专利名称：涡管式流体机械及使用其的空气悬架装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如排出压缩流体的涡管式流体机械及使用其的空气悬架装置。
背景技术：
现有技术的涡管式流体机械其结构为，在相对于固定涡管使旋转涡管进行旋转动作起动时，以旋转涡管不晃动的方式，在该旋转涡管和固定涡管相对面之间设置磁铁，利用相对的磁铁间的磁力抑制旋转涡管的晃动。(例如，参照非专利文献1)。
非专利文献1日本发明协会公开技报公技编号2006-504219号 但是，所述的非专利文献1的现有技术使用有用于稳定旋转涡管的磁铁，但是，在涡管式流体机械中不能设置大磁铁，因此不能得到足够的磁力。因此，在起动时旋转涡管晃动，存在因接触及磨损引起的各个涡管的寿命缩短的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述现有的技术问题而开发的，其目的在于提供涡管式流体机械及使用其的空气悬架装置，该涡管式流体机械通过在开始压缩运转的起动时使涡管稳定地进行旋转动作，由此能够提高涡管的寿命。
本发明的特征为，将压力保持机构设置于排出口的下游侧，该压力保持机构的结构为，其流路面积能变化成至少两级，允许从开始压缩运转到该压力保持机构的上游侧的压力达到规定上游压之前为小的流路面积，超过规定上游压时为大的流路面积。
根据本发明，在开始压缩运转的起动时能够使涡管稳定地进行旋转动作，能够抑制接触和磨损进而提高各涡管的寿命。
图1是将本发明第一实施方式的空气悬架装置和配管系统一起表示的整体结构图； 图2是将闭阀状态的保压阀放大表示的剖面图； 图3是将开阀状态的保压阀放大表示的剖面图； 图4是表示图1中的上游配管、下游配管的压力变动和保压阀、给排气阀等开闭时刻的时间图； 图5是将本发明第二实施方式的空气悬架装置和配管系统一起表示的整体结构图； 图6是表示图5中的上游配管、下游配管的压力变动和保压阀、给排气阀等的开闭时刻的时间图； 图7是表示本发明第三实施方式的涡管式空气压缩机和配管系统的整体结构图； 图8是表示本发明第四实施方式的涡管式空气压缩机、配管系统及控制系统的整体结构图； 图9是表示第四实施方式的电磁阀的控制的流程图； 图10是表示本发明第五实施方式的涡管式空气压缩机、配管系统及控制系统的整体结构图； 图11是表示第五实施方式的电磁阀的控制的流程图； 图12是表示本发明第六实施方式的涡管式空气压缩机、配管系统及控制系统的整体结构图； 图13是表示第六实施方式的电磁阀的控制的流程图； 图14是表示本发明第七实施方式的涡管式空气压缩机和配管系统的整体结构图； 图15是表示本发明第八实施方式的涡管式空气压缩机和配管系统的整体结构图； 图16是表示本发明第九实施方式的涡管式空气压缩机和配管系统的整体结构图； 图17是表示本发明第十实施方式的涡管式空气压缩机、配管系统及控制系统的整体结构图； 图18是表示第十实施方式的电磁阀的控制的流程图。
附图标记说明 1、涡管式空气压缩机(涡管式流体机械) 3、固定涡管 3A、4A、镜板 3B、4B、卷绕部 4、旋转涡管 5、压缩室 6、电动机 11、推力支承机构 12、吸入口 13、排出口 14、41、51、61、71、81、91、101、111、上游配管 15、42、52、62、72、82、92、102、112、下游配管 16、空气干燥器 17、空气悬架(空压设备) 18、给排气阀 21、44、53、63、73、83、93、103、113、121、131、151、压力保持机构 22、45、保压阀 23、旁通配管 24、124、134、旁通用节流孔 25、33、46、57、67、80、85、96、119、141、逆流防止阀 31、给排气阀(逆流防止阀) 43、贮存槽(空压设备) 54、64、74、114、122、132、152、电磁阀 54A、64A、74A、84A、104B、114A、小流路切换部 54B、64B、74B、84B、104C、114B、大流路切换部 55、153、下游侧压力传感器(下游侧压力检测装置) 56、66、75、115、155、控制组件 65、154、上游侧压力传感器(上游侧压力检测装置) 79、电流传感器 84、94、104、空压阀 94A、104A、122A、132A、流路切断部 94B、122B、132B、流路连通部 115A、定时器
具体实施例方式 下面，参照附图列举涡管式空气压缩机作为本发明实施方式的涡管式流体机械，进行详细说明。
首先，图1～图4表示本发明的第一实施方式，在该第一实施方式中，对使用涡管式空气压缩机的空气悬架装置进行说明。
图1中，1是构成空气悬架装置的一部分的涡管式空气压缩机(以下，称为压缩机1)，该压缩机1将从外部吸入的空气进行压缩并向后述的空气悬架17排出。
在此，对压缩机1的构成进行说明时，2是构成压缩机1的外壳的壳体，该壳体2由筒部2A和堵塞该筒部2A的轴向的一侧而设置的底部2B构成，形成轴向的另一侧开口的有底筒状体。
3是在壳体2的筒部2A的另一侧固定而设置的固定涡管，该固定涡管3大致由圆板状的镜板3A、自该镜板3A的表面沿轴向立设的涡卷状的卷绕部3B、以从外侧包围该卷绕部3B的方式设置于镜板3A的外周侧的筒状的支承部3C构成。
4是与固定涡管3相对且可旋转地设置于壳体2内的旋转涡管。该旋转涡管4由圆板状的镜板4A、自该镜板4A的表面朝向固定涡管3的镜板3A且沿轴向立设的涡卷状的卷绕部4B、与突出设置于镜板4A的背面中央的后述的旋转轴7连结的凸台部4C等构成。
在此，旋转涡管4的卷绕部4B按照相对于固定涡管3的卷绕部3B例如错开180度而重合的方式配设。而且，在两卷绕部3B、4B之间划分成多个压缩室5。
6是安装于壳体2的底部2B的电动机，在该电动机6的输出轴6A上连结有后述的旋转轴7。而且，输出轴6A进行旋转，由此，经由旋转轴7和驱动轴套9而使旋转涡管4进行旋转动作。另外，7是安装于电动机6的输出轴6A的前端的旋转轴，该旋转轴7经由轴承8可旋转地设置于壳体2内。
9是安装于旋转轴7的前端的带台阶的筒状的驱动轴套。由于该驱动轴套9将旋转涡管4的中心配置在从旋转轴7的旋转中心偏移规定尺寸的位置，因此，该驱动轴套9经由旋转轴承10与旋转涡管4的凸台部4C连结。由此，在通过电动机6旋转旋转轴7时，驱动轴套9能够和后述的推力支承机构11协动使旋转涡管4进行旋转动作。
另外，11是设置于壳体2与旋转涡管4的背面侧之间的多个例如3个推力支承机构(图中只显示一个)。这些推力支承机构11的结构为，使球11C在后述的各支承部件11A、11B间转动，由此防止旋转涡管4的自转，并且，阻止从压缩室5作用于旋转涡管4的止推载荷且在推力方向支承镜板4A的球联接机构。另外，推力支承机构11的结构为，为了防止卡住可以允许形成于镜板3A、4A和卷绕部4B、3B之间的推力方向的间隙以规定量变化。
而且，各推力支承机构11由设置于壳体2且形成有圆环状的球导向槽的壳体侧支承部件11A、与该壳体侧支承部件11A相对且设置于旋转涡管4上并形成有圆环状的球导向槽的涡管侧支承部件11B、夹持于所述壳体侧支承部件11A的球导向槽和涡管侧支承部件11B的球导向槽之间而配置的球11C构成。
12是设置于固定涡管3的外径侧的吸入口。该吸入口12与各涡管3、4间划分成的外径侧的压缩室5连通，是向该压缩室5吸入外部气体的口。
另外，13是设置于固定涡管3中央的排出口。该排出口13与位于中央的高压压缩室5连通，由此，从该压缩室5向外部排出压缩空气。而且，排出口13经由后述的上游配管14、下游配管15、空气干燥器16、给排气阀18与空气悬架17连接。
下面，对与压缩机1的排出口13的下游侧连接的配管类、设备类进行说明。
