DE112015005618T5

DE112015005618T5 - Spiralfluidmaschine

Info

Publication number: DE112015005618T5
Application number: DE112015005618.1T
Authority: DE
Inventors: Makoto Takeuchi; Ei Onogawa; Takayuki Kuwahara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-09-07
Also published as: JP6599099B2; JP2016113957A; US20170342837A1; WO2016098630A1; US10590769B2; CN107002673A; CN107002673B

Abstract

In einer Spiralfluidmaschine ist ein verdünnter Abschnitt (26) in Übereinstimmung mit einer Position vorgesehen, an der sich die Windungshöhe einer Spiralwindung (15B, 16B) aufgrund eines Stufenteils ändert. Der verdünnte Abschnitt (26) ist an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche eines Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen (15B, 16B) von zumindest einer von Partnerspiralen (15, 16) vorgesehen, die jeweils mit Spiralen (15, 16) in Eingriff stehen. Der verdünnte Abschnitt (26) ist in der Richtung vorgesehen, in der die Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich zumindest über einen Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit (27) erstreckt, der ein Bereich ist, in dem die Bearbeitung aufgrund von zumindest einer Änderung der Windungshöhe diskontinuierlich wird. Daher wird ein Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen (15B, 16B) im Bereich verhindert, in dem die Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund eines Anstiegs der Bearbeitungsgeschwindigkeit relativ abnimmt, wodurch eine verbesserte Produktivität und eine beibehaltene Leistung erzielt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiralfluidmaschine, die an einem Kompressor oder einer Pumpe, einer Expansionsvorrichtung und dergleichen angewendet werden kann.
Stand der Technik
Eine Spiralfluidmaschine ist mit einem Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale vorgesehen. Die Spiralen beinhalten jeweils eine Endplatte mit einer Spiralwindung, die auf eine aufrechte Weise darauf vorgesehen ist. Das Paar der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale stehen in Eingriff, wobei ihre Spiralwindungen mit einer 180-Grad Phasendifferenz gegenüberstehen, wodurch eine abgedichtete Kammer zwischen den Spiralen gebildet wird. Folglich ist die Spiralfluidmaschine konfiguriert, um Fluid zuzuführen und abzulassen. In einer derartigen Spiralfluidmaschine wird gewöhnlich ein Spiralkompressor, zum Beispiel eine zweidimensionale Kompressionsstruktur, verwendet, in dem die Windungshöhen der Spiralwindungen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale derart eingestellt sind, dass sie konstant über der gesamten Länge in der Spiralrichtung sind, und es wird bewirkt, dass sich eine Kompressionskammer von der Außenumfangsseite zur Innenumfangsseite bewegt, während ihre Kapazität allmählich reduziert wird, und das Fluid wird in der Umfangsrichtung der Spiralwindungen verdichtet.
Um indessen die Effizienz des Spiralkompressors zu verbessern und eine Verkleinerung und Gewichtsreduzierung davon zu erzielen, wird ein dreidimensionaler kompressionsartiger Spiralkompressor vorgeschlagen. Dieser dreidimensionale kompressionsartige Spiralkompressor hat eine Struktur, in der ein Stufenteil an einer vorher festgelegten Position entlang der Spiralrichtung auf jedem des Zahnkopfs und des Zahngrunds der Spiralwindungen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale vorgesehen ist, derart, dass der Stufenteil eine Abgrenzung bildet, an der die Windungshöhe der Spiralwindungen von höher auf der Außenumfangsseite zu niedriger auf der Innenumfangsseite übergeht. Durch Bewirken, dass die Höhe der Kompressionskammer in der Axialrichtung auf der Außenumfangsseite der Spiralwindungen höher als auf der Innenumfangsseite davon ist, wird das Fluid in der Umfangsrichtung und der Höhenrichtung der Spiralwindungen verdichtet.
In einer solchen Spiralfluidmaschine werden die Spiralwindungen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale gewöhnlich durch einen Schaftfräser bearbeitet. Aber aufgrund der Bearbeitungsprobleme (im Wesentlichen aufgrund von Faktoren wie Änderungen bei der Druckkraft des Werkzeugs und Abnutzung der Zahnspitze) ist ein kegelförmiger Vorsprung (nachstehend auch als ein Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit bezeichnet) anfällig dafür, an einem Grundabschnitt der Spiralwindung gebildet zu werden. Daher wird ein Freiraum zwischen den Spiralwindungen aufgrund eines Kontaktfehlers gebildet, wodurch dieser Freiraum eine Ursache von Gasaustritten wird. Als Gegenmaßnahmen zu diesem Problem, wie in Patentdokumente 1 und 2 offenbart wird, ist beispielsweise eine Spiralfluidmaschine bekannt, in der eine konische Abschrägung und dergleichen auf einem Zahnspitzenabschnitt der Spiralwindung einer Partnerspirale ausgeführt wird.
