上述各实施方式是驱动轴22经由利用电动机、发动机等动力源旋转的传动带旋转的、所谓的带驱动型的涡旋流体机械。但是，本发明不限于带驱动型的涡旋流体机械。本申请发明例如也能够应用于回转板32直接连结于动力源的驱动轴的一端而送风风扇52固定于驱动轴的另一端的所谓的动力源直接连结型的涡旋流体机械。

另外，上述各实施方式的涡旋压缩机是具有固定涡旋18及回转涡旋20的压缩机。但是，本发明不限于这样的涡旋压缩机。例如本发明也能够应用于由作为第一涡旋的驱动涡旋、以及作为第二涡旋的从动涡旋构成的涡旋流体机械。

工业实用性

本发明的至少一个实施方式能够用于涡旋流体机械。

附图标记说明

1-涡旋压缩机；2-过滤单元；4-压缩机主体；6-动力传递单元；8-送风单元；10-过滤箱；12-进气口；14-过滤元件；15-导入路径；16-压缩机壳体；18-固定涡旋；19-固定端板；20-回转涡旋；21-固定带；22-驱动轴；23-偏心轴部；24-散热片；26-回转端板；28-回转带；30-散热片；32-回转板；33-旋转轴承；34-防自转机构；36-压缩室；37-轴承部；38-排出口；40-从动带轮；42-轴承箱；44-球轴承；48-平衡配重；50-风扇外壳；52-送风风扇；53-盖部；54-导管；55-开口部；56-第一送风通道；57-导风空间；58-第二送风通道；59-排出管；60-第三送风通道；61-槽部；63-罩；70-增强肋；80-凸形状；90-非接触区域；92-减厚部；95-冷却片；97-扩径部；98-止回阀；102-隔壁；104-低压侧排出口；106-高压侧吸入口；110-中间冷却器；112-散热管。

Claims (9)

1.一种涡旋流体机械，其具备：

壳体；

固定涡旋，其固定于所述壳体，并利用划分低压侧压缩室与高压侧压缩室的隔壁来封闭利用立起设置在固定端板上的固定带形成的涡卷状槽；

回转涡旋，其与所述固定涡旋对置地收纳于所述壳体，并与所述固定涡旋一起形成所述低压侧压缩室及所述高压侧压缩室，被驱动轴可回转地支撑；

罩，其在与所述固定涡旋之间，形成能够供向所述固定涡旋及所述回转涡旋的至少一方供给的冷却风的一部分导入的导风空间；

以及中间冷却器，其构成为，通过在所述导风空间中与所述冷却风的热交换而对从所述低压侧压缩室排出的加压气体进行冷却，并使冷却后的所述加压气体返回所述高压侧压缩室。

2.根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于，

所述中间冷却器包括散热管，所述散热管连接所述低压侧压缩室的低压侧排出口与所述高压侧压缩室的高压侧吸入口之间，且配设在所述导风空间内。

3.根据权利要求2所述的涡旋流体机械，其特征在于，

所述散热管以在所述导风空间的内壁上折回的方式配设。

4.根据权利要求3所述的涡旋流体机械，其特征在于，

所述散热管构成为，沿所述冷却风延伸的多个散热部经由形成为比所述多个散热部低的多个折返部连结。

5.根据权利要求2所述的涡旋流体机械，其特征在于，

与所述高压侧吸入口相比，所述低压侧排出口配置于更靠近所述冷却风的下游侧。

6.根据权利要求3所述的涡旋流体机械，其特征在于，

与所述高压侧吸入口相比，所述低压侧排出口配置于更靠近所述冷却风的下游侧。

7.根据权利要求4所述的涡旋流体机械，其特征在于，

与所述高压侧吸入口相比，所述低压侧排出口配置于更靠近所述冷却风的下游侧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡旋流体机械，其特征在于，

还具备供从所述高压侧压缩室排出的所述加压气体流动的排出管，

所述排出管设置成贯穿所述导风空间，以使得在所述排出管内流动的所述加压气体被导入至所述导风空间的所述冷却风冷却。

9.根据权利要求8所述的涡旋流体机械，其特征在于，

在所述排出管内内置有止回阀。

Images