專利名稱：渦殼型流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作例如壓縮機(jī)、膨脹機(jī)等的渦殼(スクロ-ル)型流體機(jī)械的改進(jìn)。
渦殼型流體機(jī)械由于能高效率且低噪音地運(yùn)轉(zhuǎn)，故常用作空調(diào)及制冷機(jī)中的壓縮機(jī)。
一般這種渦殼型流體機(jī)械，如渦殼型壓縮機(jī)，如圖4所示那樣具有壓縮部3，該壓縮部3中一對固定渦殼1與回轉(zhuǎn)渦殼2相互嚙合。
具體地說，固定渦殼1具有端板4和渦旋狀的殼壁(ラツプ)5，該殼壁5豎起設(shè)置于該端板4的內(nèi)側(cè)。另外，回轉(zhuǎn)渦殼2也同樣具有端板6以及豎起設(shè)置于該端板6內(nèi)側(cè)的渦旋狀殼壁7，這些殼壁之間按規(guī)定相位相互嚙合。
其中，固定渦殼1固定于例如設(shè)置于密封外殼9內(nèi)的機(jī)架10上。
另外，回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6的背面(下面)支承于機(jī)架10上的推力軸承11上。
該回轉(zhuǎn)渦殼2的背面中部與設(shè)置密封外殼9內(nèi)的傳動(dòng)源如電機(jī)12的回轉(zhuǎn)軸13連接，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)渦殼整體使其圍繞固定渦殼1的中心軸線回轉(zhuǎn)。具體地說，在回轉(zhuǎn)軸13的軸端設(shè)有偏心樞軸14，該偏心樞軸14回轉(zhuǎn)自如地配合插入回轉(zhuǎn)渦殼2的端板中部，通過電機(jī)12的回轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)渦殼2相對于固定渦殼1作相對回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
對于渦殼型壓縮機(jī)，當(dāng)回轉(zhuǎn)渦殼2在該電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在殼壁間形成的多個(gè)壓縮室15，從殼壁5外側(cè)的吸入孔16向該殼壁5中心的排出孔17移動(dòng)，同時(shí)逐漸減少容積，進(jìn)行壓縮工作。
然而，這樣的渦殼型流體機(jī)械為完成規(guī)定的工作，如圖5所示那樣在回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間設(shè)有十字環(huán)(オルタムリング)18，以阻止回轉(zhuǎn)渦殼2自轉(zhuǎn)。
這樣的十字環(huán)18一直采用如下結(jié)構(gòu)如圖6所示那樣具有位于回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的環(huán)部19，在通過該環(huán)部19軸心的兩點(diǎn)的環(huán)部，整體地形成從端面突出的一對回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20、20，在與其垂直的兩點(diǎn)的環(huán)部整體地形成從相反一側(cè)的端面突出的一對固定側(cè)鍵21、21。
該回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20、20可自由滑動(dòng)地配合插入鍵槽22內(nèi)，固定側(cè)鍵21、21可自由滑動(dòng)地配合插入鍵槽23內(nèi)，該鍵槽22形成于回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6背面(下面)且沿徑向延伸，該鍵槽23形成于機(jī)架10的上面且也沿徑向延伸。
這樣，當(dāng)回轉(zhuǎn)軸13回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20、20在鍵槽22內(nèi)沿A方向往復(fù)移動(dòng)，固定側(cè)鍵21、21在鍵槽23內(nèi)沿B方向往復(fù)移動(dòng)，回轉(zhuǎn)渦殼2不自轉(zhuǎn)，而是圍繞固定渦殼1的中心軸線公轉(zhuǎn)。
然而，由于鍵位置與環(huán)部19在厚度方向上錯(cuò)開，當(dāng)渦殼型流體機(jī)械高速回轉(zhuǎn)時(shí)，十字環(huán)18承受到由十字環(huán)18的慣性力Fi以及與該慣性力相對的、回轉(zhuǎn)側(cè)的鍵槽22端面處的反作用力Fd產(chǎn)生的力矩因而傾斜。
因此十字環(huán)18一面進(jìn)行傾斜振動(dòng)一面進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
然而，高速回轉(zhuǎn)時(shí)，十字環(huán)18的慣性力Fi與轉(zhuǎn)速的平方成正比地增大，因此上述力矩增大，于是十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)也增大。
