專利名稱：具有流體噴射系統(tǒng)的壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的教導涉及壓縮機，更特別地涉及與壓縮機一起使用的改 進型蒸氣噴射系統(tǒng)。
技術(shù)背景由于渦旋機具有極高效的工作能力，渦旋機日益普遍地用作致冷系統(tǒng)和HVAC系統(tǒng)中的壓縮機。通常地，渦旋機包括與非旋轉(zhuǎn)渦旋件 相互嚙合的旋轉(zhuǎn)渦旋件以形成壓縮腔室系列。旋轉(zhuǎn)渦旋件相對非旋轉(zhuǎn) 渦旋件的旋轉(zhuǎn)使壓縮腔室尺寸逐漸減小并導致分配到每個腔室內(nèi)的流 體,皮壓縮。非旋轉(zhuǎn)渦旋件密封抵靠旋轉(zhuǎn)渦旋件以實現(xiàn)壓縮。然而，在壓縮過 程中和比如流體進入壓縮腔室的特殊故障條件下，非旋轉(zhuǎn)渦旋件相對 旋轉(zhuǎn)渦旋件的稍微運動一般被允許考慮作用在非旋轉(zhuǎn)渦旋件上的力。在工作過程中，旋轉(zhuǎn)渦旋件相對非旋轉(zhuǎn)渦旋件旋轉(zhuǎn)，導致流體在 壓縮腔室內(nèi)被壓縮。流體壓縮引起的力將被作用到非旋轉(zhuǎn)渦旋件和旋 轉(zhuǎn)渦旋件上，迫使非旋轉(zhuǎn)渦旋件和旋轉(zhuǎn)渦旋件分離。傳統(tǒng)地，旋轉(zhuǎn)渦 旋件經(jīng)驅(qū)動軸被連接到發(fā)動機上，同樣地，旋轉(zhuǎn)渦旋件不允許相對非 旋轉(zhuǎn)渦旋件軸向運動。因此，在壓縮過程中，非旋轉(zhuǎn)渦旋件應(yīng)該能夠 相對旋轉(zhuǎn)渦旋件軸向運動以適應(yīng)在壓縮過程中被施加的某種作用力。蒸氣壓縮系統(tǒng)可以與渦旋機一起使用以提高效率。蒸氣壓縮系統(tǒng) 典型地以中間壓力抽吸蒸氣，該中間壓力比真空壓力稍微高一點又比 排放壓力稍微低一點，而且蒸氣壓縮系統(tǒng)將抽吸的蒸氣噴射進入壓縮 腔室中以減小在排放壓力下輸出蒸氣需要的功。蒸氣可以通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件被引入到壓縮腔室。管道可以從外部 經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器延伸到渦旋機并且通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件。在壓 縮過程中，管道可以適應(yīng)非旋轉(zhuǎn)渦旋件的軸向運動以避免破壞管道。傳統(tǒng)的蒸氣噴射系統(tǒng)經(jīng)常要求管道延伸通過渦旋機的頂部，這使 管道延伸通過渦旋機的排放腔室成為必要的，而且因此要求多重密封。 此外，定位管道通過渦旋機頂部要求精確定位通過渦旋機頂部和從抽 吸腔室限定排放腔室的隔壁的通道，以保證管道和非旋轉(zhuǎn)渦旋件之間 的適當定位。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明教授的內(nèi)容提供了渦旋機，該渦旋機包括外殼、包含第一螺旋齒(spinal warp )的非旋轉(zhuǎn)渦旋件和包含第二螺旋齒的旋轉(zhuǎn)渦旋 件。第一和第二齒相互交叉以形成至少一個移動流體包，當該移動流 體包從徑向外部位置運動到徑向內(nèi)部位置時，其尺寸減小。蒸氣噴射 系統(tǒng)可以包括殼管接頭，該殼管接頭經(jīng)蒸氣噴射管與非旋轉(zhuǎn)渦旋件的 流體通路連通。蒸氣噴射管可以被固定與用于將蒸氣連通到移動流體 包內(nèi)的非旋轉(zhuǎn)渦旋件一起運動。


從詳細的說明書和附圖將更充分理解本發(fā)明教授的內(nèi)容，其中 圖1A是根據(jù)本發(fā)明教授的原理與蒸氣噴射系統(tǒng)相結(jié)合的壓縮機的橫斷面視圖；圖1B是圖1A的蒸氣噴射系統(tǒng)的更詳細的視圖；圖2是圖1A的壓縮機的非旋轉(zhuǎn)渦旋件的橫斷面視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明教授的原理與蒸氣噴射系統(tǒng)相結(jié)合的壓縮機的橫斷面視圖；圖3B是圖3A的蒸氣噴射系統(tǒng)的更詳細的視圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明教授的原理與蒸氣噴射系統(tǒng)相結(jié)合的壓縮機的橫斷面視圖；圖4B是圖4A的蒸氣噴射系統(tǒng)的更詳細的視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明教授的原理與蒸氣噴射系統(tǒng)相結(jié)合的壓縮機的橫斷面視圖；圖5B是圖5A的蒸氣噴射系統(tǒng)的更詳細的視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明教授的原理與蒸氣噴射系統(tǒng)相結(jié)合的壓縮機的橫斷面視圖；圖6B是圖6A的蒸氣噴射系統(tǒng)的更詳細的視圖。
