CN101205916A - 涡旋压缩机的蒸气喷射系统 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机，包括外壳、压缩机构、电机和蒸气喷射系统。压缩机构可以装在外壳内并包括装在外壳上可以轴向运动的非旋转涡旋件。非旋转涡旋件可以包括外部、内部以及从外部延伸到内部的蒸气喷射通道。电机装在外壳内并且驱动地连接到压缩机构。蒸气喷射系统可以包括蒸气喷射装置、蒸气喷射配件和蒸气喷射阀。蒸气喷射配件可以连通蒸气喷射装置和蒸气喷射通道。蒸气喷射阀可以设置在外壳和非旋转涡旋件内部之间。

Description

涡旋压缩机的蒸气喷射系统
发明领域
[0001]本发明涉及涡旋压缩机，更具体地涉及涡旋压缩机的蒸气喷射系统。
背景技术
[0002]制冷系统，例如空调、冷藏或冷冻系统，的制冷剂压缩机可以包括蒸气喷射系统，用于增大工作效率和能力。在工作过程中，蒸气喷射系统和压缩机构之间的通道可以形成被压缩的死体积，消耗不必要的能量。
[0003]压缩机可以包括外壳、压缩机构、电机和蒸气喷射系统。压缩机构可以包含在外壳内，并包括装在外壳上可以轴向移动的非旋转涡旋件。非旋转涡旋件可以具有外部、内部和从外部到内部穿过其中延伸的蒸气喷射通道。电机可以包括在外壳内，可以驱动地连接到压缩机构。蒸气喷射系统可以包括蒸气喷射装置、蒸气喷射配件和蒸气喷射阀。蒸汽喷射配件可以连通蒸气喷射装置和蒸气喷射通道。蒸气喷射阀可以处于外壳和非旋转涡旋件的内部之间。
[0004]本发明的其它应用领域从这里给出的描述中变得清楚。应该理解的是，描述和具体的例子仅仅是为了解释的目的，而不能限制权利要求的范围。
附图说明
[0005]这里描述的附图仅仅是为了解释，在任何方面都不用于限制本发明的范围。
[0006]图1是根据本发明的压缩机的剖视图；
[0007]图2是图1的压缩机的非旋转涡旋端板的剖视图；
[0008]图3是图1所示压缩机包括阀结构的部分剖视图；
[0009]图4是图3所示阀结构的阀件的立体图；
[0010]图5是图1的压缩机包括另一种阀结构的部分剖视图；以及
[0011]图6是图1的压缩机包括另一种阀结构的部分剖视图。
具体实施方式
[0012]下面的描述本质上仅仅是解释性的，并不用于限制本发明的原理、应用或使用。
[0013]本发明的原理适于应用在很多不同类型的涡旋和旋转压缩机，包括封闭式压缩机、开式驱动机和非封闭式压缩机。为了举例说明，这里给出下侧型封闭涡旋制冷电动压缩机10，即通过封闭外壳的吸入气体冷却电机和压缩机，如图1的垂直截面所示。
[0014]参考图1、3、5和6，压缩机10可以包括圆柱封闭外壳12、压缩机构14、主轴承壳16、电机组件18、制冷剂排出配件20、吸气入口配件22和蒸气喷射系统24。封闭壳12可以装压缩机构14、主轴承壳16和电机组件18。壳12可以在其上端包括端盖26。制冷剂排出配件20可以在端盖26的孔28处装在外壳12上。吸气入口配件22可以在孔30处装在外壳12上。压缩机构14可以由电机组件18驱动并且由主轴承壳16支撑。主轴承壳16可以按任何所需方式在多个点固定在外壳12上。
[0015]电机组件18可以基本包括电机32、框架34和曲轴36。电机32可以包括电机定子38和转子40。电机定子38可以压配合在框架34中，框架34可以同样压配合在外壳12中。曲轴36可以由定子38驱动旋转。绕组42可以穿过定子38。转子40可以压配合在曲轴36上。电机保护器44可以最靠近绕组42设置，从而如果绕组42超过其正常温度范围，电机保护器44可以将电机32断电。
[0016]曲轴36可以包括处于上端50的偏心曲轴销46以及一个或多个配重48。曲轴36可以旋转地枢轴装在主轴承壳16内的第一轴承52以及框架34内的第二轴承54。曲轴36可以包括处于下端58的泵油同心孔56。同心孔56可以连通径向向外倾斜的和直径较小的孔60，孔60延伸到曲轴36上端50。内壳12的下部可以装有润滑油。同心孔56可以与孔60联合提供抽吸作用，将润滑液分布到压缩机10的各个部分。
[0017]压缩机构14可以基本包括旋转涡旋件62和非旋转涡旋件64。旋转涡旋件62可以包括端板66，在其上表面具有螺旋叶片或齿68，在其下表面具有环状平推力面70。推力面70可以与主轴承壳16上表面的环状平推力轴承面72相接。圆柱毂74可以从推力面70向下突出，并可以包括轴颈轴承76，驱动衬套78旋转地装在其中。驱动衬套78可以包括曲轴销46驱动置于其中的内孔。曲轴销46可以在一个表面具有一个平面(未图示)，驱动配合驱动衬套78一部分内孔的平面，形成径向顺应驱动结构，例如受让人美国专利4877382披露的，其内容通过引用结合在此。