首先，对上游配管14和下游配管15进行说明。14是连接排出口13和后述的压力保持机构21而设置的上游配管。另外，15是设置于所述压力保持机构21的下游侧的下游配管，该下游配管15经由后述的空气干燥器16分支成例如4根且分别与后述的空气悬架17的空气室17C连接。而且，上游配管14和下游配管15将自压缩机1排出的压缩空气供给空气悬架17，因此，在该上游配管14与下游配管15的空气干燥器16上游侧之间设置有压力保持机构21。
另外，在下游配管15上，在空气干燥器16与空气悬架17之间设置有给排气阀18。另外，在下游配管15上，在压力保持机构21与空气干燥器16之间分支连接有排气配管19，且在该排气配管19上设置有后述的排气阀20。
下面，对设置于上游配管14、下游配管15等的空气干燥器16、空气悬架17、给排气阀18、排气阀20的构成进行说明。
16是设置于下游配管15的中途的空气干燥器，该空气干燥器16利用内部的水分吸附剂(未图示)将自压缩机1排出的压缩空气中含有的水分除去，将干燥的压缩空气供给后述的空气悬架17。另外，空气干燥器16能够利用自空气悬架17逆流的干燥空气，将自内部的水分吸附剂的水分除去，变成可再利用的状态。
17是作为装载于车辆(未图示)的空压设备的多个空气悬架(图中只显示一个)，该空气悬架17分别设置于车辆的车轴侧与车体侧(都未图示)之间，例如在四轮汽车的情况下，前轮侧配设两个，后轮侧配设两个，合计配设有4个。而且，空气悬架17在气缸17A与活塞杆17B之间形成有空气室17C。另外，下游配管15的前端侧经由后述的给排气阀18与空气室17C连接。
18是位于空气悬架17的附近且设置于下游配管15的前端侧的给排气阀。该给排气阀18通过空气干燥器16内将压缩空气供给、排出至空气悬架17。另外，给排气阀18也可以根据需要作为防止下游配管15内的压缩空气逆流的逆流防止阀而使用。
在此，空气悬架17通过将给排气阀18打开，压缩空气自压缩机1经由上游配管14、下游配管15、空气干燥器16等流入空气室17C，由此，使活塞杆17B伸展而使车体高度增大。另一方面，从空气室17C排出空气，由此，可以缩短活塞杆17B而使车体高度降低。
19是位于压力保持机构21与空气干燥器16之间且在下游配管15分支且连接的排气配管。另外，20是设置于排气配管19的排气阀，该排气阀20平时闭阀，只有在为降低车体高度而排出从空气悬架17返回的空气时开阀。
下面，对为了短时间提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的压力保持机构21进行说明 21表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第一实施方式的压力保持机构。该压力保持机构21的结构如下，即、压缩机1开始压缩运转到该压力保持机构21的下游侧的下游配管15内的压力减小到达到后述的规定下游压时为小的流路面积，超过所述规定下游压时为大的流路面积。另外，压力保持机构21由后述的保压阀22、旁通配管23、旁通用节流孔24构成。由此，压力保持机构21通过保压阀22的开闭动作，可以使从压缩机1向空气悬架17供给的压缩空气流通的流路面积至少变成两级。
22是构成压力保持机构21的保压阀。该保压阀22设置于上游配管14与下游配管15之间。另外，如图2、图3所示，保压阀22由阀外壳22A、设置于该阀外壳22A上且连接有上游配管14的流入口22B、同样设置于该阀外壳22A上且连接有下游配管15的流出口22C、在所述阀外壳22A内且设置于流入口22B与流出口22C之间的阀座22D、离开、落座于该阀座22D且切断、连通所述口22B、22C间的阀体22E、使该阀体22E向阀座22D施力的阀弹簧22F、开放大气的通气口22G构成。
而且，如图4所示，保压阀22在压缩机1停止时及开始运转之后上游配管14内的压力低时，如图2所示，利用阀弹簧22F的作用力使阀体22E落座于阀座22D，切断各口22B、22C。另一方面，上游配管14内的压力上升时，对应该压力上升使阀体22E离开阀座22D，以使上游配管14内的压力保持为一定的方式使开度(流路面积)由小变大。如图3所示，上游配管14内的压力进一步上升时，阀体22E成为全部开放。阀体22E离开的状态(不局限于全部开放)构成压力保持机构21的大的流路面积。
在此，对用于保压阀22进行开阀的第一实施方式的规定压力进行说明。该规定压力是指为使旋转涡管4稳定地旋转而将排出口13的压力、进而压缩室5的压力设定成足够的压力。而且，以用该规定压力以上的压力使阀体22E成为全部开放的方式设定阀弹簧22F的弹力。根据这种设定，上游配管14内的压力直到变成与下游配管15内的压力相同的压力前被保持为一定，，因此，能够使下游配管15内的压力迅速上升。另外，也可以以用比规定压力更小的压力使阀体22E成为全部开放的方式设定阀弹簧22F的弹力。该情况下，即使成为全部开放也不能使上游配管14内的压力泄到下游配管15，因此，上游配管14内的压力以比下游配管15内的压力上升更慢的速度上升至与下游配管15内的压力相同。即，在上游配管14和下游配管15之间配置有孔时显示相同的压力变化。
23表示将保压阀22旁通且连接上游配管14和下游配管15的旁通配管，24表示设置于旁通配管23的旁通用节流孔。该旁通用节流孔24构成压力保持机构21的小的流路面积。即，旁通用节流孔24使从排出口13排向上游配管14的压缩空气的一部分经由旁通配管23仅一点点流向下游配管15侧。
25是设置于成为压力保持机构21的下游侧的下游配管15的逆流防止阀。该逆流防止阀25用于防止下游配管15的压缩空气向压缩机1侧逆流。另外，第一实施方式的逆流防止阀25例如作为在阀壳体内收纳球阀的一般的检验阀而构成，对来自压缩机1的压缩空气没有实质的抵抗就能够打开阀。
在此，逆流防止阀25设置于压力保持机构21与空气悬架17之间的下游配管15上，因此能够事先防止下游配管15内的压缩空气作用于保压阀22而使该保压阀22不经意间打开那种的状况发生。
下面，在第一实施方式的空气悬架装置中，在利用来自压缩机1的压缩空气使车体高度(空气悬架17)升降时、将上游配管14内的压力设为A部压力、将下游配管15内的保压阀22和逆流防止阀25之间的压力设为B部压力、将逆流防止阀25的下游侧的压力设为C压力时，参照图4的时间图，对这些A部压力、B部压力、C部压力和给排气阀18、排气阀20、保压阀22的关系进行说明。
首先，在使车辆的车体高度上升时，通过电动机6使压缩机1的旋转涡管4进行旋转动作，使在各压缩室5依次压缩的压缩空气从排出口13排出。而且，通过压缩机的起动从排出口13排出的压缩空气供给该排出口13的下游侧的上游配管14。此时，上游配管14的下游端通过保压阀22被堵塞，因此，压缩空气仅通过旁通配管23并通过作为小的流路面积的旁通用节流孔24一点一点流向下游配管15侧。
因此，内容积很小的上游配管14内的A部压力在压缩机1起动后短时间内上升，因此固定涡管3与旋转涡管4之间的压缩室5也在短时间内成为高压。因此，旋转涡管4自运转开始后利用压缩室5的压力而成为被推压在推力支承机构11上的状态，因此不会产生晃动且能够稳定地进行旋转动作。
A部压力比保压阀22的开阀压力更高时，该保压阀22开始开阀。由此，自排出口13排出的压缩空气通过旁通用节流孔24和保压阀22的各口22B、22C流向下游配管15侧，因此以大的流路面积大量流入。另外，逆流防止阀25开阀后向下游侧也流入压缩空气，因此逆流防止阀25下游侧的C部压力也上升。但是，C部压力比保压阀22和逆流防止阀25之间的B部压力小，其差值为逆流防止阀25的压力损失量。此时，通过打开给排气阀18能够向空气悬架17供给压缩空气且使车体高度增大。而且，只要在车体高度稳定在所希望的高度位置后，就停止压缩机1。
另一方面，在降低车体高度时，打开给排气阀18和排气阀20，通过下游配管15、排气配管19从空气悬架17排出压缩空气，由此能够降低车体高度。此时，干燥的压缩空气流过空气干燥器16，由此使水分吸附剂中含有的水分向空气中转移，使水分吸附剂再生。
