TWI801448B - 蒸氣壓縮系統、用於蒸氣壓縮系統之壓縮機及用於操作壓縮機之方法 - Google Patents

Abstract

本揭露涉及一種壓縮機，所述壓縮機具有設置在殼體內的第一轉子和第二轉子，其中所述第一轉子被配置成圍繞所述殼體的第一軸線旋轉，並且所述第二轉子被配置成圍繞所述殼體的第二軸線旋轉。所述第一轉子和所述第二轉子彼此接合，使得所述第一轉子和所述第二轉子的旋轉對所述殼體內的蒸氣加壓。所述壓縮機包括聯接至所述殼體的排放端的端板，其中所述端板包括可變開口，所述可變開口被配置用於從所述殼體排放蒸氣流。所述端板還包括第一可移動構件和第二可移動構件，它們被配置用於使所述可變開口的橫截面積增大或減小以調節所述蒸氣流。

Description

蒸氣壓縮系統、用於蒸氣壓縮系統之壓縮機及用於操作壓縮 機之方法 相關申請的交叉引用

本申請要求於2017年11月8日提交的題為“VARIABLE COMPRESSOR HOUSING(可變壓縮機殼體)”的美國臨時申請案序號62/583,372的優先權和權益，所述美國臨時申請案出於所有目的藉由援引以其全部內容併入本文。

本揭露總體上涉及壓縮機，更具體地涉及用於加熱、通風、空調和製冷(HVAC&R)系統之螺桿壓縮機。

本章節旨在向讀者介紹可能與下面描述和/或要求保護的本技術的各個方面有關的各領域方面。本討論被認為有助於向讀者提供背景資訊以利於對本揭露各個方面的更好理解。因此，應當理解的是，該等陳述應從這個角度來解讀，而不是作為任何類型的承認。

加熱、通風、空調和製冷(HVAC&R)系統通常藉由使製冷劑循環穿過導管以與另一種流體交換熱能來維持結構中的溫度控制。所述系統的壓縮機接收冷卻的低壓蒸氣，並且由於壓縮而排出熱的高壓蒸氣。一種類型的壓縮機係螺桿式壓縮機，其總體上包括 一個或多個安裝在中空外殼內的單獨的軸上的圓柱形轉子。雙螺桿壓縮機轉子通常在外表面上具有螺旋延伸的凸角(或槽)和凹槽(或側面)，以在轉子的圓周上形成螺紋。

在運行期間，轉子的螺紋嚙合在一起，一個轉子上的凸角與另一個轉子上的對應的凹槽嚙合，以在轉子之間形成一系列間隙。該等間隙形成連續壓縮室，所述連續壓縮室與外殼一端的壓縮機入口開口連通，並且隨著轉子轉動而體積連續減小，以壓縮氣體(例如製冷劑)並將氣體導向外殼相反端處的排放端口(例如壓縮機出口)。排放端口的尺寸至少部分地確定了氣體的壓力增加的大小。例如，小排放端口可以增加壓縮機入口與壓縮機出口之間的壓差(例如壓縮比)，並且大排放端口可以減小壓縮機入口與壓縮機出口之間的壓差。現有的螺桿壓縮機中的排放端口的尺寸總體上是固定的，因此調節現有螺桿壓縮機的壓縮比係複雜的並且可能包括相對昂貴的部件。

本揭露涉及一種壓縮機，所述壓縮機具有設置在殼體內的第一轉子和第二轉子，其中所述第一轉子被配置成圍繞所述殼體的第一軸線旋轉，並且所述第二轉子被配置成圍繞所述殼體的第二軸線旋轉。所述第一轉子和所述第二轉子彼此接合，使得所述第一轉子和所述第二轉子的旋轉對所述殼體內的蒸氣加壓。所述壓縮機包括聯接至所述殼體的排放端的端板，其中所述端板包括可變開口，所述可變開口被配置用於從所述殼體排放蒸氣流。所述端板還包括第一可移 動構件和第二可移動構件，它們被配置用於使所述可變開口的橫截面積增大或減小以調節所述蒸氣流。

本揭露還涉及一種蒸氣壓縮系統，所述蒸氣壓縮系統具有壓縮機，所述壓縮機包括被配置為圍繞第一軸線旋轉的第一轉子以及被配置為圍繞第二軸線旋轉的第二轉子，其中，所述第一轉子和所述第二轉子被配置為彼此接合以對所述壓縮機的殼體內的製冷劑進行壓縮。所述壓縮機包括聯接至所述殼體的端板，其中所述端板包括可變開口，所述可變開口被配置用於從所述殼體排放製冷劑流以使所述製冷劑循環穿過所述蒸氣壓縮系統。所述端板還包括第一可移動構件和第二可移動構件，其中所述第一可移動構件和第二可移動構件被配置用於調節所述可變開口的橫截面積。

本揭露還涉及一種方法，包括使壓縮機的第一轉子圍繞第一軸線旋轉，並且使所述壓縮機的第二轉子圍繞第二軸線旋轉，以對所述壓縮機的殼體內的製冷劑加壓。所述方法還包括使用感測器測量所述壓縮機的運行參數，並且基於所述運行參數調節設置在所述殼體的端板內的可變開口的橫截面積。

10:空調和製冷(HVAC&R)系統

12:建築物

14:蒸氣壓縮系統

16:鍋爐

18:空氣返回管道

20:空氣供應管道

22:空氣處理機

24:管道

30:殼體

31:壓縮機入口

32:壓縮機

33:壓縮機出口

34:冷凝器

36:膨脹閥或膨脹裝置

38:蒸發器

40:控制台

42:模數(A/D)轉換器

44:微處理器

46:不變性記憶體

48:介面板

50:馬達

52:變速驅動裝置(VSD)

