CN105593523B - 螺杆压缩机的排放端口 - Google Patents
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Abstract
描述了一种改进的旋转螺杆压缩机。螺杆压缩机的排放端口通常包括限制部分来帮助防止工作流体的泄漏回到压缩机的吸入侧。该改进的排放端口配置为具有相比于传统排放端口尺寸减小的限制部分,导致相比传统排放端口尺寸增大的排放端口开口。该改进的排放端口相比传统排放端口可以帮助被压缩的工作流体更快地排放,减少和/或避免不希望有的工作流体的过压缩。由于开口增大导致的效率增加可能大于由于工作流体的泄漏回到吸入侧导致的效率损失,产生压缩机的净效率增加。
Description
技术领域
本发明涉及旋转式压缩机,如旋转螺杆压缩机,其可以用在,例如,供暖、通风和空气调节(“HVAC”)系统中。更具体地,本发明涉及螺杆压缩机的排放端口,其可能帮助提高螺杆压缩机的效率。
背景技术
螺杆压缩机是一种容积式压缩机类型,其可以用于压缩各种工作流体,如用于制冷剂蒸发。该螺杆压缩机通常包括一个或多个转子。在工作过程中,工作流体(即,致冷剂蒸汽)可以被压缩,例如,在形成于转子之间的袋形区中,接着,被压缩的工作流体可以从位于转子的轴端的排放端口排放。
发明内容
本发明描述了一种改进的螺杆压缩机的排放端口。螺杆压缩机的排放端口通常配置为允许被压缩的工作流体(例如,压缩的制冷剂)的排放同时减少被压缩的工作流体回到压缩机的吸入侧的泄漏。例如,通常配置为覆盖压缩机转子的轴端的压缩机的轴承壳体可以具有帮助构成排放端口以允许被压缩的工作流体的排放的开口。排放端口的开口还可以通过轴承壳体的限制部分(例如,用于覆盖由压缩机的转子形成的渗漏区域的舌状部分)塑造形状和/或尺寸,其可以帮助防止工作流体例如,通过螺杆压缩机的转子之间的泄漏区域,泄漏回到压缩机的吸入端。通常,开口的尺寸可以影响被压缩的工作流体通过排放端口的开口的排放速度。当被压缩的工作流体没有足够快地通过开口排放时,可能发生工作流体的过压缩,其降低压缩机的效率。例如,当转子的叶尖速度相对较高(例如,大约或在30m/s)时,可能发生过压缩。
改进的排放端口可能通常配置为具有相比传统排放端口尺寸减小的限制部分,导致相比传统排放端口尺寸增大的开口。该改进的排放端口相比传统排放端口可以帮助被压缩的工作流体更快地排放,减少和/或避免不希望有的工作流体的过压缩。
在一些实施例中,带有改进的排放端口的螺杆压缩机可能包括第一转子和第二转子,该第一转子包括具有尖部和根部的叶,该第二转子包括具有顶部和底部的槽。该叶可以由该槽接收。该螺杆压缩机可能还包括排放端口,其位于第一转子和第二转子之间在运行期间所述叶朝所述槽移动的位置。
该排放端口可能包括第一开口区域和第二开口区域。该第一开口区域可能包括限定了该第一开口区域的第一远端边缘和第一近端边缘。该第一远端边缘可能配置为在运行期间跟随所述叶的尖部的轨迹的一部分,该第一近端边缘可能配置为在运行期间跟随所述叶的根部的轨迹的一部分。
该第二开口区域可能包括限定了该第二开口区域的第二远端边缘和第二近端边缘。该第二远端边缘可能配置为在运行期间跟随所述槽的顶部的轨迹的一部分,该第二近端边缘配置为在运行期间跟随所述槽的底部的轨迹的一部分。该排放端口包括限制部分,其位于该第一开口区域和该第二开口区域之间在运行期间所述叶朝所述槽移动的位置,并且该限制部分可能放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
在一些实施例中,所述限制部分可能配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
在一些实施例中,所述限制部分可能配置为在小于整个排放周期的约80%的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
在一些实施例中,所述限制部分可能包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓和连接边缘轮廓,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接。在一些实施例中,该连接边缘轮廓可能放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
在一些实施例中,改进的排放端口增大了通过排放端口排放被压缩的工作流体的区域,可以帮助减少和/或避免过压缩,同时允许一些工作流体回到吸入侧的泄漏。当由于工作流体回到吸入侧的泄漏导致的效率损失相对较小时(例如,当泄漏流量为全部压缩机流量的0.025%时),由于增大的排放端口尺寸导致的效率增加可以大于由于泄漏导致的效率损失,在运行中产生压缩机的净效率增加。
通过以下详细的描述和附图将更好地理解本发明的实施例的其他特征和方面。
附图说明
现在参照附图,其中,全文中类似的附图标记表示相应的部分。
图1为根据本发明的实施例的螺杆压缩机的部分截面示意图;
图2为可以用在螺杆压缩机中的包括排放端口的轴承座板的示意图;
图3A到图3C为传统设计的排放端口的示意图;图3A为当排放周期即将开始时,带有两个转子和排放端口的螺杆压缩机的端视图;图3B为大概在排放周期的中间的螺杆压缩机的部分放大的端视图;图3C为包括排放端口的轴承壳体的部分透视底视图;
