專利名稱：齒輪式轉子壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種齒輪式轉子壓縮機，其中聯(lián)接一個主軸的凸齒內轉子，帶動一個具有不同內齒槽數的外轉子轉動，由此產生一系列過渡空間以壓縮工作工質，再經過合適配置的孔口便可吸進及排出被壓縮介質。
眾所周知，已有許多類型的壓縮機用于空調、制冷等領域，它們主要有往復式、渦旋式以及其它回轉式，然而上述壓縮機由于種種原因不能適用于某些制冷劑，有些是因為壓縮機的強度不能承受這些制冷劑的壓力。再者傳統(tǒng)的壓縮機結構復雜，不易制造，例如于2001年4月10日公開的U.S.Pat.No.6.213.732的轉子式壓縮機，其結構相當復雜與難以加工。
擺線齒輪泵是眾所周知的，一般為具有4個凸齒的內轉子置于具有5個齒槽的外轉子內，因為一邊的工作腔不斷增大，而另一邊的工作腔逐漸縮小，每一邊具有相同的孔口，使流體被泵送，當驅動軸的旋轉方向相反時，被輸送介質的流向也相反。此種結構不能壓縮可壓縮性流體，如空氣、CO2及制冷劑等，因為它們需要改變流體容積，甚至流體有相變。
基于這些原因，有必要為空調或制冷工業(yè)等領域提供一種合適的壓縮機，它既適用于壓縮各種氣體，又結構簡單。
本發(fā)明的主要目的是提供一種齒輪式轉子壓縮機，以為各類空調及制冷系統(tǒng)壓縮各種制冷劑，或為其它系統(tǒng)壓縮工作氣體。
本發(fā)明的第二目的是提供一種完全平衡且高強度的齒輪式轉子壓縮機，以滿足各種制冷劑及其它氣體的壓縮需要。
為達到以上目的，本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機包括一個具有第1齒數Z1且定義一條第1中心軸線的凸齒轉子；
一個驅動凸齒輪的驅動裝置；一個具有第2齒數Z2且定義第2中心軸線的帶有相反方向齒槽的外轉子，其中第2齒數大于第1齒數，凸齒轉子置于齒槽轉子中，以驅動其外圈的齒槽轉子轉動第1與第2軸線間有一偏心距，以形成若干空間，用于吸進和壓縮工作介質；以及，一個用于放置轉子的殼體，該殼體有兩個端蓋用于密封諸工作腔。
根據本發(fā)明的一個方面，其中第2齒槽數Z2比第1齒數Z1多一個，第1齒數Z1為4～15個，優(yōu)選5～9個。
根據本發(fā)明的另一方面，進、排氣孔口可開在一個端蓋上，或分別開在兩個端蓋上。
根據本發(fā)明，由于壓縮機進、排氣過程連續(xù)性較好，壓力脈動與噪聲將會降低。與現(xiàn)有技術中的壓縮機相比較，本發(fā)明的壓縮機結構更緊湊，強度與剛度較高，從而提高了氣體壓力的限制。由于進氣、排氣口相當大，從而降低進、排氣過程的能量損失。
以下利用所附結構圖描述本發(fā)明。


圖1a為本發(fā)明齒輪式轉子壓縮機縱剖面簡圖。
圖1b為齒輪式轉子壓縮機圖1a沿2-2線的剖面圖。
圖2為說明圖1所示齒輪式轉子壓縮機進、排氣孔口位置的圖。
圖3為說明圖1所示齒輪式轉子壓縮機氣量調節(jié)原理的圖。
參閱圖1a和圖1b，它是本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機的一個優(yōu)選方案。壓縮機10的組成為一個有六個齒的凸齒輪11，一個與之相嚙合的有七個齒槽的轉子12，轉子12外的殼體13用于安裝11與12，兩個適當設置的端蓋16、17用于密封殼體13，端蓋16有一軸承孔并且軸承15安于其中，驅動軸14安于軸承15內孔中并聯(lián)接凸齒轉子11，而驅動軸14由驅動馬達驅動(圖中未示出)，兩個端蓋16、17與殼體13由緊固裝置固定，如螺栓或螺釘。
凸齒轉子11的中心與齒槽轉子12的中心間有一偏心距D，并且齒槽轉子12的齒槽數Z2比凸齒轉子11的齒數Z1多一個，如附圖中所示，轉子11的凸齒為6個，轉子12的齒槽為7個。凸齒轉子11與齒槽轉子12有若干條嚙合線相接觸，這些嚙合線以及兩端蓋16、17共同圍成若干密封空間，這便是壓縮機10的工作容積或壓縮腔。凸齒轉子11按中心O1由驅動馬達驅動(也即驅動軸14的中心軸線位置)轉動，由此驅動齒槽轉子12按中心O2轉動。由于齒數與槽數間的差異，工作容積周期地增加及減少，從而使壓縮機10進行工作。
齒輪式轉子壓縮機10有進氣口22與排氣口24(如圖2中所示)，它們分別布置在兩個端蓋16與17上。當凸齒轉子11被驅動按順時針方向轉動，進氣部分的工作容積(左邊)將逐漸增大，工作介質將通過進氣口22被吸入凸齒與齒槽間的空間，以完成吸氣過程。當凸齒轉子11轉至圖1所示位置，工作容積達最大值(即圖1中所示的V)，容積V稱為基元容積。當凸齒轉子繼續(xù)旋轉時，工作容積將逐漸縮小以壓縮工作介質。當工作容積中介質的壓力增至預定值時，工作腔將接通排氣孔口24，工作介質被排出，直至凸齒轉子達到圖2中所示位置。此時壓縮機10完成一個循環(huán)，齒槽12和凸齒11分別轉過360°與(Z2/Z1)×360°。
如上所述的齒輪式轉子壓縮機10僅有兩個旋轉零件，即凸齒轉子11與齒槽轉子12，它們分別繞自身中心軸O1與O2旋轉，并且為對稱結構，因此無不平衡旋轉質量慣性力，也無需平衡重量。而且，由于壓縮機10的進、排氣過程接近連續(xù)，壓力脈動與噪聲能由此減小。
與現(xiàn)有技術中的產品相比，本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機10有結構更緊湊與強度、剛度高的優(yōu)點。例如，氣體壓力可達21MPa。因此，本領域技術人員將會理解，它可適用于壓縮任何氣體或制冷劑，如空氣、R410A(R410A需3.8MPa的壓力)和CO2(CO2需10MPa的壓力)等。
此外，因進氣口22與排氣口24相當大，進、排氣過程中的能量損失將會降低。一般情況下，在壓縮機側(圖2中右邊)有三個工作腔連續(xù)工作，所以工作腔間的壓力差相當小，這特別適用于壓縮大壓力差的介質，并且會降低壓縮腔的泄漏。
此外，在端蓋上進氣口末端可加設一個特殊設計的旋塞，進行旁通或堵塞方式的氣量調節(jié)，范圍大致為100％～40％。圖3a為正常工作狀態(tài)之旋塞位置，圖3b為部分調節(jié)位置，圖3c為完全調節(jié)位置。簡單的氣量調節(jié)機構可適應汽車空調對制冷量變化的需求，固定式空調中則可不必使用變頻系統(tǒng)來調節(jié)制冷量，對空氣動力用壓縮機可得到一定范圍的氣量連續(xù)調節(jié)。
壓縮機的排氣口可設置排氣閥，同時接通三個工作腔，提高壓縮機對不同工質和工況的適應能力。
壓縮機的進、排氣孔口可根據被壓縮介質的性質及壓力比開設成所需的任何合適形式。
此外，可向其工作腔內噴油、噴制冷劑或噴水，以改善性能。
此外，其凸齒轉子與齒槽轉子可用自潤滑材料制成，成為無油潤滑結構。
本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機，其吸氣壓力低于大氣壓時成為真空泵。
本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機，其進口介質為汽、液兩相時成為汽、液混輸泵。
以上介紹的一些優(yōu)選方案僅用于說明本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明。本領域專業(yè)人員可在本發(fā)明的精神下對齒輪式轉子壓縮機優(yōu)選方案做一些修改。
權利要求
1.一種齒輪式轉子壓縮機包括一個具有第1齒數Z1且定義第1中心軸線的凸齒外轉子；一個具有第2齒槽數Z2且定義第2中心軸線的帶有相反方向齒槽的外轉子；一個帶有兩個端蓋，用于放置轉子的殼體。第2齒槽數Z2比第1齒數Z1大，凸齒轉子置于齒圈轉子內并帶動齒圈轉子轉動，第1軸線與第2軸線有一偏心距，由此形成凸齒轉子與齒圈間的一些空間，以供吸入與壓縮工作介質；兩側端蓋用于密封諸工作腔。
2.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其第2齒槽數Z2比第1凸齒數Z1多一個。
3.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其第2齒槽數為5～16個，相應第1齒槽數為4～15個。
4.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其端蓋上設進、排氣孔口。
5.權利要求4所述之齒輪式轉子壓縮機，其排氣口設置排氣閥，同時接通三個工作腔。
6.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其進、排氣口根據被壓縮介質的性質及壓力比開設成所需的任何合適形狀。
7.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，設置向其工作腔內噴油、噴制冷劑或噴水裝置，以改善性能。
8.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其凸齒轉子與齒槽轉子用自潤滑材料制成，成為無油潤滑結構。
9.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其吸氣壓力低于大氣壓時成為真空泵。
10.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其進口介質為汽、液兩相時成為汽、液混輸泵。
11.權利要求1所述之齒輪式轉子壓縮機，其進氣口設調節(jié)氣量的特殊設計的調節(jié)閥，實現(xiàn)氣量調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種齒輪式轉子壓縮機,其中聯(lián)接一個主軸的凸齒內轉子,帶動一個具有不同內齒槽數的外轉子轉動,再經過合適配置的孔口便可吸進及排出被壓縮介質。本發(fā)明的齒輪式轉子壓縮機包括:一個具有第1齒數Z1且定義一條第1中心軸線的凸齒轉子;一個驅動凸齒輪的驅動裝置;一個具有第2齒數Z2且定義第2中心軸線的帶有相反方向齒槽的外轉子,其中第2齒數大于第1齒數,凸齒轉子置于齒槽轉子中。
文檔編號F04C18/10GK1338574SQ0111619
公開日2002年3月6日 申請日期2001年5月30日 優(yōu)先權日2000年5月30日
發(fā)明者郁永章 申請人:郁永章, 汪洋