CN105840506A - 螺旋转子组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋转子组，是利用5对7的齿数配置及端面型线的设计以获得高压缩比的转子组。各转子的齿型轮廓系由复数条弧线依序相连而成，且相邻之弧线为相切连接。使其在啮合运转时能提升压缩机工作效率，并减少机械损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺旋转子组，尤其涉及该螺旋转子组中的齿数配置。
背景技术
在日常生活中，压缩机的运用领域相当广泛，诸如化工、冶金、建筑、机械、冷冻等工业领域，而压缩机的压缩效能的优劣是取决于转子组的端面型线，故转子组被称为压缩机的心脏，除了影响压缩机的效能，亦会影响其使用寿命及成本。
目前螺旋压缩机的转子组较常见的齿数配置为4对6及5对6，然而业界及学界为了再进一步地提升螺旋压缩机的压缩效率，则将研发重点逐渐转移到5对7的端面型线设计上，但螺旋压缩机的压缩效率主要取决于转子组的齿间面积、封闭容积、气封线及回吹口等参数，然而各参数均为转子组的端面型线之几何关系参数，且各参数间更会相互影响，故如何设计出适当的端面型线是提升压缩效率的重点课题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种螺旋转子组，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：一公转子及一母转子，该公转子及该母转子是相啮合且各自依轴转动；该母转子是具有七个第一齿型轮廓之转子，其中每一该第一齿型轮廓是由一第一弧线、一第二弧线、一第三弧线、一第四弧线及一第五弧线所依序连结构成，其中该第一弧线是由圆R1所形成且形成于该母转子的顶圆上，该第二弧线为双曲线之部分线段并相切于该第一弧线，该第三弧线是由位于该公转子之圆R2的部分圆弧所创成且与该第二弧线相切，该第四弧线是由圆R3所形成且连接于该母转子的顶圆上并相切于该第三弧线，该第五弧线是为该母转子的顶圆之部分圆弧且相切于该第四弧线；
该公转子是为具有五个第二齿型轮廓之转子，其中每一该第二齿型轮廓系由一第六弧线、一第七弧线、一第八弧线、一第九弧线及一第十弧线所依序连结构成，该第六弧线是由该第一弧线所创成，该第七弧线是为该第二弧线所创成且相切于该第六弧线，该第八弧线是为由圆R2所形成且形成于该公转子的顶圆上并相切于该第七弧线，该第九弧线是为该第四弧线所创成且相切于该第八弧线，该第十弧线是为该第五弧线所创成且相切于该第九弧线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可获得良好气密性且有较小回吹口面积的曲线轮廓组合，进而获得具有更高效率的齿型轮廓；再者，由本发明的齿型轮廓设计可将压缩比提升到1：10，明显优于现有压缩机常见的1：3至1：5的压缩比，且适用于低温的冷气压缩机上。
附图说明
图1为本发明之螺旋转子组之转子组啮合示意图。
图2为本发明之螺旋转子组之公转子示意图。
图3为本发明之螺旋转子组之母转子示意图。
图4为本发明之螺旋转子组之齿型轮廓示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明之目的提出一种螺旋转子组，使公转子和母转子之齿瓣构成为一完美吻合之转子齿型，其能减少回吹口面积，以提升压缩效率及生产效率。
本发明之次一目的提出一种螺旋转子组，是利用5对7的齿数配置以设计出具有良好气密性且有较小回吹口面积的曲线组合，进而获得具有更高效率的齿型轮廓。
本发明之再一目的提出一种螺旋转子组，由创成设计可获得相啮合的齿型轮廓，进而减少转子组啮合运转时的机械损失。
本发明之又一目的提出一种螺旋转子组，由齿型轮廓的设计于加工时可使刀具获得有良好的支撑以提高切削精度，并延长刀具使用寿命。
本发明之另一目的提出一种螺旋转子组，设计出较佳的接触线形状，可降低母转子的反向力矩，以提升运转过程中的稳定性进而减少压缩机的功耗。
本发明提供一种螺旋转子组，其包含一公转子及一母转子，公转子及母转子系相啮合且各自依轴转动。母转子是为具有七个第一齿型轮廓之转子，其中每一个的第一齿型轮廓系由第一弧线、第二弧线、第三弧线、第四弧线及第五弧线所依序连结构成，第一弧线是由圆R1所形成且形成于母转子的顶圆上，第二弧线为双曲线之部分线段并相切于第一弧线，第三弧线是由位于公转子之圆R2的部分圆弧所创成且与第二弧线相切，第四弧线是由圆R3所形成且连接于母转子的顶圆上并相切于第三弧线，第五弧线可为母转子的顶圆之部分圆弧且相切于第四弧线。