图4A到4C为根据本发明的一个实施例的改进的排放端口的示意图。图4A为当排放周期即将开始时,带有两个转子和排放端口的螺杆压缩机的端视图;图4B为当转子之间的泄漏区域可能导致大量的工作流体的泄漏回到吸入侧而不得不被限制部分覆盖时的螺杆压缩机的部分放大的端视图;图4C为包括改进的排放端口的轴承壳体的部分透视底视图;
图5A和5B为传统的排放端口和根据本发明的一个实施例的改进的排放端口之间的示例性比较示意图;图5A为传统的排放端口和本发明的改进的排放端口之间的几何结构比较;图5B为带有传统的排放端口的螺杆压缩机和带有改进的排放端口的螺杆压缩机中的工作流体的压力/体积比较示意图。
具体实施方式
旋转螺杆压缩机通常包括一个或多个转子。图1为带有第一螺旋转子110和第二螺旋转子120的容积式螺杆压缩机100的一个实施例。该第一螺旋转子110(即,公转子)具有多个螺旋叶112,这些螺旋叶112可以由第二螺旋转子120(即,母转子)的螺旋槽122接收。
第一螺旋转子110和第二螺旋转子120安置在转子壳体150中。在运行过程中,该第一螺旋转子110和第二螺旋转子120旋转。相对于由第一螺旋转子110的轴A限定的轴向,螺杆压缩机100具有进口端132和出口端134。该第一螺旋转子110和第二螺旋转子120可以在进口端132吸入工作流体(例如,制冷剂蒸气)。该工作流体可以在叶112和槽122之间的袋形区中被压缩,并且在出口端134被排出。
用于螺旋转子110和112的转子壳体150由位于转子壳体150的轴端的轴承壳体140覆盖。该轴承壳体140具有贴近出口端134放置的端板145。该端板145可以包括帮助构成排放端口的开口(在图1中未显示,但是,可以参见,例如,图2中的排放端口231的开口230),该开口可以允许被压缩的工作流体从转子壳体150排放到轴承壳体140。
在端板145上的排放端口的开口可以配置为具有特定形状和/或尺寸。图2举例说明了轴向排放端口231的示例性开口230。术语“轴向排放端口”一般意味着该排放端口通常放置在转子的轴端(例如,第一螺旋转子110和第二螺旋转子120在由轴A限定的轴向的末端),并且该排放端口配置为通过该排放端口231的开口230释放被压缩的工作流体。
在所示的实施例中,开口230可能被端板200围绕。可以理解的是,端板200可以配置为可拆装或不可拆装的。端板200可以放置在转子壳体(例如,螺杆压缩机100的转子壳体150)的轴端紧挨着转子(例如,第一螺旋转子110和第二螺旋转子120),以致被压缩的工作流体通常可以通过排放端口231的开口230排放。
图3A到3C描述了传统设计的轴向排放端口329的开口330。通常,开口330位于压缩机中,并且其形状和/或尺寸被塑造以致在压缩机的第一转子310和第二转子320之间被压缩后的被压缩的工作流体可以通常通过排放端口329的开口330排放。
第一转子310具有可以围绕第一轴A3旋转的多个叶312,第二转子320具有可以围绕第二轴B3旋转的多个槽322。
在图3A到3C所示的实施例中,在运行过程中,第一转子310在顺时针方向旋转,而第二转子320在逆时针方向旋转,如图3A和3B所示的方向。当第一转子310的叶312被第二转子320的槽322接收的时候,叶312的轮廓和槽322的轮廓限定了袋形区340。
工作流体可以在叶312和槽322之间被压缩,并且通过开口330排放。叶312和槽322对工作流体的压缩和被压缩的工作流体的排放限定了排放周期。
开口330通常位于叶312和槽322朝着彼此旋转的位置。开口330通常具有第一开口区域331和第二开口区域332。该第一开口区域331由远端边缘331a和近端边缘331b所限定。第二开口区域332由远端边缘332a和近端边缘332b所限定。术语“远端”和“近端”是相对于第一轴A3或第二轴B3而言。第一开口区域331的远端边缘331a比近端边缘331b相对于第一轴A3更远。第二开口区域332的远端边缘332a相对于第二轴B3比近端边缘332b更远。
叶312具有尖部312a,其通常是在叶312上离轴A3最远的位置。当第一转子310朝着叶312和槽322相遇的位置旋转时,第一开口区域331的远端边缘331a的形状通常像是尖部312a的轨迹的一部分。根部通常是在叶312上离轴A3距离最短的位置。当第一转子310朝着叶312和槽322相遇的位置旋转时,第一开口区域331的近端边缘331b的形状通常像是根部312b的轨迹的一部分。
槽322具有顶部322a,其通常是在槽322上离轴B3最远的位置。当第二转子320朝着叶312和槽322相遇的位置旋转时,第二开口区域332的远端边缘332a的形状通常像是顶部322a的轨迹的一部分。槽322具有底部322b,其通常是在在槽322上离轴B3距离最短的位置。当第二转子320朝着叶312和槽322相遇的位置旋转时,第二开口区域332的近端边缘332b的形状通常像是底部322b的轨迹的一部分。
在运行过程中,第一开口区域331的远端边缘331a和第二开口区域332的远端边缘332a在交叉点335相遇。开口330的形状和/或尺寸进一步由向着交叉点335延伸的限制部分350塑造。该限制部分350通常放置在第一开口区域331的近端边缘331b和第二开口区域332的近端边缘332b之间。
