RU2763334C1 - Scroll compressor range of scroll compressor - Google Patents

Scroll compressor range of scroll compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2763334C1
RU2763334C1 RU2021114058A RU2021114058A RU2763334C1 RU 2763334 C1 RU2763334 C1 RU 2763334C1 RU 2021114058 A RU2021114058 A RU 2021114058A RU 2021114058 A RU2021114058 A RU 2021114058A RU 2763334 C1 RU2763334 C1 RU 2763334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scroll
scroll compressor
spiral
spirals
plates
Prior art date
Application number
RU2021114058A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович Курин
Original Assignee
Леонид Михайлович Курин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Михайлович Курин filed Critical Леонид Михайлович Курин
Priority to RU2021114058A priority Critical patent/RU2763334C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763334C1 publication Critical patent/RU2763334C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps

Abstract

FIELD: scroll compressors.
SUBSTANCE: invention relates to scroll compressors, scroll vacuum pumps, scroll expanders with one movable and one fixed scroll or with two movable scroll, especially if there are requirements for the purity of the pumped gas. The spiral 2 of the compression mechanism of the scroll compressor is made in the form of an integral connection of a set of flat plates 4 of the same height and different width. The surfaces of adjacent flat plates 4 form equal angles, selected according to a certain formula.
EFFECT: invention is aimed at increasing the rigidity of the structure and reducing internal gas flows.
1 cl, 7 dwg

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение относится к спиральным компрессорам, спиральным вакуумным насосам, спиральным детандерам с одной подвижной и одной неподвижной спиралями или с двумя подвижными спиралями, особенно при наличии требований к чистоте перекачиваемого газа [F04C 18/00, F04C 2/00].The invention relates to scroll compressors, scroll vacuum pumps, scroll expanders with one movable and one fixed scroll or two movable scrolls, especially when there are requirements for the purity of the pumped gas [F04C 18/00, F04C 2/00].

Из уровня техники известна СПИРАЛЬНАЯ МАШИНА [RU 2267652, опубл. 10.01.2006] содержащая корпус со всасывающим и нагнетательным отверстиями, расположенные в корпусе неподвижный спиральный элемент, находящийся в зацеплении с подвижным спиральным элементом, установленным на эксцентриковом валу и имеющим возможность совершать орбитальное движение с эксцентриситетом относительно неподвижного спирального элемента с образованием замкнутых полостей сжатия, и противоповоротное устройство, имеющее, по меньшей мере, один поводок, размещенный в отверстии подвижного спирального элемента, отличающаяся тем, что подвижный спиральный элемент выполнен без основания с возможностью исключения воздействия на него осевой силы при сжатии газа, в неподвижном спиральном элементе выполнены сквозные отверстия, а в корпусе выполнены отверстия, совпадающие со сквозными отверстиями неподвижного спирального элемента с образованием сквозных каналов для прохождения охлаждающего воздуха.The prior art SPIRAL MACHINE [RU 2267652, publ. 01/10/2006] containing a housing with suction and discharge openings, a fixed spiral element located in the housing, engaged with a movable spiral element mounted on an eccentric shaft and having the ability to perform orbital movement with eccentricity relative to the fixed spiral element with the formation of closed compression cavities, and an anti-rotation device having at least one driver placed in the hole of the movable spiral element, characterized in that the movable spiral element is made without a base with the possibility of eliminating the effect of axial force on it during gas compression, through holes are made in the fixed spiral element, and holes are made in the body, coinciding with the through holes of the fixed spiral element with the formation of through channels for the passage of cooling air.

