CN107191347A - 具有蒸气注入系统的往复式压缩机 - Google Patents

Abstract

所提供的是一种压缩机，并且该压缩机可以包括压缩缸以及设置在该压缩缸内的压缩活塞，该压缩活塞将置于压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力。该压缩机可以附加地包括曲轴、注入孔、位置传感器以及阀组件，该曲轴使压缩活塞在压缩缸内循环，该注入孔将处于吸入压力与排出压力之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送至压缩缸，位置传感器测量曲轴的旋转位置，阀组件与注入孔相关联，阀组件能够操作以响应于由位置传感器提供的数据来控制流体从注入孔通入所述压缩缸中。

Description

具有蒸气注入系统的往复式压缩机

本发明是申请日为2013年12月18日、申请号为201380070961.3(PCT/US2013/076083)、发明名称为“具有蒸气注入系统的往复式压缩机”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求均于2013年12月18日提交的美国发明申请No.14/132,490和美国发明申请No.14/132,556的优先权以及于2012年12月18日提交的美国临时申请No.61/738,741的权益。以上申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开涉及往复式压缩机，并且更特别地涉及结合有流体注入系统的往复式压缩机。

背景技术

本部分提供了与本公开有关的背景信息，这些背景信息不一定为现有技术。

往复式压缩机通常包括压缩机本体，该压缩机本体容置驱动马达以及一个或更多个活塞-缸装置。在操作中，驱动马达将力传递在每个活塞上以使活塞在相应的缸内相对于所述相应的缸移动。通过这样做，置于缸内的工作流体的压力被增大。

常规的往复式压缩机在例如加热、通风和空调系统(HVAC)的制冷系统中可以用于使制冷剂在制冷系统的各个部件当中循环。例如，往复式压缩机可以接纳来自蒸发器的吸入压力气态制冷剂，并且往复式压缩机可以将压力从吸入压力升高至排出压力。排出压力气态制冷剂可以离开压缩机并且遇到冷凝器以允许制冷剂变相成从气体至液体。液体制冷剂随后可以在回到蒸发器——在该蒸发器处循环重新开始——之前经由膨胀阀而被膨胀。

在前述制冷系统中，压缩机需要电力来驱动马达并将系统内的制冷剂从吸入压力压缩至排出压力。如此，压缩机消耗的能量的量直接影响与操作制冷系统相关联的成本。因此，常规的压缩机通常被控制成在仍然向系统提供足够的排出压力制冷剂以满足冷却和/或加热需求的同时使能量消耗最小化。

压缩机容量进而在操作期间往复式压缩机所消耗的能量可以通过采取所谓的“吸入受阻调制”进行控制。经由吸入受阻调制控制压缩机容量通常涉及：在制冷系统需要小体积的排出压力制冷剂时限制压缩机的吸入压力气态制冷剂、以及在制冷系统需要大体积的排出压力制冷剂时允许吸入压力气态制冷剂自由地流动到压缩机中。一般来说，在制冷系统承受的负荷减小时需要小体积的排出压力制冷剂，并且在制冷系统承受的负载增大时需要大体积的排出压力制冷剂。

经由吸入受阻调制控制往复式压缩机通过将压缩机上的负荷减小至满足系统要求所需的仅大约负荷来减小操作期间压缩机能量消耗。然而，常规的往复式压缩机通常不包括例如蒸气注入系统或液体注入系统的流体注入系统。因此，常规的往复式压缩机容量通常受限于经由吸入受阻调制的实施和/或经由速度可变驱动所经历的增大。

发明内容

该部分提供了本公开的总体概述，而不是对其完全范围或其特征的全部的全面公开。

提供了一种压缩机组件，并且该压缩机组件可以包括压缩缸以及设置在压缩缸内的压缩活塞，该压缩活塞将置于压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力。压缩机组件可以附加地包括曲轴以及与压缩缸流体连通的注入端口，该曲轴使压缩活塞在压缩缸内循环，该注入端口将处于吸入压力蒸气与排出压力蒸气之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送/连通至压缩缸。该注入端口可以在压缩活塞使注入端口暴露时将中间压力蒸气递送至压缩缸、并且可以在压缩活塞阻塞注入端口时阻止中间压力蒸气递送至压缩缸。

在另一构型中，提供了一种压缩机组件，并且该压缩机组件可以包括压缩缸以及设置在该压缩缸内的压缩活塞，该压缩活塞将置于压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力。该压缩活塞能够通过使压缩活塞在压缩缸内循环的曲轴而在压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)之间移动。注入端口可以与压缩缸流体连通并且可以将处于吸入压力蒸气与排出压力蒸气之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送至压缩缸。该注入端口可以在压缩活塞正接近BDC位置时被压缩活塞暴露从而允许中间压力蒸气递送至压缩缸中。

其他应用领域将通过文中提供的描述变得明显。本发明内容中的描述和具体示例仅意在说明的目的而非意在限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图仅是为了说明所选定的实施方式而非所有可能的实施形式，并且不意在限制本公开的范围。

图1为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图2为图1的压缩机的分解图；

图3为图1的压缩机的沿着线3-3截取的截面图；

图4为图1的压缩机的沿着线4-4截取的截面图；

图5为图1的压缩机的沿着线4-4截取的局部截面图，并且该局部截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口；

图6为图1的压缩机的沿着线4-4截取的局部截面图，并且该局部截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口；

图7为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图8A为图7的压缩机的沿着线8A-8A截取的截面图，并且该截面图示出了一对流体注入端口中的处于关闭状态的一个流体注入端口；

图8B为图7的压缩机的沿着线8B-8B截取的立体截面图，并且该立体截面图示出了一对流体注入端口中的处于关闭状态的一个流体注入端口；

图9A为图7的压缩机的沿着线9A-9A截取的截面图，并且该截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口；

图9B为图7的压缩机的沿着线9B-9B截取的立体截面图，并且该立体截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口；

图10为图7的压缩机的曲轴的分解图；

图11为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图12为图11的压缩机的沿着线12-12截取的截面图；

图13为图11的压缩机的压缩缸的示意性截面图；

图14为图11的压缩机的替代性缸的示意性截面图；

图15为图11的压缩机的替代性缸的示意性截面图；

图16为具有阀的蒸气注入导管的示意性截面图，该蒸气注入导管结合图11的压缩机使用；

图17为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图18为图17的压缩机的沿着线18-18截取的截面图；

图19为图17的压缩机的局部截面图；

图20为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图21为图20的压缩机的沿着线21-21截取的局部截面图；

图22为图20的压缩机的沿着线22-22截取的局部截面图；

图23为根据本公开的原理的压缩机的立体图；

图24为图23的压缩机的沿着线24-24截取的截面图；

图25为图23的压缩机的局部截面图，该局部截面图示出了靠近压缩机的缸盖定位的蒸气注入阀；

图26为根据本公开的原理的控制系统的示意图；以及

图27为制冷系统的示意图。

在整个附图中的各图中，对应的附图标记指示对应的零部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例性实施方式进行更全面地描述。

提供了示例性实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、设备和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，不必使用具体细节、示例性实施方式可以以许多不同的方式实施、并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在某些示例性实施方式中，并未对公知的过程、公知的设备结构和公知的技术进行详细的描述。

在此使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式而并非意在进行限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，未指明是单数形式还是复数形式的名词可以同样预期包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包含性的并且因而指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件的组的存在或附加。除非作为执行顺序具体说明，在此描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须需要其以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加或替代的步骤。

