CN102257276B - 涡旋式流体机械 - Google Patents

Abstract

一种通过能够旋转地支撑在机壳(100)上的旋转轴(102)和能够与旋转轴(102)偏心而旋转地被旋转轴(102)支撑的回转轴(104)旋转驱动回转涡旋盘(10)的涡旋式流体机械，作为一种方法，在回转轴(104)的一端安装防自转板(109)，并在防自转板(109)安装防自转销(110)。使该防自转销(110)与防自转轴承(导向机构)(111)内切的同时进行回转运动。并且，作为另一种方法，使回转轴一端(104b)的外周面与平衡轴承(导向机构)(51)内切的同时进行回转运动。由于根据所述方法，被偏心回转驱动的回转涡旋盘不引起离心旋转地进行回转运动，因而能够确保涡旋式流体机械的高速运转。

Description

涡旋式流体机械

技术领域

本发明涉及适合高速运转的偏心回转驱动方式的涡旋式流体机械。

背景技术

涡旋式流体机械包括将在镜板立起设置漩涡状的突缘的固定涡旋盘和相同的回转涡旋盘组合起来而构成的动作部。将上述回转涡旋盘固定于驱动装置的轴上，并使其不自转而回转运动，从而使从吸入管流入的工作流体进行压缩从排出管排出时，作为压缩机或通风机发挥功能。使从固定涡旋盘的入口流入的高压的工作流体膨胀而从出口排出时，作为从驱动装置的轴获取动力的膨胀机发挥功能。

作为适用于涡旋式流体机械的驱动装置公开有具有回转轴的偏心回转驱动装置。例如日本专利第3761503号公报所公开的涡旋式流体机械具有偏心回转驱动装置和由此驱动的流体机械本体。上述偏心回转驱动装置的回转轴贯通于流体机械本体的回转涡旋盘地进行安装。在上述回转涡旋盘的两侧具有第一及第二偏心回转支撑单元，所述第一及第二偏心回转支撑单元能够将回转轴针对上述流体机械本体的固定涡旋盘偏心回转地进行支撑。

在该涡旋式流体机械中，设有在回转涡旋盘的两侧支撑回转轴的回转轴承。在两个回转轴承的外侧，经由轴线与偏心回转驱动装置的旋转轴一致的旋转体设有旋转轴承。因此，在运转时旋转轴承被回转轴驱动，但由于未设有使两个回转轴承同步旋转的机构，因而在回转轴的运动方向会产生旋转轴承及回转轴承的旋转阻力。由此存在回转轴的顺利的驱动受到妨碍，突缘之间接触而产生噪声，或者突缘磨耗或烧接的忧虑。本发明的目的在于提供确保回转轴顺利地驱动的同时能够防止离心旋转，使突缘之间不接触，并防止噪声、突缘的磨耗或烧接的构造。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而作出的。本发明的最主要的特征在于，形成在运动方向的阻力少的构造，提供一种不会出现突缘之间接触而产生振动噪声，或者突缘磨耗或烧接等现象的可靠性高的涡旋式流体机械。因此，设置有即使旋转数量变大而回转涡旋盘的离心力增大，或者排出压力和吸入压力的差压变大而作用于回转轴的半径方向的载荷变大，也能够防止回转轴在半径方向位移的单元。

在本发明中，在包括回转轴，其能够与上述旋转轴偏心而旋转地被支撑；防自转单元，其用于防止上述回转轴的自转；以及动作部，其通过将与上述回转轴的回转驱动部嵌合，并在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘及固定在上述机壳上的一端的一对固定涡旋盘组合起来而构成的流体机械中，上述回转轴贯通上述动作部，位于最外部的固定涡旋盘具有导向机构，上述回转轴的一端被上述导向机构引导而进行回转运动，从而产生使作用于回转轴的半径方向的载荷取消的载荷。由此，防止回转涡旋盘对应被设定的回转半径以上地位移或倾斜。导向机构是指安装在最外侧的固定涡旋盘上的防自转导向器或平衡轴承。防自转导向器引导安装在防自转板的两个部位以上的防自转销，所述防自转板安装在回转轴的前端。平衡轴承引导回转轴的前端。

根据本发明的涡旋式流体机械，上述回转轴的一端被上述导向机构引导而回转运动，从而在回转轴有半径方向的载荷发生作用。在导向机构则发生使作用于回转轴的半径方向的载荷取消的载荷。由此，能够防止回转涡旋盘对应被设定的回转半径以上地位移或倾斜。并且，由于涡旋式流体机械以高速旋转进行运转，因而即使在回转涡旋盘的离心力较大的情况下，也不会出现回转涡旋盘的突缘和固定涡旋盘的突缘相互接触而产生振动噪声，或者磨耗，或者烧接的现象。所以，能够提供一种可靠性高的涡旋式流体机械。

附图说明

图1是表示第一实施例的轴方向剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是表示第一实施例的变形例的局部剖视图。

图4是表示第一实施例的另一变形例的轴方向剖视图。

图5是表示第二实施例的轴方向剖视图。

图6是图5的A-A剖视图。

图7是表示第二实施例的变形例的轴方向剖视图。

图8是表示第三实施例的轴方向剖视图。

图9是表示第四实施例的轴方向剖视图。

图10是表示第五实施例的轴方向剖视图。

图11是表示第六实施例的轴方向剖视图。

图12是表示第七实施例的轴方向剖视图。

图13是表示第七实施例的变形例的轴方向剖视图。

图14是图13中的涡旋突缘组合状态说明图。

图15是表示第八实施例的轴方向剖视图。

图16是表示第八实施例的变形例的轴方向剖视图。

图17是表示第九实施例的轴方向剖视图。

图18是表示第十实施例的轴方向剖视图。

图19是表示第十实施例的变形例的轴方向剖视图。

图20是表示第九实施例或第十实施例的变形例的轴方向剖视图。

图21是表示第十一实施例的轴方向剖视图。

图22是表示回转涡旋盘和回转驱动轴的结合部的第一例的局部剖视图。

图23是表示回转涡旋盘和回转驱动轴的结合部的第二例的局部剖视图。

图24是表示回转涡旋盘和回转驱动轴的结合部的第三例的局部剖视图。

图25是表示第十二实施例的防自转轴承的局部的局部剖视图。

图26是表示第十二实施例的平衡轴承的局部的局部剖视图。

图27是表示第十三实施例的轴方向剖视图。

附图标记的说明

1    第一固定涡旋盘

2    第二固定涡旋盘

3    第三固定涡旋盘

3g   绝热板

4    第四固定涡旋盘

5    第五固定涡旋盘

6    第六固定涡旋盘

10   回转涡旋盘

11   第一回转涡旋盘

12   第二回转涡旋盘

13   第三回转涡旋盘

14   第四回转涡旋盘

36   通气口

50   轴承座

51   平衡轴承(导向机构)

51a  第一平衡轴承(导向机构)

51b  第二平衡轴承(导向机构)

52   平衡轴承内圈

52a  第一平衡轴承内圈

52b  第二平衡轴承内圈

53   圆筒部件

60   防自转板

61   防自转销

62   防自转轴承(防自转导向器)

63   防自转轴承内圈

64   防自转滑动部件(防自转导向器)

71   排出口

84   吸气口

85   排气口

100    机壳

101    旋转轴承

102    旋转轴

103    回转轴承

104    回转轴

104a   回转驱动部

104b   回转轴一端

104c   回转轴另一端

104d   第二回转驱动部

107    吸入口

108    排出口

109    防自转板

110    防自转销

111    防自转轴承(导向机构)

112    防自转轴承内圈

113    排出盖

114    排出室

115    防自转滑动部件(导向机构)

