CN113396284A - 涡旋压缩机和用于利用涡旋压缩机压缩气态流体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压缩气态流体、特别是制冷剂的涡旋压缩机。涡旋压缩机具有不动的定子和运动的动盘，该定子具有至少一个出口，定子和动盘各自具有基板和从基板延伸的螺旋形壁。基板相对于彼此布置成使得壁彼此互锁并且使得封闭的工作室产生。此处，工作室的容积和位置随着动盘的旋转运动而改变。

Description

涡旋压缩机和用于利用涡旋压缩机压缩气态流体的方法

技术领域

本发明涉及一种作为用于压缩气态流体、特别是制冷剂的装置的涡旋压缩机。该装置具有不动的定子和运动的动盘，该不动的定子具有基板和从基板延伸的以螺旋形状构造的壁以及至少一个出口，该运动的动盘具有基板和从基板延伸的以螺旋形状构造的壁。各基板以使得定子的壁和动盘的壁互锁并由此形成封闭的工作室的方式相对于彼此布置。工作室的容积和位置随着动盘的旋转运动而改变。

本发明还涉及一种用于利用涡旋压缩机压缩气态流体的方法。

背景技术

现有技术中已知的用于移动应用的压缩机，特别是作为机动车辆中的空调系统，用于输送制冷剂通过制冷剂回路，也称为制冷剂压缩机，在不考虑使用的制冷剂的情况下，通常构造为具有可变排量的活塞式压缩机或构造为涡旋压缩机。压缩机通过皮带轮驱动或被电动地驱动。

涡旋压缩机的压缩机构包括具有从基板延伸的螺旋形壁的不动的、静止的定子，以及具有从基板延伸的螺旋形壁的运动的动盘。基板以定子的壁和动盘的壁互锁并由此形成封闭的工作室的方式相对于彼此布置。定子和动盘一起工作。在此，使用偏心驱动器使动涡旋件在圆形路径上移动，使得各螺旋形壁在多个位置相互接触，并且在各壁与各基板之间形成多个连续且封闭的工作室。彼此相邻布置的工作室(相邻的工作室)具有不同的容积。由于动盘相对于定子的运动，各工作室的容积和位置以以下方式改变：各工作室的容积朝向螺旋形壁的中心变得越来越小，并且气态流体在各工作室内被压缩。以这种方式压缩的流体通过至少一个出口从压缩机构释放。

从现有技术中已知调节也被称为静/定涡旋或动涡旋的定子或动盘，以使得在考虑所述至少一个出口、特别是出口的布置和尺寸的情况下使压缩期间的死体积最小化。

US20030108444A1还描述了一种具有定子和动盘的涡旋压缩机，定子和动盘各自都具有螺旋形壁。建造各自都由渐开线限定并具有壁的一个内壁表面和一个外壁表面，其目标是减少两个螺旋形壁之间的距离。

发明内容

技术问题

常规的涡旋压缩机，特别是定子和动盘的螺旋形壁，构造成使得在压缩气态流体的过程结束时，某个工作室、也称为压缩室或中间室以以下方式产生：在压缩期间中间室内的流体压力在某些条件下相对于系统中的高压或者也相对于在两个端室之间的高压可以非常高。显著增大的流体压力会导致可听见的和可识别的振动并且由此在噪音、振动和声振粗糙度(NVH性能)方面显著恶化。

问题的解决方案

本发明的目标是提供一种用于压缩气态流体的装置，特别是涡旋压缩机的进一步发展，通过该目标，与系统的高压相比的中间室内的过压的形成减少或在适用的情况下完全避免。除此之外，应该促进或改进两个压缩路径的两个端室之间的尽可能均匀的压力均衡化，特别是在非对称涡旋几何形状的情况下，即，特别是在压缩路径的具有不同包角的几何形状的情况下，同时以防止动盘的任何加速。这里的目的是减少或消除由压缩机产生的振动，从而改善压缩机的NVH性能。该装置应易于构建，以最大限度地降低制造和维护成本。

