[发明专利]一种高容积比涡旋压缩机

说明书

技术领域：

本发明具体涉及一种高容积比涡旋压缩机，属于环保机械设备设计理论技术领域。 

背景技术：

涡旋压缩机是一种用于压缩和制冷的精密机械，它具有结构简单紧凑、高效节能、微震低噪音以及可靠性高等一系列的优点，使得涡旋压缩机在制冷和空调领域的应用有着飞速的发展。如今，涡旋压缩机已被广泛用于中小规模的空调及制冷单元中。但现有技术主要为美、日所垄断，因此，开展拥有我国自主知识产权的涡旋压缩机势在必行。 

涡旋压缩机主要由动涡盘、静涡盘、十字环、偏心轴等关键部件构成。工作特点是“公转平动、型线相互共轭、啮合点连续生成”，而涡旋压缩机涡旋型线设计理论是决定涡旋压缩机性能的根本因素，一直是各国学者研究的热点所在，目前，主要集中在单一涡旋型线设计理论的研究。已经研究出的型线主要有圆渐开线、正偶多边形渐开线、线段渐开线、半圆渐开线、代数螺线(Algebraic Spiral)、变径基圆渐开线、包络型线、PMP涡旋型线。而对于涡旋型线的优化研究也集中于单一的特定型线参数优化，确定基圆半径、起始角、涡线圈数、涡线壁厚、涡线节距、涡盘半径等设计参数。传统的涡旋压缩机虽有部件少、噪音低、低振动、高效率等优越性，缺点在于其压缩比、体积利用率远达不到现实要求。 

发明内容：

本发明的目的在于克服由传统型线为基础的涡旋压缩机的不足之处，提供一种基于泛函通用涡旋型线的涡旋压缩机，通过三维建模软件对涡旋压缩机关键部件进行建模，具有高压缩效率以及高体积利用率特点。 

结构简单运行平稳，低噪音，高压缩效率以及高体积利用率等特点。 

本发明是采用下述技术方案实现的： 

基于泛函通用涡旋型线级数表达式： 

(式中s-型线弧函数，c_k为涡旋型线泛函方程系，k＝1，2，…，n.， 为切向角) 

( 

对于通用涡旋型线集成型线的优化型线，根据通用涡旋型线控制方程理论得动、静涡盘内外壁型线方 程的笛卡尔坐标表征为： 

(注：其中t为壁厚，它是关于φ的函数，θ为公转角度，X_f，i和Y_f，i为静涡盘内壁型线方程坐标，Xf，o和Yf，o为静涡盘外壁型线方程坐标，X_o，o和Y_o，o为动涡盘外壁型线方程坐标，X_o，i和Y_o，i为动涡盘内壁型线方程坐标) 

当a＝3，渐开角α＝π/6时，R_s＝3 ；R_g＝3；R_or＝2.5*π；t＝π 

则此特殊涡旋型线动、静涡盘内外壁型线方程的笛卡尔坐标表征为： 

再利用MATLAB软件编程，通过程序woxuandian得到关于切向角参数 的相应点列， 

MATLAB程序如下： 

function [x1，y1，x2，y2，x11，y11，x22，y22，xa，ya，xb，yb]＝woxuandian(s，w，a，n) 

[x11 y11 x22 y22 xa ya xb yb]＝dan(s，w，a)； 

…… 

plot(x1，y1) 

plot(x2，y2) 

hold off 

通过PRO/ENGINEER中的PART模块生成相应的静、动涡旋型线和涡旋盘，其中根据静、动涡旋盘啮合原理静、动涡旋型线相位差为180°，得到静、动涡旋型线，再分别画出十字环、偏心轴、压缩机壳体等，各图见附图说明。 

本发明采用上述技术方案后，主要有以下有益效果： 

1.本涡旋压缩机的动、静涡旋型线是基于通用涡旋型线集成型线的优化型线，通过三维建模软件对涡旋压缩机关键部件进行建模，具有高压缩效率以及高体积利用率特点。 

2.本涡旋压缩机不需要润滑油及相关的润滑元件。 

3.本涡旋压缩机结构简单，运行平稳，噪音低，摩擦力较小，低碳高效。 

附图说明：

下面结合附图利实施例对本发明进一步说明 

图1曲线方程沿其切向和法向的分解 

图2为本发明的静涡盘涡旋型线