当元件或层被提及为处于“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，其可以直接地在其他元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者，可以存在中介元件或层。相反，当元件被提及为“直接地在另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)应当以相似的方式理解。如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的列举零件中的一个或更多个的任意和所有组合。

尽管可以在此使用第一、第二、第三等等术语对各个元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语所限制。这些术语可以仅用来区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确说明，比如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在此使用时意图不是指次序或顺序。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的前提下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部分。

出于易于说明的目的，本文中会使用比如“内”、“外”、“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语以描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。空间相对术语意在涵盖设备在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征的下面”的元件将被定向成“在其他元件或特征的上方”。因而，示例术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下方这两个定向。设备可以以其他方式定向(旋转九十度或者处于其他定向)，并且文中使用的空间相对描述词被相应地解释。

首先参照图1至图3，所提供的是往复式压缩机组件10，并且该往复式压缩机组件10可以包括压缩机壳体14和缸盖18。压缩机壳体14和缸盖18可以容纳压缩机构20，该压缩机构20将流体从吸入压力选择性地压缩至排出压力以使流体在制冷系统的各个部件当中循环。

缸盖18可以包括具有进口端口26的顶板22、顶板垫圈30以及蒸气存储集气室34。该缸盖18可以通过阀板38结合到压缩机壳体14中，该阀板38包括阀保持件42以及一个或更多个垫圈46，所述一个或更多个垫圈46用以将缸盖18和压缩机壳体14与外部污染物密封开。

压缩机构20可以包括第一活塞50和第二活塞54，第一活塞50和第二活塞54位于压缩机壳体14内并且能够通过相应的连接杆58、62沿线性方向往复移动。连接杆58、62设置在相应的活塞50、54与曲轴66之间以允许施加至曲轴66的旋转力被传输至活塞50、54。尽管压缩机组件10被示出并描述为包括两个活塞50、54，但压缩机组件10可以包括更少或更多的活塞。

曲轴66包括用于对第一随动件74和第二随动件78进行控制的凸轮轮廓件70。第一随动件74和第二随动件78被固定成用于与相应的凸轮活塞82、86一起运动，并且第一随动件74和第二随动件78经由相应的弹簧90、94偏置成与曲轴66的凸轮轮廓件70接合(图4)。

在操作中，气态流体(例如制冷剂)在压缩机组件10中从吸入压力被压缩至排出压力。制冷剂首先穿过形成在压缩机组件10的端罩102中的吸入进口端口98并且以低压气态形式(即，以吸入压力)进入壳体14。如所描述的，由于进入压缩机壳体14的吸入压力蒸气被允许填充壳体14的内容积，因此压缩机组件10为所谓的“低压侧”压缩机。

一旦在壳体14中，制冷剂就可以被抽吸到第一缸106和第二缸110中以进行压缩。具体地，当第一活塞50和第二活塞54——由于曲轴66相对于壳体14的旋转——在相应的缸106、110内循环时，制冷剂从壳体14的内部容积被抽吸到第一缸106和第二缸110中。制冷剂随后在活塞50、54在各自的缸106、110内相对于各自的缸106、110移动时在各自的缸106、110内从吸入压力被压缩至排出压力。在其他示例中，在壳体14中可以设有单个缸106或者可以设有任何其他数目的缸以适应活塞50、54的数目。

制冷剂在活塞50、54从上死点(TDC)位置移动向下死点(BDC)位置时的每个活塞50、54的吸气冲程期间进入第一缸106和第二缸110。当活塞50、54处于TDC位置时，曲轴66必须旋转约一百八十度(180°)以使特定的活塞50、54移动到BDC位置中，从而使活塞50、54从靠近特定缸106、110的顶部的位置移动向缸106、110的底部。当活塞50、54从TDC位置移动向BDC位置时，特定的缸106、110被置于真空或真空效应下(出于简便的目的，下文中将被称作“真空”)，这使得吸入压力蒸气被抽吸到缸106、110中。

第一活塞50和第二活塞54在曲轴66由电动马达(未示出)驱动时沿交替的方向线性地移动。当曲轴66旋转时，活塞50、54沿向上的方向被驱动，从而对置于缸106、110内的制冷剂进行压缩。当活塞50、54行进向TDC位置时，缸106、110的有效容积被减小，从而对设置在缸106、110内的制冷剂进行压缩。经压缩的制冷剂保持气体状态，但从吸入压力被升高至排出压力。此时，制冷剂可以离开缸106、110并且进入排出室122。

在压缩之后，活塞50、54回到BDC并且制冷剂再次被抽吸到缸106、110中。尽管第一和第二活塞50、54由曲轴66同时地驱动，但是第一和第二活塞50、54彼此异相。也就是说，当活塞50、54中的一者处于TDC位置时，活塞50、54中的另一者处于BDC位置。此外，当活塞50、54中的一者从BDC位置移动向TDC位置时，活塞50、54中的另一者从TDC位置移动向BDC位置。因此，就具有一对活塞50、54的压缩机组件10而言，活塞50、54中的一者在压缩机组件10的操作期间将气态制冷剂抽吸到缸106、110中的一者中，同时活塞50、54中的另一者对位于缸106、110中的另一者中的制冷剂进行压缩。

一旦制冷剂到达排出压力，制冷剂就可以从缸盖18穿过缸盖18中的排出端口130喷出。排出压力制冷剂保持蒸气状态并且可以被递送至外部制冷系统的热交换器(都未示出)。例如，排出压力制冷剂可以被递送至制冷系统的冷凝器(未示出)以允许制冷剂释放热量并变相成从蒸气至液体，从而向受调节空间提供加热或冷却效果。

特别参照图1至图4，例如经济型蒸气注入系统132的流体注入系统被示出为在压缩机组件10中实施以增加压缩机的性能。借助于在图27中示出的系统经济器中对制冷剂进行附加过冷，蒸气注入系统132可以将中间压力蒸气/气体选择性地注入到压缩机组件10中以通过提供附加的系统输出或容量来提高系统效率。通过注入蒸气/气体引起的压缩机功率增大相对地低于附加的系统容量，使得整个系统效率被增大。如下面将对所有蒸气注入系统进行描述，这些注入系统可以用于液体制冷剂注入或其他流体注入。

蒸气注入系统132可以接纳来自外部热交换器例如闪蒸罐或经济型热交换器(都未示出)的中间压力蒸气，并且蒸气注入系统132可以经由缸盖18以及形成在顶板22中的进口端口26将中间压力蒸气选择性地供应至压缩机壳体14。中间压力蒸气可以存储在蒸气存储集气室34中，直到在压缩循环期间需要中间压力蒸气为止。可选地，蒸气存储集气室34可以包括隔绝层35例如聚合物或者其他隔绝涂层。隔绝层35限制与排出压力蒸气相关联的热量到达蒸气存储集气室34。

缸盖18和压缩机壳体14可以协作以提供在蒸气存储集气室34与缸106、110之间延伸的流体路径。该流体路径可以包括一对端口133、135，所述一对端口133、135形成在缸盖18中并且与穿过缸盖18形成的流体通道134、138连通。通道134、138可以延伸穿过缸盖18以使得每个端口133、135经由通道134、138与形成在阀板38中的端口137、139流体连通(图4)。