具體實施方式
下列描述本質(zhì)上僅僅是解釋性的，決不旨在限制本發(fā)明的教導、 應(yīng)用或使用。參照圖1A,提供渦旋壓縮機10。該渦旋壓縮機包括通常圓柱形 密封殼12，該密封殼具有在其上端面焊接的帽蓋14和在其下端面焊 接的基座16。該基座16可以包括多個安裝腿(未示出)。帽蓋14設(shè) 有致冷劑排放管接頭18，在該排放管接頭中可具有排放閥(未示出)。 殼體12可以包括橫向延伸的隔壁22，該隔壁在與帽蓋14焊接到殼體 12上的大約相同點處被焊接在殼體外圍上；固定式主軸承座或軸承體 24，該固定式主軸承座或軸承體被固定在殼體12上；和下部軸承座 26，該下部軸承座也具有多個徑向向外延伸的腿，每個腿也被固定在 殼體12上。電動機定子28—般為正方形截面但具有圓角，該定子可 被按壓配合到殼體12中。定子28上的圓角之間的平面提供定子28 和殼體12之間的通道，這便于潤滑劑從殼體12的頂部流向底部。在其上端具有偏心曲軸銷32的驅(qū)動軸或曲軸30被轉(zhuǎn)動地軸頸支 撐在主軸承座24的第一軸承34中和下部軸承座26第二軸承36中。 曲軸30在其下端具有相對大直徑的同心孔38,該同心孔與徑向向外 傾斜的小直徑孔40連通，該小直徑孔從曲軸30的頂端向上延伸。在 孔38內(nèi)設(shè)有的是潤滑劑拋油圏42。內(nèi)殼12的下部充滿潤滑油，孔38 與潤滑劑拋油圏42連接起來作為泵將潤滑液向上移動至曲軸30內(nèi)的 孔38并進入孔40內(nèi)。孔38內(nèi)油的運動最終提供油給需要潤滑的壓縮 機10的各個部分的每一部分。潤滑劑拋油圏42優(yōu)選為受讓人的美國 專利申請No.10/925， 648中公開的類型，該申請于2004年8月25日 提交，在此通過引用包含其公開的內(nèi)容。曲軸30通過電動機旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。電動機包括定子28、貫穿的繞 組44、和按壓配合到曲軸30上并且分別具有上、下配重48和50的 轉(zhuǎn)子46。配重護罩52可以被提供以減小由配重50在機油箱的油中旋轉(zhuǎn)而引起的功耗。配重護罩52在受讓人的美國專利No.5，064，356中更 完全公開，該專利的標題為"渦旋機的配重護罩"，在此通過引用包含 其公開的內(nèi)容。主軸承座24的上表面設(shè)有扁平的推力軸承表面，其上設(shè)有在其上 表面具有螺旋的葉片或齒56的旋轉(zhuǎn)渦旋件54。從旋轉(zhuǎn)渦旋件54的下 表面向下凸起的是其中具有軸頸軸承58的圓柱轂，在該圓柱轂中可轉(zhuǎn) 動地設(shè)有具有內(nèi)孔62的驅(qū)動襯套64，曲軸銷32被驅(qū)動地設(shè)置在內(nèi)孔 中。曲軸銷32在一個表面上具有一個平面，該平面驅(qū)動地嗤合在孔 62的一部分內(nèi)形成的平面(未示出)，以提供徑向適應(yīng)的驅(qū)動配置， 如前述受讓人的美國專利No.4，877，382所示，在此通過引用而將其/> 開內(nèi)容包含其中。設(shè)有的歐氏聯(lián)軸器64也被定位并被鍵配合在旋轉(zhuǎn)渦 旋件54和軸承座24之間以防止旋轉(zhuǎn)渦旋件54的旋轉(zhuǎn)運動。歐氏聯(lián)軸 器64優(yōu)選為上述參考的受讓人的美國專利No.4，877,382中公開的類 型；然而，在受讓人的美國專利No.5，320，506中公開的聯(lián)軸器可以替 代其使用，在此通過引用而將其公開內(nèi)容包含其中。非旋轉(zhuǎn)渦旋件66也被設(shè)置具有齒68，該齒68與旋轉(zhuǎn)渦旋件54 的齒56嚙合。非旋轉(zhuǎn)渦旋件66具有同心布置的排放通道70,該排放 通道與向上開口的凹槽72連通，而凹槽與由帽蓋14和隔壁22形成的 排放腔室74流體連通。環(huán)形凹槽76也在其中設(shè)有密封組件78的非旋 轉(zhuǎn)渦旋件66中形成。凹槽72和76及密封組件78共同形成了軸向偏 壓腔室，該偏壓腔室接收通過齒56和68壓縮的加壓流體以在非旋轉(zhuǎn) 渦旋件66上施加軸向偏壓力，從而推動相應(yīng)的齒56和68的末端與相 對的端板表面密封嚙合。密封組件78優(yōu)選為受讓人美國專利5，156，539 中更詳細描述的類型，在此通過引用包含其全部內(nèi)容。非旋轉(zhuǎn)渦旋件 66以前述美國專利4,877,382或美國專利5,102,316中公開的適當方式 安裝，其相對軸承座24具有有限的軸向運動，在此通過引用包含其全 部內(nèi)容。特別是參照圖1A、 1B和圖2，所示的蒸氣噴射系統(tǒng)80被結(jié)合到 壓縮機10中。