54、58:管束

56:冷卻塔

60R:返回管線

60S:供應管線

62:負載

64:中間回路

66:第一膨脹裝置

68:入口管線

70:中間容器

72:管線

74:抽吸管線

76:第一轉子

78:第二轉子

80:端板

82:縱向軸線或方向

84:豎直軸線或方向

86:側向軸線或方向

88:凸緣

90:安裝孔

92:第一開口

94:第二開口

95、97:箭頭

96:第一軸向中心線

98:第二軸向中心線

100:可變開口

102:第一可移動構件

104:第二可移動構件

105:感測器

106:第一位置

108:第二位置

110:凹槽

112:第一止動件

114:第二止動件

116:表面

118:突片

120:頂表面

122:內表面

124:空間

130:第一尖端

132:第二尖端

134、136、138:輪廓

140:第一段

142:第二段

150:周邊

152:線

154:致動器

156:力、箭頭

160:方法

162、164、166:框

在閱讀以下詳細描述並且在參照附圖之後，可以更好地理解本揭露的各個方面，在附圖中：圖1 係根據本揭露的一方面的可以在商業環境中利用採暖、通風、空調和製冷(HVAC&R)系統的建築物的實施方式之透視圖； 圖2 係根據本揭露的一方面的包括壓縮機的蒸氣壓縮系統之透視圖；圖3 係根據本揭露的一方面的圖2的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖；圖4 係根據本揭露的一方面的圖2的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖；圖5 係根據本揭露的一方面的可以聯接至圖2的壓縮機的殼體的端板的實施方式之橫截面視圖；圖6 係根據本揭露的一方面的圖5的端板的實施方式之透視圖；圖7 係沿圖5的線7-7之放大視圖，展示了根據本揭露的一方面的端板中的可變排放端口；圖8 係根據本發明的一方面的圖5的端板的實施方式之透視圖；以及圖9 係根據本揭露的一方面的用於對具有圖5的端板的壓縮機進行操作的方法的實施方式之流程圖。

將在下面描述本揭露內容的一個或多個具體實施方式。該等描述的實施方式僅是目前揭露的技術的實例。另外，為了提供對該等實施方式的簡潔描述，可能沒有在說明書中描述實際實施方式的所有特徵。應當理解的是，在任何這種實際實施方式的開發中(如在任何工程或設計方案中)，必須作出大量實施方式特定的決定以實現開發者的特定目標(諸如符合系統相關的和商業相關的約束)，所 述目標從一個實施方式到另一個實施方式可能有所變化。此外，應當理解的是，這種開發工作可能是複雜且耗時的，但是對於從本揭露受益的熟悉该项技术者來說，這仍是常規的設計、生產和製造工作。

蒸氣壓縮系統可以包括螺桿壓縮機，所述螺桿壓縮機具有安裝在設置在中空外殼內的單獨的軸上的一個或多個圓柱形轉子。壓縮機的轉子通常在外表面上具有螺旋形延伸的凸角和凹槽，該等凸角和凹槽在轉子的圓周上形成螺紋。轉子的凸角與凹槽之間的間隙形成連續壓縮室，所述連續壓縮室與外殼一端處的壓縮機入口開口處於流體連通。凸角與凹槽之間的間隙可以從壓縮機入口朝向在壓縮機外殼的相反端處的排放端口(例如壓縮機出口)連續減小。這樣，由於轉子的旋轉，壓縮機的外殼內的氣體被壓縮並引向排放端口。排放端口的尺寸可以至少部分地確定壓縮機入口與壓縮機出口之間的壓力增加的大小。典型的壓縮機不能調節排放端口的尺寸，並且因此使用定位在排放端口附近的外殼中的附加開口來改變流過壓縮機的製冷劑的壓縮比。例如，可移動活塞可以設置在附加開口內，並且被配置用於調節穿過附加開口的製冷劑的流量，同時排放端口的尺寸保持不變。遺憾的是，附加開口不符合轉子的凸角和凹槽的形狀，這可能使製冷劑過早地從壓縮機排放，因此降低了壓縮機的效率。

本揭露的實施方式涉及一種具有可調節排放端口的端板，所述排放端口可以聯接至壓縮機的殼體。例如，可變開口可以設置在端板內並被配置成調節排放端口的尺寸(例如橫截面積)，並且因此調節壓縮機的壓縮比。當調節排放端口的尺寸時，可變開口可以保持排放端口的期望輪廓(例如幾何形狀)基本上不變。排放端口 的輪廓可以與壓縮機的轉子(例如凸形轉子和/或凹形轉子的凸角和凹槽)的尺寸和/或形狀(例如輪廓)相關。因此，使排放端口的幾何形狀與轉子的輪廓相匹配可以使製冷劑能夠在壓縮室與排放端口之間平穩地過渡。因此，可以提高製冷系統的效率。

在一些實施方式中，端板可以包括可移動構件，所述可移動構件被配置成圍繞軸線旋轉並增大或減小排放端口(例如可變開口)的尺寸(例如橫截面積)。當可移動構件圍繞軸線旋轉時，可以在調節排放端口的尺寸的同時維持排放端口的幾何形狀(例如排放端口的總體形狀)。這樣，可變開口可以調節壓縮機的壓縮比，同時可以基本上維持壓縮機的效率。例如，可移動構件可以包括成型邊緣，其對應於轉子(例如轉子的凸角和凹槽)的輪廓。當壓縮機的轉子圍繞相應的軸線旋轉時，轉子的後緣可以與可移動構件的成型邊緣相對應。這樣，成型邊緣可以被配置成阻止製冷劑通过除排放端口(例如可變開口)之外的開口從壓縮室排放。例如，在從壓縮室通过排放端口排放之前，可移動構件的成型邊緣可以使製冷劑能夠沿著轉子的整個長度行進，並且因此沿著壓縮室的整個長度行進。