116    圆筒部件

117    盖

207a   压缩机吸入口

207b   膨胀机入口

208a   压缩机排出口

208b   膨胀机出口

307    通风机吸入口

308    通风机排出口

具体实施方式

[1]第一实施例

图1表示第一实施例。图2是图1的A-A剖视图。在镜板具有漩涡状突缘的第一固定涡旋盘1的反突缘面紧固在机壳100上。与第一固定涡旋盘1重叠地设置有在镜板具有漩涡状突缘的回转涡旋盘10，与回转涡旋盘10重叠地设置有在镜板具有漩涡状突缘的第二固定涡旋盘2，并紧固在第一固定涡旋盘1上。由第一固定涡旋盘1、回转涡旋盘10及第二固定涡旋盘2构成动作部。第一固定涡旋突缘1a和设在回转涡旋盘10上的回转涡旋突缘10a进行组合而构成一组第一动作室21。设在回转涡旋盘10上的回转涡旋突缘10b和第二固定涡旋突缘2a进行组合而构成一组第二动作室22。

在机壳100上的两个部位设置有旋转轴承101的外圈。旋转轴102嵌合在旋转轴承101的内圈。马达的定子105紧固在机壳100上，马达的转子106紧固在旋转轴102上。并且，在旋转轴102上安装有用于确保整体的离心力平衡的平衡器47。在旋转轴102上，在从旋转中心偏心的位置的两端设有轴承箱，在该轴承箱上设置有回转轴承103的外圈。回转轴104嵌合在回转轴承103的内圈。回转轴104贯通着第一固定涡旋盘贯通口1c。在回转涡旋盘10的中心设有孔。该孔以不相对旋转的状态与回转驱动部104a嵌合。回转轴一端104b贯通着第二固定涡旋盘贯通口2c，并延长至外侧。防自转板109紧固在回转轴一端104b上。如图2所示，在防自转板109的内表面侧三个部位埋设有防自转销110。防自转轴承(导向机构)111作为防自转导向器设置在第二固定涡旋盘2的表面侧。防自转单元由防自转板109、防自转销110及防自转轴承(导向机构)111构成。防自转销110以与防自转轴承内圈112相切的状态进行组合。将防自转销110的外径设为d1，将防自转轴承内圈112的内径设为D1，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，在d1、D1、ε、δ之间设定为具有如下关系：

2ε-δ≤D1-d1≤2ε+δ    (公式1)

如此设定D1-d1的值时，防自转销110维持大致与防自转轴承内圈112相切的状态，并可靠地防止回转轴104的自转。并且，回转轴一端104b也不会因强力向内侧弯曲。所以，不会产生噪声，机械损失变小。即使回转涡旋盘10的离心力作用于回转驱动部104a，如果防自转轴承(导向机构)111的轴承内部间隙成为0，则回转轴一端104b也不会再弯曲。由此能够防止涡旋突缘的接触。所以，涡旋式流体机械即使具有较大的回转涡旋盘也能够实现相比以往更高速的旋转。

排出盖113以密封排出室114的状态紧固在第二固定涡旋盘2的外表面。排出盖113内包着防自转板109及防自转轴承(导向机构)111。在排出盖113上设有排出口108。在第二固定涡旋盘2的外周部设有吸入口107。

接着，对本涡旋式流体机械的动作进行说明。向定子105的巻线通电时，转子106进行旋转，旋转轴102进行旋转而回转轴104如下所述的防止自转地被偏心驱动。作为回转轴104的一部分的回转驱动部104a回转驱动回转涡旋盘10。由第一固定涡旋突缘1a和回转涡旋突缘10a构成的第一动作室21及由第二固定涡旋突缘2a和回转涡旋突缘10b构成的第二动作室22从外周侧向内周侧移动，容积减少从而内部的流体进行压缩。在回转涡旋盘10的镜板中央部设有回转镜板连通口10c。所以，动作室21和动作室22在中央部相连通。其结果，流体从吸入口107吸入，经由吸入室130进行压缩，并向动作室22侧合流，通过第二固定涡旋盘贯通口2c而向排出室114流入，并从排出口108向外部排出。

由于防自转销110的外径d1和防自转轴承内圈112的内径D1及回转半径ε之间具有公式1的关系，因而防自转销110总是在与防自转轴承内圈112之间维持某种程度的接触力的同时进行回转运动。由于防自转销110设在防自转板109的两个部位以上，因而防自转板109进行回转运动，但不进行旋转。由于防自转板109紧固在回转轴一端104b，因而回转轴104被防止自转地进行回转运动。并且，由于回转涡旋盘10以不相对旋转的状态与回转驱动部104a嵌合，因而防止自转地进行回转运动。

可是，由于回转涡旋盘10具有重量，因而在回转涡旋盘10进行回转运动时，在与轴成直角的方向产生离心力。所有离心力通过平衡器47取消。但是，上述离心力成为在轴上使回转涡旋盘在半径方向位移的载荷。该载荷成为使回转驱动部104a弯曲的载荷。回转驱动部104a以回转轴承103作为支点，沿合成载荷的方向弯曲。其结果，回转涡旋盘10也向合成载荷的方向倾斜的同时位移。因此，回转涡旋突缘10a及10b接近第一固定涡旋突缘1a及第二固定涡旋突缘2a。突缘之间过于接近时，为了最大限度地抑制泄漏量，原本设定为小的突缘间的间隙成为0，并开始滑动。这样一来在突缘产生滑动损失。并且，在涡旋式流体机械中产生振动噪声。进而，突缘的磨耗进展或在突缘之间产生烧接。即涡旋式流体机械的性能和可靠性同时受损。

但是，根据本发明，由于防自转销110与防自转轴承内圈112相切，因而回转轴一端104b不会对应由防自转销110和防自转轴承内圈112决定的回转半径以上地位移。所以，即使回转涡旋盘10进行高速旋转，离心力增大而使回转驱动部104a弯曲的载荷变大，也能够防止回转驱动部104a的弯曲。所以，突缘之间不会接触。所以，本发明的涡旋式流体机械即使具有较大的回转涡旋盘也能够实现相比以往更高速的旋转。

图3是表示第一实施例的变形例的局部剖视图。如图3所示，作为防自转导向器用防自转滑动部件(导向机构)115替代了防自转轴承(导向机构)111。防自转单元由防自转板109、防自转销110及防自转滑动部件(导向机构)115构成。防自转滑动部件(导向机构)115由树脂等自润滑性部件制作而成。由于防自转销110与防自转滑动部件(导向机构)115的内表面内切的同时被引导而进行回转运动，因而能够防止回转轴104及回转涡旋盘10的自转，同时回转轴一端104b无法对应由防自转销110和防自转滑动部件(导向机构)115决定的回转半径以上地位移。

这样一来，由于防自转销110和防自转滑动部件(导向机构)115相切，因而能够可靠地防止回转涡旋盘的自转。并且，即使回转涡旋盘10的离心力作用于回转驱动部104a，回转轴一端104b也不会在防自转销110和防自转滑动部件(导向机构)115相切之后弯曲。由此，能够防止突缘之间的接触。所以，本发明的涡旋式流体机械即使具有较大的回转涡旋盘，也能够相比以往更高速且高精度的进行回转运动。

图4表示第一实施例的另一变形例。图4表示在将第一实施例设为真空泵的情况下，在旋转轴后端102a设置风扇31来进行冷却的例。在轴承盘35上设有贯通的通气口36。在机壳100的侧面，在相比定子105更靠近第一固定涡旋盘1的一侧设有排气口34。在回转轴104设有贯通的回转轴通气路径32。在机壳100的底板100a开有孔，并安装有过虑器30。风扇31与旋转轴102一同进行旋转时，通过过虑器30而从外部进入空气。从过虑器30进入的空气通过通气口36而对机壳100内的马达部空间33进行通风，并从排气口34向外部排出。在该期间，旋转轴承101、定子105被冷却，防止温度过度上升。并且，从过虑器30进入的空气经由风扇31排出，并通过回转轴通气路径32而流入排出室114中，与从第一动作室21、第二动作室22排出的空气一同从排出口108向外部排出。在该期间，回转轴承101、回转涡旋盘10的中央部被冷却，防止温度过度上升。

