專利名稱：渦旋壓縮機(jī)的制作方法
渦旋壓縮機(jī)技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及渦旋壓縮機(jī)，特別是適合在混入液體的狀態(tài)下壓縮氣體的 渦旋壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
利用圖5以及圖6說明以往一般的渦旋壓縮機(jī)。圖5是以往一般的渦 旋壓縮機(jī)在排出即將結(jié)束之前的狀態(tài)下的排出端面的截面圖，圖6是在圖 5的排出結(jié)束瞬間狀態(tài)下的排出端面的放大截面圖。如圖5所示，渦旋壓縮機(jī)在以虛線表示孔腔(bore) 21的箱體20內(nèi)， 以分別向箭頭的方向旋轉(zhuǎn)的方式收容有相互嚙合的一對雌轉(zhuǎn)子1以及雄轉(zhuǎn) 子2，伴隨兩轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn)，作為工作空間發(fā)揮作用的槽內(nèi)氣體被壓縮， 經(jīng)由排出口3排出至排出室(圖中未表示)。在兩轉(zhuǎn)子1、 2的嚙合部分形成有工作空間7以及工作空間8，這兩個 工作空間的兩端分別是接觸點(diǎn)4和接觸點(diǎn)5以及接觸點(diǎn)4和接觸點(diǎn)6。一方的工作空間7伴隨著轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn)而容積膨脹同時形成適當(dāng) 的槽狀。該工作空間7在轉(zhuǎn)子1、 2的另一端連通于吸入口 (圖中未表示)。另一方的工作空間8，容積收縮同時形成適當(dāng)?shù)牟蹱睿谂懦黾磳⒔Y(jié) 束之前，除了排出口3以外相對于外部成為封閉空間。以密閉成為壓縮過 程中氣體的冷卻以及內(nèi)部泄漏的原因的工作空間的空隙為目的，在工作空 間8內(nèi)注入液體。在工作空間8內(nèi)，混合有液體的氣體被壓縮。在排出過 程中，因?yàn)槊芏缺纫后w小的氣體先被排出，所以排出即將結(jié)束之前的工作 空間8內(nèi)充滿液體，幾乎沒有氣體。如圖6所示，如果轉(zhuǎn)子1、 2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，則工作空間8與排出口 3隔 絕，成為密閉工作空間9。然后轉(zhuǎn)子l、 2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，密閉工作空間9的齊 積進(jìn)一步縮小，但因?yàn)閮?nèi)部不存在液體出口，所以密閉工作空間9內(nèi)的壓
力急劇上升，不僅導(dǎo)致振動和噪音，也有導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損傷及軸承壽命縮短的 顧慮。因此，提出日本特公昭62—358號公報(bào)(專利文獻(xiàn)l)中所示的渦旋 壓縮機(jī)。在該渦旋壓縮機(jī)中，在箱體的與轉(zhuǎn)子排出側(cè)端面相對的內(nèi)壁面具 有凹部，該凹部的輪廓的一部分將工作空間與排出口隔絕，形成的形狀是 實(shí)質(zhì)上沿著在形成密閉工作空間時形成雌轉(zhuǎn)子的密閉工作空間的槽的先 行側(cè)面(flank)形狀。在工作空間與排出口隔絕而形成密閉工作空間后， 密閉工作空間與凹部連通，從而消除液體的封入，提供振動和噪音小的渦 旋壓縮機(jī)。專利文獻(xiàn)l:日本特公昭62—358號公報(bào)在上述專利文獻(xiàn)l的渦旋壓縮機(jī)中，在工作空間與排出口隔絕而形成 密閉工作空間后，密閉工作空間與凹部連通，但沒有考慮到在工作空間與 排出口即將隔絕之前，工作空間的內(nèi)壓非常高。艮口，在排出過程中，因?yàn)槊芏缺纫后w小的氣體先被排出，所以工作空 間與排出口即將被隔絕之前的工作空間內(nèi)成為充滿液體而幾乎沒有氣體 的狀態(tài)。由此，在工作空間與排出口即將被隔絕之前，通過面積變小的排 出口與工作空間之間的極窄的連通區(qū)域排出液體，因此工作空間的內(nèi)壓非 常高，驅(qū)動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩間歇性增大。伴隨于此，存在導(dǎo)致消耗電力、振動 以及噪音的增大的問題。并且，上述專利文獻(xiàn)1的渦旋壓縮機(jī)存在如下問題，其限定于在排出 即將結(jié)束之前將工作空間與排出口隔絕而形成密閉工作空間的渦旋壓縮 機(jī)，不能適用于在工作空間與排出口被隔絕的瞬間工作空間的容積實(shí)質(zhì)為 0的渦旋壓縮機(jī)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供能夠抑制消耗電力、振動以及噪音增大的渦 旋壓縮機(jī)。為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)構(gòu)成為，在具有吸入口以及 排出口的箱體內(nèi)，收納有在相互嚙合狀態(tài)下可以旋轉(zhuǎn)的雌雄一對的轉(zhuǎn)f， 向被封閉在由所述兩轉(zhuǎn)子和所述箱體形成的工作空間內(nèi)的氣體注入液體， 對混合有液體的狀態(tài)下的氣體進(jìn)行壓縮，其中，在所述箱體的與轉(zhuǎn)子排出 側(cè)端面相對的壁面上設(shè)有凹部，所述工作空間在即將與所述排出口隔絕之 前與所述凹部連通，該連通持續(xù)到該工作空間的容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)閛。 