公转子是为具有五个第二齿型轮廓之转子，其中每一个的第二齿型轮廓系由第六弧线、第七弧线、第八弧线、第九弧线及第十弧线所依序连结构成，第六弧线是由第一弧线所创成，第七弧线可为第二弧线所创成且相切于第六弧线，第八弧线可为由圆R2所形成且形成于公转子的顶圆上并相切于第七弧线，第九弧线可为第四弧线所创成且相切于第八弧线，第十弧线可为第五弧线所创成且相切于第九弧线。
较佳地，第二弧线是与母转子的底圆相切。
较佳地，第二弧线与第三弧线的连接点是位于转子组之中心距联机上。
较佳地，第十弧线可为公转子的底圆之部分圆弧。
较佳地，第五弧线之圆弧度是介于0.5°～6°。
较佳地，圆R1之半径是介于转子组之中心距的0.04～0.12倍。
较佳地，公转子的顶圆外径是介于转子组之中心距的1～1.6倍。
较佳地，公转子的顶圆外径是介于转子组之中心距的1.1～1.4倍。
较佳地，母转子的顶圆外径是介于转子组之中心距的0.8～1.4倍。
较佳地，母转子的顶圆外径是介于转子组之中心距的1～1.2倍。
本发明之主要目的在于提供一种螺旋转子组，其可具有下述多个优点：
1.较小的回吹口：由本发明的的齿型轮廓创成方式可获得较佳的相对齿型曲线，以获得较小的回吹口面积进而提升压缩效率。
2.减少压缩泄漏：由5对7的齿数配置及适当的端面型线设计，可获得较佳的接触线以将原本的线密封改进为带密封，进而减少压缩时的泄漏量。
3.提升压缩效率：利用5对7的齿数配置可提高容积效率且缩减回吹口的面积，更可兼顾转子组间的运转流畅性，以提升压缩机的运转效率。
4.高压缩比：本发明的齿型轮廓设计可将压缩比提升到1：10，明显优于现有压缩机常见的1：3至1：5的压缩比。
本发明之优点、特征以及达到之技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本发明或可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的申请专利范围所定义。
请同时参阅图1到图4，由图中可知悉，螺旋转子组100包含公转子10及母转子20，是利用公转子10与母转子20各自的端面型线经由导程的旋转与平移以建构出相啮合的立体转子。其中转子组100通过其公转子10及母转子20以相啮合且各自依轴转动，进而控制流体的进、出流量。再者，利用不对称齿型的设计可提升密封效果、利于润滑膜形成并减少磨损。实施上，由本发明之齿型轮廓设计，相对于现有齿型会使母转子之节圆22位置更偏向于母转子之顶圆23，同时会使公转子之节圆12往公转子之底圆11位置偏移。
进一步说明，母转子20是为具有七个第一齿型轮廓之转子，其中每一个的第一齿型轮廓是由第一弧线AB、第二弧线BC、第三弧线CD、第四弧线DE及第五弧线EF所依序连结构成，第一弧线AB是由圆R1所形成且形成于母转子之顶圆23上，且圆R1的圆心是位于母转子之节圆22的内侧，其中圆R1之半径是介于转子组100之中心距(MC-FC)的0.04～0.12倍。
第二弧线BC为双曲线之部分线段并相切于第一弧线AB，且第二弧线BC可为双曲线之上半部曲线的部分线段，实施上，第二弧线BC是与母转子之底圆21相切。第三弧线CD是由位于公转子10之圆R2的部分圆弧所创成且与第二弧线BC相切，较佳地，且C点是位于转子组100之中心距(MC-FC)联机上。
第四弧线DE是由圆R3所形成且连接于母转子之顶圆23上，并相切于第三弧线CD，即表示第四弧线DE系延伸至母转子之顶圆23的曲线上。第五弧线EF可为母转子之顶圆23的部分圆弧且相切于第四弧线DE，实施上，第五弧线EF之圆弧度是介于0.5°～6°，较佳地，第五弧线EF之圆弧度是为1°～5°，可使齿型轮廓的成型刀具获得较佳的支撑效果以降低制程震荡，可减低刀具磨耗并提升加工精度。
再者，母转子之顶圆23外径是可介于转子组100之中心距(MC-FC)的1～1.2倍，进一步说明，在齿型设计时根据不同的效率需求，母转子之顶圆23外径是可为转子组100之中心距(MC-FC)的0.8～1.4倍。
同理，公转子10是为具有五个第二齿型轮廓之转子，其中每一个的第二齿型轮廓是由第六弧线A'B'、第七弧线B'C'、第八弧线C'D'、第九弧线D'E'及第十弧线E'F'所依序连结构成。
第六弧线A'B'是由第一弧线AB所创成，利用圆R1的部分线段与公转子10相对运转时所移动的轨迹以创成而得。第七弧线B'C'可为第二弧线BC所创成且相切于第六弧线A'B'，实施上第二弧线BC与第七弧线B'C'为转子组100的圆边啮合线段，即代表为转子间系为完全啮合，以提供较佳的传输带动效率，进而确保压缩机的压缩效率。
第八弧线C'D'可为由圆R2所形成且形成于公转子之顶圆13上，并相切于第七弧线B'C'，即第八弧线C'D'是以公转子之顶圆13上的C'点开始延伸，实施上，C'点亦位于于转子组100之中心距(MC-FC)联机上。
第九弧线D'E'可为第四弧线DE所创成且相切于第八弧线C'D'。第十弧线E'F'可为第五弧线EF所创成且相切于第九弧线D'E'，其中第十弧线E'F'可为公转子之底圆11的部分圆弧。
再者，公转子之顶圆13外径是介于转子组100之中心距的1～1.4倍，且可根据不同的效率需求以调整中心距(MC-FC)的0.8～1.6倍为公转子之顶圆13。
本发明利用5对7的齿数配置并搭配转子的齿型轮廓设计，可获得良好气密性且有较小回吹口面积的曲线轮廓组合，进而获得具有更高效率的齿型轮廓。再者，由本发明的齿型轮廓设计可将压缩比提升到1：10，明显优于现有压缩机常见的1：3至1：5的压缩比，且适用于低温的冷气压缩机上。
进一步说明，无论是公转子10及母转子20的端面轮廓尺寸设定均再经由齿型的过切测试以进行齿型修改，且须考虑制造过程的加工裕度及允许间隙以对整体的齿型轮廓进行细微修正。
以上所述之实施例仅系为说明本发明之技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺之人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即大凡依本发明所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明之专利范围内。
Claims (10)
1.一种螺旋转子组，包括：一公转子及一母转子，该公转子及该母转子是相啮合且各自依轴转动；其特征在于：该母转子是具有七个第一齿型轮廓之转子，其中每一该第一齿型轮廓是由一第一弧线、一第二弧线、一第三弧线、一第四弧线及一第五弧线所依序连结构成，其中该第一弧线是由圆R1所形成且形成于该母转子的顶圆上，该第二弧线为双曲线之部分线段并相切于该第一弧线，该第三弧线是由位于该公转子之圆R2的部分圆弧所创成且与该第二弧线相切，该第四弧线是由圆R3所形成且连接于该母转子的顶圆上并相切于该第三弧线，该第五弧线是为该母转子的顶圆之部分圆弧且相切于该第四弧线；
该公转子是为具有五个第二齿型轮廓之转子，其中每一该第二齿型轮廓系由一第六弧线、一第七弧线、一第八弧线、一第九弧线及一第十弧线所依序连结构成，该第六弧线是由该第一弧线所创成，该第七弧线是为该第二弧线所创成且相切于该第六弧线，该第八弧线是为由圆R2所形成且形成于该公转子的顶圆上并相切于该第七弧线，该第九弧线是为该第四弧线所创成且相切于该第八弧线，该第十弧线是为该第五弧线所创成且相切于该第九弧线。
2.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该第二弧线是与该母转子的底圆相切。
3.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该第二弧线与该第三弧线的连接点是位于该转子组之中心距联机上。
4.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该第十弧线是为该公转子的底圆之部分圆弧。
5.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该第五弧线之圆弧度是介于0.5°～6°。
6.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：圆R1之半径是介于该转子组之中心距的0.04～0.12倍。
7.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该公转子的顶圆外径是介于该转子组之中心距的1～1.6倍。
8.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该公转子的顶圆外径是介于该转子组之中心距的1.1～1.4倍。
9.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该母转子的顶圆外径是介于该转子组之中心距的0.8～1.4倍。
10.根据权利要求1所述之螺旋转子组，其特征在于：该母转子的顶圆外径是介于该转子组之中心距的1～1.2倍。
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Cited By (1)
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| CN109790751A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-21 | 克诺尔商用车制动系统有限公司 | 用于商用车的螺旋式压缩机的螺杆组件 |
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