渦旋液泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及渦旋液泵。以相互對(duì)置的方式將與框架形成一體且具有三組固定突緣的固定渦旋盤與具有三組突緣的回轉(zhuǎn)渦旋盤進(jìn)行組合。使吐出壓力作用于回轉(zhuǎn)渦旋盤的背面的一部分，使得回轉(zhuǎn)渦旋盤緊貼于固定渦旋盤。回轉(zhuǎn)渦旋盤能夠朝向半徑方向移動(dòng)微小量，使得兩個(gè)渦旋盤的突緣之間相接觸。由此，提供以提高壓力的方式發(fā)送液體制冷劑或工作油的渦旋液泵。
【專利說(shuō)明】渦旋液泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于液體制冷劑或工作油等液體的渦旋液泵。
【背景技術(shù)】
[0002]如專利文獻(xiàn)I所示，現(xiàn)有的渦旋液泵在固定渦旋盤和回轉(zhuǎn)渦旋盤分別設(shè)置多組回轉(zhuǎn)突緣和固定突緣?；剞D(zhuǎn)渦旋盤的背面固定于回轉(zhuǎn)軸而被回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。固定渦旋盤以可沿著軸方向移動(dòng)的方式設(shè)置。借助泵室的壓力引起的載荷與背面的吐出壓力引起的載荷之差，來(lái)將固定渦旋盤按壓在回轉(zhuǎn)渦旋盤，并分別對(duì)回轉(zhuǎn)突緣的前端、固定突緣槽底、固定突緣的前端與回轉(zhuǎn)突緣槽底進(jìn)行密封。流體最初流入的吸入室(固定體)與外側(cè)的密封在回轉(zhuǎn)渦旋盤外周壁(移動(dòng)體)進(jìn)行。流體的密封在固定體與移動(dòng)體之間進(jìn)行，因而流體的泄漏不可能成為O。當(dāng)外側(cè)為外部空氣時(shí)，從密封部泄漏的流體向外部流出。利用工作油來(lái)將渦旋液泵潤(rùn)滑，然而，當(dāng)外側(cè)為驅(qū)動(dòng)部空間時(shí)，從密封部泄漏的流體流入驅(qū)動(dòng)部空間，并稀釋潤(rùn)滑油，因而導(dǎo)致軸承的潤(rùn)滑不良。并且，回轉(zhuǎn)渦旋盤固定于回轉(zhuǎn)軸，因而無(wú)法向從回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)半徑脫離的位置移動(dòng)。因而，回轉(zhuǎn)突緣與固定突緣的徑向間隙無(wú)法成為0，泵室的密封也不夠充分。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:PCT國(guó)際公開(kāi)W02010/013351
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于，提供防止從回轉(zhuǎn)突緣與固定突緣的間隙泄漏的液體向外部或驅(qū)動(dòng)部泄漏，并使回轉(zhuǎn)突緣與固定突緣的徑向間隙幾乎成為0，使得泵室的密封性良好的渦旋液泵(以下，稱為“本泵”)。
[0007]以相互對(duì)置的方式將與框架形成為一體且具有三組固定突緣的固定渦旋盤與具有三組回轉(zhuǎn)突緣的回轉(zhuǎn)渦旋盤進(jìn)行組合。由上述固定突緣以及上述回轉(zhuǎn)突緣形成泵室。在固定渦旋盤的中心部設(shè)置主軸承。在與固定渦旋盤一體的軸承箱設(shè)置副軸承。設(shè)置具有被主軸承與副軸承支承的曲軸的旋轉(zhuǎn)軸。在回轉(zhuǎn)渦旋盤的中心部設(shè)置向回轉(zhuǎn)突緣前端側(cè)的面開(kāi)口的回轉(zhuǎn)軸承箱。在回轉(zhuǎn)軸承箱設(shè)置回轉(zhuǎn)軸承。回轉(zhuǎn)軸承與曲軸相嵌合。
[0008]在曲軸安裝旋轉(zhuǎn)環(huán)。旋轉(zhuǎn)環(huán)具有長(zhǎng)孔。曲軸具有以間隙嵌入的方式與長(zhǎng)孔嵌合的扁平部。旋轉(zhuǎn)環(huán)能夠相對(duì)于曲軸朝向長(zhǎng)孔的中心軸方向移動(dòng)微小量。旋轉(zhuǎn)環(huán)的長(zhǎng)孔及曲軸的扁平部相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向具有后掠角。
