CN111742142A - 涡旋流体机械 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋流体机械，其具备连续地减小的壁体倾斜部(3b1)、以及设置于壁体(3b)的最内周部且高度不变化的壁体平坦部(3b2)。在连接壁体倾斜部(3b1)与壁体平坦部(3b2)的壁体倾斜连接部(3b4)的齿顶设置有倒圆角形状，该倒圆角形状将从壁体平坦部(3b2)至壁体倾斜部(3b1)的倾斜缓和而进行连接。

Description

涡旋流体机械
技术领域
本发明涉及涡旋流体机械。
背景技术
通常，已知有一种使在端板上设置有涡卷状的壁体的固定涡旋构件与回旋涡旋构件啮合并进行公转回旋运动，从而压缩流体或使流体膨胀的涡旋流体机械。
作为这样的涡旋流体机械，已知专利文献1所示那样的所谓的阶梯式涡旋压缩机。在该阶梯式涡旋压缩机中，在固定涡旋盘以及回旋涡旋盘的涡卷状的壁体的齿顶面以及齿底面的沿着涡卷方向的位置分别设置有阶梯部，且以各阶梯部为分界而壁体的外周侧的高度比内周侧的高度高。在阶梯式涡旋压缩机中，不仅在壁体的周向上在高度方向上也进行压缩(三维压缩)，因此与不具备阶梯部的通常的涡旋压缩机(二维压缩)相比，能够增大排气量，从而增加压缩机容量。
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
发明所要解决的课题
但是，阶梯式涡旋压缩机存在阶梯部处的流体泄漏较大这样的问题。另外，存在应力集中于阶梯部的根部部分而强度降低这样的问题。
对此，发明人等对取代设置于壁体以及端板的阶梯部而设置连续的倾斜部的情况进行了研究。
在壁体、端板设置有倾斜部且设置有与该倾斜部连接的平坦部的情况下，在倾斜部与平坦部之间设置有倾斜连接部。在倾斜连接部中，存在发生以下那样的不良情况的可能性。
即，在倾斜连接部中，若将倾斜部与平坦部直接连接，则形状会不连续地变化，从而加工变得困难，因此容易在齿顶、齿底产生毛刺、塌边。若在齿顶、齿底产生毛刺、塌边，则从所希望的形状偏离而向对置的齿底侧、齿顶侧凸出，因此存在在齿顶与齿底之间发生过度接触的可能性。
另外，在形成于壁体的齿顶的槽部中设置顶端密封件的情况下，在槽部的槽底设置有倾斜连接部。若在该槽底倾斜连接部产生毛刺、塌边，则顶端密封件会卡住而限制与回旋运动相应的顶端密封件的移动，从而存在无法发挥所希望的密封性能的可能性。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种在壁体、端板设置有倾斜部和平坦部且能够避免在倾斜部与平坦部的连接部发生的不良情况的涡旋流体机械。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的涡旋流体机械采用以下的方案。
即，本发明的一方案的涡旋流体机械具备：第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；以及第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动，其中，所述涡旋流体机械具备：倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及最内周部，且高度不变化；以及端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应，所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，在连接所述倾斜部与所述壁体平坦部的壁体倾斜连接部的齿顶、以及/或者连接所述倾斜部与所述端板平坦部的端板倾斜连接部的齿底设置有倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从所述平坦部至所述倾斜部的倾斜缓和而进行连接。
由于设置有第一端板与第二端板的对置面间距离从壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小的倾斜部，因此从外周侧吸入的流体随着朝向内周侧，不仅由于与壁体的涡卷形状相应的压缩室的减小而被压缩，还由于端板间的对置面间距离的减小而进一步被压缩。