并且，图4表示在将本发明的第一实施例作为真空泵的情况下，设置用于密封动作室侧和机壳侧的空间的密封部件的例子。环状的内表面密封部件42包围第一固定涡旋盘贯通口1c地进行安装。密封板40与内表面密封42接触地安装在回转轴104上。密封盖41安装在面向密封板40的机壳侧。环状的外表面密封部件43安装在密封盖41上，并与密封板40相接触。根据这种结构，动作室侧的空间和机壳侧的空间夹着第一固定涡旋盘贯通口1c被双重密封。所以，能够可靠地防止经由动作室排出的气体漏入机壳内的情况。并且，将排出的气体通过排出盖113与外部空气隔断，并通过与排出口108连接的未图示的外部配管排气。所以，即使有毒气体、腐蚀性气体流入动作室，也不会漏出到外部空气。

[2]第二实施例

图5表示第二实施例。图6是图5的A-A剖视图。与第一实施例相同的部件使用相同的标记和名称，并省略说明。排出盖113安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。平衡轴承(导向机构)51安装在排出盖113的内部。回转轴一端104b的外周面与平衡轴承内圈52内切的同时进行回转运动。将回转轴一端104b的外径设为d2，将平衡轴承内圈52的内径设为D2，将本涡旋式流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，在d2、D2、ε、δ之间设定为具有如下关系：

2ε-δ≤D2-d2≤2ε+δ    (公式2)

如此设定D1-d1的值时，回转轴一端104b维持大致与平衡轴承内圈52相切的状态。并且，回转轴一端104b也不会因強力向内侧弯曲。所以，不会产生噪声，机械损失变小。即使回转涡旋盘10的离心力作用于回转驱动部104a，如果平衡轴承(导向机构)51的轴承内部间隙成为0，则回转轴一端104b也不会再弯曲。由此能够防止涡旋突缘的接触。所以，涡旋式流体机械即使具有较大的回转涡旋盘也能够实现相比以往更高速的旋转。

防自转板60紧固在回转轴另一端104c上。防自转销61埋设在防自转板60的两个位置以上。防自转轴承62安装在机壳100的底板100a上。防自转销61与防自转轴承内圈63内切的同时进行回转运动。将防自转销61的外径设为d3，将防自转轴承内圈63的内径设为D3，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，在d3、D3、ε、δ之间设定为具有如下关系：

2ε-δ≤D3-d3≤2ε+δ    (公式3)

如此设定D1-d1的值时，防自转销61维持大致与防自转轴承内圈63相切的状态。所以，能够可靠地防止回转涡旋盘10的自转。并且，回转轴另一端104c也不会因强力向内侧弯曲。所以，不会产生噪声，机械损失也变小。

图7表示第二实施例的变形例。如图7所示，回转轴一端104b呈在轴方向具有曲面的樽型形状。这样一来回转轴一端104b不会与平衡轴承内圈52单侧接触。所以，在回转轴一端104b和平衡轴承内圈52相接触的一面难以产生磨损、磨耗。所以，涡旋式流体机械的可靠性变高。并且，防自转滑动部件64用作安装在防自转板60上的防自转销61的导向器。防自转滑动部件64由树脂等自润滑性部件制作而成。防自转滑动部件64可以由经耐磨耗性表面处理的金属部件制作而成。

[3]第三实施例

图8表示第三实施例。盖70用于密封第二固定涡旋盘2的中央部外表面，隔断动作室侧和大气侧之间。并且，排出口71通过机壳100外周的定子105设在底侧。流体从吸入口107流入，在第一动作室21、第二动作室22进行压缩，从第一固定涡旋盘贯通口1c进入机壳100内，通过机壳100的内部而从排出口71向外部排出。根据这种结构，用简单的盖70替代排出盖113即可。所以，对于涡旋式流体机械来说，能够减少一个加工部件，并降低成本。并且，由于突起消失，因而能够缩短总长，并能用工作流体的移动对机壳内进行冷却。

[4]第四实施例

图9表示第四实施例。图9所示的流体机械为在回转轴104的两端具有涡旋盘的双型涡旋式流体机械。在机壳100的右侧紧固有第一固定涡旋盘1的反突缘面。与第一固定涡旋盘1重叠地设置有第一回转涡旋盘11。第二固定涡旋盘2与第一回转涡旋盘11重叠地进行设置，并紧固在第一固定涡旋盘1上。第一固定涡旋盘1，第一回转涡旋盘11及第二固定涡旋盘2构成回转轴一端侧动作部。第一固定涡旋突缘1a和第一回转涡旋突缘11a进行组合而构成一组第一动作室21。第一回转涡旋突缘11b和第二固定涡旋突缘2a进行组合而构成一组第二动作室22。第一回转镜板连通口11c设在第一回转涡旋盘11的镜板中央部。由此，第一动作室21通过第一回转镜板连通口11c向第二动作室22合流。其结果，流体从第一吸入口107a吸入，并经由第一吸入室131而进行压缩，向动作室22侧合流，并通过第二固定涡旋盘贯通口2c向第一排出盖113a内的第一排出室114a流入，并从第一排出口108a向外部排出。

在机壳100的左侧紧固有第三固定涡旋盘3的反突缘面。与第三固定涡旋盘3重叠地设置有第二回转涡旋盘12。第四固定涡旋盘4与第二回转涡旋盘12重叠地进行设置，并紧固在第三固定涡旋盘3上。第三固定涡旋盘3、第二回转涡旋盘12及第四固定涡旋盘4构成回转轴另一端侧动作部。第三固定涡旋突缘3a和第二回转涡旋突缘12a进行组合而构成一组第三动作室23。第二回转涡旋突缘12b和第四固定涡旋突缘4a进行组合而构成一组第四动作室24。旋转轴102进行旋转，从而回转轴104自转受阻地被偏心驱动。作为回转轴104的一部的第二回转驱动部104d回转驱动回转涡旋盘12。工作流体从第三动作室23及第四动作室24的外周侧向内周侧移动，并容积减少，而进行压缩。第二回转镜板连通口12c设在第二回转涡旋盘12的镜板中央部。由此，第三动作室23通过第二回转镜板连通口12c而向第四动作室24合流。其结果，从第二吸入口107b吸入的工作流体经由第二吸入室132进行压缩，并通过第四固定涡旋盘贯通口4c，并向第二排出盖113b内的第二排出室114b流入，从第二排出口108b向外部排出。

在机壳100上，在两个部位设置有旋转轴承101的外圈。在旋转轴承101的内圈嵌合有旋转轴102。在旋转轴102上有用于确保所有离心力平衡的平衡器47安装在两个部位。在机壳100上紧固有马达的定子105，在旋转轴102上紧固有马达的转子106。并且，在旋转轴102上安装有用于保持所有离心力平衡的平衡器47。在旋转轴102上在从旋转中心偏心的位置的两端设置有轴承箱，在该轴承箱设置有回转轴承103的外圈。在回转轴承103的内圈嵌合有回转轴104。回转轴104贯通着第一固定涡旋盘贯通口1c。在第一回转涡旋盘11的中心设置有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在回转驱动部104a上。回转轴一端104b贯通着第二固定涡旋盘贯通口2c，并延伸至外侧。防自转板109紧固在回转轴一端104b上。如图2所示，防自转销110埋设在防自转板109的内表面侧的三个部位上。防自转轴承(导向机构)111设置在第二固定涡旋盘2的表面侧。防自转销110以与防自转轴承内圈112相切的状态进行安装。将防自转销110的外径设为d1，将防自转轴承内圈112的内径设为D1，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d1、D1、ε、δ之间被设定为具有公式1的关系。

回转轴104贯通着第三固定涡旋盘贯通口3c。在第二回转涡旋盘12的中心设有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在第二回转驱动部104d。回转轴另一端104c贯通着第四固定涡旋盘贯通口4c，并延伸至外侧。轴承座50安装在第四固定涡旋盘4的镜板外表面。平衡轴承(导向机构)51安装在轴承座50的内部。回转轴另一端104c的外周面与平衡轴承内圈52内切的同时进行回转运动。将回转轴另一端104c的外径设为d2，将平衡轴承内圈52的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为具有公式2的关系。