關(guān)于本發(fā)明的更優(yōu)選的具體構(gòu)成例如下。(1) 所述工作空間在其容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)閛之前與所述排出口隔絕。(2) 所述凹部的輪廓之中的、伴隨所述兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而最先與所述雄轉(zhuǎn)子的輪廓相接的部分，是在所述工作空間與所述排出口被隔絕的瞬間 時的與該雄轉(zhuǎn)子的前進(jìn)面一致的形狀。(3) 在所述工作空間與所述排出口被隔絕的瞬間，該工作空間的容 積實(shí)質(zhì)為0。(4) 所述排出口的排出最終部，在旋轉(zhuǎn)角度前進(jìn)了的位置被設(shè)定于 所述排出口與工作空間被隔絕的位置，并且所述凹部的輪廓的與雄轉(zhuǎn)子的 前進(jìn)面一致的部分被設(shè)定成配合于旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)一步前進(jìn)了的位置處的雄 轉(zhuǎn)子的前進(jìn)面。根據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)，從排出即將結(jié)束之前到工作空間的容積實(shí) 質(zhì)變?yōu)?為止，防止液體的過壓縮，可以減少間歇性轉(zhuǎn)矩增加，由此在節(jié) 省能源的同時，可以謀求振動以及噪音的降低。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)的在排出即將結(jié)束之前狀 態(tài)下的排出端面的截面圖；圖2是圖1的A—A截面圖；圖3是圖1的渦旋壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度為0度的狀態(tài)下的排出端面的截 面圖；圖4是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)的在排出即將結(jié)束之前狀 態(tài)下的排出端面的截面圖；圖5是以往一般的渦旋壓縮機(jī)在排出即將結(jié)束之前狀態(tài)下的排出端面 的截面圖；圖6是在圖5的排出結(jié)束瞬間的狀態(tài)下的排出端面的放大截面圖》 圖中， l一雌轉(zhuǎn)子；2 —雄轉(zhuǎn)子；3 —排出口； 4一雌轉(zhuǎn)子與雄轉(zhuǎn)子的接觸點(diǎn)； 5 —雌轉(zhuǎn)子與雄轉(zhuǎn)子的接觸點(diǎn)；6 —雌轉(zhuǎn)子與雄轉(zhuǎn)子的接觸點(diǎn)；7 —連通于 吸入側(cè)的工作空間；8—連通于排出口的工作空間；9一密閉的工作空間； IO —液壓縮防止用凹部；ll一決定凹部10輪廓的一部分的點(diǎn)；12 —排出 口 3的排出最終部；13—箱體的排出側(cè)端面；20—箱體(casing) ; 21 — 孔腔(bore)。
具體實(shí)施方式
以下，利用

本發(fā)明的多個實(shí)施方式。各實(shí)施方式以及現(xiàn)有例 中的同一符號表示同一物或相當(dāng)物。 (第1實(shí)施方式)利用圖1至圖3說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)。圖1是本 發(fā)明的第1實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)在排出即將結(jié)束之前狀態(tài)下的排出端面 的截面圖；圖2是圖1的A—A截面圖；圖3是圖1的渦旋壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn) 角度為O度的狀態(tài)下的排出端面的截面圖。本實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)，是使用一般的油作為注入工作空間的液體 的油冷式渦旋壓縮機(jī)。另外，在本發(fā)明中，將雄轉(zhuǎn)子2的齒頂位于連接兩 轉(zhuǎn)子1、 2中心的線上的圖3狀態(tài)，作為雌轉(zhuǎn)子1以及雄轉(zhuǎn)子2的0度旋 轉(zhuǎn)角度，定義圖1以及圖3的箭頭方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向。并且，對于雄轉(zhuǎn)子 2，將連接齒頂和齒底的輪廓的兩面之中的、齒面法線方向朝向旋轉(zhuǎn)方向 的一個面定義為"前進(jìn)面"，對于雌轉(zhuǎn)子1，將齒面的法線方向朝向旋轉(zhuǎn) 方向的相反方向的一個面定義為"前進(jìn)面"。