在此，如所述非专利文献1所示，在固定涡管与旋转涡管的相对面之间设置磁铁，利用相对的磁铁间的磁力抑制旋转涡管的晃动的结构的情况下，没有无效空间，在期望的小型化的各涡管中不能设置能得到足够磁力的大磁铁。尤其是，装载于车辆的压缩机正在形成得非常小，因此设置磁铁也有困难。因此，由于不能得到足够的磁力，在运转开始时旋转涡管产生晃动，与固定涡管接触，或产生磨损。另外，在为得到足够磁力而设置大磁铁的情况下，压缩机整体成为大型化。
与此相对，在第一实施方式中，从开始运转能快速使压缩室5的压力上升，由此能够使旋转涡管4推压于各推力支承机构11，因此，不需要在压缩机1内设置新的设备、部件等，压缩机1不会整体变大。另外，利用压缩室5的压力，能够以足够的推压力将旋转涡管4按压于各推力支承机构11。
以上，对第一实施方式进行了详细说明，下面，对第一实施方式的作用效果进行说明。
在本实施方式中，在压缩机1的排出口13的下游侧设置压力保持机构21，该压力保持机构21的结构为，其流路面积可变化为至少两级，允许在开始压缩运转后到上游配管14的压力(A部压力)达到规定上游压之前为只有旁通用节流孔24的小的流路面积，超过所述规定上游压时成为增加了开阀的保压阀22和旁通用节流孔24的大的流路面积。
因此，起动了压缩机1之后，通过压力保持机构21的保压阀22能够使几乎关闭的上游配管14内的压力(A部压力)一直上升，与此同时，压缩室5的压力也能够快速地提高。由此，旋转涡管4通过压缩室5的高压而能够在被推压于推力支承机构11上的状态下进行旋转动作。
其结果是在压缩机1起动的短时间内，将旋转涡管4推压于各推力支承机构11上而能够使旋转涡管4稳定地进行旋转动作，因此，能够抑制起动时的旋转涡管4的晃动。由此，能够防止与各涡管3、4接触而产生的损伤和磨损，能够延长该各涡管3、4等的寿命，也能够提高可靠性。
而且，为稳定旋转涡管的旋转动作利用的是高温涡管3、4间的压缩室5的压力，因此不需要设置非专利文献11中那样的新的其它的部件。因此，能够防止压缩机1的大型化，也能够进一步小型化。
另外，压力保持机构21的保压阀22在上游配管14的压力成为规定压力时开阀，开度不是全开，因此，在维持上游配管14的压力的状态下能够使下游配管15的压力上升。而且，在上游配管14的压力和下游配管15的压力大致成为相等时，随着之后压力的上升、阀体22E(流入口22B和流出口22C之间)的开度增大，不久成为全开。
另一方面，在压力保持机构21内设置有和保压阀22并列的旁通用节流孔24，因此能够一边使上游配管14内的压力快速上升，一边向下游配管15也供给压缩空气，能够使下游配管15的压力(B部压力)上升。
另外，在压力保持机构21的下游侧，位于压力保持机构21与空气悬架17之间在下游配管15上设置逆流防止阀25。该逆流防止阀25利用来自压缩机1的压缩空气能够容易地开阀，能够使该压缩空气朝向各空气悬架17流通。但是，逆流防止阀25能够阻止来自空气悬架17的压缩空气在下游通路15中逆流。由此，利用逆流的压缩空气能够事先防止保压阀22不经意间开阀那种状况，另外，能够防止逆旋转造成的噪音的发生、损伤等，能够提高可靠性。
另外，在本实施方式中，将压力保持机构21作为通过规定压力开阀的检验阀时，检验阀为在阀体的背面承受下游侧压力的结构，因此，开阀后也常常产生压力损失，因此在上游侧和下游侧留有压力差，不能使下游配管15的压力适当地上升。另一方面，当减小检验阀的开阀压力时，上游配管14的压力不能充分地上升，因此不能充分抑制旋转涡管的晃动。
下面，图5及图6表示本发明的空气悬架装置的第二实施方式。本实施方式的特征为，利用通过干燥器内并供给、排出压缩流体的给排气阀而构成逆流防止阀，并且，在排出口和压力保持机构之间设置另一个逆流防止阀。另外，利用给排切换阀切换压缩空气的供给和排出。另外，在第二实施方式中，除给排气阀、给排切换阀和逆流防止阀之外，和所述的第一实施方式相比没有改变的地方，因此，对和第一实施方式同样的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
31是位于空气悬架17的附近且设置于下游配管15的前端侧的第二实施方式的给排气阀。该给排气阀31和第一实施方式的给排气阀18相同，将通过空气干燥器16内的压缩空气供给、排出至空气悬架17。另外，在第二实施方式中，也可以将给排气阀31作为防止压缩空气从空气悬架17向压缩机1侧逆流的逆流防止阀使用。
32是位于压力保持机构21与空气干燥器16之间且设置于下游配管15的给排切换阀。该给排切换阀32是作为电磁阀(3通2位的电磁控制式切换阀)而形成，其具有用于将来自压缩机1的压缩空气供给空气悬架17侧的供给切换装置32A和用于将来自空气悬架17的压缩空气向外部排出的排出切换装置32B。而且，压缩机1驱动，在高位置保持空气悬架17时给排切换阀32切换成供给切换位置32A，利用空气悬架17降低车辆时切换成排出切换位置32B。
33是设置于排出口13与压力保持机构21之间的作为上游配管14的逆流防止阀。该逆流防止阀33防止下游配管15内的压缩空气向压缩机1侧逆流。另外，第二实施方式的逆流防止阀33和第一实施方式的逆流防止阀25相同，其构成是利用脆弱的阀弹簧使阀体向闭阀方向施力的普通的检验阀。
下面，在第二实施方式的空气悬架装置中，利用来自压缩机1的压缩空气升降车体高度(空气悬架17)时，将上游配管14内的压力设为A部压力、将下游配管15内的保压阀22和给排切换阀32之间的压力设为B部压力、将给排切换阀32下游侧的压力设为C压力时，参照图6的时间图，对这些A部压力、B部压力、C部压力和保压阀22、给排气阀31、给排切换阀32的关系进行说明。
首先，在使车辆的车体高度上升时，将给排切换阀32切换至供给切换位置32A，起动压缩机1使压缩空气从排出口13排出。而且，通过压缩机1的起动从排出口13排出的压缩空气供给该排出口13的下游侧的上游配管14。此时，上游配管14的下游端通过保压阀22被堵塞，因此，压缩空气仅通过旁通配管23且通过作为小的流路面积的旁通用节流孔24一点一点地流向下游配管15。
因此，内容积很小的上游配管14内的A部压力在压缩机1起动后短时间内上升，因此固定涡管3与旋转涡管4之间的压缩室5也在短时间内成为高压。因此，旋转涡管4自运转开始后利用压缩室5的压力而成为被推压于推力支承机构11上的状态，因此不会产生晃动且能够稳定地进行旋转动作。
A部压力比保压阀22的开阀压力更高时，该保压阀22开始开阀。由此，自排出口13排出的压缩空气通过旁通用节流孔24和保压阀22的各口22B、22C流向下游配管15侧，因此以大的流路面积大量流入。另外，保压阀22的开阀压力比空气悬架17需要的压力更低时，B部压力到达保压阀22的开阀压力时保压阀22全部打开，从排出口13排出的压缩空气大量流入下游配管15侧。
此时，通过给排切换阀32向下游侧流入压缩空气，因此，通过打开给排气阀31能够向空气悬架17供给压缩空气且使车体高度增大。而且，只要在车体高度稳定在所希望的高度位置，就停止压缩机1，关闭给排气阀31，给排切换阀32切换成排出口切换位置32B。
另一方面，在降低车体高度时，打开给排气阀31，通过下游配管15、给排切换阀32的排出口切换位置32B从空气悬架17排出压缩空气，由此能够降低车体高度。此时，干燥的压缩空气流过空气干燥器16，由此使水分吸附剂中含有的水分向空气中转移，使水分吸附剂再生。
第二实施方式为以上所述的结构，但是，该第二实施方式也和所述的第一实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，根据第二实施方式，将空气悬架17侧的给排气阀31作为逆流防止阀使用，因此能够防止压缩空气从空气悬架17向压缩机1侧逆流，另外，能够使结构简单化。另外，在下游配管15上设置有给排切换阀32，因此能够省略第一实施方式中设置的排气配管19。另外，在排出口13与压力保持机构21之间设置有逆流防止阀33，因此能够防止下游配管15、上游配管14的一部分压缩空气向压缩机1侧逆流。
