专利名称：涡旋机和使用涡旋机的压缩气生产设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及运转类型的容积式压缩机，它在减小压缩工作室的容积时压缩气体，更具体来说，涉及一种涡旋机，在这种涡旋机中，通过涡旋形的涡旋件形成月牙形的压缩室。
在涡旋压缩机中，有两个涡旋件，每个具有在一镜板上垂向形成的一条涡旋带，这两个涡旋件相互接合。这两个涡旋件相互作运转运动，两个涡旋件之一相对于另一个不转地固定，从而从涡旋件的外周部分向着涡旋件的中心部分压缩气体。在一种公知的这种涡旋压缩机中，在由涡旋带形成的压缩室中的气体压力迫使运转的涡旋和静止的涡旋相互分开。还有一种上述类型的涡旋压缩机，其中，两条涡旋带分别在运转的涡旋的镜报的相对两表面上形成，两个压缩工作室分别在镜板的两相对表面上形成，因而可抵销压缩气体产生的推力。日本未审定的专利公开文本第5-52189号中公开了后一种技术。在这种普通的结构中，在运转涡旋的相对两表面上分别形成齿，运转涡旋夹在两个静止涡旋之间，两根传动轴设在运转涡旋的外周部分，并由装在两静止涡旋上的轴承可转动地支承着。在两根传动轴每根的一端装有一个齿轮，齿轮与装在一电机的轴上的一个齿轮相啮合。当上述电机轴转动时，两传动轴(即曲轴)被转动。运转涡旋与传动轴的偏心部分接合，并由转动的曲轴驱动，以预定的半径作运转运动。
在上面的普通结构中，运转涡旋夹在两个平行的，相对的涡旋之间，驱动运转涡旋的两根曲轴通过滚柱轴承由静止涡旋可转动地支承着。一般来说，装在静止涡旋上的两轴承的轴线(中心线)之间的距离等于装在运转涡旋上的轴承的轴线之间的距离以便实现运转涡旋的稳定运动，同时保持轴承高度的可靠性。在上述普通结构中，由于两个静止涡旋相互平行地设置，因而装在两静止涡旋之一上的两轴承的轴线之间的距离等于另一静止涡旋的两轴承的轴线之间的距离。
另一方面，当上述普通的涡旋机作为压缩机工作时，不仅机体而且涡旋的中心部分被压缩热加热至高温。在涡旋机中，通过相互稍许接触的静止涡旋和运转涡旋(更确切说，每个涡旋与配合涡旋的镜板相接触，涡旋相互接触，但基本需要无接触式操作，由于工作原理这是很难实现的)实现压缩和膨胀，因此，涡旋因摩擦热而升温。因此，夹在静止涡旋之间的运转涡旋会发生径向热膨胀。静止涡旋也会热膨胀，但是由于静止涡旋具有外露的表面，因而其热膨胀量比整体易被加热的运转涡旋的热膨胀量小。因此，使装在静止涡旋上的两轴承的轴线之间的距离和装在运转涡旋上的两轴承的轴线之间的距离变得相互不同，从而变得互不相等。因此，除了运转涡旋的离心力和气体压缩力之外，相应于相对热膨胀量差的载荷作用在两根传动轴上。上述载荷可增加两根传动轴之间的距离(即，迫使两根传动轴径向向外相互分开)，从而使两根传动轴不能顺利转动。如果传动轴因此不能顺利转动，压缩机的安静工作就要受到影响，另外，如果装在运转涡旋上的两轴承的轴线之间的距离和装在静止上涡旋的两轴承的轴线之间的距离之间的相对热膨胀量差变得极大，那么压缩机就不再能进行正常工作了。
如果涡旋机被充分冷却以避免上述热膨胀的影响，那么可遇到的问题是，使用这种涡旋机的压缩气生产设备的尺寸就会加大。
本发明的一个目的是提供一种即使出现热膨胀也能进行正常工作的涡旋机。
本发明的另一个目的是提供一种尺寸紧凑、重量轻的压缩气生产设备。
为此，本发明的基本特征在于，提供了一种可以补偿静止涡旋和运转涡旋热膨胀的相对差的构造。
按照本发明的一个方面，提供一种涡旋机，它包括一个或两个具涡旋形涡旋带的涡旋，一个具有与静止涡旋的涡旋带相接合的涡旋带的运转涡旋，以及多个驱动装置，这些驱动装置可以相互同步转动，并且在所述驱动装置装配在静止涡旋中的有关部分可以转动，并将偏心运动在所述驱动装置装配在运动涡旋中的有关部分上分配给运转涡旋，以及在驱动装置之一的上述装配部分之一设有一个或多个弹性件。