限制部分350具有顶端350a,其通常是限制部分350距离交叉点335最近的位置。参照图3A,当在运行过程中由叶312的轮廓和槽322的轮廓形成袋形区340时,顶端350a通常延伸到袋形区340的尾端340a所在的位置。在所示的实施例中,尾端340a是袋形区340相对于第一轴A3的逆时针方向结束的位置。
限制部分350具有从限制部分350的顶端350a在远离交叉点335的方向上延伸的第一边缘轮廓351和第二边缘轮廓352。
参照图3A和3B,进一步限定了第二边缘轮廓352。在运行过程中,可以由叶312的轮廓和槽322的轮廓形成泄漏区域360,该泄漏区域360跟在袋形区340之后。泄漏区域360可以由于,例如,叶312和槽322的轮廓设计形成。在所示的实施例中,泄漏区域360通常在相对于第一轴A3的逆时针方向跟在袋形区340之后。袋形区340的尾端340a位于泄漏区域360的前端360a所处的位置。通常,在排放周期内,第一边缘轮廓351与泄漏区域360的前端360a连续相交。
如图所示,在运行过程中,泄漏区域360的尾端360b通常是泄漏区域360在相对于第一轴A3的逆时针方向结束的位置。在排放周期中,第二边缘轮廓352通常与泄漏区域360的尾端360b连续相交。
在运行过程中,当叶312离开槽322时,泄漏区域360的前端360a和尾端360b消失。通常,在传统的设计中,在运行过程中,在排放周期内从前端360a或尾端360b最初形成(如图3A所示)到前端360a或尾端360b最终消失的时间内,第一边缘轮廓351与前端360a连续相交,第二边缘轮廓352与尾端360b连续相交。
在运行过程中,工作流体可以在叶312和槽322之间被压缩。因为叶312和槽322朝着彼此移动,所述工作流体可以被压缩。当通过叶310和槽320之间的接合最初形成袋形区340时,工作流可以被困在袋形区340中。(参见图3A)随着叶310和槽320朝着彼此旋转,可以减小袋形区340的尺寸。随着工作流体在叶312和槽322之间被压缩,被压缩的工作流体可以从排放端口329的开口330排放。当叶310和槽320旋转离开并且袋形区340打开时,工作流体的压缩结束。
在排放周期内,当工作流体被压缩在叶312和槽322之间时,一些被压缩的工作流体可能通过泄漏区域360泄漏到压缩机的吸入侧,该泄漏区域360跟在袋形区340之后,引起压缩和/或效率的损失。
在如图3A到3C所公开的传统排放端口231的开口330中,在整个排放周期内(即,从袋形区340最初形成),限制部分350的第一边缘轮廓351和第二边缘轮廓352通常与泄漏区域360侧前端360a和尾端360b分别连续相交。限制部分350配置为当通过叶312和槽322的接合最初形成泄漏区域360时立即开始覆盖该泄漏区域360。限制部分350通常配置为在整个排放周期内直到当泄漏区域360完全消失时覆盖该泄漏区域360。在排放周期覆盖泄漏区域360通常可以帮助减少和/或避免工作流体通过泄漏区域360泄漏到吸入侧,因此通常可以增加压缩效率。
参考图3C,其为轴承壳体370的部分透视示意图。轴承壳体370包括端板380,其围绕排放端口329的开口330。限制部分350帮助塑造开口330的形状和尺寸。开口330帮助构成排放端口329。开口330允许被压缩的工作流体朝轴承壳体370排放,并最终从出口374排放到压缩机外。轴承壳体370可以配置为覆盖压缩机的转子壳体(例如,图1所示的定子壳体150)。
在一些情况下,特别地,当叶312的尖部312a的叶尖速度和/或槽322的顶部322a的叶尖速度比较高时(例如,大于或在约30m/s),在袋形区340中的工作流体可能被过压缩,这可能引起压缩机的动能的浪费。存在一些由于被压缩的工作流体没有通过开口330足够快地排出而导致的工作流体的过压缩,如,叶312的尖部312a的叶尖速度和/或槽322的顶部322a的叶尖速度比较高时。例如,当第一转子310和/或第二转子320的每分钟转数(RPM)比较高和/或当第一转子310和/或第二转子320的尺寸比较大时,可以发生叶312的尖部312a的叶尖速度和槽322的顶部322a的叶尖速度比较高。
可以理解的是,由限制部分350的几何形状塑造的开口的几何形状的形状和/或尺寸可能受叶312和槽322的几何形状的影响。图3A到3C中的图示都是示例性的。
图4A到4C为根据本发明的一个实施例的改进的排放端口429的开口430的示意图。相比于传统的排气端口,开口430可能帮助被压缩的工作流体更快地排出,例如,如图3A和3B所示(例如,开口330),其可能帮助减少和/或避免被压缩的工作流体的过压缩。
类似于传统的排放端口,例如,如图3A和3B所示,改进的排放端口429的开口430具有第一开口区域431和第二开口区域432。在运行过程中,第一开口区域431的远端边缘431a的形状通常像是第一转子410的叶412的顶端412a的轨迹的一部分。在运行过程中,第二开口区域432的远端边缘432a的形状通常像是第二转子420的槽422的顶端422a的轨迹的一部分。远端边缘轮廓431a和432a相交于交叉点435。
在运行过程中,第一开口区域431的近端边缘431b的形状通常像是叶412的根部412b的轨迹的一部分。第二开口区域432的近端边缘432b的形状通常像是槽422的底部的轨迹的一部分。
