CN115704370A - 与节能器一起使用的往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与节能器一起使用的往复式压缩机，具体而言，公开了一种压缩机，包括具有吸入入口、至少一个节能器入口和出口的壳体。布置在壳体内的第一气缸包括布置成与吸入入口流体连通的第一吸入阀和流体连接到出口的第一排放阀。至少一个第二气缸布置在壳体内。至少一个第二气缸具有与至少一个节能器入口流体连通的第二吸入阀和流体连接到出口的第二排放阀。第一活塞布置在第一气缸内并且第二活塞布置在至少一个第二气缸内。

Description

与节能器一起使用的往复式压缩机
技术领域
本公开的示例性实施例涉及压缩机领域，并且更具体地，涉及用于压缩来自压缩机内的节能器的流的系统和方法。
背景技术
通常，多级压缩机用于包括节能器的蒸汽压缩系统。多级压缩机包括第一压缩机级和布置成与第一压缩机级的出口流体连通的单独的第二压缩机级。在操作中，在第一压缩机级内压缩的制冷剂从第一压缩机级的出口排出并且被输送到第二压缩机级的入口。当与节能器一起使用时，来自节能器的制冷剂气体通常被注入连接两个压缩机级的管道中。因此，从第一压缩机级输出的制冷剂和来自节能器的制冷剂在第二压缩机级内一起被压缩。每个压缩机级都增加了压缩机的尺寸、复杂性和成本。
发明内容
根据一个实施例，压缩机包括具有吸入入口、至少一个节能器入口和出口的壳体。布置在壳体内的第一气缸包括布置成与吸入入口流体连通的第一吸入阀和流体连接到出口的第一排放阀。至少一个第二气缸布置在壳体内。至少一个第二气缸具有与至少一个节能器入口流体连通的第二吸入阀和流体连接到出口的第二排放阀。第一活塞布置在第一气缸内并且第二活塞布置在至少一个第二气缸内。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，在第一排放阀处提供的流体被构造为绕过至少一个第二气缸。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸具有第一构造并且至少一个第二气缸具有第二构造，第一构造和第二构造不同。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，至少一个第二气缸小于第一气缸。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，在至少一个第二气缸内发生的压缩量相对于在第一气缸内发生的压缩量减少。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸与至少一个第二气缸的压缩比在1:2和1:5之间。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，至少一个第二气缸包括多个第二气缸并且至少一个节能器入口包括多个节能器入口，多个第二气缸中的每个布置成与多个节能器入口中的不同一个流体连通。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，多个第二气缸中的至少一个具有与多个第二气缸中的另一个不同的构造。
根据一个实施例，用于蒸汽压缩系统中的压缩机包括具有吸入入口、节能器入口和出口的壳体和布置在壳体内的多个气缸。多个气缸包括构造成从吸入入口接收第一制冷剂流的第一气缸和构造成从节能器入口接收第二制冷剂流的第二气缸。第二制冷剂流在多个气缸内独立于第一制冷剂流被压缩。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸还包括布置成与吸入入口流体连通的第一吸入阀和流体连接到出口的第一排放阀，并且第二气缸还包括与节能器入口流体连通的第二吸入阀和流体连接到出口的第二排放阀。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸具有第一构造并且第二气缸具有第二构造，第一构造和第二构造不同。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第二气缸小于第一气缸。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，在第二气缸内发生的压缩量相对于在第一气缸内发生的压缩量减少。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸与至少一个第二气缸的压缩比在1:2和1:5之间。
