TW201638473A - 渦捲式流體機械 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的在於提供繞轉渦捲的維護容易的渦捲式流體機械。本發明的渦捲式流體機械中，繞轉渦捲2係由在基板部16的兩面設有渦捲狀的繞轉渦捲片6而成的繞轉渦捲本體17，從繞轉渦捲基座18的一面以能夠拆裝的方式安裝至中央部的容納孔19而構成。固定渦捲5係在端板20的一面設有渦捲狀的固定渦捲片50，以使固定渦捲片50與繞轉渦捲片6嚙合而包夾繞轉渦捲2的方式設置。曲柄軸3係設在繞轉渦捲基座18的周方向複數處，藉由令隔著繞轉軸承29保持繞轉渦捲基座18的偏心軸部8同步轉動，使繞轉渦捲2相對於固定渦捲5繞轉。
Description
本發明係有關作為壓縮機、膨脹機或鼓風機(bolwer)等使用的渦捲式流體機械。
習知技術中，已知有下述專利文獻1所揭示的渦捲式流體機械。該渦捲式流體機械係在與間隔件(4)一同構成殼體(1)的第1、第2固定渦捲(2、3)間，以能夠繞轉的方式設置繞轉渦捲(21)。在固定渦捲(2、3)的支撐部(9、10)，係有防止繞轉渦捲(21)自轉的輔助曲柄(11)與驅動軸(13)分別隔介著軸承(14、14、15、16)以能夠轉動的方式設置。此外，藉由驅動軸(13)，使繞轉渦捲(21)以成為預定尺寸(e)的繞轉半徑相對於固定渦捲(2、3)進行繞轉運動。藉由該繞轉運動，使渦捲片部(7、23)間的各壓縮室(30)與渦捲片部(8、24)間的各壓縮室(31)分別持續地縮小，而一邊依序在各壓縮室(30、31)內壓縮從吸入埠(32、33)分別吸入的空氣，一邊將該壓縮空氣從排出埠(34、35)排出到外部。
繞轉渦捲(21)係由下述元件構成：端板(22)，係在端板部(22A、22B)間排列設置許多冷卻鰭片(22C、
22C、……)；渦捲片部(23、24)，係自該端板(22)的端板部(22A、22B)表面直立設置；及三個突出部(25、26、27)，係從端板(22)外周側朝徑方向往外突出。此外，突出部(25、26、27)分別藉由繞轉軸承(28、29)以能夠轉動的方式支撐於輔助曲柄(11、12)與驅動軸(13)的各曲柄軸(11A、13A)，當轉動驅動驅動軸(13)時，藉由輔助曲柄(11、12)防止自轉，並以前述尺寸(e)之繞轉半徑繞轉運動。
專利文獻1：日本國特開2003-120552號公報(摘要、段落0013至0022)
在習知技術中，繞轉渦捲係在一體形成於端板外周部的突出部，形成有繞轉軸承的軸承孔。因此，在進行繞轉渦捲的渦捲片部的維護時，有將整個繞轉渦捲從曲柄軸拆下之必要，而必須進行在軸承部的拆裝作業。
此外，在習知技術中，固定渦捲係在一體形成於端板外周部的支撐部形成有主軸承的軸承孔。因此，在進行固定渦捲的渦捲片部的維護時，有將整個固定渦捲從曲柄軸拆下之必要，而必須進行在軸承部的拆裝作業。
因此，在習知技術中，並無法容易進行因
表面處理、素材等的原因造成的零件之更換、再處理、異物的進入之排除、內部的清掃等。例如，設置在固定渦捲片和繞轉渦捲片的前端部之頂端密封件(tip seal)係因抵接滑動而磨損的耗損零件，有定期更換之必要，但並無法容易地更換該頂端密封件。
此外，在習知技術中，如前述，繞轉渦捲係在一體形成於端板外周部的突出部，藉由繞轉軸承保持於曲柄軸。此種構成係有來自渦捲片部的熱容易傳遞至軸承部而在軸承部引起潤滑脂耗盡之虞。例如，在將渦捲式流體機械作為水蒸氣的膨脹機(亦即利用蒸氣使繞轉渦捲轉動而取用動力的蒸氣馬達)使用的情形中，繞轉渦捲的中央部(端板和渦捲片部)係曝露在高溫的蒸氣中，有該熱傳遞至軸承部而在軸承部引起潤滑不良之虞。在將渦捲式流體機械作為壓縮機使用的情形中，亦同樣有壓縮熱傳遞至繞轉渦捲的軸承部而引發不良狀況之虞。除上述外，繞轉渦捲的熱膨脹亦會成為渦捲式流體機械於運轉中的振動的原因。
另一方面，關於固定渦捲，亦同樣有因從固定渦捲的中央部(端板和渦捲片部)往外周部(支撐部)的軸承部之熱傳遞而在軸承部引起潤滑不良之虞。
因此，本發明所欲解決的課題係提供一種渦捲式流體機械，除了對於繞轉渦捲之外，較佳為對於固定渦捲亦能夠容易進行維護渦捲。此外，另一課題為提供一種渦捲式流體機械，防止從繞轉渦捲的中央部往外周部
之熱傳遞或從固定渦捲的中央部往外周部之熱傳遞等，而能夠謀求軸承部的保護渦捲。
本發明係為了解決前述課題而研創者，第1形態所述之發明係一種渦捲式流體機械，係具備：繞轉渦捲，係由在基板部的兩面設有渦捲狀的繞轉渦捲片而成的繞轉渦捲本體，從繞轉渦捲基座的一面以能夠拆裝的方式安裝至中央部的孔而構成；一對固定渦捲，係在端板的一面設有渦捲狀的固定渦捲片，以使該固定渦捲片與前述繞轉渦捲片嚙合而包夾前述繞轉渦捲的方式設置；及複數根曲柄軸，係設在前述繞轉渦捲基座的周方向複數處，藉由令隔著軸承保持前述繞轉渦捲基座的偏心軸部同步轉動，使前述繞轉渦捲相對於前述固定渦捲繞轉。
依據第1形態所述之發明，繞轉渦捲係由在兩面具有繞轉渦捲片的繞轉渦捲本體、及從一面拆裝該繞轉渦捲本體的繞轉渦捲基座所構成，繞轉渦捲基座隔著軸承保持在曲柄軸的偏心軸部。藉由從繞轉渦捲基座拆下繞轉渦捲本體，不需要進行在軸承部的分解即能夠容易進行繞轉渦捲本體的維護。再且，因為能夠將在兩面設有繞轉渦捲片的繞轉渦捲本體從繞轉渦捲基座的一面一口氣地拆裝，因此維護時的拆裝作業容易，從而能夠縮短作業時間。
第2形態所述之發明係第1形態所述之渦捲式流體機械中，前述繞轉渦捲及前述固定渦捲係安裝至機殼；該機殼係貫通形成有以能夠繞轉的方式收容前述繞轉
渦捲片的收容孔，並且在圍著該收容孔的周方向複數處，平行於收容孔的軸線設置前述曲柄軸，且收容該曲柄軸的偏心軸部之收容空間係經由開口部連通至前述收容孔；前述機殼中，前述繞轉渦捲本體的基板部係配置為與前述收容孔的軸線垂直，並且前述繞轉渦捲基座係通過前述開口部而保持在前述曲柄軸的偏心軸部，且前述固定渦捲以包夾前述繞轉渦捲本體的方式，能夠拆裝地設置。
依據第2形態所述之發明，繞轉渦捲係將繞轉渦捲片配置在機殼的收容孔內，以能夠繞轉的方式保持在機殼。另一方面，固定渦捲係以將機殼的收容孔封閉的方式，能夠拆裝地設置在機殼。因此，不需分解繞轉渦捲對於機殼的軸承部即能夠容易地從機殼拆下固定渦捲，從而內部的維護亦容易進行。
第3形態所述之發明係第2形態所述之渦捲式流體機械中，前述機殼中，一對凸緣係於前述收容孔的軸方向中途部，沿前述收容孔的軸方向隔離並且往前述收容孔的內側延伸而形成；前述繞轉渦捲的外周部係保持為通過前述一對凸緣間的開口部，藉由前述曲柄軸而能夠於較前述機殼的前述收容孔的更外側相對於前述固定渦捲繞轉；前述固定渦捲的端板係重疊在前述機殼的凸緣以能夠拆裝的方式固定。
依據第3形態所述之發明，係能夠將固定渦捲拆裝於設在機殼的收容孔之凸緣。因凸緣係設在收容孔的軸方向中途部，因此能夠將固定渦捲的端板配置在收容
孔內而安裝，而能夠小型化地組裝。
第4形態所述之發明係第1至3形態中任一形態所述之渦捲式流體機械中，前述複數根曲柄軸係具備：以供給動力或回收動力驅動的驅動曲柄軸；及透過轉動同步機構而與該驅動曲柄軸同步轉動的從動曲柄軸；前述轉動同步機構係設置在前述繞轉渦捲本體拆裝於前述繞轉渦捲基座之拆裝方向的相反側。