Недостатками аналога являются:The disadvantages of analog are:

- сложность конструкции из-за наличия сквозных отверстий в неподвижном спиральном элементе и корпусе конструкции, что требует проведения дополнительных технологических операций при изготовлении изделия, и как следствие усложняет и удорожает производство;- the complexity of the design due to the presence of through holes in the fixed spiral element and the body of the structure, which requires additional technological operations in the manufacture of the product, and as a result complicates and increases the cost of production;

- низкая жесткость конструкции из-за того, что в аналоге применяются гладкие спиральные элементы, у которых отсутствуют ребра жесткости;- low rigidity of the structure due to the fact that the analogue uses smooth spiral elements that do not have stiffeners;

-необходимость применения смазочного материала для герметизации зазоров между спиралями;- the need to use a lubricant to seal the gaps between the spirals;

- в случае контакта спиралей- повышенные удельные контактные давления при трении металлических поверхностей.- in case of contact of spirals - increased specific contact pressures during friction of metal surfaces.

Наиболее близким по технической сущности является СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР [RU 2560647, опубл. 20.08.2015], содержащий: механизм сжатия, включающий в себя неподвижную спираль, включающую в себя концевую пластину неподвижной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку неподвижной стороны, установленную на концевой пластине неподвижной стороны, и орбитальную спираль, включающую в себя концевую пластину орбитальной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку орбитальной стороны, установленную на концевой пластине орбитальной стороны, при этом оболочка неподвижной стороны и оболочка орбитальной стороны сцепляются друг с другом и образуют камеру сжатия между спиралями, неподвижная спираль имеет канал для впрыска, который выполнен с возможностью сообщения с камерой) сжатия через проходное отверстие для сообщения, расположенное в концевой пластине неподвижной стороны, оболочка орбитальной стороны имеет толстый участок, включающий в себя увеличивающийся участок толщины зубца и расположенный в месте, соответствующем каналу для впрыска, толщина зубца увеличивающегося участка толщины зубца увеличивается от начала закручивания до конца закручивания оболочки орбитальной стороны, и толстый участок имеет толщину, превышающую или равную размеру отверстия канала для впрыска, измеряемому вдоль толщины зубца оболочки орбитальной стороны.The closest in technical essence is the SCROLL COMPRESSOR [RU 2560647, publ. 20.08.2015], containing: a compression mechanism, including a fixed scroll, including a fixed side end plate and a spiral wall-shaped shell of the fixed side mounted on the fixed side end plate, and an orbital spiral, including an end plate of the orbital side and a helical wall shaped orbital side shell mounted on an end plate of the orbital side, wherein the fixed side shell and the orbital side shell engage with each other and form a compression chamber between the coils, the fixed coil has an injection port that is configured to communicate with the chamber ) compression through the communication passage hole located in the end plate of the fixed side, the shell of the orbital side has a thick section, including an increasing section of the thickness of the tooth and located at a location corresponding to the injection channel, the thickness of the tooth of the increasing section the thickness of the tooth increases from the start of the twist to the end of the twist of the orbital side shell, and the thick portion has a thickness greater than or equal to the size of the injection port opening measured along the tooth thickness of the orbital side shell.

Основными техническими проблемами прототипа являются:The main technical problems of the prototype are:

- низкая жесткость конструкции, из-за того, что стороны неподвижной и орбитальной спирали являются гладкими что, не предусматривает наличия ребер жесткости, способных значительно увеличить жесткость конструкции;- low rigidity of the structure, due to the fact that the sides of the fixed and orbital spirals are smooth, which does not provide for the presence of stiffeners that can significantly increase the rigidity of the structure;

- наличие внутренних перетечек газа в устройстве из-за того, что при использовании неподвижной и подвижной спирали гладкой формы происходит перетекание газа из полости высокого давления в полость низкого давления из-за образования радиальных зазоров между спиралями, что в свою очередь вызывает необходимость применения смазочного материала в прототипе для герметизации зазоров между спиралями.- the presence of internal gas leaks in the device due to the fact that when using a fixed and movable smooth-shaped spiral, gas flows from the high-pressure cavity to the low-pressure cavity due to the formation of radial gaps between the spirals, which in turn necessitates the use of a lubricant in the prototype for sealing the gaps between the spirals.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение жесткости конструкции и снижение внутренних перетечек газа. The technical result of the claimed invention is to increase the rigidity of the structure and reduce internal gas leakage.