Ferner wird in Patentdokumente 3 und 4 und dergleichen eine Spiralfluidmaschine offenbart, in der, um einen Anstieg von Abnutzung und Beanspruchung durch die umlaufende Spirale zu verhindern, die mit der Partnerspirale infolge dessen interferiert, dass sie geneigt wird oder thermisch verformt wird, wenn sie zum Umlaufen angetrieben wird, die Vorderseitenfläche oder die Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von jeder der Spiralwindungen mit einem Entlastungsabschnitt, einem verdünnten Abschnitt und dergleichen in der Richtung vorgesehen ist, in der die Windungsdicke abnimmt, wodurch die Interferenz zwischen der umlaufenden Spirale und der Partnerspirale verhindert wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentdokument

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2005-23817A
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2008-297977A
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2004-245059A
Patentdokument 4: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2011-74884A

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie oben beschrieben, besteht für die feststehende Spirale und die umlaufende Spirale der Spiralfluidmaschine das Problem, bei dem sich aufgrund der Schwierigkeiten der Bearbeitung unter Verwendung des Schaftfräsers, die Bearbeitungsgenauigkeit am Grundabschnitt der Spiralwindung verschlechtert und der kegelförmige Abschnitt ist für eine Bildung anfällig. Dieses Problem wird nicht nur durch die Druckkraft oder Abnutzung des Werkzeugs verursacht, und wenn die Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, um eine verbesserte Produktivität zu erzielen, wird eine Verformung der Spiralwindung noch offensichtlicher. Insbesondere die Steifigkeit der Spiralwindung ist am Grundabschnitt der Zahnspitzenabschnittsseite größer und wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, ist der kegelförmige Abschnitt dafür anfällig, dass der Grundabschnitt gebildet wird und die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert sich.
Im Spiralkompressor, der die dreidimensionale Kompressionsstruktur aufweist, ändert sich die Windungshöhe der Spiralwindung insbesondere beim Stufenteil, und im Vergleich mit dem Spiralkompressor, der die zweidimensionale Kompressionsstruktur aufweist, besteht eine Neigung dazu, dass die Bearbeitungsgeschwindigkeit einen größeren Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit auf den Grundabschnitt hat. In der Nähe des Stufenteils, wo sich die Windungshöhe plötzlich ändert, verschlechtert sich daher die Bearbeitungsgenauigkeit auf eine diskontinuierliche Weise, was die Ursache von Gasaustritten wird und zu einer Verschlechterung der Leistung führt.
Angesichts des Vorstehenden ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Spiralfluidmaschine vorzusehen, die einen Kontaktfehler zwischen Spiralwindungen in einen Bereich verhindern kann, in dem die Bearbeitungsgenauigkeit infolge eines Anstiegs der Bearbeitungsgeschwindigkeit relativ abnimmt, und sowohl verbesserte Produktivität und beibehaltene Leistung erzielen kann.
Technische Lösung
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, sieht die Spiralfluidmaschine der vorliegenden Erfindung die folgenden Mittel vor. Eine Spiralfluidmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere Folgendes: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegend sind und miteinander in Eingriff stehen; einen Stufenteil an der Endplatte von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale, der entlang der Spiralwindung auf einer Mittelseite höher ist und auf einer Außenumfangsseite niedriger ist; einen Stufenteil an der Spiralwindung der anderen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale, der in Übereinstimmung mit dem Stufenteil der Endplatte entlang der Spiralwindung auf der Mittelseite niedriger ist und auf der Außenumfangsseite höher ist; und einen verdünnten Abschnitt, der einer Position entspricht, an der sich eine Windungshöhe der Spiralwindung aufgrund des Stufenteils ändert, der an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Zahnstufenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen, die mit der Spirale in Eingriff stehen, in einer Richtung vorgesehen ist, in der eine Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich zumindest über einen Bereich erstreckt, in dem eine Bearbeitung infolge der Änderung der Windungshöhe diskontinuierlich wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die sogenannte gestufte Spiralfluidmaschine eine Konfiguration, in der der verdünnte Abschnitt, welcher der Position entspricht, an der sich die Windungshöhe der Spiralwindung aufgrund des Stufenteils ändert, an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen, die mit der Spirale in Eingriff stehen, in der Richtung vorgesehen ist, in der die Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich zumindest über den Bereich erstreckt, in dem die Bearbeitung infolge der Änderung der Windungshöhe diskontinuierlich wird. Durch Erhöhen der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit verschlechtert sich die Bearbeitungsgenauigkeit auf eine diskontinuierliche Weise in der Nähe des Stufenteils, bei dem sich die Windungshöhe der Spiralwindung plötzlich ändert. Da der verdünnte Abschnitt an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen in der Richtung vorgesehen ist, in der die Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich über den Bereich erstreckt, in dem die Bearbeitungsgenauigkeit wahrscheinlich abnimmt, kann ein Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen, der durch den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit verursacht wird, verhindert werden. Daher können eine verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Ferner ist in der Spiralfluidmaschine der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die oben beschriebene Spiralfluidmaschine der verdünnte Abschnitt gebildet, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der verdünnte Abschnitt gebildet, indem die Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit dem oberflächenbehandelten Film versehen ist. Wenn die Windungsfläche der Spiralwindung daher mit dem oberflächenbehandlten Film versehen ist, indem der oberflächenbehandelte Film den verdünnten Abschnitt verdeckt, kann der verdünnte Abschnitt daher gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden. Beispiele des oberflächenbehandelten Films umfassen einen Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche eines Aluminiummaterials, eines auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), eines Nickel-/Phosphorfilms oder eines Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Insbesondere durch Anbringen des oberflächenbehandelten Films mit einer vorher festgelegten Dicke auf den Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts, kann der verdünnte Abschnitt einfach auf einem erforderlichen Abschnitt der Spiralwindung auf eine kostengünstige Weise ohne zusätzliche Kosten gebildet werden.
