固定涡盘（１０２）的密封元件（１１２）的外端（１１２ａ）延伸到靠近固定涡盘（１０２）的内侧螺旋壁的端部的位置（Ａ），且向外延伸部分（Ｈ）形成在盘形基板（１０３ａ）的外周边处，从而在动涡盘的轨道运动期间动涡盘的底表面总是完全与密封元件保持滑动接触。形成在盘形基板的外周边的向外延伸部分的厚度小于盘形基板的厚度，从而可使流体机械的重量减小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于将工作流体的能量转换为机械转动力的流体机械。根据本专利技术的流体机械是一种将被用于兰金循环中以收集热能的膨胀和压缩装置，其中所述流体机械具有用于压缩和排放工作流体的泵模式操作，和用于将流体压力转换为动能以获得机械转动力的马达模式操作。
技术介绍
在现有的流体机械中，例如在日本(未审查)专利公开S63-96449中，热能通过兰金循环被收集，其中压缩机也被用作膨胀装置，用于将收集的热能转换为机械转动力。本专利技术的申请人已经申请了一件日本专利申请No.2003-141556，其中涡旋式流体机械被提出用于通过沿向前和向后方向转动流体机械来执行工作流体的压缩和膨胀。该流体机械被用于机动车辆的空调装置，其中制冷循环也被用作兰金循环，以收集来自发动机的废热。该流体机械具有泵模式功能，用于在其被发动机或电动机或发动机和电动机的驱动力驱动时压缩工作流体，以及马达模式功能，用于在其从工作流体接收能量时执行膨胀运动。流体机械的压缩装置在接收来自外部能源的驱动力时将气相制冷剂抽吸到工作室中，并通过减小工作室来压缩制冷剂，以将压缩制冷剂排出，而膨胀装置通过在工作室中引入膨胀高压气体来增加工作室，以产生机械能。图12示出了在泵模式(压缩)和马达模式(膨胀)操作中工作流体(制冷剂)状态的变化的压力-焓图。如图12所示，由于制冷剂的压缩和膨胀，状态变化彼此是不相同的。当涡旋式压缩装置被用作膨胀装置时，存在着流体机械不能够在最大效率下执行膨胀操作的问题。当涡旋式流体机械被用作压缩装置时，工作流体从涡卷的外部被抽吸，并压缩工作流体。在该操作中，当工作室被关闭时，外部工作室立即启动其压缩。在压缩启动期间，由于在工作室和外部之间具有小的压差，工作流体很难从工作室泄露。另一方面，当涡旋式流体机械作为膨胀装置被操作时，高压工作流体被引入工作室内部并沿着动涡盘(scroll)的轨道运动向外膨胀。当工作流体到达其终端行程(到达其最外工作室位置)时，工作流体的压力仍然具有特定的高值，因此，有可能从工作室泄漏。如上所述，当涡旋式流体机械被用作膨胀装置时，在涡卷外部保持高密封效果是重要的。优选的是，尽可能长地延伸密封元件，该密封元件被设置在固定涡盘的涡卷的前端，以增加密封效果。当密封元件被伸展得较长时，有必要使动涡盘较大，以便密封元件的外端部与动涡盘的底表面失去接触。这是由于，当密封元件由于动涡盘的转动(轨道运动)而变得与动涡盘的底表面失去接触，并在其进一步被转动时与动涡盘再次接触时，密封元件的外端部可能被动涡盘损坏。
技术实现思路
因此，考虑到上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种流体机械，当其被作为膨胀装置时，能够提高涡卷的密封效果，特别是在涡卷外部的密封效果，同时流体机械的尺寸和重量的增加被抑制。根据本专利技术的涡旋式流体机械具有可操作地互相连接以形成工作室的固定涡盘和动涡盘，其中动涡盘以轨道运动转动，从而工作室的体积随着动涡盘的轨道运动而增加或减小。固定和动涡盘中的每一个具有螺旋涡卷，密封元件设置在涡卷的前端，其中每个前端与涡盘的每个底表面相对。根据本专利技术的特征，对应固定涡盘的密封元件的外端被延伸到靠近固定涡盘的内部螺旋壁的端部的位置，并且在动涡盘的盘形基板的外周边处形成向外延伸部分，从而动涡盘的底表面在动涡盘的轨道运动期间总是保持与密封元件完全接触。根据本专利技术的另一个特征，动涡盘的外形形成有包络线，当动涡盘被转动时，所述包络线通过固定涡盘的密封元件的外边缘在动涡盘的底表面上相对地描绘。利用外形的这种设置，流体机械可以制成较小的尺寸和较轻的重量。根据本专利技术的又一个特征，在盘形基板的外周边形成的向外延伸部分的厚度小于盘形基板的厚度，从而流体机械的重量可较轻。根据本专利技术的又一个特征，动涡盘的盘形基板具有的直径足以始终保持动涡盘的底表面与固定涡盘的密封元件在动涡盘的轨道运动期间完全接触，在动涡盘的轨道运动期间与固定涡盘的密封元件的任何部分不接触的盘形基板的外部被切掉。