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具有动涡旋滚动支承构件的涡旋流体机械制造技术

技术编号:18464827 阅读:32 留言:0更新日期:2018-07-18 15:24
本发明专利技术提供了一种涡旋流体机械,包括:静涡旋单元(100);动涡旋单元(200);主框架(300),该主框架具有三个轴承(312)(322)(332),所述三个轴承安装成与动涡旋单元(200)的轴承(221a)(221b)(221c)相对应并联接以面对动涡旋单元(200)的基板的外表面;以及彼此面对的一对防旋转轴(320)(330)。该涡旋流体机械还包括:包括板状保持架(410)的动涡旋滚动支承构件(400),该板状保持架(410)上形成有和分布有多个容纳孔(430)以及多个刚性滚珠(420),所述多个刚性滚珠(420)容纳在板状保持架(410)的容纳孔(430)中以能够自由地旋转,动涡旋滚动支承构件(400)布置在动涡旋单元(200)与主框架(300)之间;以及用于对动涡旋滚动支承构件(400)的滚动进行引导的装置。因此,减小动涡旋单元的外表面和主框架的前表面的磨损;降低了由流体压力导致的动涡旋单元的变形;通过延长使用寿命提高经济价值;不需要通过单独的处理来进行防腐蚀处理,否则通过单独的处理而进行的该防腐蚀处理会增加几何公差;并且通过使用具有低传热系数的不锈钢制造涡旋流体机械,可以提高热效率。

Scroll fluid machinery with moving scroll support components

The invention provides a vortex fluid machine, including a static vortex unit (100), a moving scroll unit (200), a main frame (300), the main frame having three bearings (312) (322) (332), and the three bearings fitted to the bearing (221A) (221C) of the moving scroll unit (221B) (221C) to face the substrate of the moving scroll unit (200). The outer surface and a pair of anti rotation shaft (320) (330) facing each other. The vortex fluid machinery also includes a moving scroll supporting member (400) consisting of a plate cage (410), which is formed and distributed with a plurality of accommodating holes (430) and a plurality of rigid balls (420), and the plurality of rigid balls (420) can be freely rotated in the accommodating hole (430) of the plate cage (410). A moving scroll supporting member (400) is arranged between a moving scroll unit (200) and a main frame (300), and a device for guiding the rolling of a moving scroll supporting member (400). Therefore, the wear of the outer surface of the dynamic vortex unit and the front surface of the main frame is reduced; the deformation of the dynamic vortex unit caused by the fluid pressure is reduced; the