如圖1所示，渦旋壓縮機(jī)在以虛線表示孔腔21的箱體20內(nèi)，以分別 向箭頭的方向旋轉(zhuǎn)的方式收容有相互嚙合的一對雌轉(zhuǎn)子1以及雄轉(zhuǎn)子2， 伴隨兩轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn)，作為工作空間發(fā)揮作用的槽內(nèi)氣體(空氣)被 壓縮，經(jīng)由排出口3排出至排出室(圖中未表示)。在圖1所示的狀態(tài)下，兩轉(zhuǎn)子1、 2理論上在排出端面上的點(diǎn)4、 5、 6 這三個位置接觸。通常，為了使兩轉(zhuǎn)子l、 2順暢地旋轉(zhuǎn)，在接觸點(diǎn)4、 5、 6設(shè)有內(nèi)部泄漏不會變得很大的程度的微小間隙。在兩轉(zhuǎn)子1、 2的灘合部 分形成有工作空間7以及工作空間8，工作空間7以及工作空間8的兩端 分別是接觸點(diǎn)4和接觸點(diǎn)5以及接觸點(diǎn)4和接觸點(diǎn)6。一方的工作空間7伴隨著兩轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn)容積膨脹，同時形成適 當(dāng)?shù)牟蹱?。該工作空間7在兩轉(zhuǎn)子1、 2的另一端與吸入端口 (圖中未表 示)連通。另一方的工作空間8容積收縮同時形成適當(dāng)槽狀。以密閉成為壓縮過 程中氣體的冷卻以及內(nèi)部泄漏的原因的工作空間的空隙為目的，在工作空 間8內(nèi)注入油，在工作空間8內(nèi)，混合有油的氣體被壓縮。在排出過程中， 因?yàn)槊芏缺扔托〉臍怏w先被排出，所以在排出即將結(jié)束之前的工作空間8 內(nèi)充滿油，幾乎沒有氣體。排出口3的排出最終部12設(shè)于連接兩轉(zhuǎn)子1、 2中心的線上、或者在 該線的圖1中的稍微下側(cè)。另外，在箱體20的與轉(zhuǎn)子排出側(cè)端面相對的 壁面13設(shè)有凹部10。凹部10的輪廓的一部分(即，連接點(diǎn)6、 11的曲線) 被設(shè)定為，若以雄轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算與負(fù)10度的位置處的雄轉(zhuǎn)子2 的前進(jìn)面吻合。其他的凹部10的輪廓被設(shè)定為與如下部分吻合，即以 雌轉(zhuǎn)子1的齒底徑為直徑的圓弧、若以雌轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算為60度 的位置處的雌轉(zhuǎn)子的前進(jìn)面、以及以雌轉(zhuǎn)子1的齒頂徑為直徑的圓弧。由 此，工作空間8與凹部10順暢連通，可以進(jìn)一步減小流出的油的流通阻 力。工作空間8在即將與排出口 3隔絕之前與凹部10連通。換言之，工 作空間8在排出即將結(jié)束之前，與排出口 3以及凹部10 二者連通。該工 作空間8與凹部10的連通一直持續(xù)到工作空間8的容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)?。在圖2所示狀態(tài)下，排出口3與工作空間8、工作空間8與凹部10、 凹部10與吸入5側(cè)分別連通。下面，就渦旋壓縮機(jī)的動作進(jìn)行說明。伴隨兩轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn)，工 作空間8從大氣吸入氣體(空氣)之后，在縮小容積的同時壓縮氣體，另 外在該壓縮過程的初期注入油，之后與排出口 3連通排出壓縮空氣。并且， 在排出即將結(jié)束之前，工作空間8與排出口3連通，同時通過連接凹部IO 的輪廓的點(diǎn)6 11的曲線與凹部10連通，隨著工作空間8容積的縮小，其 內(nèi)部的流體排出至排出口 3以及凹部10。此時，如在以往技術(shù)中敘述過的 原因，由于工作空間8內(nèi)的流體的絕大部分都是油，因此幾乎沒有通過凹 部10排出至吸入側(cè)的空氣。因此，根據(jù)本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)，不會增 加內(nèi)部泄漏，沒有效率低下的問題。工作空間8在其容積的收縮過程中，總是與排出口 3或凹部10的至 少一方連通，由于可以確保穩(wěn)定的油的流出面積，因此可以防止油流出時 阻力的急劇增加。由此，工作空間8內(nèi)的油不會被過壓縮而排出至吸入側(cè)， 因此可以防止因油的過壓縮引起的轉(zhuǎn)子的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的大幅增大，不僅可以 節(jié)省能源，還可以防止振動以及噪音的增大。另外，在本實(shí)施方式中，說明了凹部IO連通于吸入側(cè)的情況，但是 在凹部10的容積充分大于與排出口 3即將隔絕之前的工作空間8的容積 的情況下，在工作空間8與凹部10連通時，凹部10沒有必要一定與吸入 側(cè)連通。還有，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)也可適用于在工作空間與排出口被隔絕的瞬 間工作空間的容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)?的渦旋壓縮機(jī)。 (第2實(shí)施方式)利用圖4說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)。