附图说明通过以下参照附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在图中图1是根据本专利技术的流体机械被应用的制冷循环和废热收集循环的示意图；图2是根据本专利技术第一实施例的流体机械的横截面图；图3A是根据第一实施例的流体机械的固定涡盘的俯视平面图；图3B是传统涡旋式流体机械的固定涡盘的俯视平面图；图4A-4C示出根据第一实施例的流体机械的动涡盘，其中，图4A是从左侧看的平面图；图4B是沿图4A的IVB-IVB线的横截面图，图4C是从右侧看的平面图；图5A-5C示出了传统流体机械的动涡盘，并且对应图4A-4C；图6是图4C中的部分“C”的放大图，示出了密封元件端部的偏移；图7A-7D是放大图，示出了动涡盘相对于固定涡盘的移动；图8是根据本专利技术流体机械的操作的曲线图；图9A-9C示出了根据第二实施例的流体机械的动涡盘，对应图4A-4C；图10A-10C示出了根据第三实施例的流体机械的动涡盘，对应图4A-4C；图11示出了根据第四实施例的流体机械的动涡盘，对应图4C；和图12是流体机械的泵模式和马达模式操作的压力-焓图。具体实施例方式(第一实施例)以下参照图1说明本专利技术的第一实施例。本专利技术的流体机械10例如用于气体压缩型制冷机，该气体压缩型制冷机用于机动车辆的兰金循环。用于兰金循环的气体压缩型制冷机从内燃机20产生的废热中收集能量，内燃机20产生用于机动车辆的驱动力。另外，在本专利技术的流体机械10中，由流体机械产生的热被用来执行机动车辆的空调操作。在图1中，附图标记10指示包括膨胀和压缩装置的流体机械，从而流体机械作为压缩机操作，用于压缩气相制冷剂(被称作泵模式操作)，并作为动力发生器，用于通过将过热蒸汽的流体压力转换为动能来产生机械驱动力(这被称作马达模式操作)。附图标记11表示连接到流体机械10外侧(高压端口110，后面将描述)的热辐射装置，用于通过热辐射冷却制冷剂气体(热辐射装置11也被称作冷凝器)。附图标记12表示接收器，用于将来自冷凝器11的制冷剂分成气相制冷剂和液相制冷剂。附图标记13是温度依赖型膨胀阀，用于膨胀和减小来自接收器12的液相制冷剂的压力，特别是以等焓的方式减小制冷剂的压力，并控制制冷剂通道的打开程度，从而将被抽吸到流体机械10中的制冷剂的过热程度在流体机械10在泵模式操作下进行操作时将被保持在预定的值。附图标记14表示热吸收装置(也称作蒸发器)，用于蒸发来自膨胀阀13的制冷剂，从而吸收热量。上述流体机械10、冷凝器11、接收器12、膨胀阀13和蒸发器14构成制冷循环，用于将热量从低温侧传递到高温侧。加热装置30设置在连接在流体机械10和冷凝器11之间的制冷剂通道中，并且通过使制冷剂与流过加热装置30的发动机冷却水之间进行热交换来加热流过制冷剂通道的制冷剂。三通阀的开关阀21被设置在发动机冷却水回路中，从而冷却水通过热交换装置30的流动被接通或断开。开关阀21通过电子控制单元(未示出)操作。第一旁路通道31被连接在接收器12和加热装置30之间，从而，当液体泵32被操作时，液相制冷剂将从接收器12流到加热装置30的入口侧。止回阀31a被设置在该第一旁路通道中，从而仅仅允许制冷剂从接收器12流到加热装置30。在该实施例中的液体泵32是电驱动泵，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡旋式流体机械，包括： 壳体（１０１，１０２）； 转换装置（１００），所述转换装置（１００）用于从工作流体收集热能，并通过以等焓方式膨胀加热的气相工作流体而将收集的热能转换为机械转动能， 轴（１０８），所述轴（１０８）由壳体（１０１）可转动地支撑，并具有偏心的轴部分（１０８ａ）； 动涡盘（１０３），所述动涡盘（１０３）具有盘形基板（１０３ａ）和螺旋形涡卷（１０３ｂ），动涡盘（１０３）与偏心轴部分（１０８ａ）可操作地连接，以便动涡盘（１０３）以轨道运动移动； 固定涡盘（１０２），所述固定涡盘（１０２）具有基板（１０２ａ）和螺旋形涡卷（１０２ｂ），以便与动涡盘（１０３）连接以形成工作室（Ｖ），当动涡盘（１０３）以其轨道运动转动并且当工作室（Ｖ）从固定涡盘（１０２）的中心朝着向外方向移动时工作室（Ｖ）的体积逐渐增加； 密封元件（１１２），所述密封元件（１１２）设置在固定涡盘（１０２）的涡卷（１０２ｂ）的前端上，密封元件（１１２）的外端（１１２ａ）延伸到靠近固定涡盘（１０２）的内侧螺旋壁的端部的位置（Ａ）。和 向外延伸部分（Ｈ，Ｔ），所述向外延伸部分（Ｈ，Ｔ）形成在盘形基板（１０３ａ）的外周边处，从而在动涡盘（１０３）的轨道运动期间动涡盘（１０３）的底表面总是完全与密封元件（１１２）保持滑动接触。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：小川博史，堀田忠资，岩波重树，宇野庆一，
申请(专利权)人：株式会社日本自动车部品综合研究所，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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