Указанный технический результат достигается за счет того, что спираль механизма сжатия спирального компрессора, отличающаяся тем, что выполнена в виде неразъемного соединения набора плоских пластин одинаковой высоты и разной ширины, при этом поверхности смежных плоских пластин образуют равные углы α, при этом α=2π/n, где n - целое четное число и 24<n<44. This technical result is achieved due to the fact that the scroll of the scroll compressor compression mechanism, characterized in that it is made in the form of an integral connection of a set of flat plates of the same height and different widths, while the surfaces of adjacent flat plates form equal angles α, while α=2π/ n, where n is an even integer and 24<n<44.

Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.

На фиг. 1 показан общий вид неподвижной спирали спирального компрессора.In FIG. 1 shows a general view of a fixed scroll scroll compressor.

На фиг. 2 показан общий вид подвижной спирали спирального компрессора.In FIG. 2 shows a general view of the movable scroll of a scroll compressor.

На фиг. 3 показана иллюстрация процедуры расчета спирали механизма сжатия компрессора спирального.In FIG. 3 shows an illustration of the calculation procedure for the scroll of the scroll compressor compression mechanism.

На фиг. 4-6 показаны последовательные фазы относительного движения внутренней поверхности первой спирали и внешней поверхности второй спирали спирального компрессора.In FIG. 4-6 show the successive phases of the relative motion of the inner surface of the first scroll and the outer surface of the second scroll of a scroll compressor.

На фиг. 7 показан расчетный график зависимости давления в двух соседних щелевых плоскопараллельных зазорах между рабочими поверхностями спиралей от угла поворота спиралей, где каждая из кривых 1-8 построена при разных фиксированных углах поворота спиралей.In FIG. Figure 7 shows the calculated graph of the dependence of pressure in two adjacent slot plane-parallel gaps between the working surfaces of the spirals on the angle of rotation of the spirals, where each of curves 1-8 is plotted at different fixed angles of rotation of the spirals.

На фигурах обозначено: 1 - корпус; 2 - первая спираль; 3 - вторая спираль; 4 - пластина, 5 - нижняя стенка. The figures indicate: 1 - housing; 2 - the first spiral; 3 - the second spiral; 4 - plate, 5 - bottom wall.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Спиральный компрессор состоит из корпуса 1, внутри которого размещаются детали механизма сжатия спирального компрессора, представляющие из себя первую спираль 2 и вторую спираль 3. При этом первая 2, и вторая 3 спирали расположены эксцентрично относительно друг друга. Внутренняя и внешняя поверхность первой спирали 2 представляет из себя совокупность плоских граней (показано на фиг. 1), образующих набор пластин 4 одинаковой высоты и разной ширины. Внутренняя и внешняя поверхность второй спирали 3 также представляет из себя совокупность плоских граней (показано на фиг. 2), образующих набор пластин 4 одинаковой высоты и разной ширины. Углы (α) между смежными пластинами 4 каждой из поверхностей первой 2 и второй 3 спиралей являются равными, при этом α=2π/n, где n - целое четное число и 24<n<44, при этом ближние пластины 4 смежных витков первой 2 и второй 3 спиралей расположены параллельно. Пластины 4 первой 2 и второй 3 спиралей выполнены таким образом, что при их взаимном плоскопараллельном перемещении линии их соприкосновения (либо минимального зазора) остаются строго параллельными. В нижней части корпуса 1 располагается нижняя стенка 5, соединенная с боковыми стенками корпуса 1.The scroll compressor consists of a housing 1, inside which are placed the details of the scroll compressor compression mechanism, which are the first scroll 2 and the second scroll 3. In this case, the first 2 and second 3 spirals are located eccentrically relative to each other. The inner and outer surface of the first spiral 2 is a set of flat faces (shown in Fig. 1), forming a set of plates 4 of the same height and different widths. The inner and outer surface of the second spiral 3 is also a set of flat faces (shown in Fig. 2), forming a set of plates 4 of the same height and different widths. The angles (α) between adjacent plates 4 of each of the surfaces of the first 2 and second 3 spirals are equal, while α=2π/n, where n is an even integer and 24<n<44, while the nearest plates 4 of adjacent turns of the first 2 and the second 3 spirals are arranged in parallel. Plates 4 of the first 2 and second 3 spirals are made in such a way that when they are mutually plane-parallel moving, their lines of contact (or minimum clearance) remain strictly parallel. In the lower part of the housing 1 there is a bottom wall 5 connected to the side walls of the housing 1.

