TWI296021B - - Google Patents

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1296021 九、發明說明： < 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種爪式轉子之單爪及雙爪設計方法，其 係為台灣發明專利申請案第94124780號（美國發明專利申請 第11/214,876號）的追加專利申請，該方法能以參數化取得相 互共輛嚅合的定義轉子與共輛轉子之單爪或雙爪，且能以不同 參數定義並評估求出最佳共輛餐合的轉子性能，藉以提供具有 # 較高壓縮比與輸送容積，及使得工作腔室膨脹、壓縮運動過程 順暢、降低洩漏，而於轉子運動過程不會產生噪音及震動之效 果。 【先前技術】 按，習知有關爪式轉子的構造可參考美國專利案第 1，426,820、4，138,848、4,224·016、4,324,538、4,406,601、4,430,050 以及5，149,256號等。該等習知爪式轉子的構造共同的瑕巍在 馨 於爪式轉子的兩爪曲線在尖部形成不連續’因而’當運用於須 進行膨脹、壓縮週期性循環運動的機械上，該定義轉子、共耗 轉子及腔壁間之工作腔室，藉由兩轉子嚆合轉動產生之膨脹壓 縮過程，兩爪會在該尖部運轉不順暢，而會有噪音與震動的現 象產生。簡言之，習知爪式轉子的兩爪在尖部之曲線不順暢， 將造成兩爪相互噶合性不佳，而在膨脹壓縮過程產生噪音與震 動，或造成因不當的嚅合所產生的摩耗，而降低使用壽命。 鑒於此，前台灣發明專利申請案第94124780號（美國發 5 1296021 ·- 明專利申請第11/214,876號）已揭露一種能夠藉不同參數定義 取得相互嚅合的定義轉子與共軛轉子，當運用於須進行膨脹、 壓縮週期性循環運動的機械上，於膨脹壓縮過程藉不同線形作 平滑連接，可以解決在運轉的過程會有噪音舆震動的現象。 【發明内容】 本發明之目的，在於提供一種爪式轉子之單爪設計方 法’該方法除能以參數化取得相互共軛嚅合的定義轉子與共軛 ❿ 轉子之單爪，且，依該方法所設計出的單爪，當運用於須進行 膨脹、壓縮週期性循環運動的機械上，能提高壓縮比與輸送容 積，且在運轉的過程不會有噪音與震動的產生。 本發明爪式轉子之單爪設計方法係包含^線E、圓孤 八、圓弧3、圓弧卜圓弧（：、圓弧^1，及直線¥，以及圓弧〇 等定義轉子之單爪外職線，其特徵在於··其中孤H的 圓心⑹為圓孤C的圓心（t4)相對於定義轉子的圓心⑻ • 之對稱點，而半徑與圓紅的半徑U)相同，該圓孤Hi »心⑹的一端點U)在其垂直上方，另—點端⑷位 於通過圓心t5與t4之直線與圓弧C交點（β )，由該交點（尺） 相對於定義轉子的圓心（tl)之對稱點位置。

又，本發·式轉子之單爪設計綠再—碰，在於圓 弧G的圓心為定義轉子的圓心⑷，而半徑為圓心⑹至 圓弧Η外侧端點（p9)的距離，其兩端點u，ps )適為圓孤€ 與圓弧Η的外侧端點，可平滑的使圓弧G、目弧c及圓孤H 5·該半徑⑽下求得：（其中定義轉子的最大半 徑，即圓心ti至點Ρι的長度） rfl + (Λ - rB) sin α =— 2

τ = D / 2 - R sin a B 6.求得半徑，再以圓心t2為圓心，取得_，該圓弧 B的-端點即為點Ρι，另—端點為以，該點在圓心 t2上方之垂直位置，該圓㈣即為定義轉子的外形曲 線之另一部份β 7·再以BP®圓心t3為圓心’定義轉子的最大半徑R為半 位’取得酿F ’該赃F的兩端點分別在點A，及 與所指定圓心角々㈣。）之炎邊h3的交接點P<。 8·以點/>4為圓狐（：的一個端點，並在該圓心角及的夹邊 h3上取得圓心點t4，並以半裎&為半徑。 9·該半徑,c由如下求得：（其中R =定義轉子的最大半 徑；即圓心t3至點p4的長度） rc + (i? + rc)sin rc = D / 2 — ft sin 1 + sin β 10·求得半徑rc再以圓心t4為圓心，則可取得兩端點為 點/V與點p5的圓弧C作為定義轉子的外形曲線之另一 部份，其中點p5在圓心t4下方之垂直位置。 U·再，以圓弧C的圓心t4相對於定義轉子的圓心tl 1296021 之對稱點，作為· H ，並以 c的半徑 &為半徑，該圓弧H的兩端點，—端點W該圓心t5 的垂直上方(即點P5相對於圓心tl的對稱點），另一端 點/>9位於通過圓心t5與t4之延伸直線上，為該延伸直 線與圓弧c交點/>8相對於定義轉子的圓心u之對稱點 位置。 12·連接點p2及點p6形成水平直線γ。 13.最後’以定義轉子的圓心_為圓弧〇的圓心並 從該圓心tl至圓弧Η外側端點P，的距離作為半徑，圓 狐G的兩端點；^，，即為圓弧c與圓弧H的外側端 點尺與點Ρ9，可平滑使圓弧G、圓弧c及圓弧Η連接 一起。因此，連接上逑之曲線Ε、圓弧Α、圓弧Β、 圓弧F、圓弧C、圓弧Η，及直線γ，以及圓弧6等 即可取得定義轉子之單爪外形曲線。 另，該共輛轉子係利用上述步驟決定定義轉子i之單爪 之外形曲線後，再由定A轉子中各定義曲線之共㈣線組成兵 輕轉子2之雙爪外形（第三圖）。是以，藉由上述的步驟，$ 取得具有單爪的定義轉子1與共概轉子2。 績睛參閱第四圖為本發明雙爪式轉子之設計方法，其中 定義轉子最大半徑R採60mm、節圓半徑Rp採40^、定義 轉子I度D值分別採50,55,60mm、圓心角^為3度、圓心ft户 9 d： 1296021 4 6度的單爪應用例，如圖所示在如是條件下，定義轉子】與 共婦子2的外形變化，依共_合的特性，該定義轉子 的寬度D值最較小者（S1)，所對應的共树子2，的外形是為 =大者（L1)，如此類推，實随用上可以視需要作對應的調 職是藉本發_方法賴㈣單爪之定義轉子與共輕轉 子’當運用於須進行膨脹、壓縮週期性循環運動的機械上在 相互囑合運轉的過程因為以不同曲線經平滑連接，因此，能夠 使得兩轉子不會有噪音與震動的現象產生，且，更能夠提高壓 縮比與輸送容積。 综上所述，本發明爪式轉子之單爪設計方法確能達到創 作之目的，符合發明專利要件，惟，以上所述者僅為本發明之 較佳實施例而已，大凡依據本發明所為之各種修飾與變化，仍 應包含於本案專利申請範圍内^ 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明爪式轉子之單爪設計方法形成端點共輛曲線 的示意圖。 第二圖為本發明爪式轉子之單爪設計方法形成定義轉子之單 爪外形的示意圖。 第三圖為本發明爪式轉子之單爪設計方法形成共軛轉子之單 爪外形的示意圖。 第四圖為本發明爪式轉子之單爪設計方法中定義轉子的厚度 1296021 D分別為50,55,60mm ;圓心角α為3度、圓心角々為6 度時，定義轉子與共軛轉子之雙爪外形變化的示意圖。

【主要元件符號說明】 定義轉子 1，1’ 共軛轉子 2,2， 最大半徑 R 定義轉子寬度 D 節圓半徑 Rp 直線 Υ 圓心 tl，t2，t3，t4 水平線 hl，h2 點 圓心角 5^25^35^45^55^65^75^85^9 α.β 半徑 rB，rC 曲線 Ε，Ε’ 圓弧 A，B，C，F,H，G

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Claims (1)

1296021 十、申請專利範圍： 1β一種爪式轉子之單爪設計方法，該方法用於製造相互共軛餐 合的定義轉子與共軛轉子，以參數化設計出包含曲線Ε、圓 弧Α、圓弧Β、圓弧F、圓弧C、圓弧Η，及直線Υ，以及圓 弧G等定義轉子之單爪外形曲線，再由單爪的定義轉子中各 疋義曲線之共軛曲線組成單爪的共軛轉子，其令取得該定義 轉子的單爪外形曲線的方法包括： • 指定定義轉子最大半徑R、定義轉子的寬度D、定義轉子 與共概轉子之節圓半徑Rp及此二節圓之圓心tl，t3，此 二節圓中心距為2Rp，Rp小於R，且R與Rp二者有一 適當比例； 取節圓之圓心tl作為定義轉子的圓心，通過另一節圓之圓 心t3作水平線hi，並在該水平線hl上取得一點&，該 點A與圓心tl之水平距離為定義轉子最大半徑R，由該 • 點7"。繞節圓圓心11產生共軛曲線E，，曲線E，相對於二 節圓交點/>7之對稱曲線E，取此曲線E作為轉子的葉片 一部份，該曲線E在水平線^上取得交點& ; 由該水平線hi及定義轉子圓：tl，半徑為狄的圓心角q， 決定定義轉子運動曲線㈣—點fi，連接前述點p。與^ 可取得定義轉子的葉片外形曲線之圓弧A，且與 平順連接； ~ 於該圓心角《的夾邊h2上取得第二圓心點t2，並經由如下

12 1296021 取定義轉子的圓心tl為圓弧G的圓心，並從該圓心至圓 孤Η外侧端點&的距離作為半徑，圓旅G的兩端點乓與 尽，即為圓弧C與圓弧H的外側端點/>5與點p9，可平滑 使圓弧G、圓弧c及圓弧H連接一起； 連接上述之曲線£、圓弧A、圓弧B、圓弧F、圓弧c、圓 弧Η，及直線γ ,以及圓弧G等組成定義轉子之單爪外 形曲線。 2·如申請專概圍第1項騎/Κ式轉子之單爪設計方法，其中 定義轉子最大半徑R與節圓丰徑Rp之比例採Re3Rp/2。