[發明專利]一種渦旋膨脹機渦旋盤

在審

• 申請號: 201510782121.0
• 申請日: 2015-11-16
• 公開（公告）號: CN105298545A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 彭斌;朱兵國
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F01C1/02
• 分類號: F01C1/02;F01C21/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明屬于渦旋膨脹機技術領域，涉及一種渦旋膨脹機渦旋盤。

背景技術

渦旋機械是一種新型容積式流體機械，主要部件包括：動渦旋盤、靜渦旋盤、防自轉機構、曲軸和支架等。1905年由法國人LeonCreux發現其工作原理，直到20世紀70年代，由于能源危機及溫室效應，使得節能、環保日益高漲，渦旋機械以其效率高、噪聲小、結構簡單等受到青睞。如今，關于渦旋機械壓縮機的研究不斷深入，應用范圍不斷擴展。其應用領域主要有：制冷和空調、空氣壓縮、增壓器、液體泵、膨脹機和真空泵等。

工業余熱、發動機余熱、太陽能熱、地熱等中低品位熱能的有效利用是解決能源問題的一個重要途徑。而有機朗肯循環(organicrankinecycle，ORC)作為一種回收中低品位熱能用于發電的技術，具有效率高、環境友好、結構簡單等優點。作為ORC渦旋膨脹機發電系統中的“心臟”—渦旋膨脹機的性能很大程度上影響著整個系統的綜合性能。而渦旋膨脹機的渦旋盤作為其核心部件，其設計與加工則影響著膨脹機的輸出功率。

現有技術中的渦旋膨脹機渦旋盤存在著以下缺點：所使用的渦旋膨脹機大多數由渦旋壓縮機改造而來，渦旋盤始端多為單圓弧、雙圓弧、組合型線等形成渦旋齒，這些型線形成的渦旋齒在渦旋膨脹機正常工作時，由于在某一時刻膨脹機進氣孔會被動渦旋盤遮擋，從而影響渦旋膨脹機的進氣量，增大了氣體壓力的損失，進而影響膨脹機的輸出功率；同時對渦旋膨脹機的工作也非常不利。

發明內容

本發明的目的在于針對以上提到的現實情況而提供了一種渦旋膨脹機的渦旋盤，解決現有渦旋膨脹機渦旋盤中心腔體積小，進氣量小的問題，同時減小了氣體壓力損失，從而有效的提高膨脹機輸出功率。

本發明是一種渦旋膨脹機渦旋盤，其中靜渦旋盤1和動渦旋盤2，其相位角相差180度，上下相扣，動渦旋盤2浮動于靜渦旋盤1和支架體5之間，靜渦旋盤1的渦旋齒、動渦旋盤2的渦旋齒的型線均為圓漸開線、圓弧、直線和圓弧分段首尾連接組成。

本發明的有益效果是所形成的渦旋盤在膨脹機正常工作時能增大膨脹機的進氣量，可以避免膨脹機在某一瞬時吸氣時進氣孔被動渦旋盤封堵而影響膨脹機進氣量和運行，并且可以減小進氣損失，進而能提高渦旋膨脹機的輸出效率。。

附圖說明

圖1是本發明渦旋齒型線形成原理圖，圖2是本發明渦旋膨脹機的進氣孔位置示意圖，圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8是本發明動、靜渦旋盤月牙形吸氣容積變化示意圖，圖9是本發明渦旋膨脹機動靜渦盤嚙合剖面結構示意圖，附圖標記及對應名稱為：靜渦旋盤1，滾針軸承2，動渦旋3，十字滑塊防自轉4，平衡鐵5，支架體6，偏心主7，帶輪，套筒9，調心球軸承10，圓柱滾子軸承11。

具體實施方式

本發明是一種渦旋膨脹機渦旋盤，其中靜渦旋盤1和動渦旋盤2，其相位角相差180度，上下相扣，動渦旋盤2浮動于靜渦旋盤1和支架體5之間，靜渦旋盤1的渦旋齒、動渦旋盤2的渦旋齒的型線均為圓漸開線、圓弧、直線和圓弧分段首尾連接組成。

根據以上所述渦旋膨脹機渦旋盤，包括靜渦旋盤1和動渦旋盤2，靜渦旋盤1的渦旋齒中心起始端為第一圓弧O2，渦旋盤外壁為與渦旋盤中心起始端的圓弧外端點A相切并且與向外延伸的漸開線型組成，渦旋盤內壁包括與渦旋盤外壁相平行的漸開線段，漸開線段起始端和第二圓弧O1的外端點D相切，第一圓弧O2的第一內端點B和第二圓弧O1的第二內端點C通過直線段L相連，且直線段L分別與第二圓弧O1的第二內端點C以及渦旋盤中心起始端的第一圓弧O2的第一內端點B相切，然后在保證齒始端強度的前提下，從渦旋齒始端壁厚最大處向渦旋底盤打孔形成渦旋膨脹機的進氣孔；動渦旋盤渦旋齒的形成與靜渦旋盤相同。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

圖1為渦旋膨脹機渦旋齒型線形成原理圖，渦旋齒中心起始端為半徑為的第一圓弧O2，渦旋盤外壁為與渦旋盤中心起始端的圓弧外端點A相切并且與向外延伸的漸開線型組成，渦旋盤內壁包括與渦旋盤外壁相平行的漸開線段，漸開線段起始端和半徑為的第二圓弧O1外端點相切于外端點D，第一圓弧O2的第一內端點B與第二圓弧O1的第二內端點C通過直線段L相連，且直線段L分別與第二圓弧O1的內端點C以及渦旋盤中心起始端的第一圓弧O2的第一內端點B相切于第二內端點C、第一內端點B。