蒸氣噴射系統(tǒng)80可以被流體聯(lián)接到外部系統(tǒng)(比如但不限于，經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器106)以"中間壓力"供應(yīng)蒸氣給壓 縮機10。中間壓力的蒸氣可以是在排放壓力和抽吸壓力之間的某一壓 力。以中間壓力供應(yīng)蒸氣給壓縮機10減小了電動機所需做的充分壓縮 蒸氣的功，從而減小能量消耗。蒸氣噴射系統(tǒng)80可以包括蒸氣噴射管82、密封組件84、殼管接 頭86。管82可以被固定地連接到非旋轉(zhuǎn)渦旋件66上并且包括通道88。 通道88可以流體聯(lián)接到在非旋轉(zhuǎn)渦旋件66中形成的通道90中。被導 入管82的蒸氣可以由管經(jīng)通道88、 90輸送通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件66并噴 射進入袋92中，該袋由旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)渦旋件54、 66的相應(yīng)的齒56、 68在通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件66形成的噴射口 94處形成。密封組件84可以包括平頂密封布置，該平頂密封布置具有通常設(shè) 在管82和主軸承座24之間的可壓縮墊圏96。主軸承座24可以包括 在其中形成的具有擱板100的孔98。平頂密封布置的墊圏96被安放 在擱板100上的孔98內(nèi)。管82定位在孔98內(nèi)以使管82的一端102 與墊圏96接合。當管82相對孔98徑向或軸向運動通過主軸承座24 時，管82和主軸承座24之間經(jīng)墊圏96的相對接合保持通道88和孔 98之間的連通。由于與壓縮相關(guān)聯(lián)的力，非旋轉(zhuǎn)渦旋件66可以相對主軸承座24 移動。由于管82、墊圏96和擱板100之間的相互作用，非旋轉(zhuǎn)渦旋 件66的這種運動不會使管82從主軸承座24分離。例如，如果非旋轉(zhuǎn) 渦旋件66從旋轉(zhuǎn)渦旋件54軸向分離出來，通道88與孔98保持密封 的流體連通，因為墊圏96膨脹以保持與管82的端面102和主軸承座 24的擱板100接觸。相反地，當非旋轉(zhuǎn)渦旋件66與旋轉(zhuǎn)渦旋件54經(jīng) 相應(yīng)的齒末端密封接合時，管82壓縮墊圈96以適應(yīng)軸向運動，而且 保持通道88和孔98之間的流體連通。類似地，當非旋轉(zhuǎn)渦旋件66 相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54徑向移動時，管82在孔98內(nèi)徑向移動以允許管 82相對主軸承座24作橫向運動，而且保持通道88和孔98之間的流 體連通。蒸氣噴射系統(tǒng)80通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件66提供蒸氣給袋92，而不必延伸蒸氣管道通過帽蓋14和排放腔室74，從而減小密封件的數(shù)量并 提供可靠的加工工藝。通過帽蓋14的管道的鋪設(shè)要求通入帽蓋14和 隔壁板22的孔和通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件66的通道對準，這將增加加工成 本和復(fù)雜性。加工工藝被進一步改進，因為非旋轉(zhuǎn)渦旋件66與主軸承 座24正確對準從而相應(yīng)地保證旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)渦旋件54、 66的齒56、 58之間的正確密封。因此，將管82固定到非旋轉(zhuǎn)渦旋件66上保證管 82與主軸承座24的孔98正確對準而無額外的加工復(fù)雜性。殼管接頭86被固定連接到壓縮機10的外殼12上，而且殼管接頭 包括與主軸承座24的孔98流體連通的通道104。殼管接頭86允許蒸 氣噴射系統(tǒng)80與(如經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器106的)外部系統(tǒng)流體 連通以給壓縮機10提供中間壓力蒸氣。當經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器 106被描述時，應(yīng)該理解成能為蒸氣噴射系統(tǒng)80提供中間壓力蒸氣的 任何系統(tǒng)都應(yīng)該認為在本發(fā)明的教導范圍之內(nèi)。在操作過程中，蒸氣噴射系統(tǒng)80從經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器106 提供中間壓力蒸氣給殼管接頭86,該殼管接頭經(jīng)通道104將蒸氣連通 到通過主軸承座24的孔98。蒸氣穿過孔98進入管82的通道88，該 管通過非旋轉(zhuǎn)渦旋件66將蒸氣連通到通道90。蒸氣在口 94處被噴射 到袋92中，該口位于通道卯的末端。中間壓力蒸氣減小電動機所需 的充分壓縮蒸氣的功的量，因而增加壓縮機10的整體效率。特別參考圖3A和3B，提供了蒸氣噴射系統(tǒng)80a。由于關(guān)于蒸氣 噴射系統(tǒng)80a的與蒸氣噴射系統(tǒng)80相關(guān)的元件的結(jié)構(gòu)和功能的大致相 似性，此后和在圖中所用的類似附圖標記用于標示類似元件，而所用 的包含字母擴展名的類似附圖標記用于標示那些已被改型的元件。蒸氣噴射系統(tǒng)80a包括具有通道88的蒸氣噴射管82、密封組件 84a和殼管接頭86。管82被固定到非旋轉(zhuǎn)渦旋件66上以使通道88 與通道90和口 94流體連通。通道88也與主軸承座24a的孔98a流體 連通以允許孔98a與非旋轉(zhuǎn)渦旋件66流體連通。當非旋轉(zhuǎn)渦旋件66被造成相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54徑向或軸向運動時， 密封組件84a通常布置在管82和形成孔98a的主軸承座24a的一部分之間以保持其間的流體連通。密封組件84a包括墊圏96a,該墊圏設(shè) 在孔98a的軸向凹槽108中。墊圏96a與管82的外表面密封接合而且 可以被如但不限于橡膠O型圏及類似物的適當密封件密封?？?8a與 殼管接頭86的通道104流體連通以允許中間壓力的蒸氣從經(jīng)濟器熱交 換器或閃發(fā)器106進入壓縮機10a。在操作過程中，由于與壓縮相關(guān)的力，可以使非旋轉(zhuǎn)渦旋件66 相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54軸向和/或橫向運動。墊圏96a允許管82與非旋轉(zhuǎn) 渦旋件66 —起軸向移動而且仍保持管82的通道88和主軸承座24a 的孔98a之間的密封關(guān)系。例如，如果由于非旋轉(zhuǎn)渦旋件66相對旋轉(zhuǎn) 渦旋件54的軸向運動，非旋轉(zhuǎn)渦旋件66被導致相對主軸承座24a軸 向移動，墊圈96a與管82的表面110保持接合，由于管82在孔98a 內(nèi)軸向移動從而保證通道88與主軸承座24a的孔98a保持密封關(guān)系。 因此，在非旋轉(zhuǎn)渦旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的軸向運動過程中，中 間壓力的蒸氣仍可以經(jīng)殼管接頭86、孑L 98a、管82、通道90、和口 94^L傳送到袋92中。墊圈96a也允許管82相對主軸承座24a的孔98a作徑向運動以適 應(yīng)非旋轉(zhuǎn)渦旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的徑向運動。在這種運動過程 中，墊圏96a被管82的橫向運動壓縮，但仍能保持管82和主軸承座 24a之間的密封。特別參考圖4A和4B，提供了蒸氣噴射系統(tǒng)80b。由于關(guān)于蒸氣 噴射系統(tǒng)80b的與蒸氣噴射系統(tǒng)80相關(guān)的元件的結(jié)構(gòu)和功能的大致相 似性，此后和在圖中所用的類似附圖標記用于標示類似元件，而所用 的包含字母擴展名的類似附圖標記用于標示那些已被改型的元件。蒸氣噴射系統(tǒng)80b包括具有通道88b的蒸氣噴射管82b、密封組 件84b和殼管接頭86。管82b被固定到非旋轉(zhuǎn)渦旋件66上以使通道 88b與通道90和口 94流體連通。通道88b也與主軸承座24b的孔98b 流體連通以允許孔98b與非旋轉(zhuǎn)渦旋件66的通道90和口 94流體連通。當非旋轉(zhuǎn)渦旋件66被導致相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54徑向或軸向運動時， 密封組件84b通常被設(shè)在管82b和形成孔98b的主軸承座24b的內(nèi)表面114之間以保持其間的流體連通。密封組件84b包括墊圏96b，該 墊圏設(shè)在管82的外徑部分中形成的軸向凹槽108中。墊圏96b與孔 98b的內(nèi)表面密封接合而且可以被如但不限于橡膠O型圈及類似物適 當密封?？?8b與殼管接頭86的通道104流體連通以允許中間壓力的 蒸氣從經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器106進入壓縮機10b。蒸氣噴射系統(tǒng)80b還包括具有頂蓋密封件118和中間密封件120 的上密封組件116。頂蓋密封件118包括通道122，中間密封件120包 括通道124。