CN101769166B

CN101769166B - 两级滚动转子式膨胀机

Info

Publication number: CN101769166B
Application number: CN 200810208157
Authority: CN
Inventors: 张龙; 杨军; 李浩源
Original assignee: Shanghai Hitachi Household Appliance Co Ltd
Current assignee: Shanghai Highly Electrical Appliances Co Ltd
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: CN101769166A

Abstract

本发明公开了一种两级滚动转子式膨胀机，其包括第一膨胀单元和第二膨胀单元，其中第一吸气口与第一排气口之间的夹角为α，第二吸气口与第二排气口之间的夹角为β，通过调整第一偏心部和第二偏心部的夹角以便当第一偏心部在α的范围内转动时，第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通。

Description

两级滚动转子式膨胀机

技术领域

本发明涉及一种两级滚动转子式膨胀机。

背景技术

图1是现有两级滚动转子式膨胀机的工作原理的示意图。该两级滚动转子式膨胀机包括两个膨胀单元，即第一膨胀单元11和第二膨胀单元12。第一膨胀单元11包括第一汽缸111、第一活塞112、第一吸气口113、第一排气口114和第一叶片115。第二膨胀单元12包括第二汽缸121、第二活塞122、第二吸气口123、第二排气口124和第二叶片125。第一汽缸111和第一活塞112限定第一腔体116，第一叶片115可将第一腔体116分为第一吸气腔和第一排气腔。第二汽缸121和第二活塞122限定第二腔体126，第二叶片125可将第二腔体126分为第二吸气腔和第二排气腔。该两级滚动转子式膨胀机采用两级偏心同轴驱动，叶片槽和偏心部都采用同向设计。第一排气口114通过中间板(未示出)上的连接孔10与第二吸气口123相连接。顺时针运行时，第一排气腔中的流体通过连接孔10进入第二吸气腔。由于第二汽缸的排量大于第一汽缸的排量，运转时，由第一排气腔、连接孔和第二吸气腔组成的膨胀腔的体积不断增加，从而实现了流体的膨胀并产生膨胀功。这种两级滚动转子式膨胀机的详细构造和工作原理可参见本申请人的申请号为200510111156.8的发明专利申请，其全部内容通过参考包含于此。

但是由于叶片槽和偏心部都采用了同向设计，因此第一和第二偏心部会保持同相位运行，即第一和第二偏心部相对各自上止点的旋转角度总是保持相同，所以第一和第二偏心部是同时旋转到各自的吸气口与排气口之间的夹角区域。此时，如图1所示，第一吸气口113与第二排气口124经由第一腔体116、第一排气口114、连接孔10、第二吸气口123和第二腔体126而相互连通，从而出现两级滚动转子式膨胀机的贯通现象，引起高压侧的流体直接经过贯通通道流入低压侧而没有产生膨胀，致使膨胀机效率下降。

发明内容

为了克服现有两级滚动转子式膨胀机的上述缺点，本发明提供一种两级滚动转子式膨胀机，其包括第一膨胀单元、第二膨胀单元、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴。所述第一膨胀单元包括具有第一吸气口和第一排气口的第一汽缸、第一活塞和位于所述第一吸气口与第一排气口的夹角中的第一叶片；所述第二膨胀单元包括具有第二吸气口和第二排气口的第二汽缸、第二活塞和位于所述第二吸气口与第二排气口的夹角中的第二叶片；所述第一排气口与第二吸气口通过所述中间板上的连接孔相互连通；所述第一叶片与所述第二叶片设置在相同的角度位置；所述曲轴具有第一和第二偏心部，所述第一和第二偏心部分别设置在所述第一和第二活塞中。所述第一吸气口与第一排气口之间的夹角为α，所述第二吸气口与第二排气口之间的夹角为β；所述第一叶片与第一排气口之间的夹角为n，所述第二叶片与所述第二吸气口之间的夹角为m；当所述第一偏心部转动到α的范围内时，所述第一进气口与所述第一排气口相互连通；并且当所述第二偏心部转动到β的范围内时，所述第二进气口与所述第二排气口相互连通。所述第一偏心部与所述第二偏心部之间具有夹角θ，并且θ≥(m+n)，以便当所述第一偏心部在α的范围内转动时，所述第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通。