Также спиральный компрессор включает в себя электродвигатель, выполненный с возможностью вращения первой 2 и второй 3 спиралей (на фиг. не показано).The scroll compressor also includes an electric motor configured to rotate the first 2 and second 3 scrolls (not shown in the figure).

В варианте реализации спиральный компрессор выполнен с возможностью орбитального движения либо первой 2, либо второй 3 спирали. В таком случае одна из спиралей является неподвижной, а другая - подвижной.In an embodiment, the scroll compressor is configured to orbit either the first 2 or the second 3 scroll. In this case, one of the spirals is fixed, and the other is movable.

В вариантах реализации спиральный компрессор может включать в себя дополнительные элементы, обеспечивающие электроснабжение, а также эксцентриковый и противоповоротный механизмы (на фиг. не показаны).In embodiments, the scroll compressor may include additional elements that provide power, as well as eccentric and anti-rotation mechanisms (not shown in the figure).

Спираль механизма сжатия спирального компрессора используется следующим образом.The scroll compressor compression mechanism is used as follows.

Первоначально от источника питания включают электродвигатель, который приводит в действие детали механизма сжатия в виде первой 2 и второй 3 спирали. В определенный момент стенки спирали отсекают две серповидные полости. Детали механизма сжатия, а именно, первая 2, и вторая 3 спирали вращаются с одной скоростью и в одном направлении. По мере развития движения области, образованные внутренним объемом плоских пластин 4 спиралей и заполненные газом, постепенно проталкиваются к центру, одновременно сокращаясь в объеме. При этом, изначально полости высокого давления и низкого давления физически разделены смежными пластинами 4. При вращении пластин 4 реализуется переход из сомкнутого положения в раскрытое с образованием зазора с пониженным давлением газа. Одновременно с этим соседняя (предыдущая) пара смежных пластин 4 смыкается, образуя сжимающийся зазор с повышенным давлением газа в зазоре. Наличие зон пониженного и повышенного давления газа свидетельствует об образовании динамического газового затвора. Далее, когда области достигают центра спирали, газ, который теперь находится под высоким давлением, выталкивается из центральной части.Initially, an electric motor is switched on from the power source, which drives the details of the compression mechanism in the form of the first 2 and second 3 spirals. At a certain moment, the walls of the spiral are cut off by two crescent-shaped cavities. Details of the compression mechanism, namely, the first 2 and second 3 spirals rotate at the same speed and in the same direction. As the movement develops, the areas formed by the internal volume of the flat plates 4 of the spirals and filled with gas gradually push towards the center, simultaneously shrinking in volume. At the same time, initially the cavities of high pressure and low pressure are physically separated by adjacent plates 4. When the plates 4 rotate, a transition from a closed position to an open one is realized with the formation of a gap with a reduced gas pressure. At the same time, the adjacent (previous) pair of adjacent plates 4 closes, forming a contracting gap with increased gas pressure in the gap. The presence of zones of low and high gas pressure indicates the formation of a dynamic gas seal. Further, when the regions reach the center of the spiral, the gas, which is now under high pressure, is pushed out of the central part.

Возможен вариант реализации, когда во время процесса сжатия газа, неподвижная спираль остается неподвижной, а подвижная спираль совершает орбитальные движения вокруг неподвижной спирали. По мере развития такого движения области, образованные внутренним объемом между плоскими платинами 4 неподвижной и подвижной спиралей и заполненные газом, постепенно проталкиваются к центру, одновременно сокращаясь в объеме. Когда области достигают центра спирали, газ, который теперь находится под высоким давлением, выталкивается из центральной части.An implementation option is possible, when during the gas compression process, the fixed spiral remains stationary, and the movable spiral makes orbital movements around the fixed spiral. As such a movement develops, the areas formed by the internal volume between the flat plates 4 of the fixed and movable spirals and filled with gas gradually push towards the center, simultaneously shrinking in volume. As the regions reach the center of the spiral, the gas, now under high pressure, is forced out of the center.

Технический результат изобретения в виде повышения жесткости конструкции достигается за счет того, что спираль механизма сжатия спирального компрессора образована неразъемным сочленением набора пластин 4 одинаковой высоты и разной ширины, при этом плоские пластины 4 образуют ребра жесткости, за счет чего изделие становится менее подвержено деформации в ходе использования, и может выдерживать большее усилие в динамике. The technical result of the invention in the form of increased structural rigidity is achieved due to the fact that the scroll of the scroll compressor compression mechanism is formed by an integral joint of a set of plates 4 of the same height and different widths, while the flat plates 4 form stiffeners, due to which the product becomes less susceptible to deformation during use, and can withstand more dynamic force.

Технический результат изобретения в виде снижения внутренних перетечек газа, достигается за счет того, что спираль механизма сжатия спирального компрессора, образованная неразъемным сочленением набора пластин 4 одинаковой высоты и разной ширины у которой поверхности смежных плоских пластин 4 образуют равные углы α=2π/n, где n- целое четное число и 24<n<44, при этом ближние пластины 4 смежных витков спирали расположены параллельно друг относительно друга, что при использовании в спиральном компрессоре, обеспечивает образование динамического газового затвора между плоскостями расположения первой 2 и второй 3 спиралей. Динамический газовый затвор препятствует перетеканию газа из полости высокого давления в полость низкого давления устройства, тем самым снижает внутренние перетечки газа, что в свою очередь приводит к снижению потребности в подаче смазочного материала.The technical result of the invention in the form of a reduction in internal gas leakage is achieved due to the fact that the scroll of the scroll compressor compression mechanism, formed by an integral joint of a set of plates 4 of the same height and different widths, in which the surfaces of adjacent flat plates 4 form equal angles α=2π/n, where n is an even integer and 24<n<44, while the nearest plates 4 of adjacent turns of the spiral are parallel to each other, which, when used in a scroll compressor, ensures the formation of a dynamic gas seal between the planes of the first 2 and second 3 spirals. The dynamic gas seal prevents the flow of gas from the high pressure cavity to the low pressure cavity of the device, thereby reducing internal gas leakage, which in turn leads to a decrease in the need for lubricant supply.

Также стоит отметить, что использование спиралей механизма сжатия спирального компрессора приводит к более точному позиционированию взаимного расположения спиралей в устройстве.It is also worth noting that the use of scrolls of the scroll compressor compression mechanism leads to a more accurate positioning of the relative position of the scrolls in the device.

Заявитель в 2021 году изготовил опытный образец заявленного устройства, опытная эксплуатация которого подтвердила заявленный технический результат. Увеличение жесткости конструкции за период эксплуатации устройства составило порядка 20%, по сравнению с использованием устройств с гладкими или кусочно-круговыми спиралями.In 2021, the applicant manufactured a prototype of the claimed device, the trial operation of which confirmed the claimed technical result. The increase in structural rigidity over the period of operation of the device was about 20%, compared with the use of devices with smooth or piecewise circular spirals.