[0018]非旋转涡旋件64可以包括端板80，在其下表面84具有非旋转螺旋叶片82。非旋转螺旋叶片82可以与旋转涡旋件62的叶片68形成啮合，从而形成入口袋86、中间袋88、90、92、94和出口袋96。非旋转涡旋件64可以具有设置在中心并连通出口袋96的排出通道98，以及可以与排放配件20流体连通的向上开口的凹陷100。
[0019]非旋转涡旋件64可以包括在其上表面的环状凹陷101，它具有平行的同轴侧壁，环状浮动密封102密封地设置在其中可以相对轴向运动。凹陷101的底部可以通过浮动密封102与抽吸和排出压力下的气体压力隔离，从而可以通过一个通道(未图示)形成与中间流体压力源的流体连通。该通道可以伸入中间袋88、90、92、94。因此，非旋转涡旋件64可以通过作用在涡旋件64中心部分的排放压力以及作用在凹陷101底部的中间流体压力产生的作用力，轴向偏压到旋转涡旋件62。
[0020]再参看图2，蒸气喷射通道104a、104b可以处于非旋转涡旋端板80内，并且可以连通蒸气喷射系统24。蒸气喷射通道104a和104b可以基本相同。因此，将仅仅描述蒸气喷射通道104a，但应该理解的是该描述可以等同地应用于蒸气喷射通道104b。从图3、5和6可以看出，蒸气喷射通道104a可以包括第一和第二部分106、108。第一部分106可以在孔112处穿过侧壁110，并且基本径向伸入非旋转涡旋件64。孔112可以在侧壁110中形成凹陷部分，并且可以具有比第一部分106直径大的直径。第二部分108可以与第一部分106相交并延伸穿过端板下表面84，从而在第一部分106和中间袋92之间形成连通。
[0021]非旋转涡旋件64可以按任何方式装在主轴承壳16上，用于限制非旋转涡旋件64的轴向运动。对于非旋转涡旋悬挂系统的更详细描述，请参见受让人的美国专利5055010，其内容通过引用结合在此。
[0022]通过Oldham连接可以防止涡旋件62、64的相对运动，Oldham连接一般包括环103，环103具有第一对键105(图中表示出一个)，可滑动地插在非旋转涡旋件64的直径相对的槽107中(图中表示出一个)，以及第二对键(未图示)，可滑动地插在旋转涡旋件62的直径相对的槽中。
[0023]蒸气喷射系统24可以包括蒸气喷射装置114、顶盖配件116、涡旋配件118和顶盖密封120。蒸气喷射装置114可以位于外壳12外部，并可以通过顶盖配件116连通涡旋配件118。顶盖配件116可以是柔性管形式，并可以穿过外壳12的孔126并固定在上面。
[0024]涡旋配件118可以是固定在非旋转涡旋件64的侧壁110的块体形式。涡旋配件118可以包括上凹陷部分128，顶盖密封120置于上凹陷部分128中并配合端盖26。顶盖密封120可以在顶盖配件116和涡旋配件118之间提供密封连通，同时允许涡旋配件118相对外壳12轴向位移。顶盖密封120可以是上面参考密封102描述的任何密封。
[0025]涡旋配件118可以包括穿过其中的第一和第二通道130、132。第一通道130可以从上凹陷部分128基本沿纵向伸出。第二通道132可以与第一通道相交并且基本沿径向穿过涡旋配件118。涡旋配件118可以包括在第二通道132附近的侧凹陷部分134。侧凹陷部分134的直径可以大于第二通道132的直径，并基本包围蒸气喷射通道孔112。环状壁133可以伸入侧凹陷部分134，在其间形成环状凹陷135。因此，第一和第二通道130、132可以连通蒸气喷射通道104a，基本与其形成蒸气喷射通路。
[0026]参考图3，蒸气喷射系统24可以包括阀122。阀122可以包括阀件136和弹簧138。再参看图4，阀件136可以是圆盘的形状，其直径近似侧凹陷部分134的直径。阀件136可以包括在其周边部分延伸的孔142。阀件136可以被孔142分成内径部分137和外径部分139。弹簧138可以位于阀件136和非旋转涡旋件64之间，沿着从非旋转涡旋件64的内部到外部的流动方向将内径部分137基本偏压到环状壁133，防止流体逸出阀件136，从而减小非旋转涡旋件64和蒸气喷射装置114之间的死体积。
[0027]参看图5，蒸气喷射系统24可以包括阀124。阀124可以处于非旋转涡旋蒸气喷射通道104a。更具体地，阀124可以处于蒸气喷射通道第一部分106。阀124可以包括外壳143，里面装有阀座144、球146和弹簧148。外壳143可以具有使蒸气从蒸气喷射装置114进入的第一孔145，以及使蒸气流出外壳并进入中间袋92的第二组孔147。座144可以在第一和第二孔145、147之间处于外壳143内。阀124可以位于蒸气喷射通道第二部分108附近。阀124的设置可以类似于阀122，从而弹簧148可以沿着从非旋转涡旋件64的内部到外部的流动方向将球146基本偏压在座144上，从而防止从中间袋92到蒸气喷射装置114的流动，并减小非旋转涡旋件64和蒸气喷射装置114之间的死体积。
[0028]另外，从图6可以看出，球146可以由活塞150替代。虽然已经描述了阀124处于通道104a中，但可以理解的是，另外的阀124也可以设置在通道104b中。
[0029]下面将讨论阀122的操作，但应该理解的是，该描述可以等同地应用于阀124。如上所述，阀件136可以在弹簧138和中间袋92的流动的共同作用下达到关闭位置。中间袋92的流动和弹簧138对阀件136的后侧产生作用力，因此沿着从非旋转涡旋件64的内部到外部的流动方向偏压阀件136。
[0030]在压缩机运行期间，中间袋92内的流体压力随曲轴36的转动而变化。更具体地，在曲轴36的每次转动期间，在中间袋92内增压的流体可以在一定压力范围内变化。为了举例说明，中间袋92的流体压力可以在第一压力和第二压力之间变化，并且蒸气喷射装置114可以提供在第一和第二压力之间的中间压力下的流体。当蒸气喷射装置114提供的流体对阀件136前侧产生作用力时，根据蒸气喷射装置114的中间流体压力对阀件136前侧产生的作用力与弹簧138偏压力和中间袋92流体对阀件136后侧产生的可变作用力组合力之间的差值，阀122将在打开和关闭位置之间运动。中间袋92的第一和第二流体压力产生的作用力之差，使阀122在曲轴136每转过一圈时打开和关闭。

Claims (30)

1.一种压缩机，包括：
外壳；
压缩机构，所述压缩机构包含在所述外壳内，并包括装在所述外壳上可以轴向移动的非旋转涡旋件，所述非旋转涡旋件具有外部、内部和从所述外部延伸到所述内部的蒸气喷射通道；
电机，所述电机装在所述外壳内并且驱动地连接到所述压缩机构；
蒸气喷射配件，所述蒸气喷射配件连通所述蒸气喷射通道，并用于连通蒸气源；以及
蒸气喷射阀，所述蒸气喷射阀置于所述外壳内并且可操作用于中断所述非旋转涡旋件的所述内部与蒸气源之间的连通。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射配件包括顶盖配件和涡旋配件，所述顶盖配件连通所述外壳的孔与所述涡旋配件。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述涡旋配件在所述蒸气喷射通道处固定地连接到所述非旋转涡旋件的所述外部。
4.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述涡旋配件包括穿过其中的孔，在孔周围设置密封，所述密封一般包围所述外壳的所述孔，至少一部分所述密封相对所述外壳可以轴向位移。
5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀位于所述涡旋配件内。
6.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述涡旋配件包括相对所述非旋转涡旋件基本轴向延伸的第一通道，以及与所述第一通道相交并相对所述非旋转涡旋件基本径向延伸的第二通道，所述第二通道连通所述非旋转涡旋件内的所述蒸气喷射通道。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀位于所述涡旋配件的所述第二通道内。
8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀位于所述非旋转涡旋件的所述蒸气喷射通道内。
9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀通常被偏压，用于防止从所述非旋转涡旋件的所述内部到所述非旋转涡旋件所述外部的流动。
10.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述非旋转涡旋件包括端板，所述端板的下表面具有基本垂直从上面伸出的叶片，所述蒸气喷射通道具有第一部分，第一部分沿相对所述下表面小于90度的角度穿过所述端板。
11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀位于所述蒸气喷射通道的所述第一部分内。
12.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射通道包括第二部分，所述第二部分与所述第一部分相交并且穿过所述端板的所述下表面。
13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀靠近所述蒸气喷射通道的所述第二部分。
14.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀包括阀件以及偏压配合所述阀件的弹簧。
15.根据权利要求1所述的压缩机，还包括位于所述外壳和所述蒸气喷射通道之间的密封，至少一部分所述密封相对所述外壳可以轴向移动。
16.根据权利要求1所述的压缩机，还包括连接所述电机并驱动地配合所述压缩机构的驱动轴，所述驱动轴每转过一圈，所述蒸气喷射阀在允许所述非旋转涡旋件的所述内部与蒸气源连通的一个位置以及阻断所述非旋转涡旋件的所述内部与所述蒸气源连通的另一个位置之间运动。
17.一种压缩机，包括：
外壳；
压缩机构，所述压缩机构包含在所述外壳内，并包括装在所述外壳上可以轴向移动的非旋转涡旋件，所述非旋转涡旋件具有外部和内部；
电机，所述电机装在所述外壳内并且驱动地连接到所述压缩机构；
蒸气喷射通道，所述蒸气喷射通道连通所述非旋转涡旋件的所述内部并且用于连通蒸气源；
密封，所述密封处于所述外壳内，并且在所述外壳和所述蒸气喷射通道之间，至少一部分所述密封可以相对所述外壳轴向移动；以及
蒸气喷射阀，所述蒸气喷射阀处于所述蒸气喷射通道中并且置于所述外壳内。
18.根据权利要求17所述的压缩机，还包括蒸气喷射配件，所述蒸气喷射配件包括顶盖配件和涡旋配件，所述顶盖配件连通所述外壳的孔和所述涡旋配件，所述涡旋配件从所述非旋转涡旋件上伸出，所述蒸气喷射配件形成一部分所述蒸气喷射通道。
19.根据权利要求17所述的压缩机，还包括涡旋配件，所述涡旋配件基本从所述非旋转涡旋件上伸出，并具有穿过其中的通道，形成一部分所述蒸气喷射通道，所述涡旋配件具有密封，所述密封设置在所述涡旋配件的所述通道的孔周围，所述密封基本环绕所述外壳的孔，至少一部分所述密封相对所述外壳可以轴向移动。
20.根据权利要求19所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀位于所述涡旋配件通道内。
21.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀包括阀件和偏压配合所述阀件的弹簧。
22.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀处于所述蒸气喷射通道和所述非旋转涡旋件内。
23.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于所述蒸气喷射阀通常被偏压，用于防止从所述非旋转涡旋件的所述内部到所述非旋转涡旋件的所述外部的流动。
24.根据权利要求17所述的压缩机，还包括连接所述电机并驱动地配合所述压缩机构的驱动轴，所述驱动轴每转过一圈，所述蒸气喷射阀在允许所述非旋转涡旋件的所述内部与蒸气源连通的一个位置以及阻断所述非旋转涡旋件的所述内部与所述蒸气源连通的另一个位置之间运动。
25.一种压缩机，包括：
具有第一和第二孔的外壳；所述第一孔连通排放管；
压缩机构，所述压缩机构包含在所述外壳内，并包括装在所述外壳上可以轴向移动的非旋转涡旋件，所述非旋转涡旋件具有外部和内部以及在所述外部和内部之间延伸的通道；
电机，所述电机装在所述外壳内并且驱动地连接到所述压缩机构；
涡旋配件，所述涡旋配件从所述非旋转涡旋件伸出，具有基本与所述外壳的所述第二孔和所述非旋转涡旋通道连通的通道；
密封，所述密封处于所述外壳和所述涡旋配件之间，至少一部分所述密封可以相对所述外壳轴向移动；以及
阀，所述阀处于所述密封和所述非旋转涡旋件的所述内部之间，并连通所述外壳的所述第二孔和所述非旋转涡旋通道。
26.根据权利要求25所述的压缩机，其特征在于所述阀位于所述非旋转涡旋件的所述通道内。
27.根据权利要求25所述的压缩机，其特征在于所述阀位于所述涡旋配件的所述通道内。
28.根据权利要求25所述的压缩机，其特征在于所述阀包括阀件和偏压配合所述阀件的弹簧。
29.根据权利要求25所述的压缩机，其特征在于所述阀通常被偏压，用于防止从所述非旋转涡旋件的所述内部到所述非旋转涡旋件所述外部的流动。
30.根据权利要求25所述的压缩机，还包括连接所述电机并驱动地配合所述压缩机构的驱动轴，所述驱动轴每转过一圈，所述阀在允许所述非旋转涡旋件的所述内部与蒸气源连通的一个位置以及阻断所述非旋转涡旋件的所述内部与所述蒸气源连通的另一个位置之间运动。
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