该任务由具有独立专利权利要求的特征的主题解决。在从属专利权利要求中提供了进一步的实施方式。

该任务通过根据本发明的作为用于压缩气态流体、特别是制冷剂的装置的涡旋压缩机来解决。该装置具有不动的定子和运动的动盘，该定子具有基板和从定子的基板延伸出的以螺旋形状构造的壁，以及至少一个出口，动盘具有基板和从动盘的基板延伸的以螺旋形状构造的壁。基板相对于彼此布置成使得定子的壁和动盘的壁互锁并由此形成封闭的工作室。工作室的容积和位置响应于动盘的运动、特别是旋转运动而改变。

螺旋形壁构造成使得基于动盘的旋转角在所述至少一个出口的区域中产生压缩路径的第一端室和第二端室以及在各壁的内端上的各端室之间布置中间室。

根据本发明的概念设计，至少一个螺旋形壁在内端区域中构造成使得在各壁之间开有作为从中间室到至少一个端室的流动路径的间隙。这里流动路径的开度取决于动盘的旋转角。

作为流动路径的开度，当前流动横截面相对于最大可能的流动横截面的比率在下文中被理解为指的是流体的自由流动面积。

根据本发明的有利实施方式，基于动盘的旋转角，具有在动盘的壁上的内端的定子的壁和具有在定子的壁上的内端的动盘的壁被布置为彼此接触并密封中间室。

根据动盘的旋转角，可以在定子的壁与动盘的壁之间产生作为从中间室到第一端室的流动路径或作为从中间室到第二端室的流动路径的间隙。流动路径的开度在此处的每种情况下均取决于动盘的旋转角。

除此之外，基于动盘的旋转角，可以在定子的壁与动盘的壁之间产生作为从第一端室到第二端室的流动路径的间隙。端室之间的流动路径的开度在此处也取决于动盘的旋转角。

根据本发明的另一实施方式，与现有技术已知的涡旋压缩机相比，所述至少一个壁在内端的两个部分之间的区域中被构造为具有减小的壁厚，以便增大中间室的容积。

所述至少一个壁应该优选地被构造为使得壁的厚度从第一部分开始移向第二部分变得越来越小，然后在第二部分的区域中增回至在第二部分处的初始值。与从现有技术已知的涡旋压缩机相比，壁的指向动盘中心的一侧构造成径向向外偏移。

根据本发明的优选实施方式，所述至少一个壁沿着壁的高度具有恒定的壁厚，从而也具有恒定的轮廓。

壁的高度在这里表示壁在轴向方向上，即朝向动盘的旋转轴线，的扩展。因此，壁的主要在连接到基板的第一面的区域中和在沿轴向方向对齐并位于基板的远侧的第二自由面的区域中的轮廓是相同的以及跨整个高度是均匀的且恒定的。

本发明的另一个优点在于，动盘的螺旋形壁和/或定子的螺旋形壁均被构造成在内端的区域中，使得定子的壁和动盘的壁之间开有作为从中间室到至少一个端室的流动路径的间隙。

该任务还通过根据本发明的用于压缩气态流体、特别是制冷剂的方法使用前述根据本发明的涡旋压缩机来解决。

根据本发明的概念设计，在定子与动盘以某个范围的动盘的旋转角布置的情况下在定子与动盘的螺旋形壁之间开有作为压缩路径的从中间室到至少一个端室的流动路径的间隙。此处流动路径的开度取决于动盘的旋转角。中间室以及由此壁之间的可能的间隙在定子与动盘以0°的动盘旋转角布置的情况下被封闭。

在定子与动盘以0°的动盘旋转角布置时，作为最终压缩室的中间室流体地连接到仅定子的出口。这里不存在经由出口到端室的连接。

根据本发明的另一实施方式，从中间室到所述至少一个端室的流动路径在处于从大于0°到60°的动盘旋转角范围时打开

根据本发明的优选实施方式，在定子与动盘以大约20°范围的动盘旋转角布置的情况下，中间室与端室之间的间隙被打开，其中，中间室与端室之间的流动路径具有大约20％的开度。

