專利名稱：渦型流體機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用作壓縮機，膨脹機和類似機械的渦型流體機械。
圖4為現有技術中渦型壓縮機的一個例子。
如圖4所示，一渦型壓縮機構C安裝在密封機殼8的上部，一電動馬達4安裝在密封機殼8的下部，它們通過旋轉軸5而彼此連接。
渦型壓縮機構C包括一靜止渦形體1，一旋轉渦形體2，一個用以防止旋轉渦形體繞自己的軸旋轉的諸如歐氏連接器的機構3，該機構3只允許旋轉渦形體2作行星運動而不允許其繞自身軸旋轉，一用以組裝靜止渦形體1和電動馬達4的框架6，一支持旋轉軸5的上部軸承71和下部軸承72，以及支持旋轉渦形體2的一旋轉軸承73和一止推軸承74。
靜止渦形體1包括一端板11和一螺旋體12，在端板11上設一放氣口13和一開閉放氣口13的放氣閥17。
旋轉渦形體2包括一端板21，一螺旋體22和一套筒23。一驅動套管54通過旋轉軸承73安裝在套筒23內。另外，一從旋轉軸5上端伸出的偏心銷53可轉動地安裝在套管54內。
貯存在機殼8底部的潤滑油81由于旋轉軸5的旋轉運動產生的離心力而被吸入進口孔洞51，流徑潤滑油注入通道52，而后潤滑下部軸承72、偏心銷53、上部軸承71、防止旋轉渦形體繞自身軸旋轉的機構3、旋轉軸承73、止推軸承74和其它部分，然后通過腔61和排泄孔62流回到機殼8的底部。
當電動馬達轉動時，這種旋轉運動通過一種行星運動驅動機構，即旋轉軸5，偏心銷53、驅動套管54和旋轉軸承73而傳給旋轉渦形體2，旋轉渦形體2作行星運動，同時，其繞自身軸的轉動通過機構3的作用而被制止。
然后，氣體通過一吸氣管82而被吸入機殼8內，從而冷卻電動馬達4，而后，氣體通過開在靜止渦形體1上的一吸氣通道15和一吸氣腔16而被吸入由靜止渦形體1和旋轉渦形體2相互嚙合而形成的一系列密封空間24中。然后，隨著旋轉渦形體2作行星運動時密封空間24的體積的減小，氣體受到壓縮而到達中央部位，然后推開放氣口13上的放氣閥17而到達第一放氣腔14。然后，壓縮氣體通過隔離墻31上的孔18而進入第二放氣腔19，并從那里通過放氣管83而放出。此外，84為一附著在驅動套管54上的平衡重量塊。
在上述現有技術中的渦型壓縮機中，高壓氣體通過放氣口13進入第一放氣腔14，而在此放氣腔14中的高壓氣體則作用在靜止渦形體1的端板11的整個外表面上，從而使端板11變形，在中央形成一約數十μm深的凹陷。
因而，令人擔心的是在端板11的內表面，特別是其中央部位會與旋轉渦形體2的螺旋體22的端部相碰而產生卡死的現象。
本發明的一個目的是提供一種解決上述問題的渦型流體機械。
為了達到上述目的，本發明的關鍵如下所述(Ⅰ)一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，并在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體和高壓流體腔之間形成一低壓流體腔。
(Ⅱ)一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，并在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體和高壓流體腔之間形成一低壓流體腔，該低壓流體腔通過開在低壓流體腔周邊上的通道而與內裝有一對靜止渦形體和旋轉渦形體、一防止旋轉渦形體繞自身軸旋轉的機構和一驅動旋轉渦形體作行星運動的機構的密封機殼內的低壓流體空間相互連通。
上述發明(Ⅰ)和(Ⅱ)中所述結構中，流入低壓流體腔中的低壓流體的低壓作用在靜止渦形體端板的外表面。因而，可防止或減輕端板的變形。
在這種方式中，有可能防止靜止渦形體端板內表面和旋轉渦形體上的螺旋體端部之間所謂“卡死”現象的產生，因而可提高渦型流體機械的可靠性。