Также опытная эксплуатация показало снижение внутренних перетечек газа спирального компрессора на 60-90% по сравнению с использованием устройств с гладкими или кусочно-круговыми спиралями.Also, pilot operation showed a decrease in internal gas leakage of the scroll compressor by 60-90% compared to the use of devices with smooth or piecewise circular spirals.

Пример достижения технического результата.An example of achieving a technical result.

Рассмотрим процедуру построения спирали механизма сжатия спирального компрессора, состоящей из совокупности плоских пластин 4. Процедуру построения будем осуществлять в пакете прикладных программ для решения задач технических вычислений MatLab.Let us consider the procedure for constructing a scroll of the scroll compressor compression mechanism, consisting of a set of flat plates 4. The construction procedure will be carried out in the application software package for solving problems of technical calculations MatLab.

- Первоначально строится гладкая спираль Архимеда с центром в т. О и радиусом начальной окружности ОА (показано на фиг. 3).- Initially, a smooth spiral of Archimedes is built with the center at point O and the radius of the initial circle OA (shown in Fig. 3).

- Через равные углы α отмечаются точки B(i) на гладкой спирали. Углы α выбираются по формуле α=2π/n, где n- целое четное число и 24<n<44. Например при n=26, α≈13,85°; при n=30, α≈12° и т.д. Соотношение для расчета α было получено опытным путем, в ходе реализаций процедуры построения детали механизма сжатия спирального компрессора. В частности, было установлено, что при любых других значениях n, образование динамического газового затвора не происходит.- Points B(i) on a smooth spiral are marked through equal angles α. Angles α are chosen according to the formula α=2π/n, where n is an even integer and 24<n<44. For example, at n=26, α≈13.85°; at n=30, α≈12°, etc. The ratio for calculating α was obtained empirically, during the implementation of the procedure for constructing the details of the scroll compressor compression mechanism. In particular, it was found that for any other values of n, the formation of a dynamic gas seal does not occur.

При этом, исходя из опытных данных, предпочтительно, чтобыAt the same time, based on experimental data, it is preferable that

- Через отмеченные точки B(i) проводятся касательные к гладкой спирали до пересечения с касательными из соседних точек B(i-1) и B(i+1).- Tangents to the smooth spiral are drawn through the marked points B(i) until they intersect with the tangents from neighboring points B(i-1) and B(i+1).

Процедура построения как внутренней, так и внешней поверхностей спиралей компрессора является аналогичной, существенным отличием является лишь то, что внешняя поверхность спираль является эквидистантная внутренней на расстоянии, равном толщине ребра первой 2 спирали. Через точки пересечения касательных в направлении, перпендикулярном плоскости XY, проводятся ребра поверхности спирали. Таким образом получаем спираль механизма сжатия спирального компрессора, представляющей из себя совокупность плоских пластин 4, которые образуют ребра жесткости, за счет чего достигается первый заявленный технический результат, а именно повышается жесткость конструкции и, соответственно, повышается сопротивление деформации в ходе использования.The procedure for constructing both the inner and outer surfaces of the compressor scrolls is similar, the only significant difference is that the outer surface of the spiral is equidistant to the inner one at a distance equal to the thickness of the rib of the first 2nd spiral. Through the intersection points of the tangents in the direction perpendicular to the XY plane, the edges of the spiral surface are drawn. Thus, we obtain a spiral of the scroll compressor compression mechanism, which is a set of flat plates 4 that form stiffeners, due to which the first claimed technical result is achieved, namely, the rigidity of the structure increases and, accordingly, the resistance to deformation increases during use.