根据本发明的有利的实施方式，在定子与动盘以大约30°范围动盘旋转角布置的情况下，在中间室与第一端室之间以及在中间室与第二端室之间产生开放间隙。中间室与端室之间的流动路径在此具有大约40％的开度。

本发明的另一优点在于，在定子与动盘以大约60°范围的动盘旋转角布置的情况下，在中间室与第一端室之间以及在中间室与第二端室之间产生间隙使得经压缩的流体在端室之间流动的事实。各端室之间的流动路径优选地在此具有大约10％的开度。

根据本发明的另一实施方式，在定子与动盘以大于30°，特别是大于60°的范围的动盘旋转角布置的情况下，各端室之间的流动路径连续地打开。在动盘旋转角约为115°时，端室之间的流动路径完全打开。

根据本发明的用于压缩气态流体的装置，特别是作为涡旋压缩机的进一步发展，以及采用具有涡旋件之间的集成的、特定的、基于旋转角的间隙的涡旋压缩机的用于压缩气态流体、特别是制冷剂的方法，共同具有各种其他优点：

-间隙的各个横截面流动面积被设计成使得保证了端室中的压力的最佳匹配，其中与现有技术相比可变的内部间隙增加了涡旋件的在相应部分中的间距，以确保流体在端室之间的有针对性地流动，

-减少或防止在中间室内形成过压或在两个压缩路径的两个端室之间的均匀和连续的压力均衡化，特别是在形成具有不同渐开角的涡旋件的情况下，其中实现等压的特性被改进，-根据旋转角或压缩循环时间调整和控制端室之间的压力均衡化，从而导致

-最小化或避免动涡旋件的振动和加速，并改善压缩机的NVH行为，

-装置的简单且经济的制造，例如在涡旋件的涂层，特别是动盘的涂层方面，以及在铸造工艺步骤内，其中在壁与基板之间构建过渡部，以及在具有余留涡旋件几何形状的壁的内端处的潜在的阶段，这样既不需要更换刀具，也不需要任何进一步的加工步骤，这意味着，例如，也没有与在单独生产槽口期间会产生的锋利边缘相关的风险。

附图说明

本发明的实施方式的进一步细节、特征和益处从参考附图的示例实施方式的以下描述中得到。这些附图显示如下：

图1a和图1b：作为利用压缩机构压缩气态流体的装置的涡旋压缩机的横向剖视图以及压缩机构的平面图的详细视图，

图2a至图2c：压缩机构的螺旋形壁的平面图，以及螺旋形壁的内端的详细视图，

图3a至图3h：基于动盘相对于定子的旋转角的压缩机构的螺旋形壁的内端之间的间隙以及常规壁与根据本发明的壁的比较，均以平面图示出，以及

图4a：基于动盘相对于定子的旋转角的两个端室之间的流动路径的开度图，以及

图4b：基于动盘相对于定子的旋转角的中间室与端室之间的流动路径的开度图。

具体实施方式

图1a示出了作为利用压缩机构压缩气态流体的装置的涡旋压缩机1的横向剖视图。

涡旋压缩机1具有壳体2、具有盘形基板3a和从基板3a的一侧延伸的螺旋形壁3b的不动的固定的定子3、以及具有盘形基板4a和从基板4a延伸的螺旋形壁4b的运动的动盘4。定子3和动盘4一起工作并且特别是使基板3a、4a相对于彼此布置成使得定子3的壁3b和动盘4的壁4b彼此互锁。

也被归类为动涡旋4的动盘4利用偏心驱动器在圆形路径上相对于也被归类为定涡旋3的定子3移动。螺旋形壁4b围绕静止的螺旋形壁3b旋转。在涡旋3、4彼此相对运动期间，壁3b、4b在多个位置彼此接触并在壁3b、4b和基板3a、4a之间形成多个连续的、密封的工作室5、5-0、5-1、5-2，其中彼此相邻布置的工作室5、5-0、5-1、5-2(相邻室)显示不同的容积。