根据一个实施例，操作压缩机的方法包括向压缩机的吸入入口提供第一制冷剂流，在压缩机的第一气缸内压缩第一制冷剂流，向压缩机的节能器入口提供第二制冷剂流、在压缩机的第二气缸内压缩第二制冷剂流、并且将从第一气缸输出的第一制冷剂流和从第二气缸输出的第二制冷剂流输送到压缩机的出口。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，仅第一制冷剂流在第一气缸内被压缩，并且仅第二制冷剂流在第二气缸内被压缩。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，从第一气缸输出的第一制冷剂流和从第二气缸输出的第二制冷剂流独立地输送到出口。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，包括在出口上游混合从第一气缸输出的第一制冷剂流和从第二气缸输出的第二制冷剂流。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，第一气缸具有第一构造并且第二气缸具有不同于第一构造的第二构造。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为任何前述实施例的替代，包括将第三制冷剂流提供到压缩机的第二节能器入口并且在压缩机的另一第二气缸内压缩第三制冷剂流。
附图说明
以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相似的元件相似地编号：
图1是往复式压缩机的示例的示意图；
图2是根据一个实施例的往复式压缩机的示例性气缸的示意图；且
图3是根据一个实施例的往复式压缩机的多个示例性气缸的示意图。
具体实施方式
在此参考附图以举例而非限制的方式呈现所公开的装置和方法的一个或多个实施例的详细描述。
现在参考图1，示出了压缩机20(更具体地，往复式压缩机)的示例。如所示，压缩机20具有壳体22，该壳体22包括吸入口或入口24和排放口或出口26。壳体22包括气缸体28，该气缸体28具有形成在其中的一个或多个孔30，其中每个限定压缩机20的“气缸”。在一个实施例中，气缸盖32覆盖在气缸体28的一部分上。如图2中最佳所示，气缸盖32包括一个或多个孔34，其对应于形成在气缸体28中的一个或多个孔30并与其对齐。
每个气缸30构造成容纳安装用于至少部分地在气缸30内往复运动的活塞36。多气缸构造的示例包括但不限于直列、V形和水平对置。在所示的非限制性实施例中，压缩机20包括三个气缸30。然而，应该理解的是，具有单个气缸、两个气缸或多于三个气缸的压缩机20在本文中也是可以考虑的。
一个或多个活塞36联接到安装在壳体22内的曲轴38。可操作地联接到曲轴38的马达40构造成使曲轴38围绕旋转轴线X旋转。曲轴38的旋转导致每个活塞36在气缸体28的内部内的相应气缸30内往复运动。
参考图2，形成在气缸盖32中的孔34可以被分成多个流体不同的区域。这些区域包括吸入区域42和排放区域44。多个阀设置在气缸盖32的孔34和气缸体28内相应的对齐孔30之间的界面处。如所示，吸入阀50可以与吸入区域42相关联并且排放阀52可以与排放区域44相关联。在一个实施例中，吸入阀50和排放阀52是止回阀(check valve)或单向阀(no-back valve)。然而，应当理解，可以使用任何合适类型的阀。因此，在一个实施例中，吸入阀50和排出阀52中的一个或两个可以响应于来自控制器C的命令而被致动，而不是响应于例如作用在其上的制冷剂的压力或流速而自动地致动。
当活塞36在相应的气缸30内向下运动时，低压流体，例如制冷剂气体，被吸入气缸30中。在到达气缸30的底部，或到达活塞36的运动循环的底部之后，活塞36开始在气缸30内向上运动。当活塞36向上运动时，气缸30内的低压制冷剂气体被压缩，导致压力在气缸30内建立。这种压力增加结合活塞36的运动导致高压制冷剂气体从气缸30流出。
被构造为与包括节能器或节能热交换器的蒸汽压缩系统一起使用的现有的压缩机20通常包括具有至少一个第一活塞的第一压缩机级和具有至少一个第二活塞的第二压缩机级。来自节能器的流经由节能器入口25提供到布置在第一压缩机级的出口和第二压缩机级的入口之间的压缩机20的中间区域。结果，从节能器提供的流绕过第一压缩级，且因此仅在第二压缩机级内被压缩，其中制冷剂流从第一压缩机级输出。
现在参考图3，更详细地示出了用于具有一个或多个节能器的蒸汽压缩系统中的往复式压缩机的一部分。在所示的非限制性实施例中，压缩机20包括具有第一构造的至少一个第一气缸30a和具有第二构造的至少一个第二气缸30b。类似于先前关于图2描述的气缸，第一活塞36a可分别在第一气缸30a内运动，且第二活塞36b可分别在第二气缸30b内运动。此外，第一吸入阀50a和第一排放阀52a布置在形成于气缸盖32中的孔34a和第一气缸30a之间，并且第二吸入阀50b和第二排放阀52b布置在形成于气缸盖32中的孔34b和第二气缸30b之间。