現在轉到附圖，圖1係用於典型商業環境的建築物12中的加熱、通風、空調和製冷(HVAC&R)系統10的環境的實施方式的透視圖。HVAC&R系統10可以包括供給冷液體的蒸氣壓縮系統14，其可以用於冷卻建築物12。HVAC&R系統10還可以包括鍋爐16以供給溫暖的液體，從而加熱建築物12和使空氣循環通过建築物12的空氣分配系統。空氣分配系統還可以包括空氣返回管道18、空氣供應管道20和/或空氣處理機22。在一些實施方式中，空氣處理機22可 以包括熱交換器，該熱交換器藉由管道24連接至鍋爐16和蒸氣壓縮系統14。空氣處理機22中的熱交換器可以接收來自鍋爐16的經加熱的液體或來自蒸氣壓縮系統14的冷液體，這取決於HVAC&R系統10的操作模式。HVAC&R系統10示出為在建築物12的每個樓層上具有單獨的空氣處理機，但是在其他實施方式中，HVAC&R系統10可以包括空氣處理機22和/或可以在兩個樓層或多個樓層之間共用的其他部件。

圖2和圖3係可以用於HVAC&R系統10的蒸氣壓縮系統14的實施方式。蒸氣壓縮系統14可以使製冷劑循環通过以壓縮機32開始的回路。在一些實施方式中，壓縮機32可以包括螺桿式壓縮機。壓縮機32可以包括加壓殼體30，所述加壓殼體容納壓縮機32的轉子(例如凸形轉子、凹形轉子)。殼體30可以包括使壓縮機32接收製冷劑的壓縮機入口31(例如殼體30的上游部分)以及使壓縮機32排放製冷劑的壓縮機出口33(例如殼體30的下游部分)。所述回路還可以包括冷凝器34、(多個)膨脹閥或(多個)膨脹裝置36、以及液體冷卻器或蒸發器38。蒸氣壓縮系統14可以進一步包括控制台40，所述控制台具有模數(A/D)轉換器42、微處理器44、不變性記憶體46和/或介面板48。

可以在蒸氣壓縮系統14中用作製冷劑的流體的一些示例係基於氫氟烴(HFC)的製冷劑(例如R-410A、R-407、R-134a、氫氟烯烴(HFO))、“天然”製冷劑(像氨(NH₃)、R-717、二氧化碳(CO₂)、R-744)、或烴基製冷劑、水蒸氣或任何其他合適的製冷劑。在一些實施方式中，蒸氣壓縮系統14可以被配置成有效地利用 在一個大氣壓下具有約19攝氏度(66華氏度)的標準沸點的製冷劑(相對於諸如R-134a等中壓製冷劑，也稱為低壓製冷劑)。如本文所使用的，“正常沸點”可以指在一個大氣壓下測量的沸點溫度。

在一些實施方式中，蒸氣壓縮系統14可以使用以下各項中的一者或多者：變速驅動裝置(VSD)52、馬達50、壓縮機32、冷凝器34、膨脹閥或膨脹裝置36、和/或蒸發器38。馬達50可以驅動壓縮機32並且可以由變速驅動裝置(VSD)52供電。VSD52從AC電源接收具有特定的固定線電壓和固定線頻率的交流(AC)電力，並且向馬達50提供具有可變電壓和頻率的電力。在其他實施方式中，電機50可以直接由AC電源或直流(DC)電源供電。馬達50可以包括可以由VSD供電或者直接由AC或DC電源供電的任何類型的電動馬達，諸如開關磁阻馬達、感應馬達、電子換向永磁馬達或另一適合的馬達。

壓縮機32對製冷劑蒸氣進行壓縮並通过排放通道將蒸氣輸送到冷凝器34。由壓縮機32輸送至冷凝器34的製冷劑蒸氣可以將熱量傳遞至冷凝器34中的冷卻流體(例如水或空氣)。作為與冷卻流體進行熱傳遞的結果，製冷劑蒸氣可以在冷凝器34中冷凝成製冷劑液體。來自冷凝器34的液體製冷劑可以流過膨脹裝置36到達蒸發器38。在圖3所示的實施方式中，冷凝器34係水冷的，並且包括連接至冷卻塔56的管束54，所述冷卻塔向冷凝器34供應冷卻流體。

輸送到蒸發器38的液體製冷劑可以吸收來自另一冷卻流體的熱量，所述另一冷卻流體可以是或可以不是與冷凝器34中使用的相同的冷卻流體。蒸發器38中的液體製冷劑可能經歷從液體製冷劑到製冷劑蒸氣的相變。如圖3所展示的實施方式所示，蒸發器38可 以包括具有供應管線60S和連接至冷卻負載62的返回管線60R的管束58。蒸發器38的冷卻流體(例如水、乙二醇、氯化鈣鹽水、氯化鈉鹽水或任何其他合適的流體)經由返回管線60R進入蒸發器38並經由供應管線60S離開蒸發器38。蒸發器38可以經由與製冷劑的熱傳遞來降低管束58中的冷卻流體的溫度。蒸發器38中的管束58可以包括多個管和/或多個管束。在任何情況下，蒸氣製冷劑離開蒸發器38並且藉由抽吸管線返回到壓縮機32以完成循環。