(Ⅲ)一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，從而在這兩個渦形體之間形成體積隨著旋轉渦形體的行星運動而變化的密封空間，并且在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體端板和高壓流體腔之間形成一中壓流體腔。在靜止渦形體端板上開有一和密封空間相通的中壓引入孔，密封空間中的中壓流體通過此孔進入中壓流體腔中。
本發明提供的上述結構中，密封空間中的中壓流體通過引入孔引入中壓流體腔，中壓作用在靜止渦形體端板的外表面上。因而，作用在端板內表面上的密封空間內的流體壓力被抵消了。
因此，有可能防止或減小靜止渦形體端板的變形。因而，有可能防止靜止渦形體內表面和旋轉渦形體上的螺旋體的端部之間所謂“卡死”現象的產生，進而可提高渦型流體機械的可靠性。
圖1為本發明第一個實施例的部分縱剖面圖;
圖2為本發明第二個實施例的部分縱剖面圖;
圖3為本發明第三個實施例的部分縱剖面圖;
圖4為現有技術中渦型壓縮機的縱剖面圖。
圖1為本發明的第一個實施例。
在靜止渦形體1的端板11的上表面上形成一圍繞放氣口13的套筒30，該套筒30的頂端以密封方式緊靠隔離墻31的下部，第一放氣腔32由套筒30的內圓周表面、端板11的外表面和隔離墻31的內表面形成，并且在第一放氣腔32中安置有一放氣閥17。
此外，由豎立在端板11的外表面邊緣上與其成一整體的環形凸緣34的內圓周表面、套筒30的外圓周表面、端板11的外表面和隔離墻31的內表面構成一環形低壓流體腔35，該低壓流體腔35通過凸緣34上的槽口36和機殼8內的低壓流體相互連通。
其它結構和圖4中所示的現有裝置相同，并且相應的部件采用了相同的標號。
現在，吸入機殼8中的低壓氣體通過槽口36進入環形低壓腔35中。因而，作用在靜止渦形體1端板11的外表面的氣體壓力減小。因此，和現有技術相比向下作用在端板11上的壓力顯著減小，因而可防止或減輕端板11向下的變形。
圖2為本發明的第二個實施例。
在如圖2所示的實施例中，在靜止渦形體1的端板11的上表面環繞放氣孔13的位置上安置有一環形墊圈37，同時在端板11的上表面的外圓周邊緣上安置有一環形墊圈38，這兩墊圈37和38附著在隔離墻31的下側。
此外，在第二放氣腔19中安置有放氣閥17，一孔18通過放氣閥17而開閉。而且，在墊圈38上也開有一槽口40。
在這種方式中，由墊圈37的外圓周表面、墊圈38的內圓周表面、端板11的上表面和隔離墻31的下側形成低壓流體腔41，低壓流體腔41通過槽口40和機殼8中的低壓流體相通。
在第二個實施例中，第一放氣腔32不存在了，但低壓流體腔41的面積可比第一個實施例中的大，并且結構也簡化了。
如上所述，根據本發明，由于在靜止渦形體端板和高壓流體腔之間形成有一低壓流體腔，引入低壓流體腔中的低壓流體的低壓作用在靜止渦形體端板的外表面上。因此，可防止或減輕端板的變形。
圖3為本發明的第三個實施例。
在靜止渦形體1的端板11的上表面形成一圍繞放氣口13的套筒30，該套筒30的頂端以密封方式緊靠隔離墻31的下側。第一放氣腔32由套筒30的內圓周表面、端板11的外表面和隔離墻31的內表面形成，放氣閥17放置在第一放氣腔32中。
此外，由豎立在端板11的外表面邊緣上與其成一整體的環形凸緣34的內圓周表面、套筒30的外圓周表面，端板11的外表面和隔離墻31的內表面形成一環形中壓流體腔135。該中壓流體腔135通過開在端板11上的導入孔136而與壓縮過程中的密封空間24相通。
其它結構和圖4中所示的現有設備相似，并且相應的部分采用了相同的標號。
在壓縮機運行過程中，密封空間24中的流體壓力隨著其向螺旋體中央的運動而增加，靜止渦形體1的端板11被密封空間24中的流體壓力向上推壓。
另一方面，壓縮過程中密封空間24中的中壓氣體通過中壓氣體導入孔136而流入環形中壓流體腔135，并且靜止渦形體1的端板11被中壓流體腔135中的中壓流體的壓力向下推壓。
壓縮過程中密封小腔24中的中壓MP的表達式如下MP＝LP( (Vth)/(V) )K其中，LP為吸入壓力;
Vth為放氣量;
V為與導入孔136相通的密封腔的體積;
K為一絕熱指數。
壓力MP根據吸入壓力LP而變化。
因此，有可能使由中壓流體腔135作用在端板11上的向下的推壓力和由密封空間24中流體作用在端板11上的向上的推壓力之差即使在壓縮機工作條件改變時也非常的小。這樣，就可防止或減輕端板11的變形。
如上所述，根據本發明，在靜止渦形體端板和高壓流體腔之間有一隔離墻，在隔離墻和靜止渦形體端板之間形成一中壓流體腔，密封空間中的中壓流體通過開在端板上的中壓導入孔而導入中壓流體腔中。因而在靜止渦形體端板外表面作用一中壓，以抵銷作用在端板內表面上的密封空間中的流體壓力。
權利要求
1.一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，而在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體的端板和上述高壓流體腔之間形成一低壓流體腔。
2.根據權利要求1所述的一種渦型流體機械，其中，所述的低壓流體腔是由一隔離墻和安置在靜止渦形體端板外側和高壓流體腔之間的兩個環形構件構成的。
3.根據權利要求1所述的一種渦型流體機械，其中，所述低壓流體腔是由各環形構件的外圓周側邊形成的，此環形構件構成一圍繞開在靜止渦形體端板中心部位的高壓流體放氣口并使此放氣口與高壓流體腔連通的通道。
4.根據權利要求2所述的一種渦型流體機械，其中，所述的兩個環形構件和靜止渦形體端板構成一整體。
5.根據權利要求2所述的一種渦型流體機械，其中，所述的兩個環形構件由位于靜止渦形體端板和高壓流體腔之間的墊圈構成。
6.一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，并在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體的端板和高壓流體腔之間形成一低壓流體腔，該低壓流體腔通過開在低壓流體腔周邊上的通道而與內裝有一對靜止渦形體和旋轉渦形體，一防止旋轉渦形體繞自身軸旋轉的機構和一驅動旋轉渦形體作行星運動的機構的密封機殼內的低壓流體空間相互連通。
7.根據權利要求6所述的一種渦型流體機械，其中，所述通道為一開在由隔離墻和位于靜止渦形體端板外表面和高壓流體腔之間的兩個環形構件形成的低壓流體腔周邊上的一個環形構件上的槽口。
8.根據權利要求6所述的一種渦型流體機械，其中，所述通道為一開在由隔離墻和位于靜止渦形體端板外側和高壓流體腔之間的兩個環形墊圈構成的低壓流體腔周邊上的一個環形墊圈上的槽口。
9.一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，從而在這兩個渦形體之間形成體積隨著旋轉渦形體的行星運動而變化的密封空間，并且在靜止渦形體端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體端板和高壓流體腔之間形成一中壓流體腔，在靜止渦形體端板上開有和密封空間相通的中壓導入孔，密封空間中的中壓流體通過此孔進入中壓流體腔中。
10.根據權利要求9所述的一種渦型流體機械，其中，所述的中壓流體腔由一隔離墻和位于靜止渦形體端板外側和高壓流體腔之間的兩個環形構件構成。
11.根據權利要求9所述的一種渦型流體機械，其中，所述的中壓流體腔是由各環形構件的外圓周側邊形成的，此環形構件構成一圍繞開在靜止渦形體端板中心部位的高壓流體放氣口并使此放氣口與高壓流體腔連通的通道。
12.根據權利要求10所述的一種渦型流體機械，其中，所述的兩個環形構件和靜止渦形體端板構成一整體。
全文摘要
本發明提供了一種渦型流體機械，其中，一對靜止渦形體和旋轉渦形體分別以其端板上布置的螺旋體相互嚙合，并在靜止渦形體的端板外側形成一高壓流體腔，其特征在于在靜止渦形體端板和高壓流體腔之間形成一低壓流體腔或一中壓流體腔。因此，低壓流體或中壓流體的壓力作用在靜止渦形體端板的外側。因而，可防止或減輕端板的變形并提高流體機械的可靠性。
文檔編號F04C18/02GK1057889SQ9110430
公開日1992年1月15日 申請日期1991年6月29日 優先權日1990年7月6日
發明者平野隆久 申請人:三菱重工業株式會社