如图4中所示，端口137、139以紧靠近压缩机壳体14的方式设置以允许设置在每个通道134、138内的中间压力蒸气从通道134、138经由端口137、139自由地流动到压缩机壳体14中。中间压力蒸气由于压缩机壳体14的压力(处于吸入压力)与中间压力蒸气的压力之间的压力差而流动到端口137、139中。

中间压力蒸气被允许自由地进入形成在压缩机壳体14中的一对流体通道141、143(图4)，但中间压力蒸气通过活塞82、86被限制自由地流动到缸106、110中。因此，活塞82、86控制中间压力蒸气从通道134、138到第一缸106和第二缸110中的流动。

在操作中，由于凸轮轮廓件70固定成用于与曲轴66一起旋转，因此曲轴66旋转凸轮轮廓件70。凸轮轮廓件70定形状成使得：当凸轮轮廓件70旋转时，第一随动件74和第二随动件78以在方向上交替的方式线性地移动。第一随动件74和第二随动件78以及第一活塞82和第二活塞86偏移以利用单个凸轮轮廓件70来操作两个活塞82、86的打开及关闭。第一弹簧90和第二弹簧94通过相应的垫圈142、146与第一随动件72和第二随动件78分开，并且第一弹簧90和第二弹簧94通过使随动件74、78偏置成与凸轮轮廓件70接合而保持第一随动件74和第二随动件78与凸轮轮廓件70之间的恒定接触。

第一活塞82和第二活塞86可以各自包括大致圆筒形形状，其中每个活塞82、86从靠近端口137、139的第一端至靠近第一随动件74和第二随动件78的第二端为大致中空的。尽管活塞82、86被描述为大致中空，但随动件74、78仍可以被接纳在活塞82、86的相应的第二端内以在第二端处部分地关闭各自的活塞82、86(图4)。

在一个构型中，活塞82、86设置在通道141、143内并且允许在各自的通道141、143内平移。活塞82、86的在通道141、143内相对于所述通道141、143的运动通过第一随动件74和第二随动件78相对于压缩机壳体14的运动来实现。具体地，第一随动件74和第二随动件78与凸轮轮廓件70之间的接合——由于通过偏置构件90、94在各自的随动件74、78上施加的力——在曲轴66旋转时使得随动件74、78在各自的通道141、143内相对于各自的通道141、143移动。

尽管偏置构件90、94迫使各自的随动件74、78与凸轮轮廓件70接合，但是随动件74、78也可以通过设置在蒸气存储集气室34内的中间压力蒸气被偏置成与凸轮轮廓件70接合。具体地，中间压力蒸气可以从蒸气存储集气室34在每个活塞82、86的第一端处接纳在每个活塞82、86内并且可以直接在随动件74、78上施加力。具体地，中间压力蒸气由于蒸气存储集气室34(中间压力)与压缩机壳体14(吸入压力)之间的压力差而被允许流动到每个活塞82、86的大致中空部分中。一旦中间压力蒸气进入并大致填充每个活塞82、86，则中间压力蒸气碰到靠近各自的活塞82、86的第二端的各自的随动件74、78并且迫使各自的随动件74、78朝向凸轮轮廓件70。

允许中间压力蒸气大致填充每个活塞82、86同样地允许设置在中间压力蒸气内的任何润滑剂同样地进入活塞82、86。这种润滑剂可以从活塞82、86经由分别形成在随动件74、78中的通道83、87(图5和图6)排泄。使润滑剂从活塞82、86排泄防止了每个活塞82、86被润滑剂填充并且进一步提供向每个随动件74、78与凸轮轮廓件70之间的接触点提供润滑剂的附加益处。

如在图4中最佳地示出的，凸轮轮廓件70包括不规则的形状，该不规则的形状使随动件74、78上升及下降，并且从而使活塞82、86在通道141、143内上升及下降。由于凸轮轮廓件70包括不规则的形状，因此活塞82、86将根据随动件74、78沿着凸轮轮廓件70的位置而移动成更接近或更远离阀板38。

附加地参照图5至图6，通道141、143可以各自包括与缸106、110连通的进气端口150、154。进口端口150、154允许设置在通道141、143内的中间压力蒸气流动到缸106、110内以使缸106、110内的压力增大，从而减小将缸106、110内的蒸气的压力升高至排出压力所需的功。

中间压力蒸气从通道141、143至缸106、110的流动可以通过活塞82、86来控制。具体地，活塞82、86中的一者或两者可以包括沿着其长度设置的窗158。该窗158可以相对于进气端口150、154中的一者定位成允许中间压力蒸气进入第一缸106和第二缸110中的一者。此外，端口150、154中的一者可以定位在沿着通道141、143中的一者的位置处，使得特定的端口150、154以紧靠近阀板38的方式设置。如果端口150、154以紧靠近阀板38的方式定位，则设置在通道141、143内的活塞82、86可以不需要窗158来允许端口150、154与缸106、110中的一者之间的选择性连通。

例如，如果端口154以紧靠近阀板38的方式形成，则活塞86可以在活塞86的第一端紧靠近阀板38时关闭端口150(图6)，并且活塞86可以在活塞86的第一端移动成足够远离阀板38以使得活塞86不再阻塞端口154时打开端口154(图5)。活塞86的运动通过随动件78沿着凸轮轮廓件70的位置进行控制。因此，凸轮轮廓件70可以构造成允许端口154在与活塞54在缸110内的位置有关的预定时间处打开。例如，凸轮轮廓件70可以定形状成使得活塞86允许中间压力蒸气在压缩过程的大约第一九十度(90°)(即，活塞54从BDC位置移动向TDC位置的时间的大约第一半)流动到缸110中。在压缩过程的剩余时间段和整个吸入冲程(即，当活塞54从TDC位置移动向BDC位置时)中，活塞86阻塞进口端口154，从而限制中间压力蒸气从蒸气存储集气室34流动到缸110中。

在其他示例中，活塞86可以在活塞54到达BDC之前(在吸入冲程期间)的五十度(50°)与活塞54到达BDC之后(在压缩冲程期间)的五十度(50°)之间的任何时间都打开端口154。同时，活塞86可以在活塞54到达BDC之后(在压缩冲程期间)的五十度(50°)与活塞54到达BDC之后的一百二十度(120°)之间的任何时间关闭端口154。可以针对各种制冷剂使端口154的打开及关闭最佳化。例如，R404A可以优选为在活塞54到达BDC之前的大约二十度(20°)处打开并且在活塞54到达BDC之后的大约九十度(90°)处关闭。

第一活塞82可以以类似的方式操作。然而，第一活塞82可以构造成在窗158布置成与端口150流体连通时(图6)允许中间压力蒸气从蒸气存储集气室34经由窗158流动至缸106，并且第一活塞82可以在窗158不与端口150相对时(图5)阻止这种连通。与活塞86一样，活塞82在通道131内的相对位置通过随动件74沿着凸轮轮廓件70的位置进行控制。因此，凸轮轮廓件70可以定形状成使得活塞82允许中间压力蒸气在压缩过程的大约第一九十度(90°)(即，在活塞50从BDC位置移动向TDC位置的时间的大约第一半)流动到缸106中。在压缩过程的剩余时间段和整个吸入冲程(即，当活塞50从TDC位置移动向BDC位置时)中，第一活塞82阻塞进口端口150，从而限制中间压力蒸气从蒸气存储集气室34流动至缸106。

尽管活塞86被描述并示出为包括沿着其长度大致均匀的横截面并且活塞82被示出为包括窗158，但是活塞82、86中的任一者或两者可以构造成具有均匀的横截面或窗158。活塞82、86的构型以及窗158沿着活塞82、86中的任一者或两者的长度的位置可以通过每个端口150、154沿着相应的通道131、143的位置以及通过凸轮轮廓件70的形状来驱动。也就是说，如果端口150、154定位得足够靠近阀板38并且凸轮轮廓件70的形状使得每个活塞82、86的第一端可以充分地移动成远离端口150、154(即，沿远离阀板38的方向)以在与每个活塞50、54的压缩循环有关的所需时间处选择性地允许通道134、138与端口150、154之间的流体连通，则每个活塞82、86均可以包括沿着其长度的大致恒定的横截面。

尽管蒸气注入系统20被描述并示出为包括单个凸轮轮廓件70，但是曲轴66可以替代性地包括单独地控制活塞82、86的单独的凸轮轮廓件。这种构型将允许活塞82、86大致类似同时在不同的时间同时地打开及关闭相应的端口150、154以适应相应的活塞50、54的压缩循环。

特别参照图7至图10，所提供的是压缩机组件200，并且该压缩机组件200可以包括具有缸盖208的压缩机壳体204。缸盖208可以包括具有进口端口216的顶板212以及蒸气存储集气室220。缸盖208可以通过阀板224结合到压缩机本体中。

第一活塞228和第二活塞232可以位于压缩机壳体204内并且能够通过相应的连接杆236、240沿线性方向往复地移动。连接杆236、240设置在相应的活塞228、232与曲轴244之间。尽管压缩机组件200在下文中将被描述并示出为包括两个活塞228、232，但是压缩机组件200可以包括更少或更多的活塞。

曲轴244可以包括用于控制第一杆256的第一偏心轮廓件248以及用于控制第二杆260的第二偏心轮廓件252。第一杆256和第二杆260可以由曲轴244驱动并且可以以可旋转的方式连接至第一活塞256和第二活塞260。第一杆256和第二杆260可以各自包括销264、268和夹具272、276(图10)，销264、268与夹具272、276协作以将相应的杆256、260附接至偏心轮廓件248、252中的一者。每个杆256、260与相应的偏心轮廓件248、252的附接允许曲轴244的旋转力被传递在每个杆256、260上，从而允许每个杆256、260在压缩机壳体204内相对于压缩机壳体204平移。

在操作中，制冷剂在往复式压缩机组件200中从吸入压力被压缩至所需的排出压力。吸入压力制冷剂首先穿过压缩机壳体204的端罩284的吸入进口端口280。制冷剂由于每个活塞228、232在相应的缸288、292内相对于相应的缸288、292的往复运动而在进口端口280处被抽吸到压缩机壳体204中。与压缩机组件10一样，由于压缩机壳体204处于吸入压力，因此压缩机组件200为所谓的“低压侧”压缩机组件。因此，活塞228、232的操作将吸入压力蒸气从压缩机壳体204抽吸到各自的缸288、292中，这进而使更多的吸入压力蒸气被抽吸到压缩机壳体204中。一旦制冷剂被设置在每个缸288、292内，第一活塞228和第二活塞232就与曲轴244协作从而以如以上关于压缩机组件10所描述的类似方式将制冷剂从吸入压力压缩至排出压力。

也就是说，制冷剂在活塞228、232从上死点(TDC)位置移动向下死点(BDC)位置时的每个活塞228、232的吸入冲程期间进入第一缸288和第二缸292。当活塞228、232处于TDC位置时，曲轴244必须旋转大约一百八十度(180°)以使特定的活塞228、232移动到BDC位置中，从而使活塞228、232从靠近特定缸288、292的顶部的位置移动至缸288、292的底部。当活塞228、232从TDC位置移动到BDC位置中时，特定的缸288、292被布置在真空下，这使得吸入压力蒸气被抽吸到缸288、292中。

第一活塞228和第二活塞232在曲轴244由电动马达(未示出)驱动时沿交替的方向线性地移动。当曲轴244旋转时，活塞228、232沿向上方向被驱动，从而对设置在缸288、292内的制冷剂进行压缩。当活塞228、232行进向TDC位置时，缸288、292的有效容积被减小，从而对设置在缸288、292内的制冷剂进行压缩。经压缩的制冷剂保持气体状态，但从吸入压力升高至排出压力。

在压缩之后，活塞228、232回到BDC并且制冷剂再次被抽吸到缸288、292中。尽管第一活塞228和第二活塞232由曲轴244同时地驱动，但是第一活塞228和第二活塞232彼此异相。也就是说，当活塞228、232中的一者处于TDC位置中时，活塞228、232中的另一者处于BDC位置中。此外，当活塞228、232中的一者从BDC位置移动向TDC位置时，活塞228、232中的另一者从TDC位置移动向BDC位置。因此，就具有一对活塞228、232的压缩机组件200而言，活塞228、232中的一者在压缩机组件200的操作期间将气态制冷剂抽吸到缸288、292中的一者中，同时活塞228、232中的另一者对缸288、292中的另一者中的制冷剂进行压缩。

一旦制冷剂到达排出压力，制冷剂就可以从壳体204穿过压缩机壳体204中的排气端口308喷出。排出压力制冷剂保持蒸气状态并且可以被递送至外部制冷系统的热交换器(都未示出)。例如，排出压力制冷剂可以被递送至制冷系统的冷凝器(未示出)以允许制冷剂释放热量并变相成从蒸气至液体，从而向受调节空间提供加热或冷却效果。

继续参照图7至图10，压缩机组件200被示出为包括提高压缩机性能和效率的经济型蒸气注入系统201。借助于在图27中示出的系统节能装置中对制冷剂进行额外过冷，蒸气注入系统201可以将中间压力蒸气选择性地注入到压缩机组件200中以通过提供压缩机的额外输出或容量并使系统容量增大来提高系统效率。

蒸气注入系统201可以接纳来自外部热交换器例如闪蒸罐或经济型热交换器(都未示出)的中间压力蒸气，并且蒸气注入系统201可以经由缸盖208以及形成在顶板212中的进口端口216将中间压力蒸气选择性地供应至压缩机壳体204。中间压力蒸气可以存储在蒸气存储集气室220中，直到在压缩循环期间需要中间蒸气压力为止。

缸盖208和压缩机壳体204可以协作以提供在蒸气存储集气室220与缸228、232之间延伸的流体路径。该流体路径可以包括一对端口209(图8B)、211(图9B)，所述一对端口209、211形成在缸盖208中并且与穿过缸盖208形成的流体通道312、316连通。通道312、316可以延伸穿过缸盖208，使得每个端口209、211经由通道(312、316)与形成在阀板224(图8A至图9B)中的端口313(图8A)、315(图9A)流体连通。

如图8A至图9B中所示，端口313、315以紧靠近压缩机壳体204的方式设置以允许设置在每个通道312、316内的中间压力蒸气从通道312、316经由端口313、315自由地流动到压缩机壳体204中。

中间压力蒸气被允许自由地进入形成在压缩机壳体204中的一对流体通道317、319，但中间压力蒸气通过第一杆256和第二杆260被限制自由地流动到缸288、232中。因此，第一杆256和第二杆260控制中间压力蒸气从通道317、319到第一缸288和第二缸292中的流动。