优选地，所述夹角θ＝(m+n)。

本发明还提供一种两级滚动转子式膨胀机，其包括第一膨胀单元、第二膨胀单元、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴。所述第一膨胀单元包括具有第一吸气口和第一排气口的第一汽缸、第一活塞和位于所述第一吸气口与第一排气口的夹角中的第一叶片；所述第二膨胀单元包括具有第二吸气口和第二排气口的第二汽缸、第二活塞和位于所述第二吸气口与第二排气口的夹角中的第二叶片；所述第一排气口与第二吸气口通过所述中间板上的连接孔相互连通；所述曲轴具有第一和第二偏心部，所述第一和第二偏心部分别设置在所述第一和第二活塞中。所述第一吸气口与第一排气口之间的夹角为α，所述第二吸气口与第二排气口之间的夹角为β；所述第一排气口所占据的夹角为ω，所述第二吸气口所占据的夹角为μ；当所述第一偏心部转动到α的范围内时，所述第一进气口与所述第一排气口相互连通；并且当所述第二偏心部转动到β的范围内时，所述第二进气口与所述第二排气口相互连通。所述第一排气口与所述第二吸气口设置在相同的角度位置处，从而使所述连接孔为直孔；并且所述第一偏心部与所述第二偏心部之间具有夹角Φ，并且Φ≥(μ+ω)/2，以便当所述第一偏心部在α的范围内转动时，所述第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通。

优选地，所述夹角Φ＝(μ+ω)/2。

根据本发明的两级滚动转子式膨胀机解决了现有两级滚动转子式膨胀机的贯通现象，提高了膨胀效率。通过叶片槽的不同向设计，减少了连接孔的长度和体积，减少了流动损失，提高膨胀效率。

附图说明

图1是现有的两级滚动转子式膨胀机的结构原理图；

图2是根据本发明第一实施例的两级滚动转子式膨胀机的结构原理图；

图3是根据本发明的两级滚动转子式膨胀机中的曲轴的示意图；

图4是根据本发明第二实施例的两级滚动转子式膨胀机的结构原理图；

图5是现有的两级滚动转子式膨胀机中的中间板的示意图；以及

图6是根据本发明的第二实施例的两级滚动转子式膨胀机中的中间板的示意图。

具体实施方式

图2示出了根据本发明第一实施例的两级滚动转子式膨胀机，图3示出该两级滚动转子式膨胀机中的曲轴。该两级滚动转子式膨胀机包括第一膨胀单元21、第二膨胀单元22、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴31。

第一膨胀单元21包括具有第一吸气口213和第一排气口214的第一汽缸211、第一活塞212和位于所述第一吸气口213与第一排气口214的夹角中的第一叶片215。第一汽缸211与第一活塞212限定第一腔体216。第二膨胀单元22包括具有第二吸气口223和第二排气口224的第二汽缸221、第二活塞222和位于所述第二吸气口223与第二排气口224的夹角中的第二叶片225。第二汽缸221与第二活塞222限定第二腔体226。第一排气口214与第二吸气口223通过所述中间板上的连接孔20相互连通。第一叶片215与第二叶片225设置在相同的角度位置处。所述曲轴31具有第一偏心部311和第二偏心部312。如图3所示，第一偏心部311和第二偏心部312采用了非同相设计，两者之间具有一定的夹角。所述第一偏心部311和第二偏心部312分别设置在第一活塞212和第二活塞222中，使得第一活塞212和第二活塞222的偏心分别与第一偏心部311和第二偏心部312同相并与其同步转动，详细结构可参见本申请人的申请号为200510111156.8的发明专利申请。

如图2所示，第一吸气口213与第一排气口214之间的夹角为α，该夹角α定义为第一吸气口213与第一排气口214之间的最大夹角，即，第一吸气口213与第一排气口214彼此相距最远的边缘之间的夹角。类似地，第二吸气口223与第二排气口224之间的夹角为β。第一叶片215与第一排气口214之间的夹角为n，该夹角n定义为第一叶片215的中心线与第一排气口214远离第一叶片215的边缘之间的夹角。类似地，第二叶片225与第二吸气口223之间的夹角为m。当所述第一偏心部转动到α的范围内时，所述第一进气口213与所述第一排气口214相互连通；并且当所述第二偏心部转动到β的范围内时，所述第二进气口223与所述第二排气口224相互连通，

所述第一偏心部311与所述第二偏心部312之间具有夹角θ，并且θ≥(m+n)，以便当所述第一偏心部311在α的范围内转动时，所述第二偏心部312已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口213与所述第二排气口224相互连通，从而避免了现有两级滚动转子式膨胀机的贯通现象，提高了膨胀效率。

在本发明的第一实施例中，优选地，所述夹角θ＝(m+n)，从而充分利用第一和第二腔体，使结构更加紧凑。

图4示出根据本发明第二实施例的两级滚动转子式膨胀机。该两级滚动转子式膨胀机包括第一膨胀单元41、第二膨胀单元42、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴。

所述第一膨胀单元41包括具有第一吸气口413和第一排气口414的第一汽缸411、第一活塞412和位于所述第一吸气口413与第一排气口414的夹角中的第一叶片415。第一汽缸411与第一活塞412限定第一腔体416。所述第二膨胀单元42包括具有第二吸气口423和第二排气口424的第二汽缸421、第二活塞422和位于所述第二吸气口423与第二排气口424的夹角中的第二叶片425。第二汽缸421与第二活塞422限定第一腔体216。所述第一排气口414与第二吸气口423通过所述中间板上的连接孔40相互连通。第二实施例中与第一实施例相同或相似的构造和限定在此不再赘述。

所述第一吸气口413与第一排气口414之间的夹角为α，所述第二吸气口423与第二排气口424之间的夹角为β。所述第一排气口414所占据的夹角为ω，所述第二吸气口423所占据的夹角为μ。

所述第一排气口414与所述第二吸气口423设置在相同的角度位置处，即，第一排气口414的中心线与第二吸气口423的中心线设置在相同的角度位置处。第一偏心部与所述第二偏心部之间具有夹角Φ，并且Φ≥(μ+ω)/2，以便当所述第一偏心部在α的范围内转动时，所述第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通，从而避免了现有两级滚动转子式膨胀机的贯通现象，提高了膨胀效率。

在本发明的第二实施例中，优选地，所述夹角Φ＝(μ+ω)/2，从而充分利用第一和第二腔体，使结构更加紧凑。

图5示出了现有的两级滚动转子式膨胀机中的中间板51，该中间板51上的连接孔10为斜孔。而在本发明的第二实施例中，由于第一排气口414与第二吸气口423设置在相同的角度位置处，因此，如图6所示，根据本发明第二实施例的两级滚动转子式膨胀机中的中间板61上的连接孔40为直孔，从而使得加工更加容易，并且减小了连接孔的长度和体积，减小了流体通过连接孔时的阻力，减少了排气结束时连接孔内残留的流体，因而进一步提高了膨胀效率。

虽然上文参照实施例说明了本发明，但本领域的技术人员应理解，本发明并不局限于上述实施例，而是可包括落在本发明范围内的各种修改和改进。

Claims

1.一种两级滚动转子式膨胀机，其包括第一膨胀单元、第二膨胀单元、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴，

所述第一膨胀单元包括具有第一吸气口和第一排气口的第一汽缸、第一活塞和位于所述第一吸气口与第一排气口的夹角中的第一叶片；所述第二膨胀单元包括具有第二吸气口和第二排气口的第二汽缸、第二活塞和位于所述第二吸气口与第二排气口的夹角中的第二叶片；所述第一排气口与第二吸气口通过所述中间板上的连接孔相互连通；所述第一叶片与所述第二叶片设置在相同的角度位置；所述曲轴具有第一和第二偏心部，所述第一和第二偏心部分别设置在所述第一和第二活塞中，

其中，所述第一吸气口与第一排气口之间的夹角为α，所述第二吸气口与第二排气口之间的夹角为β；所述第一叶片与第一排气口之间的夹角为n，所述第二叶片与所述第二吸气口之间的夹角为m；当所述第一偏心部转动到α的范围内时，所述第一进气口与所述第一排气口相互连通；并且当所述第二偏心部转动到β的范围内时，所述第二进气口与所述第二排气口相互连通，

其特征在于，所述第一偏心部与所述第二偏心部之间具有夹角θ，并且θ≥(m+n)，以便当所述第一偏心部在α的范围内转动时，所述第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通。

2.根据权利要求1所述的两级滚动转子式膨胀机，其特征在于，所述夹角θ＝(m+n)。

3.一种两级滚动转子式膨胀机，其包括第一膨胀单元、第二膨胀单元、所述第一和第二膨胀单元之间的中间板以及所述第一和第二膨胀单元共用的曲轴，

所述第一膨胀单元包括具有第一吸气口和第一排气口的第一汽缸、第一活塞和位于所述第一吸气口与第一排气口的夹角中的第一叶片；所述第二膨胀单元包括具有第二吸气口和第二排气口的第二汽缸、第二活塞和位于所述第二吸气口与第二排气口的夹角中的第二叶片；所述第一排气口与第二吸气口通过所述中间板上的连接孔相互连通；所述曲轴具有第一和第二偏心部，所述第一和第二偏心部分别设置在所述第一和第二活塞中，

其中，所述第一吸气口与第一排气口之间的夹角为α，所述第二吸气口与第二排气口之间的夹角为β；所述第一排气口所占据的夹角为ω，所述第二吸气口所占据的夹角为μ；当所述第一偏心部转动到α的范围内时，所述第一进气口与所述第一排气口相互连通；并且当所述第二偏心部转动到β的范围内时，所述第二进气口与所述第二排气口相互连通，

其特征在于，所述第一排气口与所述第二吸气口设置在相同的角度位置处，从而使所述连接孔为直孔；并且所述第一偏心部与所述第二偏心部之间具有夹角Φ，并且Φ≥(μ+ω)/2，以便当所述第一偏心部在α的范围内转动时，所述第二偏心部已经离开β的范围，由此避免所述第一吸气口与所述第二排气口相互连通。