依據第4形態所述之發明，繞轉渦捲本體對於繞轉渦捲基座的拆裝方向係與各曲柄軸彼此的轉動同步機構為相反側。因此，繞轉渦捲本體對於繞轉渦捲基座的拆裝能夠不受轉動同步機構妨礙而容易進行。
第5形態所述之發明係第1至4形態中任一形態所述之渦捲式流體機械中，前述繞轉渦捲本體與前述繞轉渦捲基座係隔著第一中間材一體化而不直接接觸；前述第一中間材係以導熱係數比前述繞轉渦捲基座低的材質形成。
依據第5形態所述之發明，繞轉渦捲本體與繞轉渦捲基座係隔著導熱係數比繞轉渦捲基座低的第一中間材而一體化，因此可防止從繞轉渦捲本體往繞轉渦捲基座之熱傳遞，從而能夠謀求繞轉渦捲基座的軸承部的保護。此外，可防止繞轉渦捲基座的熱膨脹，從而能夠防止振動的發生。
第6形態所述之發明係第1至5形態中任一形態所述之渦捲式流體機械中，前述繞轉渦捲及前述固定
渦捲係安裝至機殼；前述固定渦捲係不與前述機殼直接接觸而隔著第二中間材固定；前述第二中間材係以導熱係數比前述機殼低的材質形成。
依據第6形態所述之發明，固定渦捲係隔著導熱係數比機殼低的第二中間材固定在機殼，因此可防止從固定渦捲往機殼之熱傳遞，從而能夠謀求機殼的軸承部的保護。
第7形態所述之發明係第1至6形態中任一形態所述之渦捲式流體機械中，在前述繞轉渦捲基座係形成有容納前述繞轉渦捲本體的基板部之容納孔；該容納孔的周側渦捲片係於周方向三處以上，設有令前端部往前述容納孔內突出的支撐材；前述繞轉渦捲本體的基板部係以留有間隙的方式嵌入前述容納孔，並且藉由前述支撐材的前端部來進行前述基板部相對於前述容納孔在徑方向之定位。
依據第7形態所述之發明，繞轉渦捲本體的基板部係以留有間隙的方式嵌入至繞轉渦捲基座的容納孔，並且於周方向三處以上，藉由支撐材的前端部來進行基板部相對於容納孔在徑方向之定位。亦即，繞轉渦捲本體的基板部的外周面與繞轉渦捲基座的容納孔的內周面並未抵接而隔著支撐材的前端部來定位。因此，可防止從繞轉渦捲本體往繞轉渦捲基座之熱傳遞，從而能夠謀求繞轉渦捲基座的軸承部的保護。
第8形態所述之發明係第1至7形態中任一
形態所述之渦捲式流體機械中，前述曲柄軸係設置在前述繞轉渦捲基座的周方向三處以上；於前述三處以上的全部，在前述軸承的外環與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙，設有圓環狀的推壓材。
依據第8形態所述之發明，於全部的曲柄軸的偏心軸部，在軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙設置圓環狀的推壓材。因此，在繞轉渦捲繞轉時，即使繞轉渦捲因離心力而相對於曲柄軸偏擺，仍可抑制軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙潰縮，而能夠將固定渦捲片的側面與繞轉渦捲片的的側面之間的間隙維持在所期望值。此外，即使軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙完全潰縮，仍可藉由推壓材的作用來緩和碰撞，而能夠防止各渦捲片的破損。若將推壓材以導熱係數比繞轉渦捲基座低的材質形成，亦有助於防止從繞轉渦捲基座往繞轉軸承之熱傳遞。
第9形態所述之發明係第8形態所述之渦捲式流體機械中，前述繞轉渦捲基座的軸承孔係在前述繞轉渦捲基座的周方向等間隔設置，並且形成為比前述軸承的外環大徑；前述軸承的外環的外周面形成有供前述圓環狀的推壓材的內周部嵌入的裝設溝，或前述繞轉渦捲基座的軸承孔的內周面形成有供前述圓環狀的推壓材的外周部嵌入的裝設溝。
依據第9形態所述之發明，將繞轉渦捲在周方向等間隔位置保持渦捲於曲柄軸，藉此，能夠維持繞轉
渦捲順暢地轉動。此外，在軸承的外環的外周面設置裝設溝，將推壓材的內周部嵌入至該裝設溝，或在繞轉渦捲基座的軸承孔的內周面設置裝設溝，將推壓材的外周部嵌入至該裝設溝，藉此，使組裝作業變得容易，亦能夠確保安裝強度。
第10形態所述之發明係第8或9形態所述之渦捲式流體機械中，在前述繞轉渦捲基座的軸承孔嵌入圓筒狀的導引環；前述圓環狀的推壓材係改為設置在前述偏心軸部的軸承的外環與前述導引環的內孔之間的間隙，取代設置在前述偏心軸部的軸承的外環與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙。
依據第10形態所述之發明，在繞轉渦捲基座的軸承孔嵌入圓筒狀的導引環，從而能夠謀求繞轉渦捲基座與曲柄軸在徑方向的位置調整。此外，藉由在偏心軸部的軸承的外環與導引環的內孔之間的間隙設置推壓材，便能夠達到和第8或9形態所述之發明相同的作用效果。另外，亦可在導引環的內孔的內周面設置裝設溝，將推壓材的外周部嵌入至該裝設溝。
第11形態所述之發明係第1至10形態中任一形態所述之渦捲式流體機械中，前述曲柄軸係將前述偏心軸部偏心設置於配置在同一軸線上的主軸部間；前述曲柄軸係保持為在包夾前述偏心軸部的兩側主軸部，隔著軸承而能夠相對於前述一對固定渦捲或與該固定渦捲成一體的構件轉動；在前述曲柄軸設有第一段部及第二段部，該
第一段部係供保持包夾前述偏心軸部的兩側主軸部其中一方主軸部之軸承的內環的一側端面抵接，該第二段部係供保持前述偏心軸部之軸承的內環的一側端面抵接。
依據第11形態所述之發明，在曲柄軸設有第一段部及第二段部，將第一段部用於固定渦捲側之定位，將第二段部用於繞轉渦捲側之定位，藉此，各渦捲相對於各曲柄軸的軸方向之定位便變得容易。
第12形態所述之發明係第11形態所述之渦捲式流體機械中，保持前述一方主軸部之軸承的內環係在主軸部壓入後，由鎖入主軸部的第一固定螺帽與前述第一段部包夾；保持前述一方主軸部之軸承的外環係固定在前述固定渦捲或與該固定渦捲成一體的構件；保持前述偏心軸部之軸承的內環係在偏心軸部壓入後，由鎖入偏心軸部的第二固定螺帽與前述第二段部包夾；保持前述偏心軸部之軸承的外環係定位於軸方向，並且於徑方向係在與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙隔著圓環狀的推壓材而安裝。
依據第12形態所述之發明，保持一方主軸部之軸承與保持偏心軸部之軸承各自的內環在軸部壓入後，以固定螺帽往段部推壓而固定。藉此，能夠確實地將各軸承固定在各軸部。此外，保持一方主軸部之軸承的外環係固定在固定渦捲或與該固定渦捲成一體的構件，保持偏心軸部之軸承的外環係相對於繞轉渦捲基座定位於軸方向但不定位於徑方向，在與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的
間隙隔著圓環狀的推壓材而安裝。於全部的曲柄軸的偏心軸部，在軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙設置圓環狀的推壓材，藉此，在繞轉渦捲繞轉時，即使繞轉渦捲因離心力而相對於曲柄軸偏擺，仍可抑制軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙潰縮，而能夠將固定渦捲片的側面與繞轉渦捲片的的側面之間的間隙維持在所期望值。此外，即使軸承的外環與繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙完全潰縮，仍可藉由推壓材的作用來緩和碰撞，而能夠防止各渦捲片的破損。
此外，第13形態所述之發明係第11或12形態所述之渦捲式流體機械中，具備複數個軸承作為保持前述偏心軸部之軸承；該些軸承彼此係互相重疊彼此端面，或在端面間隔著調整具來重疊。
依據第13形態所述之發明，保持偏心軸部的複數個軸承係互相重疊彼此端面，或在端面間隔著調整具來重疊，藉此，便能夠謀求繞轉渦捲基座與曲柄軸在軸方向的位置調整。
依據本發明的渦捲式流體機械，除了對於繞轉渦捲之外，較佳為對於固定渦捲亦能夠容易進行維護。此外，依實施形態，可防止從繞轉渦捲的中央部往外周部之熱傳遞或從固定渦捲的中央部往外周部之熱傳遞等，而亦能夠謀求軸承部的保護。
1‧‧‧渦捲式流體機械
2‧‧‧繞轉渦捲
3‧‧‧曲柄軸
3a‧‧‧第一段部
3b‧‧‧第二段部
3A‧‧‧驅動曲柄軸
3B‧‧‧從動曲柄軸
4‧‧‧機殼
5‧‧‧固定渦捲
6‧‧‧繞轉渦捲片
7‧‧‧收容孔
7A‧‧‧開口孔
8‧‧‧偏心軸部
8a‧‧‧擴徑部
9‧‧‧收容空間
10‧‧‧開口部
11‧‧‧上板
12‧‧‧下板
13‧‧‧側板
15‧‧‧凸緣
14、28、41、44、53、59‧‧‧螺栓
16‧‧‧基板部
17‧‧‧繞轉渦捲本體
18‧‧‧繞轉渦捲基座
19‧‧‧容納孔
20‧‧‧端板
21‧‧‧頂端密封件
22‧‧‧延伸片
23‧‧‧螺栓插通孔
24、55‧‧‧鎖定銷
25‧‧‧銷孔
26‧‧‧凹部
27、32‧‧‧螺絲孔
29‧‧‧繞轉軸承
30‧‧‧第一中間材
30A‧‧‧隔熱材
30B‧‧‧間隔件
31‧‧‧無頭螺絲(支撐材)
33‧‧‧軸承孔
33a‧‧‧大徑孔
33b‧‧‧小徑孔
34‧‧‧(上側的)主軸部
35‧‧‧(下側的)主軸部
35a‧‧‧大徑部
35b‧‧‧中徑部
35c‧‧‧小徑部
36‧‧‧上軸承
37‧‧‧下軸承
38、39‧‧‧軸安裝孔
38a、39a‧‧‧小徑孔
38b、39b‧‧‧大徑孔
40‧‧‧固定環
42‧‧‧第一固定螺帽
43‧‧‧軸承殼
45‧‧‧轉動同步機構
46‧‧‧正時皮帶
47‧‧‧皮帶齒輪
48‧‧‧張力輥
49‧‧‧配重平衡件
50‧‧‧固定渦捲片
51‧‧‧頂端密封件
52‧‧‧外周渦捲片
52A‧‧‧外部密封件
54‧‧‧第二中間材
56‧‧‧第二固定螺帽
57‧‧‧推壓材
58‧‧‧固定環
60‧‧‧第一開口
61‧‧‧第二開口
62、63‧‧‧開口材
X‧‧‧繞轉軸承的外環與繞轉渦捲的軸承孔之間的間隙
Y‧‧‧固定渦捲片的側面與繞轉渦捲片的側面之間的間隙
第1圖係顯示本發明一實施例的渦捲式流體機械之底面概略圖。
第2圖係第1圖的II-II剖面圖。
第3圖係第1圖的渦捲式流體機械的繞轉渦捲的立體分解圖。
第4圖係第2圖的左端部的放大圖。
以下，根據圖式，詳細說明本發明的具體實施例。
第1圖至第4圖係顯示本發明一實施例的渦捲式流體機械1之概略圖，第1圖為底面圖、第2圖為第1圖的II-II剖面圖、第3圖為繞轉渦捲2的立體分解圖、第4圖為第2圖的左端部的放大圖。另外，在以下的說明中，為了說明上的方便，係以第2圖(第2圖為第1圖的II-II剖面圖，故嚴格來說是其左半部分或右半部分)的上下及左右來描述方向，但此方向並非用以限定渦捲式流體機械1的擺向。因此，在使用渦捲式流體機械1時，除了將曲柄軸3沿上下方向配置外，例如亦可沿左右方向配置。
本實施例的渦捲式流體機械1係具備：機殼4；繞轉渦捲2，係透過複數根曲柄軸3，以能夠繞轉的方式保持在該機殼4；及一對固定渦捲5，係以夾著該繞轉渦捲2的方式，能夠拆裝地固定在機殼4。另外，曲柄軸3係設置在繞轉渦捲2的外周部的至少兩處，較佳為三處以
上。在本實施例中，曲柄軸3係設置在繞轉渦捲2的外周部的周方向等間隔的三處。
在本實施例中，機殼4係形成為大致矩形之箱狀，於俯視下，在中央部係上下貫通地形成有以能夠繞轉的方式收容繞轉渦捲2的繞轉渦捲片6之收容孔7。於機殼4中，曲柄軸3係在圍著收容孔7的周方向複數處，平行於收容孔7的軸線設置，且該些曲柄軸3的偏心軸部8之收容空間9係經由開口部10連通至收容孔7。
具體而言，本實施例的機殼4係具備大致矩形之平板狀的上板11與下板12，上板11與下板12係形成為彼此對應之大小。此外，上板11與下板12係上下隔離而相對向地平行配置，並以適當的側板13連接彼此的外端邊。此時，上板11與下板12係可如第1圖的前後的端邊(亦即第2圖的右側)所示，以側板13連接上板11的下面與下板12的上面，亦可如第1圖的左右的端邊(亦即第2圖的左側)所示，以側板13連接上板11的端面與下板12的端面。此外，各側板13係可如第1圖的右側的側板13所示，設置在上板11及下板12的整個端邊，亦可如第1圖的左側的側板13所示，設置在上板11及下板12的一部分端邊。各板11至13係使用螺栓14以能夠拆裝的方式組裝，藉此，例如能夠將上板11從各側板13拆下。另外，就前述螺栓14而言，並不限於如字面之意的螺栓，亦可使用各種螺絲，這點針對後述的其他螺栓亦同。
於上板11及下板12中，開口孔7A係貫通
形成在相對應處，作為前述收容孔7的開口部(換言之，即機殼4內的中空部的開口部)。上下的開口孔7A係以相同大小的圓孔形成。在圖示之例中，上方的開口孔7A的周渦捲片係比上板11的下面更往下方突出，下方的開口孔7A的周渦捲片係比下板12的上面更往上方突出。
在各開口孔7A的底部係形成有圓環狀的凸緣15。具體而言，在上方的開口孔7A的周渦捲片的下端部係往徑方向內側延伸設置凸緣15，另一方面，在下方的開口孔7A的周渦捲片的上端部係往徑方向內側延伸設置凸緣15。於機殼4內，在比各凸緣15更往徑方向外側，形成環狀的中空部，該中空部係作為收容曲柄軸3的偏心軸部8之收容空間9。此外，該收容空間9係經由一對凸緣15間的開口部10而連續性地沿著周方向開口至收容孔7(將上下的開口孔7A與兩孔之間虛擬地連接的空洞部)。
如第2圖及第3圖所示，繞轉渦捲2係以渦捲繞轉渦捲本體17能夠從繞轉渦捲基座18的一面(此處為上面)拆裝的方式安裝至中央部的容納孔19而構成，該繞轉渦捲本體17係由在基板部16的兩面設有渦捲狀的繞轉渦捲片6而構成。
繞轉渦捲本體17係在圓板狀的基板部16的上面及下面，以垂直於該些面而延伸的方式設置一個或複數個板狀的繞轉渦捲片6而構成。具體而言，在基板部16的上面朝向上方設置繞轉渦捲片6，另一方面，在基板部16的下面朝向下方設置繞轉渦捲片6。此時，各繞轉渦
捲片6係從基板部16的中央部往外周部彎曲成漸開線(involute curve)的渦捲狀而形成。在本實施例中係如第2圖所示，上下的繞轉渦捲片6係以彼此對應之形狀、大小及配置來形成。
如第2圖所示，在各繞轉渦捲片6中，在從基板部16延伸的延伸前端部(上側的繞轉渦捲片6的上端部、下側的繞轉渦捲片6的下端部)，以能夠拆裝的方式，沿著渦捲設置用以填埋繞轉渦捲片6與固定渦捲5的端板20之間的間隙之頂端密封件21渦捲。另外，在第3圖中係省略顯示頂端密封件21。
如第3圖所示，在基板部16的外周部，在周方向複數處設置有往徑方向外側延伸的延伸片22。在本實施例中，以相鄰接配置的一對延伸片22為一組，而在周方向等間隔設置複數組。具體而言，將三組的一對延伸片22以120度的間隔一體形成在基板部16的外周部。
