CN202266419U - N级涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是N级涡旋压缩机，N为自然数，属于机械设备设计理论技术领域。本实用新型主要包括：动涡盘、静涡盘、十字环、偏心轴。把涡旋型线参数相同、相位差π、基圆中心相距r的动涡盘与静涡盘组装后，可以形成数对封闭的N级月牙形容积腔，当动涡盘中心(基圆中心)绕静涡盘中心(基圆中心)作半径为r的圆周轨道运动时，这些封闭的容积腔数对应地扩大或缩小，由此实现气体的吸入、压缩和排气的目的。第一级压缩、第二级压缩、第三级压缩、第四级压缩、……、第N级压缩同时工作，低压气体从动涡盘静涡盘的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出。本实用新型具有结构简单、体积小、高容积利用率及压缩比、运动平稳、噪音低等特点。本实用新型可广泛应用于空调设备和制冷机组中。

Description

N级涡旋压缩机

技术领域

本实用新型具体涉及N级涡旋压缩机，属于机械设备设计理论技术领域。

背景技术

涡旋压缩机是一种用于压缩和制冷的精密机械，它具有结构简单紧凑、高效节能、微震低噪音以及可靠性高等一系列的优点，使得涡旋压缩机在制冷和空调领域的应用有着飞速的发展。如今，涡旋压缩机已被广泛用于中小规模的空调及制冷单元中。但现有技术主要为美、日所垄断，因此，开展拥有我国自主知识产权的涡旋压缩机势在必行。

传统的单级涡旋压缩机虽有部件少、噪音低、低振动、高效率等优越性，但对于性能要求越来越高的现在，其压缩比远不能达到要求。

现有的两级涡旋压缩机，如专利号No.5,304,047的美国专利。此传统的两级涡旋压缩机有第一、第二和第三涡旋盘。第二和第三涡旋盘分别存在一个旋脊(Spiral Ridge)，而第一涡旋盘在相反的两边有两个旋脊。第二和第三涡旋盘安装在第一涡旋盘的两侧面，第二和第三涡旋盘通过对应的旋脊和第一涡旋盘互相啮合构成压缩腔实现气体介质的压缩。第一涡旋盘和第二涡旋盘形成的压缩腔为低压缩级，第一和第三涡旋盘形成的压缩腔为高压缩级。又如专利号为No.1293676的欧洲专利，包括第一级压缩机和第二级压缩机，第一级压缩机通过第一级驱动源驱动，第二级压缩机通过第二级驱动源驱动，第一级压缩机的排气口的通孔和第二级压缩级的排气口的通孔相连汇聚成总排气口的通孔。现有两级涡旋压缩机的主要缺点是：结构较复杂，体积大，运动不够平稳，噪音大等。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统单级、现有二级压缩机的不足之处，提供N级涡旋压缩机，N为自然数，其具有体积小，结构简单运行平稳，低噪音，高压缩效率以及高压缩比等特点。

本实用新型是采用下述技术方案实现的：本实用新型N级涡旋压缩机，主要包括：动涡盘、静涡盘、十字环、偏心轴。N级涡旋压缩机的工作原理：把涡旋型线参数相同、相位差π、基圆中心相距r(r的取值与渐开线节距及壁厚相关)的动涡盘与静涡盘组装后，可以形成数对封闭的N级月牙形容积腔，当动涡盘中心(指基圆中心)绕静涡盘中心(指基圆中心)作半径为r的圆周轨道运动时，这些封闭的容积腔相对应地扩大或缩小，有此实现气体的吸入、压缩和排气的目的。低压气体从动涡盘、静涡盘的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出。

本实用新型采用上述技术方案后，主要有以下有益效果：

1.本N级压缩机压缩过程分为第一级压缩、第二级压缩、第三级压缩、第四级压缩、……、第N级压缩N个部分。第一级压缩从外界吸气并经行压缩，压缩至第二级时，由于第二级压缩腔体积相比较第一级压缩腔体积骤降，使得气体介质压缩比迅速增大，依次压缩，最后至第N级压缩时，压缩比又一次增大，达到高压缩效果。从而使本N级涡旋压缩机较单级涡旋压缩机以及目前二级压缩机具有更高的容积利用率和压缩比。

2.本N级涡旋压缩机不需要润滑油及相关的润滑元件，结构简单，故运行较平稳，噪音低，摩擦力较小。

3相较目前二级压缩机，此N级压缩机不需要两个或多个动静涡盘等零部件，结构更加简单，压缩效果更佳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1为本实用新型的横向剖面图

图2为本实用新型的轴向剖面图

图中：A静涡盘，B动涡盘，C十字架，D偏心轴，CH1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 19 20 21 22 23压缩腔，1第一级压缩，2第二级压缩，3第三级压缩，4第四级压缩，5第五级压缩，6第六级压缩，7排气孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本实用新型。

实施例1

如说明书附图1所示，N级涡旋压缩机，本实用新型用特例N＝6时的涡旋压缩机，主要包括：动涡盘、静涡盘、十字环、偏心轴。其特征在于：动涡盘(B)，静涡盘(A)结构如说明书附图所示，设普通单级涡旋型线高为h1，图4中第一级压缩(1)的高度也为h1，第二级压缩(2)高度为h2(h2＜h1)，第三级压缩(3)高度h3(h3＜h2)，第四级压缩(4)高度h4(h4＜h3)，……，第N级压缩(6)高度hN(h＜hN-1)，动涡盘(B)、静涡盘(A)是相互啮合，工作原理相同于单级压缩机工作原理：把涡旋型线参数相同、相位差π、基圆中心相距r(r的取值与渐开线节距及壁厚相关)的动涡盘(B)与静涡盘(A)组装后，可以形成数对封闭的N级月牙形容积腔，附图中CH1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223等均是容积压缩腔，当动涡盘(B)中心(指基圆中心)绕静涡盘(A)中心(指基圆中心)作半径为r的圆周轨道运动时，这些封闭的容积腔相对应地扩大或缩小，有此实现气体的吸入、压缩和排气的目的。低压气体从动涡盘(B)静涡盘(A)的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘(A)中心处的排气孔口(7)排出。涡旋卷体相互啮合形成数对连续个动态压缩腔。

N级涡旋压缩机，其特征是，第一级压缩(1)、第二级压缩(2)、第三级压缩(3)、第四级压缩(4)、……、第N级压缩(6)同时工作，第一级压缩腔体积大于第二级压缩腔体积，第二级压缩腔体积大于第三级压缩腔体积，由此知，前一级压缩腔体积大于后一级压缩腔体积，容积比大于单级压缩机容积比，其依据是：

$\mathrm{Vs}=\mathrm{\πP}(P-2t)h_1(2n-1-\frac{\mathrm{\θs}}{180})$

θs＝[n-int(n)]×360

$\mathrm{Ve}=\mathrm{\πP}(P-2t)h_N(3-\frac{{\mathrm{\θ}}^{*}}{\mathrm{\π}})$

P＝2πr

注：Vs为吸气容积；Ve为排气容积；n为涡旋圈数；int(n)为n取整函数；θ^*为排气角；r为基圆半径。

同一级的涡旋体高度是一样的，第一级涡旋体高度h1＞第二级涡旋体高度h2＞第三级涡旋体高度h3＞第四级涡旋体高度h4＞……＞第N级涡旋体高度hN。

$v^{\′}=\frac{\mathrm{Vs}}{\mathrm{Ve}}=\frac{(2n-1-\mathrm{\θs}/\mathrm{\π})}{(3-{\mathrm{\θ}}^{*}/\mathrm{\π})}\×\frac{h_1}{h_N}>\frac{(2n-1-\mathrm{\θs}/\mathrm{\π})}{(3-{\mathrm{\θ}}^{*}/\mathrm{\π})}=v$

注：v′为N级涡旋压缩机的容积比；v普通单级涡旋压缩容积比；当h1/hN＞2时容积比也大于目前二级压缩机容积比，且结构更加简单。

Claims (4)

1.一种N级涡旋压缩机，N为自然数，主要包括：动涡盘(B)、静涡盘(A)、十字环(C)、偏心轴(D)，其特征在于：把涡旋型线参数相同、相位差π、基圆中心相距r的动涡盘(B)与静涡盘(A)组装后，可以形成封闭的N级月牙形容积压缩腔，低压气体从动涡盘(B)静涡盘(A)的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘(B)中心处的排气孔口(7)排出。

2.根据权利要求1所述的N级涡旋压缩机，其特征在于：第一级压缩(1)、第二级压缩(2)、第三级压缩(3)、第四级压缩(4)、……、第N级压缩(6)同时工作，从第一级压缩处吸气后逐步压缩，至第N级压缩处排气孔排出气体介质。

3.根据权利要求1所述的N级涡旋压缩机，其特征在于：第一级压缩腔体积大于第二级压缩腔体积，第二级压缩腔体积大于第三级压缩腔体积，由此知，前一级压缩腔体积大于后一级压缩腔体积，容积比大于单级压缩机容积比，其依据是：

θs＝[n-int(n)]×360

P＝2πr

同一级的涡旋体高度是一样的，第一级涡旋体高度h1＞第二级涡旋体高度h2＞第三级涡旋体高度h3＞第四级涡旋体高度h4＞……＞第N级涡旋体高度hN，由容积比公式：

当h1/hN＞2时容积比也大于目前二级压缩机容积比，且结构更加简单。

4.根据权利要求1所述的N级涡旋压缩机，其特征在于：动涡盘(N)、静涡盘(A)相互啮合形成数对N级连续的动态压缩腔。 

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