开口430的形状和/或尺寸还由限制部分450塑造,该限制部分450包括连接边缘轮廓480、第一边缘轮廓451和第二边缘轮廓452。第一边缘轮廓451、第二边缘轮廓452和连接边缘轮廓480帮助限定限制部分450。该限制部分450通常放置在第一开口区域431的近端边缘431b和第二开口区域432的近端边缘432b之间。连接边缘轮廓480是限制部分450的一部分,该连接边缘轮廓480连接第一边缘轮廓451和第二边缘轮廓452。
在运行过程中,叶412与槽422接合形成袋形区440。限制部分450的连接边缘轮廓451配置为放置在当袋形区440最初形成时远离袋形区440的尾端440a所在的位置。当袋形区440最初形成时,限制部分450通常配置为不覆盖跟在袋形区440之后的泄漏区域460(参见图4A)。
因为,例如,叶412的轮廓和槽422的轮廓的设计,所以可能由叶412和槽422形成跟在袋形区440之后的泄漏区域460。限制部分450配置为在排放周期内当泄漏区域460最初形成时远离该泄漏区域460(参见图4A)。因此,限制部分450配置为当泄漏区域460最初形成时不覆盖该泄漏区域460,并且该限制部分450因而通常小于传统排放端口的限制部分(例如图3A和3B中的限制部分350和开口330)。这使得相比于传统排放端口,增大了开口430。
随着第一转子410和第二转子420从泄漏区域460最初形成的位置保持旋转,泄漏区域460通常变得更大(比较,例如,图4A和图4B)。通常,泄漏区域460越大,越多的工作流体可能通过泄漏区域460泄漏到吸入侧。工作流体的泄漏到吸入侧可能降低通过第一转子410和第二转子420的工作流体的压缩的效率。当工作流体的压缩较高时,例如,约在排放周期结束的时候,工作流体的泄漏到吸入侧也可能较高。
当泄漏区域460最初形成时,泄漏区域460较小,如图4A所示。一般而言,工作流体通过泄漏区域460泄漏回到吸入侧较小,并且通常不会引起明显的压缩机效率损失。当工作流体通过泄漏区域460泄漏回到吸入侧不会引起明显的压缩机效率损失时,可能不必通过限制部分450覆盖泄漏区域460。因此,可以减小限制部分450的尺寸,从而相比于传统设计增大或最大化开口430的尺寸,并且可以如通过潜在地允许小量的泄漏,减小限制部分450的尺寸而不会带来明显的压缩机效率损失。相对较大的开口430可以帮助被压缩的工作流体更快地排放,其可以帮助减小和/或避免不希望有的工作流体的过压缩。减少工作流体的过压缩可以通过减少由于过压缩导致的动能损失帮助增加压缩效率。当第一转子410和/或第二转子420的叶尖速度较高(例如,大约或大于30m/s)时,减少和/或避免工作流体的过压缩的作用可能更加突出。在一些实施例中,由于开口430的增大导致的效率增加可以大于由限制部分450的尺寸减小引起的工作流体的泄漏回到吸入侧导致的效率损失,通过增大开口430产生净效率增加。因此,可以通过使用改进的开口430提高压缩机的整个效率。
限制部分450可以配置为在泄漏区域460变得足够大以造成大量工作流体通过泄漏区域460泄漏回到吸入侧导致明显的压缩机效率损失的情况下覆盖泄漏区域460,如图4B所示。术语“大量工作流体的泄漏回到吸入侧”通常指的是泄漏回到吸入侧的工作流体大到足以造成明显的压缩机效率损失的情况。术语“明显的压缩机效率损失”通常指的是由于限制部分450的尺寸减小导致的效率损失大于由开口430的尺寸增大导致的效率增加。
如图4A和4B所示,限制部分450具有第一边缘轮廓451和第二边缘轮廓452。第一边缘轮廓451通常与泄漏区域460的前端460a相交。第二边缘轮廓452通常与泄漏区域460的尾端460b相交。与传统排放端口不同的是,第一边缘轮廓451和第二边缘轮廓452与泄漏区域460的前端460a和尾端460b相交在排放周期的部分时间。
在限制部分450中,第一边缘轮廓451和第二边缘轮廓452通过连接边缘轮廓480连接。连接边缘轮廓480通常是限制部分450向交叉点435延伸地较多的部分。连接边缘轮廓480放置在远离泄漏区域460最初形成的位置,如图4A所示。连接边缘轮廓480被放置和塑造为使得当泄漏区域460大得足以引起大量工作流体的泄漏回到吸入侧时,限制部分450可以覆盖泄漏区域460。通常在泄漏区域460可能开始被限制部分450覆盖的时间和位置确定连接边缘轮廓480的位置和形状。
连接边缘轮廓480是限制部分450在整个排放周期内末端通常不连续与泄漏区域460的前端460a或尾端460b相交的结构。
参照图4C,其为带有改进的开口430的轴承壳体470的部分透视图。限制部分450帮助塑造开口430的形状和尺寸。轴承壳体470包括端板485,其围绕排放端口429的开口430。开口430帮助构成排放端口429。开口430允许被压缩的工作流体朝轴承壳体排放并且从出口474排放到压缩机外。
通常,由于例如转子的轮廓几何设计,螺杆压缩机的转子可以形成压缩工作流体的袋形区,以及泄漏区域。照惯例,泄漏区域被限制部分覆盖以减少和/或避免工作流体的泄漏。
配置螺杆压缩机的改进的排放端口的一般方法可能包括定位和/或塑造在排放周期内远离泄漏区域(例如,泄漏区域460)最初形成的位置的限制部分,以致在整个排放周期内限制部分不会覆盖泄漏区域460。通过定位和/或塑造在排放周期内远离泄漏区域最初形成的位置的限制部分,相比于传统设计(例如,开口330),可以增大排放端口(例如,开口430),促进被压缩的工作流体的排放。在排放周期内,泄漏区域的尺寸可能改变。配置螺杆压缩机的排放端口的方法可能还包括定位和/或塑造限制部分以致限制部分在泄漏区域的尺寸可能造成大量工作流体的泄漏回到吸入侧时可能覆盖泄漏区域,从而避免明显的压缩效率损失。
改进的排放端口增大了用于通过排放端口排放被压缩的工作流体的面积,这可以帮助减少和/或避免过压缩,同时允许一些工作流体的泄漏回到吸入侧。当由于工作流体的泄漏回到吸入侧导致的效率损失较小时,由于排放端口的尺寸增大导致的效率增加可以大于由于泄漏导致的效率损失,从而在运行过程中产生压缩机的净效率增加。
可能通过例如计算机模拟和/或实验室测试优化限制部分的位置和/或形状。例如,计算机模拟可以用于将增大的排放端口导致的效率增加与工作流体的泄漏回到吸入侧导致的效率损失进行比较。限制部分可以被塑造和定位为使得效率增加和效率损失之间的差异最大。
这里公开的实施例通常应用于配置为具有排放被压缩的工作流体的开口的螺杆压缩机,并且,该开口的形状和尺寸可能由配置为覆盖泄漏区域的限制部分塑造。
示例性实施例
图5A和5B传统设计的排放端口510和根据本发明的改进的排放端口520之间的比较的示意图。传统的排放端口510的形状由传统的限制部分551塑造,而改进的排放端口520的形状由改进的限制部分552塑造。
图5A为传统排放端口510的开口528的外形(由图5A中个三角形表示)和改进的排放端口520的开口529的外形(由图5A中的正方形表示)之间的比较的示意图。传统的排放端口510具有舌状结构,改进的排放端口像是舌状结构的尖部被砍掉的舌状结构。
如图所示,传统的排放端口510的开口528具有和改进的排放端口520相似的外形,除了限制部分551和552。更具体地,传统的限制部分551具有相比与改进的限制部分552的顶端562更靠近交叉点530的顶端561。交叉点530是排放端口510和520的第一远端边缘511和第二远端边缘512相交的位置。顶端561和562分别限定为限制部分551和552上离交叉点530距离最近的位置。
因为传统限制部分551配置为当在排放周期内泄漏区域最初形成并且尺寸较小时覆盖转子之间的泄漏区域,所以顶端561塑造为像个点。相比之下,改进的限制部分552配置为当在排放周期的较早时段内泄漏区域较小并且不可能引起大量压缩机效率损失时不覆盖泄漏部分,改进的限制部分552配置为包括连接边缘轮廓580,当泄漏区域可能大到足以引起大量压缩机效率损失时,该限制部分552放置和塑造为覆盖泄漏区域。
在所示的实施例中,顶端561和交叉点530之间的距离为,例如,大约顶端562和交叉点530之间的距离的一半。可以理解的是,这是示例性的,其他距离可能是合适的和/或所需的。
关于改进的限制部分552,连接边缘轮廓580放置和塑造为当排放周期从排放周期的开始进行到整个排放周期的约30%到约45%时覆盖泄漏区域(在图5A中未显示,但是参见,例如,图4B中的泄漏区域460)。改进的限制部分552配置为从排放周期的约30%到约45%到排放周期的结束(即,排放周期的100%)保持对泄漏区域的覆盖。
图5B为在螺杆压缩机中的袋形区中的工作流体的压力/体积图表。如在带有传统的排放端口510的压缩机中测量的曲线501所示,当袋形区达到约最小体积时,工作流体显示出过压缩(曲线501的峰501a),如图表所示。如在带有改进的排放端口520的压缩机中测量的曲线502所示,当袋形区达到约最小体积时,工作流体的过压缩大量减少(将封501a与曲线502的峰502a进行比较)。因此,当袋形区达到约最小体积时,带有改进的排放端口552的压缩机可以减少过压缩。在图5A和5B所示的实施例中,相比于传统排放端口510,由改进的排放端口520导致的压缩效率增加约为或在0.3%。由于减小的限制部分552导致的压缩效率损失约为或在0.025%。带有改进的排放端口520的压缩机的总压缩效率高于带有传统的排放端口510的压缩机的压缩效率、
方面
方面1、螺杆压缩机,包括:
第一转子,其包括叶,该叶包括尖部和根部;
第二转子,其包括槽,该槽配置为在排放周期内接收所述第一转子的所述叶,该槽包括顶部和底部;以及
排放端口,其位于所述第一转子和所述第二转子之间在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,该排放端口包括由第一开口区域和第二开口区域限定的开口;
其中,所述第一开口区域包括第一远端边缘和第一近端边缘,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述尖部的轨迹的一部分,所述第一近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述根部的轨迹的一部分,
所述第二开口区域包括第二远端边缘和第二近端边缘,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述顶部的轨迹的一部分,所述第二近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述底部的轨迹的一部分,
