涡旋式流体机械 |
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| 申请号 | CN201410331150.0 | 申请日 | 2014-07-11 | 公开(公告)号 | CN104514718B | 公开(公告)日 | 2017-09-26 |
| 申请人 | 株式会社日立产机系统; | 发明人 | 岩野公宣; 小林义雄; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供涡旋式 流体 机械。在 压缩机 主体和 电机 一体化的压缩机中，在对部分组装好的电机部和压缩机主体进行组装时，在采用通过 定位 销使电机壳体与压缩机壳体的中心 位置 匹配的构造时，如果电机壳体的压缩机壳体侧的凸缘面的 变形 较大，则存在定位销的位置变成无法定位的位置尺寸的可能性，需要提高电机壳体的刚性，以使得电机壳体的销孔的尺寸位置在部分组装后不发生变化。在电机壳体的内部具有通过紧固部件固定电机 定子 的紧固部支承面，设置对该紧固部支承面进行加强的肋部。由此，能够提高电机壳体的刚性，抑制定位销的位置尺寸的变化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种涡旋式流体机械，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 涡旋式流体机械技术领域[0001] 本发明涉及涡旋式流体机械。 背景技术[0002] 作为现有的压缩机和电机一体化的涡旋压缩机，有日本特开2009-257337号公报(专利文献1)。专利文献1中公开了如下结构：包括：由固定涡旋盘和回转涡旋盘构成的压缩机主体；和对回转涡旋盘进行旋转驱动的电机部，电机的输出轴通过联轴器、冷却风扇与回转涡旋盘的驱动轴连结。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特开2009-257337号公报 发明内容[0006] 发明要解决的技术问题 [0007] 专利文献1的压缩机和电机一体化的涡旋压缩机，因为电机输出轴与回转涡旋盘的驱动轴分离，所以作为其组装工序，部分组装后的电机部和包含压缩机壳体的压缩机主体在最后的工序中组装。此时，关于电机壳体和压缩机壳体的中心位置，通常是分别高精度地在一方的凸缘部加工出圆周状的凸部，在另一方加工出圆周状的凹部，利用凸部和凹部使中心位置匹配，即所谓的承插配合。 [0008] 在此，在电机壳体的部分组装时，在该承插部变形的情况下，存在中心位置偏移的可能性。因此，考虑通过定位销使中心位置配合的构造。然而，如果由于部分组装中对凸缘面的变形有较大影响的电机定子的紧固螺栓的影响，电机壳体的压缩机壳体侧的凸缘面变形较大，则存在定位销孔的位置变为无法与压缩机壳体进行定位的位置尺寸的可能性，需要采用提高电机壳体的刚性的形状，以使得电机壳体的销孔的尺寸位置在部分组装后不发生变化。 [0009] 用于解决技术问题的技术方案 [0010] 本发明为了解决上述技术问题，在电机壳体的内部具有通过紧固部件固定电机定子的紧固部支承面，设置对该紧固部支承面进行加强的肋部。 [0011] 发明效果 [0013] 图1是本实施例的涡旋压缩机的纵截面图。 [0014] 图2是作为参考例的电机壳体的后视图和立体图。 [0015] 图3是本发明的电动机的展开图。 [0016] 图4是本实施例的电机壳体的后视图和立体图。 [0017] 图5是本实施例的压缩机壳体和电动机的立体图。 