在本实施例中，如上所述地将一组涡旋部设置在机壳100的单侧，并将另一组涡旋部设在与机壳100的所述单侧相反的一侧。所以，在本实施例中，能够发生在机壳100的单侧设置了一组涡旋部的流体机械的2倍的流量。防自转机构设在回转轴104的右侧的回转轴一端104b。并且，防自转销110的外径和防自转轴承内圈112的内径之间具有公式1的关系。所以，能够可靠地防止回转轴104的自转。并且，还能够防止离心力引起的回转轴一端104b的弯曲。回转轴另一端104c的外周面与平衡轴承内圈52内切的同时进行回转运动。并且，回转轴另一端104c和平衡轴承内圈52之间具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴另一端104c的弯曲。

[5]第五实施例

图10表示第五实施例。驱动部的构造与第四实施例相同。与第四实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。以下，对本实施例与第四实施例不同的内容进行说明。回转轴一端104b贯通着第二固定涡旋盘贯通口2c，并延伸至外侧。第一排出盖113a安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。第一平衡轴承(导向机构)51a安装在第一排出盖113a的内部。回转轴一端104b的外周面与第一平衡轴承内圈52a内切的同时进行回转运动。将回转轴一端104b的外径设为d2，将第一平衡轴承内圈52a的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间设定为具有公式2的关系。

第二排出盖113b安装在第四固定涡旋盘4的镜板外表面。第二平衡轴承(导向机构)51b安装在第二排出盖113b的内部。回转轴另一端104c的外周面与第二平衡轴承内圈52b内切的同时进行回转运动。将回转轴另一端104c的外径设为d2，将第二平衡轴承内圈52b的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为具有公式2的关系。

防自转板60不相对性旋转地安装在回转轴承103的右侧和第一固定涡旋盘1的镜板之间。防自转销61埋设在防自转板的外周部的三个部位。防自转轴承62设置在第一固定涡旋盘1的镜板。防自转销61与防自转轴承内圈63内切的同时进行回转运动。将防自转销61的外径设为d3，将防自转轴承内圈63的内径设为D3，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d3、D3、ε、δ之间被设定为具有公式3的关系。

在本实施例中，如上所述地在机壳100的单侧设有一组涡旋部，并在机壳100的另一方的单侧设有一组涡旋部。所以，本实施例与本发明的第四实施例相同，能够发生在机壳100的单侧设置了一组涡旋部的流体机械的2倍的流量。回转轴一端104b的外周面与第一平衡轴承内圈52a内切的同时进行回转运动。回转轴一端104b和第一平衡轴承内圈52a之间具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴一端104b的弯曲。并且，回转轴另一端104c的外周面与第二平衡轴承内圈52b内切的同时进行回转运动。回转轴另一端104c和第二平衡轴承内圈52b之间也具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴另一端104c的弯曲。

[6]第六实施例

图11表示第六实施例。用第一盖70a盖住第二固定涡旋盘2的中央部外表面，而隔断动作室侧和大气侧之间。并且，用第二盖70b盖住第四固定涡旋盘4的中央部外表面，而隔断动作室侧和大气侧之间。此外，排出口71设在机壳100的侧面的一部。从第一动作室21及第二动作室22流出的流体从第一固定涡旋盘贯通口1c进入机壳100内。从第三动作室23及第四动作室24流出的流体从第三贯通口3c进入机壳100内。进入到机壳100内的流体通过机壳100的内部而从排出口71向外部排出。如图11所示在这种构造中，由于只需要简单的第一盖70a、第二盖70b，因而不需要如图10所示的第一排出盖113a、第二排出盖113b。所以，在这种构造中能够减少两个加工部件，并能够降低成本，并由于突起消失因而能缩短总长。并且，能够用压缩的工作流体对机壳内进行冷却。

[7]第七实施例

图12表示第七实施例。图12表示在回转驱动部104a具有两组涡旋部的流体机械。与第一实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。第一固定涡旋盘1的反突缘面紧固在机壳100上。第一回转涡旋盘11与第一固定涡旋盘1重叠地进行设置。第三固定涡旋盘3与第一回转涡旋盘11重叠地进行设置，并紧固在第一固定涡旋盘1上。第二回转涡旋盘12与第三固定涡旋盘3重叠地进行设置。第二固定涡旋盘2与第二回转涡旋盘12重叠地进行设置，与第三固定涡旋盘3一同紧固在第一固定涡旋盘1上。第一固定涡旋盘1、第一回转涡旋盘11、第三固定涡旋盘3、第二回转涡旋盘12及第二固定涡旋盘2构成动作部。一组第一动作室21通过第一固定涡旋突缘1a和第一回转涡旋突缘11a的组合构成。一组第二动作室22通过第一回转涡旋突缘11b和第三固定涡旋突缘3a的组合构成。一组第三动作室23通过第三固定涡旋突缘3b和第二回转涡旋突缘12a的组合构成。一组第四动作室24通过第二回转涡旋突缘12b和第二固定涡旋突缘2a的组合构成。由于第三固定涡旋盘吸入连通口3d设在第三固定涡旋盘3上，因而第一吸入室131及第二吸入室132相连通。第一回转镜板连通口11c设在第一回转涡旋盘11的镜板中央部。由此第一动作室21通过第一回转镜板连通口11c向第二动作室22合流。第二回转镜板连通口12c设在第二回转涡旋盘12的镜板中央部。由此第三动作室23通过第二回转镜板连通口12c向第四动作室24合流。所以，流体从吸入口107向所有动作室吸入，并从排出口108向外部排出。

回转轴104贯通着第一固定涡旋盘贯通口1c。在第一回转涡旋盘11的中心设有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在回转驱动部104a。回转轴104贯通着第三固定涡旋盘贯通口3c。在第二回转涡旋盘12的中心也设有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在回转驱动部104a。回转轴一端104b贯通第二固定涡旋盘贯通口2c，并延伸至外侧。排出盖113安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。平衡轴承(导向机构)51安装在轴承排出盖113的内部。回转轴一端104b的外周面与平衡轴承内圈52内切的同时进行回转运动。将回转轴一端104b的外径设为d2，将平衡轴承内圈52的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为公式2的关系。与第二实施例相同的防自转机构安装在回转轴另一端104c上。在底板100a上安装有防自转轴承62。防自转销61维持大致与防自转轴承内圈63相切的状态。所以，能够可靠地防止回转轴104的自转。

根据本实施例，回转轴一端104b与平衡轴承内圈52维持大致相切的状态。由此即使第一回转涡旋盘11及第二回转涡旋盘12的离心力作用于回转驱动部104a，如果平衡轴承内圈52的轴承内部间隙成为0，则回转轴一端104b也不会再弯曲。所以，能够防止突缘之间的接触。并且，即使涡旋式流体机械具有较大的回转涡旋盘也能够相比以往高速地进行旋转。并且，能够获得在机壳100的单侧设置了一组涡旋部的流体机械的2倍的流量。

图13及图14表示第7实施例中的将吸入、排出的相位错开的例子。涡旋式流体机械能够通过改变安装时的突缘的旋转方向位置，改变针对回转轴的偏心方向的吸入、排出的相位。如图14所示，第一固定涡旋突缘1a和第一回转涡旋突缘11a、第三固定涡旋突缘3a和第一回转涡旋突缘11b、第三固定涡旋突缘3b和第二回转涡旋突缘12a、第二固定涡旋突缘2a和第二回转涡旋突缘12b的组合各自的突缘的相位各旋转了90度。所以，就算第一回转涡旋突缘11a、第一回转涡旋突缘11b、第二回转涡旋突缘12a、第二回转涡旋突缘12b均向同一方向(图中为纸面右方向)偏心，四个动作室的相位也各错开了90度。

