CN1940297A - 涡旋式流体机械 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋式流体机械，包括：具有固定涡盘和旋转涡盘的外壳，其中旋转涡盘被由外壳后的电机驱动的驱动轴旋转。送风扇设置在固定涡盘和电机之间。风扇的旋转引起外壳中的解压以使一次外部空气能够通过一次吸气孔从外部被吸入外壳中。二次外部空气从二次吸气孔吸入并与涡旋式流体机械的一次外部空气混合以冷却外壳中的涡旋式流体机械的部件和/或电机。

Description

涡旋式流体机械
技术领域
本发明涉及一种诸如涡旋式真空泵或涡旋式压缩机的涡旋式的流体机械，更具体地，涉及一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械包括在外壳中具有固定涡旋体的固定涡盘(fixed scroll)和具有旋转涡旋体的旋转涡盘(orbiting scroll)，所述旋转涡盘经由偏心轴部分与驱动轴一起偏心地旋转以便从外周部或中央吸入的气体分别地朝中央或外周部被压缩或被减压。
背景技术
如诸如JP7-42953B2和JP10-26090A的许多参考文献中所述，这样的涡旋式流体机械对于本领域普通技术人员而言是众所周知的。
在这样的涡旋式流体机械中，长操作时间使驱动轴的轴端部分的温度、支持驱动轴的轴承或密封圈(packing)的温度、固定涡盘与旋转涡盘的涡旋体的端板的温度，与涡旋体的末端接合的末端密封件的温度和电机的温度升高，引起过度磨损、变形、破坏和/或轴承中润滑油的泄漏，从而使涡旋流体机械不能发挥预期的性能和耐久性。
为了克服这些问题，在JP7-42953B2和JP10-26090A中，单个风扇被安装于驱动轴并且外部空气伴随着运转从外壳的周围导入从而自动地冷却驱动轴的偏心轴部分、它的轴承和其它周围部件。
JP7-42953B2披露了图4-7中的涡旋式流体机械，其中当在运转期间从框架4的一端处的进气孔6吸入的冷却流体流至框架4的另一端处的排气孔16时，流体被框架4中的各种元件逐渐地加热。与前部元件相比，诸如轴承8和11的框架后部的元件不能被充分地冷却，这基本上是不利的。在参考文献中，电机设置在框架4外部并且没有积极冷却电机的措施。
JP10-26090A披露了一种涡旋流体机械，如图2中所示，其中在导向环16中的电机11被所吸入的冷却气流18冷却之后，冷却气流17被引导至在电机11后面的轴承6、蜗旋压缩室7等。因此，被引入轴承6的冷却气流17的温度已被大大升高从而难以冷却电机11后面的元件。
为了解决这些缺点，US2004/0241030A1被提出。冷却风扇16，15被安装于由电机17驱动的驱动轴8，在固定涡盘4c和旋转涡盘5的啮合部分的前面和固定涡盘4c和旋转涡盘5的啮合部分的后面。伴随着运转，外部冷却空气经由外壳1前端和后端的通孔被冷却风扇16，15吸入，引导外部空气流过外壳1中的宽阔区域。
涡旋式流体机械的每一部件被均匀地冷却，但是两个冷却风扇增加了整个尺寸、重量及成本。并且所消耗的电力被增加以及来自冷却风扇的噪音被增大。在该US专利公开中，没有积极地冷却驱动电机的措施。
发明内容
考虑到现有技术中的缺点，本发明的目的是提供一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械能够利用穿过或围绕外壳的循环空气有效地冷却电机和其它部件。
附图说明
本发明的特征和优点将从关于附图中所示的实施例的以下说明变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的涡旋式流体机械的第一实施例的垂直截面主视图；
图2是图1中涡旋式流体机械的左侧视图；
图3是沿图1中线III-III截取的垂直截面图；
图4是本发明的第二实施例的垂直截面主视图；
图5是本发明的第三实施例的垂直截面主视图；
图6是本发明的第四实施例的垂直截面主视图；
图7是本发明的第五实施例的垂直截面主视图。
具体实施方式
图1中的左侧和右侧在以下说明中定为前和后。
具有密封的压缩室2的外壳1包括罩壳(casing)3和盖4。罩壳3的端板3a也担当固定涡盘5的固定端板，并且固定涡旋体5a立设于端板3a的后表面上。固定涡盘5面对旋转涡盘6。
旋转涡盘6包括具有旋转涡旋体(orbiting wrap)6b的旋转端板6a，所述旋转涡旋体6b与固定涡旋体5a啮合以在固定涡旋体5a与旋转涡旋体6b之间形成压缩室2。旋转涡盘6经由滚针轴承10被枢转地固定于驱动轴9的偏心轴部分9a，所述驱动轴9经由轴承7，8设置在盖4的中心。
驱动轴9由外壳1后的电机11驱动。
电机11是圆柱形的并且它的外直径小于外壳1的后壁1a的外直径。外壳1的后壁1a具有排气孔12。空气孔13穿过盖4被形成。
利用三个销轴曲柄型(pin-crank-type)防自转机构14旋转端板6a被连接于盖4。随着驱动轴9的旋转，旋转端板6a偏心地旋转以改变彼此啮合的固定涡旋体5a和旋转涡旋体6b之间的空间的径向距离。
在外壳1的盖4和后壁1a之间，向后吹动的(rearward blowing)轴流风扇15被安装于驱动轴9。在罩壳3和盖4之间，径向空气孔16与盖4的空气孔13连通。
覆盖管(covering tube)17以一定间隙覆盖罩壳3的前表面和包括罩壳3和盖4的外壳1的外周。
一次(primary)进气孔18形成在覆盖管17的前表面上并且二次环形进气孔19被形成在外壳1的外周和覆盖管17之间。
压缩室2的进气孔20和排气孔21分别地形成在罩壳3的端板3a的外周和中央。
旋转涡盘6与驱动轴9一起被电机11驱动，从而安装于驱动轴9的送风扇15产生向后气流。因此，外壳1被减压并且外部空气通过一次进气孔18被吸入并径向地并向后地流动。在固定涡盘5和旋转涡盘6的啮合部分被空气冷却之后，空气从空气孔16流入外壳1以冷却偏心轴部分9a和轴承7。
然后，空气经由空气孔13和排气孔12被排出。利用外壳1中的减压，二次外部空气经由二次进气孔19和空气孔16被吸入。
从外壳1的前部传送的并且温度被升高的一次外部空气与未被加热的二次外部空气混合，从而在低温下从空气孔16传送到外壳1中。
图4显示了根据本发明的涡旋式流体机械的第二实施例。相同的附图标记被指定给相同部件并且其说明被省略。将仅说明差别。替代图1中的轴流风扇，离心式风扇30被设置，并且排气孔31面对送风扇30被形成在外壳1中。
电机11覆盖有外部管32并具有一定间距，并且外部管32的前端在径向上比外壳1的后壁1a的排气孔12更靠外。外部空气如箭头所示地流动。一次外部空气经由一次外部空气入口18和外部管32的后端32b被吸入。
图5显示了本发明的第三实施例。相同附图标记被指定给相同部件并且它们的说明被省略。将仅说明差别。
没有图1中的外壳1的后壁1a的排气孔，连通孔35和排气孔36分别地形成在电机11的前壁33和后壁34中。
利用送风扇15与一次外部空气混合的二次外部空气被吸入外壳1中，经由连通孔35传送至电机11中，并且从排气孔36排出。
吸入外壳1内的一次和二次外部空气并不直接地排出至外部，而是在它经由连通孔11在电机11内流动以冷却电机11之后，从排气孔36排出。
图6是本发明的第四实施例。相同附图标记被指定给相同部件并且将仅说明差别。
电机11以一定间距覆盖有外部管32。外部管32的前端在比排气孔12径向上更外侧的位置连接于外壳1的后壁1a并且允许外部管32的后端32b打开。电机11的前板11a和后板11b分别具有连通孔37和38。流入其中的外部空气经由电机11的内部和外部排出。
图7显示了本发明的第五实施例。相同附图标记被指定给相同部件并且将仅说明差别。
送风扇38使空气能够向前流动，并且外部管32围绕电机11被设置。二次外部空气吸入孔40形成在外部管32的前端。外部空气如箭头所示地流动。
前述内容仅涉及本发明的实施例。在不背离本发明范围的情况下，本领域普通技术人员可做出各种改变和修改。