具体实施方式[0018] 以下，对本发明的实施例使用附图进行说明。 [0019] 图1是本实施例的涡旋压缩机的纵截面图。在图1中，1是涡旋压缩机整体，具有涡旋式的空气压缩机主体和电动机5。空气压缩机主体具有压缩机壳体2、固定涡旋盘3、回转涡旋盘4、驱动轴10、曲轴部11和回转涡旋盘的防自转机构17等。 [0020] 2是构成压缩机主体的外壳的压缩机壳体，如图1所示，该压缩机壳体2形成为驱动轴方向的一侧闭塞、驱动轴方向的另一侧开口的有底筒状体。即，压缩机壳体2大致包括：在驱动轴方向的另一侧(固定涡旋盘3侧)开口的筒部2A；一体地形成在该筒部2A的驱动轴方向一侧并向径向内侧延伸的环状的底部2B；和从该底部2B的内周侧向驱动轴方向的两侧突出的筒状的电动机5的安装部2C。 [0021] 此外，在压缩机壳体2的筒部2A内收纳有后述的回转涡旋盘4、曲轴部11和防自转机构17等。此外，在压缩机壳体2的底部2B侧，在与后述的回转涡旋盘4的壁板4A侧之间在周方向上隔开规定的间隔设置有多个防自转机构17(图1中仅图示了一个)。 [0022] 进一步，在安装部2C，高精度地加工出用于与后述电机壳体15进行定位的销孔2E。 [0023] 17是设置于压缩机壳体2的底部2B与回转涡旋盘4的背面侧之间的多个防自转机构，该各个防自转机构17例如包括辅助曲轴19、在压缩机壳体2侧和回转涡旋盘4侧分别设置的辅助曲轴轴承20、21。辅助曲轴轴承20、21被收纳在分别设置于压缩机壳体2、回转涡旋盘4的轴承毂2D、6B中。 [0025] 3是固定设置在压缩机壳体2(筒部2A)的开口端侧的、作为涡旋部件之一的固定涡旋盘。该固定涡旋盘3大致包括：形成为圆板状的壁板3A；直立设置在该壁板3A的表面的螺旋状的涡旋齿部(wrap)3B；以从径向外侧包围该涡旋齿部3B的方式设于壁板3A的外周侧，利用多个螺栓(未图示)等固定在压缩机壳体2(筒部2A)的开口端侧的筒状的支承部3C；和隔着壁板3A配置在涡旋齿部3B的相反侧的冷却风扇3D。 [0026] 4是构成另一涡旋部件的回转涡旋盘，该回转涡旋盘4在驱动轴方向上与固定涡旋盘3相对，自由回转地设置在压缩机壳体2内。如图1所示，回转涡旋盘4大致包括：圆板状的壁板4A；直立设置在该壁板4A的表面的涡旋齿部4B；直立设置在涡旋齿部4B的相反侧的多个冷却翅片4C；和突出设置在壁板4A的背面(涡旋齿部4B的相反侧的面)，通过回转轴承13安装于后述的曲轴部11的筒状的毂板部6。 [0027] 此外，在毂板部6的外径侧，在与压缩机壳体2的底部2B之间，在回转涡旋盘4的周方向上隔着规定间隔配置有后述的防自转机构17。回转涡旋盘4的毂板部6以其中心相对于固定涡旋盘3的中心在径向以预先设定的规定尺寸(回转半径)偏心的方式配置。 [0028] 13是配置在回转涡旋盘4的毂板部6与后述的曲轴部11之间的回转轴承，该回转轴承13以能够使回转涡旋盘4的毂部6A相对于曲轴部11回转的方式支承，对回转涡旋盘4相对于驱动轴10的轴线以规定的回转半径进行的回转动作进行补偿。 [0029] 10是设置为能够利用电动机5的轴承5A、5B自由转动的驱动轴，该驱动轴10由电动机5旋转驱动，该电动机5相能够装卸地连结于压缩机壳体2。此外，回转涡旋盘4的毂部6A经由后述的曲轴部11和旋转轴承13能够旋转地连结于驱动轴10的前端侧(驱动轴方向的另一侧)。 [0030] 为了使回转涡旋盘4的回转动作稳定，在驱动轴10设置有平衡配重12，在压缩机运转时与驱动轴10一体地旋转。 [0031] 11是一体化地设置在驱动轴10的前端侧的曲轴部，该曲轴部11通过回转轴承13连结于回转涡旋盘4的毂部6A。曲轴部11与驱动轴10一体地旋转，此时的旋转经由旋转轴承13变换成回转涡旋盘4的回转动作。 [0032] 22是安装在驱动轴10后端的冷却风扇，通过与驱动轴10一起旋转来产生冷却风。冷却风通过风道23被导向固定涡旋盘3、回转涡旋盘4各自的冷却翅片3D、4C，通过翅片之间和毂板6的压缩机壳体2侧，对由于压缩热而成为高温的各部件进行冷却。 [0033] 7是在固定涡旋盘3的涡旋齿部3B与回转涡旋盘4的涡旋齿部4B之间划分出的多个压缩室，如图1所示，通过将回转涡旋盘4的涡旋齿部4B以与固定涡旋盘3的涡旋齿部3B重合的方式配置，在这些涡旋齿部3B、4B之间夹在壁板3A、4A中，分别形成上述各压缩室7。 [0034] 8是设于固定涡旋盘3的外周侧的吸入口，该吸入口8例如经由吸气过滤器等从外部吸入空气，随着回转涡旋盘4的回转动作而在各压缩室7内对空气连续地进行压缩。 [0035] 9是设于固定涡旋盘3的中心侧的排出口，该排出口9从上述多个压缩室7中的最内径侧的压缩室7将压缩空气向储存罐(未图示)侧排出。 [0036] 5是设于压缩机后方的电动机，使以自由旋转的方式被两个轴承5A、5B支承的驱动轴10旋转。 [0037] 即，回转涡旋盘4经由驱动轴10和曲轴部11被电动机5驱动，在被防自转机构17限制自转的状态下相对于固定涡旋盘3进行回转运动。 [0038] 由此，多个压缩室7中的外径侧的压缩室7，从固定涡旋盘3的吸入口8吸入空气，在各压缩室7内对该空气连续地进行压缩。然后，内径侧的压缩室7从位于壁板3A的中心侧的排出口9向外部排出压缩空气。 [0040] 图2表示作为参考例的电机壳体的后视图和立体图。在图2中，图2(a)是从紧固于压缩机壳体的一侧的相反侧观察的电机壳体的后视图，图2(b)是其立体图。在图3中，电机壳体25包括：规定电机定子5C在驱动轴方向的位置的突起15F；在驱动轴方向上与突起15F分开一定距离配置的、作为紧固电机定子5C的紧固部件的紧固螺栓5F的紧固部支承面15A；作为与压缩机壳体2的配合面的压缩机壳体侧凸缘面15B；高精度地加工为与压缩机壳体2的后述销孔2E相同尺寸的、插入用于与压缩机壳体2定位的定位销的、压缩机壳体侧凸缘面 15B上的销孔15C等。 [0041] 在此，对电动机5的组装顺序进行说明。图3是本实施例的电动机的分解图。在图3中，首先在电机壳体15中插入电机定子5C。然后电机定子5C与突起15F接触，规定电机定子5C在驱动轴方向的位置。之后，在轴承箱14中插入轴承5B，然后与插入有电机定子5C的电机壳体15配合。紧固螺栓5F从轴承箱14侧导入电动机5中，贯通分别设于轴承箱14、电机定子 5C的螺栓贯通孔5D，紧固在设于电机壳体15内侧的紧固部支承面15A。此外，使紧固螺栓5F贯通分别设于轴承箱14、电机定子5C的贯通孔进行紧固，由此能够进行从电机定子5C连接到电源的配线与设于轴承箱14的配线引出口14A的定位。此外，紧固螺栓5F起到作为压缩运转中的电机定子5C的止转部件的功能，由此不需要设置从电机定子5C的径向进行紧固的固定螺栓等止转部件。 [0042] 此时，如果紧固部支承面15A由于紧固螺栓5F的轴向力而向轴承箱14侧变形，则使电机壳体15的压缩机壳体侧凸缘面15B变形。当凸缘面15B变形时，定位销15C的位置发生变化，与设于压缩机壳体2的销孔2E的位置不匹配，组装变得困难。 [0043] 另一方面，为使组装涡旋压缩机时的组装操作高效化，在组装回转涡旋盘等压缩机部分之前，组装已部分组装好的电机5和压缩机壳体2。此时，可以考虑在电机壳体的压缩机壳体侧凸缘面，设置孔或缺口(切口)，以用于在后续工序中组装回转涡旋盘的防自转机构17时插入工具等。此时，通过不设置容纳轴承5A的轴承罩，能够容易地将工具从设于电机壳体的孔或缺口向轴承或防自转机构17插入。但在这种情况下，电机壳体的凸缘面的刚性比现有技术更低，因此部分组装导致的凸缘面的变形比现有技术更大。此外，在部分组装中对凸缘面的变形有较大影响的电机定子的紧固螺栓和凸缘面的孔或缺口的配置不均匀的情况下，凸缘面的变形方式也复杂化。由于以上的原因，存在电机壳体的销孔的位置变成无法与压缩机壳体定位的位置尺寸的可能性，提高电机壳体的刚性以使得电机壳体的销孔的尺寸位置在部分组装后不发生变化是重要的。 [0044] 图4表示本实施例的电机壳体的后视图和立体图。在图4中，图4(a)是从与压缩机壳体固定的一侧的相反侧观察的电机壳体的后视图，图4(b)是其立体图。在图4中，对与图3相同的结构标注同一附图标记，特征点在于，在位于电机壳体15的内侧的突起部15F与紧固部支承面15A的驱动轴方向上的空间中设置有肋部15E。由此，肋部15E起到加强紧固部支承面15A的作用。此外，突起部15F与紧固部支承面15A在驱动轴方向上分开一定距离地配置，以分别与它们连结以实现一体化的方式设置肋部15E。此外，15D为在组装上述防自转机构17时插入工具等的缺口部，是位于电机壳体15上、在防自转机构17与电机定子5C之间连通内部的缺口。 [0045] 此外，图5表示本实施例的压缩机壳体和电动机的立体图。在图5中，图5(a)是压缩机壳体的立体图，图5(b)是电动机的立体图。在图5(a)中，进行与电机壳体15的定位的销孔2E设于作为压缩机壳体2与前电机壳体15的配合面的压缩机壳体2的安装部，在图5(b)中，定位销15G安装在电机壳体15的凸缘面15B上的销孔15C中，通过安装在销孔2E和销孔15C中的定位销15G连结销孔2E和销孔15C，对压缩机壳体与电机壳体进行紧固。 [0046] 如上所述，通过在电机壳体的内侧设置加强紧固部支承面的肋部，能够提高电机壳体的刚性，能够抑制电机壳体15的销孔15C的位置尺寸的变化，能够高精度地进行电动机5与压缩机壳体2的定位。此外，通过在电机壳体15的内侧设置肋部15E，能够不造成产品尺寸大型化地确保销孔15C的位置精度。进一步，通过以连结在驱动轴方向上隔开一定距离配置的突起15F和紧固部支承面15A进行一体化的方式设置肋部，具有能够避免设于电机定子 5C的线圈部5G与紧固部支承面15A的相互干扰，能够提高电机壳体的刚性，能够抑制电机壳体的变形的效果。 [0047] 以上对实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，而是包含了各种变形例。例如，本发明并不限定于涡旋式流体机械，只要是电机直联型的压缩机即可，也能够应用于往复式压缩机和螺旋式压缩机。 [0048] 附图标记说明 [0049] 1……涡旋压缩机、2……压缩机壳体、2E……销孔、3……固定涡旋盘(涡旋部件)、4……回转涡旋盘、5……电动机、5C……电机定子、5D……螺栓贯通孔、5E……转子、5F……紧固螺栓、10……驱动轴、15、25……电机壳体、15A……紧固部支承面、15B……压缩机壳体侧凸缘面、15C……销孔、15D……缺口部、15E……肋部、15F……突起、15G……定位销、 17……防自转机构、19……辅助曲轴、20……辅助曲轴轴承(壳体侧)、21……辅助曲轴轴承(回转涡旋盘侧)。 |
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