CN113374734A - 一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机 - Google Patents

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CN113374734A CN202110707747.0A CN202110707747A CN113374734A CN 113374734 A CN113374734 A CN 113374734A CN 202110707747 A CN202110707747 A CN 202110707747A CN 113374734 A CN113374734 A CN 113374734A
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陈云飞
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Abstract

本公开提供一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机，膨胀机壳体包括轮盖、涡管和出气管，令x＝zi/z1，y＝ri/r0；并有：y＝ax6‑bx5+cx4‑dx3+ex2‑fx+g，其中a、b、c、d、e、f、g和h均为常数，且a的取值为[9.00，27.00]，b的取值为[32.00，89.00]，c的取值为[44.00，115.00]，d的取值为[32.00，73.00]，e的取值为[12.00，24.00]，f的取值为[2.00，4.00]，g的取值为[0.80，1.10]。根据本公开能够综合考虑流动损失和尺寸空间的要求，既能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小涡管的尺寸和空间，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。

Description

一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机
技术领域
本公开涉及空气循环机技术领域，具体涉及一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机。
背景技术
在采用空气为工质的压缩空气循环制冷***中，空气先在导向装置中膨胀加速，然后再流入膨胀叶轮，驱动叶轮旋转做功，驱动压缩机压缩空气和风机送风。膨胀机由转子、导向装置和壳体等主要部件组成。壳体由进气管、涡管、轮盖和出气管等零件装配而成，为膨胀转子提供一个工作腔体。
现有技术未对于壳体轮盖的型线未作相关的发明，而轮盖的型线至关重要，其对流动余速损失和出口速度的方向均产生影响。
由于现有技术中的膨胀机存在叶轮与轮盖之间存在流动余速损失大，以及存在间隙泄漏的问题；并且由于壳体由多个零件组装而成，导致存在壳体的装配精度较低，装配效率低等技术问题，因此本公开研究设计出一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机。
公开内容
因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中的膨胀机存在无法同时保证气体在轮盖中的流动效率，还能不至于使得膨胀机的体积过大的缺陷，从而提供一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机。
为了解决上述问题，本公开提供一种膨胀机壳体，其包括：
轮盖、涡管和出气管，所述轮盖位于所述出气管和所述涡管之间，且轮盖与所述涡管相接处形成为所述台阶面，所述出气管具有中心轴线，且沿所述中心轴线的方向设置z轴，且以所述出气管中的气流方向为z轴正方向确定柱坐标系；
在经过所述中心轴线的纵向截面内，所述轮盖与所述出气管相接的相接面与所述台阶面之间的距离为z1，所述轮盖的内壁上的任意位置沿着所述z轴的方向与所述台阶面之间的距离为zi，所述台阶面处所述轮盖的内壁与所述中心轴线之间的垂直距离为r0，所述轮盖的内壁上的任意位置与所述中心轴线之间的垂直距离为ri，令x＝zi/z1，y＝ri/r0；并有：y＝ax6-bx5+cx4-dx3+ex2-fx+g，其中a、b、c、d、e、f、g和h均为常数，且a的取值为[9.00，27.00]，b的取值为[32.00，89.00]，c的取值为[44.00，115.00]，d的取值为[32.00，73.00]，e的取值为[12.00，24.00]，f的取值为[2.00，4.00]，g的取值为[0.80，1.10]。
在一些实施方式中，当zi/z1为0时ri/r0的取值范围为[0.400,1.500]；
当zi/z1为0.025时ri/r0的取值范围为[0.92,0.94]；
当zi/z1为0.05时ri/r0的取值范围为[0.85,0.9]；
当zi/z1为0.075时ri/r0的取值范围为[0.81,0.86]；
当zi/z1为0.1时ri/r0的取值范围为[0.80,0.82]；
当zi/z1为0.2时ri/r0的取值范围为[0.75,0.77]；
当zi/z1为0.3时ri/r0的取值范围为[0.71,0.74]；
当zi/z1为0.4时ri/r0的取值范围为[0.69,0.72]；
当zi/z1为0.5时ri/r0的取值范围为[0.67,0.71]；
当zi/z1为0.6时ri/r0的取值范围为[0.66,0.70]；
当zi/z1为0.7时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；
当zi/z1为0.8时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；
当zi/z1为0.9时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]；
当zi/z1为1.0时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]。
在一些实施方式中，所述台阶面为圆环面，且所述圆环面与所述中心轴线相垂直。
在一些实施方式中，所述出气管的朝着气流流动方向的渐扩角为0～10度。
本公开还提供一种膨胀机，其包括任一项所述的膨胀机壳体，所述膨胀机还包括喷嘴和叶轮，所述喷嘴和所述叶轮均设置于所述膨胀机壳体的内部。
在一些实施方式中，还包括轴承座，所述膨胀机壳体与所述轴承座固定装配。
在一些实施方式中，还包括密封部件，所述膨胀机壳体包括壳体法兰面，所述轴承座包括轴承座法兰面，所述壳体法兰面与所述轴承座法兰面相对装配，所述密封部件设置在所述壳体法兰面与所述轴承座法兰面之间。
在一些实施方式中，所述膨胀机还包括螺纹紧固件，所述壳体法兰面上开设有第一孔，所述轴承座法兰面上开设有第二孔，所述螺纹紧固件从所述第二孔和所述第一孔依次穿过而将所述膨胀机壳体与所述轴承座固定。
在一些实施方式中，所述螺纹紧固件为螺栓，所述第一孔为螺纹孔，所述第二孔为通孔。
在一些实施方式中，所述膨胀机壳体还包括与所述壳体法兰面相接的内圆柱孔，所述内圆柱孔形成为内圆柱面，所述轴承座还包括与所述轴承座法兰面相接的环形凸筋，所述环形凸筋形成有外圆柱面，所述环形凸筋能够***所述内圆柱孔中，使得所述内圆柱面与所述外圆柱面相对设置。
在一些实施方式中，所述内圆柱面的内径为D2，所述外圆柱面的外径为d2，且D2-d2位于[0.01,0.05]mm范围内。
本公开还提供一种循环机，其包括前述的膨胀机，还包括风机和压气机，所述膨胀机、所述压气机和所述风机共用同一转轴，通过所述膨胀机驱动所述转轴转动，所述转轴带动所述压气机和所述风机运转。
本公开提供的一种膨胀机壳体、膨胀机和循环机具有如下有益效果：
1.本公开通过将膨胀机壳体内部的轮盖型线进行有效的设计，使得满足关系式y＝ax6-bx5+cx4-dx3+ex2-fx+g，从而使得轮盖部分的型线在气流的流动过程段产生不同的变化，在轮盖进口段ri/r0较大，由于进口段气流速度较大，为了有效避免流速过大而导致流动余速损失大，则本申请通过上述关系式有效在轮盖进口段增大了ri/r0的取值，增加进口段的轮盖部分的尺寸，有效减少该段的流速，减少流动余速损失；同时在轮盖靠近出口段位置成ri/r0较小，由于气体膨胀做功后在出口段气流速度较小，此部分流动损失本身就比较小，不用将轮盖型线ri/r0做得很大，否则会导致轮盖的尺寸较大，因此则有效地减小了轮盖的尺寸，且还能有效避免气体出口绝对速度方向偏离轴线方向较大；因此本公开通过上述ri/r0与zi/z1之间的关系设计，能够综合考虑流动余速损失和轮盖尺寸空间以及气体出口绝对速度方向的要求，既能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小轮盖的尺寸和空间，尽可能保证气体出口绝对速度方向与轴线方向相一致，满足排气要求、减少排气偏移造成的损失，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。
2.本公开通过将膨胀机壳体内部的涡管型线进行有效的设计，使得满足关系式R/D＝aα3+bα2+cα+d，从而使得涡管型线(尤其是圆弧段)在气流的流动过程段产生不同的变化，在涡管进口段R/D较大，由于进口段气流速度较大，为了有效避免流速过大而导致流动损失大，则本申请通过上述关系式有效在进口段增大了R/D的取值，增加进口段的涡管尺寸，有效减少该段的流速，减少流动损失；同时在涡管靠近蜗舌(已经经过了膨胀的位置)位置R/D较小(越靠近蜗舌R/D越小)，由于气体膨胀做功后在靠近蜗舌位置气流速度较小，此部分流动损失本身就比较小，不用将涡管型线R/D做得很大，否则会导致涡管的尺寸较大，因此则有效地减小了涡管的尺寸；因此本公开通过上述R/D与α之间的关系设计，能够综合考虑流动损失和尺寸空间的要求，既能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小涡管的尺寸和空间，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。
附图说明
图1是本公开的空气循环机的立体结构图；
图2是本公开的空气循环机的正视内部剖视图；
图3是本公开的空气循环机中的膨胀机的壳体的立体结构图；
图4是图3中B方向的结构视图；
图5是图4的A-A方向的截面视图；
图6是图4中的C方向的内部结构示意图；
图7是本公开的膨胀机壳体与轴承座之间的装配结构图。
附图标记表示为：
100、膨胀机；01、喷嘴；02、叶轮；03、膨胀机壳体；0301、进气管；0302、涡管；030201、圆弧段；030201a、蜗舌；030202、第一直线段；030203、第二直线段；0303、台阶面；0304、轮盖；0305、出气管；0306、中心轴线；0307、内圆柱面；0308、壳体法兰面；0309、第一孔；0310、内圆柱孔；04、轴承座；0401、外圆柱面；0402、第二孔；0403、轴承座法兰面；0404、环形凸筋；05、膨胀侧密封件；06、螺纹紧固件；07、密封部件；200、压气机；300、风机；400、转轴。
具体实施方式
如图1-7所示，本公开提供一种膨胀机壳体，其包括：
轮盖0304、涡管0302和出气管0305，所述轮盖0304位于所述出气管0305和所述涡管0302之间，且轮盖0304与所述涡管0302相接处形成为台阶面0303；所述出气管0305具有中心轴线0306，且沿所述中心轴线0306的方向设置z轴，且以所述出气管0305中的气流流动方向为z轴正方向确定柱坐标系；
在经过所述中心轴线的纵向截面内，所述轮盖0304与所述出气管0305相接的相接面与所述台阶面0303之间的距离为z1，所述轮盖0304的内壁上的任意位置沿着所述z方向与所述台阶面0303之间的距离为zi，所述台阶面处所述轮盖0304的内壁与所述中心轴线0306之间的垂直距离为r0，所述轮盖0304的内壁上的任意位置与所述中心轴线0306之间的垂直距离为ri，令x＝zi/z1，y＝ri/r0；并有：y＝ax6-bx5+cx4-dx3+ex2-fx+g，其中a、b、c、d、e、f、g和h均为常数，且a的取值为[9.00，27.00]，优选值为15.14；b的取值为[32.00，89.00]，优选值为51.578；c的取值为[44.00，115.00]，优选值为68.969；d的取值为[32.00，73.00]，优选值为46.013；e的取值为[12.00，24.00]，优选值为16.289；f的取值为[2.00，4.00]，优选值为3.1305；g的取值为[0.80，1.10]，优选值为0.9988。
本公开通过将膨胀机壳体内部的轮盖型线进行有效的设计，使得满足关系式y＝ax6-bx5+cx4-dx3+ex2-fx+g，从而使得轮盖部分的型线在气流的流动过程段产生不同的变化，在轮盖进口段ri/r0较大，由于进口段气流速度较大，为了有效避免流速过大而导致流动余速损失大，则本申请通过上述关系式有效在轮盖进口段增大了ri/r0的取值，增加进口段的轮盖部分的尺寸，有效减少该段的流速，减少流动余速损失；同时在轮盖靠近出口段位置成ri/r0较小，由于气体膨胀做功后在出口段气流速度较小，此部分流动损失本身就比较小，不用将轮盖型线ri/r0做得很大，否则会导致轮盖的尺寸较大，因此则有效地减小了轮盖的尺寸，且还能有效避免气体出口绝对速度方向偏离轴线方向较大；因此本公开通过上述ri/r0与zi/z1之间的关系设计，能够综合考虑流动余速损失和轮盖尺寸空间以及气体出口绝对速度方向的要求，既能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小轮盖的尺寸和空间，尽可能保证气体出口绝对速度方向与轴线方向相一致，满足排气要求、减少排气偏移造成的损失，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。
本公开的膨胀机壳体03内壁结构特征包含进气管0301、涡管0302、台阶面0303、轮盖0304和出气管0305。如图3所示。
台阶面0303连接涡管0302和轮盖0304，台阶面0303垂直中心轴线0306。圆环面内半径为r0。沿中心轴线0306，以台阶面0303为起始点，指向出气管0305为正确定z轴。轮盖0304与出气管0305的交界线距离台阶面0303为z1。轮盖0304的型线如表2所示。当轮盖型线取值过小时，出口流速过大，流动余速损失大；而当轮盖型线取值过大时，轮盖出口直径较大，气体出口绝对速度方向偏离中心轴线0306方向较大。综合考虑流动余速损失和气体出口绝对速度方向的要求，轮盖型线存在一定的选取范围。出气管0305渐扩角β为0～10度。
表1轮盖型线
Figure BDA0003132002790000061
在一些实施方式中，当zi/z1为0时ri/r0的取值范围为[0.400,1.500]；优选为1.00；
当zi/z1为0.025时ri/r0的取值范围为[0.92,0.94]；优选为0.928；
当zi/z1为0.05时ri/r0的取值范围为[0.85,0.9]；优选为0.878。
当zi/z1为0.075时ri/r0的取值范围为[0.81,0.86]；优选为0.844.
当zi/z1为0.1时ri/r0的取值范围为[0.80,0.82]；优选为0.819；
当zi/z1为0.2时ri/r0的取值范围为[0.75,0.77]；优选为0.758。
当zi/z1为0.3时ri/r0的取值范围为[0.71,0.74]；优选为0.725.
当zi/z1为0.4时ri/r0的取值范围为[0.69,0.72]；优选为0.704；
当zi/z1为0.5时ri/r0的取值范围为[0.67,0.71]；优选为0.691；
当zi/z1为0.6时ri/r0的取值范围为[0.66,0.70]；优选为0.682；
当zi/z1为0.7时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；优选为0.677。
当zi/z1为0.8时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；优选为0.675；
当zi/z1为0.9时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]；优选为0.673。
当zi/z1为1.0时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]。优选为0.673。
这是本公开的ri/r0与zi/z1之间的优选尺寸取值范围，在该取值范围内能够有效地能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小轮盖的尺寸和空间，尽可能保证气体出口绝对速度方向与轴线方向相一致，满足排气要求、减少排气偏移造成的损失，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。
表2参数的取值范围
Figure BDA0003132002790000071
优选公式为y＝15.14x6-51.578x5+68.969x4-46.013x3+16.289x2-3.1305x+0.9988，能够获得较优的减低气体的流动损失，还能够有效减小轮盖的尺寸和空间的效果。
在一些实施方式中，所述膨胀机壳体03还包括进气管0301，所述进气管0301与所述涡管0302连通；和/或，所述膨胀机壳体03为一体成型。本公开还通过进气管的设置，能够使得进气管进来的气体到达涡管中，并在涡管中产生圆周方向的分布作用，并进一步进入叶轮中进行膨胀做功，推动叶轮转动，进而带动转轴转动，输出功。本公开还通过膨胀机壳体一体成型，不仅解决了多个零件组成的壳体组件装配精度控制问题，而且可以提高装配效率。
在一些实施方式中，所述出气管0305的沿气流出气方向的渐扩角为0～10度。通过出气管的渐扩角形成10°范围以内的角度，能够减小出口气流的紊乱,提高出口气流稳定。
在一些实施方式中，所述台阶面0303为圆环面，且所述圆环面与所述中心轴线0306相垂直。这是本公开的台阶面的优选结构形式，即台阶面为轮盖部分与涡管相接部位形成的圆环状的台阶面，有利于将叶轮卡止住防止轴向窜动，对叶轮起到有效限位的作用。
在经过所述中心轴线的所述膨胀机壳体03的纵向截面内，所述涡管0302包括圆弧段030201，所述圆弧段030201的半径为R，且所述圆弧段030201的圆心与所述中心轴线0306之间的距离为D，
在所述膨胀机壳体03的横截面内，以中心轴线0306为中心，α为朝着z轴正方向按顺时针方向转过的角(以z轴正方向确定柱坐标系即，参见图3和4，右手大拇指指向Z轴正方向，四指的弯曲方向为α的增长方向)，所述圆弧段030201具有蜗舌030201a，且以中心与所述蜗舌相连连线为0°起始角，R/D＝aα3+bα2+cα+d，其中a、b、c和d均为常数，且a的取值为[-0.01，0]，优选值为-0.0002；b的取值为[0，0.01]，优选值为0.0005；c的取值为[0.0001，0.06]，优选值为0.0415；d的取值为[0.01，0.08]优选值为0.051。
本公开通过将膨胀机壳体内部的涡管型线进行有效的设计，使得满足关系式R/D＝bα+c，从而使得涡管型线(尤其是圆弧段)在气流的流动过程段产生不同的变化，在涡管进口段R/D较大，由于进口段气流速度较大，为了有效避免流速过大而导致流动损失大，则本申请通过上述关系式有效在进口段增大了R/D的取值，增加进口段的涡管尺寸，有效减少该段的流速，减少流动损失；同时在涡管靠近蜗舌位置R/D较小(经过了膨胀后的位置，越靠近蜗舌R/D越小)，由于气体膨胀做功后在靠近蜗舌位置气流速度较小，此部分流动损失本身就比较小，不用将涡管型线R/D做得很大，否则会导致涡管的尺寸较大，因此则有效地减小了涡管的尺寸；因此本公开通过上述R/D与α之间的关系设计，能够综合考虑流动损失和尺寸空间的要求，既能够有效减低气体的流动损失，还能够有效减小涡管的尺寸和空间，最大程度地提高膨胀机的膨胀效率，且结构更为紧凑可靠。
如图4所示，涡管0302的截面主要由圆弧段030201、第一直线段030202和第二直线段030203等构成。圆弧段030201和第二直线段030203相切。圆弧段030201的半径为R，圆弧段030201的圆心到膨胀机壳体03的中心轴线0306的距离为D。以蜗舌为0度起始角，沿中心轴线0306设置z轴，由台阶面0303指向出气管0305为z轴正方向，确定柱坐标系。从图4中的顺时针方向为正，涡管的型线如表1所示。当涡管型线R/D取值过小时，涡管里的流速过大，导致流动损失大；而当涡管型线R/D取值过大时，涡管尺寸较大。综合考虑流动损失和尺寸空间的要求，涡管型线存在一定的选取范围。
表3涡管型线
Figure BDA0003132002790000081
本公开设计合理的涡管型线，能够提高了气体在涡管里流动效率。通过设计合理的轮盖型线，能够确保叶轮与轮盖之间的间隙，降低了间隙泄漏。
在一些实施方式中，当α为0°时R/D的取值范围为[0.03,0.08]；优选为0.051；
当α为45°时R/D的取值范围为[0.04,0.12]；优选为0.08；
当α为90°时R/D的取值范围为[0.06,0.17]；优选为0.116。
当α为135°时R/D的取值范围为[0.07,0.22]；优选为0.149.
当α为180°时R/D的取值范围为[0.09,0.27]；优选为0.178；
当α为225°时R/D的取值范围为[0.1,0.31]；优选为0.208；
当α为270°时R/D的取值范围为[0.12,0.35]；优选为0.234；
当α为315°时R/D的取值范围为[0.13,0.39]。优选为0.259。
这是本公开的R/D与α之间的优选尺寸取值范围，在该取值范围内能够有效地减低气体的流动损失，还能够有效减小涡管的尺寸和空间，提高膨胀机的膨胀效率，且同时使得结构更为紧凑可靠。
在一些实施方式中，在经过所述中心轴线的所述膨胀机壳体03的纵向截面内，所述涡管0302还包括第一直线段030202和第二直线段030203，且所述第一直线段030202与所述圆弧段030201的一端连接，所述第二直线段030203与所述圆弧段030201的另一端连接，且所述圆弧段030201与所述第二直线段030203相切。本公开通过涡管还包括两段直线段，分别与圆弧段的两端进行连接，且相切，能够使得型线过渡区域更加圆滑，使得气流过渡更为顺畅，能够进一步减小气流的摩擦损失，提高膨胀效率。
本公开还提供一种膨胀机，其包括前任一项所述的膨胀机壳体03，所述膨胀机还包括喷嘴01和叶轮02，所述喷嘴01和所述叶轮02均设置于所述膨胀机壳体03的内部。
膨胀机主要由喷嘴01、叶轮02和膨胀机壳体03装配而成。膨胀机壳体03固定在轴承座04上。如图2所示。
在一些实施方式中，还包括轴承座04，所述膨胀机壳体03与所述轴承座04固定装配。本公开通过轴承座能够对膨胀机壳体进行有效的固定，通过轴承座将转轴支撑到膨胀机壳体上，再通过膨胀机壳体支撑到地面或底座上。
本公开实现了膨胀壳体的可靠装配固定，实现了膨胀机壳体的固定装配结构实现形式。
在一些实施方式中，还包括密封部件07，所述膨胀机壳体03包括壳体法兰面0308，所述轴承座04包括轴承座法兰面0403，所述壳体法兰面0308与所述轴承座法兰面0403相对装配，所述密封部件07设置在所述壳体法兰面0308与所述轴承座法兰面0403之间。本公开通过密封部件能够对相对设置的轴承座法兰面和壳体法兰面之间进行有效密封，防止漏气。
在一些实施方式中，所述膨胀机还包括螺纹紧固件06，所述壳体法兰面0308上开设有第一孔0309，所述轴承座法兰面0403上开设有第二孔0402，所述螺纹紧固件06从所述第二孔0402和所述第一孔0309依次穿过而将所述膨胀机壳体03与所述轴承座04固定。本公开还通过螺纹紧固件、第一孔和第二孔能够对膨胀机壳体和轴承座之间进行紧固固定。
在一些实施方式中，所述螺纹紧固件06为螺栓，所述第一孔0309为螺纹孔，所述第二孔0402为通孔。
在一些实施方式中，所述膨胀机壳体03还包括与所述壳体法兰面0308相接的内圆柱孔0310，所述内圆柱孔0310形成为内圆柱面0307，所述轴承座04还包括与所述轴承座法兰面0403相接的环形凸筋0404，所述环形凸筋0404形成有外圆柱面0401，所述环形凸筋0404能够***所述内圆柱孔0310中，使得所述内圆柱面0307与所述外圆柱面0401相对设置。本公开还通过膨胀机壳体上的内圆柱孔和轴承座上的环形凸筋上的结构，能够使得环形凸筋***内圆柱孔中形成轴承座和膨胀机壳体之间的有效定位装配。
在一些实施方式中，所述内圆柱面0307的内径为D2，所述外圆柱面0401的外径为d2，且D2-d2位于[0.01，0.05]mm范围内。这样能够保证内圆柱面与外圆柱面之间的间隙配合，保证轴承座的环形凸筋能够有效地装配进入膨胀机壳体的内圆柱孔中。
膨胀机壳体03设置壳体法兰面0308，在壳体法兰面0308与轴承座法兰面0403之间设置密封部件07(优选密封垫片)，消除膨胀机壳体03与轴承座04之间的泄漏。
在膨胀机壳体03的圆周方向设置壳体的第一孔0309，一组螺纹紧固件06穿过第二孔0402，拧入壳体第一孔0309中，将膨胀机壳体03的紧固在轴承座04上。
膨胀机壳体03设置内圆柱面0307，内圆柱面0307与轴承座的外圆柱面0401轴孔配合装配，壳体的内圆柱面0307的直径D2比轴承座的外圆柱面0401的直径d2大0.01mm～0.05mm。如图7所示。
本公开还提供一种循环机，其包括前述的膨胀机100，还包括风机300和压气机200，所述膨胀机100、所述压气机200和所述风机300共用同一转轴400，通过所述膨胀机100驱动所述转轴400转动，所述转轴400带动所述压气机200和所述风机300运转。
用于压缩空气制冷***的空气循环机，其转子***的旋转动力来自于气体的膨胀功。气体流入T01后经膨胀机做功，气体温度降低，低温气体从T02流出，被输送到需要制冷的区域。一部分膨胀功驱动压气机将气体从C01吸入，经压缩后从C02排出。另一部分膨胀功驱动风机，由F01吸入空气，在F02处排出空气。如图1所示。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。

Claims (11)

1.一种膨胀机壳体，其特征在于：包括：
轮盖(0304)、涡管(0302)和出气管(0305)，所述轮盖(0304)位于所述出气管(0305)和所述涡管(0302)之间，且轮盖(0304)与所述涡管(0302)相接处形成为台阶面(0303)；所述出气管(0305)具有中心轴线(0306)，且沿所述中心轴线(0306)的方向设置z轴，以所述出气管(0305)中的气流方向为z轴正方向确定柱坐标系；
在经过所述中心轴线的纵向截面内，所述轮盖(0304)与所述出气管(0305)相接的相接面与所述台阶面(0303)之间的距离为z1，所述轮盖(0304)的内壁上的任意位置沿着所述z轴的方向与所述台阶面(0303)之间的距离为zi，所述台阶面处所述轮盖(0304)的内壁与所述中心轴线(0306)之间的垂直距离为r0，所述轮盖(0304)的内壁上的任意位置与所述中心轴线(0306)之间的垂直距离为ri，令x＝zi/z1，y＝ri/r0；并有：y＝ax6-bx5+cx4-dx3+ex2-fx+g，其中a、b、c、d、e、f、g和h均为常数，且a的取值为[9.00，27.00]，b的取值为[32.00，89.00]，c的取值为[44.00，115.00]，d的取值为[32.00，73.00]，e的取值为[12.00，24.00]，f的取值为[2.00，4.00]，g的取值为[0.80，1.10]。
2.根据权利要求1所述的膨胀机壳体，其特征在于：
当zi/z1为0时ri/r0的取值范围为[0.400,1.500]；
当zi/z1为0.025时ri/r0的取值范围为[0.92,0.94]；
当zi/z1为0.05时ri/r0的取值范围为[0.85,0.90]；
当zi/z1为0.075时ri/r0的取值范围为[0.81,0.86]；
当zi/z1为0.1时ri/r0的取值范围为[0.80,0.82]；
当zi/z1为0.2时ri/r0的取值范围为[0.75,0.77]；
当zi/z1为0.3时ri/r0的取值范围为[0.71,0.74]；
当zi/z1为0.4时ri/r0的取值范围为[0.69,0.72]；
当zi/z1为0.5时ri/r0的取值范围为[0.67,0.71]；
当zi/z1为0.6时ri/r0的取值范围为[0.66,0.70]；
当zi/z1为0.7时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；
当zi/z1为0.8时ri/r0的取值范围为[0.65,0.70]；
当zi/z1为0.9时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]；
当zi/z1为1.0时ri/r0的取值范围为[0.64,0.70]。
3.根据权利要求1所述的膨胀机壳体，其特征在于：
所述台阶面(0303)为圆环面，且所述圆环面与所述中心轴线(0306)相垂直。
4.根据权利要求1所述的膨胀机壳体，其特征在于：
所述出气管(0305)的朝着气流流动方向的渐扩角为0～10度。
5.一种膨胀机，其特征在于：包括权利要求1-4中任一项所述的膨胀机壳体(03)，所述膨胀机还包括喷嘴(01)和叶轮(02)，所述喷嘴(01)和所述叶轮(02)均设置于所述膨胀机壳体(03)的内部。
6.根据权利要求5所述的膨胀机，其特征在于：
还包括轴承座(04)和密封部件(07)，所述膨胀机壳体(03)与所述轴承座(04)固定装配；所述膨胀机壳体(03)包括壳体法兰面(0308)，所述轴承座(04)包括轴承座法兰面(0403)，所述壳体法兰面(0308)与所述轴承座法兰面(0403)相对装配，所述密封部件(07)设置在所述壳体法兰面(0308)与所述轴承座法兰面(0403)之间。
7.根据权利要求6所述的膨胀机，其特征在于：
所述膨胀机还包括螺纹紧固件(06)，所述壳体法兰面(0308)上开设有第一孔(0309)，所述轴承座法兰面(0403)上开设有第二孔(0402)，所述螺纹紧固件(06)从所述第二孔(0402)和所述第一孔(0309)依次穿过而将所述膨胀机壳体(03)与所述轴承座(04)固定。
8.根据权利要求7所述的膨胀机，其特征在于：
所述螺纹紧固件(06)为螺栓，所述第一孔(0309)为螺纹孔，所述第二孔(0402)为通孔。
9.根据权利要求6所述的膨胀机，其特征在于：
所述膨胀机壳体(03)还包括与所述壳体法兰面(0308)相接的内圆柱孔(0310)，所述内圆柱孔(0310)形成为内圆柱面(0307)，所述轴承座(04)还包括与所述轴承座法兰面(0403)相接的环形凸筋(0404)，所述环形凸筋(0404)形成有外圆柱面(0401)，所述环形凸筋(0404)能够***所述内圆柱孔(0310)中，使得所述内圆柱面(0307)与所述外圆柱面(0401)相对设置。
10.根据权利要求9所述的膨胀机，其特征在于：
所述内圆柱面(0307)的内径为D2，所述外圆柱面(0401)的外径为d2，且D2-d2位于[0.01,0.05]mm范围内。
11.一种循环机，其特征在于：
包括权利要求5-10中任一项所述的膨胀机(100)，还包括风机(300)和压气机(200)，所述膨胀机(100)、所述压气机(200)和所述风机(300)共用同一转轴(400)，通过所述膨胀机(100)驱动所述转轴(400)转动，所述转轴(400)带动所述压气机(200)和所述风机(300)运转。
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