下面，图7表示本发明第三实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，压力保持机构的结构为在开始压缩运转时切断排出口的下游侧。另外，在压力保持机构的下游侧设置有储存压缩流体的储存槽。另外，在第三实施方式中，和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
首先，对与压缩机1的排出口13的下游侧连接的配管进行说明。在图7中，41是为连接排出口13和后述的压力保持机构44而设置的上游配管。另外，42是设置于所述压力保持机构44的下游侧的下游配管，该下游配管42的下游侧与后述的储存槽43连接。而且，上游配管41和下游配管42将自压缩机1排出的压缩空气供给储存槽43，在该上游配管41、下游配管42之间，设置有位于作为压缩机1侧的上游侧的压力保持机构44。
另外，43是设置于作为压力保持机构44的下游侧的下游配管42的下游端的储存槽。该储存槽43储存自压缩机1供给的压缩空气。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第三实施方式的压力保持机构44进行说明。
44表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第三实施方式的压力保持机构。该压力保持机构44的结构为压缩机1开始压缩运转到该压力保持机构44下游侧的下游配管42内的压力达到规定压力之前设为小的流路面积(在此面积为零)，超过所述规定压力时设为大的流路面积。
而且，压力保持机构44由一个保压阀45构成。该保压阀45和第一实施方式的保压阀22相同，在压缩机1停止时及运转开始之后上游配管41内的压力低时，将上游配管41和下游配管42之间切断。另一方面，上游配管41内的压力上升达到规定压力时，开度(流路面积)变大。但是，上游配管41内的压力和下游配管42的压力有差值期间，开度不是最大。另外，上游配管41内的压力和下游配管42内的压力变为大致相等时，之后，上游配管41内的压力和下游配管42内的压力同时上升，全部都完全打开。由此，保压阀45可以从流路面积为最小的切断状态到流路面积为最大的全开状态以无级地进行变化。由此，保压阀45能够使流路面积从全闭到全开进行至少两级以上的变化。
46是设置于压力保持机构44的下游侧的下游配管42的第三实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀46和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管42的压缩空气向压缩机1侧逆流。
第三实施方式为以上所述的结构，但是，该第三实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，根据第三实施方式，构成压力保持机构44的保压阀45在开始压缩机1的压缩运转时，切断吐出口13的下游侧即上游配管41，因此，从排出口13排出的压缩空气不会泄到下游配管42侧，能够以更短时间提高压缩室5的压力。另外，在储存槽43内能够充分储存压缩空气。
另外，代替第三实施方式的储存槽43，也可以是安装和第一实施方式相同的空气悬架的结构。
下面，图8及图9表示本发明第四实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，压力保持机构作为电磁阀而形成，该电磁阀具有小的流路面积的小流路切换部和大的流路面积的大流路切换部，并且在该电磁阀的下游侧设置检测压力的下游侧压力检测装置，该下游侧压力检测装置的检测值达到规定的压力之前将所述电磁阀设为小流路切换部，达到规定压力之后切换成大流路切换部。另外，电磁阀在小流路切换部具有节流孔，在大流路切换部具有大流路的连通路。另外，在第四实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
首先，对与压缩机1的排出口13的下游侧连接的配管进行说明。在图8中，51是为连接排出口13和后述的压力保持机构53而设置的上游配管。另外，52是设置于所述压力保持机构53的下游侧的下游配管，该下游配管52的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。而且，上游配管51和下游配管52将自压缩机1排出的压缩空气供给空压设备，在该上游配管51、下游配管52间设置有位于作为压缩机1侧的上游侧的压力保持机构53。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第四实施方式的压力保持机构53进行说明。
53表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第四实施方式的压力保持机构。该压力保持机构53的结构为压缩机1从开始压缩运转到该压力保持机构53下游侧的下游配管52内的压力达到规定压力之前设为小的流路面积，超过所述规定压力时设为大的流路面积。而且，压力保持机构53具有后述的电磁阀54，在该电磁阀54的下游侧设置有检测压力的下游侧压力传感器55，该下游侧压力传感器55的检测值达到规定的压力之前将所述电磁阀54设为小流路切换部54A，达到规定压力之后切换成大流路切换部54B。
即，54是构成压力保持机构53的电磁阀，该电磁阀54其结构为两通两位的电磁控制式切换阀，其可选择地切换具有节流孔的小流路切换部54A、和具有大流路的连通路的大流路切换部54B两个切换位置。在此，电磁阀54在下游侧压力传感器55的检测值达到规定的压力之前通过小流路切换部54A将上游配管51和下游配管52连通，在下游侧压力传感器55的检测值达到所述规定压力后根据来自后述的控制组件56的控制信号切换至大流路切换部54B。由此，电磁阀54能够使流路面积变化成至少两级，在本实施方式中能够变化成小流路切换部54A和大流路切换部54B两级。
所谓该第四实施方式中的规定压力，设定为下游配管52内的压力上升，即使切换电磁阀54而上游配管51内的压力为也不会急剧降低的范围的压力。而且，通过该规定压力下自控制组件56输出用于切换成大流路切换部54B的控制信号。
即，所谓所述规定压力也可以为如下，即、在将电磁阀54切换成大流路切换部54B且用大流路的连通路连通上游配管51和下游配管52时，上游配管51的压缩空气一下子流向下游配管52侧而压力下降，下游配管52内压力升压直到未扰乱旋转涡管4的旋转姿势的范围即可。
55是作为设置于电磁阀54的下游侧的下游侧压力检测装置的下游侧压力传感器。该下游侧压力传感器55检测下游配管52的压力，将该压力检测值输出至后述的控制组件56。
56是控制组件，该控制组件56读取下游侧压力传感器55检测的压力值，在该压力值到达规定压力时，对电磁阀54输出用于切换成大流路切换部54B的控制信号。
另一方面，57是设置于作为压力保持机构53的下游侧的下游配管52的第四实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀57和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管52的压缩空气向压缩机1侧逆流。
下面，参照图9的流程图说明通过控制组件56对压力保持机构53的控制。
首先，当起动压缩机1，控制组件56在步骤1读取下游侧压力传感器55检测出的压力值，在步骤2判断压力值是否达到切换电磁阀54的规定压力。此时，在下游侧压力传感器55检测的压力值未达到规定压力的情况下，重复所述压力值的读取。另一方面，在下游侧压力传感器55检测的压力值达到规定压力的情况下，转移至步骤3且对电磁阀54输出用于切换成大流路切换部54B的控制信号。
