[发明专利]锥形压缩膨胀一体机及方法

权利要求书

1.一种锥形压缩膨胀一体机，其特征在于：

包括外壳体（1）、第一转动芯子（2）和第二转动芯子（3），第一转动芯子（2）位于外壳体（1）内部，第二转动芯子（3）位于第一转动芯子（2）内部；

其中外壳体内廓面（10）、第一转动芯子外廓面（11）、第一转动芯子内廓面（12）、第二转动芯子外廓面（13）均为螺旋形锥面结构，且锥角相同，均为c1，小于90^o；

第一转动芯子（2）绕外壳体中心线（4）公转且绕第一转动芯子中心线（5）自转，第一转动芯子中心线（5）与外壳体中心线（4）呈a1角； 第二转动芯子（3）绕第一转动芯子中心线（5）公转且绕第二转动芯子中心线（6）自转时；第二转动芯子中心线（6）与第一转动芯子中心线（5）呈a2角；外壳体中心线（4）、第一转动芯子中心线（5）和第二转动芯子中心线（6）均通过外壳体（1）锥角的顶点；上述a1角大于a2角；上述所有公转、自转同为正时针或同为逆时针方向；

外壳体内廓面（10）任一轴向位置的横截面为倒角为R1的N边形，第一转动芯子外廓面（11）任一轴向位置的横截面为倒角为R1的N-1边形；第一转动芯子外廓面（11）和外壳体内廓面（10）的接触部位为N条螺旋线；外壳体内廓面（10）的轴向螺距与第一转动芯子外廓面（11）的轴向螺距的比值为N:N-1,N为大于3的自然数；

第一转动芯子内廓面（12）任一轴向位置的横截面为倒角为R2的M边形，第二转动芯子外廓面（13）任一轴向位置的横截面为倒角为R2的M-1边形；第二转动芯子外廓面（13）与第一转动芯子内廓面（12）的接触部位为M条螺旋线；第一转动芯子内廓面（12）的轴向螺距与第二转动芯子外廓面（13）的轴向螺距的比值为：M:M-1，M为大于3的自然数 ；

第一转动芯子（2）绕外壳体中心线（4）公转且绕第一转动芯子中心线（5）自转，公转角速度与自转角速度的关系为N-1：N；

第二转动芯子（3）绕第一转动芯子中心线（5）公转且绕第二转动芯子中心线（6）自转，公转角速度与自转角速度的关系为M-1：M。

2.根据权利要求1所述的锥形压缩膨胀一体机的工作方法，其特征在于：

压缩工作过程：

第一转动芯子（2）绕外壳体中心线（4）公转且绕第一转动芯子中心线（5）自转，使得第一转动芯子外廓面（11）在外壳体内廓面（10）内转动；

由于第一转动芯子外廓面（12）横截面的N-1边形的倒角为R1，与外壳体内廓面（10）横截面的N边形的倒角相同；

第一转动芯子外廓面（11）和外壳体内廓面（10）的接触部位为N条螺旋线；且每相邻的两条螺旋线有若干交点；

每相邻的两条螺旋线及其相邻的两个交点、与第一转动芯子外廓面（11）、与外壳体内廓面（10）之间构成一个螺旋封闭腔；

在第一转动芯子中心线（5）绕外壳体中心线（4）公转且自转的同时，上述螺旋封闭腔沿着轴向向锥角方向移动，体积不断缩小，当螺旋封闭腔内充入第一工质（14），则该工质即被压缩，该螺旋封闭腔即构成一个压缩腔（7），从而对第一工质（14）压缩；

膨胀工作过程：

第二转动芯子（3）绕第一转动芯子中心线（5）公转且绕第二转动芯子中心线（6）自转时，使得第二转动芯子外廓面（13）在第一转动芯子内廓面（12）内转动；

由于第二转动芯子外廓面（13）的横截面的M-1边形的倒角为R2，与第一转动芯子内廓面（12）横截面的M边形的倒角相同；

第二转动芯子外廓面（13）和第一转动芯子内廓面（12）的接触部位为M条螺旋线; 且每相邻的两条螺旋线有若干交点；

每相邻的两条螺旋线及其相邻的两个交点、与第二转动芯子外廓面（13）、第一转动芯子内廓面（12）构成一个螺旋封闭腔；

在第二转动芯子中心线（6）绕第一转动芯子中心线（5）公转且自转时，上述螺旋封闭腔沿着轴向向锥角反方向移动，体积不断增加，当螺旋封闭腔内充入第二工质（15），则该工质膨胀，该螺旋封闭腔即构成一个膨胀腔（8），从而可以对第二工质（15）实现膨胀；

3.根据权利要求1所述的锥形压缩膨胀一体机的工作方法，其特征在于：上述第一工质（14）为干空气、湿空气、水蒸气以及其他有一定湿度的气体；

4.根据权利要求1所述的锥形压缩膨胀一体机的工作方法，其特征在于：上述第二工质（15）为干空气、湿空气、水蒸气以及其他有一定湿度的气体。