[发明专利]共旋式涡旋机

说明书

一种共旋式涡旋机，可作为压缩机或膨胀机工作，包括用于第一涡旋盘和第二涡旋盘(7、8)的传动和引导机构(9、10)，传动和引导机构具有围绕涡旋盘并靠近周边均匀分布的三个传动和引导单元(9、10)。每个传动和引导单元包括安装在涡旋盘之一上的阳式元件(9)和安装在面对的涡旋盘上的面对的阴式元件(10)。每个传动和引导单元(9、10)包括安装成用于在阴式元件(10)的开口中角位移的内环(11)，内环中具有狭缝(18)，传动和引导单元的阳式元件(9)在狭缝中滑动。三个传动和引导单元(9、10)的阳式元件(9)在共同的外部引导环(11)上由相应的支撑元件(13)支撑和引导。一种液体喷射系统，包括与泄放孔(21)连接的液体通道(20)。

技术领域

本发明涉及可作为压缩机或膨胀机工作的共旋式涡旋机，尤其是涉及用于连接两个共旋式或轨道式运动的涡旋构件并允许通过径向顺应系统操作的非超静定传动/引导机构。

背景技术

共旋式涡旋概念的工作原理基于在相同方向上以相同转子速度以偏移旋转中心旋转的两个涡旋渐开线。与轨道式概念相反，两个涡旋均进行纯旋转运动，因此提供了实现与轨道式概念相比非常低水平机械振动和噪声的可能性。共旋式涡旋技术在例如美国专利5,713,731A中有例示。

共旋式技术的主要挑战是要求两个涡旋的精确机械同步性，因为任何角偏差都可能阻碍或损坏机器。在文献中找到过一些寻求合适传动机构的若干尝试。这些尝试主要是根据旋转运动的应用场合(要么通过外部传动元件(例如两个皮带、两个齿轮或两个同步性很好的马达)，要么通过保持两个涡旋之间相对运动的内部传动系统)进行分类。

通过使用外部传动元件，发现了与适当的同步性、成本和尺寸相关的不同挑战。这在Mendoza LC,Lemofouet-Gatsi S,Schiffmann J.，Appl Energy 2016的论文“Testingand modelling of a novel oil-free co-rotating scroll machine with waterinjection”中进行了描述。通过使用设置有可行且有竞争力共旋式机器的内部传动系统，可以最大程度减少或消除外部传动元件的上述缺点。

已经提出了用于共旋式机器的不同类型内部传动系统。它们基于Oldham技术(美国专利5,037,280A，在各旋转涡旋之间具有联接的涡旋流体机械)、曲轴(美国专利4,954,056 A，具有销联接的涡旋机械)、内齿轮(美国专利4,911,621 A，使用柔性齿环同步器的涡旋流体装置)或多个叉指式叶片(美国专利5,199,280 A，共旋式涡旋压缩机机械增压器装置)。然而，离心力、超静定和两相压缩/膨胀容限的内在挑战仍然没有解决。这些挑战会导致机器故障。

美国专利5447420 A：液体喷射式涡旋压缩机，公开了在轨道式涡旋机中的内部液体喷射。通过使第一中间室与制冷剂源连通的泄放孔把加压液体注入定螺旋中。在共旋式机器中，两个螺旋都是旋转的，因此液体通过泄放孔仅注入一个螺旋中。该螺旋与液体高压源连通，液体高压源通过内部管道泵送到螺旋盘内。

美国专利2012288393A1：螺旋压缩机，公开了在各涡旋盘之间具有积极引导装置的共旋式涡旋机。积极引导装置包括优选地彼此角偏移120°的支撑辊，支撑辊接合在压缩冠(阴式元件)的圆筒孔中并受约束地滚动。通过这些措施，由于彼此轴线偏移并且在围绕孔内周滚动的支撑辊所提供的引导下，两个螺旋相对于彼此进行轨道式运动。然而，所提出的此传动/引导系统不允许两个涡旋之间在径向上的自由度，即，阳式元件/销在阴式元件中无游隙地接合。

美国专利公开20020182094 A1公开了在驱动涡旋与从动涡旋之间具有传动单元的共旋式涡旋机。该机构包括彼此间隔90°的四个销，这四个销都永久性接合在可旋转的环中。

DE19528071公开了螺旋压缩机，在一个涡旋盘的背面具有凸轮从动件，通过在对应孔中延伸的辊提供仅引导功能。

FR55178E公开了旋转涡旋式机器，一个涡旋上的销无游隙地接合在另一涡旋的孔中。