圖4係具有結合在冷凝器34與膨脹裝置36之間的中間回路64的蒸氣壓縮系統14的示意圖。中間回路64可以具有直接流體連接至冷凝器34的入口管線68。在其他實施方式中，入口管線68可以間接流體連接至冷凝器34。如圖4所展示的實施方式所示，入口管線68包括位於中間容器70上游的第一膨脹裝置66。在一些實施方式中，中間容器70可以是閃蒸罐(例如閃蒸式中冷器)。在其他實施方式中，中間容器70可以被配置成熱交換器或“表面式節能器”。在圖4所展示的實施方式中，中間容器70用作閃蒸罐，並且第一膨脹裝置66被配置成降低從冷凝器34接收的液體製冷劑的壓力(例如膨脹)。在膨脹過程期間，一部分液體可能蒸氣化，並且因此中間容器70可以用於將蒸氣與從第一膨脹裝置66接收的液體分離。另外，由於液體製冷劑在進入中間容器70時經歷了壓降(例如，由於進入中間容器70時體積快速增加)，中間容器70可以使液體製冷劑進一步膨脹。中間容器70中的蒸氣可以通过壓縮機32的抽吸管線74由壓縮機32汲取。在其他實施方式中，中間容器中的蒸氣可以被汲取到壓縮機32的中間級(例如，不是抽吸級)。由於第一膨脹裝置66和/或中間容器70中的膨脹，收集 在中間容器70中的液體可以比離開冷凝器34的液體製冷劑處於更低的焓。來自中間容器70的液體然後可以在管線72中流過做為第二膨脹裝置的膨脹裝置36到達蒸發器38。

如上所述，壓縮機32可以包括螺桿式壓縮機，其包括第一轉子76(如圖5中所示)和第二轉子78(如圖5中所示)。然而，應該注意，在其他實施方式中，壓縮機32可以包括單個轉子或多於兩個轉子。也就是說，壓縮機32可以包括1個、2個、3個、4個或多於4個轉子。因此，應該理解的是，本文中討論的壓縮機端板的實施方式可以在具有任何合適數量的轉子的壓縮機上實施。在任何情況下，第一轉子76(例如凸形轉子)可以包括一個或多個沿第一轉子76的長度軸向延伸的突出的凸角。第二轉子78(例如凹形轉子)可以包括一個或多個沿第二轉子78的長度軸向延伸的凹入的凹槽。在運行期間，第一轉子76上的凸角可以與第二轉子78上的對應的凹槽嚙合，以在轉子76、78之間形成一系列間隙。該等間隙可以形成連續壓縮室，所述連續壓縮室與壓縮機入口31和壓縮機出口33處於流體連通。在壓縮機32的運行期間，該等間隙可以連續地減小體積並因此沿著轉子76、78的長度使得製冷劑從壓縮機入口31朝向壓縮機出口33壓縮。

應該注意的是，本文中揭露的轉子76、78的實施方式可以應用於螺桿壓縮機，所述螺桿壓縮機具有並排設置的轉子、附加於或代替於此地具有彼此上下設置的轉子。雖然本討論集中於HVAC&R系統中所利用的壓縮機的端板，但是熟悉該項技術者應該理解，本文中揭露的端板的實施方式可以用於任何合適的壓縮機或利用壓縮機的系統。例如，端板可以包含於向諸如工具之類的氣動裝置 供應加壓空氣的空氣壓縮機、汽車發動機的增壓器中所包含的壓縮機、和/或用於飛機、船和/或其他合適應用的壓縮機中。

考慮到上述情況，圖5係可以聯接至壓縮機32的殼體30的端板80的橫截面示意圖。例如，端板80可以聯接至壓縮機入口31、壓縮機出口33或兩者。為了便於討論，可以參考縱向軸線或方向82、豎直軸線或方向84以及側向軸線或方向86來描述端板80及其部件。在一些實施方式中，端板80可以經由一個或多個緊固件(例如螺栓、彈簧銷或其他合適的緊固件)聯接至壓縮機出口33。墊圈可以設置在壓縮機出口33與端板80的凸緣88之間以對殼體30進行密封。緊固件可以延伸穿過端板80內的一個或多個安裝孔90，並且可以被配置用於在端板80與壓縮機出口33之間施加壓縮力。墊圈可以軸向壓縮(例如沿縱向82方向)並且在端板80與殼體30的壓縮機出口33之間形成密封。在一些實施方式中，墊圈阻止製冷劑在殼體30和端板80的配合表面之間不經意地排放到周圍環境(例如大氣)中。

端板80可以包括軸向地(例如沿縱向82方向)延伸穿過端板80的第一開口92和第二開口94。第一開口92和第二開口94可以分別由第一軸向中心線96和第二軸向中心線98限定。第一軸向中心線96和第二軸向中心線98可以平行於縱向82方向延伸。轉子76、78可以包括軸向突出的軸，所述軸被配置成可旋轉地聯接至設置在端板80內的開口92、94。例如，第一開口92可以接收第一轉子76(例如凸形轉子)的第一軸，並且第二開口94可以接收第二轉子78(例如凹形轉子)的第二軸。在一些實施方式中，軸承(例如球軸承、滾針軸承)可以設置在開口92、94內，以在軸旋轉時減小開口92、94與軸之間的 摩擦。在其他實施方式中，潤滑劑(例如油)可以用於減小開口92、94與轉子76、78的軸之間的摩擦。例如，代替使用軸承，可以將潤滑劑設置在開口92、94的內表面與軸的外表面之間。因此，軸可以在開口92、94的內表面與軸的外表面之間的潤滑劑的薄膜上旋轉。