各延伸片22係形成為上面與基板部16連續之板狀，如第2圖的右側所示，形成為稍薄於基板部16。此外，如第3圖所示，在各延伸片22的板面，上下貫通地形成有分別沿基板部16的周方向隔離的兩個螺栓插通孔23。此外，相對向於基板部16的大致徑方向，在兩個延伸片22，還形成有供後述的鎖定銷24嵌入的銷孔25。
於俯視下，繞轉渦捲基座18係例如可為大致圓形，但在本實施例中係如第3圖所示，形成為大致三角形。不論是何種形狀，皆是在繞轉渦捲基座18的中央部
貫通形成有供容納繞轉渦捲本體17的基板部16之容納孔19。
如後述，在防止從繞轉渦捲本體17往繞轉渦捲基座18之熱傳遞的情形中，容納孔19的內徑係比基板部16的外徑大了設定尺寸。此時，在繞轉渦捲基座18的容納孔19中，繞轉渦捲本體17的基板部16以基板部16的外周面與以容納孔19的內周面之間留有間隙的方式嵌入。
在繞轉渦捲基座18中，於容納孔19的周圍，令容納孔19的內周渦捲片形成凹口而朝上方開口形成有容納繞轉渦捲本體17的延伸片22之凹部26。該凹部26的底面係配置在容納孔19的軸方向中央部。將繞轉渦捲本體17的延伸片22嵌入至繞轉渦捲基座18的凹部26時，同時也能夠將繞轉渦捲本體17的基板部16嵌入至繞轉渦捲基座18的容納孔19。
在繞轉渦捲基座18的各凹部26的底面，對應於形成在繞轉渦捲本體17的延伸片22之螺栓插通孔23，形成有螺絲孔27。此外，在相對向於容納孔19的大致徑方向的兩處，在凹部26的底面朝上方突出設置有鎖定銷24。因此，藉由將繞轉渦捲本體17的延伸片22的銷孔25嵌入至繞轉渦捲基座18的凹部26的鎖定銷24，便能夠謀求繞轉渦捲本體17相對於繞轉渦捲基座18在周方向之定位。此外，通過延伸片22的螺栓插通孔23將螺栓28鎖入凹部26的螺絲孔27，藉此，便能夠以可拆裝的方式將
繞轉渦捲本體17固定至繞轉渦捲基座18。其中，鎖定銷24及銷孔25係能夠視情況而省略設置。
為了將繞轉渦捲基座18保持於曲柄軸3的偏心軸部8，在繞轉渦捲基座18的三個角落部係分別設置繞轉軸承29(第2圖)，詳情於後說明。為了保護該繞轉軸承29(更具體而言係防止潤滑脂耗盡)，以防止從繞轉渦捲本體17往繞轉渦捲基座18之熱傳遞為較佳。為此，如第3圖所示，繞轉渦捲本體17與繞轉渦捲基座18係較佳為隔著第一中間材30重疊而不直接接觸。
在本實施例中，在延伸片22的下面與凹部26的底面之間隔著墊圈狀的中間材30。亦即，將繞轉渦捲本體17固定在繞轉渦捲基座18之用的螺栓28係在通過繞轉渦捲本體17的延伸片22的螺栓插通孔23與中間材30的孔後鎖入繞轉渦捲基座18的螺絲孔27。
在圖示之例中，繞轉渦捲本體17係利用十二根螺栓28固定在繞轉渦捲基座18，其中，半數之處的中間材30係採用隔熱材30A，其餘半數之處的中間材30係採用間隔件30B。具體而言，在對應於大致三角形之繞轉渦捲基座18的各角落部而配置的一對凹部26與安裝至該一對凹部26的一對延伸片22之間，係例如以間隔件30B、隔熱材30A、隔熱材30A、間隔件30B的順序沿著容納孔19的周方向設置中間材30。
另外，在本實施例中，隔熱材30A與間隔件30B係皆採用彼此大致相同的形狀及大小，但亦可視情
況而採用不同的形狀及大小。藉由使用與隔熱材30A的厚度和硬度相應的間隔件30B，隔熱材30A的材料便容易選定。此外，如後述以金屬材料形成間隔件30B時，便可容易確保厚度精度，亦可抑制螺栓28的鎖緊力所造成的變形。藉由在凹部26與延伸片22之間不僅夾著隔熱材30A而亦夾著金屬製間隔件30B，便能夠將繞轉渦捲本體17相對於繞轉渦捲基座18的設置高度維持在預定高度，因此，繞轉渦捲2與固定渦捲5的上下方向之配置係固定於預定之配置，從而抑制組裝後在頂端密封件21、51之處的餘隙變動，而能夠防止流體外漏。
不論何種做法，中間材30係皆以導熱係數比繞轉渦捲基座18低的材質形成。從這點來看，即使中間材30採用前述的間隔件30B的情形中，該間隔件30B亦發揮作為一種隔熱材之功能。在本實施例中，繞轉渦捲本體17及繞轉渦捲基座18係以輕量的鋁合金形成，而中間材30係例如採用陶瓷或合成樹脂製的隔熱材30A，或者採用不鏽鋼製的間隔件30B。此外，如前述，在繞轉渦捲基座18的容納孔19中，繞轉渦捲本體17的基板部16以基板部16的外周面與容納孔19的內周面之間留有間隙的方式嵌入。此外，繞轉渦捲基座18的凹部26與繞轉渦捲本體17的延伸片22係不僅凹部26的底面與延伸片22的下面隔著中間材30而不直接接觸，還藉由凹部26形成為比延伸片22略大而使凹部26的側面與延伸片22的外緣亦不直接接觸。此外，除了將繞轉渦捲本體17固定至繞轉渦捲
基座18所使用的螺栓28之外，較佳為鎖定銷24亦以導熱係數比繞轉渦捲基座18(鋁合金)低的材質(此處採用不鏽鋼)形成。如此，便可防止從繞轉渦捲本體17往繞轉渦捲基座18之熱傳遞，而能夠謀求保護繞轉軸承29。
此外，在將繞轉渦捲本體17的基板部16以留有間隙的方式嵌入至繞轉渦捲基座18的容納孔19時，較佳為以如下方式進行繞轉渦捲本體17相對於繞轉渦捲基座18在徑方向之定位。亦即，在容納孔19的周側渦捲片，較佳為周方向等間隔地在周方向三處以上，設置前端部往容納孔19內突出的支撐材(31)。本實施例中，大致三角形的繞轉渦捲基座18係在三個端邊的各自中央部，往徑方向貫通形成螺絲孔32，在該螺絲孔32鎖入作為支撐材的無頭螺絲31(例如內六角鎖固螺絲)。此外，無頭螺絲31的前端部係從容納孔19的周側渦捲片往內側突出。藉由將無頭螺絲31的前端部抵接於繞轉渦捲本體17的基板部16的外周部而保持(夾持)基板部16，便能夠進行基板部16相對於容納孔19在徑方向之定位。藉由令無頭螺絲31進退於螺絲孔32，便能夠調整基板部16相對於容納孔19的位置。此外，亦可依期望而使用接著劑將無頭螺絲31固定於繞轉渦捲基座18。在以無頭螺絲31確定基板部16相對於容納孔19的位置後，無頭螺絲31的位置便固定，但仍能夠沿軸方向(與基板部16的板面垂直之方向)將繞轉渦捲本體17拆裝於繞轉渦捲基座18。為了防止從繞轉渦捲本體17往繞轉渦捲基座18之熱傳遞，較佳為無頭螺絲
31亦以導熱係數比繞轉渦捲基座18低的材質形成，在本實施例中係以不鏽鋼形成。另外，當為採用如此構成時，前述的鎖定銷24與銷孔25係構成為以游嵌的方式嵌合。
在繞轉渦捲基座18的外周部，在周方向等間隔的三處形成有曲柄軸3的軸承孔33。在本實施例中，繞轉渦捲基座18係形成為於俯視下為大致三角形，在其三個角部上下貫通而形成軸承孔33。各軸承孔33係形成為段差孔，上部配置大徑孔33a、下部配置小徑孔33b。
繞轉渦捲2係在將繞轉渦捲片6配置到機殼4的收容孔7之狀態下，垂直於收容孔7的軸線配置基板部16及繞轉渦捲基座18。此時，繞轉渦捲基座18係通過機殼4的凸緣15間的開口部10而往收容孔7外側延伸。藉此，繞轉渦捲基座18的各軸承孔33係比機殼4的凸緣15更配置在徑方向外側。此外，繞轉渦捲2係隔著安裝在軸承孔33的繞轉軸承29而保持在曲柄軸3。關於該保持構造係於後說明。另外，如第1圖所示，曲柄軸3係設置在機殼4的周方向等間隔的三處，在本實施例中，構造彼此相同。此外，如第2圖所示，各曲柄軸3係沿著上下方向配置其軸線。此時，各曲柄軸3係以上下貫通機殼4的中空部的方式設置。
如第2圖(特別是左側)及第4圖所示，各曲柄軸3係將偏心軸部8偏心設置於配置在同一軸線上的主軸部34、35間。在本實施例中，下側的主軸部35係往下方一段一段地縮徑而分成大徑部35a、中徑部35b及小徑
部35c。此外，在偏心軸部8的下端部係同心地形成有擴徑部8a。
各曲柄軸3係以包夾偏心軸部8的兩側主軸部34、35轉動自如地保持在機殼4的上板11及下板12。在本實施例中，上方的主軸部34係藉由上軸承36而轉動自如地保持在機殼4的上板11，下方的主軸部35的中徑部35b係藉由下軸承37而轉動自如地保持在機殼4的下板12。
在各曲柄軸3中，包夾偏心軸部8的兩側主軸部34、35的其中一方主軸部(第2圖中下方的主軸部)35的軸方向中途部設置有第一段部3a。具體而言，下方的主軸部35係如前述形成為具有段差的棒狀，以大徑部35a與中徑部35b之間的段差部(大徑部35a的下面)作為第一段部3a。下軸承37的內環的上端面係抵接在該第一段部3a。
各曲柄軸3中，在偏心軸部8的軸方向一端部(第2圖中的下端部)設置有第二段部3b。具體而言，偏心軸部8係如前述在下端部設有擴徑部8a，以與該擴徑部8a之間的段差部(擴徑部8a的上面)作為第二段部3b。繞轉軸承29的內環的下端面係抵接在該第二段部3b。另外，設置在偏心軸部8的繞轉軸承29係可為單一個亦可為複數個，當為複數個時，係配置在最下方的繞轉軸承29的內環的下端面抵接於第二段部3b。在圖示之例中，在偏心軸部8係兩個繞轉軸承29上下重疊設置。
在機殼4的上板11及下板12，於與曲柄軸
3的設置位置相對應的周方向三處，上下貫通形成有軸安裝孔38、39。機殼4的上板11的軸安裝孔38係形成為段差孔，下方形成小徑孔38a、上方形成大徑孔38b。機殼4的下板12的軸安裝孔39係亦形成為段差孔，上方形成小徑孔39a、下方形成大徑孔39b。
在本實施例中，上軸承36及下軸承37係皆以滾子軸承構成。如同周知，滾子軸承係在以同心圓狀配置的大致圓筒狀的內環與外環之間，沿其周方向排列保持許多滾動件而構成。藉此，滾子軸承的內環與外環係隔著滾動件而轉動自如。另外，在本實施例中，設置在偏心軸部8的各繞轉軸承29係亦與上軸承36及下軸承37為相同構成。
下軸承37對於機殼4的下板12的固定係如下進行。亦即，將下軸承37的外環壓入大徑孔39b直到外環的上端面抵接於下板12的軸安裝孔39的小徑孔39a與大徑孔39b之段差部(大徑孔39b的上面)。接著，將圓環狀的固定環40重疊至下板12的下面，以螺栓41固定。藉此，下軸承37便因外環被夾在軸安裝孔39的段差部與固定環40之間而獲得固定。
在下軸承37的內環係壓入有下方的主軸部35的中徑部35b。亦即，將主軸部35的中徑部35b壓入下軸承37的內環直到下軸承37的內環的上端面抵接於第一段部3a。接著，因中徑部35b的下端部係形成為螺紋部，故在該螺紋部鎖入第一固定螺帽42。藉此，下軸承37便
因內環被夾在第一段部3a與固定螺帽42之間而獲得固定。
上軸承36對於機殼4的上板11的固定係如下進行。亦即，上軸承36的外環保持在軸承殼43，將軸承殼43嵌入至大徑孔38b直到軸承殼43的凸緣下端面抵接於上板11的上面。接著，以螺栓44將軸承殼43的凸緣固定在上板11的上面。另一方面，上方的主軸部34係壓入上軸承36的內環。
三根曲柄軸3係將偏心軸部8的位置整合(亦即整合相位)，藉由轉動同步機構45而同步轉動。轉動同步機構45係可使用齒輪，但在本實施例中係使用正時皮帶46。具體而言，在各曲柄軸3的下方的主軸部35(小徑部35c)係固定著皮帶齒輪47，該些皮帶齒輪47間繞掛著正時皮帶46。此時，如第1圖所示，正時皮帶46係亦繞掛於張力輥48，藉由調整張力輥48的位置(相對於收容孔7的徑方向之位置)，便能夠調整正時皮帶46的張力。
另外，三根曲柄軸3其中的一根(在本實施例中為第1圖右下的曲柄軸)係作為從外部獲得供給動力輸入(或輸出回收動力給外部)的驅動曲柄軸3A，其餘的兩根則作為不直接進行上述輸入(或輸出)的從動曲柄軸3B。在渦捲式流體機械1作為壓縮機或鼓風機的情形中，從外部給予供給動力至驅動曲柄軸3A(亦即獲得動力輸入)，伴隨著動力的輸入，一邊透過轉動同步機構45使從動曲柄軸3B亦轉動，一邊使繞轉渦捲2繞轉；另一方面，在渦捲式流體機械1作為膨脹機的情形中，藉由所供給的流體使繞
轉渦捲2繞轉，透過轉動同步機構45使各曲柄軸3轉動，將回收動力給予驅動曲柄軸3A(亦即輸出動力)，詳情於後說明。
為了繞轉渦捲2的順暢轉動，在各曲柄軸3係設置配重平衡件49。在本實施例中，係在上側的主軸部34的下端部與下側的主軸部35的大徑部35a的上端部分別設置配重平衡件49。
各固定渦捲5係在圓板狀的端板20的一面，垂直於該板面地設有一個或複數個板狀的固定渦捲片50。具體而言，在第2圖中，上側的固定渦捲5係在端板20的下面朝向下方設置固定渦捲片50，下側的固定渦捲5係在端板20的上面朝向上方設置固定渦捲片50。此時，固定渦捲片50係以與繞轉渦捲片6相對應的個數、形狀及大小設置，且從端板20的中央部往外周部彎曲成漸開線的渦捲狀而形成。在各固定渦捲片50中，在從端板20延伸的延伸前端部(上側的固定渦捲片50的下端部、下側的固定渦捲片50的上端部)，以能夠拆裝的方式，沿著渦捲設置用以填埋固定渦捲片50與繞轉渦捲2的基板部16之間的間隙之頂端密封件51，渦捲。
在各固定渦捲5，以包圍固定渦捲片50的方式設置圓筒狀的外周渦捲片52。具體而言，在第2圖中，上側的固定渦捲5係在端板20的下面朝向下方設置外周渦捲片52，下側的固定渦捲5係在端板20的上面朝向上方設置外周渦捲片52。外周渦捲片52的高度(從端板20量起
的延伸尺寸)係與固定渦捲片50的高度(從端板20量起的延伸尺寸)大致對應。在各外周渦捲片52，係在從端板20延伸的延伸前端部(上側的外周渦捲片52的下端部、下側的外周渦捲片52的上端部)，以能夠拆裝的方式，沿著周方向設置一個或複數個環狀的外部密封件52A。
各固定渦捲5係在使固定渦捲片50與繞轉渦捲片6的嚙合的狀態下，以能夠對於機殼4的上下拆裝的方式設置。具體而言，上側的固定渦捲5係端板20的外周部重疊於機殼4上側的凸緣15的上面，藉由螺栓53以能夠拆裝的方式固定。此外，下側的固定渦捲5係端板20的外周部重疊於機殼4下側的凸緣15的下面，藉由螺栓53以能夠拆裝的方式固定。另外，在機殼4的凸緣15係於周方向複數處設有鎖定銷55，該鎖定銷55係嵌入至設在固定渦捲5的端板20之銷孔，而進行固定渦捲5對於機殼4在周方向之定位。
對於固定渦捲5，與繞轉渦捲2的情形相同地，為了保護設在機殼4的上軸承36及下軸承37(更具體而言係防止潤滑脂耗盡)，以防止從固定渦捲5往機殼4之熱傳遞為較佳。為此，如第2圖及第4圖所示，固定渦捲5與機殼4較佳為隔著第二中間材54重疊而不直接接觸。
具體而言，只要機殼4的凸緣15與固定渦捲5的端板20隔著中間材54重疊即可。該中間材54係可為供將固定渦捲5的端板20固定至機殼4的凸緣15所用的螺栓53通過的墊圈狀，亦可為重疊於機殼4的凸緣15
的周方向全體的圓環狀。此外，與繞轉渦捲2的情形相同地，就中間材54而言，可組合隔熱材與間隔件。不論是何種做法，中間材54皆以導熱係數比機殼4低的材質形成。