[8]第八实施例

图15表示第八实施例。与第一实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。第一固定涡旋盘1的反突缘面紧固在机壳100的右侧。第一回转涡旋盘11与第一固定涡旋盘1重叠地进行设置。第三固定涡旋盘3与第一回转涡旋盘11重叠地进行设置，并紧固在第一固定涡旋盘1上。第二回转涡旋盘12与第三固定涡旋盘3重叠地进行设置。第二固定涡旋盘2与第二回转涡旋盘12重叠地进行设置，并与第三固定涡旋盘3一同紧固在第一固定涡旋盘1上。第一固定涡旋盘1、第一回转涡旋盘11，第三固定涡旋盘3、第二回转涡旋盘12及第二固定涡旋盘2构成回转轴一端侧动作部。一组第一动作室21通过第一固定涡旋突缘1a和第一回转涡旋突缘11a的组合构成。一组第二动作室22通过第一回转涡旋突缘11b和第三固定涡旋突缘3a的组合构成。第一回转镜板连通口11c设在第一回转涡旋盘11的镜板中央部。第一动作室21通过第一回转镜板连通口11c向第二动作室22合流。一组第三动作室23通过第三固定涡旋突缘3b和第二回转涡旋突缘12a的组合构成。一组第四动作室24通过第二回转涡旋突缘12b和第二固定涡旋突缘2a的组合构成。第二回转镜板连通口12c设在第二回转涡旋盘12的镜板中央部。第三动作室23通过第二回转镜板连通口12c向第四动作室24合流。由于第三固定涡旋盘吸入连通口3d设在第三固定涡旋盘3上，因而第一吸入室131及第二吸入室132相连通。并且，由于第三固定涡旋盘贯通口3c设在第三固定涡旋盘3的中央部，因而人第一吸入口107a吸入的流体在动作室21、22、23、24进行压缩而集合到第一排出盖113a内的排出室114，并从第一排出口108a向外部排出。

第四固定涡旋盘4的反突缘面紧固在机壳100的左侧。第三回转涡旋盘13与第四固定涡旋盘4重叠地进行设置。第六固定涡旋盘6与第三回转涡旋盘13重叠地进行设置，并紧固在第四固定涡旋盘4上。第四回转涡旋盘14与第六固定涡旋盘6重叠地进行设置。第五固定涡旋盘5与第四回转涡旋盘14重叠地进行设置，并与第六固定涡旋盘6一同紧固在第四固定涡旋盘4上。第四固定涡旋盘4、第三回转涡旋盘13、第六固定涡旋盘6、第四回转涡旋盘14及第五固定涡旋盘5构成回转轴另一端侧动作部。一组第五动作室25通过第四固定涡旋突缘4a和第三回转涡旋突缘13a的组合构成。一组第六动作室26通过第三回转涡旋突缘13b和第六固定涡旋突缘6a的组合构成。第三回转镜板连通口13c设在第三回转涡旋盘13的镜板中央部。第五动作室25通过第三回转镜板连通口13c向第六动作室26合流。一组第七动作室27通过第六固定涡旋突缘6b和第四回转涡旋突缘14a的组合构成。一组第八动作室28通过第四回转涡旋突缘14b和第五固定涡旋突缘5a的组合构成。第四回转镜板连通口14c设在第四回转涡旋盘14的镜板中央部。由此，第七动作室27通过第四回转镜板连通口14c向第八动作室28合流。由于第六固定涡旋盘吸入连通口6d设在第六固定涡旋盘6上，因而第三吸入室133及第四吸入室134相连通。并且，由于第六固定涡旋盘贯通口6c设在第六固定涡旋盘6的中央部，因而从第二吸入口107b吸入的流体在动作室25、26、27、28进行压缩，而从设在第二排出盖113b上的第二排出口108b向外部排出。

驱动部的构造与第一实施例相同。回转轴104贯通着第一固定涡旋盘贯通口1c。在第一回转涡旋盘11及第二回转涡旋盘12的中心设有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在回转驱动部104a。回转轴一端104b贯通第二固定涡旋盘贯通口2c，并延伸至外侧。防自转板109紧固在回转轴一端104b。如图2所示，防自转销110埋设在防自转板109的内表面侧的三个部位。防自转轴承(导向机构)111作为防自转导向器设置在第二固定涡旋盘2的表面侧。由防自转板109、防自转销110及防自转轴承(导向机构)111构成防自转单元。防自转销110以与防自转轴承内圈112相切的状态进行安装。将防自转销110的外径设为d1，将防自转轴承内圈112的内径设为D1，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d1、D1、ε、δ之间被设定为具有公式1的关系。

回转轴104贯通着第四固定涡旋盘贯通口4c。在第三回转涡旋盘13及第四回转涡旋盘14的中心设有孔。该孔以不相对旋转的状态嵌合在第二回转驱动部104d。回转轴另一端104c贯通第五固定涡旋盘贯通口5c，并延伸至外侧。第二排出盖113b安装在第五固定涡旋盘5的镜板外表面。平衡轴承(导向机构)51安装在第二排出盖113b的内部。回转轴另一端104c的外周面与平衡轴承内圈52相切的同时进行回转运动。将回转轴另一端104c的外径设为d2，将平衡轴承内圈52的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为具有公式2的关系。

由于在本实施例中构成为如上的结构，因而能够获得在机壳100的单侧设置了一组涡旋盘的流体机械的4倍的流量。通过设在回转轴104的右侧的回转轴一端104b的防自转单元，能够可靠地防止回转轴104的自转。并且，能够防止离心力引起的回转轴一端104b的弯曲。回转轴另一端104c的外周面与平衡轴承内圈52内切的同时进行回转运动。回转轴另一端104c和平衡轴承内圈52之间具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴另一端104c的弯曲。

图16表示第八实施例的变形例。驱动部的构造与第八实施例相同。在本实施例中，与第八实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。下面，对本实施例与第八实施例不同的内容进行说明。回转轴一端104b贯通第二固定涡旋盘贯通口2c，并延伸至外侧。第一排出盖113a安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。第一平衡轴承(导向机构)51a安装在第一排出盖113a的内部。回转轴一端104b的外周面与平衡轴承内圈52a内切的同时进行回转运动。将回转轴一端104b的外径设为d2，将平衡轴承内圈52a的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴一端104b的弯曲。回转轴另一端104c贯通第五固定涡旋盘贯通口5c，并延伸至外侧。第二排出盖113b安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。第二平衡轴承(导向机构)51b安装在第二排出盖113b的内部。回转轴另一端104c的外周面与第二平衡轴承内圈52b内切的同时进行回转运动。回转轴另一端104c和第二平衡轴承内圈52b之间也具有公式2的关系。所以，能够防止离心力引起的回转轴另一端104c的弯曲。

防自转板60不相对性旋转地安装在回转轴承103的右侧与第一固定涡旋盘1的镜板之间。防自转销61安装在防自转板60的外周部的三个部位。防自转轴承62设置在第一固定涡旋盘1的镜板上。由防自转板60、防自转销61及防自转轴承62构成防自转单元。防自转销61与防自转轴承内圈63内切的同时进行回转运动。将防自转销61的外径设为d3，将防自转轴承内圈63的内径设为D3，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d3、D3、ε、δ之间被设定为具有公式3的关系。

由于在本实施例中构成了如上的结构，因而与本发明的第八实施例相同，能够获得在机壳100的单侧设置了一组涡旋部的流体机械的4倍的流量。

[9]第九实施例

图17表示第九实施例。与第7实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。第三固定涡旋盘3为两分化结构。第三固定涡旋盘第一镜板3e、第三固定涡旋盘第二镜板3f背靠背紧贴地形成一体化。在第三固定涡旋盘第一镜板3e与第三固定涡旋盘第二镜板3f的中央部设有空间。紧固在回转驱动部104a上的密封板44能够滑动地夹在该空间。安装在第三固定涡旋盘第一镜板3e上的第一密封45和安装在第三固定涡旋盘第二镜板3f上的第二密封46密封着密封板44的两面。通过这种密封第三固定涡旋盘贯通口3c在中间被隔断。

通过第一固定涡旋突缘1a、第一回转涡旋突缘11a、11b及第三固定涡旋突缘3a的组合构成的第一动作室21和第二动作室22构成压缩机。并且，通过第三固定涡旋突缘3b、第二回转涡旋突缘12a、12b及第二固定涡旋突缘2a的组合构成的第三动作室23和第四动作室24构成膨胀机。

在设在第二固定涡旋盘2上的排出盖113上设有膨胀机入口207b，并有工作流体流入。工作流体从第二固定涡旋盘贯通口2c进入第四动作室24的中央，并还从第二回转镜板连通口12c进入第三动作室23，向外周移动的同时膨胀。此时工作流体向第二回转涡旋盘12赋予回转力。膨胀机出口208b设在第二固定涡旋盘2的外周部。膨胀结束的工作流体从膨胀机出口208b排出。压缩机吸入口207a设在第一固定涡旋盘1的外周部。冷却器(热水器)121的入口连接到膨胀机出口208b，出口连接到压缩机吸入口207a。被冷却器121冷却而成为低温的工作流体从压缩机吸入口207a进入第一动作室21和第二动作室22，并向内周移动的同时进行压缩。压缩结束的工作流体通过第一回转镜板连通口11c合流，并从第一固定涡旋盘贯通口1c进入机壳100内，从压缩机排出口208a向外部排出。加热器(集热器)120的入口连接到压缩机排出口208a，出口连接到膨胀机入口207b。从压缩机排出口208a流出的工作流体被加热器120加热而成为高温，并从膨胀机入口207b流入膨胀机。在该行程中，膨胀机的工作量变得比压缩机的动力大，膨胀机驱动压缩机。膨胀机还驱动回转驱动部104a，并偏心驱动回转轴104。回转轴104使旋转轴102旋转。使安装在旋转轴102上的转子105旋转而在定子106的卷线发生起电力。其结果，能够从卷线获取电力。即本流体机械将成为发电机。

一般来说，用膨胀机驱动压缩机的情况下，由于进行作为旋转力的动力的传递，因而在支撑各自的驱动轴的轴承发生损失。但是在本实施例的情况下，由于膨胀机和压缩机安装在相同的回转驱动部104a上，因而动力作为载荷而被传递，并不会在膨胀机与压缩器之间发生损失。其中，工作流体优选为不会在空气、氮气或氦等常温下液化的稳定的气体。

[10]第十实施例

图18表示第十实施例。在本实施例的与第九实施例相同的涡旋式流体机械中，表示将四组动作室之中的两组用作膨胀机，并将其它两组用作通风机，应用于燃料电池的系统的例子。

通风机吸入口307设在第一固定涡旋盘1的外周部。空气从通风机吸入口307进入第一动作室21和第二动作室22，并向内周移动的同时进行压缩。压缩结束的空气从第一固定涡旋盘贯通口1c进入机壳100内，并从通风机排出口308向外部排出。膨胀机入口207b设在第二固定涡旋盘2的中央。燃料电池122的入口连接到通风机排出口308，出口连接到膨胀机入口207b。从燃料电池122流出的排气空气仍维持某种程度高压，从第二固定涡旋盘贯通口2c进入第三动作室23和第四动作室24的中央，并向外周移动的同时膨胀。此时空气向第二回转涡旋盘12赋予回转力。膨胀机出口208b设在第二固定涡旋盘2的外周部。膨胀结束的空气从膨胀机出口208b排出。在该行程中，膨胀机的工作量补偿用于驱动通风机的第一回转涡旋盘11的动力，从而作为所有燃料电池系统的能量得以再生。

图19表示第十实施例的变形例。图19表示将与图15相同的构造的涡旋式流体机械的8组动作室中的四组动作室用作膨胀机，并将其他四组动作室用作通风机而应用于燃料电池的系统的例子。

通风机吸入口307设在第五固定涡旋盘5的外周部。空气从通风机吸入口307进入第五动作室25、第六动作室26、第七动作室27、第八动作室28，并向内周移动的同时进行压缩。压缩结束的空气通过第五固定涡旋盘贯通口5c从设在第二排出盖113b上的通风机排出口308向外部排出。膨胀机入口207b设在设置于第二固定涡旋盘2上的第一排出盖113a的中央。燃料电池122的入口连接到通风机排出口308，出口连接到膨胀机入口207b。从燃料电池122流出的排气空气仍维持某种程度高压，从第二固定涡旋盘贯通口2c进入第四动作室24、第三动作室23、第二动作室22、第一动作室21的中央，并向外周移动的同时膨胀。此时空气向第一回转涡旋盘11和第二回转涡旋盘12赋予回转力。膨胀机出口208b设在第二固定涡旋盘2的外周部。膨胀结束的空气从膨胀机出口208b排出。在该行程中，膨胀机的工作量补偿驱动通风机的第三回转涡旋盘13和第四回转涡旋盘14的动力，从而作为燃料电池的所有系统的能量得以再生。

图20表示第九或第十实施例的变形例。绝热板3g夹在第三固定涡旋盘第一镜板3e与第三固定涡旋盘第二镜板3f之间。膨胀机在供给尽量高温的流体的一方增加发生动力。另一方面，压缩机在吸入尽量低温的流体的一方降低消费动力。所以使在加热器120加热的尽量高温的流体通过膨胀机入口207b和第二固定涡旋盘贯通口2c流入动作室23、24。另一方面，使在冷却器121充分冷却的低温的流体通过压缩机吸入口207a流入动作室21、22。

在这种情况下，压缩机的第一固定涡旋盘1、第一回转涡旋盘11、第三固定涡旋突缘3a及第三固定涡旋盘第一镜板3e成为比较低的温度。并且，膨胀机的第二固定涡旋盘2、第二回转涡旋盘12、第三固定涡旋突缘3b及第三固定涡旋盘第二镜板3f成为比较高的温度。但是如果在压缩机的第三固定涡旋突缘3a与膨胀机的第三固定涡旋突缘3b之间，基于热传导的熱移动量多，第三固定涡旋突缘3a不保持低温而压缩机的消费动力增加，且第三固定涡旋突缘3b不保持高温而膨胀机的发生动力降低。即作为膨胀机和压缩机的动力差获取的发电量降低。

所以，在本实施例中，在压缩机的第三固定涡旋盘第一镜板3e与膨胀机的第三固定涡旋盘第二镜板3f之间夹住绝热板3g，并使其间的基于热传导的热移动量变少。如此一来，作为膨胀机和压缩机的动力差获取的发电量不降低。

[11]第十一实施例

图21表示第十一实施例。与第二实施例相同的部件将使用相同的标记和名称，并省略说明。排出盖113安装在第二固定涡旋盘2的镜板外表面。平衡轴承(导向机构)51安装在排出盖113的内部。旋转圆筒80与平衡轴承内圈52形成一体地安装在该平衡轴承内圈52上。风扇轴81与旋转圆筒80形成一体地安装在旋转圆筒80上。风扇82安装在风扇轴81上。回转轴一端104b的外周面与旋转圆筒80的内表面内切的同时进行回转运动。所以，旋转圆筒80与平衡轴承内圈52一同进行旋转，风扇轴81也进行旋转从而风扇82进行旋转。旋转圆筒80在安装在排出盖113上的密封环83密封内外。所以，只要是压缩机，流体就从吸入口107吸入，在第一动作室21、第二动作室22进行压缩，并通过第一固定涡旋盘贯通口1c而流入机壳100内，并从排出口108向外部排出。风扇82旋转时，外部空气从吸气口84吸入，吹向第二固定涡旋盘2的外表面，并在对第二固定涡旋盘2进行冷却后，从排气口85排出。根据这种结构，风扇82能够不需要例如电动机这种特别的驱动装置而通过回转轴104的回转运动进行旋转，并进行第二固定涡旋盘2的冷却。所以，能够减少涡旋式流体机械的部件数量，并降低成本。

图22至图24表示所有实施例的将回转涡旋盘安装到回转驱动部104a或第二回转驱动部104d上的方法。回转驱动部104a及第二回转驱动部104d的截面呈非圆形。在回转驱动部104a及第二回转驱动部104d嵌合的回转涡旋盘10及第一至第四回转涡旋盘11、12、13、14的中心空的孔也呈相同的非圆形。回转驱动部的截面及回转涡旋盘的孔在图22的例中呈三角形曲面的形状，在图23的例中呈在一部具有平面断面的圆形的形状，在图24的例中呈四角形的形状。由于使嵌合形状成为这种形状，因而回转驱动部104a、第二回转驱动部104d和回转涡旋盘不进行相对旋转。所以，如果能够防止回转轴104的自转，也能够防止回转涡旋盘10、11、12、13、14的自转。