第四实施方式为以上所述的结构，但是，该第四实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，根据第四实施方式，压力保持机构53作为电磁阀54而形成，该电磁阀54具有由节流孔构成的小的流路面积的小流路切换部54A和大的流路面积的大流路切换部54B，并且在该电磁阀54的下游侧设置有检测压力的下游侧压力传感器55，该下游侧压力传感器55的检测值达到规定的压力之前将所述电磁阀54设为小流路切换部54A，达到规定压力之后切换成大流路切换部54B。由此，在起动了压缩机1时，旋转涡管4被推压于各推力支承机构11上而能够稳定地进行旋转动作。另外，能够防止与各涡管3、4接触而产生的损伤和磨损，能够延长该各涡管3、4等的寿命。
下面，图10及图11表示本发明第五实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，在电磁阀的上游侧设置检测压力的上游侧压力检测装置，根据该上游侧压力检测装置的检测值推定电磁阀的下游侧的压力，该推定值达到规定的压力之前将所述电磁阀设为小流路切换部，达到规定压力之后切换成大流路切换部。另外，在第五实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
首先，在图10中，61是为连接排出口13和后述的压力保持机构63而设置的上游配管。另外，62是设置于所述压力保持机构63的下游侧的下游配管，该下游配管62的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第五实施方式的压力保持机构63进行说明。
63表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第五实施方式的压力保持机构。该压力保持机构63具有后述的电磁阀64，在该电磁阀64的上游侧设置检测压力的上游侧压力传感器65，根据该上游侧压力传感器65的检测值推定电磁阀64的下游侧的压力，该推定值达到规定的压力之前将所述电磁阀64设为小流路切换部64A，达到所述规定压力之后切换成大流路切换部64B。
即，64是构成压力保持机构63的电磁阀，该电磁阀64是两通两位的电磁控制式切换阀，其可选择地切换具有节流孔的小流路切换部64A和具有大流路的连通路的大流路切换部64B两个切换位置。由此，电磁阀64能够使流路面积变化成至少两级，在本实施方式中能够变化成小流路切换部64A和大流路切换部64B两级。
65是作为设置于电磁阀64的上游侧的作为上游侧压力检测装置的上游侧压力传感器。该上游侧压力传感器65检测上游配管61的压力，将该压力检测值向后述的控制组件66输出。
66是控制组件，该控制组件66读取上游侧压力传感器65检测的压力值，根据该压力值推定电磁阀64的下游侧的压力，在该推定值到达规定压力时，对电磁阀64输出用于切换成大流路切换部64B的控制信号。
另一方面，67是设置于作为压力保持机构63的下游侧的下游配管62的第五实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀67和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管62的压缩空气向压缩机1侧逆流。
下面，参照图11的流程图说明通过控制组件66对压力保持机构63的控制。
首先，当起动压缩机1时，控制组件66在步骤1读取下游侧压力传感器65检测出的压力值，在步骤2根据上游侧压力传感器65检测出的压力值推定电磁阀64的下游侧的压力，判断该推定的压力值是否达到切换电磁阀64的规定压力。此时，推定的压力值未达到规定压力的情况下，重复所述压力值的读取。另一方面，推定的压力值达到规定压力的情况下，转移至步骤3且对电磁阀54输出用于切换至大流路切换部54B的控制信号。
第五实施方式为以上所述的结构，但是，该第五实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，根据第五实施方式，在电磁阀64的上游侧设置检测压力的上游侧压力传感器65，根据该上游侧压力传感器65的检测值推定电磁阀的下游侧的压力，在该推定值达到规定的压力之前将所述电磁阀64设为小流路切换部64A，达到所述规定压力之后切换成大流路切换部64B。因此，即使因设计等问题未能检测出电磁阀64的下游侧的压力的情况下，在起动了压缩机1时，也能使旋转涡管4推压在各推力支承机构11上而稳定进行旋转动作。另外，能够防止与各涡管3、4接触而产生的损伤和磨损，能够延长该各涡管3、4等的寿命。
下面，图12及图13表示本发明第六实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，设置用于驱动涡管的电动机，电磁阀根据供给该电动机的电流值推定电磁阀下游侧的压力值，在达到该推定压力之前设为小流路切换部，达到推定压力值之后切换成大流路切换部。另外，在第六实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
首先，在图12中，71是为连接排出口13和后述的压力保持机构73而设置的上游配管。另外，72是设置于所述压力保持机构73的下游侧的下游配管，该下游配管72的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第六实施方式的压力保持机构73进行说明。
73表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第六实施方式的压力保持机构。该压力保持机构73由后述的电磁阀74构成。
即，74是构成压力保持机构73的电磁阀，该电磁阀74为两通两位的电磁控制式切换阀，其可选择地切换具有节流孔的小流路切换部74A、和具有大流路连通路的大流路切换部74B两个切换位置。由此，电磁阀74能够使流路面积变化成至少两级，在本实施方式中能够变化成小流路切换部74A和大流路切换部74B两级。
75是控制组件。该控制组件75读取后述的电流传感器79检测的驱动电动机的电流值，根据该电流值推定电磁阀74的下游侧的压力，在该推定值到达规定压力时，对电磁阀74输出用于切换成大流路切换部74B的控制信号。
76是与控制组件75连接设置的运转开关。另外，77表示根据该运转开关76的操作来驱动、停止电动机6的电动开关。该电动开关77与电源78连接。
79是设置于电动开关77与电源78之间的电流传感器。该电流传感器79检测由电源78向电动开关77(电动机6)供给的电流值，将该电流值向控制组件75输出。该情况下，供给电动机6的电流值随着压缩运转时的负荷而变动，因此，根据该电流值能够推定上游配管71内的压力、下游配管72内的压力。
另一方面，80是设置于作为压力保持机构73的下游侧的下游配管72的第六实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀80和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管72的压缩空气向压缩机1侧逆流。
下面，参照图13的流程图说明通过控制组件75对压力保持机构53的控制。
首先，在步骤1通过运转开关76起动电动机6，转移至步骤2，控制组件75读取电流传感器79检测出的向电动机供给的电流值，在步骤3根据电流传感器79检测出的电流值判断电磁阀74的下游侧的压力，判断与该推定的压力值相当的电流值是否上升到切换电磁阀74的规定值。此时，电流值未达到规定值的情况下，重复所述的电流值的读取。另一方面，在电流值达到规定值的情况下，转移至步骤4且对电磁阀74输出用于切换至大流路切换部74B的控制信号。
第六实施方式为以上所述的结构，但是，该第六实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，根据第六实施方式，设置有用于驱动旋转涡管4的电动机，电磁阀74根据供给该电动机6的电流值推定电磁阀74的下游侧的压力值，未达到该推定压力值时设为小流路切换部74A，达到推定压力值后切换至大流路切换部74B。因此，即使未检测出电磁阀74的上游侧、下游侧的压力的情况下，只检测出用于驱动电动机6的电流，也能够使压缩机1起动时旋转涡管4的旋转动作稳定。另外，能够延长各涡管3、4的寿命。
下面，图14表示本发明第七实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，利用以下游侧的压力为控制压且切换成小流路切换部和大流路切换部的空气控制式切换阀构成压力保持机构。另外，在第七实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
在图14中，81是为连接排出口13和后述的压力保持机构83而设置的上游配管。另外，82是设置于所述压力保持机构83的下游侧的下游配管，该下游配管82的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第六实施方式的压力保持机构83进行说明。
83表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第七实施方式的压力保持机构。该压力保持机构83由后述的空压阀84构成。
即，84是构成压力保持机构83的空压阀，该空压阀84为两通两位的空气控制式切换阀，其将该空压阀84的下游侧(下游配管82)的空气压作为控制压可选择地切换具有节流孔的小流路切换部84A、和具有大流路连通路的大流路切换部84B两个切换位置。由此，空压阀84能够使流路面积变化成至少两级，在本实施方式中能够变化成小流路切换部84A和大流路切换部84B两级。
另外，在空压阀84中，对抗控制压力设置有阀弹簧84C。该阀弹簧84C以如下方式设定弹力，即、下游配管82内的压力上升，即使切换空压阀84，上游配管81内的压力为不急剧降低的范围的压力，当该规定压力作为控制压被供给时，从小流路切换部84A切换成大流路切换部84B。
所谓规定压力也可以为如下，即、在将空压阀84切换成大流路切换部84B且用大流路连通上游配管81和下游配管82时，上游配管81的压缩空气一下子地流向下游配管82侧且压力下降，下游配管82内压力上升直到未扰乱旋转涡管4的旋转姿势的范围即可。
由此，空压阀84(压力保持机构83)在压缩机1起动时，利用阀弹簧84C的作用力通过小的流路面积的小流路切换部84A连通上游配管81和下游配管82。另一方面，下游配管82内的压力上升，且即使切换空压阀84上游配管81内的压力成为不会急剧降低的范围的压力时，抵抗阀弹簧84C切换成大流路切换部84B，用大的流路面积连通上游配管81和下游配管82。
另一方面，85是设置于作为压力保持机构83的下游配管82的第七实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀85和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管82的压缩空气向压缩机1侧逆流。
第七实施方式为以上所述的结构，但是，该第七实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，在第七实施方式中，通过以空气压为控制压的空压阀84构成压力保持机构83。由此，不使用高价的电磁阀、传感器类，另外不需要电力配线、控制，因此能够简单地构成，在目前的配管上也可以简单设置。
另外，第七实施方式的结构为将位于空压阀84下游侧的下游配管82的空气压作为控制压力进行切换。但是，也可以是以位于空压阀84上游侧的上游配管81的空气压作为控制压力，假设下游侧的压力进行切换的结构。
下面，图15表示本发明第八实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，压力保持机构为在开始压缩运转时切断排出口的下游侧的结构。另外，在第八实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
在图15中，91是为连接排出口13和后述的压力保持机构93而设置的上游配管。另外，92是设置于所述压力保持机构93的下游侧的下游配管，该下游配管92的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第八实施方式的压力保持机构93进行说明。
93表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第八实施方式的压力保持机构。该压力保持机构93由后述的空压阀94、逆流防止阀96等构成。
即，94是构成压力保持机构93的空压阀，该空压阀94为两通两位的空气控制式切换阀，其以该空压阀84的上游侧(上游配管91)的空气压力为控制压力，可选择地切换切断流路的流路切断部94A、和连通流路的流路连通部94B两个切换位置。
另外，在空压阀94中，对抗控制压力设置有阀弹簧94C。该阀弹簧94C如以下方式设定弹力，即、上游配管91的压力在下游配管92内的压力上升且达到压缩空气从上游配管91未一下子地流入到下游配管92的规定压力的压力时，从流路切断部94A切换成流路连通部94B。
95表示将空压阀94旁通且连接上游配管91和下游配管92的旁通配管，96是设置于该旁通配管95的逆流防止阀。该逆流防止阀96防止下游配管92的压缩空气向压缩机1侧逆流。另外，第八实施方式的逆流防止阀96比所述通常的逆流防止阀的开阀压力更高。即，构成逆流防止阀96的阀弹簧96A设定为能够将压缩室5保持为能够稳定地旋转旋转涡管4的压力的弹力。
由此，压力保持机构93在开始压缩机1的压缩运转时，通过由空压阀94和逆流防止阀96切断排出口13的下游侧的上游配管91，缩短上游配管91内的升压时间。另一方面，上游配管91内的压力比逆流防止阀96的开阀压力更高时，使该逆流防止阀96开阀，从具有小的流路面积的上游配管91通过旁通配管95向下游配管92流通压缩空气。另外，下游配管92的压力上升时，由于仅仅逆流防止阀96产生的压力损失的部分而使上游配管91内的压力也变高，因此，利用该压力将空压阀94从流路切断部94A切换至流路连通部94B。由此，通过空压阀94的流路连通部94B和逆流防止阀96以大的流路面积从上游配管91向下游配管92流通压缩空气。
因此，压力保持机构93可使流路面积变成至少两级，在本实施方式中，可变化为只有逆流防止阀96开阀、和使流路连通部94B和逆流防止阀96配合在一起的两级。
第八实施方式为以上所述的结构，但是，该第八实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，在第八实施方式中，将压力保持机构93为在开始压缩运转时切断排出口13的下游侧的上游配管91的结构，因此，不会向下游配管92侧流入的压缩空气，能够在更短时间内提高该上游配管91内的压力。
下面，图16表示本发明第九实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，压力保持机构由包括流路切断部、小流路切换部和大流路切换部这三位置的控制式切换阀构成，该控制式切换阀在上游侧的压力成为规定压力之前设为小流路切换部，在上游侧的压力变成规定压力时切换成大流路切换部，且下游侧的压力比上游侧高时切换成流路切断部。另外，在第九实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
在图16中，101是为连接排出口13和后述的压力保持机构103而设置的上游配管。另外，102是设置于所述压力保持机构103的下游侧的下游配管，该下游配管102的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第九实施方式的压力保持机构103进行说明。
103表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第九实施方式的压力保持机构。该压力保持机构103由后述的三位置的空压阀104构成。
即，104是作为构成压力保持机构103的控制式切换阀的空压阀。该空压阀104其作为两通三位的空气控制式切换阀构成，其将该空压阀104的上游侧(上游配管101)和下游侧(下游配管102)的空气压设定为控制压力，可选择地切换切断流路的流路切断部104A、具有节流孔的小流路切换部104B和具有大流路连通路的大流路切换部104C三个切换位置。
在此，空压阀104(压力保持机构103)在开始压缩机1的压缩运转时，由于从排出口13排出的压缩空气使上游配管101内的压力增高，因此，以该压力作为控制压力切换成小流路切换部104B。由此，上游配管101的压缩空气通过小流路切换部104B且向下游配管102流通，因此，下游配管102内的压力上升。
而且，下游配管102内的压力升高到规定压力后，空压阀104切换成大流路切换部104C。另一方面，压缩空气在下游配管102逆流的情况下，逆流的压缩空气使下游配管102内的压力增高，因此，以该压力作为控制压力可切换至流路切断部104A，该流路切断部104A防止压缩空气的逆流。由此，空压阀104可使流路面积变成至少两级，在本实施方式中，可变化为流路切断部104A、小流路切换部104B和大流路切换部104C三个级。
第九实施方式为以上所述的结构，但是，该第九实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是，在第九实施方式中，压力保持机构103由以上游配管101的压力和下游配管102的压力作为相对的控制压力切换流路切断部104A、小流路切换部104B和大流路切换部104C三位置的空压阀104构成。
因此，空压阀104在上游配管101的压力成为规定压力之前设为小流路切换部104B，由此，在起动压缩机1时能够使压缩室5的压力快速升高。另外，上游配管101的压力成为规定压力时切换成大流路切换部104C，由此能够以大的流路面积从上游配管101向下游配管102流通压缩空气。另外，压缩空气在下游配管102中逆流的情况下，通过流路切断部104A使下游配管102和上游配管101之间切断，从而能够阻止压缩空气向压缩机1侧流通，能够省略逆流防止阀。
下面，图17及图18表示本发明第十实施方式的涡管式流体机械。本实施方式的特征为，压力保持机构的结构为开始运转后，在经过规定时间后以从小的流路面积变为大的流路面积的方式，使流路面积变化为至少两个级。另外，在第十实施方式中，对和所述第一实施方式相同的构成要素附带同样的符号，省略其说明。
首先，在图17中，111是为连接排出口13和后述的压力保持机构113而设置的上游配管。另外，112是设置于所述压力保持机构113的下游侧的下游配管，该下游配管112的下游侧与空气悬架、储存槽等空压设备(未图示)连接。
下面，对为在短时间内提高压缩机1的压缩室5的压力而设置的第十实施方式的压力保持机构113进行说明。
113表示设置于压缩机1的排出口13的下游侧的第十实施方式的压力保持机构。该压力保持机构113由后述的电磁阀114构成。
即，114是构成压力保持机构113的电磁阀。该电磁阀114其作为两通两位的电磁控制式切换阀构成，其可选择地切换具有节流孔的小流路切换部104A、和具有大流路的连通路的大流路切换部104B的两个切换位置。由此，电磁阀114可使流路面积变成至少两级，在本实施方式中，可变化为小流路切换部104A和大流路切换部104B两级。
115是控制组件。该控制组件115与电磁阀114和后述的电动开关117连接。另外，控制组件115具有测定由后述的运转开关116起动后经过的时间的定时器115A。而且，控制组件115通过定时器115A设定开始压缩机1运转后的规定时间，根据该定时器115A输出用于切换电磁阀114的控制信号。
在此，规定时间是下游配管112的压力上升而即使切换电磁阀114、上游配管111内的压力也不会急剧降低的时间。即，所谓规定时间也可以为如下的时间，即、上游配管111内的压缩空气一下子流向下游配管112侧且压力下降、能够使下游配管112内压力上升直到未扰乱旋转涡管4的旋转姿势的范围的时间即可。
116是与控制组件115连接设置的运转开关。另外，117表示根据该运转开关116的操作来驱动、停止电动机6的电动开关。该电动开关117与电源118连接。
另一方面，119是设置于成为压力保持机构113的下游侧的下游配管112的第十实施方式的逆流防止阀。该逆流防止阀119和第一实施方式的逆流防止阀25大致相同，防止下游配管112的压缩空气向压缩机1侧逆流。
下面，参照图18的流程图说明控制组件115对压力保持机构53的控制。
首先，在步骤1读取运转开关116的起动状态，在步骤2判断运转开关116是否为打开(ON)状态。此时，运转开关116在关闭(OFF)状态的情况下，重复读取所述运转开关116的起动状态。另一方面，在运转开关116为打开(ON)状态的情况下，在步骤3计数定时器115A，转移至步骤4判断是否达到应该切换电磁阀114的规定时间。此时，在定时器115A的计数未达到规定时间的情况下，从读取所述运转开关116的起动状态开始重新进行。另一方面，在定时器115A的计数达到规定时间的情况下，转移至步骤5，对电磁阀114输出用于切换成大流路切换部114B的控制信号。
第十实施方式为以上所述的结构，但是，该第十实施方式也和所述的各实施方式大致相同，可得到起动时能使旋转涡管4稳定进行旋转动作的作用效果。
尤其是在第十实施方式中，虽然切换压力保持机构113的电磁阀114，但是因为使用控制组件115的定时器115A，因此不会产生检测不良，能够可靠地切换电磁阀114。
另外，在第四、第六实施方式中，列举说明了将压力保持机构53、73的电磁阀54、74作为电磁控制式切换阀的结构的情况，该电磁控制式切换阀具备具有小的流路面积的节流孔的小流路切换部54A、74A和具有大的流路面积的大流路的连通路的大流路切换部54B、74B两个切换位置。
但是，本发明不局限于此，压力保持机构也可以由作为具有切断流路的流路切断部和连通流路的流路连通部的控制式切换阀的电磁阀；和与该电磁阀并列设置且具有小的流路面积的旁通用节流孔构成。
另外，在第一、第二实施方式中，列举说明了由压缩机1作为空压机向车辆的空气悬架17给排压缩空气的情况。另外，在第三实施方式中，列举说明了由压缩机1作为空压机向储存槽43供给压缩空气的情况。但是，本发明不局限于这些结构，例如，也可以采用使压缩机1向气缸等空压设备给排压缩空气的结构。该结构也能够同样使用于其它的实施方式。
另外，在各实施方式中，列举说明了将涡管式空气压缩机1的推力支承机构11作为在支承部件11A、11B间配置球11C的球连接器结构的例子的情况，但是，本发明不局限于此，作为推力支承机构例如也可以使用在旋转涡管4的镜板4A的背面滑动连接的止推轴承板等的结构。
权利要求
1、一种涡管式流体机械，具备
一侧的涡管，其在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部；
另一侧的涡管，其与该一侧的涡管相对而设置，且在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部，该涡卷状的卷绕部与该一侧的涡管的卷绕部重合并对压缩室进行划分；
推力支承机构，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的背面侧，允许所述镜板与卷绕部之间的推力方向的间隙以规定量变化，且在推力方向支承所述镜板；
排出口，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的内径侧，排出在所述压缩室被压缩的压缩流体；
压力保持机构，其设置于该排出口的下游侧，
所述压力保持机构的结构为，其流路面积能变化成至少两级，允许从开始压缩运转到所述压力保持机构的上游侧的压力达到规定上游压之前为小的流路面积，超过所述规定上游压时为大的流路面积。
2、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，所述压力保持机构是以将其上游侧压力保持为一定的方式变化开度的保压阀。
3、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，所述压力保持机构是电磁阀，该电磁阀具有小的流路面积的小流路切换部和大的流路面积的大流路切换部，所述小的流路面积为不包括零的值。
4、如权利要求3所述的涡管式流体机械，其中，在所述电磁阀的下游侧设置检测压力的下游侧压力检测装置，在该下游侧压力检测装置的检测值达到所述下流压之前将所述电磁阀设为小流路切换部，在达到所述规定下流压后将所述电磁阀切换成大流路切换部。
5、如权利要求3所述的涡管式流体机械，其中，在所述电磁阀的上游侧设置检测压力的上游侧压力检测装置，根据该上游侧压力检测装置的检测值推定所述电磁阀的下流侧的压力，在该推定值达到规定下流压之前将所述电磁阀设为小流路切换部，在达到所述规定下流压后将所述电磁阀切换成大流路切换部。
6、如权利要求3所述的涡管式流体机械，其中，所述电磁阀根据由所述各涡管开始压缩运转的时间，算出所述电磁阀的下游侧的压力达到规定的下游压的时间，从开始的时间到到达该算出的时间设为小流路切换部，达到所述算出时间后切换成大流路切换部。
7、如权利要求3所述的涡管式流体机械，其中，设置用于驱动所述涡管的电动机，所述电磁阀根据供给该电动机的电流值推定所述电磁阀的下流侧的压力值，在该推定的压力值达到规定下流压之前将所述电磁阀设为小流路切换部，在达到所述规定下流压后将所述电磁阀切换成大流路切换部。
8、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，所述压力保持机构由以下部件构成，即、控制式切换阀，其具有切断流路的流路切断部和大的流路面积的大流路切换部；旁通用节流孔，其与该控制式切换阀旁通且与该控制式切换阀并列设置，并具有小的流路面积，
在所述控制式切换阀的上游侧和下游侧的压力为大致相等之前，将所述控制式切换阀切换成流路切断部而只将旁通用节流孔作为流路，在上游侧和下游侧的压力大致相等之后，将所述控制式切换阀切换成大流路切换部。
9、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，所述压力保持机构由包括流路切断部、小流路切换部和大流路切换部三个位置的控制式切换阀构成，该控制式切换阀在上游侧和下游侧的压力为大致相等之前设为小流路切换部，在上游侧和下游侧的压力变为大致相等时切换成大流路切换部，且下游侧的压力变高时切换成流路切断部。
10、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，在所述排出口与所述压力保持机构之间或在所述压力保持机构的下游侧，设置有防止该压力保持机构的下游侧的压缩流体逆流的逆流防止阀。
11、如权利要求1所述的涡管式流体机械，其中，所述推力支承机构是通过转动的球支承由所述压缩室作用于镜板的止推载荷的球联接机构。
12、一种涡管式流体机械，具备
一侧的涡管，其在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部；
另一侧的涡管，其与该种涡管相对而设置，且在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部，该涡卷状的卷绕部与该种涡管的卷绕部重合并对压缩室进行划分；
推力支承机构，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的背面侧，允许所述镜板与卷绕部之间的推力方向的间隙以规定量变化，且在推力方向支承所述镜板；
排出口，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的内径侧，排出在所述压缩室被压缩的压缩流体；
压力保持机构，其设置于该排出口的下游侧；
空压设备及储存槽中的任一个，其设置于该压力保持机构的下游侧；
所述压力保持机构，按照从开始压缩运转到所述压力保持机构的上游侧的压力达到规定压力之前为小的流路面积，超过所述规定压力时为大的流路面积的方式，使所述流路面积变化成至少两级，所述大的流路面积设定为使上游侧和下游侧的压力差减少的大小，
在所述排出口与所述压力保持机构之间或在所述压力保持机构与所述空压设备及储存槽中的任一个之间，设置防止压缩流体从所述空压设备及储存槽中的任一个逆流的逆流防止阀。
13、如权利要求12所述的涡管式流体机械，其中，所述逆流防止阀设置于所述压力保持机构与所述空压设备之间。
14、如权利要求12所述的涡管式流体机械，其中，所述压力保持机构是以将其上游侧压力保持为一定的方式变化开度的保压阀。
15、如权利要求12所述的涡管式流体机械，其中，所述推力支承机构是通过转动的球支承由所述压缩室作用于镜板的止推载荷的球联接机构。
16、一种使用涡管式流体机械的空气悬架装置，具备
一侧的涡管，其在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部；
另一侧的涡管，其与该一侧的涡管相对而设置，且在镜板的表面立设有涡卷状的卷绕部，该涡卷状的卷绕部与该一侧的涡管的卷绕部重合，并对压缩室进行划分；
推力支承机构，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的背面侧，允许所述镜板与卷绕部之间的推力方向的间隙以规定量变化，且在推力方向支承所述镜板；
排出口，其设置于所述一侧的涡管和另一侧的涡管中至少单侧的涡管的内径侧，排出在所述压缩室被压缩的压缩流体；
压力保持机构，其设置于该排出口的下游侧；
空气悬架，其经由内装有水分吸附剂的干燥器设置在该压力保持机构的下游侧，
所述压力保持机构，按照从开始压缩运转到所述压力保持机构的上游侧的压力达到规定压力之前为小的流路面积，当超过所述规定压力时为大的流路面积的方式，使所述流路面积变化成至少两级，所述大的流路面积设定为使上游侧和下游侧的压力差减少的大小，
在所述排出口与所述压力保持机构之间或在所述压力保持机构的下游侧，设置防止压缩流体从所述空气悬架逆流的逆流防止阀。
17、如权利要求16所述的使用涡管式流体机械的空气悬架装置，其中，所述压力保持机构是以将其上游侧压力保持为一定的方式变化开度的保压阀。
18、如权利要求16所述的使用涡管式流体机械的空气悬架装置，其中，所述压力保持机构是具有小的流路面积的小流路切换部和大的流路面积的大流路切换部的电磁阀。
19、如权利要求16所述的使用涡管式流体机械的空气悬架装置，其中，所述逆流防止阀是通过所述干燥器内供给、排出压缩流体的给排气阀。
全文摘要
本发明涉及一种涡管式流体机械及使用其空气悬架装置，在开始压缩运转的起动时使涡管稳定地进行旋转动作，由此提高涡管的寿命。在压缩机的排出口的下游侧设置压力保持机构，该压力保持机构在从运转开始到下游配管的压力达到规定压力之前为只是旁通用节流孔的小的流路面积，超过规定压力时利用开阀的保压阀和旁通用节流孔为大的流路面积，由此使流路面积可变成至少两级。因此，起动压缩机之后，通过保压阀能够使大体关闭的上游配管内的压力一直上升，与此同时压缩室的压力也能够快速增高。由此，旋转涡管利用压缩室的高压在推压于各推力支承机构的状态下能够稳定地进行旋转动作。
文档编号F04C28/00GK101397991SQ20081016178
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月28日
发明者森俊介, 末藤和孝 申请人:株式会社日立制作所