此外，在機殼4的開口孔7A，固定渦捲5的端板20以在開口孔7A的內周面與端板20的外周面之間留有間隙的方式嵌入。此外，在機殼4的凸緣15之處，固定渦捲5的外周渦捲片52亦以在凸緣15的內周面與外周渦捲片52的外周面之間留有間隙的方式嵌入。再者，除了將固定渦捲5固定至機殼4所使用的螺栓53之外，較佳為鎖定銷55亦以導熱係數比機殼4低的材質(此處採用不鏽鋼)形成。如此，便可防止從固定渦捲5往機殼4之熱傳遞，而能夠謀求保護上軸承36及下軸承37。
接著，根據第2圖及第4圖，針對將繞轉渦捲2保持在曲柄軸3的偏心軸部8之保持構造進行說明。繞轉軸承29的內環係壓入而固定在曲柄軸3的偏心軸部8。在本實施例中係兩個繞轉軸承29上下重疊，壓入偏心軸部8。此時，將下方的繞轉軸承29的內環的下端面抵接於第二段部3b。接著，因偏心軸部8的上端部係形成為螺紋部，故在該螺紋部鎖入第二固定螺帽56。藉此，繞轉軸承29便因內環被緊夾在第二段部3b與固定螺帽56a之間而獲得固定。
另一方面，在繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33(大徑孔33a)之間係留有些微的間隙，並且在該間隙係設置圓環狀的推壓材57。該推壓材57可為
具彈性之環(例如O形環)，亦可為非彈性之環(例如工程塑膠製的樹脂環)。另外，若以導熱係數比繞轉渦捲基座18低的材質形成推壓材57，則亦有助於防止從繞轉渦捲基座18往繞轉軸承29之熱傳遞。
更詳言之，繞轉渦捲基座18的軸承孔33的大徑孔33a係形成為比繞轉軸承29的外環大了設定尺寸之大徑。此外，在本實施例中，在繞轉軸承29的外環的外周面，沿著周方向形成有讓推壓材57的內周部嵌入的裝設溝。此外，圓環狀的推壓材57係內周部嵌入至外環的裝設溝，而外周部嵌入至繞轉渦捲基座18的軸承孔33。但亦可將上述構成改為在軸承孔33的內周面設置裝設溝，圓環狀的推壓材57係外周部嵌入至軸承孔33的裝設溝而內周部嵌入至繞轉軸承29的外環。不論是何種做法，皆是圓環狀的推壓材57係配置在繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲基座18的軸承孔33之間的間隙。另外，在本實施例中，各繞轉軸承29係於外環的外周面的上下兩處，隔著圓環狀的推壓材57保持在軸承孔33。
此外，在繞轉渦捲基座18，以螺栓59將固定環58固定在軸承孔33的周側渦捲片上面。該固定環58係以容許繞轉渦捲2相對於外環在徑方向的移動但限制軸方向的移動為較佳。
就偏心軸部8與軸承孔33同心地配置而轉動而言，在本實施例中，繞轉軸承29的外環的外周面與軸承孔33的大徑孔33a的內周面之間的間隙(單側)X係設為
比固定渦捲片50的側面與繞轉渦捲片6的側面之間的間隙(渦捲片的徑方向之間隙)Y的最小設定值(最接近的狀態下的兩渦捲片50、6間的設計間隙)小，例如設為前述最小設定值的大致一半(例如20μm至30μm)。此時，即便繞轉渦捲2因離心力而相對於偏心軸部8偏擺，使得前述間隙X潰縮而造成繞轉渦捲片6將碰撞到固定渦捲片50的情況，由於軸承孔33的大徑孔33a的內周面先頂到繞轉軸承29的外環的外周面，而能夠防止因兩渦捲片50、6的碰撞造成的破損。再且，藉由推壓材57可防止前述間隙X潰縮，就算前述間隙X潰縮，亦能夠緩慢地潰縮。
如上述，以圓環狀的推壓材57保持繞轉軸承29的外周面與大徑孔33a的內周面之間的間隙。藉此，繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33之間的間隙由推壓材57填埋，並且，當推壓材57為能夠彈性變形時，能夠進行間隙的調整。
如第1圖及第2圖所示，一對固定渦捲5係分別於外周側設有第一開口60，另一方面，於中央部設有第二開口61。另外，在第一開口60及第二開口61係安裝有管狀的開口材62、63。此外，在第2圖中，上下兩處所示的第二開口61亦可視情況而在繞轉渦捲2的基板部16的中央開設貫通孔使兩開口彼此連通。
本實施例的渦捲式流體機械1的組裝較佳為如下進行。亦即，首先，先將下軸承37安裝至下板12。另一方面，渦捲先將各曲柄軸3隔著繞轉軸承29及推壓材
57安裝至繞轉渦捲2。接著，將繞轉渦捲2的各曲柄軸3嵌入至下板12的下軸承37而安裝。此時，各曲柄軸3係以預定的擺向(亦即已將偏心軸部8的位置整合的無相位差之狀態)安裝。然後安裝上板11，此時，在上板11與曲柄軸3之間設置上軸承36。最後，將固定渦捲5固定到上板11及下板12的開口孔7A即可。
本實施例的渦捲式流體機械1係構成如上，因此，在例如作為壓縮機或鼓風機使用的情形中，係令驅動曲柄軸3A轉動即可(亦即輸入動力)。例如，在驅動曲柄軸3A的一方的主軸部35直接連接亦即經聯結器連接馬達(省略圖示)的輸出軸。
藉此，便能夠使繞轉渦捲2相對於固定渦捲5繞轉。此時，供給至驅動曲柄軸3A的供給動力係透過轉動同步機構45而亦傳遞給從動曲柄軸3B，使三根曲柄軸3同步轉動。當使繞轉渦捲2相對於固定渦捲5繞轉，便從第一開口60吸入流體，一邊在繞轉渦捲片6與固定渦捲片50之間壓縮該流體，一邊使該流體從該渦捲的外端側往內端側移動，從而能夠使該流體從第二開口61排出。
另一方面，在例如作為膨脹機使用的情形中，係藉由流體使繞轉渦捲2轉動，將轉動驅動力給予驅動曲柄軸3A(亦即輸出動力)。例如，在驅動曲柄軸3A直接連接即經聯結器連接被驅動機械(由膨脹機驅動的機械)的輸入軸。
接著，當使流體從第二開口61流入時，繞
轉渦捲2便藉流體的力而繞轉，流體係一邊膨脹一邊從第一開口60排出。藉此，便能夠從驅動曲柄軸3A取出繞轉渦捲2的轉動驅動力作為回收動力。另外，此時，從動曲柄軸3B係同樣透過轉動同步機構45而與驅動曲柄軸3A同步轉動。
除此之外，本實施例的渦捲式流體機械1係亦可藉由馬達令驅動曲柄軸3A往反方向轉動，從第二開口61吸入流體，使流體往第一開口60排出來使用。
如上述，本實施例的渦捲式流體機械1係能夠作用壓縮機、膨脹機、鼓風機、真空泵等使用。另外，進行壓縮或膨脹等的流體並無特別限定，能夠適用在空氣、蒸氣、冷媒等各種流體。
在本實施例的渦捲式流體機械1中，繞轉渦捲2係將繞轉渦捲片6配置在機殼4的收容孔7內，且保持為能夠於收容孔7外側在機殼4中繞轉。另一方面，固定渦捲5係將固定渦捲片50配置在機殼4的收容孔7內，且以將機殼4的收容孔7封閉的方式，設置為能夠對於收容孔7的凸緣15拆裝。此時，固定渦捲5的端板20亦收容在收容孔7內，藉此而能夠成為小型化的構成。
由於為上述構成，不需分解繞轉渦捲2對於機殼4的軸承部即能夠容易地從機殼4拆下固定渦捲5。因此，能夠容易進行因表面處理和素材的原因造成的零件之更換、再處理、異物的進入之排除、內部的清掃等。例如，能夠容易進行繞轉渦捲片6的頂端密封件21、固定渦
捲片50的頂端密封件51、及外周渦捲片52的外部密封件52A之更換。
此外，亦能夠對於繞轉渦捲基座18拆裝繞轉渦捲本體17。此時，在圖示之例中，雖然多少需要進行在機殼4的上軸承36的分解，但不需要進行在繞轉軸承29的分解即能夠從繞轉渦捲基座18將繞轉渦捲本體17從上方拆下。因此，與固定渦捲5相同地，繞轉渦捲本體17的維護亦可容易進行。再且，因為能夠將在兩面設有繞轉渦捲片6的繞轉渦捲本體17從繞轉渦捲基座18的上方一口氣拆裝，因此維護時的拆裝作業容易，從而能夠縮短作業時間。
