[發明專利]渦旋形流體機械

無效

• 申請號: 96119799.4
• 申請日: 1996-12-13
• 公開（公告）號: CN1077658C
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 高尾邦彥;香曾我部弘勝;竹林昌寬;早瀨功;大島健一
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F04C18/02
• 分類號: F04C18/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馬江立

本發明涉及容積式流體機械之一的渦旋形流體機械，特別涉及一種由圓弧和直線形成渦旋渦卷的渦旋形流體機械。

過去的渦旋形流體機械由固定渦旋部件和回轉渦旋部件構成，該固定渦旋部件和回轉渦旋部件具有互為偏心地組合在一起的形狀相同的渦卷，其渦卷形狀通常采用漸開線。該漸開線的渦卷間距是一定的，所以容積變化率也是一定的。當欲在預定尺寸內，加大最外周的密封容積(行程容積)與最內周的密封容積之比即內部容積比(設計容積比)時，如果增加渦卷的卷數，則渦卷間距減小，回轉半徑就減小，行程容積也就減小。其結果，內部容積的加大很有限。

另外，由于固定渦旋部件和回轉渦旋部件相互偏心地組合在一起，在外周部分存在著不能利用的空間，所以，當欲減小流體機械的尺寸時，在行程容積、設計容積比的關系方面會出現各種問題。尤其是在使回轉渦旋部件公轉的主軸貫通回轉渦旋部件及固定渦旋部件的中央部的軸貫通式渦旋形流體機械中，由于有軸貫通，最內周的密封容積(排出開始時的壓縮室容積)相應減少相當于軸貫通的空間的容積，當欲減小流體機械的尺寸時，更加會產生行程容積、設計容積比關系方面的各種問題。

為了解決上述問題，在日本專利公報特開平6-213176號中揭示了一種渦旋部件結構，其渦卷的外側部分是圓形、內側部分是漸開線形、在外側與內側之間用高次曲線連接。

在上述現有技術中，渦旋部件的渦卷外側部分是圓形，內側部分是漸開線形，在外側與內側之間用高次曲線連接。因此，渦卷的加工不簡單。另外，上述現有技術中，在外形及設計容積比的大小方面也存在著限界值。例如，將上述現有技術用于軸貫通式的渦旋形流體機械中時，由于在渦卷的中央部分有主軸，所以，必須將渦卷從其外側開始卷起。而由漸開線或其它曲線構成的渦卷所形成的最小閉入室越靠外周其容積越增大，所以，為了確保一定的容積比(壓縮開始時的壓縮室容積與排出開始時的壓縮室容積之比)，必須向外側增多渦卷的卷數，這樣，導致了渦旋部件的外形增大。另外，由于防止回轉渦旋部件自轉的自轉防止機構形成在從渦卷結束部更往外側方向的端板外周部，所以壓縮機的外形就更加增大。因此該現有技術不可能滿足以下的要求，即，例如用于制冷空調機的渦旋形壓縮機中時，壓縮機的額定功率為5馬力、壓縮機外形為直徑160mm以下；用于家用空調機的渦旋形壓縮機中，該壓縮機的額定功率為1800瓦、壓縮機的外形為直徑110mm以下；用于家用電冰箱的渦旋形壓縮機中，壓縮機的額定功率是240瓦、壓縮機外形為直徑90mm以下。

本發明的第1目的是通過最大限度地利用渦旋部件外周部分周邊的空間，提供一種能減小外形尺寸的渦旋形流體機械。

本發明的第2目的是將渦旋部件的渦卷基本渦曲線做成簡單的構造。

本發明的第3目的是提供一種能加大設計容積比而不增大渦旋部件外形尺寸的渦旋形流體機械。

本發明的第4目的是提供一種能減小隨壓縮而產生的轉矩變動的渦旋形流體機械。

為了實現上述目的，本發明的渦旋形流體機械由端板和直立在該端板上的渦卷形成2個渦旋部件，該2個渦旋部件的渦卷以朝向內側的狀態相互嚙合著，其中的一個渦旋部件相對另一個渦旋部件從外觀上看不自轉地以預定回轉半徑公轉；其特征在于，兩渦旋部件的渦卷基本渦曲線的一半由同心圓形成、另一半由中心與上述同心圓圓心錯開的若干個圓弧形成。另外，也可以將半徑不同的若干圓弧按半徑減小的順序連接反復該連接而構成任意一方渦旋部件渦卷的基本渦曲線，用上述回轉半徑使上述一方渦卷的基本渦曲線作圓運動時所畫出的2個包絡線中的一個包絡線形成另一方渦旋部件渦卷的基本渦曲線。根據情況也可以在將上述若干個圓弧按半徑減小的順序反復連接的途中設置直線。最外周的圓弧最好是半圓。

為了實現上述目的，本發明的渦旋形流體機械也可以是這樣的：即，由端板和直立在該端板上的渦卷形成2個渦旋部件，該2個渦旋部件的渦卷以朝向內側的狀態相互嚙合著，其中的一個渦旋部件相對另一個渦旋部件從外觀上看不自轉地以預定回轉半徑公轉；其特征在于，兩渦旋部件的渦卷基本渦曲線是由同心的半圓群、中心不同于該半圓群的圓弧群、連接上述半圓群和圓弧群的直線群或曲線群形成的。也可以將其中一方渦旋部件的渦卷基本渦曲線由同心的半圓群、中心不同于該半圓群的圓弧群、連接上述半圓群和圓弧群的直線群或曲線群形成，將另一方渦旋部件的渦卷曲線由用回轉半徑使上述一方渦旋部件的渦卷作圓運動時所畫的2個包絡線中的一個包絡線形成。