通道122、 124相互流體連通并且與通道88b和90流體 連通。頂蓋密封件118和中間密封件120和管82b共同提供管82b和 非旋轉(zhuǎn)渦旋件66之間的密封關(guān)系，而且因此保證孔98a和非旋轉(zhuǎn)渦旋 件66之間的流體連通。在操作過程中，由于與壓縮相關(guān)的力，可以使非旋轉(zhuǎn)渦旋件66 相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54軸向或徑向運動。墊圏96b允許管82b與非旋轉(zhuǎn) 渦旋件66 —起軸向移動而且仍保持管82b的通道88b和主軸承座24b 的孔98b之間的密封關(guān)系。例如，如果非旋轉(zhuǎn)渦旋件66導致管82b 相對主軸承座24b的孔98b軸向運動，墊圏96b與孔98a的表面110 保持接合從而保證通道88b與孔98b保持密封的流體連通。因此，在 非旋轉(zhuǎn)渦旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的軸向運動過程中，中間壓力的 蒸氣仍可以經(jīng)殼管接頭86、孔98b、管82b、通道90、和口 94被傳 送到袋92中。墊圏96b也允許管82b在主軸承座24b的孔98b內(nèi)徑向運動以適 應(yīng)非旋轉(zhuǎn)渦旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的徑向運動。在這種運動過程 中，墊圏96b被管82b的徑向運動壓縮到凹槽112和內(nèi)表面114之間， 但仍能保持管82b的通道88b和主軸承座24b的孔98b之間的密封的 流體連通。特別參考圖5A和5B,提供了蒸氣噴射系統(tǒng)80c。由于關(guān)于蒸氣 噴射系統(tǒng)80c的與蒸氣噴射系統(tǒng)80相關(guān)的元件的結(jié)構(gòu)和功能的大致相 似性，此后和在圖中所用的蒸氣噴射系統(tǒng)80c包括具有通道88c的蒸氣噴射管82c、密封組 件84c、和殼管接頭86。管82c被固定到非旋轉(zhuǎn)渦旋件66上以使通道 88c與通道90和口 94流體連通。通道88c也與主軸承座24c的孔98c 流體連通以允許孔98c與非旋轉(zhuǎn)渦4t件66的通道90和口 94流體連通。密封組件84c通常布置在管82c和套管128之間，該套管固定連 接到孔98c上。套管128包括通道129,該通道與管82c的通道88c 和主軸承座24c的孔98c流體連通。 一旦管82c被插入套管128中， 管82c和主軸承座24c之間的流體連通經(jīng)孔98c和通道129和88c被 完成。當非旋轉(zhuǎn)渦旋件66被導致相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54徑向或軸向移動時， 密封組件84c和管82c共同保持主軸承座24c的孔98c與管82c的通 道129和通道88c之間的流體連通。密封組件84c包括墊圏96c，該 墊圏設(shè)在管82c的軸向凹槽112c中。墊圏96c與套管128的內(nèi)表面130 密封接合而且可以被如但不限于橡膠O型圏及類似物適當密封?？?98c與殼管接頭86的通道104流體連通以允許中間壓力的蒸氣從經(jīng)濟 器熱交換器或閃發(fā)器106進入壓縮機10c。在操作過程中，由于與壓縮相關(guān)的力，可以使非旋轉(zhuǎn)渦旋件66 相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54軸向或徑向移動。墊圈96c允許管82c與非旋轉(zhuǎn)渦 旋件66 —起軸向移動而且仍保持管82c的通道88c和主軸承座24c的 孔98c之間的密封關(guān)系。例如，如果非旋轉(zhuǎn)渦旋件66被導致相對主軸 承座24c軸向運動，墊圏96c與套管128的表面130保持接合以保證 通道88c與主軸承座24c的孔98c保持密封關(guān)系。因此，在非旋轉(zhuǎn)渦 旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的運動過程中，中間壓力的蒸氣仍可以經(jīng) 殼管接頭86、孔98c、管82c、通道90和口 94被傳送到袋92中。墊圏96c也允許管82c相對主軸承座24c徑向運動以適應(yīng)非旋轉(zhuǎn) 渦旋件66相對旋轉(zhuǎn)渦旋件54的徑向運動。在這種運動過程中，由于 套管128內(nèi)的管82c的徑向運動，墊圏96c被壓縮到凹槽112c和內(nèi)表 面130之間，但仍能保持在管82c和主軸承座24c之間的的密封流體 連通。參照圖6A和6B，提供了與蒸氣噴射系80d和容積控制系統(tǒng)210 相結(jié)合的壓縮機10d。渦旋壓縮機10d通常是受讓人美國專利 5,102,316中描述的類型，而且容積控制系統(tǒng)210優(yōu)選為受讓人美國專 利6,213,731中描述的類型，在此通過引用包含其公開的內(nèi)容。渦旋壓 縮機10d包括外殼212，在該外殼內(nèi)設(shè)有電動機，該電動機包括定子 214和轉(zhuǎn)子216、轉(zhuǎn)子216固定于其上的曲軸218、用于旋轉(zhuǎn)地支撐曲 軸218的上軸承座220和下軸承座(未示出)。壓縮機10d包括旋轉(zhuǎn)渦旋件226，該旋轉(zhuǎn)渦旋件支撐在上軸承座 220上并且經(jīng)曲軸銷228和驅(qū)動襯套230驅(qū)動地連接到曲軸218上。 非旋轉(zhuǎn)渦旋件232與旋轉(zhuǎn)渦旋件226嚙合定位，而且可徑向移動地固 定在上軸承座220上。歐式聯(lián)軸器238與渦旋件226和232共同協(xié)作 以防止其間的相對運動?？拷鈿?12上端的隔壁板240用作將外殼 212的內(nèi)部分成在其上端的排放腔室242和在其下端的抽吸腔室244。在操作過程中，當旋轉(zhuǎn)渦旋件226相對非旋轉(zhuǎn)渦旋件232旋轉(zhuǎn)時， 吸入氣體經(jīng)抽吸管接頭246被抽入殼212的抽吸腔室244。從抽吸腔 室244，吸入氣體通過i殳在非旋轉(zhuǎn)渦旋件232中的入口 248凈皮抽入壓 縮機10d中。渦^走件226和232的相互嚙合的渦旋齒形成移動氣體袋， 旋轉(zhuǎn)渦旋件226的旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)果是，當該氣體袋徑向向內(nèi)移動時， 其尺寸逐漸減小，從而壓縮經(jīng)入口 248進入的吸入氣體。然后被壓縮 氣體通過設(shè)在非旋轉(zhuǎn)渦旋件232中的轂250和在隔壁240中形成的通 道252被排入排放腔室242中。響應(yīng)壓力的排出閥254被優(yōu)選提供座 落在轂250內(nèi)。非旋轉(zhuǎn)渦旋件232在其上表面上也被提供有環(huán)形凹槽256。設(shè)在 凹槽256內(nèi)的浮環(huán)密封件258被中間壓力的加壓氣體偏壓抵靠隔壁 240，以便從排放腔室242密封抽吸腔室244。通道260延伸通過非旋 轉(zhuǎn)渦旋件232以提供中間壓力氣體給凹槽256。容積控制系統(tǒng)210還包括排放管接頭268、活塞270、殼管接頭 272、三通電磁閥274、控制模塊276和具有一個或多個適當傳感器的 傳感器組278。排放管接頭268被螺紋地接收或被固定在轂250內(nèi)。排放管接頭268形成內(nèi)部空腔280和多個排放通道282。排出閥254 被設(shè)在空腔280內(nèi)。從而，加壓氣體克服排出閥254的偏壓負載以打 開排出閥254并允許加壓氣體流入空腔280,通過通道282,流入排放 腔室242。殼管接頭272被密封的固定到外殼212上，并且滑動地接收活塞 270?；钊?70和殼管接頭272形成壓力腔室292。壓力腔室292通過 管294 ^皮流體連接到電磁閥274上。電磁閥274通過管296與排放腔 室242流體連通和與抽吸管接頭246流體連通。電萬茲閥274也通過管 298與抽吸腔室244流體連通。密封件300位于活塞270和殼管接頭 272之間?；钊?70和密封件300以及殼管接頭272的組合提供自動 定心密封系統(tǒng)以提供活塞270和殼管接頭272之間的精確定位。為了偏壓非旋轉(zhuǎn)渦旋件232與旋轉(zhuǎn)渦旋件226密封接合用于標準 的滿載操作。電磁閥274由控制模塊276停止工作(或開始工作)以 使排放腔室242通過管296、電磁閥274和管294與腔室292直接連 通。在腔室242和292內(nèi)的排放壓力下的加壓流體作用抵靠在活塞270 的相對側(cè)面，允許非旋轉(zhuǎn)渦旋件232的垂直偏壓朝向旋轉(zhuǎn)渦旋件226， 以便每個渦旋件的軸向末端與相對渦旋件的相應(yīng)端板密封接合。兩個 渦旋件226和232的軸向密封使壓縮機10d以100%負載運轉(zhuǎn)。為了使壓縮機10d卸載，電磁閥274通過控制模塊276開始工作 (或停止工作)以使抽吸腔室244通過抽吸管接頭246、管298、電磁 閥274和管294與腔室292直接連通。利用釋放進入抽吸腔室292的 加壓流體的排放壓力，活塞270相對側(cè)面的壓差使非旋轉(zhuǎn)渦旋件232 向上移動，以使每個渦旋件末端的軸向端面與相應(yīng)的端板分隔以便形 成間隙。該間隙允許較高的加壓袋釋放成較低的加壓袋并最終進入抽 吸腔室244。在非旋轉(zhuǎn)渦旋件232的調(diào)制過程中，波形彈簧304保持 浮環(huán)密封件258和隔壁240之間的密封關(guān)系。間隙的形成充分消除了 吸入氣體的連續(xù)壓縮。當發(fā)生此卸載時，排出閥254移動到其關(guān)閉位 置，從而防止高壓流體從排放腔室242或下游的制冷系統(tǒng)回流。當吸 入氣體的壓縮^皮恢復(fù)時，電磁閥274停止工作(或開始工作)，在該電磁閥中再次形成腔室292和排方文腔室242之間的流體連通。這又允許 流體以排放壓力重新作用抵靠活塞270以與渦旋件226和232軸向接 合。軸向密封接合重新形成壓縮機10d的壓縮動作?？刂颇K276與傳感器組278連通以提供所需的控制模塊276的 信息以便確定制冷系統(tǒng)在特定條件下所需的卸載程度。該制冷系統(tǒng)包 括當時存在的壓縮機10d。基于本信息，控制模塊276以脈沖寬度調(diào) 制模式操作電磁閥274以交替地使腔室292與排放腔室242和抽吸腔 室244連通。以脈沖寬度調(diào)制模式操作的電磁閥274的頻率決定壓縮 機10d操作的百分比容量。隨著感應(yīng)到的條件的變化，控制模塊276 改變電磁閥274的操作頻率，而且從而改變相關(guān)的時間周期，以該時 間周期在加載和卸載條件下操作壓縮機10d。響應(yīng)系統(tǒng)要求，電磁閥 274的操作頻率的變化可以使壓縮機的操作在滿載或100%容量和完 全卸載或0%容量或者以滿載和卸載二者之間的無限個設(shè)定的任一設(shè) 定操作。繼續(xù)參照圖6A和6B，提供蒸氣噴射系統(tǒng)80d。由于關(guān)于蒸氣噴 射系統(tǒng)80d的與蒸氣噴射系統(tǒng)80相關(guān)聯(lián)的元件在結(jié)構(gòu)和功能上的大致 相似性，此后和圖中的相似的附圖標記被用作標示類似元件，而類似 的附圖標記包含的字母擴展名被用作標示已經(jīng)被改型的元件。蒸氣噴射系統(tǒng)80d包括具有通道88d的柔性管82d和殼管接頭86。 管82d可以被由透明和/或編織網(wǎng)強化PVC制成，以及低密度和高密 度的聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或尼龍或別的材料形成。管82d被固定 到非旋轉(zhuǎn)渦旋件232以使通道88d與通道90和口 94d流體連通。管 82d可以被連接到非旋轉(zhuǎn)渦旋件232的側(cè)面，以使管82d的一端從非 旋轉(zhuǎn)渦旋件232沿著與非旋轉(zhuǎn)渦旋件232相對于旋轉(zhuǎn)渦旋件226的軸 向運動大體上垂直的方向延伸，如圖6B所示。通道88d也與在主軸 承座220中形成的孔98d流體連通以允許孔98d與非旋轉(zhuǎn)渦旋件232 的通道90和口 94d密封地流體連通。在操作中，由于與壓縮相關(guān)聯(lián)的力，非旋轉(zhuǎn)渦旋件232可以被導 致相對旋轉(zhuǎn)渦旋件226軸向或徑向地移動。由于管82d的柔性性質(zhì)，管82d允許非旋轉(zhuǎn)渦旋件232相對旋轉(zhuǎn)渦旋件226軸向或徑向地移動 并且仍然保持管82d的通道88d和主軸承座220的孔98d之間密封的 流體連通。所以，當容量控制系統(tǒng)相對主軸承座220軸向地移動非旋 轉(zhuǎn)渦旋件232以調(diào)整壓縮機10d的容量時，蒸氣噴射在此期間被允許。如所述的，管82d能適應(yīng)非旋轉(zhuǎn)渦旋件232相對旋轉(zhuǎn)渦旋件226 的軸向和徑向的運動以保持經(jīng)濟器熱交換器或閃發(fā)器106和袋之間的 流體連通，該袋在旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)渦旋件226、 232之間。當如系統(tǒng)210 的容量控制系統(tǒng)被結(jié)合到的壓縮機10d中，系統(tǒng)210設(shè)法軸向移動非 旋轉(zhuǎn)渦旋件232以調(diào)制壓縮機10d的容量，非旋轉(zhuǎn)渦旋件232的這種 運動頻繁發(fā)生。應(yīng)該理解成盡管蒸氣噴射系統(tǒng)80d被描述成與壓縮機 10d相關(guān)聯(lián)，任一前述蒸氣噴射系統(tǒng)80、 80a、 80b、 80c可以凈皮類似 地結(jié)合到壓縮機10d中以與容量控制系統(tǒng)210聯(lián)合使用。本發(fā)明教導的描述實質(zhì)上僅僅是解釋性的，因而，變化旨在處于 本教導的范圍之內(nèi)。這些變化不能被認為是偏離本教導的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機，包括外殼；非旋轉(zhuǎn)渦旋件，包括第一端板和從第一端板豎立的第一螺旋齒，所述非旋轉(zhuǎn)渦旋件相對所述外殼可軸向移動；旋轉(zhuǎn)渦旋件，包括第二端板和從第二端板豎立的第二螺旋齒，所述第一和第二螺旋齒相互交叉以形成移動流體袋，當所述袋從徑向外部位置移動到徑向內(nèi)部位置時，所述袋尺寸減?。恢鬏S承座，支撐所述旋轉(zhuǎn)渦旋件并包括流體通道；管，被固定用于與所述非旋轉(zhuǎn)渦旋件一起運動并且與所述流體通道流體連通；以及口，被形成在所述非旋轉(zhuǎn)渦旋件中并且與所述管流體連通以噴射蒸氣進入所述至少一個移動流體袋。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，還包括設(shè)在所述管和所述主 軸承座之間的密封件。
3. 如權(quán)利要求2所述的渦旋壓縮機，其中所述密封件包括設(shè)在所 述管的一端和所述主軸承座的所述流體通道的開口之間的平頂密封 件。
4. 如權(quán)利要求2所述的渦旋壓縮機，其中所述密封件包括與所述 管接觸的墊圏以密封所述管到所述主軸承座的所述流體通道。
5. 如權(quán)利要求4所述的渦旋壓縮機，其中所迷墊圏是O形圏。
6. 如權(quán)利要求4所述的渦旋壓縮機，其中所述墊圏被設(shè)在形成在 所述主軸承座的所述流體通道中的環(huán)形凹槽內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求4所述的渦旋壓縮機，其中所述墊圏被設(shè)在形成在 所述管中的環(huán)形凹槽內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，還包括設(shè)在所述流體通道中 的套管，而且所述套管與所述流體通道流體連通。
9. 如權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機，其中所述套管滑動地接收所述管。
10. 如權(quán)利要求9所述的渦旋壓縮機，還包括設(shè)在所述套管和所 述管之間的密封件。
11. 如權(quán)利要求10所述的渦旋壓縮機，其中所述密封件包括與所 述管接觸的墊圏以密封所述管到所述主軸承座的所述流體通道。
12. 如權(quán)利要求11所述的渦旋壓縮機，其中所述墊圏是O形圏。
13. 如權(quán)利要求11所述的渦旋壓縮機，其中所述墊圏被設(shè)在形成 在所述主軸承座的所述流體通道中的環(huán)形凹槽內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求11所述的渦旋壓縮機，其中所述墊圏被設(shè)在形成 在所述管中的環(huán)形凹槽內(nèi)。
15. 如權(quán)利要求14所述的渦旋壓縮機，其中所述套管包括用于限 制所述管的軸向運動的止動器。
16. 如權(quán)利要求14所述的渦旋壓縮機，其中所述管包括用于接合 所述套管的止動器以限制所述管的軸向運動。
17. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮才幾，還包括設(shè)在所述管和所述 非旋轉(zhuǎn)渦旋件之間的第 一 密封件。
18. 如權(quán)利要求17所述的渦旋壓縮機，還包括設(shè)在所述管和所述 非旋轉(zhuǎn)渦旋件之間的第二密封件。
19. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其中所述管是相對剛性的。
20. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其中所述管是相對柔性的。
21. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，還包括容量調(diào)制系統(tǒng)。
22. 如權(quán)利要求21所述的渦旋壓縮機，其中所述容量調(diào)制系統(tǒng)包 括閥，該閥可選擇地從旋轉(zhuǎn)渦旋件移動非旋轉(zhuǎn)渦旋件以調(diào)節(jié)渦旋壓縮 機的容量。
23. 如權(quán)利要求22所述的渦旋壓縮機，其中所述閥是電磁閥。
24. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，還包括殼管接頭，該殼管 接頭延伸通過所述外殼并與所述流體通道流體連通。
全文摘要
渦旋壓縮機包括外殼、包括第一螺旋齒的非旋轉(zhuǎn)渦旋件和包括第二螺旋齒的旋轉(zhuǎn)渦旋件。第一和第二螺旋齒相互交叉以形成至少一個移動流體袋，當所述袋從徑向外部位置移動到徑向內(nèi)部位置，所述袋尺寸減小。蒸氣噴射系統(tǒng)可以包括殼管接頭，該殼管接頭經(jīng)蒸氣噴射管與非旋轉(zhuǎn)渦旋件的流體通道流體連通。蒸氣噴射管可以被固定與非旋轉(zhuǎn)渦旋件一起運動，用于將蒸氣連通進入移動流體袋中。
文檔編號F04B19/00GK101258327SQ200680032734
公開日2008年9月3日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者偉 李, 郭華明 申請人:愛默生氣候技術(shù)公司