Ferner umfasst eine Spiralfluidmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegen und miteinander in Eingriff stehen. Ein verdünnter Abschnitt ist an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in einer Richtung vorgesehen, in der eine Windungsstärke abnimmt, und der verdünnte Abschnitt wird gebildet, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Spiralfluidmaschine, die mit dem Paar der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale vorgesehen ist, die miteinander in Eingriff stehen, ein verdünnter Abschnitt an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in der Richtung vorgesehen, in der die Windungsdicke abnimmt. Nachdem dieser verdünnte Abschnitt gebildet wird, indem die Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Bereichs mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist, wird, wenn die Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, ein kegelförmiger Vorsprung und dergleichen an einem hochfesten Grundabschnitt der Spiralwindung gebildet und die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert sich. Als Reaktion darauf, wird der verdünnte Abschnitt an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen vorgesehen. Wenn die Windungsfläche der Spiralwindung mit dem oberflächenbehandelten Film versehen ist, indem der oberflächenbehandelte Film den verdünnten Abschnitt verdeckt, kann der verdünnte Abschnitt daher gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden. Beispiele des oberflächenbehandelten Films umfassen den Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche des Aluminiummaterials, des auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), des Nickel-/Phosphorfilms oder des Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Durch einfaches Anbringen des oberflächenbehandelten Films mit der vorher festgelegten Dicke auf den Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts, kann der verdünnte Abschnitt daher einfach ohne zusätzliche Kosten gebildet werden. Daher können ferner sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Ferner umfasst eine Spiralfluidmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegen und miteinander in Eingriff stehen. Ein verdünnter Abschnitt ist an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Grundabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in einer Richtung vorgesehen, in der eine Windungsstärke abnimmt, und der verdünnte Bereich wird gebildet, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Spiralfluidmaschine, die mit dem Paar der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale vorgesehen ist, die miteinander in Eingriff stehen, ein verdünnter Abschnitt an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahngrundabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in der Richtung vorgesehen, in der die Windungsdicke abnimmt, und der verdünnte Abschnitt wird gebildet, indem die Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit dem oberflächenbehandelten Film versehen ist. Obwohl der kegelförmige Abschnitt und dergleichen daher auf dem hochfesten Grundabschnitt der Spiralwindung gebildet wird, und sich die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, ist der verdünnte Abschnitt, welcher den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit umfasst, auf der Vorderendseite oder der Rückendseite des Grundabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Spiralen vorgesehen. Wenn die Windungsfläche der Spiralwindung mit dem oberflächenbehandelten Film versehen ist, indem der oberflächenbehandelte Film den verdünnten Abschnitt verdeckt, kann der verdünnte Abschnitt daher gebildet werden, derart, um den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit zu umfassen, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden. Beispiele des oberflächenbehandelten Films umfassen den Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche des Aluminiummaterials, des auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), des Nickel-/Phosphorfilms oder des Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Durch einfaches Anbringen des oberflächenbehandelten Films mit der vorher festgelegten Dicke auf den Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts, kann der verdünnte Abschnitt daher einfach ohne zusätzliche Kosten gebildet werden. Daher können ferner sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Obwohl die Bearbeitungsgenauigkeit, gemäß der vorliegenden Erfindung, in der Nähe der Stufenteile abnimmt, bei denen sich die Windungshöhe der Spiralwindung plötzlich aufgrund eines Anstiegs der Bearbeitungsgeschwindigkeit ändert, kann durch Vorsehen des verdünnten Abschnitts an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen in der Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich über den Bereich erstreckt, in dem die Bearbeitungsgenauigkeit wahrscheinlich abnimmt, der Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen, der durch den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit verursacht wird, verhindert werden. Folglich können sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner, wenn die Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, der kegelförmige Vorsprung und dergleichen an dem hochfesten Grundabschnitt der Spiralwindung gebildet, und die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert sich. Aber als Reaktion darauf, wird der verdünnte Abschnitt auf der Vorderendfläche oder der Rückendfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der Partnerspiralen vorgesehen. Wenn die Windungsfläche der Spiralwindung mit dem oberflächenbehandelten Film versehen ist, indem der oberflächenbehandelte Film den verdünnten Abschnitt verdeckt, kann der verdünnte Abschnitt daher gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden. Beispiele des oberflächenbehandelten Films umfassen den Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche des Aluminiummaterials, des auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), des Nickel-/Phosphorfilms oder des Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Durch einfaches Anbringen des oberflächenbehandelten Films mit der vorher festgelegten Dicke auf den Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts, kann der verdünnte Abschnitt daher einfach ohne zusätzliche Kosten gebildet werden. Daher können ferner sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Spiralfluidmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A und 2B sind perspektivische Ansichten einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale der Spiralfluidmaschine.
3 ist ein Diagramm, das einen Eingriffszustand der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale an einer gegebenen Schwenkwinkelposition darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Eingriffszustand der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale an einer Stufenteilposition darstellt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Eingriffszustand der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale an der Stufenteilposition darstellt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Eingriffszustand einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale einer Spiralfluidmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Eingriffszustand einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale einer Spiralfluidmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend bezugnehmend auf 1 bis 5 beschrieben. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Spiralfluidmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2A und 2B sind perspektivische Ansichten einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale der Spiralfluidmaschine und 3 stellt einen Eingriffszustand der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale dar. Hier wird als ein Beispiel der Spiralfluidmaschine ein Beispiel beschrieben, in dem die vorliegende Erfindung auf einen offenen Spiralkompressor 1 angewendet wird, der angetrieben wird, indem eine externe Antriebskraft erhalten wird.