工作室5、5-0、5-1、5-2的容积和位置随着动盘4相对于定子3的运动而改变。工作室5、5-0、5-1、5-2的尺寸由于两个互锁的螺旋形壁3b、4b的反向旋转运动而减小。朝向也被归类为涡旋件壁的螺旋形壁3b、4b的中心布置的工作室5、5-0、5-1、5-2的容积变得更小。这里，封闭在工作室内的气态流体被压缩，然后通过来自涡旋压缩机1的第一压缩路径的第一端室5-1以及来自涡旋压缩机1的第二压缩路径的第二端室5-2的出口6从压缩机构释放。待压缩的气态流体，特别是制冷剂，被吸入压缩机构内部压缩，然后经由出口释放。

偏心驱动器(未示出)具有驱动轴，该驱动轴绕旋转轴线旋转并且由壳体2上的轴承支撑。动盘4经由中间元件偏心地连接到驱动轴。这意味着动盘4和驱动轴的轴线彼此偏移地布置。动盘4通过另一轴承支撑在中间元件上。

图1b示出了图1a中的压缩机构的平面图在中间室5-0、端室5-1、5-2以及出口6的区域中的详细视图A。图2a和图2b以示意性平面图示出了为单个元件的动盘4的螺旋形壁4b以及螺旋形壁4b的内端4c的详细视图B。图2c示出了动涡旋4的螺旋形壁4b的实施方式的内端4c。出口6被构造为定子3的基板3a中的可密封的通道开口，就像定子3的壁3b一样，因此是不动的，相对于壁3b也是不动的。

作为动盘4的沿着圆形路径相对于定子3运动的结果，螺旋形壁4b围绕静止的螺旋形壁3b旋转。根据图1b，涡旋3、4的壁3b、4b各自布置在内端3c、4c的区域的内侧上，彼此对齐并彼此接触。这里，定涡旋件3的壁3b以内端3c接触在动涡旋件4的壁4b上，而动涡旋件4的壁4b以内端4c接触在定涡旋件3的壁3b上，从而封闭中间室5-0。

因此，中间室5-0在一侧由定子3的壁3b限制，在另一侧由动盘4的壁4b限制。壁3b、4b布置成使得它们在壁4b的内端4c的两个部分中彼此接触。

在动盘4的壁4b的内端4c的区域中，两个部分7、8之间的壁4b部分构造成与根据现有技术的动盘的壁4b’相比壁厚减小。壁4b、4b’的壁厚从第一部分7开始朝向第二部分8移动而逐渐增大。然后在第二部分8的区域中非常急剧地减小，特别是与逐渐增大相比。动盘4的壁4b的轮廓不同于常规动盘的部分7、8之间的壁4b’部分。在其他方面，壁4b、4b’的轮廓基本上相同地构造。

壁4b的部分7、8的布置在每种情况下都是固定的，使得压缩流体的过程的效率保持不变。基于动盘4的运动的模拟，考虑到构造在定子3上的出口6，特别是考虑到出口6的位置和尺寸，在两个涡旋件3、4的壁3b、4b之间确定密封线，以使得中间室5-0作为最终压缩室被最佳地密封，这对于，特别是在高压下，压缩流体的过程的高效率是必需的。特别地，第二部分8被精确地布置以避免压缩期间的任何效率损失。

根据本发明的动盘4的壁4b的内侧的半径大于现有技术已知的动盘的壁4b’的内侧的半径，这意味着根据本发明的涡旋压缩机1的压缩机构的中间室5-0的容积大于常规涡旋压缩机的压缩机构的中间室的容积。限制中间室5-0的容积的压缩机构的基板3a、4a也是相同的。