Далее рассмотрим последовательные фазы относительного движения спиралей механизма сжатия, а именно внутренней поверхности спирали 2 и внешней поверхности спирали 3 (показано на фиг. 4-6). В положении на фиг. 4 полости высокого давления (HP) и низкого давления (LP) физически разделены касающимися пластинами 4. Это касание происходит в течении короткого промежутка времени, равного примерно 1/100000 с, либо отсутствует. При дальнейшем вращении пластины 4, которые в положении, показанном на фиг. 4 были сомкнуты начинают раскрываться (показано на фиг. 5), далее благодаря тому, что между смежными пластинами 4 одинаковые углы, образуется раскрывающийся зазор с пониженным давлением газа в зазоре. Одновременно с раскрытием пластин 4 смежные пластины 4 смыкаются, образуя сжимающийся зазор с повышенным давлением газа в зазоре. Процесс смыкания платин 4 и одновременно с этим образование зазора между смежными платинами 4 становиться возможным благодаря тому, что ближние пластины 4 смежных витков спирали расположены параллельно, что подтверждается на иллюстрациях (фиг. 4-6), где видно, что при взаимном плоскопараллельном перемещении спиралей, линии их соприкосновения (минимального зазора) остаются параллельными. Расчет уравнения Рейнольдса для сжимаемого газа в этих двух зазорах и опытная эксплуатация изделия показывает, что при движении спиралей образуется динамический газовый затвор, препятствующий перетеканию газа из области высокого давления в область низкого давления. Графики зависимости распределения создаваемого давления от угла поворота спиралей от показаны на фиг. 7. Слева на графике находится область низкого давления, справа- высокого давления. Линии показывают распределение давлений в двух соседних щелевых зазорах при различных последовательных углах поворота спиралей. О наличии газового затвора свидетельствует наличие участков графиков с понижением давления слева направо. Наличие динамического газового затвора при работе устройства приводит к достижению второго заявленного технического результата снижения внутренних перетечек газа.Next, consider the successive phases of the relative movement of the spirals of the compression mechanism, namely the inner surface of the spiral 2 and the outer surface of the spiral 3 (shown in Fig. 4-6). In the position in FIG. The 4 high pressure (HP) and low pressure (LP) cavities are physically separated by touching plates 4. This touch occurs for a short period of time, equal to approximately 1/100000 s, or is absent. With further rotation of the plate 4, which, in the position shown in FIG. 4 were closed, they begin to open (shown in Fig. 5), then due to the fact that between adjacent plates 4 the same angles, an opening gap is formed with a reduced gas pressure in the gap. Simultaneously with the opening of the plates 4 adjacent plates 4 are closed, forming a contracting gap with increased gas pressure in the gap. The process of closing the plates 4 and at the same time the formation of a gap between adjacent plates 4 becomes possible due to the fact that the nearest plates 4 of adjacent turns of the spiral are parallel, which is confirmed by the illustrations (Fig. 4-6), where it can be seen that with mutual plane-parallel movement of the spirals , the lines of their contact (minimum gap) remain parallel. The calculation of the Reynolds equation for a compressible gas in these two gaps and the trial operation of the product shows that when the spirals move, a dynamic gas seal is formed that prevents the gas from flowing from the high pressure region to the low pressure region. Graphs of the dependence of the distribution of the generated pressure on the angle of rotation of the spirals from are shown in Fig. 7. On the left of the graph is the area of low pressure, on the right - high pressure. The lines show the distribution of pressures in two adjacent slotted gaps at various successive angles of rotation of the spirals. The presence of a gas seal is indicated by the presence of sections of graphs with a decrease in pressure from left to right. The presence of a dynamic gas seal during operation of the device leads to the achievement of the second claimed technical result of reducing internal gas leakage.

Дополнительно следует отметить, что увеличить герметичность спиралей можно, если скруглить внутренние ребра обеих спиралей дугами с радиусом, равным эксцентриситету спиралей.Additionally, it should be noted that the tightness of the spirals can be increased by rounding the inner edges of both spirals with arcs with a radius equal to the eccentricity of the spirals.

Кроме того, внутренняя и внешняя поверхности каждой спирали могут быть построены со смещением друг относительно друга на половину углового шага. При этом происходит снижение вдвое максимальных радиальных нагрузок на подшипники.In addition, the inner and outer surfaces of each helix can be built with a shift relative to each other by half the angular step. This results in a halving of the maximum radial loads on the bearings.