由于当将平坦部与倾斜部之间直接连接时，连接倾斜部与壁体平坦部的壁体倾斜连接部、以及/或者连结倾斜部与端板平坦部的端板倾斜连接部会成为形状不连续地发生变化的部分，加工变得困难，因此容易在这些倾斜连接部的齿顶、齿底产生毛刺、塌边。当在齿顶、齿底产生毛刺、塌边时，从所希望的形状偏离而向对置的齿底侧、齿顶侧凸出，因此存在在齿顶与齿底之间发生过度的接触的可能性。
为此，在壁体倾斜连接部的齿顶以及/或者端板倾斜连接部的齿底设置了倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从平坦部至倾斜部的倾斜缓和而进行连接。由此，在倾斜连接部处进行光滑地连接的加工而加工变得容易，从而抑制毛刺、塌边的产生，进而能够避免齿顶与齿底之间的过度的接触。
作为“倾斜缓和形状”，例如可以举出倒角形状。
另外，本发明的一方案的涡旋流体机械具备：第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；以及第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动，其中，所述涡旋流体机械具备：倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及最内周部，且高度不变化；以及端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应，所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，在连接所述倾斜部与所述壁体平坦部的壁体倾斜连接部的齿顶、以及/或者连接所述倾斜部与所述端板平坦部的端板倾斜连接部的齿底设置有退避部，该退避部位于比纵剖视情况下的所述平坦部的外延线以及所述倾斜部的外延线更靠向从对置的所述齿底或所述齿顶退避的方向的位置。
在壁体倾斜连接部的齿顶以及/或者端板倾斜连接部的齿底设置了退避部，该退避部位于比纵剖视情况下的平坦部的外延线以及倾斜部的外延线更靠向从对置的齿底或齿顶退避的方向的位置。即，通过设置退避部，使齿顶与齿底之间的间隙即顶隙增大。由此，能够降低在倾斜连接部处齿顶与齿底接触的可能性。
“纵剖视”是指以沿着涡旋构件的中心轴线方向的剖面进行剖切的情况下的剖视，具体而言，是指沿着壁体的高度方向的剖面处的剖视。
另外，本发明的一方案的涡旋流体机械具备：第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，其中，所述涡旋流体机械具备：倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及最内周部，且高度不变化；壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，在所述槽底倾斜连接部设置有倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从所述槽底平坦部至所述槽底倾斜部的倾斜缓和而进行连接。
在槽底倾斜连接部中，当将槽底平坦部与槽底倾斜部直接连接时，形状会不连续地发生变化，加工变得困难，因此容易产生毛刺、塌边。当在槽底产生毛刺、塌边时，有可能顶端密封件被卡挂而与回旋运动相应的移动被限制，从而无法有效地发挥密封性能。
为此，在槽底倾斜连接部设置了倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从槽底平坦部至槽底倾斜部的倾斜缓和而进行连接。由此，在槽底倾斜连接部中能够采用光滑的形状，抑制顶端密封件的卡挂，允许与回旋运动相应的顶端密封件的移动，从而能够得到所希望的密封性能。
作为“倾斜缓和形状”，例如可以举出倒角形状。
另外，本发明的一方案的涡旋流体机械具备：第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，其中，所述涡旋流体机械具备：倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及最内周部，且高度不变化；壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，在所述槽底倾斜连接部设置有深槽部，该深槽部位于比纵剖视情况下的所述槽底倾斜部的外延线更靠向槽变深的方向的位置。
在槽底倾斜连接部设置了深槽部，该深槽部位于比纵剖视情况下的槽底倾斜部的外延线更靠向靠槽变深的方向的位置。由此，顶端密封件在回旋运动时相对于深槽部出入，从而能够允许顶端密封件的移动，进而能够得到所希望的密封性能。
