渦旋構件和渦旋型流體機器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于改進其中使用渦旋構件的流體機器的密封性能的技術。
【背景技術】
[0002]其中采用具有螺旋葉片的渦旋構件的流體機器用于例如汽車空調(diào)(空調(diào)機器)等中。汽車空調(diào)中使用的渦旋壓縮機通過將兩個渦旋構件中的一個相對于另一個進行旋轉(zhuǎn)來壓縮冷卻劑，兩個渦旋構件的葉片彼此接合。由于渦旋構件的葉片和面板在渦旋壓縮機中以接觸狀態(tài)移動，因此出現(xiàn)因所謂的滑動摩擦造成的能量損失問題。
[0003]因此，已經(jīng)引入一些減少因滑動摩擦造成的能量損失的思路。例如，專利文獻I描述了一種渦旋壓縮機，該渦旋壓縮機設置有均具有階形部分的固定的渦旋構件和按軌道移動的渦旋構件，并且被構造成使得渦旋構件的階形部分中的至少一個階形部分的伸出端具有倒角部分，該倒角部分被形成為比上沿的外推線低。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP2002-364560A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術問題
[0008]然而，即使設置了以上提到的倒角部分，還是存在構件之間的大間隙允許流體泄漏從而使效率降低的情況。即使構件之間的間隙由于熱膨脹而減小，還是存在構件之間出現(xiàn)磨損或刮擦的情況。
[0009]本發(fā)明的目的是改進其中使用渦旋構件的流體機器的密封性能和耐磨性。
[0010]問題的解決方案
[0011]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一方面的一種渦旋構件包括:基底，該基底包括面板和螺旋葉片，所述葉片被設置成從所述面板向著第二渦旋構件延伸;樹脂層，該樹脂層形成在所述基底上；以及多個凹槽，所述多個凹槽形成在所述樹脂層的表面上。
[0012]優(yōu)選地，所述凹槽的寬度小于或等于所述多個凹槽中的相鄰凹槽之間的節(jié)距。
[0013 ]優(yōu)選地，所述凹槽形成在與沿著所述葉片的方向不同的方向上。
[0014]優(yōu)選地，所述凹槽為螺旋形狀。
[0015]優(yōu)選地，所述凹槽的深度小于所述多個凹槽中的相鄰凹槽之間的節(jié)距。
[0016]優(yōu)選地，所述凹槽被形成為連接到與形成有所述凹槽的所述表面相鄰的另一表面上的其他凹槽。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面的一種渦旋型流體機器包括:如上所述的渦旋構件；以及所述第二渦旋構件，所述第二渦旋構件通過與所述渦旋構件接合并且相對于所述渦旋構件旋轉(zhuǎn)來增大或減小由所述渦旋構件和所述第二渦旋構件形成的空間的容積。
[0018]本發(fā)明的有利效果
[0019]通過本發(fā)明，可以改進其中使用渦旋構件的流體機器的密封性能和耐磨性。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的渦旋壓縮機的結構的剖視圖。
[0021 ]圖2是示出可移動渦旋構件的接觸表面的剖視圖。
[0022 ]圖3示出圖2中的樹脂層的放大剖視圖。
[0023]圖4是示出形成在可移動渦旋構件的兩個相鄰表面上的凹槽的立體圖。
[0024]圖5是示出在可移動渦旋構件構中的凹槽形成方向的示意圖。
[0025]圖6是示出圍繞與面板中心的軸線不同的軸線形成的凹槽的示意圖。
[0026]參考標記列表
[0027]I:渦旋壓縮機，10:簧片閥，2:外殼，3:旋轉(zhuǎn)軸，3a:小直徑部分，3b:大直徑部分，3c:曲柄銷，4:可移動渦旋構件，40a:底表面，40b:端表面，41b:內(nèi)側(cè)表面，42b:外側(cè)表面，4a:面板，4b:葉片，4c:凸起，5:固定渦旋構件，5a:面板，5b:葉片，5c:孔，6:第一軸承，7:偏心襯套，7a:內(nèi)圓周表面部分，7b:外圓周表面部分，8:第二軸承，B:脊部分，C:凹槽，L0:基底，L1:樹脂層，01:軸線，02:軸線，S:原始表面，S1:壓縮空間，S2:排放空間
【具體實施方式】
[0028]1.實施方式
[0029]1.1渦旋壓縮機的結構
[0030]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的渦旋壓縮機I的結構的剖視圖。渦旋壓縮機I是應用于汽車空調(diào)的壓縮機，并且包括固定于汽車發(fā)動機(未示出)的外殼2、以可旋轉(zhuǎn)的方式設置在外殼2中的旋轉(zhuǎn)軸3、隨旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)的可移動渦旋構件4和固定在外殼2內(nèi)的固定渦旋構件5。外殼2的內(nèi)部被分隔成壓縮空間SI和排放空間S2，可移動渦旋構件4和固定渦旋構件5位于壓縮空間SI中，排放空間S2在圖1中相對于固定渦旋構件5形成在右側(cè)，并且壓縮空間SI和排放空間S2分別設置有吸氣孔(未示出)和排氣孔(未示出)，通過吸氣孔吸入諸如冷卻劑的氣體，通過排氣孔排放諸如冷卻劑的氣體。
[0031]中心軸線在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸3包括施加有發(fā)動機的驅(qū)動力的小直徑部分3a、與小直徑部分3a同軸直接連接的大直徑部分3b、曲柄銷3c，設置在包括小直徑部分3a和大直徑部分3b的旋轉(zhuǎn)軸3的偏心位置的曲柄銷3c向可移動渦旋構件4傳遞旋轉(zhuǎn)力。因此，當小直徑部分3a由發(fā)動機驅(qū)動時，大直徑部分3b和小直徑部分3a同軸旋轉(zhuǎn)。因此，曲柄銷3c在小直徑部分3a和大直徑部分3b的偏心位置轉(zhuǎn)動，可移動渦旋構件4相對于固定渦旋構件5轉(zhuǎn)動。這里，“轉(zhuǎn)動”意指某個構件繞著位于另一個構件內(nèi)的軸線移動。
[0032]在這些元件之中，大直徑部分3b由第一軸承6(即，軸主體軸承)支撐。也就是說，第一軸承6是圍繞大直徑部分3b的環(huán)形構件。用于將旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)傳遞到可移動渦旋構件4的偏心襯套7設置在曲柄銷3c和可移動渦旋構件4之間。這個偏心襯套7包括支撐曲柄銷3c的內(nèi)圓周表面部分7a和緊靠可移動禍旋構件4滑動的外圓周表面部分7b，內(nèi)圓周表面部分7a和外圓周表面部分7b設置在彼此偏心的位置。
[0033]可移動渦旋構件4和固定渦旋構件5分別包括具有預定直徑(例如，150mm)的盤狀面板4a和5a，并且分別包括葉片4b和5b，葉片4b和5b被設置成從面板4a和5a向著相對側(cè)的面板5a和4a延伸。在與圖1的平面正交的方向上截取的剖視圖中，葉片4b和5b形成螺旋壓縮空間SI。也就是說，壓縮空間SI被面板4a和5a和葉片4b和5b包圍。
[0034]環(huán)形凸起4c形成在葉片4b相對側(cè)的可移動渦旋構件4的面板4a的表面上，設置在凸起4c的內(nèi)圓周表面上的第二軸承8(即，偏心軸軸承)可旋轉(zhuǎn)地支撐曲柄銷3c。因此，當?shù)诙S承8和可移動渦旋構件4繞著旋轉(zhuǎn)軸3—體地轉(zhuǎn)動時，偏心襯套7的外圓周表面部分7b緊靠第二軸承8的內(nèi)表面滑動。此外，在可移動渦旋構件4的面板4a和外殼2之間設置用于防止可移動渦旋構件4繞著穿過可移動渦旋構件4本身內(nèi)部的軸線旋轉(zhuǎn)的機構。這里，“旋轉(zhuǎn)”意指某個構件繞著所述構件內(nèi)的軸線旋轉(zhuǎn)。固定渦旋構件5固定于外殼2，孔5c設置在面板5a的中心并且用薄板形的簧片閥10打開和關閉，冷卻劑從壓縮空間SI通過孔5c流向排放空間S2o