economic value is increased by prolonging the service life; the corrosion treatment is not needed by a single treatment, otherwise the corrosion prevention process is carried out by single single treatment. Geometric tolerances will be increased; and thermal efficiency can be improved by making use of stainless steel with low heat transfer coefficient to produce scroll fluid machinery.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有动涡旋滚动支承构件的涡旋流体机械
本专利技术涉及使用在制冷剂压缩机、空气压缩机、涡轮膨胀机等中的涡旋流体机械,并且更具体地,本专利技术涉及由动涡旋单元和动涡旋单元所附接至其的主框架构成的涡旋流体机械,并且该涡旋流体机械为动涡旋单元设置有滚动支承装置,该滚动支承装置具有板状保持架,并且该板状保持架具有由硬质材料制成的滚珠,并且该滚动支承装置以可滚动的方式布置在主框架的将动涡旋单元支承抵靠在静涡旋单元上的前表面与主框架的前表面之间,该滚动支承装置设计成减小滚动支承装置与动涡旋单元之间的摩擦阻力和滚动支承装置与主框架之间的摩擦阻力,由此减小动涡旋单元和与滚动支承装置接触的主框架的表面磨损,从而抑制由工作流体的压力所引起的动涡旋单元的变形,并延长涡旋流体机械的使用寿命以提供许多经济优势。
技术介绍
如图1所示,常规的涡旋流体机械从流体的膨胀获得动力或借助于动力来压缩流体,所述常规的涡旋流体机械包括具有静涡卷部的静涡旋单元11和具有动涡卷部的动涡旋单元12,动涡卷部的形状与静涡旋单元11的静涡卷部的形状相对应并且以彼此相差180°的相位差与该静涡旋单元11接合地联接。因此,通过静涡旋单元11和动涡旋单元12形成具有月牙形横截面形状的多个密封空间,并且所述密封空间通过动涡旋单元的位置变化而扩大或收缩,由此使得容纳在密封空间中的工作流体被膨胀或压缩。此外,动涡旋单元12与具有十字滑环或偏心轴结构的旋转防止部件接合,并且因此,即使动涡旋单元12旋转,动涡旋单元12也能够维持与静涡旋单元11的联接状态。因此,在压缩式涡旋流体机械中,动涡旋单元12沿顺时针方向旋转,并且通过形成在静涡旋单元的基板周缘上的入口引入的流体随着具有容纳有流体的月牙形横截面形状的密封空间收缩而被压缩并被排放。与此相反,在膨胀型涡旋流体机械中,动涡旋单元12沿逆时针方向旋转,并且通过形成在静涡旋单元11的替代物的中心处的入口引入的流体随着容纳有流体的具有月牙形横截面形状的密封空间扩大而变得膨胀并被排放到外面。也就是说,在涡旋流体机械中,形成在静涡旋单元11的静涡卷部与动涡旋单元12的动涡卷部之间具有月牙形横截面形状的密封空间根据动涡旋单元12的旋转方向收缩或扩大,并且因此,涡旋流体机械被应用于空气压缩机或制冷剂压缩机和涡轮膨胀机。这种涡旋流体机械能够同时执行工作流体的引入或吸入的冲程、膨胀或压缩的冲程以及排放,因此,扭矩变化在动力传递轴旋转时相对较小,由此产生低噪声和低振动。此外,涡旋流体机械比往复式压缩机具有相对较简单的构型,由此需要少量的部件以提供许多经济优势并由此使得在结构方面体积较小和在重量方面较轻。另一方面,如从表示其示例的图2可以看出,常规的涡旋流体机械具有如下构型:其中,动涡旋单元22绕与静涡旋单元21的中心偏心的中心点在静涡旋单元21的静涡卷部21a接合地联接至动涡旋单元22的动涡卷部22a的状态下旋转,由此使动涡卷部的位置和形成在静涡旋单元21与动涡旋单元22之间的具有月牙形横截面形状的空间的容积变化。当涡旋流体机械运行时,抵靠在静涡卷部21a的基板21c和动涡卷部22a的基板22c的中央部分上的工作流体的压力变高,而静涡卷部21a的基板21c和动涡卷部22a的基板22c的周缘上的工作流体的压力下降。另外,设置在动涡旋单元22的基板22c的周缘上的凸起22b中嵌入有轴承24,以对动力传递轴23进行保持。在这种结构中,凸起22b也随着动涡旋单元22旋转而进行旋转。在主框架25的前表面上提供有空间以使凸起22b可以在该空间中旋转,并且被支承抵靠在主框架25上的动涡旋单元22通过由外部驱动力旋转的动力传递轴23进行旋转,使得工作流体被压缩并随后作为高压力工作流体供应。此外,动涡旋单元22通过从外部引入的高压力工作流体进行绕动运动,并因而使动力传递轴23旋转,从而使得外部旋转装置被驱动并且使得已膨胀的工作流体被排放。这些结构在本领域中是已知的。在常规的涡旋流体机械中,如图3a和图3b所示,由于静涡旋单元21和动涡旋单元22处于工作流体的压力下,则动涡旋单元22特别是基板22c被迫变形,从而使静涡旋单元21与动涡旋单元22之间的间隙和静涡卷部21a与动涡卷部22a之间的间隙变宽。由于工作流体通过涡旋流体机械的操作被压缩或膨胀,则如上所述变宽的间隙将导致工作流体的泄漏超过容许值,由此不期望地降低了涡旋流体机械的效率。此外,与主框架25紧密接触的动涡旋单元22的基板22c的周缘将抵靠主框架25而摩擦地滑动,由此导致动涡旋单元22的基板22c的外表面的周缘和主框架25的相对的前表面的不期望的磨损。为了解决上文提到的问题已经使用了各种减少磨损的方法,其中,将动涡旋单元22的基板22c的外表面和主框架25的前表面的形状改变,并且采用新材料用以制造动涡旋单元22和主框架25。如图4a中所示的韩国专利申请公开No.10-2014-0104296(2014年8月28日)的涡旋膨胀机不具有用于减小动涡旋件41a与壳体42a之间的摩擦阻力的任何装置,而具有使用如图4b中所示的韩国专利No.10-1314525(2013年10月4日)的生物燃料的热源的涡旋膨胀机的发电系统使用润滑脂作为用于减小动涡旋件41b与主框架42b之间的摩擦阻力的装置。在包括上述两个专利技术的常规的涡旋机械中,动涡旋件41a与壳体42a之间或动涡旋件41b与主框架42b之间布置有润滑油供应装置以减小动涡旋件41a与壳体42a之间或动涡旋件41b与主框架42b之间的摩擦阻力,但是在施加高压力工作流体的情况下使涡旋机械运行一段时间,润滑油可能不能根据需要很好地起作用,由此降低涡旋流体机械的效率。与如图4a和图4b中所示的上述两种现有技术中其中动能由高压力流体产生的涡旋膨胀机不同,用于借助于电力压缩空气的涡旋压缩机涡旋公开在韩国专利No.10-0202624(1999年6月15日)中,该涡旋压缩机具有如下构型:其中,如图5a中所示,与静涡旋件(未示出)相对应的动涡旋件51安置在上框架52上并且配装至上框架52的通孔52a的曲轴53联接至动涡旋件51的压缩机凸起51a,使得通过穿过曲轴53的油路53a所引入的油可以流过凸起空间部S和油引导部分52b,以减小上框架52与相对于上框架52绕动运动的动涡旋件之间的摩擦。此外,如图5b中所示的公开在韩国专利No.10-0296696(2001年10月24日)中的涡旋压缩机的另一示例被构造成具有:安置在壳体25上的具有基板21a和静涡卷部21b的静涡旋件21以及具有基板22a和动涡卷部22b的动涡旋件22;曲轴29,该曲轴29借助于连接至动涡旋件22下端部分的轴承28与驱动轴接合,其中,当动涡旋件22在曲轴29旋转时一起旋转时,通过吸入孔23所吸入的流体被压缩并通过排放口24排放,并且所述流体包括另外的包含锡化合物的膜,所述锡化合物的膜是不容易剥离的并且形成在动涡卷部22b与静涡卷部21b之间的滑动表面上以降低两个相对的涡卷部之间的摩擦阻力并提高涡旋压缩机的效率。如上文所描述的涡旋压缩机的润滑油或锡化合物的膜可以减小如图5a中所示的上框架52与动涡旋件51之间的滑动表面上的摩擦阻力或者减小如图5b中所示的静涡旋件21与动涡旋件22之间的摩擦阻力,但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡旋流体机械,所述涡旋流体机械具有用于动涡旋单元的滚动支承装置,所述涡旋流体机械包括:静涡旋单元(100),所述静涡旋单元(100)具有用于工作流体的入口端口(111)和出口端口(112)以及静涡卷部(120),所述静涡卷部(120)形成在所述静涡旋单元(100)的基板的一个表面上;动涡旋单元(200),所述动涡旋单元(200)包括动涡卷部(210)以及三个突出翼部(220a、220b、220c),所述动涡卷部(210)形成在所述动涡旋单元(200)的基板的一个表面的中央部分上,所述动涡卷部(210)相对于所述静涡卷部(120)以180°的相位差与所述静涡卷部(120)面对地接合,并且所述三个突出翼部(220a、220b、220c)具有在其中具有轴承(221b、221c)的一对相反的轴承壳体和在其中具有轴承(221a)的中间轴承壳体;主框架(300),所述主框架(300)具有布置成与所述动涡旋单元(200)的三个轴承(221b、221c、221a)相对应的一对相反的轴承(322、332)和一个中间轴承(312),其中,所述主框架的前表面联接至所述动涡旋单元(200)的所述基板的另一表面;动力传递轴(310),所述动力传递轴(310)具有前端部的偏心销(311)和本体(313),所述偏心销(311)以可旋转的方式联接至所述动涡旋单元(200)的中间轴承(221a),并且所述本体(313)以可旋转的方式联接至所述主框架(300)的中间轴承(312);以及两个防旋转轴(320、330),所述两个防旋转轴(320、330)各自具有前端部的偏心销(321、331)和本体(323、333),所述两个防旋转轴(320、330)的所述偏心销(321、331)以可旋转的方式联接至所述动涡旋单元(200)的两个相反的轴承(221b、221c)中的一者,并且所述本体(323、333)以可旋转的方式联接至所述主框架(300)的两个相反的轴承(322、332)中的一者;所述涡旋流体机械还包括:用于所述动涡旋单元(200)的滚动支承装置(400),所述滚动支承装置(400)包括板状保持架(410),所述板状保持架(410)具有多个容纳孔(430)和多个滚珠(420),多个所述容纳孔(430)分布地形成在板状保持架(410)上,并且多个所述滚珠(420)由硬质材料制成并以可滚动的方式容纳在所述板状保持架(410)的所述容纳孔(430)中,以及引导装置,所述引导装置用于对布置在所述动涡旋单元(200)与所述主框架(300)之间的所述滚动支承装置(400)的所述滚珠的滚动进行引导。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 KR 10-2015-01326441.一种涡旋流体机械,所述涡旋流体机械具有用于动涡旋单元的滚动支承装置,所述涡旋流体机械包括:静涡旋单元(100),所述静涡旋单元(100)具有用于工作流体的入口端口(111)和出口端口(112)以及静涡卷部(120),所述静涡卷部(120)形成在所述静涡旋单元(100)的基板的一个表面上;动涡旋单元(200),所述动涡旋单元(200)包括动涡卷部(210)以及三个突出翼部(220a、220b、220c),所述动涡卷部(210)形成在所述动涡旋单元(200)的基板的一个表面的中央部分上,所述动涡卷部(210)相对于所述静涡卷部(120)以180°的相位差与所述静涡卷部(120)面对地接合,并且所述三个突出翼部(220a、220b、220c)具有在其中具有轴承(221b、221c)的一对相反的轴承壳体和在其中具有轴承(221a)的中间轴承壳体;主框架(300),所述主框架(300)具有布置成与所述动涡旋单元(200)的三个轴承(221b、221c、221a)相对应的一对相反的轴承(322、332)和一个中间轴承(312),其中,所述主框架的前表面联接至所述动涡旋单元(200)的所述基板的另一表面;动力传递轴(310),所述动力传递轴(310)具有前端部的偏心销(311)和本体(313),所述偏心销(311)以可旋转的方式联接至所述动涡旋单元(200)的中间轴承(221a),并且所述本体(313)以可旋转的方式联接至所述主框架(300)的中间轴承(312);以及两个防旋转轴(320、330),所述两个防旋转轴(320、330)各自具有前端部的偏心销(321、331)和本体(323、333),所述两个防旋转轴(320、330)的所述偏心销(321、331)以可旋转的方式联接至所述动涡旋单元(200)的两个相反的轴承(221b、221c)中的一者,并且所述本体(323、333)以可旋转的方式联接至所述主框架(300)的两个相反的轴承(322、332)中的一者;所述涡旋流体机械还包括:用于所述动涡旋单元(200)的滚动支承装置(400),所述滚动支承装置(400)包括板状保持架(410),所述板状保持架(410)具有多个容纳孔(430)和多个滚珠(420),多个所述容纳孔(430)分布地形成在板状保持架(410)上,并且多个所述滚珠(420)由硬质材料制成并以可滚动的方式容纳在所述板状保持架(410)的所述容纳孔(430)中,以及引导装置,所述引导装置用于对布置在所述动涡旋单元(200)与所述主框架(300)之间的所述滚动支承装置(400)的所述滚珠的滚动进行引导。2.根据权利要求1所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述滚动支承装置(400)的所述板状保持架(410)包括彼此固定地附接的两个板,成对的弧形滚珠脚轮壳体半部(431)通过对所述板的每个板进行冲压加工或注射成型形成为彼此面对,并且两个附接的所述板设置有多个容纳孔(430),所述多个容纳孔(430)由对准且相对的成对的弧形滚珠脚轮壳体半部(431)形成。3.根据权利要求1所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述滚动支承装置(400)的所述板状保持架(410)包括彼此固定地附接的两个板,成对的弧形相对壳体半部(432)通过对所述板的每个板进行切割处理形成为彼此面对,并且两个附接的所述板设置有多个容纳孔(430),所述多个容纳孔(430)由对准且相对的成对的弧形壳体半部(432)形成。4.根据权利要求1所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述滚动支承装置(400)的所述板状保持架(410)包括板,所述板设置有具有相对的成对的叉形件(433)的多个单独容纳孔(430),所述成对的叉形件(433)通过切割并弯曲所述板形成为沿相反的方向向外和向下延伸。5.根据权利要求1所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述滚动支承装置(400)的所述板状保持架(410)包括板,所述板设置有由多个开口(434)和多对保持帽(435)形成的多个单独容纳孔(430),多个所述开口(434)具有彼此面对的弧形凹部,并且所述多对保持帽(435)配装至所述开口(434)的所述凹部。6.根据权利要求1所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述滚动支承装置(400)的所述板状保持架(410)的中央部分具有非接触部分440,所述非接触部分440上未形成有容纳孔或形成有穿孔。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的涡旋流体机械,其特征在于:用于对所述滚动支承装置(400)的所述滚珠的滚动进行引导的所述引导装置包括:四个引导部(411),所述四个引导部(411)具有引导凹槽(411a),所述引导凹槽(411a)沿着所述板状保持架(410)的外圆周在所述板状保持架(410)的直径方向上形成;四个引导突出部(251),所述四个引导突出部(251)沿着所述动涡旋单元(200)的外圆周形成,并且所述四个引导突出部(251)各自具有通孔(251a),所述通孔(251a)分别形成在与所述引导凹槽(411a)垂直的方向上与所述引导凹槽(411a)相对应的位置处,所述引导突出部插入到所述四个引导部(411)的所述引导凹槽(411a)中以从所述板状保持架(410)的中央朝向所述板状保持架(410)的外圆周进行往复运动;四根杆(252),所述四根杆(252)插入到所述引导突出部(251)的所述通孔(251a)中;以及八个支承件(253),所述八个支承件(253)布置在所述主框架(300)的所述前表面上以对所述四个杆(252)中的每个杆的两个端部进行支承。8.根据权利要求7所述的涡旋流体机械,其特征在于:所述四个引导部(411)布置成朝向所述板状保持架(410)的中央彼此成直角,从而将连接相反的所述引导部的两条直线形成十字。9.根据权利要求1至6中的任一项所述的涡旋流体机械,其特征在于:用于对所述滚动支承装...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹瑨穆
申请(专利权)人:尹瑨穆
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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