“纵剖视”是指以沿着涡旋构件的中心轴线方向的剖面进行剖切的情况下的剖视，具体而言，是指沿着槽的深度的剖面处的剖视。
另外，本发明的一方案的涡旋流体机械具备：第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，其中，所述涡旋流体机械具备：倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及最内周部，且高度不变化；壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，在所述顶端密封件中，与所述槽底倾斜连接部对应的位置处的厚度比其他区域薄。
使与槽底倾斜连接部对应的位置处的顶端密封件的厚度比其他区域薄。由此，抑制顶端密封件在回旋运动时被槽底倾斜连接部卡挂的情况，允许与回旋运动相应的顶端密封件的移动，从而能够得到所希望的密封性能。
发明效果
能够避免倾斜连接部中的齿顶与齿底之间的过度的接触。
另外，允许槽底倾斜连接部中与回旋运动相应的顶端密封件的移动，从而能够得到所希望的密封性能。
附图说明
图1A是示出本发明的第一实施方式的涡旋压缩机的固定涡旋盘以及回旋涡旋盘的纵剖视图。
图1B是从壁体侧观察图1A的固定涡旋盘时的俯视图。
图2是示出图1的回旋涡旋盘的立体图。
图3是示出设置于固定涡旋盘的端板平坦部的俯视图。
图4是示出设置于固定涡旋盘的壁体平坦部的俯视图。
图5是示出沿着涡卷方向展开示出的壁体的示意图。
图6是将图1B的附图标记Z的区域放大示出的局部放大图。
图7A是示出图6所示的部分的顶端密封件间隙、且示出顶端密封件间隙相对较小的状态的侧视图。
图7B是示出图6所示的部分的顶端密封件间隙、且示出顶端密封件间隙相对较大的状态的侧视图。
图8是示出壁体倾斜连接部周围的立体图。
图9是示出图8所示的壁体倾斜连接部周围的位置的固定涡旋盘的俯视图。
图10是示出图8所示的倾斜连接部周围的纵剖视图。
图11是对应于图10而示出比较例的倾斜连接部周围的纵剖视图。
图12涉及本发明的第二实施方式，且是示出倾斜连接部周围的纵剖视图。
图13涉及本发明的第三实施方式，且是示出槽底倾斜连接部周围的纵剖视图。
图14涉及本发明的第四实施方式，且是示出槽底倾斜连接部周围的纵剖视图。
图15A是示出变形例、且示出与不具有阶梯部的涡旋盘的组合的纵剖视图。
图15B是示出变形例、且示出与阶梯式涡旋盘的组合的纵剖视图。
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，示出涡旋压缩机(涡旋流体机械)1的固定涡旋盘(第一涡旋构件)3和回旋涡旋盘(第二涡旋构件)5。涡旋压缩机1例如作为空调机等的对进行制冷循环的气体制冷剂(流体)进行压缩的压缩机来使用。
固定涡旋盘3以及回旋涡旋盘5是铝合金制、铁制等金属制的压缩机构，被收容于未图示的壳体内。固定涡旋盘3以及回旋涡旋盘5从外周侧吸入被导入到壳体内的流体，并从固定涡旋盘3的中央的喷出口3c向外部喷出压缩后的流体。
固定涡旋盘3固定于壳体，如图1A所示，该固定涡旋盘3具备大致圆板形状的端板(第一端板)3a、以及立起设置于端板3a的一侧面上的涡卷状的壁体(第一壁体)3b。回旋涡旋盘5具备大致圆板形状的端板(第二端板)5a、以及立起设置于端板5a的一侧面上的涡卷状的壁体(第二壁体)5b。各壁体3b、5b的涡卷形状例如使用渐开曲线、阿基米德曲线进行定义。
固定涡旋盘3与回旋涡旋盘5以如下方式进行组装：固定涡旋盘3与回旋涡旋盘5以其中心隔开回旋半径ρ且壁体3b、5b的相位偏移180°的方式啮合，且在常温下，在两涡旋的壁体3b、5b的齿顶与齿底间具有微小的高度方向上的间隙(顶隙)。由此，在两涡旋盘3、5之间，相对于涡旋中心对称地形成由它们的端板3a、5a及壁体3b、5b包围而形成的多对压缩室。回旋涡旋盘5通过未图示的十字环等自转防止机构而绕固定涡旋盘3进行公转回旋运动。
如图1A所示，设置有相向的两端板3a、5a间的对置面间距离L从涡卷状的壁体3b、5b的外周侧朝向内周侧而连续地减小的倾斜部。
如图2所示，在回旋涡旋盘5的壁体5b设置有高度从外周侧朝向内周侧而连续地减小的壁体倾斜部5b1。在与该壁体倾斜部5b1的齿顶对置的固定涡旋盘3的齿底面设置有与壁体倾斜部5b1的倾斜相对应地倾斜的端板倾斜部3a1(参照图1A)。通过这些壁体倾斜部5b1以及端板倾斜部3a1构成连续的倾斜部。同样地，在固定涡旋盘3的壁体3b也设置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设置于回旋涡旋盘5的端板5a。