动盘4的壁4b的内端4c的区域，特别是内端4c的内侧，优选地通过自由定义的数学函数或经由参考点定义为具有多于两个半径的所谓的“样条曲线”，并被修改。

动盘4的壁4b的在连接到基板4a的第一面的区域中的和在在轴向方向对齐的以及朝向基板4a远侧的第二自由面的区域中的各轮廓是相同的。壁4b的布置在垂直于轴向方向限定的平面上的各面因此是相同的并且也彼此以均匀的间距布置。各面之间的距离被归类为壁4b的高度。因此，壁的在轴向方向上的延伸部分被视为壁4b的高度。壁4b的轮廓在壁4b的整个高度上是恒定的。

动盘4的从自身朝向动盘4的基板4a对齐的第一面延伸到朝向定子3的基板3a对齐的第二面的壁4b可以在组合工艺中与其他涡旋件几何形状一起制造，或者也可以在逐步工艺内制造。然后可以使用铸造工具或切割工具以及在一个步骤中或在分开的步骤中的两步或多步工艺中形成具有壁4b的基板4a来进行动涡旋件4的制造。壁4b的轮廓也可以使用高精度车削工艺、铣削工艺或组合车削/铣削工艺以及在涡旋件4的粗磨或精磨期间生产。

与传统的涡旋压缩机相比，根据本发明的涡旋压缩机1的动盘4的壁4b被改型成使得：在涡旋件3、4相对于彼此的某些布置中，特别是在封闭的中间室5-0被常规地构造的旋转角的特定范围内，涡旋件3、4的壁3b、4b之间的间隙被确保，间隙的开度基于动盘4的旋转角。流动路径的取决于动盘4的旋转角的相关开度由于间隙而可以最佳地适应于每种情况下的相应应用，特别是现场的压力水平、压缩路径的包角以及定涡旋3内的开口几何形状，从而特别地避免中间室5内的压缩流体的任何过压或最小化该压力或确保在涡旋压缩机1的压缩路径的两个端室5-1、5-2之间的可能的最均匀压力均衡化，也避免动盘4的任何加速。因此，涡旋件3、4之间的空间被改变，特别是增大，在动盘4的旋转角的基础上，使用间隙的可变开度以保证用于使端室5-1、5-2内流体压力均衡化的流动并由此保证两个端室5-1、5-2之间的均衡化流动。基于旋转角的间隙的可变开度由涡旋件3、4的螺旋形壁3b、4b的轮廓产生。

为了避免由于滞留流体引起的压力峰值，以及避免突然的压力均衡化过程，例如使用CFD(计算流体动力学)模拟来计算动盘4的基于旋转角的轮廓。涡旋件3、4的壁3b、4b的未改变的轮廓在此用作计算的起点。在计算期间，涡旋件3、4的壁3b、4b的轮廓中的至少一个轮廓在涡旋件3、4的壁3b、4b的未改变的轮廓上被改变为使得在动盘4的盘旋运动期间在涡旋件3、4的壁3b、4b之间的产生更大的间隙。

壁3b、4b的计算的轮廓的布置于是在考虑了诸如可以生产的最小半径和所用工具的可能的切削路径之类的制造的边界条件后被调整。

壁3b、4b的轮廓的最终构造，例如根据图2c，特别是具有各种半径R1、R2、R3的动盘4的壁4b的内端4c的最终构造于是基于考虑了压缩流体过程的效率和压缩机的NVH行为的压缩机的实验测试。壁4b的轮廓相对于根据现有技术的动盘的壁4b’在两个部分7、8之间改变。在各个部分，轮廓均对应于未更改的原始轮廓UK，直至部分7、8。过渡轮廓UK也在第二部分8的区域中形成。

图3a至图3h使用平面图示出了基于动盘4相对于定子3的旋转角的压缩机构的螺旋形壁3b、4b的内端3c、4c之间的开放间隙或闭合间隙以及常规壁4b’与根据本发明的动盘的壁4b的比较。图4a还示出了基于动盘4相对于定子3的旋转角的两个端室5-1、5-2之间的流动路径的开度的图，而图4b示出了基于动盘4相对于定子3的旋转角的中间室5-0与第一端室5-1之间的流动路径的开度的图。

直到根据图3a所示的定子3和动盘4以0°的旋转角布置，涡旋压缩机1显示出在具有根据本发明的壁4b的情况下与具有常规壁4b’的情况下相同的压缩行为。在此处的每种情况下，作为中间室5-0与第一压缩路径的第一端室5-1之间的连接部的第一部分7和作为中间室5-0与第二压缩路径的第二端室5-2之间的连接部的第二部分8均关闭。涡旋件3、4的壁3b、4b、4b’之间的部分7、8被封闭，从而使各个流动路径的开度如图4a和图4b所示为零。

在如图3b所示的定子3与动盘4以20°的旋转角布置并且根据本发明的壁4b的构造的情况下，与常规壁4b’相比，间隙在中间室5-0与第一端室5-1之间的第一部分7的区域中是开放的，使得经压缩的流体流出中间室5-0并流入第一端室5-1，从而减少或避免在中间室5-0中的过压。根据图4b，中间室5-0与第一端室5-1之间的流动路径呈现20％的开度。在常规壁4b’的构造的情况下，作为中间室5-0与第一端室5-1之间的连接部的第一部分7是关闭的。

无论动盘4的壁4b、4b’的构造如何，作为中间室5-0与第二端室5-2之间的连接部的第二部分8都是关闭的，使得端室5-1、5-2之间的流动路径也关闭。由于在常规壁4b’的构造的情况下，作为中间室5-0与端室5-1、5-2中的一者之间的连接部的第一部分7和第二部分8均关闭，因此中间室5-0内存在的过度的过压的风险非常高。

在如图3c所示的定子3和动盘4以30°的旋转角布置并且根据本发明的壁4b的构造的情况下，与常规壁4b’相比，在中间室5-0与第一端室5-1之间的第一部分7的区域和在中间室5-0与第二端室5-2之间的第二部分8的区域两者中均形成有间隙或开有流动路径，使得经压缩的流体流出中间室5-0并流入端室5-1、5-2，从而减少或避免中间室5-0中的过压。根据图4b，中间室5-0与第一端室5-1之间的流动路径呈现40％的开度。由于在部分7、8的区域中间隙的低开度以及因中间室5-0内的流体的更大压力而使流体从中间室5-0释放到分别的端室5-1、5-2中，无流体在端室5-1、5-2自身之间流动，因此端室5-1、5-2之间的流动路径的开度如图4a所示为零。

在常规壁4b’的构造中，作为中间室5-0与第一端室5-1之间的连接部的第一部分7以及作为中间室5-0与第二端室5-2之间的连接部的第二部分8均被关闭，这意味着端室5-1、5-2之间的流动路径因此也被关闭，另外，中间室5-0内存在过度的过压的风险仍然很高。

在如图3d所示的定子3与动盘4以60°的旋转角布置并且根据本发明的壁4b的构造的情况下，与常规壁4b’相比，在中间室5-0与第一端室5-1之间的第一部分7的区域和在中间室5-0与第二端室5-2之间的第二部分8的区域两者中均开有间隙，使得经压缩的流体在端室5-1、5-2之间流动，从而在两个端室5-1、5-2中均执行早期压力均衡化。中间室5-0是端室5-1、5-2之间的流动路径的完整部件，使得中间室5-0与第一端室5-1之间的开度根据图4b为零。根据图4a，端室5-1、5-2之间的流动路径具有大约10％的开度。

在常规壁4b’的构造的情况下，作为中间室5-0与第一端室5-1之间的连接部的第一部分7以及作为中间室5-0与第二端室5-2之间的连接部的第二部分8均被关闭，这意味着端室5-1、5-2之间的流动路径因此也被关闭，另外，中间室5-0内存在过度的过压的风险仍然很高。中间室5-0也被降低至最小容积。