軸可以延伸穿過開口92、94，使得第一轉子76的軸向中心線和第二轉子78的軸向中心線分別與第一軸向中心線96和第二軸向中心線98同軸。因此，第一轉子76可以圍繞第一軸向中心線96旋轉，並且第二轉子78可以圍繞第二軸向中心線98旋轉，同時藉由開口92、94限制其在縱向82、豎直84和/或側向86方向上運動。儘管在圖5的所展示的實施方式中示出了兩個開口92、94，但是端板80可以包括3個、4個、5個、6個或更多個開口，該等開口被配置用於接收第三轉子、第四轉子、第五轉子、第六轉子等等。

如前所述，壓縮機32的轉子76、78可以將製冷劑從壓縮機入口31引導到殼體30中，沿著轉子76、78的長度壓縮製冷劑，並且藉由壓縮機出口33排放製冷劑。如本文中更詳細描述的，端板80可以包括可變開口100(例如軸向端口)，壓縮機32可以通過所述可變開口排放製冷劑。在一些實施方式中，端板80可以包括可以被配置用於調整可變開口100的尺寸(例如橫截面積)的第一可移動構件102和第二可移動構件104。第一可移動構件102可以被配置為至少部分地圍繞第一軸向中心線96旋轉(例如，如箭頭95所示)，並且第二可移動構件104可以被配置為至少部分地圍繞第二軸向中心線98旋轉(例如，如箭頭97所示)。因此，第一可移動構件102和第二可移動構件104可以被配置用於改變可變開口100的橫截面積。這樣，可變開口100 可以被配置用於調節從壓縮機32排放的製冷劑流的運行參數(例如體積流量、壓力)。如本文中更詳細描述的，佈置在殼體30內的感測器105可以測量壓縮機的運行參數，使得可以基於運行參數來調節可變開口100的尺寸。附加地或替代地，感測器105可以設置在蒸氣壓縮系統14的任何其他合適的部分中。

在一些實施方式中，可移動構件102、104可以藉由分別圍繞第一軸向中心線96和第二軸向中心線98旋轉而從第一位置106(如圖6中所示)移動(例如旋轉)到第二位置108(如圖8中所示)。如本文中更詳細討論的，壓縮機32可以在可移動構件102、104處於第一位置106(例如，可變開口100相對小)時排放較低流速的製冷劑，並且在可移動構件102、104處於第二位置108(例如，可變開口100相對大)時排放流速增加的製冷劑。在一些實施方式中，當可移動構件102、104處於第一位置106(例如，可變開口100相對小)時，壓縮機32可以將製冷劑加壓至相對高的壓力。當可移動構件102、104處於第二位置108(例如，可變開口100相對大)時，壓縮機32可以將製冷劑加壓至相對低的壓力。附加地或替代地，第一可移動構件102和第二可移動構件104可以定位在第一位置102與第二位置104之間的任何位置，以將製冷劑的排放壓力調節到預定壓力(例如目標排放壓力)。

圖6係端板80的實施方式的透視圖。在一些實施方式中，可移動構件102、104可以在端板80的相應的凹槽110(例如第一凹槽、第二凹槽)內旋轉。每個凹槽110可以各自包括可以被配置用於限制可移動構件102、104在凹槽110內運動的第一止動件112(例如後止動件)和第二止動件114(例如前止動件)。另外，第一止動件 112和第二止動件114可以限定可變開口100的最小橫截面積(圖6)和最大橫截面積(如圖8所示)。例如，第一止動件112可以被配置成與可移動構件102、104的表面116(例如後表面)接合，並且阻止可移動構件102、104圍繞中心線96、98旋轉並進一步擴展可變開口100的橫截面積。第一可移動構件102可以圍繞第一軸向中心線96順時針旋轉，直到第一可移動構件102的表面116與相應的第一止動件112接觸。第二可移動構件104可以圍繞第二軸向中心線98逆時針旋轉，直到第二可移動構件104的表面116與相應的第一止動件112接觸。這樣，第一止動件112可以限定可移動構件102、104可以產生的可變開口100的最大橫截面積。

第二止動件114可以被配置成與可移動構件102、104的相應突片(例如第一突片和第二突片)118接合，並且阻止可移動構件102、104圍繞中心線96、98旋轉並進一步減小可變開口100的橫截面積。例如，第一可移動構件102可以圍繞第一軸向中心線96逆時針旋轉，直到第一可移動構件102的突片118與端板80的相應的第二止動件114接觸。第二可移動構件104可以圍繞第二軸向中心線98順時針旋轉，直到第二可移動構件104的突片118與端板80的相應的第二止動件114接觸。這樣，第二止動件114可以限定其中可移動構件102、104可以產生的可變開口100的最小橫截面積。

在一些實施方式中，凹槽110的深度(例如縱向82距離)可以基本上等於可移動構件102、104的厚度(例如縱向82距離)。這樣，可移動構件102、104的頂表面120和端板80的內表面122可以在由豎直84軸線和側向86軸線限定的平面內共面。如本文中更詳細描述 的，可移動構件102、104的頂表面120和端板80的內表面122可以由此將在轉子76、78的間隙之間的加壓的製冷劑引導至可變開口100，並且阻止加壓的製冷劑洩漏到設置在壓縮機32的殼體30與端板80之間的空間124中。