另外，在構成為能夠對於繞轉渦捲基座18拆裝繞轉渦捲本體17時，若構成為經由機殼4的收容孔7而能夠對於繞轉渦捲基座18拆裝繞轉渦捲本體17則更佳。此時，繞轉渦捲本體17的基板部16的外徑係形成為比機殼4的收容孔7的內徑小，甚至形成為比收容孔7的凸緣15的內徑小。因此，在將固定渦捲5從機殼4拆下後，能夠進一步將繞轉渦捲本體17從繞轉渦捲基座18拆下。再且，能夠經由機殼4的收容孔7進行上述作業，不需伴隨在任何軸承部的拆裝，故作業性更加提升。
此外，依據本實施例的渦捲式流體機械1，於全部的曲柄軸3的偏心軸部8，在繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33之間的間隙設置圓環狀的推壓材57。藉此，在繞轉渦捲2繞轉時，即便繞轉渦捲2因離心
力而相對於曲柄軸3偏擺，仍可抑制繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33之間的間隙潰縮，而能夠將固定渦捲片50的側面與繞轉渦捲片6的側面之間的間隙Y維持在所期望值。
例如，如第2圖的左半部分所示，在曲柄軸3的偏心軸部8配置到最左側的狀態下，繞轉渦捲2係因離心力而朝左側偏擺，在偏心軸部8的右側周側面係以繞轉軸承29的嵌合間隙X潰縮的方式承受荷重，而使得固定渦捲片50與繞轉渦捲片6將變得靠近。然而，推壓材57支承該荷重，藉此，抑制繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33之間的間隙X潰縮，而能夠將固定渦捲片50的側面與繞轉渦捲片6的側面之間的間隙Y維持在所期望值。此外，即便繞轉軸承29的外環與繞轉渦捲2的軸承孔33之間的間隙X完全潰縮，仍可藉由推壓材57的作用來緩和碰撞，而能夠防止各渦捲片50、6的破損。伴隨著繞轉渦捲2的繞轉，能夠沿曲柄軸3的周方向依序連續性地謀求上述之作用。如上述，因為能夠自動調整渦捲片50、6之間的間隙Y，因此能夠比習知技術放寬各零件的機械加工精度和組裝精度。此外，因為能夠自動調整渦捲片50、6之間的間隙Y，因此亦能夠使渦捲式流體機械1的性能穩定。
此外，依據本實施例的渦捲式流體機械1，在曲柄軸3設置第一段部3a與第二段部3b，將第一段部3a用於固定渦捲5側之定位，將第二段部3b用於繞轉渦
捲2側之定位，藉此，各渦捲2、5相對於各曲柄軸3的軸方向之定位便變得容易。換言之，以保持固定渦捲5之機殼4的下板12的軸承抵接面(抵接下軸承37上端面的段差部)為基準來組裝各構件，藉此，使繞轉渦捲2的軸方向位置機械性地定位。再且，設在偏心軸部8的繞轉軸承29係內環固定在偏心軸部8，而外環並未固定在軸承孔33，因此不會妨礙上述的渦捲片50、6間的徑方向的間隙Y的調整功能。
本發明的渦捲式流體機械1並不限於前述實施例的構成而能夠適當變更。具體而言，只要具備下述構件則能夠適當變更成其他構成：(a)繞轉渦捲2，係由在基板部16的兩面設有渦捲狀的繞轉渦捲片6而成的繞轉渦捲本體17，從繞轉渦捲基座18的一面以能夠拆裝的方式安裝至中央部的容納孔19而構成；(b)一對固定渦捲5，係在端板20的一面設有渦捲狀的固定渦捲片50，以使該固定渦捲片50與繞轉渦捲片6嚙合而包夾繞轉渦捲2的方式設置；(c)複數根曲柄軸3，係設在繞轉渦捲基座18的周方向複數處，藉由令隔著繞轉軸承29保持繞轉渦捲基座18的偏心軸部8同步轉動，使繞轉渦捲2相對於固定渦捲5繞轉。
例如，在前述實施例中，係亦可將固定渦捲5與機殼4一體形成。具體而言，亦可將上板11與上側的固定渦捲5一體形成，將下板12與下側的固定渦捲5一體形成。
此外，在前述實施例中，係亦可在繞轉渦捲基座18的外周部設置冷卻用的鰭片。例如，亦可在繞轉渦捲基座18的外周面，以周方向等間隔設置往外延伸的鰭片。此時，鰭片係亦可一體成形於繞轉渦捲基座18，亦可重疊在繞轉渦捲基座18的外周部而一體化。當採行後者的方式時，為了提升繞轉渦捲基座18與鰭片的密接性，在兩者之間亦可隔著散熱膠。藉由在繞轉渦捲基座18設有鰭片，在繞轉渦捲2繞轉時，藉由繞轉運動產生與外部空氣間的強制對流熱傳遞，從而促進繞轉渦捲2的冷卻。
此外，亦可藉由在繞轉渦捲基座18的外周部形成適當的溝(例如沿繞轉渦捲基座18的厚度方向隔離並且分別沿著繞轉渦捲基座18的周方向延伸的矩形溝)，而具有與鰭片相同的作用效果。藉由在繞轉渦捲基座18的外周部沿著周方向設置許多條溝，使熱傳遞面積增加，而能夠有效地謀求氣冷。此外，藉由採用矩形溝，強度下降的程度亦輕微，且冷卻空氣的流動非軸方向而是成為與軸呈直角之方向的流動，因此不會防礙空氣對於溝的流動，從而亦能夠有效率地進行繞轉渦捲2的氣冷。
此外，在前述實施例中，亦可將固定渦捲5，特別是端板20，形成為氣冷或水冷。例如，在固定渦捲5的端板20，於與固定渦捲片50為相反側之面或重疊在該面的構件之間，設置形成通水部的管材，讓水流通於該通水部。
此外，在前述實施例，當俯視觀察繞轉渦
捲本體17安裝至繞轉渦捲基座18而成的繞轉渦捲2時，若繞轉渦捲2的理想重心位置與繞轉渦捲本體17的繞轉渦捲片6的重心位置有若干不同時，亦可在繞轉渦捲基座18設置適當的平衡調整用的餘料，以調整繞轉渦捲2的重心位置。亦即，能夠以繞轉渦捲基座18側來調整繞轉渦捲本體17的重心的位置。再且，不需擴大繞轉渦捲基座18的外形即能夠取得繞轉渦捲2全體的平衡。另外，若於設在繞轉渦捲基座18的餘料部標示零件編碼，則零件管理亦變得容易。
此外，在前述實施例中，繞轉渦捲片6的頂端密封件21、固定渦捲片50的頂端密封件51、及外周渦捲片52的外部密封件52A其中任一者以上的密封件亦可省略設置。此時，由於固定渦捲5對於機殼4的拆裝、繞轉渦捲本體17對於繞轉渦捲基座18的拆裝皆容易，而能夠容易進行內部的維護。因此，能夠容易進行零件的表面處理、對於素材之處置、異物的進入之排除、內部的清掃等。
此外，在前述實施例中，機殼4係形成為於俯視時為大致矩形，但並不以此為限，亦可採用圓形、三角形、其他多邊形。
此外，在前述實施例中，在機殼4的收容孔7設置凸緣15，將固定渦捲5的端板20的外周部重疊至該凸緣15而安裝，但亦可省略凸緣15的設置，改採為將固定渦捲5的端板20的外周部重疊至機殼4的上下面(上板
11的上面、下板12的下面)而安裝。此時，同樣使用螺栓53等而構成為能夠將固定渦捲5拆裝於機殼4便可。
此外，在前述實施例中，曲柄軸3的根數採用三根，但亦能夠採用四根以上。此時，同樣可取其中一根作為驅動曲柄軸3A，其餘的作為從動曲柄軸3B，透過轉動同步機構45使各曲柄軸同步轉動。
此外，在前述實施例中，亦可在繞轉渦捲基座18的軸承孔33嵌入圓筒狀的導引環。此時，圓環狀的推壓材57係改為設置在偏心軸部8的外環與導引環的內孔之間的間隙，取代設置在偏心軸部8的外環與繞轉渦捲基座18的軸承孔33之間的間隙。如此，便能夠謀求繞轉渦捲2與曲柄軸3在徑方向的位置調整。
