涡旋膨胀机制造技术

本发明专利技术提供一种双旋转型且具有双膨胀室的涡旋膨胀机，其中，目的在于不需要驱动轴的轴心对位，并且提高工作介质供给路的密封性来防止事先膨胀，且能够向双膨胀室均等地供给工作介质，在壳体(12)的内部贯通配置有单一且一体的驱动轴(20)。通过驱动涡旋体(34)和从动涡旋体(42)形成有双膨胀室(e1、e2)。沿驱动轴(20)的轴向设有工作介质导入孔(66)，从工作介质导入孔(66)经径向孔(68)向双膨胀室(e1、e2)均等地供给工作介质(w)。由此，驱动轴(20)及与驱动轴(20)一体的驱动涡旋体(34)旋转，从动涡旋体(42)经由连动机构(52)与驱动涡旋体(34)同步旋转。

【技术实现步骤摘要】
涡旋膨胀机
本专利技术涉及驱动涡旋体和从动涡旋体同步旋转的双旋转型涡旋膨胀机。
技术介绍
现有的发电系统以数百kW以上的大型设备为主，小型发电中以简单构造的发动机驱动式发电机等为主流。但是，最近因节能意愿增强、再生能量特别措施法成立等使小型发电的需要和市场增大。一方面，太阳能发电或风力发电还未提高性价比。另一方面，开发出将75～150℃的热水或蒸汽用于热源，经由低沸点的工作介质驱动小型发电机的双燃料发电系统。在这样的应对措施中，涡旋膨胀机为向膨胀室供给高压的工作介质而获得驱动轴的转矩的结构，由于转矩变动少，所以作为适合于小型发电系统的膨胀机而受到瞩目。涡旋型流体机械是通过一对涡旋体的端板和螺旋形状的卷板形成压缩室或膨胀室的结构。专利文献1中公开了一种单侧回旋方式的涡旋膨胀机，其一方为固定涡旋体，另一方为回旋涡旋体，使回旋涡旋体相对于固定涡旋体回旋，从而形成膨胀室。在所述结构的涡旋型流体机械中，由于成为动态密封，所以呈在形成膨胀室的端板或卷板的接触部位产生明显的噪音或磨损的趋势。由此，膨胀室的密封性可能会受损。专利文献2中公开了一种双旋转型涡旋型流体机械。双旋转型涡旋型流体机械通过使驱动涡旋体和从动涡旋体经由连动机构同步旋转而能够降低在接触部位的噪音或磨损。在双旋转型结构中，相对于驱动涡旋体使从动涡旋体偏心旋转来形成压缩室或膨胀室。专利文献2中公开的双旋转型涡旋型流体机械具有在从动涡旋体的端板的两面形成有压缩室或膨胀室的所谓“双卷板·涡旋构造”。如此，通过在两侧形成压缩室或膨胀室，能够增加工作流体的处理容量或输出(转矩)。另外，由于能够使施加在驱动涡旋体和从动涡旋体上的推力方向载荷抵消，所以具有能够使驱动涡旋体和从动涡旋体的支承构造简化的优点。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-299653号公报专利文献2：日本特开平6-341381号公报专利技术概要专利技术所要解决的问题但是，在采用双旋转型涡旋膨胀机的情况下，由于使驱动涡旋体及从动涡旋体同步旋转，所以与单侧回旋方式相比，需要较大的驱动力。因此，为了获得高输出，需要防止向膨胀室供给前的工作介质的泄漏或温度下降所引起的事先膨胀而向膨胀室供给。但是，在双旋转型结构中，与单侧回旋方式相比，难以确保符合所述条件的工作介质供给路。在专利文献2中公开的双旋转型涡旋型流体机械中，驱动轴在轴向上分割成两个。因此，存在分割后的两个驱动轴的轴心对位困难的问题。另外，在作为涡旋膨胀机而使用的情况下，由于是从分割后的一方的驱动轴上设置的高压流体导入孔首先向一方的膨胀室供给高压的工作介质，接着通过在膨胀室的隔壁上设置的孔而向另一方的膨胀室供给工作介质的结构，所以存在工作介质通过该孔时产生压力损失，工作介质无法向两膨胀室均等地供给的问题。另外，从动涡旋体具备覆盖膨胀室形成部的壳体，所以重量增加，使从动涡旋体旋转需要较大的驱动力。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述现有技术的问题而提出，其目的在于在双旋转型且具有双膨胀室的涡旋膨胀机中，不需要驱动轴的轴心对位，并且形成没有工作介质的泄漏或温度下降所引起的事先膨胀的工作介质供给路，且能够向双膨胀室均等地供给工作介质。解决方案为了实现上述目的，本专利技术的涡旋膨胀机包括：驱动轴；在该驱动轴上一体地设置的驱动涡旋体；具有相对于该驱动轴的旋转轴偏心的旋转轴线的从动涡旋体；使该驱动涡旋体和该从动涡旋体同步旋转的连动机构；将驱动轴及从动涡旋体旋转自如地支承于固定框架的轴承。通过所述连动机构使驱动涡旋体和从动涡旋体同步旋转。进而，驱动涡旋体具有在从动涡旋体的两侧配置的两片第一端板、从该两片第一端板向内方突出的螺旋形状的第一卷板，从动涡旋体具有配置在驱动涡旋体的两片第一端板间的第二端板、从第二端板的两面突出的第二卷板。通过驱动涡旋体及从动涡旋体的端板和卷板在第二端板的两侧形成从中心部朝向半径方向的膨胀室。如此，通过形成双膨胀室，能够增大输出(转矩)，并且能够使施加在驱动涡旋体及从动涡旋体上的推力方向载荷抵消，从而能够简化驱动涡旋体及从动涡旋体的支承构造。驱动轴由在双膨胀室中贯通的单一的驱动轴构成，在该驱动轴上设有向双膨胀室的径向中心部开口的工作介质导入孔。如此，由于驱动轴由在双膨胀室中贯通的单一的驱动轴构成，所以不需要轴心对位。另外，由于在上述结构的驱动轴上设有工作介质导入孔，所以密封性良好且能够消除温度下降所引起的事先膨胀。另外，在双膨胀室中设置的工作介质导入孔的开口的定位变得容易，并且通过适当选择开口位置能够向两膨胀室均等地供给工作介质。在本专利技术中，从动涡旋体可以具备旋转支承于所述轴承的毂部、从该毂部向外侧延伸设置且与第二端板结合的臂。由此，能够消除设置在专利文献2的从动涡旋体上的覆盖整个膨胀室形成部的壳体。因此，能够减轻从动涡旋体的重量，减少从动涡旋体的旋转所需的驱动力，所以相应地能够增大涡旋膨胀机的输出。在本专利技术中，可以在从动涡旋体的第二端板与驱动轴之间形成容许从动涡旋体的偏心运动的间隙，将工作介质导入孔的开口配置在面向该间隙且均等地跨着第二端板的位置。由此，能够通过一个开口向双膨胀室均等地供给工作介质，从而能够降低该开口的加工工时。在本专利技术中，可以是使驱动涡旋体和从动涡旋体同步旋转的连动机构包括旋转自如地安装在驱动涡旋体或从动涡旋体的一方上的圆筒体、固定在这些涡旋体的另一方上的轴体，轴体与圆筒体的相对于该圆筒体的旋转中心偏心的位置结合，轴体相对于圆筒体的偏心量与驱动轴的旋转轴线和从动涡旋体的旋转轴线之间的偏心量相同。通过采用上述结构的连动机构，能够将连动机构简化且实现轻量化。因此，能够将旋转部位的结构简化且实现轻量化。因此，能够相应地增大涡旋膨胀机的输出。专利技术效果根据本专利技术的涡旋膨胀机，由于驱动轴由在双膨胀室中贯通的单一的驱动轴构成，所以不需要轴心对位，并且由于在该驱动轴上设有工作介质导入孔，所以能够形成密封性良好且没有温度下降所引起的事先膨胀的供给路。另外，在双膨胀室中设置的工作介质导入孔的开口的定位变得容易，并且通过适当选择开口位置能够向两膨胀室均等地供给工作介质。附图说明图1是本专利技术装置的第一实施方式涉及的涡旋膨胀机的正面观察剖视图。图2是图1中的局部放大图。图3是本专利技术装置的第二实施方式涉及的涡旋膨胀机的正面观察剖视图。具体实施方式以下，利用附图示出的实施方式对本专利技术进行详细的说明。其中，该实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别的特定性的记载，就不是将该专利技术的范围仅限定于此的意思。(实施方式1)根据图1及图2对本专利技术装置的第一实施方式进行说明。本实施方式的涡旋膨胀机例如可应用于所述的双燃料发电系统。在该发电系统中，将加压后的低沸点的工作介质导入涡旋膨胀机，利用工作流体的膨胀力使涡旋膨胀机的驱动轴旋转，通过与该驱动轴连接的发电机进行发电。在图1中，涡旋膨胀机10A的壳体12包括呈空心圆筒形的一对外壳12a及12b。外壳12a及12b的端部相互对接，在内部形成有空心空间。在外壳12b的端面外周侧部位设有将膨胀后的工作介质w向壳体12的外部喷出的喷出口14。在外壳12a及12b的中心轴线上形成有开口16及18，在该开口中贯通配置有具有圆形截面、单一且一体的驱动轴20。驱动轴20的一端设有发电机22，通过驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡旋膨胀机，其特征在于，所述涡旋膨胀机包括：驱动轴；在该驱动轴上一体地设置的驱动涡旋体；具有相对于该驱动轴的旋转轴线偏心的旋转轴线的从动涡旋体；使该驱动涡旋体和该从动涡旋体同步旋转的连动机构；将所述驱动轴及从动涡旋体支承为相对于固定框架旋转自如的轴承，所述驱动涡旋体具有在所述从动涡旋体的两侧配置的两片第一端板、从该两片第一端板向内方突出的螺旋形状的第一卷板，所述从动涡旋体具有配置在所述两片第一端板间的第二端板、从该第二端板的两面突出的第二卷板，通过这些端板和卷板在第二端板的两侧形成膨胀室，所述驱动轴由在所述膨胀室中贯通的单一的驱动轴构成，在该驱动轴上设有向所述膨胀室的径向中心部开口的工作介质导入孔。

【技术特征摘要】
2012.04.25 JP 2012-1000181.一种涡旋膨胀机，其特征在于，所述涡旋膨胀机包括：驱动轴；在该驱动轴上一体地设置的驱动涡旋体；具有相对于该驱动轴的旋转轴线偏心的旋转轴线的从动涡旋体；使该驱动涡旋体和该从动涡旋体同步旋转的连动机构；将所述驱动轴及从动涡旋体支承为相对于固定框架旋转自如的轴承，所述驱动涡旋体具有在所述从动涡旋体的两侧配置的两片第一端板、从该两片第一端板向内方突出的螺旋形状的第一卷板，所述从动涡旋体具有配置在所述两片第一端板间的第二端板、从该第二端板的两面突出的第二卷板，通过这些端板和卷板在第二端板的两侧形成膨胀室，所述驱动轴由在所述膨胀室中贯通的单一的驱动轴构成，在该驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇波厚，藤冈完，
申请(专利权)人：阿耐思特岩田株式会社，
类型：发明
国别省市：