并且，回转驱动部104a或第二回转驱动部104d和回转涡旋盘的孔的嵌合为间隙嵌合。所以，回转涡旋盘10、11、12、13、14能够在回转驱动部104a、第二回转驱动部104d上沿轴方向移动。所以，即使回转轴104因热膨胀发生尺寸变化，回转涡旋盘10、11、12、13、14也不会沿轴方向受到载荷。回转涡旋盘10、11、12、13、14在相互的突缘前端与镜板面之间具有一点儿间隙而通过夹持在固定涡旋盘上而进行定位。所以，不会在突缘前端产生过度的力量，并能够防止突缘前端的摩擦引起的损失、磨耗及磨损。

[12]第十二实施例

图25及图26表示第十二实施例。在图25中，自润滑性的圆筒部件116安装在防自转轴承内圈112上。防自转销110与圆筒部件116内切的同时进行回转运动。在这种情况下，将防自转销110的外径设为d1，将圆筒部件116的内径设为D1，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d1、D1、ε、δ之间被设定为具有公式1的关系。

在图26中，自润滑性的圆筒部件53安装在平衡轴承内圈52上。回转轴一端104b或回转轴另一端104c与圆筒部件53内切的同时进行回转运动。在这种情况下，将回转轴一端104b或回转轴另一端104c的外径设为d2，将圆筒部件53的内径设为D2，将本流体机械运转时的回转轴104的回转半径设为ε，将轴承内部间隙设为δ时，d2、D2、ε、δ之间被设定为具有公式2的关系。

圆筒部件116或53的材质一般适合称为干轴承或无润滑轴承的材质。作为材质的例子如下：将四氟乙烯等具有自润滑性的、滑动性良好的原材作为主成分的树脂、涂敷了这种树脂的金属、浸渍了油的树脂或烧结金属、浸渍或涂敷了二硫化钼的树脂或金属等。

通过这种结构，圆筒部件116和防自转销110的接触面的润滑变得良好，并能够降低防自转销110的磨耗。或圆筒部件53和回转轴另一端104c的接触面的润滑变得良好，并能够降低回转轴另一端104c的磨耗。

[13]第十三实施例

图27表示第十三实施例。密封环48安装在回转涡旋盘中央部10d的两面。密封环48即使在回转涡旋盘10进行偏心运动的情况下，也设成无法从第一固定涡旋盘贯通口1c及第二固定涡旋盘贯通口2c突出的直径。密封环48与第一固定涡旋盘1及第二固定涡旋盘2的齿底面滑动，而密封着动作室21及22和外部之间进行密封。排出口108设在二固定涡旋盘2的镜板部，而与中央部动作室连通。并且回转镜板连通口10c设在回转涡旋盘10的镜板中央部。所以，从吸入口107吸入，并在动作室21及22进行压缩的流体不会从第一固定涡旋盘贯通口1c及第二固定涡旋盘贯通口2c向外部排出，而从排出口108向外部排出。盖117安装在固定涡旋盘2上，但流体不会到该盖内。根据第十三实施例，防自转轴承(导向机构)111不在流体路径中。所以，防自转轴承(导向机构)111不会成为高温，同时在处理腐蚀性流体的情况下也不会腐蚀。

产业上的可利用性

对于回转驱动机构来说，在以往构造中高速旋转时离心力导致回转驱动轴的前端位移，从而回转涡旋突缘强力地接触到固定涡旋突缘，并在突缘发生磨耗、磨损或产生噪声。由于能够通过本发明解决这种问题，因而能够使涡旋式流体机械成为高速旋转的方式而变得小型化。所以，本发明利用于期待小型化的真空泵、用于燃料电池的通风机、冷媒用压缩机、家庭用及小型空调机、产业用空气压缩机等的可能性较大。

Claims (40)

1.一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械在机壳上固定有定子，并包括：旋转轴，其能够旋转地支撑在机壳上；转子，其固定在旋转轴上；回转轴，其能够与旋转轴偏心而旋转地被旋转轴支撑；防自转单元，其用于防止回转轴的自转；以及动作部，其通过将与回转轴的回转驱动部嵌合并在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘及固定在机壳的一端的一对固定涡旋盘组合起来而构成，

回转轴贯通动作部，在位于最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的一端被导向机构引导而进行回转运动，

导向机构为固定在位于最外部的固定涡旋盘上的防自转导向器，并由安装在回转轴的一端的防自转板、安装在该防自转板的两个部位以上的防自转销以及防自转导向器构成防自转单元，防自转销与防自转导向器内切的同时进行回转运动。

2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为防自转轴承，防自转销与防自转轴承内圈内切的同时进行回转运动。

3.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为具有圆形孔的防自转滑动部件，防自转销与防自转滑动部件内切的同时进行回转运动。

4.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，防自转导向器产生与在回转轴的一端所产生的半径方向的载荷等同的反作用力，并防止回转轴在半径方向位移。

5.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，在旋转轴的后端设置送风风扇，将外部空气导入到上述机壳内，并使上述外部空气通过而排气。

6.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，在旋转轴的后端设置送风风扇，同时设置贯通于回转轴的通气路径，并使该通气路径内通风。

7.一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械在机壳上固定有定子，并包括：旋转轴，其能够旋转地支撑在机壳上；转子，其固定在旋转轴上；回转轴，其能够与旋转轴偏心而旋转地被旋转轴支撑；防自转单元，其用于防止回转轴的自转；以及动作部，其通过将与回转轴的回转驱动部嵌合并在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘及固定在机壳的一端的一对固定涡旋盘组合起来而构成，

回转轴贯通动作部，在位于最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的一端被导向机构引导而进行回转运动，

导向机构为平衡轴承，回转轴的前端外周面与设置在位于最外部的固定涡旋盘的中央部的平衡轴承的内圈内切的同时进行回转运动。

8.根据权利要求7所述的涡旋式流体机械，平衡轴承产生与在回转轴的一端所产生的半径方向的载荷等同的反作用力，并防止回转轴在半径方向位移。

9.根据权利要求7所述的涡旋式流体机械，防自转单元由安装在回转轴的另一端的防自转板、安装在防自转板的两个部位以上的防自转销以及固定在机壳上的防自转轴承构成，防自转销与防自转轴承内圈内切的同时进行回转运动。

10.根据权利要求7所述的涡旋式流体机械，防自转单元由安装在回转轴的另一端的防自转板、安装在防自转板的两个位置以上的防自转销以及固定在机壳上的具有圆形孔的防自转滑动部件构成，防自转销与防自转滑动部件内切的同时进行回转运动。

11.根据权利要求7所述的涡旋式流体机械，作为回转轴的一端，并与平衡轴承内圈相接触的部分在轴方向形成曲面。

12.根据权利要求7所述的涡旋式流体机械，在位于最外部的固定涡旋盘的中央部设置隔断动作室侧和外部空气侧的盖，在机壳的一部分设置排出口。

13.一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械在机壳上固定有定子，并包括：旋转轴，其能够旋转地支撑在机壳上；转子，其固定在旋转轴上；回转轴，其能够与旋转轴偏心而旋转地被旋转轴支撑；防自转单元，其用于防止回转轴的自转；一对或多对动作部，其通过将与回转轴的回转驱动部嵌合的在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘与固定在机壳上的一端的具有漩涡状的突缘的固定涡旋盘组合起来而构成；以及一对或多对动作部，其通过将与回转轴的第二回转驱动部嵌合并在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘及固定在机壳的另一端的具有漩涡状的突缘的固定涡旋盘组合起来而构成，

回转轴的一端贯通一端侧的动作部，在位于一端侧的最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的一端外周面被一端侧的导向机构引导而进行回转运动，回转轴的另一端贯通另一端侧的动作部，在位于另一端侧的最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的另一端外周面被另一端侧的导向机构引导而进行回转运动，

导向机构为平衡轴承或防自转单元，在位于回转轴的一方的最外部的固定涡旋盘的中央部设有平衡轴承，回转轴的前端外周面与平衡轴承内圈内切的同时进行回转运动，防自转单元由安装在回转轴的另一端的防自转板、安装在该防自转板的两个部位以上的防自转销、固定在位于回转轴的另一方的最外部的固定涡旋盘上的防自转导向器构成，防自转销与防自转导向器内切的同时进行回转运动。

14.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为防自转轴承，防自转销与防自转轴承内圈内切的同时进行回转运动。

15.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为具有圆形孔的防自转滑动部件，防自转销与防自转滑动部件内切的同时进行回转运动。

16.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，平衡轴承产生与在回转轴的一端所产生的半径方向的载荷等同的反作用力，并防止回转轴在半径方向位移。

17.根据权利要求13所述的涡旋式流体机械，防自转导向器产生与在回转轴的另一端所产生的半径方向的载荷等同的反作用力，并防止回转轴在半径方向位移。

18.一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械在机壳上固定有定子，并包括：旋转轴，其能够旋转地支撑在机壳上；转子，其固定在旋转轴上；回转轴，其能够与旋转轴偏心而旋转地被旋转轴支撑；防自转单元，其用于防止回转轴的自转；一对或多对动作部，其通过将与回转轴的回转驱动部嵌合的在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘与固定在机壳上的一端的具有漩涡状的突缘的固定涡旋盘组合起来而构成；以及一对或多对动作部，其通过将与回转轴的第二回转驱动部嵌合并在两面具有漩涡状的突缘的回转涡旋盘及固定在机壳的另一端的具有漩涡状的突缘的固定涡旋盘组合起来而构成，

回转轴的一端贯通一端侧的动作部，在位于一端侧的最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的一端外周面被一端侧的导向机构引导而进行回转运动，回转轴的另一端贯通另一端侧的动作部，在位于另一端侧的最外部的固定涡旋盘具有导向机构，回转轴的另一端外周面被另一端侧的导向机构引导而进行回转运动，

导向机构为平衡轴承，回转轴的两端外周面与设置在位于两侧的最外部的固定涡旋盘的中央部的平衡轴承内圈内切的同时进行回转运动。

19.根据权利要求18所述的涡旋式流体机械，防自转单元由固定在固定于机壳的一端或另一端的最内侧的固定涡旋盘上的防自转导向器、该防自转导向器的附近的安装在回转轴上的防自转板以及安装在该防自转板的两个位置以上的防自转销构成，该防自转销与防自转导向器内切的同时进行回转运动。

20.根据权利要求19所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为防自转轴承，防自转销与防自转轴承内圈内切的同时进行回转运动。

21.根据权利要求19所述的涡旋式流体机械，防自转导向器为具有圆形孔的防自转滑动部件，防自转销与防自转滑动部件内切的同时进行回转运动。

22.根据权利要求19所述的涡旋式流体机械，在位于最外部的固定涡旋盘的中央部设置隔断动作室侧和外部空气侧的盖，并在机壳的一部分设置排出口。

23.一种涡旋式流体机械，该涡旋式流体机械在机壳上固定有定子，并包括：（1）旋转轴，其能够旋转地支撑在机壳上；（2）转子，其固定在旋转轴上；（3）回转轴，其能够与旋转轴偏心而旋转地被旋转轴支撑；（4）防自转单元，其用于防止回转轴的自转；（5）四组动作室，其通过依次将在单面具有突缘的固定涡旋盘、在两面具有突缘的回转涡旋盘、在两面具有突缘的固定涡旋盘、在两面具有突缘的回转涡旋盘分别与在单面具有突缘的固定涡旋盘相互组合突缘地构成，

两个回转涡旋盘以直列方式安装在回转轴上，在三个固定涡旋盘的镜板设置具有回转轴能够贯通而回转运动的大小的孔，在位于最外部的固定涡旋盘的镜板中央部设置平衡轴承，回转轴的前端外周面与平衡轴承内圈内切的同时进行回转运动。

24.根据权利要求23所述的涡旋式流体机械，在四组动作室中，各自的动作室的开始吸入或开始排出的相位全部错开，相互的错开量为90度的倍数。

25.根据权利要求23所述的涡旋式流体机械，在四组动作室之中，一方的两组动作室为膨胀机，相邻的另一方的两组动作室为压缩机，在位于膨胀机和压缩机的中间并在镜板的两侧具有突缘的固定涡旋盘的镜板中央部的贯通口设有隔开膨胀机和压缩机的密封机构。

26.根据权利要求23所述的涡旋式流体机械，在四组动作室之中，一方的两组动作室为膨胀机，相邻的另一方的两组动作室为通风机，在位于膨胀机和通风机的中间并在镜板的两侧具有突缘的固定涡旋盘的镜板中央部的回转轴的贯通口设有隔开膨胀机和通风机的密封机构，通风机的出口和膨胀机的入口与燃料电池相连接。

27.根据权利要求23所述的涡旋式流体机械，位于四组动作室的中间并在镜板的两侧具有突缘的固定涡旋盘的镜板被进行了分割，在被分割的镜板之间夹有绝热板。

28.根据权利要求1至11、13至21、23及24中任一项所述的涡旋式流体机械，在与机壳直接结合的固定涡旋盘的镜板的中央部设置了密封动作室侧和机壳侧的密封机构。

29.根据权利要求25或26所述的涡旋式流体机械，密封为利用环状的密封部件将安装成与回转轴形成一体的圆盘的两面密封起来。

30.根据权利要求28所述的涡旋式流体机械，密封为利用环状的密封部件将安装成与回转轴形成一体的圆盘的两面密封起来。

31.根据权利要求1至11、13至21、23及24中任一项所述的涡旋式流体机械，在最外侧的固定涡旋盘的镜板设置分离出排出室侧和外部空气侧并构成排出口的排出盖。

32.根据权利要求7-24中任一项所述的涡旋式流体机械，设置与平衡轴承内圈直接结合的旋转轴，并在该旋转轴上安装送风机，而向位于最外部的固定涡旋盘的外表面送风。

33.根据权利要13-22中任一项所述的涡旋式流体机械，回转驱动部或第二回转驱动部和回转涡旋盘中央部的孔的嵌合部的截面形状为非圆形。

34.根据权利要求33所述的涡旋式流体机械，回转驱动部或第二回转驱动部和回转涡旋盘中央部的孔的嵌合部能够相互沿轴方向滑动。

35.根据权利要求2或14所述的涡旋式流体机械，将设于安装在回转轴的一端的防自转板上的防自转销的外径设为d1，将防自转轴承内圈的内径设为D1，将回转轴的回转半径设为ε时，D1－d1和2ε之差被设定为小于防自转轴承的轴承内部间隙的值。

36.根据权利要求7、8、11、13、16、18、23中任一项所述的涡旋式流体机械，将回转轴的一端或另一端的外径设为d2，将平衡轴承内圈的内径设为D2，将回转轴的回转半径设为ε时，D2－d2的值和2ε之差被设定为小于平衡轴承的轴承内部间隙的值。

37.根据权利要求7至11、13至21、23至24中任一项所述的涡旋式流体机械，将回转轴的一端或另一端的外径设为d2，将平衡轴承内圈的内径设为D2，将回转轴的回转半径设为ε时，D2－d2的值和2ε之差被设定为小于平衡轴承的轴承内部间隙的值；

在最外侧的固定涡旋盘的镜板设置分离出排出室侧和外部空气侧并构成排出口的排出盖。

38.根据权利要求9或14所述的涡旋式流体机械，将设在安装于回转轴的另一端的防自转板上的防自转销的外径设为d3，将防自转轴承内圈的内径设为D3，将回转轴的回转半径设为ε时，D3－d3的值和2ε之差被设定为小于防自转轴承的轴承内部间隙的值。

39.根据权利要求14或20所述的涡旋式流体机械，在防自转轴承或平衡轴承的内圈安装具有自润滑性的圆筒部件，防自转销或回转轴的前端外周面与圆筒部件内切的同时进行回转运动。

40.根据权利要求9、14、20任一项中所述的涡旋式流体机械，在防自转轴承或平衡轴承的内圈安装具有自润滑性的圆筒部件，防自转销或回转轴的前端外周面与圆筒部件内切的同时进行回转运动；在最外侧的固定涡旋盘的镜板设置分离出排出室侧和外部空气侧并构成排出口的排出盖。

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