Claims (1)

Спираль механизма сжатия спирального компрессора, отличающаяся тем, что выполнена в виде неразъемного соединения набора плоских пластин одинаковой высоты и разной ширины, при этом поверхности смежных плоских пластин образуют равные углы α, при этом α=2π/n, где n - целое четное число и 24<n<44.The scroll of the scroll compressor compression mechanism, characterized in that it is made in the form of an integral connection of a set of flat plates of the same height and different widths, while the surfaces of adjacent flat plates form equal angles α, while α=2π/n, where n is an even integer and 24<n<44.
RU2021114058A 2021-05-18 2021-05-18 Scroll compressor range of scroll compressor RU2763334C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114058A RU2763334C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Scroll compressor range of scroll compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114058A RU2763334C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Scroll compressor range of scroll compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763334C1 true RU2763334C1 (en) 2021-12-28

Family

ID=80039835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114058A RU2763334C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Scroll compressor range of scroll compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763334C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023001709A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Scroll machine and vehicle air-conditioning system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2200169A (en) * 1987-01-24 1988-07-27 Volkswagen Ag Displacement machine for compressible media
JPS6456981A (en) * 1987-08-28 1989-03-03 Toshiba Corp Scroll type compressor
RU2434161C1 (en) * 2007-08-06 2011-11-20 Дайкин Индастриз, Лтд. Compression mechanism and spiral compressor
RU2560647C1 (en) * 2011-09-21 2015-08-20 Дайкин Индастриз, Лтд. Scroll compressor
CN105041643A (en) * 2011-03-09 2015-11-11 Lg电子株式会社 Scroll compressor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2200169A (en) * 1987-01-24 1988-07-27 Volkswagen Ag Displacement machine for compressible media
JPS6456981A (en) * 1987-08-28 1989-03-03 Toshiba Corp Scroll type compressor
RU2434161C1 (en) * 2007-08-06 2011-11-20 Дайкин Индастриз, Лтд. Compression mechanism and spiral compressor
CN105041643A (en) * 2011-03-09 2015-11-11 Lg电子株式会社 Scroll compressor
RU2560647C1 (en) * 2011-09-21 2015-08-20 Дайкин Индастриз, Лтд. Scroll compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023001709A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Scroll machine and vehicle air-conditioning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5954453B1 (en) Scroll compressor
JP5182446B1 (en) Scroll compressor
EP2824329A2 (en) Scroll compressor
RU2763334C1 (en) Scroll compressor range of scroll compressor
EP3575603B1 (en) Scroll compressor having enhanced discharge structure
CN112088250A (en) Scroll compressor having a discharge port
JP4789623B2 (en) Scroll compressor
CN108884832B (en) Oil-cooled screw compressor
US20240044334A1 (en) Scroll compressor with circular surface terminations
GB2503728A (en) Scroll compressor with circular wrap
US11339786B2 (en) Scroll compressor with circular surface terminations
US11326601B2 (en) Scroll fluid machine and scroll member used therein
JP4653994B2 (en) Scroll compressor
JP3599005B2 (en) Scroll fluid machine
KR20090012618A (en) Scroll compressor
EP3482079B1 (en) Rotary compressor arrangement
US11905951B2 (en) Scroll compressor and process for compressing a gaseous fluid with the scroll compressor
KR100531833B1 (en) Capacity changeable apparatus for scroll compressor
US11326602B2 (en) Scroll compressor including end-plate side stepped portions of each of the scrolls corresponding to wall-portion side stepped portions of each of the scrolls
JP2019143548A (en) Scroll fluid machine
JP4007271B2 (en) Scroll type fluid machinery
CN111183288A (en) Screw compressor
WO2023120619A1 (en) Scroll compressor
CN111065824B (en) Rotary compressor
JPH11264387A (en) Scroll fluid machine