[0009]在設(shè)在回轉(zhuǎn)渦旋盤的回轉(zhuǎn)突緣的中心部設(shè)置吐出口。在與回轉(zhuǎn)突緣相反的一側(cè)的面，在與各回轉(zhuǎn)突緣的外周直徑相同程度的直徑的位置設(shè)置密封部件。使從吐出口吐出的流體的壓力作用于密封部件的內(nèi)部空間。
[0010]吸入室Ia僅與吸入口 4相連通，而與其他部分屏蔽。因此，流體不從吸入室向外部或驅(qū)動(dòng)部空間泄漏?；剞D(zhuǎn)渦旋盤3以不管在徑方向還是在軸方向上間隙幾乎為O的方式被較小的力按壓在固定渦旋盤2，因而，提高密封性，使體積效率上升。此時(shí)，按壓力較小，因而機(jī)械損失少，且磨耗也小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本泵的剖視圖。
[0012]圖2為表示本泵的固定渦旋盤的俯視圖。
[0013]圖3為表示本泵的回轉(zhuǎn)渦旋盤的俯視圖。
[0014]圖4為本泵的固定突緣與回轉(zhuǎn)突緣重疊的狀態(tài)的剖視圖。
[0015]圖5為本泵的回轉(zhuǎn)軸承部的剖視圖。
[0016]圖6為本泵的內(nèi)蓋的俯視圖。
[0017]圖7為曲軸的后掠角Θ為12°時(shí)的載荷模擬結(jié)果。
[0018]圖8為曲軸的后掠角Θ為14°時(shí)的載荷|旲擬結(jié)果。
[0019]圖9為曲軸的后掠角Θ為20°時(shí)的載荷|吳擬結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1所示，以與框架I形成一體的方式設(shè)置固定渦旋盤2。在框架I的后部安裝外殼10。在框架I設(shè)置主軸承11。在外殼10設(shè)置副軸承12。由主軸承11與副軸承12支承旋轉(zhuǎn)軸13使其旋轉(zhuǎn)自如。軸中心偏心的曲軸13a以一體的方式設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸13的前端。如圖5所示，曲軸13a具有扁平部13b，并以間隙嵌入的方式與長(zhǎng)孔7a嵌合。長(zhǎng)孔7a的長(zhǎng)徑稍微大于扁平部13b的長(zhǎng)徑。因此，旋轉(zhuǎn)環(huán)7相對(duì)于扁平部13b不旋轉(zhuǎn)，而是可朝向長(zhǎng)孔7a的長(zhǎng)徑方向移動(dòng)微小量。中心線13c為長(zhǎng)孔7a及扁平部13b的中心線。中心線13c以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向13d具有相當(dāng)于預(yù)定角度的后掠角Θ的方式從連接旋轉(zhuǎn)軸13的中心與扁平部13b的中心之間的線傾斜。如圖1所示，在內(nèi)蓋8的外側(cè)安裝外蓋14。外蓋14具有供從連通口 8a流出的流體停留的吐出室14a。外蓋14具有向外部排出流體的排出口 14b。為了與偏心質(zhì)量保持旋轉(zhuǎn)平衡，在旋轉(zhuǎn)軸13安裝主平衡重15及副平衡重16。
[0022]如圖2所示，在固定渦旋盤2設(shè)置三個(gè)固定突緣2a。就相鄰的固定突緣2a而言，配置角度以120°間隔隔開(kāi)，相互的相位錯(cuò)開(kāi)120°。在固定渦旋盤2的外周部設(shè)置密封壁2b。在固定渦旋盤2設(shè)置吸入口 4。在圖1的框架I的內(nèi)部設(shè)置與吸入口 4連通的吸入室Ia0
[0023]圖3的回轉(zhuǎn)渦旋盤3以與圖2的固定渦旋盤2相互對(duì)置的方式設(shè)置。在回轉(zhuǎn)渦旋盤3設(shè)置三個(gè)回轉(zhuǎn)突緣3a。相鄰的兩個(gè)回轉(zhuǎn)突緣3a、3a的配置間隔為120°，相互的相位錯(cuò)開(kāi)120°。在回轉(zhuǎn)突緣3a的中心部設(shè)置吐出口 3b。
[0024]固定突緣2a和回轉(zhuǎn)突緣3a如圖4所示地進(jìn)行組合而形成泵室5。在回轉(zhuǎn)渦旋盤3的中心設(shè)置回轉(zhuǎn)軸承6。在回轉(zhuǎn)軸承6嵌合旋轉(zhuǎn)環(huán)7。
[0025]如圖5所示，在旋轉(zhuǎn)環(huán)7設(shè)置長(zhǎng)圓形的長(zhǎng)孔7a。
[0026]圖6的內(nèi)蓋8設(shè)在回轉(zhuǎn)渦旋盤3的背面。與回轉(zhuǎn)渦旋盤3的吐出口 3b連通的連通口 8a設(shè)在內(nèi)蓋8。在連通口 8a的周圍設(shè)置密封槽8b。在密封槽8b安裝環(huán)狀的密封部件9 (圖1)。密封部件9緊貼于回轉(zhuǎn)渦旋盤3的背面，而密封內(nèi)外的壓力差。[0027]對(duì)工作進(jìn)行說(shuō)明如下:電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸13使其旋轉(zhuǎn)。由此，曲軸13a旋轉(zhuǎn)。曲軸13a使旋轉(zhuǎn)環(huán)7旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)環(huán)7驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承6來(lái)使回轉(zhuǎn)渦旋盤3偏心運(yùn)動(dòng)。通過(guò)偏心運(yùn)動(dòng)，泵室5以體積逐漸變小的方式從外周側(cè)向中心側(cè)移動(dòng)。流體從吸入口 4吸引，并經(jīng)由吸入室la，向泵室5的內(nèi)周側(cè)壓入。此時(shí)，流體力從回轉(zhuǎn)方向的相對(duì)側(cè)作用于回轉(zhuǎn)渦旋盤
3。如圖5所示，流體力起到回轉(zhuǎn)軸承6及旋轉(zhuǎn)環(huán)7的切線流體力Ft的作用。曲軸13a具有扁平部13b。曲軸13a以扁平部13b的中心線13c相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向13d具有后掠角Θ的方式傾斜。旋轉(zhuǎn)環(huán)7可沿著中心線13c移動(dòng)，因而在旋轉(zhuǎn)環(huán)7產(chǎn)生作為切線力Ft的分力的半徑力Ftr。半徑力Ftr向回轉(zhuǎn)半徑逐漸變大的方向按壓回轉(zhuǎn)潤(rùn)旋盤3。
[0028]當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)本泵時(shí)，半徑方向流體力Fr向回轉(zhuǎn)渦旋盤3的半徑方向內(nèi)側(cè)方向發(fā)生作用。在回轉(zhuǎn)渦旋盤3，向半徑方向外側(cè)方向產(chǎn)生離心力Fe。當(dāng)?shù)退傩D(zhuǎn)時(shí)，半徑方向流體力Fr可大于離心力Fe。此時(shí),若以使半徑力Ftr稍微大于半徑方向流體力Fr與離心力Fe之差的方式設(shè)定后掠角Θ，則借助合力，以較小的力向半徑方向外側(cè)推動(dòng)回轉(zhuǎn)渦旋盤3。由此，回轉(zhuǎn)突緣3a移動(dòng)，直到與固定突緣2a相接觸為止，使得徑方向上的間隙幾乎成為O。由此，泵室5的密封性得以提高。
[0029]圖7為將后掠角Θ設(shè)定為12°時(shí)的半徑力Ftr與半徑方向流體力Fr的模擬結(jié)果。三個(gè)泵室5的各半徑方向流體力(未圖示)與回轉(zhuǎn)突緣3a及固定突緣2a的相位無(wú)關(guān)地，幾乎保持恒定，因而綜合了三組泵室的半徑方向流體力Fr幾乎成為恒定值。相對(duì)而言，泵室5的各半徑力(未圖示)在一周期內(nèi)變動(dòng)，因而綜合了三組泵室的半徑力Ftr以固定突緣2a與回轉(zhuǎn)突緣3a的相位差的周期變動(dòng)。在實(shí)施例1中，相位差為120°，因而半徑力Ftr以120°周期變動(dòng)。當(dāng)后掠角Θ為12。時(shí)，在I周期內(nèi)，有半徑力Ftr稍小于半徑方向流體力Fr的時(shí)期，但按平均來(lái)說(shuō)，半徑力Ftr大于半徑方向流體力Fr。因此，后掠角Θ的12°為下限值。
[0030]圖8為將后掠角Θ設(shè)定為14°時(shí)的半徑力Ftr與半徑方向流體力Fr的模擬結(jié)果。在I周期內(nèi)，半徑力Ftr始終超過(guò)半徑方向流體力Fr，因而后掠角Θ 14°為適當(dāng)值。
[0031]圖9為將后掠角Θ設(shè)定為20°時(shí)的半徑力Ftr與半徑方向流體力Fr的模擬結(jié)果。在I周期內(nèi)，半徑力Ftr的平均值為半徑方向流體力Fr的約2倍，因而可充分且穩(wěn)定地將回轉(zhuǎn)突緣3a緊貼于固定突緣2a。另一方面，若以其以上的半徑力Ftr回推，則會(huì)以比半徑方向流體力Fr更大的力將回轉(zhuǎn)突緣3a按壓在固定突緣2a，因而接觸面壓過(guò)大，導(dǎo)致發(fā)生摩擦損失，或者增大摩耗，從而不優(yōu)選。因此，后掠角Θ的20°為上限值。
[0032]根據(jù)以上研究，可知，優(yōu)選地，將后掠角Θ設(shè)定在12°至20°的范圍內(nèi)。
[0033]泵室5內(nèi)的壓力與吐出壓力相同。泵室5的平面方向截面積在開(kāi)始吸入時(shí)最大，在結(jié)束吐出時(shí)最小。與上述截面積成正比地，泵室5內(nèi)的吐出壓力產(chǎn)生用于使回轉(zhuǎn)渦旋盤3從固定渦旋盤2脫離的作用力?；剞D(zhuǎn)渦旋盤背面的壓力為吐出壓力。上述吐出壓力發(fā)生作用的面積為密封部件9的內(nèi)側(cè)的面積。以使上述內(nèi)側(cè)面積比當(dāng)泵室5開(kāi)始吸入時(shí)變?yōu)樽畲蟮乃椒较蛏系慕孛娣e稍微大的方式?jīng)Q定密封部件9的直徑。由此，回轉(zhuǎn)渦旋盤3因壓力差而在較小的力的作用下被按壓在固定渦旋盤2。因此，軸方向上的間隙幾乎成為0，并且泵室5的密封性得到提高。
[0034]在泵室中被壓入內(nèi)周側(cè)的流體經(jīng)由吐出口 3b、連通口 8a、吐出室14a從排出口 14b向外部排出。在回轉(zhuǎn)渦旋盤3，借助流體力沿著與旋轉(zhuǎn)軸13的旋轉(zhuǎn)方向13d相同的方向產(chǎn)生自轉(zhuǎn)扭矩。但是，以120°間隔設(shè)有三組固定突緣2a和回轉(zhuǎn)突緣3a，回轉(zhuǎn)渦旋盤3的自轉(zhuǎn)力由三組固定突緣2a與回轉(zhuǎn)突緣3a中的某一個(gè)突緣接觸部接收，因而能夠防止回轉(zhuǎn)渦旋盤3自轉(zhuǎn)。因此，本泵無(wú)需專用的防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種渦旋液泵，其特征在于， 以相互對(duì)置的方式將具有三組固定突緣的固定渦旋盤與具有三組回轉(zhuǎn)突緣的回轉(zhuǎn)渦旋盤進(jìn)行組合，并由上述固定突緣以及上述回轉(zhuǎn)突緣形成泵室； 在固定渦旋盤的中心部設(shè)置主軸承； 在與固定渦旋盤形成一體化的軸承箱設(shè)置副軸承； 設(shè)置具有被主軸承與副軸承支承的曲軸的旋轉(zhuǎn)軸； 在回轉(zhuǎn)渦旋盤的中心部設(shè)置向回轉(zhuǎn)突緣前端側(cè)的面開(kāi)口的回轉(zhuǎn)軸承箱； 在回轉(zhuǎn)軸承箱設(shè)置回轉(zhuǎn)軸承； 回轉(zhuǎn)軸承與曲軸相嵌合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋液泵，其特征在于， 在曲軸安裝旋轉(zhuǎn)環(huán)； 旋轉(zhuǎn)環(huán)具有長(zhǎng)孔； 曲軸具有以間隙嵌入的方式與長(zhǎng)孔嵌合的扁平部； 旋轉(zhuǎn)環(huán)能夠相對(duì)于曲軸朝向長(zhǎng)孔的中心軸方向移動(dòng)微小量； 旋轉(zhuǎn)環(huán)的長(zhǎng)孔及曲軸的扁平部相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向具有后掠角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋液泵，其特征在于， 在設(shè)在回轉(zhuǎn)渦旋盤的回轉(zhuǎn)突緣的中心部設(shè)置吐出口 ； 在與回轉(zhuǎn)突緣相反的一側(cè)的面，在與回轉(zhuǎn)突緣的外周直徑相同程度的直徑的位置設(shè)置密封部件； 使從吐出口吐出的流體的壓力作用于密封部件的內(nèi)部空間。
【文檔編號(hào)】F04C18/02GK103850936SQ201310645664
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】黃富石, 黃光宣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社富石