Wie in 1 dargestellt wird, ist der offene Spiralkompressor (Spiralfluidmaschine) 1 mit einem Gehäuse 2 vorgesehen, das ein Profil des offenen Spiralkompressors 1 konfiguriert. Dieses Gehäuse 2 ist ein Zylinder mit einer offenen Vorderendseite und einer abgedichteten Rückendseite. Durch Anziehen und Befestigen eines Vordergehäuses 3 in die Öffnung auf der Vorderendseite unter Verwendung von Schrauben 4, wird ein abgedichteter Raum im Inneren des Gehäuses 2 gebildet und ein Spiralkompressionsmechanismus 5 und eine Antriebswelle 6 sind im abgedichteten Raum eingebaut.
Die Antriebswelle 6 wird durch das Vordergehäuse 3 über ein Hauptlager 7 und ein Hilfslager 8 drehbar getragen. Eine Riemenscheibe 11, die auf einem Außenumfangsabschnitt des Vordergehäuses 3 über ein Lager 10 drehbar vorgesehen ist, ist über eine elektromagnetische Kupplung 12 mit einem Vorderendabschnitt der Antriebswelle 6 verbunden, die von der Außenseite vom Vordergehäuse 3 über eine mechanische Dichtung 9 vorsteht, derart, dass die externe Antriebskraft übertragen werden kann. Ein Kurbelzapfen 13, der durch eine vorher festgelegte Abmessung exzentrisch ist, ist einstückig auf dem hinteren Ende der Antriebswelle 6 vorgesehen, und ist mit einer umlaufenden Spirale 16 des unten beschriebenen Spiralkompressionsmechanismus 5 über einen bekannten untergeordneten Kurbelmechanismus 14 verbunden, der eine Antriebshülse mit einem variablen Kurvenradius umfasst.
Im Spiralkompressionsmechanismus 5 ist ein Paar Kompressionskammern 17 zwischen einer feststehenden Spirale 15 und einer umlaufenden Spirale 16 gebildet, da die feststehenden und die umlaufenden Spiralen 15 und 16 miteinander mit einer 180-Grad Phasendifferenz in Eingriff stehen. Der Spiralkompressionsmechanismus 5 ist konfiguriert, um ein Fluid (ein Kältemittelgas) zu verdichten, indem jede der Kompressionskammern 17 von einer Außenumfangsposition zu einer Mittelposition bewegt wird, während die Kapazität davon allmählich reduziert wird. Eine Auslassöffnung 18, die verdichtetes Gas auslässt, ist in einem Mittelabschnitt der feststehenden Spirale 15 vorgesehen, und die feststehende Spirale 15 ist fest auf einer Bodenwandfläche des Gehäuses 2 über Schrauben 19 vorgesehen. Ferner ist die umlaufende Spirale 16 mit dem Kurbelzapfen 13 der Antriebswelle 6 über den untergeordneten Kurbelmechanismus 14 verbunden, und wird von einer Schublagerfläche des Vordergehäuses 3 über einen bekannten selbstdrehenden Präventionsmechanismus 20 getragen, derart, dass die umlaufende Spirale 16 frei umlaufen und sich drehen kann.
Ein O-Ring 21 ist um den Außenumfang einer Endplatte 15A der feststehenden Spirale 15 vorgesehen. Dadurch, dass der O-Ring 21 in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2 kommt, wird der Innenraum des Gehäuses 2 in eine Auslasskammer 22 und eine Einlasskammer 23 unterteilt. Die Auslassöffnung 18 öffnet sich in die Auslasskammer 22. Das verdichtete Gas von den Kompressionskammern 17 wird von der Auslassöffnung 18 ausgelassen und dann zu einer Kühlkreislaufseite davon ausgelassen. Ferner öffnet sich eine Einlassöffnung 24, die im Gehäuse 2 vorgesehen ist, in die Einlasskammer 23. Ein Niederdruckgas, das durch den Kühlkreislauf geströmt ist, wird von der Einlassöffnung 24 angesaugt, und dann wird Kältemittelgas vom Inneren der Kompressionskammern 17 über die Einlasskammer 23 angesaugt.
Ferner umfasst das Paar der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 Spiralwindungen 15B und 16B, die jeweils auf aufrechte Weise an der Endplatte 15A und einer Endplatte 16A vorgesehen sind. Wie in 2A und 2B dargestellt wird, sind die feststehende Spirale 15 und die umlaufende Spirale 16 jeweils mit Stufenteilen 15E und 15F und Stufenteilen 16E und 16F in vorher festgelegten Positionen von Zahnköpfen 15C und 16C und Zahngründen (Endplattenflächen) 15D und 16D der Spiralwindungen 15B und 16B entlang der Spiralrichtung vorgesehen, und sind derart konfiguriert, dass die Windungshöhe von jeder der Spiralwindungen 15B und 16B auf der Außenumfangsseite höher ist und auf der Innenumfangsseite niedriger ist, wie durch die Stufenteile 15E, 15F, 16E und 16F abgegrenzt wird.
Wie in 1 bis 3 dargestellt, stehen das Paar der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 miteinander in Eingriff, wobei die jeweiligen Mitten voneinander durch einen Betrag eines Winkelradius und mit einer 180-Grad Phasendifferenz zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B getrennt sind. Ferner ist das Paar der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 derart montiert, dass ein vorher festgelegter Spitzenfreiraum zwischen den Zahnköpfen 15B und 16B und den Zahngründen (Endplattenflächen) 15D und 16D der jeweiligen Spiralwindungen 15B und 16B bei einer normalen Temperatur eingestellt wird. Folglich wird das Paar Verdichtungskammern 17, das durch die Endplatten 15A und 16A und durch die Spiralwindungen 15B und 16B abgegrenzt ist, zwischen den Spiralen 15 und 16 gebildet, derart, dass sie relativ zu den Spindelmittelpunkten symmetrisch sind, und die umlaufende Spirale 16 angetrieben wird, dass sie reibungslos umläuft und sich um die feststehende Spirale 15 dreht.
Wie in 1 dargestellt, sind die oben beschriebenen Kompressionskammern 17 konfiguriert, derart, dass die Höhe davon in der Axialrichtung auf der Außenumfangsseite der Spiralwindungen 15B und 16B höher wird als auf der Innenumfangsfläche davon. Wenn die Kompressionskammern 17 daher das Fluid verdichten, indem sie die Außenumfangsseite von der Mittelseite bewegen, während die Kapazität davon reduziert wird, wird der Spiralkompressionsmechanismus 5, der eine dreidimensionale Kompression durchführen kann, konfiguriert, um die Kompression in der Umfangsrichtung und in die Windungshöhenrichtung der Spiralwindungen 15B und 16B auszuführen. Beachten Sie, dass Spitzendichtungen 25 jeweils auf den Zahnköpfen 15C und 16C der Spiralwindungen 15B und 16B auf eine bekannte Weise vorhanden sind.
In einem solchen gestuften Spiralkompressor 1 sind die Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 jeweils derart konfiguriert, dass die Windungshöhe davon auf der Außenumfangsseite davon höher ist als auf der Innenumfangsseite, die jeweils von den Stufenteilen 15E und 15F, und 16E und 16F abgegrenzt werden, derart, dass sich die Windungshöhe bei den Stufenteilen 15E und 15F, und 16E und 16F plötzlich ändert. Beim Bearbeiten der Spiralwindungen 15B und 16B beispielsweise unter Verwendung eines Schaftfräsers verändern sich daher die Bearbeitungsbedingungen bei den Stufenteilen 15E und 15F, und 16E und 16F. Diese Konfiguration hat zum Problem geführt, bei dem sich die Bearbeitungsgenauigkeit auf eine diskontinuierliche Weise in der Nähe der Stufenteile verschlechtert, und ein kegelförmiger Vorsprung (ein Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27) und dergleichen sind beispielsweise anfällig, um an einem Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B gebildet zu werden.
Um dieses Problem zu lösen, wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 und 5 dargestellt wird, ein verdünnter Abschnitt 26 an der Vorderseitenfläche oder Rückseitenfläche eines Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der Partnerspiralen 15 und 16, die mit der Spirale 15 und 16 in Eingriff stehen, derart vorgesehen, dass er einer Position entspricht, an der sich die Windungshöhe von jeder der Spiralwindungen 15B und 16B aufgrund der Stufenteile 15E und 15F, und 16E und 16F ändert. Der verdünnte Abschnitt 26 ist in einer Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, zumindest über einen Bereich vorgesehen, in dem die Bearbeitung aufgrund der Änderung der Windungshöhe (der Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27) diskontinuierlich wird, wodurch ein Kontaktfehler zwischen die Spiralwindungen 15B und 16B infolge der Beeinflussung des Bereichs mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27 verhindert werden kann.
Der verdünnte Abschnitt 26 ist konfiguriert, derart, dass eine Höhenrichtungsabmessung H und eine Dickenrichtungsabmessung T davon jeweils geringfügig größer als eine Windungshöhenrichtungsabmessung und eine Dickenrichtungsabmessung des Bereichs mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27 ist, der am Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B gebildet ist. In Bezug auf die Abmessungen H und T reicht es aus, dass die Höhenrichtungsabmessung H beispielweise von 1 bis 10 mm eingestellt wird, und die Dickenrichtungsabmessung T ungefähr 10 μm eingestellt wird. Beachten Sie, dass es ausreicht, dass die Breitenrichtungsabmessung entlang der Spiralrichtung eine Breitenrichtungsabmessung hat, die breit genug ist, dass sie sich zumindest über den Bereich erstreckt, in dem die Bearbeitung aufgrund der Änderung der Windungshöhe (der Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27) diskontinuierlich wird. Ferner wird der verdünnte Abschnitt 26 vorzugsweise nicht an beiden Endseiten vorgesehen, um die Freiräume bestmöglich zu minimieren, die Gasaustritte ermöglichen.
Wenn der oben beschriebene verdünnte Abschnitt 26 ferner durch ein Schneideverfahren gebildet wird, entstehen zusätzliche Bearbeitungskosten. Der verdünnte Abschnitt 26 wird daher gebildet, während Flächen einschließlich Windungsflächen der Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 mit einem oberflächenbehandelten Film 28 versehen sind.
Insbesondere da die Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 miteinander in Eingriff stehen und gleiten, um Abrieb und Gleitreibung zu reduzieren oder um ein gegenseitiges Verkleben und dergleichen zu verhindern, werden die Oberflächen der Spiralwindungen 15B und 16B (vorzugsweise im Gleitabschnitt) mit dem oberflächenbehandelten Film 28 vorgesehen. Beispiele des oberflächenbehandelten Films 28 umfassen einen Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche eines Aluminiummaterials, eines auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), eines Nickel-/Phosphorfilms und eines Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Wenn der oberflächenbehandelte Film 28 auf diese Weise angebracht wird, indem die Oberflächenbehandlung ausgeführt wird, während der verdünnte Abschnitt 26 verdeckt wird, kann der verdünnte Abschnitt 26, der der Dicke des oberflächenbehandelten Films 28 entspricht, über einen Bereich der Verdeckung gleichzeitig mit der Oberflächenbehandlung ausgeführt werden, und auf das Schneideverfahren kann verzichtet werden.
Folglich kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der folgende Effekt erzielt werden. Im oben beschriebenen gestuften Spiralkompressor 1 wird die umlaufende Spirale 16 von der Antriebswelle 6 angetrieben, derart, dass sie umläuft und sich um die feststehende Spirale 15 über den untergeordneten Kurbelmechanismus 14 dreht. Daher bewegt sich jede der Kompressionskammern 17, die zwischen den gegenseitig in Eingriff stehenden Spiralwindungen 15B und 16B gebildet sind, von der Außenumfangsposition zur Mittelposition, während die Kapazität davon reduziert wird. Auf diese Weise wird das Fluid (das Kältemittelgas), das in die Kompressionskammern 17 angesaugt wurde, auf eine dreidimensionale Weise verdichtet, und wird in die Auslasskammer 22 von der Auslassöffnung 18 ausgelassen.
Sogar dann, wenn zu dieser Zeit der Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27 besteht, der aufgrund eines technischen Problems in Verbindung mit der Bearbeitung der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 erzeugt wird, und der den Eingriff zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B beeinträchtigt, ist es, um Gasaustritte zu unterdrücken und die Kompressionsleistung beizubehalten, wichtig, den gegenseitigen Eingriff zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B beizubehalten und die Bildung des Freiraums zu verhindern, der Gasaustritte aufgrund eines Kontaktfehlers zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B ermöglicht.
Die vorliegende Ausführungsform hat eine Konfiguration, in der der verdünnte Abschnitt 26 an der Vorderseitenfläche oder Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der Partnerspiralen 15 und 16, die mit der Spirale 15 und 16 in Eingriff stehen, derart vorgesehen ist, dass er der Position entspricht, an der sich die Windungshöhe von jeder der Spiralwindungen 15B und 16B aufgrund der Stufenteile 15E und 15F, und 16E und 16F ändert. Der verdünnte Abschnitt 26 ist in der Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, zumindest über einen Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit (27) vorgesehen, der dadurch erzeugt wird, dass die Bearbeitung aufgrund von der Änderung der Windungshöhe diskontinuierlich wird.
Obwohl sich daher die Bearbeitungsgenauigkeit auf die diskontinuierliche Weise in Nähe der Stufenteile 15E und 15F, und 16E und 16F verschlechtert, bei denen sich die Windungshöhe der Spiralwindungen 15B und 16B plötzlich aufgrund eines Anstiegs der Bearbeitungsgeschwindigkeit der Spiralen 15, 16 ändert, kann durch Vorsehen des verdünnten Abschnitts 26 in der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der Partnerspiralen 15 und 16 in der Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich über den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27 erstreckt, in dem die Bearbeitungsgenauigkeit wahrscheinlich abnimmt, der Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B, der durch den Einfluss des Bereichs mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27 verursacht wird, verhindert werden.
Daher können eine verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Bearbeitungsgeschwindigkeit der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 und die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen 15B und 16B, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der oben beschriebene verdünnte Abschnitt 26 gebildet, indem die Windungsflächen der Spiralwindungen 15B und 16B mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts 26 mit dem oberflächenbehandelten Film 28 versehen sind. Insbesondere ist im Spiralkompressor 1, um den Abrieb und die Gleitreibung zu reduzieren oder um das gegenseitige Verkleben und dergleichen zu verhindern, der oberflächenbehandelte Film 28 an den Flächen der Endplatten 15A und 16A und der Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 vorgesehen. Beispiele des oberflächenbehandelten Films 28 umfassen den Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche des Aluminiummaterials, des auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), des Nickel-/Phosphorfilms oder des Nickel-/Boronfilms gebildet wird.
Wenn der oberflächenbehandelte Film 28 durch Anbringen des oben beschriebenen oberflächenbehandelten Films 28 bei gleichzeitigem Verdecken des verdünnten Abschnitts 26 angebracht wird, kann der verdünnte Abschnitt 26 gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden. Durch Anbringen des oberflächenbehandelten Films 28 mit einer vorher festgelegten Dicke auf einen Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts 26 auf diese Weise, kann der verdünnte Abschnitt 26 einfach in einem erforderlichen Abschnitt der Spiralwindungen 15B und 16B auf eine kostengünstige Weise ohne zusätzliche Kosten gebildet werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun bezugnehmend auf 6 beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform weicht von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform insofern ab, als dass die vorliegende Ausführungsform konfiguriert ist, um nicht nur die Verschlechterung bei der Bearbeitungsgenauigkeit im Abschnitt, in dem sich die Windungshöhe der Spiralwindungen 15B und 16B der gestuften Spiralen ändert, sondern auch die Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit über dem gesamten Grundbereich der Spiralwindung 15B und 16B handzuhaben. Da andere Punkte der ersten Ausführungsform ähnlich sind, wird hier eine Beschreibung davon ausgelassen. Die vorliegende Ausführungsform kann bei einem Spiralkompressor (eine Spiralfluidmaschine) angewendet werden, der entweder die zweidimensionale Kompressionsstruktur oder die dreidimensionale Kompressionsstruktur aufweist. Unabhängig davon, ob der Stufenteil darin vorgesehen ist oder nicht, wie oben beschrieben, ist durch Erhöhen der Bearbeitungsgeschwindigkeit ein kegelförmiger Vorsprung (Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27A) dafür anfällig, am Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 erzeugt zu werden, wie in 6 dargestellt wird.
Wie ferner oben beschrieben wurde, kann in Bezug auf den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27A durch Vorsehen eines verdünnten Abschnitts 26A in der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der Partnerspiralen 15 und 16 in der Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, der Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B, der Gasaustritte verursacht, verhindert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der verdünnte Abschnitt 26A gebildet, indem die Windungsflächen der Spiralwindungen mit einem oberflächenbehandelten Film 28A versehen ist.
Insbesondere da die Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 im gegenseitigen Eingriffszustand gleiten, werden die Flächen der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 mit dem oberflächenbehandelten Film 28A versehen, um den Abrieb und die Gleitreibung zu reduzieren oder ein gegenseitiges Verkleben und dergleichen zu verhindern. Beispiele des oberflächenbehandelten Films 28A umfassen den Alumit-Film, der durch Eloxieren der Oberfläche des Aluminiummaterials, des auf Fluor basierenden Harzfilms (PTFE), des Nickel-/Phosphorfilms oder des Nickel-/Boronfilms gebildet wird. Wenn der oberflächenbehandelte Film 28A durch Ausführen der Oberflächenbehandlung bei gleichzeitigem Verdecken des verdünnten Abschnitts 26A angewendet wird, wird der verdünnte Abschnitt 26A, der der Dicke des oberflächenbehandelten Films 28A entspricht, über einen Bereich der Verdeckung gleichzeitig mit der Oberflächenbehandlung gebildet. Zum Beispiel kann der verdünnte Abschnitt 26A mit der Höhenrichtungsabmessung H von ungefähr 1 bis 10 mm und der Dickenrichtungsabmessung T von ungefähr 10 μm an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts der Spiralwindungen 15B und 16B eingestellt werden.
Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, wird der kegelförmige Vorsprung und dergleichen an dem hochfesten Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B gebildet, und der Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27A wird erzeugt. Als Reaktion darauf kann beim Anwenden des oberflächenbehandelten Films 28A durch Anbringen des oberflächenbehandelten Films 28A beim gleichzeitigen Verdecken des verdünnten Abschnitts 26A, der verdünnte Abschnitt 26A an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der Partnerspiralen 15 und 16 gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden.
Durch einfaches Anbringen des oberflächenbehandelten Films 28A mit der vorher festgelegten Dicke auf einen Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts 26A, kann der verdünnte Abschnitt 26A folglich einfach ohne zusätzliche Kosten gebildet werden. Daher können ferner sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen 15B und 16B, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun bezugnehmend auf 7 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform weicht von der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform insofern ab, als das der verdünnte Abschnitt 26B derart gebildet ist, dass ein Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27B auf dem Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B in einem verdünnten Abschnitt 26B eingeschlossen ist. Da andere Punkte der ersten und zweiten Ausführungsformen ähnlich sind, wird hier eine Beschreibung davon ausgelassen. Die vorliegende Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der, in Bezug auf den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27B, der auf dem Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 infolge eines Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit gebildet wird, durch Vorsehen des verdünnten Abschnitts 26B einschließlich dem Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche eines Grundabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindung 15B und 16B von zumindest einer der Spiralen 15 und 16 in der Richtung, in der die Windungsdicke abnimmt, der Kontaktfehler zwischen den Spiralwindungen 15B und 16B, der Gasaustritte verursacht, verhindert wird.
Insbesondere da die Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 im gegenseitigen Eingriffszustand gleiten, werden die Flächen der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 mit einem oberflächenbehandelten Film 28B versehen, um den Abrieb und die Gleitreibung zu reduzieren oder ein gegenseitiges Verkleben und dergleichen zu verhindern, wie oben beschrieben wurde. Wenn der oberflächenbehandelte Film 28B durch Ausführen der Oberflächenbehandlung bei gleichzeitigem Verdecken des verdünnten Abschnitts 26B, der den Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27B umfasst, der am Grundabschnitt der Spiralwindung 15B und 16B gebildet ist, angewendet wird, wird der verdünnte Abschnitt 26B, der der Dicke des oberflächenbehandelten Films 28B entspricht, gleichzeitig mit der Oberflächenbehandlung auf dem verdeckten Bereich gebildet. Zum Beispiel kann der verdünnte Abschnitt 26B mit der Höhenrichtungsabmessung H von ungefähr 1 bis 10 mm und der Dickenrichtungsabmessung T von ungefähr 10 μm an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Grundabschnitts der Spiralwindung 15B und 16B eingestellt werden.
