[發明專利]一種減焓穩速渦旋膨脹機及減焓穩速方法

有效

• 申請號: 202011355730.5
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112554956B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 倪詩茂;蔡康闐;蔡炯炯
• 申請（專利權）人: 思科渦旋科技（杭州）有限公司
• 主分類號: F01C1/02
• 分類號: F01C1/02;F01C13/00;F01C20/06;F01C21/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳月紅

本發明提供一種減焓穩速渦旋膨脹機，包括動渦卷、定渦卷和偏心軸，動渦卷包括動渦卷元件和動渦卷端板；定渦卷包括定渦卷元件和定渦卷端板，動渦卷元件和定渦卷元件呈螺旋狀或漸開線型相互共軛并以180°的相位角角位移和稱之為繞動半徑的徑向位移相互嚙合做相對的圓形平動或稱之為繞動；本發明還提供一種減焓穩速方法，本發明是利用機?電?磁能量轉換的原理，在膨脹機轉速較低或啟動時給予電能輔助，使其達到額定轉速；在轉速較高時，把氣體膨脹產生的焓轉化成電能輸出，把轉速穩定在額定轉速，從而使膨脹機始終控制在額定轉速運行，保證膨脹機的膨脹比和質量流量穩定。使膨脹機得以實現接近絕熱狀態下膨脹。達到制冷的最佳效果。

技術領域

本發明涉及渦旋式的容積式流體位移裝置，具體涉及一種減焓穩速渦旋膨脹機及減焓穩速方法。

背景技術

渦旋膨脹機在逆布雷登制冷循環中使用時需要在設定的進氣壓力，質量流量和膨脹比下穩定地運行實現盡可能接近于絕熱膨脹的過程，實現氣體膨脹的溫度下降的最大化。但在實際使用中，受進氣壓力波動、膨脹機內部泄露量、運行摩擦阻力大小等因素影響，膨脹機的轉速往往表現出偏離額定轉速，從而導致膨脹機很難在設定的進氣壓力，膨脹比和質量流量下穩定運行。

因此，需要對現有技術進行改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高效的減焓穩速渦旋膨脹機及減焓穩速方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種減焓穩速渦旋膨脹機，包括動渦卷、定渦卷和偏心軸，動渦卷包括動渦卷元件和動渦卷端板；定渦卷包括定渦卷元件和定渦卷端板，動渦卷元件和定渦卷元件呈螺旋狀或漸開線型相互共軛并以180°的相位角角位移和稱之為繞動半徑的徑向位移相互嚙合做相對的圓形平動或稱之為繞動；所述動渦卷元件頂部與定渦卷端板底部抵接，定渦卷元件頂部與動渦卷端板底部抵接；所述動渦卷在其做繞動的過程中驅動偏心軸；所述動渦卷元件和定渦卷元件之間接觸和分離的部分，以及動渦卷端板和定渦卷端板之間，共同形成至少一對密封氣室；定渦卷端板上開設有與密封氣室連通的進氣孔和排氣孔；進氣孔連通密封氣室的中心位置是為進氣室，排氣孔連通密封氣室的邊緣位置是為排氣室；其特征在于：

所述偏心軸有軸承支撐，偏心軸上套設有電機轉子，電機轉子外側設置有電機定子線圈；所述的電機轉子和定子受控制系統所控制，可以作為電動機，亦可以作為發電機，并可以控制偏心軸以指定的速度旋轉。

作為對本發明一種減焓穩速渦旋膨脹機的改進：

所述動渦卷端板和定渦卷端板上設置有用于保證動渦卷和定渦卷軸向動態接觸密封的磁性裝置。

作為對本發明一種減焓穩速渦旋膨脹機的進一步改進：

所述磁性裝置包括永磁體磁足、永磁體磁足基座和鋼環；

所述定渦卷端板和動渦卷端板兩者，其中之一者開設有環形凹槽，凹槽中固定安裝有永磁體磁足基座，永磁體磁足均勻或不均勻地分布在永磁體磁足基座上；另一者安裝有鋼環；

所述鋼環與永磁體磁足及永磁體磁足基座配合使用，永磁體磁足及永磁體磁足基座與鋼環之間有間隙；所述永磁體磁足及永磁體磁足基座和鋼環之間的間隙保證兩者之間的磁吸力在有或者沒有其他機械力的輔助下大于或等于動、定渦卷在工作時的軸向分離力。

作為對本發明一種減焓穩速渦旋膨脹機的進一步改進：

所述永磁體磁足基座環繞設置在定渦卷元件外側；

所述鋼環環繞設置在動渦卷元件外側并跟隨動渦卷做繞動。

作為對本發明一種減焓穩速渦旋膨脹機的進一步改進：

所述鋼環的徑向厚度與永磁體磁足及永磁體磁足基座的總徑向厚度具有一定的尺寸差異；