在如图3e至图3h所示的定子3和动盘4以超过60°的旋转角布置、特别是以大约85°、100°、105°和115°的旋转角布置并且根据本发明的壁4b的构造的情况下，端室5-1、5-2之间的流动路径保持连续地打开，这意味着开度在大约30％、52％、80％和100％左右。旋转角为115°时，流动路径完全打开。两端室5-1、5-2中的压立均衡化是连续均匀地进行的。由于缺少中间室5-0，中间室5-0与第一端室5-1之间的流动路径的开度如图4b所示保持为零。

在常规壁4b’的构造并且定子3和动盘4处于如图3e所示的大约85°的旋转角的布置的情况下，部分7、8作为端室5-1、5-2之间的连接部保持关闭，并且因此端室5-1、5-2之间的流动路径也保持关闭。不可能在端室5-1、5-2之间进行压力均衡化。仅在定子3和动盘4以如图3f所示的大约100°的旋转角布置的情况下，作为端室5-1、5-2之间的流动路径的间隙才打开，这意味着端室5-1、5-2之间的压力均衡化的过程开始。根据图4a，流动路径的开度约为5％。在如图3g和图3h所示的定子3和动盘4以超过100°的旋转角、特别是以大约105°和115°的旋转角布置的情况下，端室5-1、5-2之间的流动路径进一步打开，这意味着开度为大约40％和80％。只有在旋转角为120°时，流动路径才完全打开。

当将带有根据本发明的壁4b的动盘4与带有常规壁4b’的动盘进行比较时，总而言之，可以说通过该具有创造性的实施方式，端室5-1、5-2之间的流动路径从30°到40°的范围内的旋转角开始已经均匀地打开，使得在端室5-1、5-2之间发生均匀且连续的压力均衡化。在带有常规壁4b’的动盘的情况下，端室5-1、5-2之间的流动路径仅在大约100°的旋转角的情况下打开。由于各流动路径在大约115°至120°的旋转角的情况下均完全打开，因此带有常规壁4b'的动盘上的流动路径在短时间段内突然打开，这意味着也无法均匀或连续地进行压力均衡化。

除此之外，中间室5-0内部的过压通过在带有根据本发明的壁4b的动盘4上的端室5-1与中间室5-0之间的流动路径的打开而减少或避免。这种流动路径在带有常规壁4b’的动盘的情况下未打开，这意味着过压。

Claims (16)

1.一种作为用于压缩气态流体的装置的涡旋压缩机(1)，具有

-不动的定子(3)，所述定子(3)具有基板(3a)和从所述基板(3a)延伸的螺旋形的壁(3b)，以及至少一个出口，以及

-运动的动盘(4)，所述动盘(4)具有基板(4a)和从所述基板(4a)延伸的螺旋形的壁(4b)，其中，所述基板(3a、4a)相对于彼此布置成使得所述定子(3)的壁(3b)和所述动盘(4)的壁(4b)彼此互锁并形成封闭的工作室(5、5-0、5-1、5-2)，其中，所述工作室(5、5-0、5-1、5-2)的容积和位置随着所述动盘(4)的旋转运动而改变，

其中，所述壁(3b、4b)构造成使得基于所述动盘(4)的旋转角在所述至少一个出口(6)的区域中形成压缩路径的第一端室(5-1)和第二端室(5-2)以及在所述壁(3b、4b)的内端(3c、4c)处的布置在所述端室(5-1、5-2)之间的中间室(5-0)，并且其中，至少一个壁(3b、4b)在所述内端(3c、4c)的区域中被构造成使得在所述壁(3b、4b)之间产生作为从所述中间室(5-0)到至少一个端室(5-1、5-2)的流动路径的间隙，其中，所述流动路径的开度取决于所述动盘(4)的旋转角。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，基于所述动盘(4)的旋转角，具有在所述动盘(4)的壁(4b)上的所述内端(3c)的所述定子(3)的壁(3b)和具有在所述定子(3)的壁(3b)上的所述内端(4c)的所述动盘(4)的壁(4b)彼此相邻地布置，并形成密封的中间室(5-0)。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，基于所述动盘(4)的旋转角在所述壁(3b、4b)之间产生作为从所述中间室(5-0)到所述第一端室(5-1)的流动路径的间隙和/或产生作为从所述中间室(5-0)到所述第二端室(5-2)的流动路径的间隙，其中，所述流动路径的开度各自取决于所述动盘(4)的相应的旋转角。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的装置(1)，其特征在于，基于所述动盘(4)的旋转角在所述壁(3b、4b)之间产生作为从所述第一端室(5-1)到所述第二端室(5-2)的流动路径的间隙，其中，所述流动路径的开度取决于所述动盘(4)的旋转角。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个壁(3b、4b)被构造成在所述内端(3c、4c)的在第一部分(7)与第二部分(8)之间的区域中具有减小的壁厚，以增大所述中间室(5-0)的原始容积。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个壁(3b、4b)被构造成使得所述壁(3b、4b)的壁厚从所述第一部分(7)移向所述第二部分(8)连续地减小，并且然后在所述第二部分(8)的区域中增大到所述第二部分(8)处的原始厚度。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个壁(3b、4b)在所述壁(3b、4b)的整个高度上具有恒定的壁厚。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述动盘(4)的壁(4b)构造成使得在所述内端(4c)的区域中在所述定子(3)的壁(3b)与所述动盘(4)的壁(4b)之间形成作为从所述中间室(5-0)到所述至少一个端室(5-1、5-2)的流动路径的间隙。

9.根据权利要求1至7中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述定子(3)的壁(3b)构造成使得在所述内端(3c)的区域中在所述定子(3)的壁(3b)与所述动盘(4)的壁(4b)之间形成作为从所述中间室(5-0)到所述至少一个端室(5-1、5-2)的流动路径的间隙。

10.一种用于使用根据权利要求1至9中的一项所述的涡旋压缩机(1)压缩气态流体的方法，其特征在于，在定子(3)和动盘(4)以某一范围的旋转角布置的情况下，在所述壁(3b、4b)之间开有作为从中间室(5-0)到至少一个端室(5-1、5-2)的流动路径的间隙，所述间隙的开度取决于所述动盘(4)的旋转角，其中，所述中间室(5-0)在定子(3)和动盘(4)以0°的旋转角布置的情况下是封闭的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，从所述中间室(5-0)到所述至少一个端室(5-1、5-2)的所述流动路径在大于0°直至60°的旋转角范围下打开。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述定子(3)与所述动盘(4)以大约20°范围的旋转角布置的情况下在所述中间室(5-0)与端室(5-1、5-2)之间产生开放间隙，其中，所述中间室(5-0)与所述端室(5-1、5-2)之间的所述流动路径具有大约20％的开度。

13.根据权利要求10至12中的一项所述的方法，其特征在于，在所述定子(3)与所述动盘(4)以大约30°范围的旋转角布置的情况下，在所述中间室(5-0)与第一端室(5-1)之间以及在所述中间室(5-0)与第二端室(5-2)之间产生开放间隙。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述中间室(5-0)与一个端室(5-1、5-2)之间的流动路径具有大约40％的开度。

15.根据权利要求10至14中的一项所述的方法，其特征在于，在所述定子(3)与所述动盘(4)以大约60°范围的旋转角布置的情况下，在所述中间室(5-0)与第一端室(5-1)之间以及在所述中间室(5-0)与第二端室(5-2)之间产生间隙以使得经压缩的流体在端室(5-1、5-2)之间流动。

16.根据权利要求10至15中的一项所述的方法，其特征在于，在定子(3)与动盘(4)以大于30°范围内的旋转角布置的情况下，所述端室(5-1、5-2)之间的所述流动路径连续地打开并在定子(3)与动盘(4)以大约115°的旋转角布置的情况下所述端室(5-1、5-2)之间的所述流动路径完全打开。

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