Beim Anwenden des oberflächenbehandelten Films 28B durch Anbringen des oberflächenbehandelten Films 28B beim gleichzeitigen Verdecken des verdünnten Abschnitts 26B, kann der verdünnte Abschnitt 26B einschließlich dem Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit 27B an der Vorderseitenfläche oder der Rückseitenfläche des Grundabschnitts von zumindest einer oder beider der Spiralwindungen 15B und 16B von zumindest einer der feststehenden und umlaufenden Spiralen 15 und 16 gebildet werden, ohne ein spezielles Verfahren anzuwenden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann daher durch einfaches Anbringen des oberflächenbehandelten Films 28B mit der vorher festgelegten Dicke auf einen Bereich mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts 26B, der verdünnte Abschnitt 26B einfach ohne zusätzliche Kosten gebildet werden. Daher können ferner sowohl die verbesserte Produktivität infolge des Erhöhens der Spiralbearbeitungsgeschwindigkeit und sowie die Beibehaltung der Kompressionsleistung infolge des Vermeidens des Kontaktfehlers zwischen Spiralwindungen 15B und 16B, was Gasaustritte verursacht, erzielt werden.
Beachten Sie, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Erfindung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und sie kann nach Bedarf modifiziert werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel, obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wird, in dem die vorliegende Erfindung bei einem Spiralkompressor Anwendung findet, versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung auf ähnliche Weise bei einer Spiralexpansionsvorrichtung oder einer Spiralpumpe angewendet werden kann. Obwohl ferner in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wird, in dem die vorliegende Erfindung bei einem offenen Spiralkompressor verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auf einen geschlossenen Spiralkompressor mit einem eingebauten Kompressionsmechanismus und einem eingebauten Motor angewendet werden.
Ferner wird als ein gestufter Spiralkompressor oben ein gestufter Spiralkompressor beschrieben, in dem die Stufenteile 15E und 15F und die Stufenteile 16E und 16F jeweils an Positionen entlang der Spiralrichtung der Zahnköpfe 15C und 16C und der Zahngründe (Endplattenflächen) 15D und 16D der Spiralwindungen 15B und 16B der feststehenden Spirale 15 und der umlaufenden Spirale 16 vorgesehen sind. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auf ähnliche Weise bei einem gestuften Spiralkompressor angewendet werden, in dem ein Stufenteil nur an einer vorher festgelegten Position entlang der Spiralrichtung eines Zahngrunds einer Spiralwindung von einer einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale vorgesehen ist, und ein Stufenteil ist nur an einer vorher festgelegten Position entlang der Spiralrichtung eines Zahnkopfes einer Spiralwindung der anderen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Spiralkompressor (Spiralfluidmaschine)
15: Feststehende Spirale
16: Umlaufende Spirale
15A, 16A: Endplatte
15B, 16B: Spiralwindung
15E, 15F, 16E, 16F: Stufenteil
26, 26A, 26B: Verdünnter Abschnitt
27, 27A, 27B: Bereich mit reduzierter Bearbeitungsgenauigkeit
28, 28A, 28B: Oberflächenbehandelter Film

Claims

Spiralfluidmaschine, umfassend: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegen und miteinander in Eingriff stehen; einen Stufenteil an der Endplatte von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale, der entlang der Spiralwindung auf einer Mittelseite höher ist und auf einer Außenumfangsseite niedriger ist; einen Stufenteil an der Spiralwindung der anderen der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale, der in Übereinstimmung mit dem Stufenteil der Endplatte entlang der Spiralwindung auf der Mittelseite niedriger ist und auf der Außenumfangsseite höher ist; und einen verdünnten Abschnitt, der einer Position entspricht, an der sich eine Windungshöhe der Spiralwindung aufgrund des Stufenteils ändert, der an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer von Partnerspiralen, die mit der Spirale in Eingriff stehen, in einer Richtung vorgesehen ist, in der eine Windungsdicke abnimmt, derart, dass er sich zumindest über einen Bereich erstreckt, in dem eine Bearbeitung aufgrund der Änderung der Windungshöhe diskontinuierlich wird.
Spiralfluidmaschine nach Anspruch 1, wobei der verdünnte Bereich gebildet ist, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.
Spiralfluidmaschine, umfassend: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegen und miteinander in Eingriff stehen; und einen verdünnten Abschnitt, der an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Zahnspitzenabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in einer Richtung vorgesehen ist, in der eine Windungsstärke abnimmt; wobei der verdünnte Bereich gebildet ist, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.
Spiralfluidmaschine, umfassend: ein Paar einer feststehenden Spirale und einer umlaufenden Spirale, das mit vertikal angeordneten Spiralwindungen an Endplatten davon vorgesehen ist, wobei die Spiralwindungen einander gegenüberliegen und miteinander in Eingriff stehen; und einen verdünnten Abschnitt, der an einer Vorderseitenfläche oder einer Rückseitenfläche eines Grundabschnitts von zumindest einer der Spiralwindungen von zumindest einer der feststehenden Spirale und der umlaufenden Spirale in einer Richtung vorgesehen ist, in der eine Windungsstärke abnimmt; wobei der verdünnte Abschnitt gebildet ist, indem eine Windungsfläche der Spiralwindung mit Ausnahme des verdünnten Abschnitts mit einem oberflächenbehandelten Film versehen ist.