Claims (7)

1.一种涡旋式流体机械，包括：
外壳；
电机，所述电机在所述外壳后面；
驱动轴，所述驱动轴在一端具有偏心轴部分并且所述驱动轴由所述电机驱动；
固定涡盘，所述固定涡盘固定在所述外壳中并且具有固定涡旋体；
旋转涡盘，所述旋转涡盘具有旋转涡旋体以在所述固定涡旋体和旋转涡旋体之间形成密封室，所述旋转涡盘与所述驱动轴的偏心轴部分一起偏心地旋转，以便从外壳的外周部或中央吸入密封室的气体可逐渐地朝中央被压缩或朝外周部被减压并且被排出；
覆盖管，所述覆盖管以一定间距覆盖所述外壳；和
送风扇，所述送风扇在所述外壳中安装于驱动轴，一次吸气孔和二次吸气孔形成在所述外壳和所述覆盖管之间，一次外部空气由于送风扇的旋转在减压作用下被引入以冷却所述偏心轴部分和所述驱动轴的部件，二次外部空气由于所述一次外部空气的排出在减压作用下被引入以与所述一次外部空气混合。
2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其中：
空气最终排出到外部。
3.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其中：
所述送风扇包括轴流风扇。
4.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其中：
所述送风扇包括离心式风扇，所述电机以一定间距覆盖有外部管，通过所述间距外部空气也从所述电机的后部被吸入。
5.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其中：
空气最终被排入所述电机内以冷却所述电机。
6.根据权利要求5所述的涡旋式流体机械，进一步包括：
以一定间距围绕所述电机的外部管，空气穿过所述间距排出。
7.一种涡旋式流体机械，包括：
外壳；
电机，所述电机在所述外壳后面；
驱动轴，所述驱动轴在一端具有偏心轴部分并且所述驱动轴由所述电机驱动；
固定涡盘，所述固定涡盘固定在所述外壳中并且具有固定涡旋体；
旋转涡盘，所述旋转涡盘具有旋转涡旋体以在所述固定涡旋体和旋转涡旋体之间形成密封室，所述旋转涡盘与所述驱动轴的偏心轴部分一起偏心地旋转，以便从外壳的外周部或中央吸入密封室的气体可逐渐地朝中央被压缩或朝外周部被减压并且被排出；
覆盖管，所述覆盖管以一定间距覆盖所述外壳；
送风扇，所述送风扇在所述外壳中安装于驱动轴；和
外部管，所述外部管以一定间距围绕所述电机，外部空气通过所述间距从所述电机的后部被导入，所述空气被所述送风扇推动以向前流动，从而冷却所述偏心轴部分和所述驱动轴的部件。
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