限制部分位于所述第一开口区域和所述第二开口区域之间在排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,并且
所述限制部分放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
方面2、根据方面1所述的螺杆压缩机,其中,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
方面3、根据方面1-2所述的螺杆压缩机,其中,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的约80%的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
方面4、根据方面1-3所述的螺杆压缩机,其中,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓和连接边缘轮廓,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接。
方面5、方面4所述的螺杆压缩机,其中,所述连接边缘轮廓放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
方面6、根据方面1-5所述的螺杆压缩机,其中,在所述排放周期内,所述限制部分小于由所述叶和所述槽形成的泄漏区域的前端和尾端限定的区域。
方面7、螺杆压缩机,包括:
第一转子,其包括叶,该叶包括尖部和根部;
第二转子,其包括槽,该槽配置为在排放周期内接收所述第一转子的所述叶,该槽包括顶部和底部;以及
排放端口,其位于所述第一转子和所述第二转子之间在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,该排放端口包括由第一开口区域和第二开口区域限定的开口;
其中,所述第一开口区域包括第一远端边缘和第一近端边缘,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述尖部的轨迹的一部分,所述第一近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述根部的轨迹的一部分,
所述第二开口区域包括第二远端边缘和第二近端边缘,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述顶部的轨迹的一部分,所述第二近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述底部的轨迹的一部分,
限制部分位于所述第一开口区域和所述第二开口区域之间在压缩过程中所述叶朝所述槽移动的位置,并且
所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
方面8、压缩机的壳体,包括:
开口,该开口配置为放置在所述压缩机的转子的轴端;以及
限制部分,其配置为塑造所述开口的形状,该限制部分配置为在排放周期内覆盖由所述螺杆压缩机的至少一个转子形成的泄漏区域;
其中,所述限制部分在所述排放周期内放置在远离最初形成所述泄漏区域的位置。
方面9、根据方面8所述的压缩机的壳体,其中,所述限制部分配置为在整个排放周期内不覆盖所述泄漏区域。
方面10、从压缩机排放被压缩的工作流体的方法,包括:
引导被压缩的工作流体通过开口;
在排放周期内,当由于所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率损失小于由于允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧导致的压缩效率增加时,允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧;
在排放周期内,当由于所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率损失大于由于允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧导致的压缩效率增加时,减少所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧。
方面11、根据方面10所述的方法,还包括:
在排放周期内,当由于所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率损失和由于允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧导致的压缩效率增加之间的差异最大时,减少所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧。
方面12、根据方面10-11所述的方法,其中,减少所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的所述吸入侧包括覆盖由所述压缩机的转子形成的泄漏区域。
方面13、从压缩机排放被压缩的工作流体的方法,包括:
引导被压缩的工作流体通过开口;
在排放周期内,如果允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧将产生所述压缩机的净效率增加,那么允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述吸入侧。
前面的描述仅表达了本发明的几种实施方式,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.螺杆压缩机,包括:
第一转子,其包括叶,该叶包括尖部和根部;
第二转子,其包括外表面,该外表面形成槽,该槽配置为在排放周期内接收所述第一转子的所述叶,该槽包括顶部和底部;以及
排放端口,其位于所述第一转子和所述第二转子之间、并处于在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,该排放端口包括由第一开口区域和第二开口区域限定的开口;
其中,所述第一开口区域由第一远端边缘和第一近端边缘所限定,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述尖部的轨迹的一部分,所述第一近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述根部的轨迹的一部分,
所述第二开口区域由第二远端边缘和第二近端边缘所限定,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述顶部的轨迹的一部分,所述第二近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述底部的轨迹的一部分,
限制部分位于所述第一开口区域和所述第二开口区域之间、处于在排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,并且
所述限制部分放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置,其中,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓、连接边缘轮廓和顶端,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接,该连接边缘轮廓包括第一端和与该第一端间隔开的第二端,所述限制部分的所述顶端布置在所述第一端,所述第一端靠近所述第二边缘轮廓,并且
其中,当所述第二转子旋转时,所述外表面也旋转,使得在排放周期内,在所述槽的所述顶部和所述底部中间的所述外表面的至少一部分完全覆盖所述限制部分的所述连接边缘轮廓,所述限制部分的所述顶端到所述槽的所述顶部限定了第一距离,所述连接边缘轮廓的所述第二端到所述槽的所述顶部限定了第二距离,所述第一距离小于所述第二距离。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的约80%的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
4.根据权利要求1所述的螺杆压缩机,其特征在于,所述连接边缘轮廓放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
5.根据权利要求1所述的螺杆压缩机,其特征在于,在所述排放周期内,所述限制部分小于由所述叶和所述槽形成的泄漏区域的前端和尾端限定的区域。
6.螺杆压缩机,包括:
第一转子,其包括叶,该叶包括尖部和根部;
第二转子,其包括槽,该槽配置为在排放周期内接收所述第一转子的所述叶,该槽包括顶部和底部;以及
排放端口,其位于所述第一转子和所述第二转子之间、并处于在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,该排放端口包括由第一开口区域和第二开口区域限定的开口;
其中,所述第一开口区域由第一远端边缘和第一近端边缘所限定,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述尖部的轨迹的一部分,所述第一近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述叶的所述根部的轨迹的一部分,
所述第二开口区域由第二远端边缘和第二近端边缘所限定,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述顶部的轨迹的一部分,所述第二近端边缘配置为在所述排放周期内跟随所述槽的所述底部的轨迹的一部分,
限制部分位于所述第一开口区域和所述第二开口区域之间、处于在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,并且
所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域,
其中,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓、连接边缘轮廓和顶端,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接,该连接边缘轮廓包括第一端和与该第一端间隔开的第二端,所述限制部分的所述顶端布置在所述第一端,并且