此外，在前述實施例中，就保持偏心軸部8的軸承而言，係具備有複數個繞轉軸承29，但該些繞轉軸承29彼此係除了重疊彼此的端面以外，亦可在端面間隔著調整具來重疊。調整具係例如形成為圓筒狀，配置在外環。如此，便能夠謀求繞轉渦捲2與曲柄軸3在軸方向的位置調整。同樣地，當繞轉軸承29為一個時，亦能夠使用調整具來謀求繞轉渦捲2與曲柄軸3在軸方向的位置調整。
1‧‧‧渦捲式流體機械
2‧‧‧繞轉渦捲
3‧‧‧曲柄軸
3a‧‧‧第一段部
3b‧‧‧第二段部
3A‧‧‧驅動曲柄軸
3B‧‧‧從動曲柄軸
4‧‧‧機殼
5‧‧‧固定渦捲
6‧‧‧繞轉渦捲片
7‧‧‧收容孔
7A‧‧‧開口孔
8‧‧‧偏心軸部
8a‧‧‧擴徑部
9‧‧‧收容空間
10‧‧‧開口部
11‧‧‧上板
12‧‧‧下板
13‧‧‧側板
15‧‧‧凸緣
16‧‧‧基板部
17‧‧‧繞轉渦捲本體
18‧‧‧繞轉渦捲基座
19‧‧‧容納孔
20‧‧‧端板
21‧‧‧頂端密封件
22‧‧‧延伸片
26‧‧‧凹部
27‧‧‧螺絲孔
28、41、44、53、59‧‧‧螺栓
29‧‧‧繞轉軸承
30‧‧‧第一中間材
33‧‧‧軸承孔
33a‧‧‧大徑孔
33b‧‧‧小徑孔
34‧‧‧(上側的)主軸部
35‧‧‧(下側的)主軸部
35a‧‧‧大徑部
35b‧‧‧中徑部
35c‧‧‧小徑部
36‧‧‧上軸承
37‧‧‧下軸承
38、39‧‧‧軸安裝孔
38a、39a‧‧‧小徑孔
38b、39b‧‧‧大徑孔
40‧‧‧固定環
42‧‧‧第一固定螺帽
43‧‧‧軸承殼
45‧‧‧轉動同步機構
46‧‧‧正時皮帶
47‧‧‧皮帶齒輪
48‧‧‧張力輥
49‧‧‧配重平衡件
50‧‧‧固定渦捲片
51‧‧‧頂端密封件
52‧‧‧外周渦捲片
52A‧‧‧外部密封件
54‧‧‧第二中間材
55‧‧‧鎖定銷
56‧‧‧第二固定螺帽
57‧‧‧推壓材
58‧‧‧固定環
61‧‧‧第二開口
63‧‧‧開口材
X‧‧‧繞轉軸承的外環與繞轉渦捲的軸承孔之間的間隙
Y‧‧‧固定渦捲片的側面與繞轉渦捲片的側面之間的間隙
Claims (13)
- 一種渦捲式流體機械，係具備：繞轉渦捲，係由在基板部的兩面設有渦捲狀的繞轉渦捲片而成的繞轉渦捲本體，從繞轉渦捲基座的一面以能夠拆裝的方式安裝至中央部的孔而構成；一對固定渦捲，係在端板的一面設有渦捲狀的固定渦捲片，以使該固定渦捲片與前述繞轉渦捲片嚙合而包夾前述繞轉渦捲的方式設置；及複數根曲柄軸，係設在前述繞轉渦捲基座的周方向複數處，藉由令隔著軸承保持前述繞轉渦捲基座的偏心軸部同步轉動，使前述繞轉渦捲相對於前述固定渦捲繞轉。
- 如申請專利範圍第1項所述之渦捲式流體機械，其中，前述繞轉渦捲及前述固定渦捲係安裝至機殼；該機殼係貫通形成有以能夠繞轉的方式收容前述繞轉渦捲片的收容孔，並且在圍著該收容孔的周方向複數處，平行於收容孔的軸線設置前述曲柄軸，且收容該曲柄軸的偏心軸部之收容空間係經由開口部連通至前述收容孔；前述機殼中，前述繞轉渦捲本體的基板部係配置為與前述收容孔的軸線垂直，並且前述繞轉渦捲基座係通過前述開口部而保持在前述曲柄軸的偏心軸部，且前述固定渦捲以包夾前述繞轉渦捲本體的方式，能夠拆裝地設置。
- 如申請專利範圍第2項所述之渦捲式流體機械，其中，前述機殼中，一對凸緣係於前述收容孔的軸方向中途部，沿前述收容孔的軸方向隔離並且往前述收容孔的內側延伸而形成；前述繞轉渦捲的外周部係保持為通過前述一對凸緣間的開口部，藉由前述曲柄軸而能夠於較前述機殼的前述收容孔的更外側相對於前述固定渦捲繞轉；前述固定渦捲的端板係重疊在前述機殼的凸緣以能夠拆裝的方式固定。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，前述複數根曲柄軸係具備：以供給動力或回收動力驅動的驅動曲柄軸；及透過轉動同步機構而與該驅動曲柄軸同步轉動的從動曲柄軸；前述轉動同步機構係設置在前述繞轉渦捲本體拆裝於前述繞轉渦捲基座之拆裝方向的相反側。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，前述繞轉渦捲本體與前述繞轉渦捲基座係隔著第一中間材一體化而不直接接觸；前述第一中間材係以導熱係數比前述繞轉渦捲基座低的材質形成。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，前述繞轉渦捲及前述固定渦捲係安裝至機殼；前述固定渦捲係不與前述機殼直接接觸而隔著第 二中間材固定；前述第二中間材係以導熱係數比前述機殼低的材質形成。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，在前述繞轉渦捲基座係形成有容納前述繞轉渦捲本體的基板部之容納孔；該容納孔的周側渦捲片係於周方向三處以上，設有令前端部往前述容納孔內突出的支撐材；前述繞轉渦捲本體的基板部係以留有間隙的方式嵌入前述容納孔，並且藉由前述支撐材的前端部來進行前述基板部相對於前述容納孔在徑方向之定位。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，前述曲柄軸係設置在前述繞轉渦捲基座的周方向三處以上；於前述三處以上的全部，在前述軸承的外環與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙，設有圓環狀的推壓材。
- 如申請專利範圍第8項所述之渦捲式流體機械，其中，前述繞轉渦捲基座的軸承孔係在前述繞轉渦捲基座的周方向等間隔設置，並且形成為比前述軸承的外環大徑；前述軸承的外環的外周面形成有供前述圓環狀的推壓材的內周部嵌入的裝設溝，或前述繞轉渦捲基座的軸承孔的內周面形成有供前述圓環狀的推壓材的外周 部嵌入的裝設溝。
- 如申請專利範圍第8項所述之渦捲式流體機械，其中，在前述繞轉渦捲基座的軸承孔嵌入圓筒狀的導引環；前述圓環狀的推壓材係改為設置在前述偏心軸部的軸承的外環與前述導引環的內孔之間的間隙，取代設置在前述偏心軸部的軸承的外環與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之渦捲式流體機械，其中，前述曲柄軸係將前述偏心軸部偏心設置於配置在同一軸線上的主軸部間；前述曲柄軸係保持為在包夾前述偏心軸部的兩側主軸部，隔著軸承而能夠相對於前述一對固定渦捲或與該固定渦捲成一體的構件轉動；在前述曲柄軸設有第一段部及第二段部，該第一段部係供保持包夾前述偏心軸部的兩側主軸部其中一方主軸部之軸承的內環的一側端面抵接，該第二段部係供保持前述偏心軸部之軸承的內環的一側端面抵接。
- 如申請專利範圍第11項所述之渦捲式流體機械，其中，保持前述一方主軸部之軸承的內環係在主軸部壓入後，由鎖入主軸部的第一固定螺帽與前述第一段部包夾；保持前述一方主軸部之軸承的外環係固定在前述固定渦捲或與該固定渦捲成一體的構件；保持前述偏心軸部之軸承的內環係在偏心軸部壓 入後，由鎖入偏心軸部的第二固定螺帽與前述第二段部包夾；保持前述偏心軸部之軸承的外環係定位於軸方向，並且於徑方向係在與前述繞轉渦捲基座的軸承孔之間的間隙隔著圓環狀的推壓材而安裝。
- 如申請專利範圍第11項所述之渦捲式流體機械，其中，具備複數個軸承作為保持前述偏心軸部之軸承；該些軸承彼此係互相重疊彼此端面，或在端面間隔著調整具來重疊。
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