特别参照图8A至图9B，将对蒸气注入系统201的操作进行详细地描述。曲轴244的旋转同样地导致第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252相对于压缩机壳体204的旋转。第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252定形状成使得：当第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252旋转时，第一杆256和第二杆260以在方向上交替的方式线性地移动。当第一杆256和第二杆260与第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252有关地上升及下降时，第一杆256和第二杆260打开及关闭第一进气端口320和第二进气端口324以允许中间压力蒸气进入第一缸288和第二缸292。第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252定形状成允许气体在压缩冲程期间的预定时间(即，从BDC至TDC的活塞行程的大约第一半)流动到每个缸288、292中。在压缩冲程的剩余时间段和整个吸入冲程中，第一杆256和第二杆260阻塞第一进气端口320和第二进气端口324以防止中间压力蒸气流动到缸288、292中。

第一杆256和第二杆260可以附接在围绕第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252的周边的指定位置处以控制中间压力蒸气到第一缸288和第二缸292中的注入。例如，第一杆256可以在从BDC至TDC的活塞行程的第一半(即，在压缩循环期间曲轴244的旋转的第一九十度(90°))使第一进气端口320暴露以允许气体流动到第一缸288(图8A至图8B)中。在压缩循环期间的预定时间段之后，第一杆256在压缩循环的剩余时间段中上升以阻塞端口320，从而防止中间压力蒸气进入缸288。

第二杆260可以在第一进气端口320打开时阻塞第二进气端口324。相反地，第二杆260可以在第一进气端口320被关闭时缩回并打开第二进气端口324。简言之，第一杆256和第二杆260彼此异相并且因此不允许两个端口320、324同时打开。

第一杆256和第二杆260可以分别与第一偏心轮廓件248和第二偏心轮廓件252协作以在不同的时间打开端口320、324，从而适应各自的缸288、292中的压缩正时。也就是说，第一杆256和第二杆260可以在不同的时间定位在降低的状态以分别打开端口320、324，使得端口320、324在从BDC至TDC的活塞行程的第一半(即，在压缩循环期间曲轴244的旋转的第一九十度(90°))打开。

参照图11至图15，所提供的是压缩机组件400，并且该压缩机组件400可以包括具有缸盖408的压缩机壳体404。缸盖408可以包括顶板412并且可以通过阀板416结合到压缩机壳体404中。

第一活塞和第二活塞可以位于压缩机壳体404内并且能够通过相应的连接杆426、430沿线性方向往复地移动。连接杆426、430设置在相应的活塞418、422与曲轴(未示出)之间。尽管曲轴未被示出，但是曲轴可以类似——如果不等同的话——于上述压缩机组件10的曲轴66(不包括凸轮轮廓件70)。尽管压缩机组件400将在下文中被描述并示出为包括两个活塞418、422，但是压缩机组件400可以包括更少或更多的活塞。

在操作中，制冷剂在压缩机组件400中从吸入压力被压缩至所需的排出压力。吸入压力制冷剂由压缩机壳体400接纳并且被抽吸到分别与活塞418、422相关联的缸438、422中。与压缩机组件10、200一样，由于压缩机壳体404处于吸入压力，因此压缩机组件400为所谓的“低压侧”压缩机组件。因此，活塞418、422的操作将吸入压力蒸气从压缩机壳体404抽吸到各自的缸438、422中，这进而使更多的吸入压力蒸气被抽吸到压缩机壳体404中。一旦制冷剂被设置在相应的缸438、422内，活塞418、422就与曲轴协作从而以如以上关于压缩机组件10、200所描述的类似方式将制冷剂从吸入压力压缩至排出压力。

制冷剂在活塞418、422从上死点(TDC)位置移动向下死点(BDC)位置时的每个活塞418、422的吸入冲程期间进入第一缸438和第二缸442。当活塞418、422处于TDC位置时，曲轴必须旋转大约一百八十度(180°)以使特定的活塞418、422移动到BDC位置中，从而使活塞418、422从靠近特定缸438、442的顶部的位置移动至缸438、442的底部。当活塞418、422从TDC位置移动到BDC位置时，特定的缸438、442被布置在真空下，这使得吸入压力蒸气被抽吸到缸438、442中。

活塞418、422在曲轴由电动马达(未示出)驱动时沿交替的方向线性地移动。当曲轴旋转时，活塞418、422沿向上方向被驱动，从而对设置在缸438、442内的制冷剂进行压缩。当活塞418、422行进向TDC位置时，缸438、442的有效容积被减小，从而对设置在缸438、442内的制冷剂进行压缩。经压缩的制冷剂保持气体状态，但从吸入压力升高至排出压力。

在压缩之后，活塞418、422回到BDC位置并且制冷剂再次被抽吸到缸438、442中。尽管活塞418、422由曲轴418同时地驱动，但是活塞418、422彼此异相。也就是说，当活塞418、422中的一者处于TDC位置中时，活塞418、422中的另一者处于BDC位置中。此外，当活塞418、422中的一者从BDC位置移动向TDC位置时，活塞418、422中的另一者从TDC位置移动向BDC位置。因此，在压缩机组件400的操作期间，活塞418、422中的一者将气态制冷剂抽吸到缸438、442中的一者中，同时活塞418、422中的另一者对缸438、442中的另一者中的制冷剂进行压缩。一旦制冷剂到达排出压力，制冷剂就可以以如以上关于压缩机组件10、200所描述的类似方式从压缩机壳体404喷出。

特别参照图11至图16，压缩机组件400被示出为包括提高压缩机性能和效率的蒸气注入系统446。借助于在图27中示出的系统节能装置中对制冷剂进行额外过冷，蒸气注入系统446可以将中间压力蒸气选择性地注入到压缩机组件400中以通过提供压缩机的额外输出或容量并使系统容量增大来提高系统效率。

蒸气注入系统446可以接纳来自外部热交换器例如闪蒸罐或经济型热交换器800(图27)的中间压力蒸气，并且蒸气注入系统201可以经由导管450将中间压力蒸气选择性地供应至压缩机壳体404。一个或更多个导管454可以在相应的注入端口454处联接至压缩机组件400以允许中间压力蒸气通过注入端口454被导引到缸438、442中。

注入端口454可以包括注入器本体458，该注入器本体458被接纳在压缩机壳体404的孔462内。注入器本体458可以包括通道466，该通道466沿着注入器本体458的长度延伸并且流体联接至导管450。在一个构型中，通道466接纳导管450，由此导管450沿着通道466的整个长度延伸。尽管导管450被描述并示出为沿着通道466的整个长度延伸，但是导管450可以替代性地沿着通道466仅部分地延伸或者可以在不延伸到注入器本体458中的情况下延伸至通道466的开口。无论导管450相对于通道466的位置如何，导管450都与通道466流体连通以向通道466并且从而向缸438、442供应中间压力蒸气。

注入器本体458可以包括肩状部470，该肩状部470抵靠压缩机壳体404以使注入器本体458相对于压缩机壳体404适当地定位。可以在注入器本体458之间靠近肩状部470以及/或者沿着注入器本体458的长度设置一个或更多个密封件474(图12)以防止碎屑在注入器458与孔462之间进入缸438、442中或者防止任何流体从孔462泄露。

孔462延伸到相应的缸438、442中并且与相应的缸438、442流体连通。如图12中所示，每个孔462穿过压缩机壳体404形成以允许孔462在外表面478(图11)与每个缸438、442之间延伸。

如图13中所示，孔462可以沿着每个缸438、442的长度定位成使得每个孔462的出口482在每个活塞418、422在各自的缸438、442内处于BDC位置时与每个活塞418、422的顶表面486对准。替代性地，出口482可以沿着每个缸438、442的长度定位成使得出口482在每个活塞418、442处于BDC位置(图14)时在每个活塞418、422的顶表面486下方延伸。在替代性构型中，孔462可以排除对注入器本体458的使用并且可以将导管450简单地连接至孔462，从而允许流体穿过导管450、孔462、出口482流动到缸438、442中。

尽管出口482被示出为单个出口，但是多个出口482也可以结合缸438、442中的一者或更多者使用。例如，如图15中所示，三个出口482可以结合缸438、442中的一者或两者使用。出口482可以在活塞418、422处于BDC位置时(图15)与活塞418、422的顶表面486对准，或者替代性地，出口482可以在活塞418、422处于BDC位置时设置在活塞418、422的顶表面486下方。多于一个出口482的使用允许注入发生得更接近处于BDC位置的活塞418、422，同时允许与单个大端口相等的流动面积，这使得可以提高压缩机组件400的容量和效率。因此，多个出口482在与图13和图14中示出的出口482相比时会尺寸更小。

一个出口或者多个出口482可以包括下述尺寸：该尺寸在与一个出口或多个出口482的沿围绕每个缸438、442的方向延伸的尺寸相比时在活塞418、422在缸438、442内行进的方向上更短。这种构型减小了注入端口暴露于缸438、442的时间段，同时还提供了足够的流动面积。例如，出口482可以为短轴线与活塞422、426的运动对准的多个椭圆部或槽。还可以设想的是，出口482可以位于活塞422、426的顶表面486上方。

无论孔462的出口482的特定构型如何，阀组件490都可以结合导管450使用以使中间压力气体沿着导管450并穿过导管450的流动延迟。使中间压力气体沿着导管450的流动延迟可以有利于在活塞418、422处于BDC位置的情况下将中间压力气体在适当时间注入到每个缸438、442中。

阀组件490可以包括阀元件492、偏置元件494和保持板496。保持板496可以相对于导管450固定并且可以将偏置元件494相对于阀元件492定位。阀元件492可以在与阀座498接触的关闭状态与打开状态(图16)之间移动。当阀元件492处于打开状态时，中间压力蒸气被允许围绕阀元件492并穿过注入端口454流动，从而允许中间压力蒸气被接纳在每个缸438、442内。阀元件492通过偏置元件494偏置成与阀座498接合，并且阀元件492在足够的力被施加在阀元件492上以克服通过偏置元件494施加在阀元件492上的力时能够从关闭状态移动向打开装置(图16)。

施加在阀元件492上的力是由于活塞418、422的在各自的缸438、442内的操作而产生的。具体地，当每个活塞418、422将吸入压力气体抽吸到各自的缸438、442中时，在每个导管450内同样地形成了真空差或压力差，从而使阀元件492施加了抵抗偏置元件494的力并且将阀元件492移动向打开状态。因此，阀元件492使中间压力气体延迟进入到每个缸438、442中，直到活塞418、422在各自的缸438、442内处于所需位置为止。也就是说，阀元件492与偏置元件494协作以在活塞418、422处于或正接近BDC位置时允许中间压力气体进入到每个缸438、442中。压缩循环期间在该时点处注入中间压力蒸气使具有设置在每个缸438、442内的中间压力气体的益处最大化并且还可以使流体进入到导管450中的回流最小化。

继续参照图11至图16，将对蒸气注入系统446的操作进行详细描述。活塞418、422由于曲轴在压缩机壳体404内相对于该压缩机壳体404的旋转而在TDC位置与BDC位置之间移动。当活塞418、422处于或正接近BDC位置时，蒸气可以通过蒸气注入系统446被引入到缸438、442中。例如，当活塞418、422处于或正靠近图13、图14和图15中示出的BDC位置时，活塞418、422使孔462的出口482暴露，从而允许中间蒸气进入每个缸438、442。当活塞418、422从BDC位置朝向TDC位置充分地移动时，活塞418、422关闭孔462的出口482，从而防止中间压力蒸气进入缸438、442。如果活塞418、422没有使孔462的出口482完全暴露(图14)，则当活塞418、422处于BDC位置时，在活塞418、422使出口482的一部分暴露的同时、同时地阻塞出口482的一部分。这种布置用以允许与完全暴露的较大的端口相等的流动面积，同时允许在活塞418、422到达BDC位置的情况下在适当时间使中间压力气体进入到缸438、442中。

当活塞418、422阻塞出口482时，来自蒸气注入系统446的蒸气保持在导管450中但是由于活塞418、422阻塞出口482而被防止进入缸438、442。在图15中示出的构型中，出口482彼此大致对准，使得活塞418、422大致同时地选择性地打开及关闭每个出口482。因此，当活塞418、422从BDC位置充分地移动向TDC位置时，出口482中的每个出口均通过活塞418、422被密封，从而防止中间压力蒸气注入到缸438、422中。

当活塞418、422移动到BDC位置中时，一个出口482(图13和图14)或者多个出口(图15)被暴露，从而使导管450暴露于由活塞418、422在相应的缸438、442内相对于所述相应的缸438、442的运动所引起的压力差。施加在导管450上的压力差将中间压力蒸气抽吸到缸438、442中，从而与由通过经济器800获得的额外的制冷剂过冷提供的容量增大有关地减小了压缩机组件400在使吸入压力和注入气体的压力升高至排出压力时所需的总功。如果导管450包括阀组件490，则在中间压力气体被允许经由孔462流动到缸438、442中之前，该压力差必须首先克服通过偏置元件494施加在阀元件492上的力。一旦由于通过活塞418、422形成的压力差而将力施加在导管450上，阀元件492就压缩偏置元件494，从而允许中间压力蒸气围绕阀元件492流动并且经由孔462的出口482进入缸438、442中。此外，中间压力蒸气的压力高于吸入压力，并且因此该压力差将允许中间压力蒸气进入到缸438、442中。

如上所述，活塞418、422由曲轴驱动，使得：当活塞418、422中的一者处于BDC位置时，活塞418、422中的另一者处于TDC位置。因此，中间压力蒸气在任何给定的时间处仅被注入到缸438、442中的一者中，原因在于在任何给定的时间处活塞418、422中的仅一者可以处于BDC位置。

特别参照图17至图19，所提供的是压缩机500。相对于压缩机组件500，与压缩机组件400相关联的部件在结构和功能方面基本类似，因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。

压缩机组件500除结合蒸气注入系统446使用的阀元件504以外基本上类似于压缩机组件400。因此，对压缩机组件500的操作的描述将省略。

阀元件504可以设置在孔462内并且位于注入器本体的远端508与孔462的出口482之间。阀元件504可以为止回阀，该止回阀允许蒸气从孔462流动到缸438、442中但防止蒸气从缸438、442流动到注入器本体458中。在一个构型中，阀元件504为薄盘，该薄盘能够在由移动活塞418、422在相应的缸438、442内的真空形成的压力下移动到打开位置以允许中间压力蒸气流动到缸438、442中。此外，阀元件504可以包括至少一个孔口506，所述至少一个孔口506在阀元件504移动到打开位置中时允许中间压力蒸气流动到缸438、442中。

在一个构型中，多个孔口506配置为环形圈，该环形圈处在当抵靠远端508时(即，当阀元件504处于关闭位置时)限制流体连通的直径范围内。当阀元件504抵靠孔462的肩状部505时，气流可以经由孔口506前进到缸438、442中。孔口506的直径范围在通道466的内径与孔462的肩状部505的内径之间，其中肩状部505的内径大于通道466的内径。尽管阀元件504被描述并示出为盘状元件，但是阀元件504可以为诸如球阀或活塞之类的任何适当的阀，该阀允许中间压力蒸气从孔462流动到缸438、442中同时防止蒸气从缸438、442流动到注入器本体458中。

在操作中，当活塞418、422中的一者处于BDC位置时，出口482中的一者打开，使得通过活塞418、422在缸438、442内相对于所述缸438、442移动而形成的真空而在孔462上施加力。施加在孔462上的力使阀元件504移动到打开位置中，从而允许中间压力蒸气从导管450流动到注入器本体458中、并且最终经由出口482流动到缸438、442中。一旦活塞418、422开始从BDC位置向TDC位置移动，设置在缸438、442内的蒸气就被压缩并且可以在出口482处进入孔462，直到活塞418、422充分地关闭出口482为止。然而，经增压的蒸气在阀元件504由于通过经压缩的蒸气施加在阀元件504上的力而被从打开状态移动至关闭状态时不被允许进入注入器本体458。因此，由于在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时经压缩的蒸气都没有在孔462处逸出缸438、442，因此提高了压缩机组件500的效率。

尽管阀元件504被示出为与相应的孔462的出口482间隔开并分离，但是阀元件504优选地设置成尽可能地接近出口482以防止任何经增压的蒸气在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时逸出缸438、442。如果阀元件504沿着孔462定位成使得阀元件504与出口482之间延伸有间隙，则该间隙将在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时被经增压的蒸气填充。该间隙通过有效地增大了每个缸438、442的容积而减小了压缩机组件500的总效率。

特别参照图20至图22，所提供的是压缩机组件600。压缩机组件600除蒸气注入系统602以外基本上类似于压缩机组件400。具体地，压缩机组件600代替结合有压缩机组件400的蒸气注入系统446而结合有蒸气注入系统602。相对于压缩机组件600，与压缩机组件400相关联的部件在结构和功能方面基本类似，因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。此外，由于压缩机组件600以与压缩机组件400类似的方式操作，因此对压缩机组件600的操作的详细描述将省略。

蒸气注入系统602包括与相应的导管450流体联接的一系列注入器604。如以上关于压缩机组件400、500的蒸气注入系统446所描述的，导管450供应来自诸如闪蒸罐或经济型热交换器(图27)之类的外部源的中间压力气体。如下面将描述的，注入器604接纳来自导管450的中间压力气体并将中间压力气体选择性地供应至缸438、442。

注入器604被接纳在形成在压缩机壳体404中的相应的孔608中并且相对于缸438、442定位成允许注入器604向缸438、442选择性地提供中间压力蒸气。孔608包括允许注入器604与缸438、442流体连通的出口612。注入器604在孔608内定位成使得每个注入器的出口616定位成尽可能地接近孔608的出口612。

在操作中，注入器604可以被控制以在活塞418、422在缸438、442内相对于所述缸438、442的运动期间的预定时间处注入中间压力蒸气。具体地，注入器604可以在活塞418、422中的一者位于BDC位置中时被致动，使得中间压力蒸气在活塞418、422中的一者处于或正接近BDC位置时被提供给缸438、442。注入器604在活塞418、422从BDC位置至TDC位置的预定运动量之前被关闭以防止经增压的蒸气进入注入器604中的任何注入器中。如上所述，靠近孔608的出口612定位注入器出口616并防止经增压的蒸气流动到孔608中增大了压缩机组件600在产生排出压力气体上的效率。

参照图23至图25，所提供的是压缩机组件700。压缩机组件700除结合压缩机组件700使用的蒸气注入系统702以外基本上类似于压缩机组件600。也就是说，蒸气注入系统702代替结合压缩机组件600使用的蒸气注入系统602而结合压缩机700使用。鉴于相对于压缩机700与压缩机400相关联的部件在结构和功能方面基本类似，因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。由于压缩机组件700的操作与压缩机400的操作类似，因此对压缩机组件700的操作的描述将省略。

蒸气注入系统702包括与导管706流体联接的一系列注入器704。导管706与导管450的类似之处在于导管706与诸如闪蒸罐或经济型热交换器(图27)之类的中间压力蒸气源流体连通。导管706向注入器704供应中间压力蒸气以允许注入器704向缸438、442选择性地供应中间压力蒸气。

注入器704与靠近每个缸438、442的顶部定位的孔708流体连通。也就是说，孔708穿过阀板416形成以允许每个注入器704与相应的缸438、442流体连通。

如图24至图25所示，注入器704可以设置在缸盖408内并且可以从缸盖408沿朝向每个缸438、442的方向延伸。在操作中，注入器704可以被选择性地致动以允许注入器704向缸438、442供应来自导管706的中间压力蒸气。也就是说，注入器704可以在活塞418、422中的一者处于或正接近BDC位置时从关闭状态被致动至打开状态以将中间压力蒸气注入到缸438、442中。

参照图26，将对蒸气注入系统702的操作进行详细描述。尽管将结合图26对蒸气注入系统702进行描述，但是与压缩机组件600相关联的蒸气注入系统602可以以类似的方式被控制。

注入器704可以与控制器710通信以允许控制器710在关闭状态与打开状态之间致动注入器704。控制器710可以基于从一个或更多个传感器712接收的信息控制注入器704。传感器712可以包括位于缸438、442内的压力传感器或者响应于缸438、442内的压力的压力传感器，从而允许控制器710基于缸438、442中的一者或两者的压力来致动注入器704。控制器710可以附加地或替代性地与同压缩机组件700的曲轴相关联的传感器714通信。传感器714可以为下述传感器：该传感器确定曲轴的旋转位置并且从而确定活塞418、422在相应的缸438、442内的位置。在一个构型中，传感器714为感测曲轴的旋转位置的霍尔效应传感器，曲轴的旋转位置被提供给控制器710。控制器710可以使用由传感器714提供的信息来确定活塞418、422在相应的缸438、442内的位置。

控制器710可以利用来自传感器712、714的信息来确定活塞418、422中的一者何时处于BDC位置。当控制器710确定活塞418、422中的一者处于BDC位置时，控制器710可以致动注入器704以使注入器704将中间压力蒸气供应至容纳处于BDC位置的活塞418、422的缸438、442。一旦处于BDC位置的活塞418、422在预定的时间处开始从BDC位置朝向TDC位置移动，控制器710就将关闭注入器704。

如所描述的，控制器710可以一起地或彼此独立地利用传感器712、714来确定活塞418、422在相应的缸438、442内的位置，从而使中间压力蒸气到缸438、422中的注入最佳化。在一个构型中，控制器710可以依赖缸438、442内的压力以基于来自传感器712的信息确定活塞418、422在各自的缸438、442内的位置。在另一构型中，控制器710可以依赖来自传感器714的信息以确定曲轴的旋转位置，并且控制器710随后可以确定每个活塞418、422在相应的缸438、442内的位置。控制器710可以依赖来自传感器712、714两者的信息，并且控制器710可以将基于来自传感器712的信息所确定的活塞418、422的位置与基于来自传感器714的信息所确定的每个活塞418、422的位置进行比较以验证从传感器712、714接收的信息的精确并且对活塞418、422的位置的指示。基于该信息，控制器710可以控制注入器704以在活塞418、422处于最优位置处时使中间压力蒸气到缸438、442中的注入最佳化从而使压缩机的效率和输出最大化。

如以上参照图27陈述的，压缩机10、200、300、400、500、600、700可以结合制冷系统使用。压缩机10、200、300、400、500、600、700可以流体联接至经济器800、冷凝器900以及蒸发器1000。由特定的压缩机10、200、300、400、500、600、700产生的排出压力气体被导引至排出压力制冷剂从蒸气变相为液体的冷凝器900。液体制冷剂被导引至制冷剂吸收热量并从液体状态变为气体状态的蒸发器100。吸入压力气体随后从蒸发器1000被导引至特定的压缩机10、200、300、400、500、600、700以将吸入压力气体的压力再次升高至排出压力。经济器800将中间压力气体经由用于压缩机10、200、300、400、500、600的导管450或者经由用于压缩机700的导管706导引至特定的压缩机10、200、300、400、500、600、700。这种中间压力气体可以被选择性地注入到特定的压缩机10、200、300、400、500、600、700中以提高压缩机10、200、300、400、500、600、700的效率。

已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。这并非意在穷举或限制本公开。特定实施方式的各单个元件或特征通常并不限制于特定的实施方式，而是如果适用则可以互换并且可以用于甚至未被具体地示出或描述的选定实施方式中。特定实施方式的各单个元件或特征也可以以许多方式进行改变。这种改变不被认为是背离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (23)

1.一种压缩机，包括：

压缩缸；

压缩活塞，所述压缩活塞设置在所述压缩缸内并且能够操作而将置于所述压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力；

曲轴，所述曲轴能够操作而使所述压缩活塞在所述压缩缸内循环；

注入孔，所述注入孔与所述压缩缸流体连通并且能够操作而将处于所述吸入压力与所述排出压力之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送至所述压缩缸；

位置传感器，所述位置传感器测量所述曲轴的旋转位置；以及

阀组件，所述阀组件与所述注入孔相关联，所述阀组件能够操作以响应于由所述位置传感器提供的数据来控制流体从所述注入孔通入所述压缩缸中。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述压缩活塞能够在所述压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)位置之间移动，其中，所述注入孔经由在所述压缩缸的缸壁上具有出口的孔与所述压缩缸连通，当所述压缩活塞处于所述BDC位置时所述出口与所述压缩活塞的顶表面轴向对准，使得当所述压缩活塞处于所述BDC位置时所述压缩活塞的所述顶表面和所述出口的至少一部分沿着所述压缩缸的纵向轴线相距所述TDC位置是等距的，所述压缩活塞在所述BDC位置使所述注入孔暴露并且在所述TDC位置阻塞所述注入孔。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，当所述压缩活塞处于所述BDC位置时，所述注入孔被所述压缩活塞部分地阻塞。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其中，当所述压缩活塞处于所述BDC位置时，所述注入孔被完全暴露。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述压缩活塞能够在所述压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)位置之间移动，并且关于从BDC至TDC的活塞行程的第一半所述注入孔与所述压缩缸连通。

6.根据权利要求1所述的压缩机，还包括与所述位置传感器和所述阀组件通信的控制器，所述控制器能够操作以在将所述中间压力蒸气注入所述压缩缸的打开状态与防止将所述中间压力蒸气注入所述压缩缸的关闭状态之间控制所述阀组件。

7.根据权利要求6所述的压缩机，还包括压力传感器，所述压力传感器测量所述压缩缸内的压力并且与所述控制器通信，其中，所述控制器基于来自所述位置传感器和所述压力传感器的数据来控制所述阀组件。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述注入孔在90度的曲轴旋转期间与所述压缩缸连通。

9.根据权利要求1所述的压缩机，还包括设置在所述压缩缸的轴向端部处的缸盖，其中，所述注入孔设置在所述缸盖中。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述注入孔设置在压缩机壳体中，所述压缩缸形成在所述压缩机壳体内。

11.根据权利要求1所述的压缩机，其中，当所述压缩活塞使所述注入孔暴露时，所述注入孔将所述中间压力蒸气连通至所述压缩缸，以及当所述压缩活塞阻塞所述注入孔时，防止所述注入孔将所述中间压力蒸气连通至所述压缩缸。

12.一种压缩机，包括：

压缩缸；

压缩活塞，所述压缩活塞设置在所述压缩缸内并且能够操作而将置于所述压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力；

曲轴，所述曲轴能够操作而使所述压缩活塞在所述压缩缸内循环；

注入孔，所述注入孔与所述压缩缸流体连通并且能够操作而将处于所述吸入压力与所述排出压力之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送至所述压缩缸；

注入器，所述注入器设置在所述注入孔内并且能够操作以将流体注入至所述压缩缸中；以及

控制器，所述控制器与所述注入器通信并且能够操作以在将所述中间压力蒸气注入所述压缩缸的打开状态与防止将所述中间压力蒸气注入所述压缩缸的关闭状态之间控制所述注入器。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述压缩活塞能够在所述压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)位置之间移动，其中，所述注入孔经由在所述压缩缸的缸壁上具有出口的孔与所述压缩缸连通，当所述压缩活塞处于所述BDC位置时所述出口与所述压缩活塞的顶表面轴向对准，使得当所述压缩活塞处于所述BDC位置时所述压缩活塞的所述顶表面和所述出口的至少一部分沿着所述压缩缸的纵向轴线相距所述TDC位置是等距的，所述压缩活塞在所述BDC位置使所述注入孔暴露并且在所述TDC位置阻塞所述注入孔。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其中，当所述压缩活塞处于所述BDC位置时，所述注入端口被所述压缩活塞部分地阻塞。

15.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述压缩活塞能够在所述压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)位置之间移动，并且所述注入孔关于从BDC至TDC的活塞行程的第一半与所述压缩缸连通。

16.根据权利要求12所述的压缩机，还包括位置传感器，所述位置传感器与所述控制器通信并且测量所述曲轴的旋转位置，所述控制器响应于由所述位置传感器提供的数据控制所述注入器。

17.根据权利要求16所述的压缩机，其中，所述注入孔在90度的曲轴旋转期间与所述压缩缸连通。

18.根据权利要求16所述的压缩机，还包括压力传感器，所述压力传感器测量所述压缩缸内的压力并且与所述控制器通信，其中，所述控制器基于来自所述位置传感器和所述压力传感器的数据来控制所述阀组件。

19.根据权利要求12所述的压缩机，还包括压力传感器，所述压力传感器测量所述压缩缸内的压力并且与所述控制器通信，其中，所述控制器基于来自所述压力传感器的数据来控制所述阀组件。

20.根据权利要求12所述的压缩机，还包括设置在所述压缩缸的轴向端部处的缸盖，其中，所述注入器设置在所述缸盖中。

21.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述注入器设置在压缩机壳体中，所述压缩缸形成在所述压缩机壳体内。

22.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述注入器与经济器流体连通。

23.根据权利要求12所述的压缩机，其中，当所述压缩活塞使所述注入孔暴露时，所述注入孔将所述中间压力蒸气连通至所述压缩缸，以及当所述压缩活塞阻塞所述注入孔时，防止所述注入孔将所述中间压力蒸气连通至所述压缩缸。