圖4是本發(fā)明的 第2實(shí)施方式的渦旋壓縮機(jī)在排出即將結(jié)束之前狀態(tài)下的排出端面的截面 圖。該第2實(shí)施方式，在下述點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同，關(guān)于其他點(diǎn)與第 l實(shí)施方式基本相同，所以省略重復(fù)說明。在該第2實(shí)施方式中，不同之處在于，其一，將排出口3的排出最終 部12設(shè)定在如下位置，S卩，在以雄轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算為負(fù)10度的位 置處，排出口3與工作空間8被隔絕的位置；其二，將凹部10的輪廓的 一部分、即連接點(diǎn)6、 11的曲線設(shè)定成，與處于負(fù)20度位置的雄轉(zhuǎn)子2 的前進(jìn)面吻合。然后，在排出即將結(jié)束之前，分別連通排出口3與工作空 間8、工作空間8與凹部10、凹部10與吸入側(cè)。根據(jù)該第2實(shí)施方式，與第1實(shí)施方式相比，在兩轉(zhuǎn)子1、 2的旋轉(zhuǎn) 過程中，可以縮短與吸入側(cè)連通的工作空間7與排出口3連通的時間。在 工作空間8與排出口 3被隔絕后，工作空間8中的油，通過凹部10被排 出至吸入側(cè)。由此，不僅能夠防止工作空間8內(nèi)的油的過壓縮，還可以減 少從排出口 3向與吸入側(cè)連通的工作空間7流出的空氣量，因此f可以謀 求渦旋壓縮機(jī)的效率提高。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機(jī)，其在具有吸入口以及排出口的箱體內(nèi)，收納有在相互嚙合狀態(tài)下可以旋轉(zhuǎn)的雌雄一對的轉(zhuǎn)子，向被封閉在由所述兩轉(zhuǎn)子和所述箱體形成的工作空間內(nèi)的氣體注入液體，對混合有液體的狀態(tài)下的氣體進(jìn)行壓縮，所述渦旋壓縮機(jī)的特征在于，在所述箱體的與轉(zhuǎn)子排出側(cè)端面相對的壁面上設(shè)有凹部，所述工作空間在即將與所述排出口隔絕之前與所述凹部連通，該連通持續(xù)到該工作空間的容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)?。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于， 所述工作空間在其容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)?之前與所述排出口隔絕。
3. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于， 所述凹部的輪廓之中的、伴隨所述兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而最先與所述雄轉(zhuǎn)子的輪廓相接的部分，是在所述工作空間與所述排出口被隔絕的瞬間時的與 該雄轉(zhuǎn)子的前進(jìn)面一致的形狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于， 在所述工作空間與所述排出口被隔絕的瞬間，該工作空間的容積實(shí)質(zhì)為0。
5. 如權(quán)利要求3所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于， 所述排出口的排出最終部，在旋轉(zhuǎn)角度為負(fù)的位置被設(shè)定在所述排出口與工作空間被隔絕的位置，并且所述凹部的輪廓的與雄轉(zhuǎn)子的前進(jìn)面一 致的部分被設(shè)定成配合于旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)一步為負(fù)的位置處的雄轉(zhuǎn)子的前進(jìn) 面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種渦旋壓縮機(jī)，其抑制消耗電力、振動以及噪音的增大。在具有吸入口以及排出口(3)的箱體(20)內(nèi)，收納有在相互嚙合狀態(tài)下可以旋轉(zhuǎn)的雌雄一對的轉(zhuǎn)子(1、2)，向被封閉在由兩轉(zhuǎn)子(1、2)和箱體(20)形成的工作空間(8)內(nèi)的氣體注入液體，對混合有液體的狀態(tài)下的氣體進(jìn)行壓縮。在箱體(20)的與轉(zhuǎn)子排出側(cè)端面相對的壁面上設(shè)有凹部(10)，工作空間(8)在即將與排出口(3)隔絕之前與凹部(10)連通，該連通持續(xù)到該工作空間(8)的容積實(shí)質(zhì)上變?yōu)?。
文檔編號F04C18/16GK101153598SQ20071014240
公開日2008年4月2日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者千葉纮太郎, 田中英晴, 龜谷裕敬 申請人:株式會社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng)