[发明专利]涡旋型流体机械，涡旋部件及其加工方法

说明书

本发明涉及容积型流体机械之一的涡旋型流体机械，特别涉及用代数螺线形成涡卷体曲线的涡旋型流体机械、涡旋部件及其加工方法。

以往涡旋型流体机械由相互偏心组合而成的具有同一形状涡卷体的固定涡旋和旋转涡旋构成，涡卷形状一般使用涡卷节距、涡卷壁厚度为一定的渐开线。用渐开线作为涡卷曲线的优点可以列举出加工容易：由于涡卷的法线节距一定，所以可以用单一的刀具同时加工内侧和外侧的涡曲线。可是，由于涡卷壁厚度一定，所以承受最高压的涡卷体中央部应变高，容易产生强度问题。即，因为强度上受制约，设定了厚度，根据作为设计条件的运行压力比设定涡卷体的卷数，根据行程容积设定涡卷体高度和涡卷节距等，另外，受外形尺寸上制约，各尺寸被决定。这样一来，涡卷体一方的形状例如旋转涡旋一设定，那么由于旋转内侧曲线的内侧包络线被选定，因而与其啮合的固定涡旋的形状由固定内侧曲线而确定。另外，由于涡卷体中央部内部压力差大，所以存在因流体内部泄漏容易产生性能低下的缺点。进一步说，由于渐开线上涡卷节距是一定的，所以容积变化率也一定，在设定尺寸内，想使最外周的密封容积（行程容积）与最内周的密封容积的比，即内部容积比变大时，存在下列问题：若增大涡卷的卷数，则涡卷节距变小，因涡卷壁厚一定，旋转半径变小，行程容积也变小。

对于上述存在问题，美国专利第3802809号提出增厚涡卷体中央部附近的涡卷壁厚，以使其耐高压的公知技术。另外，美国专利第2324168号和特开平3-11102号公开了使涡卷节距变化、改变内部容积比的公知技术。

美国专利第3802809号中公开的结构由于增厚涡卷体的起卷部的涡卷壁厚，所以解决了强度问题，可是，涡卷壁厚度变厚的范围限定在起卷部分，所以降低通过涡卷体端面的流体的内部泄漏的效果差。并且，在起卷部外，涡卷壁厚度一定，因而不能与渐开线相同，在设定尺寸内使行程容积和内部容积比都变大。

美国专利第2324168号和特开平3-11102号中公开的涡旋型流体机械公开了使涡卷节距变化、改变内部容积比的结构，可是没有考虑强度问题，例如，从涡卷外周到中央使涡卷节距变小以使内部容积比变大时，在涡卷中央部（起卷处）涡卷壁厚度变薄。相反，由于涡卷外周的涡卷壁变厚，所以行程容积变小。这样，行程容积和内部容积比能一起变大的在相同的行程容积、内部容积比场合下比渐开线更可能使涡卷体小型化的涡曲线是不清楚的。并且，涡卷节距和涡卷壁厚度变化的涡卷体的几何理论即涡曲线和涡卷体的构成法等是不清楚的。

本发明就是鉴于上述现有技术所存在的缺点而提出来的，本发明的第1个目的在于提供一种涡旋流体机械其包含涡卷体厚度根据涡卷的卷角逐渐变化的涡卷体。

本发明的第二个目的在于提供一种既能能确保涡卷体强度、又比渐开线更能使涡卷体小型化，降低流体的内部泄漏、能提高其性能的涡旋流体机械。

本发明的第3个目的在于提供一种当固定涡旋和旋转涡旋材质不同时，也能确保两者强度相同的涡旋流体机械。

本发明第4个目的在于提供一种包括涡卷体的涡旋部件的加工方法，该涡卷体的厚度根据涡卷的卷角逐渐变化。

为了达到上述第1目的，本发明涉及的涡旋型流体机械为：端板和直立其上的涡卷体形成的二个涡旋部件以使涡卷体向内侧状态互相啮合，一方涡旋部件相对另一方涡旋部件不自转地以设定的旋转半径作公转运动;其特征在于，当以极座标形式用动径r、偏角θ、代数螺线系数a、代数螺线指数k表示时，两涡旋的涡卷体的基本涡曲线用式（1）表示的代数螺线形成。

γ＝a·θ^K……（1）

并且，上述一方是设代数螺线指数k＜1.0的代数螺线，另一方代数螺线是上述一方代数螺线回转180°左右形成的。

为了达到上述第2目的，本发明涉及的涡旋型流体机械为：端板和直立其上的涡卷体形成的二个涡旋部件以使涡卷体向内侧状态互相啮合，一方涡旋部件相对另一方涡旋部件不自转地以设定的旋转半径作公转运动;其特征在于，当以极座标形式用动径γ、偏角θ、代数螺线系数a、代数螺线指数k表示时，以代数螺线系数a或代数螺线指数k对应于偏角θ变化而变化的代数螺线形成两涡旋的涡卷体的基本涡曲线。