至少一个第一气缸30a可构造成接收低压气态制冷剂流，例如从位于蒸汽压缩系统内的压缩机20上游的蒸发器提供给压缩机20。一个或多个第二气缸30b可构造成接收中压气态制冷剂流，例如从蒸汽压缩系统的节能器热交换器(在本文中也称为节能器)提供给压缩机20。尽管在图中仅示出了单个第一气缸30a和第二气缸30b，但是应当理解，包括任意数量的第一和第二气缸30a,30b的实施例在本文中是可以考虑的。此外，压缩机20不需要具有相同数量的第一气缸30a和第二气缸30b。
在包括多个第一气缸30a的实施例中，多个第一气缸30a中的每个可具有相似或相同的构造。在压缩机20包括多个第二气缸30b(在本文中也称为节能器气缸)的实施例中，多个第二气缸30b中的每个可构造成接收来自蒸汽压缩系统内的相同节能器的流。在这样的实施例中，多个第二气缸30b中的每个可以具有相似的构造。
替代地，多个第二气缸30b可构造成接收来自蒸汽压缩系统内的多个节能器的流。例如，一个第二气缸30b可以与蒸汽压缩系统的每个节能器相关联。如果蒸汽压缩系统具有三个单独的节能器，每个都连接到压缩机20的单独的节能器入口，则压缩机20将包括至少三个第二气缸30b，一个分别与每个节能器相关联。在这样的实施例中，多个第二气缸30b中的每个可以基于提供给其的制冷剂的相应压力来设计。因此，多个第二气缸30b可以具有相似的构造，或者替代地，可以具有不同的构造。
一个或多个第一气缸30a的构造可以不同于一个或多个第二气缸30b的构造。在所示的非限制性实施例中，一个或多个第二气缸30b小于一个或多个第一气缸30a。结果，与在第一气缸30a中相比，在第二气缸30b内发生的压缩量更少或更小。在一个实施例中，第一气缸30a内发生的压缩量可以是第二气缸30b内发生的压缩量的两倍或两倍以上，例如高达五倍。例如，在一个实施例中，发生在第一气缸30a内的压缩相对于发生在第二气缸30b中的一个内的压缩的压缩比可以在1:2和1:5之间的任何位置。此外，在压缩机20包括多个第二气缸30b的实施例中，应当理解，第一气缸相对于多个第二气缸30b中的每个的压缩比可以变化。
在压缩机20具有布置成与蒸汽压缩系统的不同部件流体连通的多个入口的实施例中，提供给多个入口中的一个的每个制冷剂流独立于提供给压缩机20的其他入口的其他制冷剂流被压缩。例如，在运行中，具有提供给压缩机20的主入口或吸入入口24的第一压力的第一制冷剂流通过第一吸入阀50a被输送到一个或多个第一气缸30a。在至少一个第一气缸30a内压缩之后，第一制冷剂流经由第一排放阀52a提供到压缩机20的出口26，以输送到蒸汽压缩系统内的下游部件。同时，从节能器提供并具有第二压力的第二制冷剂流经由压缩机20的另一入口25通过第二吸入阀50b输送到第二气缸30b。在第二气缸30b内，第二制冷剂流被压缩且然后经由第二排放阀52b输出。从第二气缸30b输出的第二制冷剂流可被输送到与从至少一个第一气缸30a输出的第一制冷剂流相同的出口26，或者替代地，输送到不同的出口。
在两个不同的流被提供到相同出口26的实施例中，从第一气缸30a输出的压缩的第一制冷剂流可以独立于从第二气缸30b输出的压缩的第二制冷剂流被提供到出口26。然而，在其他实施例中，压缩流可以在出口26的上游混合在一起。在这样的实施例中，从至少一个第一气缸30a和至少一个第二气缸30b两者输出的流的产生压力可以基本上是相同的。
如本文所述，仅提供至吸入入口24的制冷剂流在一个或多个第一气缸30a内被压缩，并且仅从节能器提供至节能器入口25的制冷剂流在一个或多个第二气缸20b内被压缩。因此，来自气缸30a,30b中任一个的压缩制冷剂输出不需要被输送到压缩机20内的另一压缩级或气缸。在蒸汽压缩循环包括第二节能器的实施例中，从第二节能器输出且具有第三压力的第三制冷剂流可经由第二节能器入口(未示出)输送到压缩机20。该第三制冷剂流可以在多个第二气缸中的另一第二气缸内被压缩。然而，应该注意，另一第二气缸是与用于压缩来自节能器的流的第二气缸不同的第二气缸。
通过提供具有不同气缸或气缸级的压缩机20，该气缸或气缸级与提供到压缩机20的入口的每个制冷剂流相关联，每个流可以在压缩机20内被压缩。通过使用每个气缸级来压缩流中的一个，消除了经由多级顺序压缩制冷剂的需要。结果，可以减少压缩机20的占地面积、复杂性和相关成本。
术语“约”旨在包括与基于提交申请时可用的设备的测量特定量相关的误差程度。
本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括有”指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素组件和/或其组。
尽管已经参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等效物代替其元件。此外，在不背离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，旨在本公开不限于作为实施本公开所设想的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种压缩机，包括：
壳体，其具有吸入入口、至少一个节能器入口和出口；
第一气缸，其布置在所述壳体内，所述第一气缸具有布置成与所述吸入入口流体连通的第一吸入阀和流体连接到所述出口的第一排出阀；
至少一个第二气缸，其布置在所述壳体内，所述至少一个第二气缸具有与所述至少一个节能器入口流体连通的第二吸入阀和流体连接到所述出口的第二排放阀；和
第一活塞，其布置在所述第一气缸内，以及第二活塞，其布置在所述至少一个第二气缸内。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，在所述第一排放阀处提供的流体构造成绕过所述至少一个第二气缸。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一气缸具有第一构造并且所述至少一个第二气缸具有第二构造，所述第一构造和所述第二构造不同。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其中，所述至少一个第二气缸小于所述第一气缸。
5.根据权利要求3所述的压缩机，其中在所述至少一个第二气缸内发生的压缩量相对于在所述第一气缸内发生的压缩量减少。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其中，所述第一气缸与所述至少一个第二气缸的压缩比在1:2和1:5之间。
7.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述至少一个第二气缸包括多个第二气缸，并且所述至少一个节能器入口包括多个节能器入口，所述多个第二气缸中的每个布置成与所述多个节能器入口中的不同一个流体连通。
8.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述多个第二气缸中的至少一个具有与所述多个第二气缸中的另一个不同的构造。
9. 一种用于蒸汽压缩系统中的压缩机，包括：
壳体，其具有吸入入口、节能器入口和出口；和
多个气缸，其布置在所述壳体内，包括构造为从所述吸入入口接收第一制冷剂流的第一气缸和构造为从所述节能器入口接收第二制冷剂流的第二气缸；
其中，所述第二制冷剂流在所述多个气缸内独立于所述第一制冷剂流被压缩。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述第一气缸还包括布置成与所述吸入入口流体连通的第一吸入阀和流体连接到所述出口的第一排出阀；且
所述第二气缸还包括与所述节能器入口流体连通的第二吸入阀和流体连接到所述出口的第二排放阀。
11.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述第一气缸具有第一构造并且所述第二气缸具有第二构造，所述第一构造和所述第二构造不同。
12.根据权利要求11所述的压缩机，其中，所述第二气缸小于所述第一气缸。
13.根据权利要求11所述的压缩机，其中，在所述第二气缸内发生的压缩量相对于在所述第一气缸内发生的压缩量减少。
14.根据权利要求13所述的压缩机，其中，所述第一气缸与所述至少一个第二气缸的压缩比在1:2和1:5之间。
15.一种操作压缩机的方法，包括：
向所述压缩机的吸入入口提供第一制冷剂流；
在所述压缩机的第一气缸内压缩所述第一制冷剂流；
向所述压缩机的节能器入口提供第二制冷剂流；
在所述压缩机的第二气缸内压缩所述第二制冷剂流；和
将从所述第一气缸输出的第一制冷剂流和从所述第二气缸输出的第二制冷剂流输送到所述压缩机的出口。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，仅所述第一制冷剂流在所述第一气缸内被压缩，并且仅所述第二制冷剂流在所述第二气缸内被压缩。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，从所述第一气缸输出的所述第一制冷剂流和从所述第二气缸输出的所述第二制冷剂流独立地输送到所述出口。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述出口上游混合从所述第一气缸输出的所述第一制冷剂流和从所述第二气缸输出的所述第二制冷剂流。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一气缸具有第一构造并且所述第二气缸具有不同于所述第一构造的第二构造。
20. 根据权利要求15所述的方法，还包括：
向所述压缩机的第二节能器入口提供第三制冷剂流；和
在所述压缩机的另一第二气缸内压缩所述第三制冷剂流。
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