需要说明的是，本实施方式中所说的倾斜部中的连续地一词的含义并不限定于光滑地连接的倾斜，也包括阶梯状地连接有在加工时不可避免地产生的较小的阶梯部而倾斜部整体连续地倾斜的情况。但是，并不包含所谓的阶梯式涡旋那样较大的阶梯部。
在壁体倾斜部3b1、5b1以及/或者端板倾斜部3a1、5a1上施有涂层。作为涂层，例如可以举出磷酸锰处理、镍磷镀敷等。
如图2所示，在回旋涡旋盘5的壁体5b的最内周侧及最外周侧分别设置有高度恒定的壁体平坦部5b2、5b3。这些壁体平坦部5b2、5b3绕回旋涡旋盘5的中心O2(参照图1A)在180°的区域的范围内设置。在壁体平坦部5b2、5b3与壁体倾斜部5b1连接的位置分别设置有成为弯曲部的壁体倾斜连接部5b4、5b5。
在回旋涡旋盘5的端板5a的齿底也同样地设置有高度恒定的端板平坦部5a2、5a3。这些端板平坦部5a2、5a3也绕回旋涡旋盘5的中心在180°的区域的范围内设置。在端板平坦部5a2、5a3与端板倾斜部5a1连接的位置分别设置有成为弯曲部的端板倾斜连接部5a4、5a5。
如在图3以及图4中用阴影线所示那样，与回旋涡旋盘5同样地，在固定涡旋盘3也设置有端板平坦部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，示出了沿着涡卷方向展开示出的壁体3b、5b。如该图所示，最内周侧的壁体平坦部3b2、5b2在距离D2的范围内设置，最外周侧的壁体平坦部3b3、5b3在距离D3的范围内设置。距离D2以及距离D3分别为与绕各涡旋3、5的中心O1、O2呈180°(180°以上且360°以下，优选为210°以下)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，在距离D1的范围内设置有壁体倾斜部3b1、5b1。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
Figure BDA0002637996830000091
为下式。
Figure BDA0002637996830000092
这样，倾斜部的倾斜度
Figure BDA0002637996830000093
相对于涡卷状的壁体3b、5b延伸的周向为恒定。距离D1比距离D2长，且距离D1比距离D3长。
例如，在本实施方式中，涡旋3、5的规格如下。
(1)回旋半径ρ[mm]：2以上且15以下，优选为3以上且10以下
(2)壁体3b、5b的卷绕数：1.5以上且4.5以下，优选为2.0以上且3.5以下
(3)高低差h[mm]：2以上且20以下，优选为5以上且15以下
(4)h/Lout(最外周侧的壁体高度)：0.05以上且0.35以下，优选为0.1以上且0.25以下
(5)倾斜部的角度范围(与距离D1相当的角度范围)[°]：180以上且1080以下，优选为360以上且720以下
(6)倾斜部的角度
Figure BDA0002637996830000094
0.2以上且4以下，优选为0.5以上且2.5以下
在图6中，示出了图1B中的由附图标记Z示出的区域的放大图。如图6所示，在固定涡旋盘3的壁体3b的齿顶设置有顶端密封件7。顶端密封件7是树脂制，与对置的回旋涡旋盘5的端板5a齿底接触从而将流体密封。顶端密封件7收容于在整个周向上形成于壁体3b的齿顶的顶端密封槽3d内。压缩流体进入该顶端密封槽3d内，从背面按压顶端密封件7而将其向齿底侧推挤，从而使该顶端密封件7与对置的齿底接触。需要说明的是，对于回旋涡旋盘5的壁体5b的齿顶，也同样地设置有顶端密封件。
如图7所示，壁体3b的高度方向上的顶端密封件7的高度Hc在周向上为恒定。
当两涡旋3、5相对地进行公转回旋运动时，齿顶与齿底的位置相对地偏移回旋直径(回旋半径ρ×2)的量。由于该齿顶与齿底的位置偏移，在倾斜部中，齿顶与齿底之间的顶隙发生变化。顶隙变化量Δh[mm]例如为0.05以上且1.0以下，优选为0.1以上且0.6以下。例如，在图7A中示出顶隙T较小的情况，在图7B中示出顶隙T较大的情况。即使该顶隙T由于回旋运动而发生变化，由于顶端密封件7被压缩流体从背面向端板5a的齿底侧按压，因此该顶端密封件7也能够追随着进行密封。
在图8中，示出壁体倾斜连接部周围的立体图。如在图9中用附图标记Z1所示那样，该壁体倾斜连接部表示固定涡旋盘3的内周侧的壁体倾斜连接部3b4。
在图8中，左侧成为壁体3b的内周侧，右侧成为壁体3b的外周侧。因此，壁体倾斜连接部3b4的内周侧(在该图中为左侧)成为壁体平坦部3b2，壁体倾斜连接部3b4的外周侧(在该图中为右侧)成为壁体倾斜部3b1。
在形成于壁体3b的齿顶的顶端密封件槽3d内插入有顶端密封件7。在该图中，示出压缩流体进入顶端密封件7的背面而顶端密封件7向对置的齿底侧(在该图中为上侧)突出的状态。
在图10中，示出图8所示的壁体倾斜连接部3b4周围的纵剖面。在该图中，下侧的实线表示固定涡旋盘3的壁体3b的齿顶，上侧的实线表示回旋涡旋盘5的端板5a的齿底。即，在该图中，示出齿顶与齿底对置的状态。另外，在该图中，左侧成为涡旋3、5的外周侧，右侧成为涡旋3、5的内周侧。
如该图所示，在固定涡旋盘3的壁体平坦部3b2与壁体倾斜部3b1之间的壁体倾斜连接部3b4设置有被倒圆角的形状。该倒圆角形状成为将从壁体平坦部3b2至壁体倾斜部3b1的倾斜缓和而进行连接的倾斜缓和形状。即，被设为倒圆角形状的面位于比壁体平坦部3b2的外延线OL1以及壁体倾斜部3b1的外延线OL2靠壁体3b的高度方向上的上侧的位置。
在回旋涡旋盘5的端板平坦部5a2与端板倾斜部5a1之间的端板倾斜连接部5a4设置有被倒圆角的形状。该倒圆角形状成为将从端板平坦部5a2至端板倾斜部5a1的倾斜缓和而进行连接的倾斜缓和形状。即，被设为倒圆角形状的面位于比端板平坦部5a2的外延线OL3以及端板倾斜部5a1的外延线OL4靠端板5a的厚度变小的方向(端板5a凹陷的方向)的位置。
需要说明的是，虽未图示，但在另一方的内周侧的倾斜连接部3a4、5b4也设置有同样的倒圆角形状。另外，也可以在外周侧的倾斜连接部3b5、5a5、3a5、5b5采用相同的倒圆角形状。
另外，对于顶端密封件槽3d的槽底10(参照图8)，在与壁体倾斜连接部3b4对应的槽底倾斜连接部也设置有与壁体3b的齿顶相同的倒圆角形状。
上述的涡旋压缩机1如下那样进行动作。
通过未图示的电动马达等驱动源，回旋涡旋盘5绕固定涡旋盘3进行公转回旋运动。由此，从各涡旋3、5的外周侧吸入流体，并将流体取入至由各壁体3b、5b以及各端板3a、5a围成的压缩室。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，并最终从形成于固定涡旋盘3的喷出口3c喷出压缩流体。在流体被压缩时，在由端板倾斜部3a1、5a1以及壁体倾斜部3b1、5b1形成的倾斜部，流体在壁体3b、5b的高度方向上也被压缩，从而流体被三维压缩。
根据本实施方式，起到以下的作用效果。
如图10所示，在倾斜连接部3b4、5a4采用了倒圆角形状。其带来的作用效果如下所示。
作为比较例，在图11中示出不采用倒圆角形状而通过立铣刀进行切削加工而得到的形状。如该图所示，当以沿着壁体平坦部3b2的外延线OL1和壁体倾斜部3b1的外延线OL2进行加工的方式对NC(Numerically Control)工作机械进行加工指示，以将壁体平坦部3b2与壁体倾斜部3b1直接连接时，在壁体倾斜连接部3b4产生塌边B1，在端板倾斜连接部5a4产生毛刺B2。即，若将壁体平坦部3b2与壁体倾斜部3b1直接连接，则壁体倾斜连接部3b4成为倾斜度急剧变化的部分即形状不连续地发生变化的部分。由于像这样形状不连续地发生变化的部分难以进行基于NC工作机械的自动加工，因此如该图所示那样产生向回旋涡旋盘5的齿底侧突出的塌边B1。
同样地，由于端板平坦部5a2与端板倾斜部5a1之间的端板倾斜连接部5a4的加工也困难，因此产生向固定涡旋盘3的齿顶侧突出的毛刺B2。当产生这样的塌边B1以及毛刺B2时，在倾斜连接部3b4、5a4处，会在齿顶与齿底之间发生过度的接触。
为此，在本实施方式中，在壁体倾斜连接部3b4、3b5、5b4、5b5的齿顶以及端板倾斜连接部3a4、3a5、5a4、5a5的齿底设置了倒圆角形状。由此，通过在倾斜连接部中进行光滑地连接的加工而加工变得容易，从而抑制毛刺B2、塌边B1的产生，进而能够避免齿顶与齿底之间的过度的接触。
另外，对于顶端密封件槽3d的槽底10，当将槽底平坦部与槽底倾斜部直接连接时，形状不连续地变化，加工变得困难，因此容易产生毛刺、塌边。当在槽底10产生毛刺、塌边时，有可能顶端密封件7被卡挂而与回旋运动相应的移动受到限制，从而无法有效地发挥密封性能。
为此，在本实施方式中，在槽底倾斜连接部与齿顶同样地设置了倒圆角形状，从而设置了倾斜缓和形状。由此，在槽底倾斜连接部处能够采用光滑的形状，抑制顶端密封件7的卡挂，允许与回旋运动相应的顶端密封件7的移动，从而能够得到所希望的密封性能。
需要说明的是，也可以采用倒斜角形状来代替用作倾斜缓和形状的倒圆角形状。另外，也可以是阶段性地改变倾斜来进行连接的形状以将不连续的倾斜缓和。
另外，倾斜缓和形状也可以用于壁体侧以及端板侧中的任一方的倾斜连接部。
另外，倾斜缓和形状也可以仅设置于压缩室的流体压力变高的内周侧而不设置于压缩室的流体压力较低的外周侧。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式就倾斜连接部处的形状而言与第一实施方式不同。因此，以下仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，对于其他共通的结构则省略说明。
如图12所示，在壁体倾斜连接部3b4设置有退避部，该退避部位于比壁体平坦部3b2的外延线OL1以及壁体倾斜部3b1的外延线OL2更靠向从对置的端板5a的齿底退避的方向(在该图中为下方)的位置。该退避部向壁体3b的根部方向凹陷，成为向下方凸出的形状。
端板倾斜连接部5a4与第一实施方式同样地成为倒圆角形状。
另外，对于其他壁体倾斜连接部3b5、5b4、5b5也设置有向从对置的齿底退避的方向取位的退避部。
这样，根据本实施方式，由于在壁体倾斜连接部3b4设置了退避部，从而能够增大齿顶与齿底之间的间隙即顶隙。由此，能够降低在倾斜连接部处齿顶与齿底接触的可能性。
需要说明的是，在本实施方式中，将端板倾斜连接部5a4设为倒圆角形状，但也可以在端板倾斜连接部5a4设置在端板5a的厚度方向上进一步凹陷而在图12中为向上凸起的形状的退避部。在该情况下，也可以省略设置于对置的壁体倾斜连接部3b4的退避部。
另外，退避部也可以仅设置于压缩室的流体压力变高的内周侧而不设置于压缩室的流体压力较低的外周侧。
[第三实施方式]
接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式就顶端密封件槽3d的槽底的形状而言与第一实施方式不同。因此，以下对与第一实施方式不同的部分进行说明，对于与第一实施方式相同的结构则省略其说明。需要说明的是，本实施方式也能够与上述的第二实施方式进行组合。
如图13所示，在顶端密封件槽3d的槽底10形成有与壁体3b的倾斜部3b1对应的槽底倾斜部10a、与壁体平坦部3b2对应的槽底平坦部10b、以及与壁体倾斜连接部3b4对应的槽底倾斜连接部10c。并且，在槽底倾斜连接部10c设置有深槽部10d，该深槽部10d位于比槽底倾斜部10a的外延线OL5更靠向槽变深的方向即槽凹陷的方向的位置。深槽部10d被设为与曲面组合而成的光滑的形状。
该深槽部10d也设置于与其他壁体倾斜连接部3b5、5b4、5b5对应的槽底倾斜连接部10c。
根据本实施方式，通过设置深槽部10d，顶端密封件7能够在回旋运动时相对于深槽部10d进出。在图13中，使用双点划线示出顶端密封件7进入深槽部10d后的形状。这样，能够允许顶端密封件7向周向的移动，从而能够使顶端密封件7追随于回旋运动，进而能够通过顶端密封件7得到所希望的密封性能。
需要说明的是，深槽部10d也可以仅设置于压缩室的流体压力变高的内周侧而不设置于压缩室的流体压力较低的外周侧。
[第四实施方式]
接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式的特征在于顶端密封件7的形状。其他的结构是与第一实施方式相同的结构，因此省略其说明。需要说明的是，本实施方式能够与上述的第一～第三实施方式进行组合。
如图14所示，在顶端密封件槽3d的槽底10形成有与壁体3b的倾斜部3b1对应的槽底倾斜部10a、与壁体平坦部3b2对应的槽底平坦部10b、以及与壁体倾斜连接部3b4对应的槽底倾斜连接部10c。并且，在顶端密封件7中，与槽底倾斜连接部10c对应的位置处的厚度t1设置得比其他区域薄。
在与槽底倾斜连接部10c对应的位置将顶端密封件7减薄的形状也设置于与其他壁体倾斜连接部3b5、5b4、5b5对应的槽底倾斜连接部10c。
根据本实施方式，使顶端密封件7的与槽底倾斜连接部10c对应的位置处的厚度t1比其他区域薄，因此顶端密封件7能够向槽底倾斜连接部10c侧移动(参照图14中的双点划线)。由此，抑制顶端密封件7在回旋运动时被槽底倾斜连接部10c卡挂的情况，允许与回旋运动相应的顶端密封件7的移动，从而能够得到所希望的密封性能。
需要说明的是，将顶端密封件7减薄的形状也可以仅设置于压缩室的流体压力变高的内周侧而不设置于压缩室的流体压力较低的外周侧。
需要说明的是，上在上述的各实施方式中，将端板倾斜部3a1、5a1以及壁体倾斜部3b1、5b1设置于两涡旋盘3、5，但也可以设置于其中任一方。
具体而言，如图15A所示，在一方的壁体(例如回旋涡旋盘5)设置壁体倾斜部5b1且在另一方的端板3a设置端板倾斜部3a1的情况下，也可以将另一方的壁体和一方的端板5a设为平坦。
另外，如图15B所示，也可以是与以往的阶梯式形状组合而得的形状，即与在固定涡旋盘3的端板3a设置有端板倾斜部3a1且在回旋涡旋盘5的端板5a设置有阶梯部的形状进行组合。
在上述实施方式中，作为涡旋压缩机进行了说明，但本发明也能够应用于用作膨胀机的涡旋膨胀机。
附图标记说明：
1...涡旋压缩机(涡旋流体机械)；
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...喷出口；
3d...顶端密封槽；
5...回旋涡旋盘(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)；
5a4...端板倾斜连接部(内周侧)；
5a5...端板倾斜连接部(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...顶端密封件；
10...槽底；
10a...槽底倾斜部；
10b...槽底平坦部；
10c...槽底倾斜连接部；
10d...深槽部；
B1...塌边；
B2...毛刺；
Hc...顶端密封件的高度；
L...对置面间距离；
T...顶隙；
t1...顶端密封件的厚度；
Figure BDA0002637996830000161
...倾斜度。

Claims (5)

1.一种涡旋流体机械，其具备：
第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；以及
第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动，
其中，
所述涡旋流体机械具备：
倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；
壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及/或者最内周部，且高度不变化；以及
端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应，
所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，
在连接所述倾斜部与所述壁体平坦部的壁体倾斜连接部的齿顶、以及/或者连接所述倾斜部与所述端板平坦部的端板倾斜连接部的齿底设置有倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从所述平坦部至所述倾斜部的倾斜缓和而进行连接。
2.一种涡旋流体机械，其具备：
第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；以及
第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动，
其中，
所述涡旋流体机械具备：
倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；
壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及/或者最内周部，且高度不变化；以及
端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应，
所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，
在连接所述倾斜部与所述壁体平坦部的壁体倾斜连接部的齿顶、以及/或者连接所述倾斜部与所述端板平坦部的端板倾斜连接部的齿底设置有退避部，该退避部位于比纵剖视情况下的所述平坦部的外延线以及所述倾斜部的外延线更靠向从对置的所述齿底或所述齿顶退避的方向的位置。
3.一种涡旋流体机械，其具备：
第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；
第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及
顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，
其中，
所述涡旋流体机械具备：
倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；
壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及/或者最内周部，且高度不变化；
壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；
端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及
端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，
所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，
在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，
在所述槽底倾斜连接部设置有倾斜缓和形状，该倾斜缓和形状将从所述槽底平坦部至所述槽底倾斜部的倾斜缓和而进行连接。
4.一种涡旋流体机械，其具备：
第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；
第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及
顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，
其中，
所述涡旋流体机械具备：
倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；
壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及/或者最内周部，且高度不变化；
壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；
端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及
端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，
所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，
在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，
在所述槽底倾斜连接部设置有深槽部，该深槽部位于比纵剖视情况下的所述槽底倾斜部的外延线更靠向槽变深的方向的位置。
5.一种涡旋流体机械，其具备：
第一涡旋构件，其在第一端板上设置有涡卷状的第一壁体；
第二涡旋构件，其在与所述第一端板相向地配置的第二端板上设置有涡卷状的第二壁体，该第二壁体与所述第一壁体啮合并相对地进行公转回旋运动；以及
顶端密封件，其在形成于所述第一壁体以及所述第二壁体的齿顶的槽部中设置，并与对置的齿底接触从而将流体密封，
其中，
所述涡旋流体机械具备：
倾斜部，在该倾斜部处，相向的所述第一端板与所述第二端板的对置面间距离从所述第一壁体以及所述第二壁体的外周侧朝向内周侧而连续地减小；
壁体平坦部，其设置于所述第一壁体以及所述第二壁体的最外周部以及/或者最内周部，且高度不变化；
壁体倾斜连接部，其连接所述壁体平坦部与所述倾斜部；
端板平坦部，其设置于所述第一端板以及所述第二端板，且与所述壁体平坦部对应；以及
端板倾斜连接部，其连接所述端板平坦部与所述倾斜部，
所述倾斜部绕涡卷的中心在180°以上的范围内设置，
在形成于所述齿顶的所述槽部的槽底形成有与所述壁体的倾斜部对应的槽底倾斜部、与所述壁体平坦部对应的槽底平坦部、以及与所述壁体倾斜连接部对应的槽底倾斜连接部，
在所述顶端密封件中，与所述槽底倾斜连接部对应的位置处的厚度比其他区域薄。
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