圖7係沿圖5中所示的線7-7截取的端板80的展開視圖。圖7展示了處於其中可變開口100的橫截面積相對小的第一位置106(例如高壓位置)的可移動構件102、104。如圖7所展示的實施方式中所示，第一可移動構件102包括第一尖端130，並且第二可移動構件104包括第二尖端132，使得可移動構件102、104可以包括在可移動構件102、104的相應的突片118與尖端130、132之間延伸的成型輪廓。例如，在第一可移動構件102的突片118與第一尖端130之間延伸的輪廓134可以是彎曲的(例如總體上是抛物線形的)。在第二可移動構件104的突片118與第二尖端132之間延伸的輪廓136可以是基本上線性的(例如總體上是直線)。在一些實施方式中，第一可移動構件102的輪廓134和第二可移動構件104的輪廓136可以是基本上相同的。附加地或替代地，輪廓(例如第一成型邊緣和第二成型邊緣)134、136可以藉由諸如鋸齒形、立方形或對數曲線形之類的任何其他形狀的路徑來限定。

在任何情況下，輪廓134、136可以被配置成分別符合或對應於第一轉子76的輪廓(例如成型邊緣)和第二轉子78的輪廓。例如，當壓縮機32的第一轉子76(例如凸形轉子)圍繞第一軸向中心線96旋轉時，設置在第一轉子76上的螺旋狀凸角的後緣可以總體上形成與第一可移動構件102的輪廓134(例如抛物線)相符合的形狀。類 似地，當壓縮機的第二轉子78(例如凹形轉子)圍繞第二軸向中心線98旋轉時，設置在第二轉子78內的螺旋狀凹槽的後緣總體上可以形成與第二可移動構件104的輪廓136(例如直線)相符合的形狀。使第一可移動構件102和第二可移動構件104的輪廓134、136分別與第一轉子76和第二轉子78的輪廓匹配，可以使製冷劑能夠在排放到可變開口100中之前在盡可能長的距離上保持被壓縮在第一轉子76的凸角與第二轉子78的凹槽之間(例如在壓縮室中)。例如，輪廓134、136可以阻止製冷劑在到達排放端口(例如可變開口100)之前被從壓縮室排放。這樣，製冷劑可以沿著轉子76、78的整個長度行進，並且因此沿著壓縮室的整個長度行進，這樣可以提高壓縮機32的效率。

在一些實施方式中，端板80的內表面122可以包括在第一可移動構件102的第二止動件114與第二可移動構件104的第二止動件114之間的輪廓138，其可以額外地與第一轉子76和第二轉子78的輪廓相符合。例如，輪廓138的第一段140可以被配置成符合第一轉子76(例如凸形轉子)的輪廓(例如第一後緣)，並且輪廓138的第二段142可以被配置成符合第二轉子78(例如凹形轉子)的輪廓(例如第二後緣)。

如上所述，端板80的內表面122和可移動構件102、104的頂表面120可以阻止製冷劑排放到端板80內的空間124中，並且因此基本上將所有製冷劑導向可變開口100。可變開口100包括限定了可變開口100的區域的周邊150，製冷劑可以從外殼30通过所述可變開口排放。例如，可變開口100的周邊150至少由第一可移動構件102的輪廓134、內表面122的輪廓138、第二可移動構件104的輪廓136以及在第 二可移動構件104的尖端132與第一可移動構件102的尖端130之間延伸的線152來限定。在一些實施方式中，可移動構件102、104可以調整由可變開口100的周邊150形成的區域(例如可變開口100的橫截面積)，並且因此可以調整壓縮機32的運行參數(例如體積流速、壓力)。

圖8係端板80的透視圖，示出了處於第二位置108(例如低壓位置)的可移動構件102、104。可移動構件102、104可以手動地(例如經由操作者)或經由一個或多個致動器154(例如液壓致動器、電致動器、氣動致動器或另一合適的致動器)來在第一位置106與第二位置108之間移動。例如，在一些實施方式中，操作者可以手動地使第一可移動構件102和第二可移動構件104分別圍繞第一軸向中心線96和第二軸向中心線98旋轉。在其他實施方式中，致動器154可以用於使可移動構件102、104分別圍繞第一軸向中心線96和第二軸向中心線98旋轉。

在包括致動器154的實施方式中，致動器154可以被配置用於使可移動構件102、104一起或分別移動。例如，在一些實施方式中，單個致動器可以被配置用於使第一可移動構件102和第二可移動構件104二者移動。在其他實施方式中，可以藉由第一致動器使第一可移動構件102移動，並且可以藉由第二致動器使第二可移動構件104移動。

在一些情況下，從壓縮機32排放的加壓製冷劑可以在可移動構件102、104上施加力(例如，表示為箭頭156)。在一些實施方式中，力156可以是圍繞第一軸向中心線96沿順時針方向施加到第一可移動構件102、並且圍繞第二軸向中心線98沿逆時針方向施加 到第二可移動構件104的壓縮力。可移動構件102、104可以經由藉由致動器154和/或緊固件(例如螺栓、黏合劑)提供的反作用力(例如與力156的方向和大小相反的力)而保持靜止。例如，當操作者將可移動構件102、104調節到期望位置時，操作者然後可以經由緊固件將可移動構件102、104聯接至端板80，使得可移動構件102、104的位置基本上固定。在其他實施方式中，致動器154(例如液壓致動器、電致動器、氣動致動器或另一合適的致動器)可以提供反作用力。附加地或替代地，可以使用緊固件和致動器154的組合來固定可移動構件102、104的位置。

