CN1245257A - 涡卷式压缩机用不相等喷射口 - Google Patents
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Abstract
涡卷式压缩机装设有用于从一辅助源如一节约装置循环或旁路流体经一卸载阀喷射流体的喷射口。该喷射口形成在两个容量朝排出口方向减少的压缩腔中的每一个中。由于各种设计的限制,喷射口最好具有不相等的特性。在一些情况下最好是将喷射口制成不同尺寸,包括宽度、深度和长度。在另一些应用中最好是使喷射口位于相对于与吸入口密封的压缩腔不同角度位置处。
Description
本发明要求1998年8月17日提交的美国专利临时申请号60/096,722的优先权。
本发明涉及用于涡卷式压缩机的喷射口的尺寸和/或位置的最佳化。
涡卷式压缩机广泛用于制冷压缩领域。涡卷式压缩机通常包括一个盘旋运行的涡卷件和一个不盘旋运行的涡卷件。该两个涡卷件均具有从其相应的基板延伸的螺旋状卷弯部。该盘旋运行的涡卷件和不盘旋运行的涡卷件的螺旋状卷弯部相互配合以限定压缩腔。典型地,至少两个压缩腔被同时朝一排出口移动以对致冷剂进行压缩。
节约装置循环是已用于涡卷式压缩机并提高了整个制冷系统效率的一个压缩机特点。在吸入入口的下游处将补充流体射入涡卷式压缩机压缩腔内时,节约装置循环提供热力学方面的利益。
除节约装置循环外,或者作为一个单独的特点,也可将一卸载阀装入涡卷式压缩机的结构,以选择性地将致冷剂从一较多压缩位置旁路回到一较少压缩位置。
不管是采用节约装置循环和/或采用卸载阀,两个压缩腔的每一个均有一喷射口。因此在已知的涡卷式压缩机中,不管是采用节约装置循环或是利用卸载阀进行旁路,通常都有一对喷射口。
两个喷射口通常为穿过不盘旋运行的涡卷形成,并具有相等的横截面,相等的深度,并在每个压缩腔中相对于吸入腔密封点位于相等的角度位置。
采用相等的喷射口产生了一些效率低下及有关问题。作为一个例子,可能由于每个喷射口前面的连接线几何方面的差异而沿连接线有不相等的压降。
还可能由于采用用于涡卷卷弯部的所谓混合轮廓而出现不相等的流量。以往,涡卷卷弯部在其整个卷弯部上具有一大致均匀的厚度。最近已对涡卷卷弯部最优化,使其沿卷弯部具有一可变厚度。因此,一具有一个喷射口的涡卷卷弯部部与具有另一个喷射口的涡卷卷弯部部相比可具有不同的厚度。然后,该不同的厚度可改变每个喷射口被盘旋运行的涡卷卷弯部暴露的时间量。
在本发明的一个实施例中,系将两个喷射口形成为不相等,和/或设置在每个压缩腔中相对于吸入腔密封点不同角度位置处,以实现所需的设计特性。作为一个实例,两个喷射口可以是不同横截面积,包括宽度、深度或长度。以这种方式,涡卷的设计者能适合于通过两个喷射口的流量以实现一进入每个压缩腔的最佳流量。
两个喷射口的精确尺寸和位置较佳为适合于实现至每个压缩腔的流体流量大致平衡,虽然设计者在一些应用中可能追求不平衡流量。通过提供一大致平衡的喷入每个腔内的致冷剂量,每个压缩腔中的压力保持相等,故消除了当两个腔合并时出现的混合损失,这种损失在现有技术中可能出现过。并减少了由于压缩腔中的不相等压力引起的脉动和声音。
涡卷式压缩机的设计者可通过本发明确定喷射口的最佳尺寸(宽度、长度和深度)以及最佳位置。通过这种做法来选择两个喷射口的结构设计以实现所需特性。该尺寸、位置等可通过实验或分析加以确定。本发明的特点即在于采用不同尺寸和位置的喷射口。
通过以下的说明和附图,可最好地理解本发明的这些和其它特征,其中附图简单说明如下。
图1A示出一现有技术的涡卷式压缩机。
图1B示出图1A压缩机的一个部件。
图2一般地示出涡卷式压缩机流体源的一特征。
图3表示本发明的涡卷式压缩机。
图4为沿图3中4-4线的横截面图。
图1A示出一现有技术的涡卷式压缩机泵部件20,该部件具有一带有一卷弯部24的不盘旋运行的涡卷22。如图所示,卷弯部24从一大致中心点26开始并通常沿一螺旋线延伸到一外部位置。又如图所示,盘旋运行的涡卷卷弯部30与涡卷卷弯部24相互配合并限定多个压缩腔如29和31。
如图1B所示,喷射口33和32分别与压缩腔31和29选择性地连通。
如图2所示,通道34与喷射口32连通。通道34通过通道38与喷射口33连通。通道38常常弯成曲线状以避免与排出口干涉。为此,该通道用虚线示出。通道34在一节约装置循环(x)内或与一卸载阀(y)或与两者连通,如示意性地示出的那样。
由图2可见,通到喷射口33的流体必须经过比通到喷射口32的流体长得多的距离。因此,与进入两个喷射口33、32的通道相应的的压力降差别很大。这将影响进入两个喷射口的质量流量。
而且,由图1A可见,卷弯部的厚度沿其长度变化。这些所谓“混合卷弯部”是涡卷式压缩机技术方面的最近发展。盘旋运行的涡卷卷弯部转动经过喷射口33和32并选择性地打开每个喷射口以使流量进入压缩腔31和29。而且,如图1B中虚线所示,由于喷射口33区域中的盘旋运行的涡卷卷弯部厚度d1与喷射口32区域中的盘旋运行的涡卷卷弯部厚度d2不同,现有技术的单一尺寸的喷射口的每个喷射口具有不同的打开次数。这再次引起进入两个喷射口的不相等的质量流量。
特别是,喷射口33和32在每个压缩腔中相对于其对于吸入的密封点通常位于大致相等角度位置处并通常形成相同的横截面积。因此,在现有技术中,尺寸和位置相等的喷射口具有不相等的进入压缩腔31和29的质量流量。