其中,在小于所述整个排放周期的时间内,所述第一边缘轮廓和所述第二边缘轮廓分别与所述泄露区域的前端和尾端相交。
7.从压缩机排放被压缩的工作流体的方法,包括:
引导被压缩的工作流体通过一开口;
在排放周期内,当由于被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率损失小于由于允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率增加时,允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧;
在排放周期内,当由于所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率损失大于由于允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧导致的压缩效率增加时,减少所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧,
其中,所述开口包括第一部分和第二部分,所述第一部分由第一远端边缘和第一近端边缘所限定,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随第一转子的叶的尖部的轨迹的一部分,所述第一近端配置为在所述排放周期内跟随所述叶的根部的轨迹的一部分,所述第二部分由第二远端边缘和第二近端边缘所限定,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随第二转子的槽的顶部的轨迹的一部分,所述第二近端配置为在所述排放周期内跟随所述槽的底部的轨迹的一部分,限制部分位于所述第一部分和所述第二部分之间、处于在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓、连接边缘轮廓和顶端,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接,该连接边缘轮廓包括第一端和与该第一端间隔开的第二端,所述限制部分的所述顶端布置在所述第一端,并且在小于所述整个排放周期的时间内,所述第一边缘轮廓和所述第二边缘轮廓分别与所述泄露区域的前端和尾端相交。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,减少所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧包括覆盖由所述压缩机的所述第一转子和所述第二转子与所述限制部分形成的所述泄漏区域。
9.从压缩机排放被压缩的工作流体的方法,包括:
引导被压缩的工作流体通过一开口;
在排放周期内,如果允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述压缩机的吸入侧将产生所述压缩机的净效率增加,那么允许所述被压缩的工作流体的泄漏回到所述吸入侧,
其中,所述开口包括第一部分和第二部分,所述第一部分由第一远端边缘和第一近端边缘所限定,所述第一远端边缘配置为在所述排放周期内跟随第一转子的叶的尖部的轨迹的一部分,所述第一近端配置为在所述排放周期内跟随所述叶的根部的轨迹的一部分,所述第二部分由第二远端边缘和第二近端边缘所限定,所述第二远端边缘配置为在所述排放周期内跟随第二转子的槽的顶部的轨迹的一部分,所述第二近端配置为在所述排放周期内跟随所述槽的底部的轨迹的一部分,限制部分位于所述第一部分和所述第二部分之间、处于在所述排放周期内所述叶朝所述槽移动的位置,所述限制部分配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓、连接边缘轮廓和顶端,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接,该连接边缘轮廓包括第一端和与该第一端间隔开的第二端,所述限制部分的所述顶端布置在所述第一端,并且在小于所述整个排放周期的时间内,所述第一边缘轮廓和所述第二边缘轮廓分别与所述泄露区域的前端和尾端相交。
10.螺杆压缩机的壳体,包括:
开口,该开口配置为放置在所述螺杆压缩机的转子的轴端;以及
限制部分,其配置为塑造所述开口的形状,该限制部分配置为在排放周期内覆盖由所述螺杆压缩机的至少一个转子形成的泄漏区域;
其中,所述限制部分放置在远离在所述排放周期内最初形成所述泄漏区域的位置,并且,所述限制部分包括第一边缘轮廓、第二边缘轮廓、连接边缘轮廓和顶端,该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接,该连接边缘轮廓包括第一端和与该第一端间隔开的第二端,所述限制部分的所述顶端布置在所述第一端,并且在小于所述整个排放周期的时间内,所述第一边缘轮廓和所述第二边缘轮廓分别与所述泄露区域的前端和尾端相交。
11.根据权利要求10所述的螺杆压缩机的壳体,其特征在于,所述限制部分配置为在整个排放周期内不覆盖所述泄漏区域。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |