CN100510578C - 压缩机 - Google Patents

Abstract

一种具有三个转子的压缩机。位于第一入口和出口端口之间的第一压缩路径与第一和第二转子的相互作用相关。位于第二入口和出口端口之间的第二压缩路径与第一和第三转子的相互作用相关。至少部分地独立于端口使得第一和第二入口端口所处的压力彼此不同，或者第一和第二出口端口所处的压力彼此不同。在空调系统或制冷系统中，完全或部分地分开的回路与第一和第二压缩路径相关。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机，尤其涉及螺杆式压缩机。

背景技术

螺杆式压缩机广泛地用于空调和制冷应用场合。在这种压缩机中，相互啮合的且带有突齿的阳转子和阴转子或阳螺杆和阴螺杆围绕它们的轴线旋转，以便从低压入口端向高压出口端泵送工作流体(制冷剂)。在旋转过程中，阳转子的连续的突齿用作活塞，以便驱动制冷剂向下游流动并且在相邻的一对阴转子突齿与壳体之间的空间(压缩腔)内压缩该制冷剂。相似地，阴转子的连续的突齿在相邻的一对阳转子突齿与壳体之间的阳转子压缩腔内压缩制冷剂。在一种实施方式中，阳转子与驱动电机是同轴的并且由在其突齿工作部分的入口侧和出口侧上的轴承来支承。可设置有多个阴转子与给定的阳转子啮合，反之亦然。在这种压缩机中，阳和阴压缩腔也可具有多个入口端口和出口端口。

当压缩腔暴露于入口端口时，制冷剂大致以吸气压力进入压缩腔。当该压缩腔继续旋转时，在其旋转过程中的一位置处，压缩腔不再与入口端口连通，并且流向压缩腔的制冷剂流动被切断。通常该入口端口的几何形状如此布置，即，当压缩腔容积达到其最大值时该制冷剂流动被切断。通常，入口端口的几何形状确定成使得阳和阴压缩腔在同时被切断流动。入口端口的形式通常为轴向端口和径向端口的组合。在入口端口关闭之后，当压缩腔的继续旋转并且其容积减小时，制冷剂被压缩。在其旋转过程中的一位置处，每一压缩腔与相应的出口端口相交并且该封闭的压缩过程终止。通常，出口端口的几何形状确定成使得阳和阴压缩腔在同时暴露于出口端口。如同入口端口一样，出口端口的形式通常是轴向端口和径向端口的组合。通过将轴向端口和径向端口组合成一个结构构形，使得组合成的总体端口面积增大，以便使得与流经有限端口开口面积的压力降相关节流损失减至最小。在一示例性的三转子机构中，入口端口和出口端口分别形成在共用的入口压力室和出口压力室处。

压缩机可依据其所需用途来设计并且确定尺寸，(例如便于提供给定的压缩或容积指数并且以给定的速度以给定流率或其组合来运行)。对于不同的用途，需要不同的压缩机或至少需要不同的部件(转子、马达、等等)。

发明内容

本发明的一个方面涉及这样一种装置，其包括：与第二转子和第三转子啮合的第一转子。所述转子保持在壳体内以便围绕各自的第一、第二、和第三轴线旋转。该壳体具有：与该第一转子和该第二转子配合以便限定第一入口端口的第一表面；与该第一转子和该第二转子配合以便限定第一出口端口的第二表面；与该第一转子和该第三转子配合以便限定第二入口端口的第三表面；与该第一转子和该第三转子配合以便限定第二出口端口的第四表面。该第一和第二入口端口所处的压力彼此不同；或者该第一和第二出口端口所处的压力彼此不同。

在不同的实施形式中，该装置还包括：第一冷凝器；第一蒸发器；和将该第一冷凝器和该第一蒸发器连接到该壳体上的一个或多个第一管道，以便限定从该第一出口端口经该第一冷凝器和该第一蒸发器至该第一入口端口的第一流动路径。该装置还包括：第二冷凝器；第二蒸发器；将该第二冷凝器和该第二蒸发器连接到该壳体上的一个或多个第二管道，以便限定从该第二出口端口经该第二冷凝器和该第二蒸发器至该第二入口端口的第二流动路径。

该第一出口端口所处的压力与该第二入口端口所处的压力相同。该装置还包括：第一冷凝器；第一膨胀装置；和第一蒸发器。

一个或多个第一管道将该第一冷凝器、该第一膨胀装置和该第一蒸发器连接到该壳体上，以便限定从该第二出口端口至该第一入口端口的第一流动路径。没有经济器从该第一流动路径分支出来。还设置有经济器热交换器，该经济器热交换器具有沿第一流动路径的第一支路；和与该第一支路成热交换关系的第二支路。该第二支路沿第一流动路径从第一冷凝器与第一支路之间的一位置沿分流流动路径，以便将第二流动路径从第一出口端口连接到第二入口端口。

第一和第二入口端口处于相同的压力；或第一和第二出口端口处于相同的压力。第一和第二入口端口形成一共用的入口端口；或第一和第二出口端口形成一共用的出口端口。第一转子是阳转子；和第二转子和第二转子是阴转子。

本发明的另一方面涉及这样一种装置，其包括：与第二转子和第三转子啮合的第一转子。所述转子保持在壳体内以便围绕各自的第一、第二、和第三轴线旋转。与该第一、第二、和第三转子配合以便提供以下容积指数的装置，当第一转子沿第一方向驱动时与第一和第二转子相互作用相关的第一容积指数；和当第一转子沿第一方向驱动时与第一和第三转子相互作用相关的第二容积指数，该第二容积指数不同于该第一容积指数。

在不同的实施形式中，该装置具有第一制冷剂和第二制冷剂，第一制冷剂和第二制冷剂沿不相交的第一流动路径和第二流动路径流经该装置。该装置具有第一制冷剂和第二制冷剂，第一制冷剂和第二制冷剂沿在该装置的吸入侧相交的第一流动路径和第二流动路径流经该装置。该装置具有第一制冷剂和第二制冷剂，第一制冷剂和第二制冷剂沿在该装置的排出侧相交的第一流动路径和第二流动路径流经该装置。

参照对优选实施例的下列描述并结合附图，可以更好地理解本发明的细节和一个或多个实施例。参照附图并结合以下的详细描述和权利要求，可清楚且明确地理解本发明的其它特征、目的、和优点。

附图说明

图1是压缩机的纵向截面的局部示意图；

图2是包括依据本发明原理的压缩机的第一系统的示意图；

图3是包括依据本发明原理的压缩机的第二系统的示意图；

图4是包括依据本发明原理的压缩机的第三系统的示意图；

图5是包括依据本发明原理的压缩机的第四系统的示意图；和

图6是包括依据本发明原理的压缩机的第五系统的示意图。

在不同的附图中相同的附图标记和符号表示相同的部件。

具体实施方式

图1示出了具有壳体组件22的压缩机20，该壳体组件包括驱动转子26、27、28的马达24，这些转子26、27、28具有相应的中心纵向轴500、501、502。在示例性实施例中，阳转子26在压缩机内居中定位，并且具有带有阳突齿的主体或工作部分30，该主体或工作部分30与每一阴转子27、28的带阴突齿的主体或工作部分34、35啮合。每一转子包括从相关的工作部分的第一和第二端延伸的轴部分，(例如与相关的工作部分一体地形成的短轴39、40、41和42、43、44)。这些短轴均借助一个或多个轴承组件50安装到到壳体上，以便围绕相应的转子轴线旋转。

在该示例性实施例中，马达24是具有转子和定子的电机。阳转子26的第一短轴39的一部分在定子内延伸并且固定到其上，以便使得该马达24驱动阳转子26围绕轴线500旋转。当围绕轴线500沿第一工作方向进行驱动时，阳转子沿相反方向围绕阴转子的轴线501和502驱动阴转子。

壳体的表面与彼此啮合的转子主体进行组合以便对于两对压缩腔限定出入口端口和出口端口，两对压缩腔是：由壳体、阳转子、和第一阴转子形成的第一对阳和阴压缩腔，和由壳体、阳转子、和第二阴转子形成的第二对阳和阴压缩腔。在每一对中，一个如此形成的压缩腔位于每一相应转子的一对相邻突齿之间。依据实施方式，端口可以是径向的、轴向的、或这两种方式的混合形式。图1示出了第一和第二径向入口端口46、47以及第一和第二径向出口端口48、49。转子工作部分的所产生的啮合旋转便于驱动流体从第一(入口/吸气)端流向第二(出口/排气)端，同时压缩这种流体。这限定出下游方向。

依据本发明，与两个压缩腔相关的压缩路径在入口端和出口端中的一者或两者处不相交。在示例性实施例中，分开的第一和第二入口压力室61和62分别与第一对和第二对压缩腔相关，第一和第二出口压力室63和64也一样。这是借助常规压缩机的壳体的简单变型来实现的，(例如实际壳体的变型或其功能结构的变型)，以便使得原先的共用吸气端口和原先的共用排气端口中的一者或两者分支分开。这种变型可使得其它部件(例如转子、马达等等)不需改变。更大程度的变型和完全不同的结构也是可能的。对于不同的应用场合重新使用现有的结构可以使得效益多样化(例如因经营规模扩大而得到的经济节约)。

图2示出了系统100，其中压缩机20驱动第一和第二独立的制冷剂流经第一和第二回路/流动路径102和104。第一和第二流动路径均从相应的排气压力室经排气管道106、108进入冷凝器110、112。流动路径从该冷凝器经中间管道114、116向前，热力膨胀阀(TXV)118、120设置在中间管道114、116上以便通向蒸发器122、124。流动路径从蒸发器经吸气/返回管道126、128通向相关的入口压力室。在正常工作中，第一和第二流动路径是分开的，(除非偶然的泄漏)。这种结构可使得一个压缩机及其相关硬件代替两个压缩机。这产生特定的直接效益和间接效益，(例如给定的基本压缩机结构可获得较多数量的用途)。

替代性的实施方式可涉及流动路径在一个或多个单独位置处相交或复叠。图3示出了系统150，其中压缩机20驱动第一和第二制冷剂流经第一和第二回路/流动路径152和154，其具有共用的上游延伸部分和分开的下游延伸部分。出口压力室可合并在壳体内(例如作为单个共用的出口压力室)或者在排气管道156中形成T形/Y形连接件。组合成的第一和第二流动路径经排气管道向下游行进到单个共用的冷凝器158。该组合的流动路径从该冷凝器经中间管道160的主干管向前，该中间管道具有T形/Y形连接件以便分成第一和第二支管，从而形成分开的流动路径。热力膨胀阀(TXV)162、164位于每一支管上，并且相关的流动路径从TXV向下游行进到蒸发器166、168。该流动路径从蒸发器经吸气/返回管道170、172行进到相关的入口压力室。

图4示出了与系统150具有相似结构的系统200，但是第一和第二回路/流动路径202和204具有共用的下游延伸部分以及共用的蒸发器206，并且具有分开的上游延伸部分以及单独的冷凝器208、210和TXV212、214。

图5示出了具有单个流动路径252的系统250，其中两个压缩路径是串联的。流动路径从第一出口压力室经管道254向下游行进到第二入口压力室。流动路径从第二入口压力室经排气管道256行进到冷凝器258。该流动路径从冷凝器经中间管道260行进到蒸发器264，TXV 262设置在中间管道260上。流动路径从该蒸发器经吸气/返回管道266行进到第一入口压力室。

在图5所示的基本的两级式系统的变型中，图6示出了具有流动路径302的系统300，该流动路径沿分流路径304提供了流经经济器热交换器(HE)306的选择性分流。排气管道308、冷凝器310、TXV 312、蒸发器314、和吸气/返回管道316可以与系统250的对应元件相似。中间管道318包括在经济器热交换器(HE)306内的一部分320。分流管道322在冷凝器与HE之间从中间管道分支，以便限定出分流路径304。该分流管道包括在HE内的部分324，其与所述部分320成热交换关系(例如顺流、逆流、或交叉流)。分流TXV 326位于分流管道上以便控制分流流动。该分流管道与管道334连接以便从第一出口压力室回流到第二入口压力室。

以上描述本发明的一个或多个实施例。然而应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可作出各种变型。例如，可加入现有技术中已知的或者以后开发出来的附加特征。因此，其它的实施例也落入后附权利要求限定的范围内。

Claims (17)

1.一种系统，包括：

压缩机，其包括：

壳体；

由该壳体保持以便围绕第一轴线旋转的第一转子；

由该壳体保持以便围绕第二轴线旋转的第二转子；

由该壳体保持以便围绕第三轴线旋转的第三转子；

具有第一吸入端和第一排出端的第一压缩路径；

第二压缩路径，该第二压缩路径独立于该第一压缩路径并具有第二吸入端和第二排出端；

至少一个冷凝器；

至少一个膨胀装置；

至少一个蒸发器；和

连接该压缩机、所述至少一个冷凝器、所述至少一个膨胀装置、和所述至少一个蒸发器的多个管道，以便限定分别与所述第一和第二压缩路径相关的至少部分地分开的第一回路和第二回路，

其中，以下中的至少一者：

该第一压缩路径的该第一排出端所处的压力不同于该第二压缩路径的该第二排出端的压力；

该第一压缩路径的该第一吸入端所处的压力不同于该第二压缩路径的该第二吸入端的压力。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

该第一压缩路径与该第一转子和该第二转子相关；和

该第二压缩路径与该第一转子和该第三转子相关。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

该第一压缩路径的第一排出端处于与该第二压缩路径的第二吸入端相同的压力。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中：

所述至少一个冷凝器包括第一冷凝器；

所述至少一个膨胀装置包括第一膨胀装置；

所述至少一个蒸发器包括第一蒸发器；和

所述多个管道包括将该第一冷凝器、该第一膨胀装置、和该第一蒸发器连接到该壳体上的一个或多个第一管道，以便限定从该第二压缩路径的第二排出端至该第一压缩路径的第一吸入端的第一流动路径。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述至少一个冷凝器包括第一和第二冷凝器；

所述至少一个膨胀装置包括第一和第二膨胀装置；

所述至少一个蒸发器包括第一和第二蒸发器；

所述第一冷凝器、第一膨胀装置和第一蒸发器沿着所述第一回路；并且

所述第二冷凝器、第二膨胀装置和第二蒸发器沿着所述第二回路。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述第一和第二回路不相交。

7.一种装置，其包括：

壳体；

由该壳体保持以便围绕第一轴线旋转的第一转子；

与该第一转子啮合的第二转子，该第二转子由该壳体保持以便围绕第二轴线旋转；

与该第一转子啮合的第三转子，该第三转子由该壳体保持以便围绕第三轴线旋转；

第一冷凝器；

第一蒸发器；

将该第一冷凝器和该第一蒸发器连接到该壳体上的一个或多个第一管道；

第二冷凝器；

第二蒸发器；

将该第二冷凝器和该第二蒸发器连接到该壳体上的一个或多个第二管道，

其中：

该壳体包括：

与该第一转子和该第二转子配合以便限定第一入口端口的第一表面；

与该第一转子和该第二转子配合以便限定第一出口端口的第二表面；

与该第一转子和该第三转子配合以便限定第二入口端口的第三表面；和

与该第一转子和该第三转子配合以便限定第二出口端口的第四表面；

所述一个或多个第一管道限定从该第一出口端口经该第一蒸发器和该第一冷凝器至该第一入口端口的第一流动路径；

所述一个或多个第二管道限定从该第二出口端口经该第二蒸发器和该第二冷凝器至该第二入口端口的第二流动路径；并且

以下中的至少一者：该第一和第二入口端口所处的压力彼此不同；和该第一和第二出口端口所处的压力彼此不同。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

该第一出口端口所处的压力与该第二入口端口所处的压力相同。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

没有经济器从该第一流动路径分支出来。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

第一和第二入口端口处于相同的压力；或

第一和第二出口端口处于相同的压力。

11.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

第一和第二入口端口形成一共用的入口端口；或

第一和第二出口端口形成一共用的出口端口。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

第一转子是阳转子；和

第二转子和第三转子是阴转子。

13.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

沿着所述第一流动路径的第一膨胀装置；和

沿着所述第二流动路径的第二膨胀装置。

14.一种装置，其包括：

保持成沿至少第一方向围绕第一轴线旋转的第一转子；

与该第一转子啮合并保持成围绕第二轴线旋转的第二转子；

与该第一转子啮合并保持成围绕第三轴线旋转的第三转子；和

与该第一、第二和第三转子配合以便提供以下容积指数的装置，

当第一转子沿第一方向驱动时与第一和第二转子相互作用相关的第一容积指数；和

当第一转子沿第一方向驱动时与第一和第三转子相互作用相关的第二容积指数，该第二容积指数不同于该第一容积指数；并且

第一制冷剂和第二制冷剂沿不相交的第一流动路径和第二流动路径流经该装置。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

沿着所述第一流动路径的第一蒸发器；和

沿着所述第二流动路径的第二蒸发器。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

沿着所述第一流动路径的第一冷凝器；和

沿着所述第二流动路径的第二冷凝器。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：

沿着所述第一流动路径的第一蒸发器；和

沿着所述第二流动路径的第二蒸发器。

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