按照本发明的另一个方面，提供一种涡旋机，它包括一个或两个具有涡旋形涡旋带的静止涡旋，多根传动轴，它们安装在静止的涡旋上以便相互同步地转动，并具有曲柄装置，
一个适于被传动轴的曲柄装置转动的运转涡旋，它具有与一个或两个静止涡旋的涡旋带接合的涡旋带，以及使运转涡旋能在传动轴并置的方向上膨胀的装置。
按照本发明的另一个方面，提供一种使用涡旋机作为压缩机的压缩机生产设备，它包括一个或两个具有涡旋形涡旋带的静止涡旋，多根传动轴，它们装在一个或两个静止涡旋上以便相互同步地转动，并具有装置，以及一个由传动轴的曲柄装置转动的运转涡旋，它具有与一个或两个静止涡旋的涡旋带接合的涡旋带，其中，静止涡旋和运转涡旋的内表面经过表面处理以便具有自润滑性质。
当涡旋机作为压缩机工作时，运转涡旋的热膨胀程度高于上述静止涡旋的热膨胀程度。在这种涡旋机中，在相互同步地转动的静止涡旋上的多根传动轴上分别设有曲柄装置，运转涡旋被这些曲柄装置转动。当在运转涡旋和静止涡旋之间形成热膨胀差时，由于涡旋机的结构允许这种热膨胀，因而在垂直于传动轴并置的方向上不会发生问题。但是，可转动地安装在静止涡旋上的传动轴限制和防止在传动轴并置的方向上的热膨胀，因此，运转涡旋的膨胀会造成传动轴的挠曲。
在本发明中，设有使运转涡旋能在传动轴并置的方向上膨胀的装置，因此，即使运转涡旋和静止涡旋之间失去膨胀平衡，使运转涡旋更高程度地膨胀，传动轴上的负担或载荷被卸载，由于运转涡旋可在传动轴并置的方向上膨胀，使传动轴的转动不受妨碍。
迄今以来，涡旋机都是由润滑油冷却的。但是，在本发明中，静止涡旋和运转涡旋的内表面经过表面处理，具有自润滑性质。因此，迄今以来在普通的结构中使用的油箱、油冷却器、油循环泵、控制油泵的装置都可省去，因此可以提供紧凑、重量轻的压缩气生产设备。
附图的简要说明如下
图1是本发明双涡旋压缩机的一推荐实施例的剖视图；图2是本发明双涡旋压缩机的另一推荐实施例的剖视图；图3是本发明中使用的运转涡旋的平面图；图4是沿图3中IV-IV线的剖视图，表示运转涡旋的轴承部分；图5是沿图3中V-V线的剖视图，表示运转涡旋的轴承部分；图6A是本发明另一实施例中的运转涡旋的平面图；图6B是沿图6A中VIB-VIB线的剖视图；图7是本发明双涡旋压缩机另一实施例的剖视图；图8是说明涡旋的热膨胀的视图；图9是表示本发明的一个变型静止涡旋的侧视图(例如沿着图7中的M-M线看去)；图10是表示本发明另一变型静止涡旋的侧视图(例如沿着图7中M-M线看去)；图11是表示本发明又一变型静止涡旋的侧视图(例如沿着图7中M-M线看去)；图12是表示本发明变型运转涡旋的平面图；图13是表示本发明运转涡旋的一部分的平面图14是图13的涡旋部分的侧视图；图15是图12的运转涡旋的其它部分的平面图；图16是图15的涡旋部分的侧视图；图17是本发明另一变型运转涡旋的平面图；图18是本发明的压缩气生产设备的一推荐实施例的前视图，图中未画箱形件部分。
现对照图1描述采用双涡旋型涡旋机的，本发明的无油式空气压缩机。一对静止涡旋1和相互平行地布置，一个运转涡旋3夹在两静止涡旋1和2之间并与其接合；从而在运转涡旋3的镜板3a的两侧面分别形成两个压缩工作室14和15。每个静止涡旋1和2是由铝合金制成的以便提高其自润滑性质，运转涡旋3也是由铝合金制成的。静止涡旋1具有一条在镜板1a上垂向形成的涡旋形的带16，同样，静止涡旋2具有一条在镜板2a上垂向形成的涡旋形的带2b。运转涡旋3具有在镜板3a的相对两表面上垂向形成的一对涡旋形的带3b和3c。为了提高润滑性质，在静止涡旋1和2的带1b和2b及运转涡旋3的带3b和3c的尖端或远端分别形成尖端密封1d，2d，3d和3e，这些尖端密封1d，2d，3d和3c是由包括无机材料如碳、聚四氟乙烯树脂或聚酰胺树脂等的复合材料制成的。穿过运转涡旋3的镜板3a形成多个连通孔31，使上、下压缩工作室14和15相互连通。穿过镜板3a的中部形成流动通道8(见图3)。在运转涡旋3的镜板3a的外周部分设有一根传动轴4，其具有偏心的曲柄部分4a和一根具有偏心曲柄部分5a的辅助曲柄轴(传动轴)5，运转涡旋3基本夹在传动轴4和辅助曲柄轴5之间。曲柄部分4a的偏心量等于曲柄部分5a的偏心量。运转涡旋3通过一个具有弹性支承部分32的滚柱轴承11b可转动地与辅助曲柄轴5相接合，且通过滚柱轴承11a可转动地与曲柄部分4a相接合。静止涡旋1具有设在其大致中部的排放孔9，在静止涡旋3的整个外表面上以断续的方式形成散热片1c。静止涡旋1具有在其外周上形成的凸缘1c。另一静止涡旋2具有在其外表面上的散热片2c，其在与静止涡旋1上的散热片相似，在其外周上也形成凸缘2e。两个静止涡旋1和2通过螺柱18或类似物在凸缘1e和2e处连接或紧固在一起。为了装配上述结构，两个静止涡旋1和2及运转涡旋3通过定位装置16(例如图9所示的推顶销28b)相互适当定位，定位装置16的作用就是使两静止涡旋1和2相互定位。
传动轴4可转动地由滚柱轴承10a(其一部分固定在静止涡旋2上)可转动地支承以免轴向移动，传动轴4的远端可转动地与固定装在另一静止涡旋1上的轴承12a相接合。配重17a和17d固定地安装在辅助曲柄轴5上，这些配重17a至17d设置在吸入大气中。同样，与传动轴4相反关系设置的辅助曲柄轴5可转动地由滚柱轴承10b(其固定在静止涡旋2上)支承以免轴向移动，曲柄轴5的远端可转动地与固定地装在静止涡旋1上的轴承12b相接合。一皮带轮6安装在传动轴4上，转动力从一动力源(未画出)通过传动装置(未画出)传至皮带轮6。传动轴4和辅助曲柄轴5通过定时皮带7连接起来，使两轴4和5可以相互同步地转动。
例如横过两静止涡旋设一吸气孔19，其在垂直于传动轴4的方向上延伸，如图9所示。在与吸气孔19相对的下侧设有安装压缩机的支腿30。如上所述，静止涡旋1和2及运转涡旋3可由如铝合金那样的重量轻、导热性好的材料制成。为了提供无油式压缩机，可以使用含有硅酮的铝合金来制造涡旋。另外，为了提高涡旋带相互接触时的润滑性质，涡旋带可表面处理，覆以阳极氧化膜。运转涡旋的材料的热膨胀系数应比静止涡旋的材料小。
图2表示本发明的另一实施例，该实施例与图1实施例的区别在于，弹性件21设置在与传动轴4接合的轴承11a和运转涡旋3之间。
在涡旋压缩机中，由于运转涡旋相对于静止涡施高速转动，有关部分的温度因摩擦热而升高，因此，为了冷却上述部分通常使用润滑油。在这种情况中，油包含在从排放孔9排放的压缩气体中，在某些场合油是不纯的，因而不甚理想。因此，如上所述，涡旋的带和尖端密封是由自润滑材料制成的，因此实现了无油式结构。
即使减小了摩擦，摩擦热仍会产生，此外，从排放孔9放出的压缩空气的温度高(200℃至230℃)，因此，如果不进行充分冷却，压缩机就要承受热膨胀。如果静止涡旋的热膨胀程度与运转涡旋的热膨胀程度基本相同，那么尚不会产生问题。但是，静止涡旋与外界或环境空气接触，而运转涡旋则不与外界空气接触，因此，运转涡旋的温度变得较高。以测值表示这种情况，静止涡旋的温度升至160℃，而运转涡旋的温度则升至160℃至230℃。因此，当传动轴4的轴线和辅助曲柄轴5的轴线之间的距离为280mm的情况下，已经观察到，运转涡旋的膨胀量则比静止涡旋的膨胀量大0.1mm至0.15mm。
运转涡旋在各个方向上热膨胀。作为这种热膨胀的结果，使相配合的带的侧面相互牢固接触，使运转的涡旋不能顺利转动。在本实施例中，为了克服上述问题，使运转涡旋的转动(运转运动)半径小于由静止涡旋的齿形决定的理论值。这是通过提供两传动轴的曲柄部分的偏心量的偏置而使运转涡旋的转动半径小于理论值的。因此，在压缩机的装配条件(即，当压缩机处于冷却状态时)中，如图8所示，在相配合的带的侧面之间形成间隙。因此，即使当运转涡旋在各向上热膨胀时，压缩机也可以工作而不使相配合的带的侧面之间坚实接触。
如果没有防止运转涡旋热膨胀的因素，那么，在提供偏心量偏置时就不会碰到问题。但是如图1所示，传动轴4和辅助曲柄轴5由静止涡旋1支承，运转涡旋3通过曲柄部分支承在这些传动轴上。因此，两传动轴防止了运转涡旋3在两传动轴4和5并置的方向上的热膨胀。另一方面，在除了两传动轴并置的方向上的各方向上，上述偏心量偏置并不防止膨胀。
在上述各实施例中，作为允许在两传动轴并置方向上膨胀的装置，设有弹性支承部分32或弹性件21，因此，即使当运转涡旋膨胀时，膨胀也不受防碍或限制，因此，涡旋的工作不会受到负面影响。
现在描述图1的压缩机的操作。当转动力传至皮带轮6时，传动轴4转动，进而通过定时皮带7使辅助曲柄轴5与传动轴4同步地转动。因此，具有相应于传动轴4和辅助曲柄轴5的偏心量的半径的运转运动同时分配给运转涡旋3。因此，气体通过吸入孔19吸入吸入室13。然后，气体流入分别设在运转涡旋3的镜板3a的上、下表面上的压缩工作室14和15，然后，室14和15中的气体被压缩至预定的压力。在压缩工作室15中压缩的气体通过(穿过镜板3a中部形成的)连通孔8流入上压缩工作室14中部的排放空间，并加入到在运转涡旋镜板3a上表面上的压缩工作室14中压缩的气体中，然后，这样混合的气体通过静止涡旋1上的排放孔9排向压缩机之外。在压缩工作期间，由于在压缩工作室14和15中无润滑油，故在压缩机中不能冷却压缩热。但是，这些热有效地被强制空气冷却，即，强制地使空气流过分别在静止涡旋1和2外表面形成的散热片1c和2c的通道结构，而有效地带走热量。因此，运转涡旋及静止涡旋都被保持在适当的温度上。由于设有连通孔31，所以在镜板3a上表面上的压缩工作室14中的气体总推力基本等于在镜板3a下表面上的压缩工作室15中的气体总推力，因此，在每条带的远端(表面)不会作用有任何大的推力。因此，在带的远端的滑动损失可被保在一个最小的值。此外，由于作用在运转涡旋3上的推力相互平衡，支承运转涡旋3的轴承11a和11b的定位装置可被简化，从而提高装配效率。在本实施例中，设置在辅助曲柄轴5和装在运转涡旋3上的轴承11b之间的弹性件32可适应运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差，使得在工作中运转涡旋轴承轴线之间的距离保持基本等于静止涡旋轴承轴线之间的距离。在图2所示实施例中，设置在传动轴4和运转涡旋上的轴承11a之间的弹性件21适应运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差，使得在工作中，运转涡旋上的轴承的轴线之间的距离基本保持等于静止涡旋上的轴承的轴线之间的距离。
顺便提及，输出不小于0.5Mpa的高排放压力的压缩机是能够产生至少几马力的大容量压缩机，如压缩机容量大，那么，涡旋形状也大，因此，在工作中产生的离心力也大。因此，为了减小在工作中涡旋的离心力，必须减小涡旋的重量，为此目的，运转涡旋是由重量轻的材料如铝合金制成的。另外，为了使静止涡旋的热膨胀量尽可能地等于运转涡旋的热膨胀量，也为了减少压缩机的总重量，象运转涡旋一样，两静止涡旋也是由重量轻的材料如铝合金制成的。
现参阅图3至6A描述本发明的另一实施例，特别是用于弹性支承运转涡旋3的装置。图3是图2实施例中使用的运转涡旋的平面图。在旋涡大致中部形成一条流动通道8，穿过镜板3a形成多个连通孔31，沿着涡旋带3b大约每隔180℃设置，每个连通孔基本设置在带3b的相应相邻圈之间的中间。滚柱轴承11a装在传动轴4上，一弹性件21设置在轴承11a和运转涡旋3之间。图4和5表示上述弹性件的一个实例，图4是沿图3中IV-IV线的剖视图，图5是沿图3中V-V线的剖视图。如图4所示，装在滚柱轴承外周上的橡胶弹性件21a的一部分具有波纹外周面，在该波纹外周面和运转涡旋3的装轴承部分的内周面之间形成小间隙。如图5所示，弹性件21a绕滚柱轴承11a设置，外周面在剖视图中是直线的，与运转涡旋3的装轴承部分的内周面紧密接触。图4所示的波纹部分从图3的V-V线周向延伸±30-60°。同样，图5中所示直线部分在预定区域上周向延伸。由于这种结构，在两轴承间的距离容易在穿过两轴承轴线的方向上改变。因此，当运转涡旋热膨胀时，轴承11a易于在方向IV-IV上位移，但在方向V-V上受到限制。阻止轴承11a在方向V-V上位移的目的在于防止运转涡旋的转动。弹性件可以包括聚合物(橡胶类材料)制成的环形件。在这种情形中，鉴于所施加的载荷，在轴承的圆周上可安装多个聚合物件。
现参阅图6A和6B描述本发明另一实施例的特有特征。一个辅助轴承箱24设置在运转涡旋3的传动轴侧上，并在周向上防止移动，但是可以在穿过两轴承11a和11b的方向上移动。在本实施例中，在运转涡旋3上形成方槽23，固定地装有轴承11a的辅助轴承箱24与金属弹簧21b(如板簧)一起安装在方槽23中。在本实施例中，金属弹簧21b可弹性变形以调节两轴承11a和11b之间的距离。在本实施例中，弹性件21b位移的方向更受限制，使轴承11a只可在方向IVB-IVB上(即在两传动轴4和5并置方向上)移动，并防止在垂直于两传动轴并置方向的方向V-V上的移动。因此，运转涡旋3可实现更稳定的运动。
在本实施例中，与上述各实施例不同，弹性件是由金属材料制成的，因此在长时期内性能不会变劣，由于轴承11a固定装在辅助轴承箱24中，故轴承11a的姿态可保持不变，从而使载荷作用点以及轴承滚动表面基本保持不变。因此，轴承可正常使用，可靠性高。
现参阅图7描述本发明的另一实施例。本实施例涉及一种涡旋压缩机，其中，为了使运转涡旋3可在两传动轴4和5并置方向上膨胀，分别装在静止涡旋1和2上以支承辅助曲柄轴5的轴承12b和10b分别通过弹性件33和34弹性支承。在本实施例中，在静止涡旋侧，(即通过分别装在静止涡旋1和2上的弹性件33和34)，可适应运转涡旋3和静止涡旋1和2之间的热膨胀差。如上所述，弹性支承件可由橡胶制成，也可为金属弹簧。由于这种结构，与弹性件设在运转涡旋的曲柄部分上的情况相比，可以更容易地对压缩机进行保养。由于弹性件分别设在静止涡旋1和2上，只要卸下螺钉就可用新的弹性性件更换旧的弹性件。
在上述各实施例中，虽然允许运转涡旋3膨胀，但是静止涡旋1和2最好尽可能地追随运转涡旋的膨胀。在静止涡旋1和2上分别形成冷却片1c和2c以降低总体温度。如果不设冷却片1c和2c就会增加热膨胀差。在普通结构中，多个较长的冷却比与两传动轴并置方向平行地成排设置，每个冷却片基本从静止涡旋的一端伸向其另一端。但是，在这种布置中，静止涡旋被防止在两传动轴并置的方向上延伸。现在参阅图9至11描述克服了上述问题的本发明的实施例。在这些实施例中，也设有散热片以便有效地总体冷却压缩机，同时也使每个静止涡旋容易地在穿过装在静止涡旋上的两轴承的方向上热膨胀。这种布置可减小运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差。为了使静止涡旋上的散热片不限制或抑制静止涡旋的热膨胀，散热片在穿过两轴承的方向上断续地布置，或者在垂直于穿过两轴承方向的方向上布置，或径径向地布置。因此，在静止涡旋的外表面上形成的散热片可有效地冷却压缩机机体，并较不易防止静止涡旋的热膨胀。由于这种布置，静止涡旋至少在穿过两轴承的方向上易于热膨胀，因而大大减小了在该方向上的运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差。下面顺序地描述这些实施例。
图9是从图7的M-M′线看去的视图。涡旋压缩机在其上部具有吸入孔19，并具有在其下部的支承座(脚)30。在压缩机外表面上(即在静止涡旋2的外表面上)，在除设置轴承盖29a和29b的部分以外的整个区域上形成散热片2c。静止涡旋1和2通过穿过凸缘2e的螺栓18相互固定连接，两静止涡旋1和2的相对位置由推顶销28a确定。在本实施例中，散热片2c在穿过两轴承10a和10b的方向上布置或定向，使冷却空气沿散热片2c流动，使压缩机冷却。每个散热片2c在穿过两轴承10a和10b的方向上以一定间隔中断，即分成多个部分，因而与长的连续散热片相比，断开的散热片不会在穿过两轴承10a和10b的方向上限制静止涡旋2的热膨胀。
在图10的实施例中，散热片2c径向布置，冷却空气在垂直于图面平面的方向上吹向静止涡旋2的中间部分(散热片2c从该部分辐射)，然后径向沿散热片2c流动。在本实施例中，散热片2c并不限制在穿过两轴承10a和10b的方向上静止涡旋2的热膨胀。虽然在径向上每个散热片2c是断续即中断的，但其在径向上也可以是连续的。在本实施例中，散热片2c也用作在压缩工作室中承受压力的静止涡旋镜板的加强件。更具体来说，在图9中的实施例的结构对于在两传动轴4和5并置方向上作用的弯曲力来说是较弱的。另外，由于冷却空气首先送至压缩机的高温部分，因而改善了压缩机的冷却效果，并减小了整个压缩机的热膨胀量，因此，减小了运转涡旋和静止涡旋之间的相对热膨胀差，从而减小了每个轴承担负的载荷。
在图11的实施例中，散热片2c在垂直于穿过两轴承10a和10b的方向的方向上布置或定向。由于这种布置，散热片2c被冷却并在上、下方向(图11)上限制了静止涡旋2的热膨胀，但使静止涡旋2能够容易地在穿过两轴承10a和10c的方向上热膨胀。冷却空气在上、下方向上流动，在上、下方向上布置着散热片2c，有效地使整个压缩机冷却。
在图9至11的各实施例中，虽然只描述了一个静止涡旋2，但是，在两个静止涡旋1和2上基本布置了相同形状的散热片。然而由于在静止涡旋之一的中央部分形成排放孔9，因而在一个静止涡旋上的散热片布置可以不同于另一个静止涡旋上的散热片布置。
现在对照图12至17描述其它实施例，其中，运转涡旋可在两传动轴并置的方向上膨胀。在这些实施例中，运转涡旋3被分成多个部分，在配合在一起的相邻涡旋部分的拼合表面分别形成一凸部和一凹部，凸部和凹部拼合形成整体，因而形成整体连接的运转涡旋3。由于这种结构，运转涡旋3的装配部分可在穿过两轴承的方向上位移以改变轴承轴线之间的距离。因此，可以适应运转涡旋的热膨胀，从而防止过大的载荷作用在传动轴和辅助曲柄轴上。图12表示将图13的运转涡旋部分与图15的运转涡旋部分组合形成的装配式运转涡旋3。在这种运转涡旋3的装置配状态中，在两涡旋部分3a1和3a3的配合表面之间形成间隙40和41，两轴承11a和11b之间的距离基本等于装在图1所示静止涡旋上的两轴承之间的距离。因此，在压缩机工作中，运转涡旋3热膨胀时，间隙40和41被减小，从而防止了过大载荷作用在轴承上。图14是图13的涡旋部分的侧视图。凸部3a2呈长方体形，如图13所示。图16是图15的运转涡旋部分的侧视图，凹部3a4呈长方体形凹形，基本与凸部3a2相对应，但是，凸部3a2的延伸长度小于凹部3a4的深度。因此，在垂直于穿过两轴承10a和10b方向的方向上可防止这些装配部分的移动，使其只可在穿过两轴承10a和10b的方向上移动。
在图17的实施例中，运转涡旋3被分成三个部分，即，涡旋部分3a5、传动轴侧部3a6和辅助曲柄轴侧部3a7。在本实施例中，这三个部分能够以前一实施例中的方式连接在一起。在涡旋部分3a5的相对两端或一端可有间隙40。
在图12至17的各实施例中，运转涡旋被分成多个部分，这些部分可以只调节两轴承轴线之间的距离，因此，在实现运转涡旋的运转运动的同时可以适当地适应运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差。因此，由于这种结构，即使在压缩机工作中涡旋件热膨胀，过大的载荷也不会象在上述轴承被弹性支承的情形中那样作用在传动轴上。因此，运转涡旋可实现稳定的运动，可保持传动轴和轴承的高度可靠性，延长压缩机的寿命，并延长两次保养之间的间隔。
现在对照图1描述涡旋的材料。在压缩机工作期间，运转涡旋3的温度高于静止涡旋1和2的温度，因而为了减小相对热膨胀差，运转涡旋3可由热膨胀系数低于静止涡旋1和2材料的热膨胀系数的材料制造，因此，可以减小运转涡旋和静止涡旋之间的热膨胀差，减轻轴承上的载荷。
现在参阅图18描述压缩气生产设备的一个推荐实施例。固定在电机座59上的电机51通过传动装置52连接于压缩机50(上述任何一种涡旋机)。在压缩机50的吸入侧设吸入过泸器53和用于控制压缩机容积的减荷器54。一个止回阀55设在压缩机50的排放侧，例如在压缩机50停止时，防止高压气体的回流。从止回阀55伸出一根排放管57。在压缩机50的外表面形成散热片，在排放管57外表面也形成散热片，压缩机50和排放的气体由冷却风扇56有效地冷却。电力从电源送向电气部分58以便使压缩机50工作。上述零件都安装在底座60上，并装在箱形件即箱体62中，从而形成压缩气生产设备。在箱体62中可设置一个干燥装置61以便从压缩气体中除去水份。通过改变分别装在压缩机50的传动轴和电机51上的皮带轮的尺寸，可以容易地改变压缩机50的输出。由于上述的无油式压缩机结构，不必再设置普通结构中迄今一直使用的油箱、油冷却器、油循环泵及控制泵的装置，因此，可以使设备结构紧凑，并可以生产无油的高压气体。在这种设备中使用的压缩机50，如上述各实施例中所述，允许运转涡旋的膨胀。在箱体62上可以设置隔音和隔震装置，从而使压缩气生产设备即使在压缩机工作时噪音也不大。
在本发明中，可以提供涡旋稳定运行、振动噪音很低的涡旋机。
权利要求
1.一种涡旋机，它包括一个或两个具有涡旋形涡旋带的静止涡旋，一个具有与所述静止涡旋的涡旋带接合的涡旋带的运转涡旋，以及多个驱动装置，它们相互同步转动，并且它们在所述驱动装配在所述静止涡旋中有关部分可以转动，并在所述驱动装置装配在所述运转涡旋中的有关部分将偏心运动传给所述运转涡旋，改进之处在于在所述驱动装置之一的所述装配部分设置一个或多个弹性件。
2.如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于每个所述驱动装置包括一传动轴和一曲柄装置，所述弹性件设置在所述曲柄装置上。
3.如权利要求1所述涡旋机，其特征在于每个所述驱动装置包括一传动轴和曲柄装置，所述传动轴在所述传动轴并置方向上由所述一个或多个弹性件弹性支承。
4.一种涡旋机，它包括一个或两个具有涡旋形涡旋带的静止涡旋，多根传动轴，它们装在所述一个或两个静止涡旋上以便相互同步地转动且具有曲柄装置，以及一个运转涡旋，它被所述传动轴的所述曲柄装置转动，并具有与所述一个或两个静止涡旋的所述涡旋带接合的涡旋带，改进之处在于包括允许所述运转涡旋在所述传动轴并置的方向上膨胀的装置。
5.如权利要求4所述的涡旋机，其特征在于所述允许膨胀的装置使所述运转涡旋能够在所述传动轴并置的方向上膨胀。
6.如权利要求4所述的涡旋机，其特征在于所述允许膨胀的装置包括在所述传动轴上的所述曲柄装置的至少一个上设置的一个或多个弹性件。
7.如权利要求6所述的涡旋机，其特征在于所述运转涡旋和所述曲柄装置通过轴承装置可转动地支承，所述一个或多个弹性件设置在所述轴承装置上。
8.如权利要求7所述的涡旋机，其特征在于所述一个或多个弹性件是由聚合物制成的，在所述传动轴并置的方向上是弹性的，至少在基本垂直于所述并置方向的方向上是非弹性的。
9.如权利要求7所述的涡旋机，其特征在于所述一个或多个弹性件包括在所述传动轴并置的方向上是弹性的金属弹簧。
10.如权利要求4所述的涡旋机，其特征在于所述传动轴通过轴承由所述静止涡旋可转动地支承，所述允许膨胀的装置设置在所述轴承上，使由所述轴承支承的所述传动轴可以在所述传动轴并置的方向上被弹性地支承。
11.如权利要求4所述的涡旋机，其特征在于所述运转涡旋在所述传动轴并置的方向上分成多个涡旋部分，并连接在一起使所述运转涡旋在所述方向上可移动，但在基本垂直于所述方向的方向上是不可移动的。
12.如权利要求5所述的涡旋机，其特征在于冷却片在所述一个或两个静止涡旋的外表面上形成，使所述静止涡旋可在所述传动轴并置的方向上膨胀。
13.如权利要求12所述的涡旋机，其特征在于每个所述冷却片在所述传动轴并置的方向上是断续的。
14.如权利要求12所述的涡旋机，其特征在于所述冷却片在基本垂直于所述传动轴并置的方向的方向上定向。
15.如权利要求12所述的涡旋机，其特征在于所述冷却片从所述一个或两个静止涡旋的中央部分径向延伸。
16.一种使用涡旋机作为压缩机的压缩气生产设备，所述涡旋机包括一个或两个具涡旋形涡旋带的静止涡旋，多根传动轴，它们安装在所述一个或两个静止涡旋上以便相互同步地转动，并具有曲柄装置，以及一个运转涡旋，它由所述传动轴的所述曲柄装置转动，并具有与所述一个或两个静止涡旋的所述涡旋带相接合的涡旋带；其中，所述静止涡旋和所述运转涡旋的内表面经过表面处理以具有自润滑性质。
17.一种使用涡旋机作为压缩机的压缩气生产设备，所述涡旋机包括一个或两个具涡旋形涡旋带的静止涡旋，多根传动轴，它们安装在所述一个或两个静止涡旋上以便相互同步地转动，并具有曲柄装置，一个运转涡旋，它由所述传动轴的所述曲柄装置转动，并具有与所述一个或两个静止涡旋的所述涡旋带相接合的涡旋带；以及允许所述运转涡旋在所述传动轴并置的方向上膨胀的装置；其中，所述静止涡旋和运转涡旋的内表面经过表面处理以具有自润滑性质。
18.一种涡旋机，它包括一个或两个具涡旋形涡旋带的静止涡旋；多根传动轴，它们安装在所述一个或两个静止涡旋上以便相互同步地转动，并具有曲柄装置；一个运转涡旋，它由所述传动轴的所述曲柄装置转动，并具有与所述一个或两个静止涡旋的所述涡旋带相接合的涡旋带；允许所述运转涡旋在所述传动轴并置的方向上膨胀的装置；以及冷却片，它们在所述一个或两个静止涡旋的外表面上形成，使所述一个或两个静涡旋可在所述传动轴并置的方向上膨胀。
全文摘要
一种涡旋机包括由静止涡旋(1，2)可转动地支承的传动轴(4)和辅助传动轴(5)，以及可转动地通过曲柄(4a，5a)支承在上述两轴上的运转涡旋(3)。弹性件(32)设置在曲柄(5a)上以便使盍涡旋可在传动轴(4，5)排列的方向上膨胀。由于上述结构，运输涡旋和静止涡旋的轴承之间的距离按照热膨胀调节，因而即使当出现热膨胀时，涡旋的顺利运转也不会受到影响。
文档编号F01C17/00GK1140238SQ9610425
公开日1997年1月15日 申请日期1996年3月20日 优先权日1995年3月20日
发明者町田茂, 铃木昭, 椎木和明, 川野勇 申请人:株式会社日立制作所