一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115492761A(43)申请公布日2022.12.20(21)申请号202211188709.X(22)申请日2022.09.28(71)申请人重庆交通大学地址400074重庆市南岸区学府大道66号(72)发明人孙权何泽银孙世政(74)专利代理机构深圳泛航知识产权代理事务所(普通合伙)44867专利代理师邓爱军(51)Int.Cl.F04C18/02(2006.01)F04C29/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机(57)摘要本发明属于压缩机工程技术领域，具体公开了一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机，变截面涡旋齿包括动涡旋齿和静涡旋齿；动涡旋齿的型线由动涡外壁曲线和动涡内壁曲线构成，静涡旋齿的型线由静涡外壁曲线和静涡内壁曲线构成；在一个公转平动工作循环中，动涡旋齿与静涡旋齿能实现正确的啮合，即动涡外壁曲线与静涡内壁曲线啮合，以及动涡内壁曲线与静涡外壁曲线啮合；动涡外壁曲线、动涡内壁曲线、静涡外壁曲线及静涡内壁曲线由一母线法向等距生成；母线由三段曲线顺接形成，三段曲依次为变径基圆渐开线、高次曲线及基圆渐开线。本发明中，涡旋齿的型线具有压比高、泄露线短、面积利用率大的优点，可以充分满足工业对CO2压缩机的需求。CN115492761ACN115492761A权利要求书1/2页1.一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，包括动涡旋齿和静涡旋齿；所述动涡旋齿的型线由动涡外壁曲线和动涡内壁曲线构成，所述静涡旋齿的型线由静涡外壁曲线和静涡内壁曲线构成；在一个公转平动工作循环中，所述动涡旋齿与静涡旋齿能实现正确的啮合，即动涡外壁曲线与静涡内壁曲线啮合，以及动涡内壁曲线与静涡外壁曲线啮合；所述动涡外壁曲线、动涡内壁曲线、静涡外壁曲线及静涡内壁曲线由一母线法向等距生成；其特征在于：所述母线由三段曲线顺接形成，三段曲依次为变径基圆渐开线、高次曲线及基圆渐开线；所述变径基圆渐开线的方程为：式一中，R1为变径基圆半径，ρ1为变径基圆极径，为展角，为变径基圆与高次曲线连接处展角；式二中，δ为变径系数，a0为起始圆半径；所述高次曲线的方程为：式三中，R2为高次曲线半径，ρ2为高次曲线极径；式四中，c0、c1、c2、c3为待定系数，由边界条件确定；基圆渐开线的方程为：式五中，R3为基圆半径，ρ3为基圆极径；式六中，R0为基圆半径。2.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，其特征在于：将所述母线向内法向等距0.5Ror，可得到静涡外壁曲线；将所述母线向外等距0.5Ror，可2CN115492761A权利要求书2/2页得到动涡内壁曲线；将静涡外壁曲线绕圆心旋转180°，可得到动涡外壁曲线；将动涡内壁曲线绕圆心旋转180°，可得到静涡内壁曲线；其中，Ror为回转半径。3.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，其特征在于：根据母线各曲线段的方程，通过法向等距法可得到动涡外壁曲线、动涡内壁曲线、静涡外壁曲线及静涡内壁曲线的方程。4.一种涡旋压缩机，其特征在于：该涡旋压缩机使用了如权利要求1所述的变截面涡旋齿。3CN115492761A说明书1/5页一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机技术领域[0001]本发明属于压缩机工程技术领域，尤其涉及一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机。背景技术[0002]CO2作为一种天然制冷剂，也称为零碳工质，具有良好的热力性能和环保特性；CO2作为制冷剂目前广泛应用于食品冷藏、热泵系统以及汽车空调等领域；与使用传统制冷剂压缩机相比，CO2压缩机具有工作压力高、压差大、压比小、体积小等特点；现有CO2压缩机机型有活塞式、滑片式、涡旋式、螺杆式以及滚动转子式，涡旋式压缩机结构紧凑、节能高效、微振低噪、工作可靠等优点，多被选作为CO2压缩机机型。[0003]涡旋压缩机的型线直接影响了涡旋压缩机的工作性能，故涡旋齿的型线设计极其关键；目前市场现有车用CO2涡旋压缩机涡旋齿的型线多为基圆渐开线，属于等截面型线，然而基圆渐开线型线存在如下诸多缺点：第一，压缩行程较长且圈数较多，将导致压缩过程中泄漏量增加；第二，泄露线长度较大，会导致泄漏量增大；第三，压比较小，当需要高压比时难以满足市场需求；第四，面积利用率较低，加工过程耗材严重，无法对毛坯充分利用。[0004]因此，为解决上述问题，就需要对涡旋齿的型线进行改进。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿及涡旋压缩机，使涡旋齿的型线具有压比高、泄露线短、面积利用率大的优点，可以充分满足工业对CO2压缩机的需求。[0006]为实现以上目的，第一方面，本发明提供了一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，包括动