圖9係可以用於操作具有端板80的壓縮機32的方法160的實施方式。例如，在框162，使壓縮機的轉子76、78旋轉以便使得第一轉子76(例如凸形轉子)的凸角能夠與第二轉子78的凹槽(例如凹形轉子)嚙合，這樣最終形成轉子之間的壓縮室(例如一系列間隙)。連續的壓縮室可以在殼體30的一端與壓縮機入口31處於流體連通，並且在殼體30的另一端與壓縮機出口33處於流體連通。壓縮室可以連續地減小體積，從而將製冷劑朝向壓縮機出口32壓縮(例如通过端板80的可變開口100)。因此，壓縮機32可以對蒸氣壓縮系統14內的製冷劑加壓和/或使製冷劑貫穿蒸氣壓縮系統14的導管來循環。

在框164，可以測量壓縮機32的殼體30內的製冷劑的參數。例如，感測器105(例如壓力計、壓力感測器)可以測量離開壓縮機32的製冷劑的運行參數(例如排放壓力、靜壓力)。附加地或替代地，感測器105可以沿蒸氣壓縮系統14的另一個合適的部分定位。在任何情況下，在框166，可以將所測得的運行參數用於確定是否期 望對可變開口100進行調節。可以至少部分地基於所測得的運行參數來調節可變開口100。例如，如果離開壓縮機32的製冷劑的排放壓力低於期望閾值，則可以減小可變開口100的面積(例如使得可移動構件102、104朝向第一位置106移動)，從而因此增加壓縮機32的壓縮室內的壓力。如果離開壓縮機32的製冷劑的排放壓力高於期望閾值，則可以增加可變開口100的面積(例如使得可移動構件102、104朝向第二位置108移動)，從而因此增加壓縮機32的壓縮室內的壓力。

為了接近第一位置106，第一可移動構件102可以圍繞第一開口92的軸向中心線96逆時針旋轉，直到第一可移動構件102的突片118與端板80的相應的第二止動件114接觸。第二可移動構件104可以圍繞第二開口94的軸向中心線98順時針旋轉，直到第二可移動構件104的突片118與端板80的相應的第二止動件114接觸。因此，可以減小第一可移動構件102與第二可移動構件104之間的距離，這樣也減小了可變開口100的面積。為了到達第二位置108，第一可移動構件102可以圍繞第一開口92的軸向中心線96順時針旋轉，直到第一可移動構件102的表面116與端板80的相應的第一止動件112接觸。類似地，第二可移動構件104可以圍繞第二開口94的軸向中心線98逆時針旋轉，直到第二可移動構件104的表面116與端板80的相應的第一止動件112接觸。因此，可以增加第一可移動構件102與第二可移動構件104之間的距離，這樣也增加了可變開口100的面積。

雖然僅展示和描述了某些特徵和實施方式，但是在實質上不背離申請專利範圍中記載的主題的新穎性教導和優點的情況下，熟悉該項技術者可以想到許多修改和變化(例如，各種元件的大 小、尺寸、結構、形狀和比例、參數值(例如，溫度、壓力等)、安裝佈置、材料的使用、顏色、定向等的變化)。可以根據替代實施方式對任何過程或方法步驟的順序或序列進行改變或重新排序。因此，應該理解的是，所附申請專利範圍旨在將所有這種修改和變化涵蓋為落入本揭露的真正精神內。此外，為了提供對示例性實施方式的簡要明描述，可能未描述實際實現的所有特徵(即與目前預期的最佳模式無關的那些特徵或與實現無關的那些特徵)。應該理解的是，在任何這種實際實施方式的開發中(如在任何工程或設計項目中)，可以作出大量實施方式特定的決定。這種開發工作可能是複雜且耗時的，但是對於從本揭露中受益的本領域技術人員來說，這仍是常規的設計、生產和製造工作，而無需過多實驗。

76:第一轉子

78:第二轉子

80:端板

82:縱向軸線或方向

84:豎直軸線或方向

86:側向軸線或方向

88:凸緣

90:安裝孔

92:第一開口

94:第二開口

95、97:箭頭

96:第一軸向中心線

98:第二軸向中心線

100:可變開口

102:第一可移動構件

104:第二可移動構件

105:感測器

106:第一位置

108:第二位置

Claims (19)