結(jié)果，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6和機(jī)架10遭受十字環(huán)18碰撞，發(fā)出沖擊聲，使渦殼型流體機(jī)械的運(yùn)行噪音增大。
特別是在十字環(huán)18的平面度差等情況下，由于與壓縮階段的回轉(zhuǎn)渦殼2的磨醬狀(味噌すり)運(yùn)動(dòng)伴隨的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)顯著增大而變得激烈，十字環(huán)18磨損嚴(yán)重，十字環(huán)18與端板6(回轉(zhuǎn)渦殼2)以及十字環(huán)18與機(jī)架10之間可能發(fā)熱膠著，導(dǎo)致流體機(jī)械不能運(yùn)行。
作為其對策，最近提出來一些技術(shù)方案，如日本專利申請實(shí)開平1-157201號公報(bào)中公開的那樣，由回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20的厚度以及該回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20所配合的鍵槽22的深度，來限制十字環(huán)18的容許傾斜，又如日本專利申請實(shí)開平2-127701號公報(bào)中公開的那樣，由固定側(cè)鍵21所配合的鍵槽23的底面以及該固定側(cè)鍵21所滑動(dòng)連接的推力軸承11的滑接面，來限制十字環(huán)18的容許傾斜。
然而，這種調(diào)整分散的各個(gè)鍵部的厚度及控制分散的鍵部間的平面度的技術(shù)，由于要對各個(gè)鍵部以及鍵部之間施行限制，所以存在厚度調(diào)整和平面度控制煩瑣這樣的缺點(diǎn)。
因此，迫切需要有一種容易適應(yīng)的技術(shù)。
本發(fā)明是著眼于上述問題而完成的，目的在于提供一種可以通過容易的調(diào)整來抑制十字環(huán)的傾斜振動(dòng)增大的渦殼型流體機(jī)械。
為達(dá)到上述目的，在權(quán)利要求1所述的發(fā)明中，如回轉(zhuǎn)渦殼的端板與機(jī)架之間的距離為S，十字環(huán)的環(huán)部厚度為t時(shí)，將由S-t產(chǎn)生的間隙δ相對于十字環(huán)的環(huán)部半徑r設(shè)定為δ/r≤0.01。
在權(quán)利要求2所述的發(fā)明中，除了上述目的之外，由于還要抑制平面度導(dǎo)致的十字環(huán)傾斜振動(dòng)的增大，故除權(quán)利要求1所述的設(shè)定外，還將位于回轉(zhuǎn)渦殼的端板與機(jī)架之間的十字環(huán)的環(huán)部翹曲限定在0.25mm以下。
采用權(quán)利要求1所述的發(fā)明，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，沖擊速度減小，即使由于十字環(huán)傾斜而碰撞回轉(zhuǎn)渦殼和機(jī)架，沖擊力也小。
也就是說，抑制了十字環(huán)傾斜振動(dòng)的增大，防止了沖擊噪聲的增大。
而且，這只是通過調(diào)整十字環(huán)的環(huán)部厚度而獲得的，所以與調(diào)整每個(gè)鍵部的厚度及控制每個(gè)鍵部間的平面度的情況相比，抑制十字環(huán)的傾斜振動(dòng)是容易的。
采用權(quán)利要求2所述的發(fā)明，還可以抑制以十字環(huán)的平面度為主要影響因素的十字環(huán)傾斜振動(dòng)的增大。
下面對附圖作簡單說明。


圖1為示出本發(fā)明第一實(shí)施例的渦殼型壓縮機(jī)的十字環(huán)的周圍的剖視圖。
圖2(a)為示出十字環(huán)傾斜振動(dòng)增大的特性的線圖，圖2(b)為示出通過限定間隙來抑制該十字環(huán)傾斜振動(dòng)增大的特性的線圖。
圖3為示出本發(fā)明第二實(shí)施例的渦殼型壓縮機(jī)十字環(huán)周圍的側(cè)面圖。
圖4為示出渦殼型壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5為該十字環(huán)周圍的側(cè)面圖。
圖6為用于說明該十字環(huán)結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7為用于說明該十字環(huán)產(chǎn)生傾斜振動(dòng)的原因的圖。
下面對標(biāo)號和符號加以說明。1-固定渦殼2-回轉(zhuǎn)渦殼10-機(jī)架13-回轉(zhuǎn)軸18-十字環(huán)19-環(huán)部20-回轉(zhuǎn)側(cè)鍵21-固定側(cè)鍵22-回轉(zhuǎn)渦殼側(cè)的鍵槽23-機(jī)架側(cè)的鍵槽r-十字環(huán)18的環(huán)部19的半徑s-回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的距離t-十字環(huán)18的環(huán)部19的厚度δ＝s-tγ-十字環(huán)18的環(huán)部19的翅曲下面，將根據(jù)圖1及圖2所示第一實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。
這里，由于渦殼型流體機(jī)械的總體結(jié)構(gòu)與前面現(xiàn)在技術(shù)的段落中說明過的圖4中的結(jié)構(gòu)相同，所以該圖也兼用作渦殼型流體機(jī)械的總體圖，在省略該圖的同時(shí)也省去對渦殼型流機(jī)械的總體說明，這里僅說明發(fā)明的重要部分。
圖1示出設(shè)置在回轉(zhuǎn)渦殼2與機(jī)架10之間的十字環(huán)18周圍的結(jié)構(gòu)。機(jī)架10支承使回轉(zhuǎn)渦殼2回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸13。
十字環(huán)18與前面現(xiàn)有技術(shù)的段落中所描述的一樣，具有位于回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6和機(jī)架10之間的環(huán)部19，在通過該環(huán)部19軸心的兩點(diǎn)的環(huán)部，有形成為一體的、從端面突出的一對回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20、20，在與其垂直的兩點(diǎn)的環(huán)部，有形成為一體的、從相反一側(cè)的端面突出的一對固定側(cè)鍵21、21。
該十字環(huán)18的回轉(zhuǎn)側(cè)鍵20可自由滑動(dòng)地配合于鍵槽22內(nèi)，固定側(cè)鍵21可自由滑動(dòng)地配合于鍵槽23內(nèi)，該鍵槽22位于回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6下面，該鍵槽23位于機(jī)架10的上面，回轉(zhuǎn)渦殼2不自轉(zhuǎn)而是圍繞固定渦殼1的中心軸線回轉(zhuǎn)。
該十字環(huán)18在回轉(zhuǎn)渦殼2與機(jī)架10之間的間隙量相對于環(huán)部19的半徑r設(shè)定在規(guī)定值以內(nèi)。
也就是說，如果回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的距離為s，十字環(huán)18的環(huán)部19的厚度為t時(shí)，將由s-t產(chǎn)生的間隙δ相對于上述十字環(huán)18的環(huán)部19的半徑r設(shè)定為δ/r≤0.01。
已經(jīng)知道，這樣設(shè)定時(shí)，在渦殼型流體機(jī)械高速回轉(zhuǎn)的情形下，即使十字環(huán)18傾斜而與回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6及機(jī)架10碰撞，碰撞速度也小，所以其沖擊力小。
就是說，將上述間隙δ(由回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的十字環(huán)18的環(huán)部19的厚度t、和回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的距離s所產(chǎn)生的間隙)相對于十字環(huán)18的環(huán)部19的半徑r作多種變化，并逐一地進(jìn)行渦殼型流體機(jī)械高速回轉(zhuǎn)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，考查沖擊聲增大的結(jié)果，即可看出圖2所示差異。
圖2示出機(jī)架部振動(dòng)在發(fā)生沖擊時(shí)和無沖擊時(shí)的差異，圖2(a)示出發(fā)生沖擊時(shí)的情況，圖2(b)示出無沖擊的情況。
由上述實(shí)驗(yàn)可以確認(rèn)，δ/r在0.01以上時(shí)，如圖2(a)所示部位那樣發(fā)生沖擊聲顯著增大，δ/r在0.01以下時(shí)，則如圖2(b)所示那樣不發(fā)生沖擊聲顯著增大。
這可以認(rèn)為，δ/r低于0.01時(shí)，十字環(huán)18的碰撞速度小，即使十字環(huán)18傾斜、與回轉(zhuǎn)渦殼2和機(jī)架10碰撞，其沖擊力也小。
也就是說十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)的增大受到抑制。
因此，可以避免沖擊，可以防止該沖擊導(dǎo)致的噪音增大。
而且，這一效果只需調(diào)整十字環(huán)18的環(huán)部19的厚度t即可達(dá)到，與以往調(diào)整每個(gè)鍵部的厚度及控制每個(gè)鍵部的平面度的情形相比，抑制十字環(huán)的傾斜振動(dòng)是容易的。
圖3示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。
第二實(shí)施例是在第一實(shí)施例所述的對δ/r的規(guī)定上，增加對位于回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間的十字環(huán)18的環(huán)部19的翹曲γ的規(guī)定。
詳細(xì)情況為將環(huán)部19的翹曲γ設(shè)定在0.25mm以下。
對環(huán)部19的翹曲作出這樣的規(guī)定，也可抑制以十字環(huán)18的平面度為主要影響因素的、十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)的增大。
也就是說，渦殼型流體機(jī)械具有這樣的特性，即當(dāng)十字環(huán)18的環(huán)部19的平面度差時(shí)，伴隨壓縮階段回轉(zhuǎn)渦殼2的磨醬狀運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，會使十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)增大。
在這里，將環(huán)部19的翹曲γ進(jìn)行各種變化，并逐一地進(jìn)行渦殼型流體機(jī)械運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以確認(rèn)當(dāng)十字環(huán)18的環(huán)部19的翹曲γ大于0.25mm時(shí)，十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)增大，小于0.25mm時(shí)十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)不增大。
就是說，通過規(guī)定環(huán)部19的翹曲，可以進(jìn)行一步避免十字環(huán)18的傾斜振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊，并可防止噪音的增大。
而且，本發(fā)明不僅限于在渦殼型壓縮機(jī)中使用，自然也可用于渦殼型膨脹機(jī)等其他渦殼型流體機(jī)械。
如上所說明的那樣，按照權(quán)利要求1所述的發(fā)明，通過限定由回轉(zhuǎn)渦殼端板與機(jī)架間的十字環(huán)環(huán)部厚度和該回轉(zhuǎn)渦殼端板與機(jī)架間的距離所產(chǎn)生的間隙，可抑制十字環(huán)傾斜振動(dòng)的增大，避免該十字環(huán)導(dǎo)致的沖擊，防止該沖擊導(dǎo)致的噪音的增大。
而且，由于這只是通過調(diào)整十字環(huán)的環(huán)部厚度而獲得的，所以比起調(diào)整每個(gè)鍵中的厚度及控制每個(gè)鍵部間的平面度的情形，抑制十字環(huán)的傾斜振動(dòng)是容易的。
按照權(quán)利要求2所述的發(fā)明，除具有上述權(quán)利要求1所述發(fā)明的效果外，還可以抑制以十字環(huán)的平面度為主要影響因素的、該十字環(huán)傾斜振動(dòng)的增大，可進(jìn)一步避免大的沖擊，并防止噪音。
權(quán)利要求
1.一種渦殼型流體機(jī)械，有一對相互嚙合的固定渦殼和回轉(zhuǎn)渦殼，在所述回轉(zhuǎn)渦殼的端板與機(jī)架之間裝有十字環(huán)，由該十字環(huán)阻止所述回轉(zhuǎn)渦殼自轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)其回轉(zhuǎn)，其特征在于如所述回轉(zhuǎn)渦殼的端板與所述機(jī)架間的距離為s，所述十字環(huán)的環(huán)部厚度為t時(shí)，將由s-t產(chǎn)生的間隙δ相對于所述十字環(huán)的環(huán)部半徑r設(shè)定為δ/r≤0.01。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦殼型流體機(jī)械，其特征在于將位于所述回轉(zhuǎn)渦殼的端板與所述機(jī)架之間的所述十字環(huán)的環(huán)部翹曲γ限定在0.25mm以下。
全文摘要
一種渦殼型流體機(jī)械，該渦殼型流體機(jī)械具有相互嚙合的固定渦殼1和回轉(zhuǎn)渦殼2，在回轉(zhuǎn)渦殼2的端板6與機(jī)架10之間裝有十字環(huán)18，由該十字環(huán)18驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)渦殼2回轉(zhuǎn)并阻止其自轉(zhuǎn)，如該端板6與機(jī)架10間的距離為s，該環(huán)部19厚度為t，則將由s-t產(chǎn)生的間隙δ相對于該環(huán)部19的半徑r設(shè)定為δ/r≤0.01，從而只需調(diào)整環(huán)部19的厚度即可抑制十字環(huán)18傾斜振動(dòng)的增大。
文檔編號F01C17/06GK1137615SQ96100278
公開日1996年12月11日 申請日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月19日
發(fā)明者佐藤和弘, 小林寬之, 広岡勝實(shí) 申請人:三菱重工業(yè)株式會社