[0035]因渦旋壓縮機I具有這種構造，當旋轉(zhuǎn)軸3的小直徑部分3a因來自發(fā)動機的驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)力通過曲柄銷3c和偏心襯套7作用于可移動渦旋構件4。此時，由于可移動渦旋構件4的旋轉(zhuǎn)受限制，因此可移動渦旋構件4在保持取向的同時繞著旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動?？梢苿訙u旋構件4的葉片4b和固定渦旋構件5的葉片5b在壓縮空間SI中彼此相對移動，通過外殼2中形成的入口吸入冷卻劑。隨后，由于壓縮空間SI的容積隨著可移動渦旋構件4的旋轉(zhuǎn)動作而減小，因此吸入壓縮空間SI的冷卻劑被壓縮。被壓縮的冷卻劑由于相對于葉片4b和5b彼此移動而移動到壓縮空間SI的中心，通過形成在固定渦旋構件5的面板5a中的孔5c并且通過簧片閥10流入排放空間S2，然后通過設置在外殼2中的排放口排出。
[0036]1-2.可移動渦旋構件的結構
[0037]可移動渦旋構件4包括:面板4a；被設置成從面板4a向著固定渦旋構件5延伸的葉片4b;和被設置在與葉片4b相對的表面上的凸起4c。在這些部件中，面板4a和葉片4b接觸上述的固定渦旋構件5，以形成壓縮空間SI。可移動渦旋構件4的與固定渦旋構件5接觸的一些部分是面板4a的設置葉片4b的那側(cè)的底表面40a、葉片4b的面對螺旋形狀內(nèi)部的內(nèi)側(cè)表面41b、面對螺旋形狀外部的外側(cè)表面42b和面對固定渦旋構件5的端表面40b。
[0038]端表面40b接觸與上述的固定渦旋構件5的底表面對應的一部分，底表面40a接觸與固定渦旋構件5的端表面對應的一部分。內(nèi)側(cè)表面41b接觸與上述的固定渦旋構件5的外部側(cè)表面對應的一部分，外側(cè)表面42b接觸與固定渦旋構件5的內(nèi)部側(cè)表面對應的一部分。
[0039]1-3.設置在可移動渦旋構件的接觸表面上的樹脂層
[0040]圖2是示出可移動渦旋構件4的接觸表面的剖視圖。圖2是圖1中的區(qū)域R2的放大剖視圖?？梢苿訙u旋構件4包括由壓鑄鋁制成的基底LO和設置在基底LO上的樹脂層LI。樹脂層LI包含以下中的至少一種作為粘結劑樹脂:基于聚酰胺-亞胺的樹脂、基于聚酰亞胺的樹月旨、二異氰酸酯改性的基于聚酰胺-亞胺的樹脂、二異氰酸酯改性的基于聚酰亞胺的樹脂、BPDA改性的基于聚酰胺-亞胺的樹脂、BPDA改性的基于聚酰亞胺的樹脂、砜改性的基于聚酰胺-亞胺的樹脂、砜改性的基于聚酰亞胺的樹脂、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、聚酰胺和彈性體。另外，樹脂層LI包含以下中的至少一種作為固體潤滑劑:石墨、碳、二硫化鉬、聚四氟乙烯、氮化硼、二硫化鎢、基于氟的樹脂和軟金屬(例如，Sn和Bi)。應該注意，基底LO可由鑄鐵制成或者可通過對諸如鋁和不銹鋼的各種材料執(zhí)行諸如燒結、鍛造、切割、沖壓和焊接的各種工藝來制成。基底LO還可由陶瓷制成。
[0041]樹脂層LI通過將上述固體潤滑劑分散在粘結劑樹脂中并經(jīng)調(diào)節(jié)的涂覆溶液涂抹在由壓鑄鋁制成的基底LO上來形成。還可用噴射方法、輥轉(zhuǎn)印方法、沖刷方法、浸漬方法、刷涂覆方法、印刷方法等來形成樹脂層LI。
[0042]樹脂層LI形成在可移動渦旋構件4的與固定渦旋構件5接觸的一部分(接觸表面)上。在圖2中示出的示例中，例如，樹脂層LI形成在可移動渦旋構件4的端表面40b上。
[0043]1-4.樹脂層中形成的凹槽
[0044]在樹脂層LI的表面上形成多個凹槽C。圖3示出圖2中的樹脂層LI的放大剖視圖。如圖3(a)中所示，多個凹槽C形成在樹脂層LI的表面上。各凹槽C的橫截面的形狀近似于其中寬度向著更深位置減小并且寬度的變化率向著基底增大的U形或半圓形。應該注意，圖3示出與凹槽C的延伸方向(凹槽C的正切方向，例如，圖6中示出的箭頭D6所指示的方向)正交的橫截面(例如，圖6中示出的表面F6)。圖3中示出的樹脂層LI的剖視圖示出輪廓以簡化描述，并且相比于實際樹脂層LI，示意圖中的樹脂層LI在豎直方向上放大。