1. 一種用於蒸氣壓縮系統之壓縮機，包括：殼體；設置在所述殼體內的第一轉子和第二轉子，其中所述第一轉子被配置成圍繞所述殼體的第一軸線旋轉，並且所述第二轉子被配置成圍繞所述殼體的第二軸線旋轉，其中所述第一轉子和所述第二轉子被配置成彼此接合，使得所述第一轉子和所述第二轉子的旋轉對所述殼體內的蒸氣加壓；以及端板，所述端板聯接至所述殼體的排放端，其中，所述端板包括：內表面；開口，所述開口延伸穿過所述內表面並且被配置用於接收所述第一轉子之軸；可變開口，所述可變開口延伸穿過所述內表面並且被配置用於從所述殼體排放蒸氣流；凹入所述內表面之第一凹槽；凹入所述內表面之第二凹槽；以及設置在所述第一凹槽內之第一可移動構件和設置在所述第二凹槽內之第二可移動構件，其中，所述第一可移動構件被配置用於沿所述第一凹槽滑動並且所述第二可移動構件被配置用於沿所述第二凹槽滑動以使所述可變開口的橫截面積增大或減小以調節所述蒸氣流。
2. 如請求項1所述之壓縮機，其中，所述第一可移動構件被配置成圍繞所述殼體的所述第一軸線旋轉，並且所述第二可移動構件被配置成圍繞所述殼體的所述第二軸線旋轉。
3. 如請求項1所述之壓縮機，其中，所述第一可移動構件和所述第二可移動構件被配置成在相應的第一位置和相應的第二位置之間轉換。
4. 如請求項3所述之壓縮機，其中，所述相應的第一位置被限定為所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線逆時針旋轉直到所述第一可移動構件的第一突片接觸所述端板的第一止動件、並且所述第二可移動構件圍繞所述第二軸線順時針旋轉直到所述第二可移動構件的第二突片接觸所述端板的第二止動件。
5. 如請求項3所述之壓縮機，其中，所述相應的第二位置被限定為所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線順時針旋轉直到所述第一可移動構件的第一表面接觸所述端板的第一止動件、並且所述第二可移動構件圍繞所述第二軸線逆時針旋轉直到所述第二可移動構件的第二表面接觸所述端板的第二止動件。
6. 如請求項1所述之壓縮機，其中，所述第一可移動構件包括第一成型邊緣，並且所述第二可移動構件包括第二成型邊緣。
7. 如請求項6所述之壓縮機，其中，所述第一成型邊緣被配置成與所述第一轉子的第一後緣相符合，並且所述第二成型邊緣被配置成與所述第二轉子的第二後緣相符合。
8. 如請求項1所述之壓縮機，包括單個致動器，所述單個致動器被配置用於使所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線旋轉並且使所述第二可移動構件圍繞所述第二軸線旋轉。
9. 如請求項8所述之壓縮機，其中，所述致動器包括液壓致動器。
10. 如請求項1所述之壓縮機，包括被配置用於使所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線旋轉的第一致動器，以及被配置用於使所述第二可移動構件圍繞所述第二軸線旋轉的第二致動器。
11. 一種蒸氣壓縮系統，包括：壓縮機，所述壓縮機包括被配置為圍繞第一軸線旋轉的第一轉子以及被配置為圍繞第二軸線旋轉的第二轉子，其中，所述第一轉子和所述第二轉子被配置為彼此接合以對所述壓縮機的殼體內的製冷劑進行壓縮；以及端板，所述端板聯接至所述殼體，其中，所述端板包括：內表面；開口，所述開口延伸穿過所述內表面並且被配置用於接收所述第一轉子之軸；可變開口，所述可變開口延伸穿過所述內表面並且被配置用於從所述殼體排放製冷劑流以使所述製冷劑循環穿過所述蒸氣壓縮系統；凹入所述內表面之第一凹槽；凹入所述內表面之第二凹槽；以及設置在所述第一凹槽內之第一可移動構件和設置在所述第二凹槽內之第二可移動構件，其中，所述第一可移動構件被配置用於沿所述第一凹槽滑動並且所述第二可移動構件被配置用於沿所述第二凹槽滑動以調節所述可變開口的橫截面積。
12. 如請求項11所述之蒸氣壓縮系統，其中，所述第一可移動構件和所述第二可移動構件被配置用於調節所述可變開口的橫截面積，以調節所述殼體內的所述製冷劑的壓力、從所述殼體排放的所述製冷劑流的流速、從所述殼體排放的所述製冷劑流的壓力或其組合。
13. 如請求項11所述之蒸氣壓縮系統，其中，所述第一可移動構件被配置為沿所述第一凹槽滑動並圍繞所述第一軸線旋轉，並且所述第二可移動構件被配置為沿所述第二凹槽滑動並圍繞所述第二軸線旋轉。
14. 如請求項13所述之蒸氣壓縮系統，包括一個或多個致動器，所述一個或多個致動器被配置用於使所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線旋轉、並且使所述第二可移動構件圍繞所述第二軸線旋轉。
15. 如請求項11所述之蒸氣壓縮系統，其中，所述第一可移動構件包括第一成型邊緣，所述第一成型邊緣被配置成當所述第一轉子圍繞所述第一軸線旋轉時與所述第一轉子的第一後緣相符合，並且所述第二可移動構件包括第二成型邊緣，所述第二成型邊緣被配置成當所述第二轉子圍繞所述第二軸線旋轉時與所述第二轉子的第二後緣相符合。
16. 如請求項11所述之蒸氣壓縮系統，包括設置在所述壓縮機的所述殼體內的感測器，其中，基於來自所述感測器的、指示所述製冷劑流的排放壓力的回饋來調節所述第一可移動構件的第一位置和所述第二可移動構件的第二位置。
17. 一種用於操作壓縮機之方法，包括：使所述壓縮機的第一轉子圍繞第一軸線旋轉，並且使所述壓縮機的第二轉子圍繞第二軸線旋轉，以對所述壓縮機的殼體內的製冷劑加壓；使用感測器來測量所述壓縮機的運行參數；以及基於所述運行參數來調節設置在所述殼體的端板內的可變開口的橫截面積，其中所述端板包含內表面、延伸穿過所述內表面並且被配置用於接收所述第一轉子之軸的開口以及凹入所述內表面的凹槽，其中可移動構件被設置在所述凹槽內並且被配置用於沿所述凹槽滑動以調節所述橫截面積。
18. 如請求項17所述之方法，其中，所述可移動構件為第一可移動構件，其中調節所述可變開口的橫截面積包括使所述第一可移動構件圍繞所述第一軸線旋轉，並且使第二可移動構件圍繞所述第二軸線旋轉。
19. 如請求項17所述之方法，其中，所述感測器係設置在所述壓縮機的所述殼體內的壓力感測器，並且其中，所述運行參數包括經由所述可變開口從所述壓縮機排放的所述製冷劑的壓力。

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