本发明对此问题的解决方案如图3所示。图3的实施例中的喷射口42和44横截面积不同,并分别与压缩腔31和29相关。应当理解,为说明问题起见,可对相对尺寸加以夸张。如图所示,喷射口44小于喷射口42。喷射口42需要较大的尺寸以补偿喷射口44的较长的打开时间。喷射口44的打开时间较长是因为盘旋运行的涡卷件在位置d1处比位置d2处更薄。给出卷弯部的大致尺寸或压缩腔29与压缩腔31相比的其它条件可能是所希望的。而且,喷射口由于其供给“垂直”(图2)而对流动的阻力为最大,可设置较大的横截面积以补偿在该喷射口前面的线路38的额外的阻力。
如图4所示,喷射口44可具有一进入卷弯部24的底切部50。该底切实际上可能很浅,但可使流入压缩腔的横截面积更大。如无该底切,则喷射口的有效面积将大大减少,而喷射口的宽度将减少到d2处的盘旋运行的涡卷件的厚度。通常不能将喷射口的宽度作成大于该位置处盘旋运行的涡卷件的厚度,否则将在两个压缩腔之间的涡卷件上方引起一高到低的泄漏。通过将喷射口底切入涡卷件使该问题得以避免。
熟悉该领域的人员可通过经验或分析来确定喷射口42和44的最佳尺寸、深度和宽度。而且,也可确定其沿固定涡卷件卷弯部的最佳角度位置。因此在设计该两个喷射口时可使其在尺寸和/或位置方面均不相等。
本发明通过提供尺寸和位置不相等的喷射口,可实现进入两个压缩腔内的大致平衡的质量流量或其它所需的流动特性。应当理解,所示实施例只是一个应用。其它配置可引起所给定的不同流体通道配置及卷弯部轮廓等。
以上揭示了本发明的一较佳实施例。但熟悉本领域的人员应认识到对此所作的某些修改均落在本发明范围内。为此应研究以下的权利要求书以确定本发明的范围和内容。
Claims (12)
1.一种形成一涡卷式压缩机的方法,包括以下步骤:
(1)提供一具有一带有一底座的通常为螺旋状的卷弯部的盘施运行的涡卷件和一具有一从所述底座延伸的通常为螺旋状的卷弯部的不盘旋运行的涡卷件,所述盘旋运行的涡卷件和不盘旋运行的涡卷件被设计成相互配合以限定至少两个压缩腔;
(2)将一喷射口限定到所述两个压缩腔内,并选择性地将一致冷剂源与所述喷射口的每一个连通,所述喷射口位于一吸入入口与一排出出口中间的点处,所述喷射口设计成至少在有效尺寸和位置的一个方面相对互不相同,以实现所需的喷射进入两个压缩腔的致冷剂的相对的质量流量。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两个喷射口在尺寸和位置方面均不同。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两个喷射口被设计成所述两个压缩腔的质量流量实现大致平衡。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述涡卷件卷弯部被设置为沿其长度具有不均匀的厚度。
5.一种涡卷式压缩机,包括:
一具有一底座和一从所述底座延伸的卷弯部的盘旋运行的涡卷件,所述盘旋运行的涡卷件卷弯部沿其长度具有一不均匀的厚度;
一具有一底座和一从所述底座延伸的卷弯部的不盘旋运行的涡卷件,所述不盘旋运行的涡卷件的所述卷弯部沿其长度还具有一不均匀厚度,所述盘旋运行的涡卷件卷弯部与所述不盘旋运行的涡卷件卷弯部相互配合以限定多个压缩腔;
一吸入口和一排出口;
所述不盘旋运行的涡卷件卷弯部经一通道与一致冷剂源连通,所述通道经所述不盘旋运行的涡卷件卷弯部的所述底座在所述吸入口与排出口中间的一个位置处延伸到至少两个喷射口内,所述两个喷射口与至少两个所述压缩腔相关,所述两个喷射口在尺寸和位置的至少一个方面不相等。
6.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述两个喷射口在尺寸和位置两个方面均不相等。
7.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述两个喷射口与一节约装置循环相关。
8.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述两个喷射口被用作旁路口并与一卸载阀相关。
9.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,一单一流体源将流体供至两个所述喷射口,一个或多个连通通道将流体连通到所述每个喷射口,所述一个或多个连通通道具有到所述两个喷射口中的一个的不同尺寸,以使所述两个喷射口之间的压力降不同,所述喷射口的所述不相等设计被设置来产生所述不相等压力降的作用。
10.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述两个喷射口的打开时间不同,所述喷射口的所述不相等设计被设置来产生不同打开时间和作为结果的到达每个凹处的致冷剂的质量流量方面差异的作用。
11.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述喷射口中的一个具有一底切到所述不盘旋运行的涡卷件卷弯部内的部分。
12.如权利要求5所述的涡卷式压缩机,其特征在于,所述喷射口位于一从每个压缩腔与吸入口密封点测量的不同角度位置处。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20041124 Termination date: 20140816 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |