專利名稱：雙水平的渦卷式機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位于單個(gè)殼體內(nèi)的多臺(tái)壓縮機(jī)，其中在所述殼體內(nèi)，位于馬達(dá)相對(duì)端處的兩臺(tái)壓縮機(jī)都由該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。更具體地是，本發(fā)明涉及一種包含于兩壓縮機(jī)中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)減少在壓縮機(jī)的操作過程中所產(chǎn)生的擾人的噪聲。
本發(fā)明的背景和內(nèi)容基于能源成本和能源節(jié)約的考慮，需要具有這樣一種輸出的制冷馬達(dá)-壓縮系統(tǒng)，所述輸出能夠根據(jù)需求進(jìn)行變化。為了滿足這種需求，已經(jīng)開發(fā)了許多系統(tǒng)。一種這樣的系統(tǒng)涉及在多缸壓縮機(jī)中使一個(gè)或多個(gè)氣缸卸載或者改變再膨脹體積來改變壓縮系統(tǒng)的輸出。這些變?nèi)萘肯到y(tǒng)趨于相對(duì)復(fù)雜化并且在卸載狀態(tài)下壓縮機(jī)的效率不是最優(yōu)的。同樣還已采用了變速壓縮機(jī)，但是這些變速壓縮機(jī)需要昂貴的控制件。至少當(dāng)系統(tǒng)以低容量狀態(tài)操作時(shí)，速度控制的效率以及馬達(dá)-壓縮機(jī)的效率都會(huì)出現(xiàn)問題。
取代了容量足夠大以負(fù)擔(dān)最大負(fù)荷需求的單臺(tái)壓縮機(jī)，還開發(fā)了包括多個(gè)較小的馬達(dá)壓縮機(jī)的壓縮系統(tǒng)，其總輸出等于所需最大負(fù)荷。這些多個(gè)壓縮系統(tǒng)包括一種裝置，該裝置以這樣一種方式，即當(dāng)負(fù)荷需求發(fā)生變化時(shí)，獨(dú)立地可選擇性地對(duì)所述多個(gè)馬達(dá)壓縮機(jī)中的每一個(gè)進(jìn)行致動(dòng)和停機(jī)的方式來控制整個(gè)系統(tǒng)，從而使壓縮系統(tǒng)的輸出滿足所需的負(fù)荷需求。這些多個(gè)壓縮系統(tǒng)具有高的效率，但是它們需要復(fù)雜的管路和管道系統(tǒng)，這些管路和管道系統(tǒng)包括為了確保所有的潤滑油在每一單臺(tái)的壓縮機(jī)之間均勻地分配而對(duì)潤滑油進(jìn)行監(jiān)控的裝置。
用于多臺(tái)壓縮系統(tǒng)的其它設(shè)計(jì)包括將多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)壓縮機(jī)單元安裝在共用的單個(gè)壓縮機(jī)殼體中。共用殼體最大限度地提高了系統(tǒng)的緊湊性并且它設(shè)有為油的等量分配的共用的儲(chǔ)油槽、共用的進(jìn)氣口和共用的排氣口。這些單個(gè)殼體多臺(tái)壓縮系統(tǒng)已經(jīng)被證明能夠?yàn)槭袌鏊邮埽撬鼈兊捏w積相對(duì)較大并且用于控制整個(gè)系統(tǒng)的裝置仍然較為復(fù)雜。多臺(tái)壓縮系統(tǒng)的其它的設(shè)計(jì)包括將一對(duì)壓縮機(jī)設(shè)置在同一驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)側(cè)。這些設(shè)計(jì)減小了尺寸并且降低了復(fù)雜程度并且從而進(jìn)一步地增加了它們的靈活性，兩臺(tái)壓縮機(jī)可設(shè)有容量控制系統(tǒng)。當(dāng)多臺(tái)壓縮系統(tǒng)包括容量控制系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)問題就是，當(dāng)壓縮機(jī)在以降低的容量或者容量被調(diào)節(jié)的模式下運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)或兩臺(tái)壓縮機(jī)將會(huì)產(chǎn)生噪聲。
多臺(tái)壓縮系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展旨在減小當(dāng)壓縮機(jī)在減小的容量或者容量被調(diào)節(jié)的模式下運(yùn)行時(shí)由其產(chǎn)生的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種多臺(tái)壓縮機(jī)壓縮系統(tǒng)，其中單臺(tái)壓縮機(jī)位于單根驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)側(cè)。單個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子壓配合到驅(qū)動(dòng)軸的中心部分并且位于單個(gè)馬達(dá)定子內(nèi)。這樣，兩臺(tái)壓縮機(jī)都由單臺(tái)馬達(dá)的相同的轉(zhuǎn)子和定子所驅(qū)動(dòng)。多臺(tái)壓縮系統(tǒng)的輸出控制由脈寬調(diào)制(PWM)容量控制系統(tǒng)來完成，所述控制系統(tǒng)結(jié)合到相對(duì)設(shè)置的一臺(tái)或兩臺(tái)壓縮機(jī)中。當(dāng)將PWM容量控制系統(tǒng)安裝到一臺(tái)壓縮機(jī)中時(shí)，容量可從50％到100％變化。當(dāng)將PWM容量控制系統(tǒng)安裝到兩臺(tái)壓縮機(jī)中時(shí)，容量可從0％到100％變化。必要時(shí)可采用蒸汽噴射系統(tǒng)將一臺(tái)或兩臺(tái)壓縮機(jī)的容量增加到容量的大約120％，從而進(jìn)一步增加了雙壓縮系統(tǒng)的工作范圍。必要時(shí)可將不止一臺(tái)的這些雙壓縮機(jī)/單馬達(dá)系統(tǒng)容納于單個(gè)殼體中。
除了PWM容量控制系統(tǒng)外，壓縮機(jī)還配備有套筒導(dǎo)向彈簧(sleeve-guide spring)和止推環(huán)以減小任何可能出現(xiàn)在壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)過程中的噪聲。套筒導(dǎo)向彈簧迫使固定渦卷抵靠在套筒導(dǎo)向螺栓的頭部，同時(shí)止推環(huán)限制沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件可能出現(xiàn)的任何擺動(dòng)。這兩個(gè)部件都能夠用于減小在壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)過程中的噪聲。
從下文詳細(xì)的說明中，本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)該理解的是，在指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，詳細(xì)的說明和具體的實(shí)施例僅僅只用于示例的目的，并不是用于限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)的說明和附圖中，將更加全面地了解本發(fā)明，其中圖1為本發(fā)明的馬達(dá)壓縮機(jī)系統(tǒng)的透視圖；圖2為穿過圖1所示馬達(dá)壓縮系統(tǒng)的垂直剖面圖；圖3為圖1所示的活塞組件的放大的剖視圖；圖4為圖3所示的活塞組件的俯視圖；圖5為圖1所示可調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)的端部視圖，它示出了蒸汽噴射系統(tǒng)；圖6為圖1所示可調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件的側(cè)視圖，它示出了蒸汽噴射系統(tǒng)；圖7為圖1所示可調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件的俯視剖面圖，它示出了蒸汽噴射系統(tǒng)；圖8為圖1所示蒸汽噴射裝置的放大的剖視圖；圖9為圖8所示裝置的端視圖；圖10為采用了本發(fā)明的容量控制系統(tǒng)和蒸汽噴射系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)的示意圖；圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例的殼體組件的分解透視圖；圖12為圖11所示端蓋的剖視圖；圖13為用于圖1-10所示壓縮機(jī)系統(tǒng)的沿軌道運(yùn)動(dòng)和不沿軌道允許的渦卷件的安裝系統(tǒng)的透視圖。
最優(yōu)實(shí)施例的詳細(xì)說明優(yōu)選實(shí)施例的下述說明從本質(zhì)上來講僅僅是示范性的，絕不是想要對(duì)本發(fā)明、其應(yīng)用或者用途進(jìn)行限制。
在圖1中示出了本發(fā)明的多臺(tái)壓縮機(jī)的壓縮系統(tǒng)，它通常由附圖標(biāo)記10表示。壓縮系統(tǒng)10包括多件式密封殼體組件12，該組件設(shè)有位于其每一端部處的、采用螺栓連接的隔板組件14和端蓋16。
殼體組件12包括中央殼體18和一對(duì)中間殼體20，其中每一中間殼體20位于中央殼體18的相對(duì)端處。每一中間殼體20如圖1所示通過螺栓固定到中央殼體18上。一個(gè)中間殼體20限定了用于為殼體組件12內(nèi)的馬達(dá)提供電和診斷連接的電連接通道22。中央殼體18具有單個(gè)吸入口裝置24和單個(gè)排出口裝置26。
參照圖2，每一隔板組件14包括外板28和橫向延伸的隔板30。每塊外板28通過螺栓連接到殼體組件12的相應(yīng)的中間殼體20和相應(yīng)的端蓋16之間。每一隔板30可密封地與相應(yīng)的外板28接合從而在壓縮系統(tǒng)10的相對(duì)端處限定排放壓力腔32，和位于兩隔板組件14之間的單個(gè)吸入壓力腔34。每一排放壓力腔32通過導(dǎo)管36與排放裝置26連通，其中所述導(dǎo)管36如圖1所示與中央殼體18的主體分隔開。類似地，吸入壓力腔34通過導(dǎo)管38與吸入口裝置24連通，其中所述導(dǎo)管38如圖1所示與中央殼體18的主體分隔開。導(dǎo)管36和38與中央殼體18的主體成分離的形式限制了每一導(dǎo)管和中央殼體18的主體之間的熱傳遞。必要時(shí)排氣閥(未示出)可位于導(dǎo)管36內(nèi)的任何地方。
壓縮機(jī)安裝框架40由端蓋16、隔板組件14和殼體組件12形成。
固定到殼體組件12上的壓縮系統(tǒng)10的主要元件包括一對(duì)兩件式(two-piece)主支承組件42和馬達(dá)定子44。在其相對(duì)端處具有一對(duì)偏心曲柄銷52的單根驅(qū)動(dòng)軸或曲軸50可旋轉(zhuǎn)地由一對(duì)軸承54軸頸支承，每一軸承固定在相應(yīng)的主支承組件42內(nèi)。每一曲柄銷52具有位于一表面上的驅(qū)動(dòng)平面。如圖2所示，驅(qū)動(dòng)平面彼此在旋轉(zhuǎn)相位上相差180°，以降低排放脈動(dòng)并且使壓縮系統(tǒng)10中的驅(qū)動(dòng)軸彎曲最小化。
油泵58被固定到其中一個(gè)主支承組件42上，并且油泵58的葉輪通過采用驅(qū)動(dòng)銷孔由曲軸50驅(qū)動(dòng)。曲軸50具有從一端延伸的軸線延伸孔62和從相對(duì)端延伸的軸向延伸孔64。軸向孔62與徑向孔連通以接收來自油泵58的潤滑油并且向壓縮系統(tǒng)10的一側(cè)提供潤滑油。軸向孔64與徑向孔連通以接收來自油泵58的潤滑油并且向壓縮系統(tǒng)10的相對(duì)側(cè)提供潤滑油。徑向排氣孔與軸向孔64連通。另外，一對(duì)徑向孔將潤滑油供給至主支承組件42，其中所述一對(duì)徑向孔中的一個(gè)從軸向孔62延伸，另一個(gè)從軸向孔64延伸。從軸向孔64延伸的第二組徑向孔將潤滑油供給至穿過馬達(dá)定子44的線圈76用于冷卻的目的。殼體組件12的下部限定了油槽78，該油槽78充滿有潤滑油，其潤滑油的高度水平線稍低于馬達(dá)定子44的下端以下的水平面。油泵58從油槽78抽油并且使?jié)櫥屯ㄟ^曲軸50內(nèi)的各個(gè)孔泵送至壓縮系統(tǒng)10的部件中。
曲軸50由電馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，該電馬達(dá)包括馬達(dá)定子44、穿過馬達(dá)定子44的線圈76和壓配合到曲軸50上的轉(zhuǎn)子80。一對(duì)平衡塊82被固定到與相應(yīng)曲柄銷52相鄰的曲軸50的相對(duì)端上。
每一兩件式主支承組件42的上表面設(shè)有平坦的推力支承表面84，在該表面上設(shè)置有相應(yīng)的沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86，此渦卷件具有從端板90處向外延伸的普通的螺旋葉片或渦卷88。圓筒狀的輪轂92從每一沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的每一端板90的下表面處向外突出，所述圓筒狀輪轂92具有位于此處的軸頸軸承，并且在其中可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有驅(qū)動(dòng)襯套96，該襯套具有內(nèi)孔，其中相應(yīng)的曲柄銷52可驅(qū)動(dòng)地位于該內(nèi)孔內(nèi)。每一曲柄銷52具有位于一表面上的驅(qū)動(dòng)平面，該驅(qū)動(dòng)平面與形成于每一驅(qū)動(dòng)襯套96的一部分內(nèi)殼中的平面可驅(qū)動(dòng)地相接合，從而提供徑向柔性的驅(qū)動(dòng)布置，例如在受讓人的美國專利4877382中所示的那樣，這里將此專利的內(nèi)容引入以供參考。正如早先以詳細(xì)說明過的那樣，驅(qū)動(dòng)平面彼此的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差為180°。還提供了一對(duì)Oldham連接件98，其中一個(gè)設(shè)置在每一沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86和每一兩件式主支承組件42之間。每一Oldham連接件98鍵連接于相應(yīng)的沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86和相應(yīng)的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100上以防止沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86發(fā)生旋轉(zhuǎn)。必要時(shí)每一Oldham連接件98可鍵連接于相應(yīng)的沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86和相應(yīng)的主支承組件42上。
每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100還設(shè)有從端板104處向外延伸的渦卷102，該端板被設(shè)置成與相應(yīng)的沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的相應(yīng)的渦卷88相嚙合。每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100具有位于中心處的排放通道106，該通道與位于中心的開槽108連通，開槽108依次與相應(yīng)的排放壓力腔32流體連通。環(huán)形凹槽112也形成在每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100內(nèi)，在所述每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的浮動(dòng)密封組件114。
凹槽108和112以及浮動(dòng)密封組件114相互配合以限定軸向的壓力偏壓腔，該偏壓腔接收被相應(yīng)渦卷88和102所壓縮的加壓流體，從而將軸向偏壓力作用在相應(yīng)的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100上，由此促使相應(yīng)的渦卷88、102的頂部分別與端板104和90的相對(duì)端板表面密封地接合。浮動(dòng)密封組件114優(yōu)選地是在受讓人的美國專利No.5156539中更為詳細(xì)描述的那種類型，這里將該專利所披露的內(nèi)容引入以供參考。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100設(shè)計(jì)成以合適的方式，例如在前述美國專利No.4877382或者受讓人的美國專利No.5102316中所披露的那種方式安裝用于限制相對(duì)于兩件式主支承組件42的軸向運(yùn)動(dòng)，這里將該專利所披露內(nèi)容引入以供參考。
殼體組件12限定了吸入壓力腔34，該壓力腔通過導(dǎo)管38接收來自吸入口裝置24的壓縮氣體。吸入壓力腔34內(nèi)的氣體在兩組相互嚙合的渦卷件86和100的徑向外部處被吸入，并且由兩組渦卷88、102所壓縮，然后通過排放通道106和凹槽108排放到排放壓力腔32內(nèi)。壓縮氣體通過導(dǎo)管36和排放裝置26從每一排放壓力腔32內(nèi)排出。
現(xiàn)在參照圖2，壓縮系統(tǒng)10包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的獨(dú)特的容量控制系統(tǒng)和蒸汽噴射系統(tǒng)。壓縮系統(tǒng)10包括位于壓縮系統(tǒng)10的每一壓縮機(jī)內(nèi)的容量控制系統(tǒng)212和蒸汽噴射系統(tǒng)214。
對(duì)于每一臺(tái)壓縮機(jī)來說，容量控制系統(tǒng)212都是相同的并且包括排放裝置216、活塞218、殼體裝置220、電磁閥222、控制模塊224和具有一個(gè)或多個(gè)適用傳感器的傳感器陣列226。排放裝置216螺紋地接合或者以其它方式固定在開槽108內(nèi)，并且如圖3所示，排放裝置216限定一內(nèi)腔228和多個(gè)排放通道230。排氣閥232位于排放裝置216的下方。這樣，受壓的氣體將克服排氣閥232的偏壓載荷從而將排氣閥232打開并且允許加壓的氣體通過排放通道230流入到腔228和排放壓力腔32內(nèi)。
現(xiàn)在參照圖2和圖3，將更為詳細(xì)地示出排放裝置216和活塞218組件。排放裝置216限定了環(huán)形的凸緣234。唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238抵靠于凸緣234而密封。活塞218以壓配合或其它方式固定在排放裝置216上，并且活塞218限定了環(huán)形凸緣240，該環(huán)形凸緣夾在唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238之間，而浮動(dòng)保持環(huán)位于凸緣240和凸緣234之間。排放裝置216限定了通道242和孔口244，所述孔口244延伸穿過排放裝置216從而流體地將排放壓力腔32和壓力腔246相連，其中壓力腔246由排放裝置216、活塞218、唇密封236、浮動(dòng)保持環(huán)238以及殼體裝置220限定。殼體裝置220固定在端蓋16上并且可滑動(dòng)地容納排放裝置組件216、活塞218、唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238。如圖2所示，殼體裝置220可與端蓋16為一體，或者殼體裝置220可以為通過螺栓或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它裝置連接到端蓋16的單個(gè)部件。壓力腔246通過管250流體連接到電磁閥222上，并且通過管252與吸入壓力腔34相連?；钊?18、唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238的組合產(chǎn)生了自定中心的密封系統(tǒng)，從而與殼體裝置220的內(nèi)孔形成精確的對(duì)準(zhǔn)。唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238具有足夠的徑向柔性，從而介于開口凹槽108的內(nèi)孔之間的任何偏移都可由唇密封236和浮動(dòng)保持環(huán)238調(diào)節(jié)，其中排放裝置216固定在開槽108的內(nèi)孔內(nèi)。
對(duì)于正常的全負(fù)荷工況下，為了將不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100偏壓成與沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86形成密封接合，響應(yīng)傳感器陣列226的信號(hào)，通過控制模塊224使電磁閥222停止工作(或者使其啟動(dòng))從而阻止管250和管252之間的流體流動(dòng)。在這種情況下，壓力腔246通過通道242和孔口244與排放壓力腔32連通。位于壓力腔32和246內(nèi)處于排放壓力下的加壓流體將作用于活塞218的相對(duì)側(cè)，從而允許不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100朝沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86進(jìn)行正常偏壓，以使每一渦卷件的軸向端與相對(duì)的渦卷件的相應(yīng)端板密封地接合。兩渦卷件86和100的軸向密封使壓縮系統(tǒng)10以100％的容量進(jìn)行操作。
為了使壓縮系統(tǒng)10卸載，控制模塊224響應(yīng)傳感器陣列226的信號(hào)將電磁閥222啟動(dòng)(或者使之停止工作)。當(dāng)電磁閥222啟動(dòng)(或者使其停止工作)時(shí)，吸入壓力腔34將通過管252、電磁閥222和管250與壓力腔246直接連通。正如圖2所示，通過釋放從壓力腔246吸入的加壓流體的排放壓力，活塞218相對(duì)側(cè)上的壓差將使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100朝遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的方向運(yùn)動(dòng)，以使每一渦卷件頂部的軸向端與它相應(yīng)的端板相分離，并且較高壓力的腔(pocket)將向較低壓力的腔排放氣體并且最終將氣體排放到吸入壓力腔34?？卓?44構(gòu)成為控制排放壓力腔32和壓力腔246之間的排出氣體的流量。因此，當(dāng)壓力腔246與壓縮機(jī)的吸入側(cè)相連時(shí)，將在活塞218相對(duì)側(cè)上產(chǎn)生壓差。波形彈簧260構(gòu)成為在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100的調(diào)節(jié)期間保持浮動(dòng)密封組件114和隔板組件14之間的密封關(guān)系。當(dāng)在兩渦卷件86和100之間產(chǎn)生間隙時(shí)，將消除對(duì)吸入氣體進(jìn)行的連續(xù)壓縮。當(dāng)卸載發(fā)生時(shí)，排氣閥232將向關(guān)的位置運(yùn)動(dòng)，從而防止壓力高的流體從排放壓力腔32或者下游的制冷系統(tǒng)中發(fā)生回流。當(dāng)恢復(fù)對(duì)吸入氣體的壓縮時(shí)，電磁閥222將停止工作(或者被啟動(dòng))從而又再次阻止管250和252之間流體的流動(dòng)，以允許壓力腔246通過通道242和孔口244對(duì)排放壓力腔32施壓。
控制模塊224與傳感器陣列226連通以為控制模塊224提供所需的信息，從而確定在此刻包括壓縮系統(tǒng)10在內(nèi)的制冷系統(tǒng)的特殊工況所需的卸載程度。根據(jù)此信息，控制模塊224將以脈寬調(diào)制模式對(duì)電磁閥222進(jìn)行操作以使壓力腔246交替地與排放壓力腔32和吸入壓力腔34連通。電磁閥222在脈寬調(diào)制模式下的操作頻率將決定壓縮系統(tǒng)10的一組渦卷件86和100的百分比操作容量。當(dāng)被感應(yīng)的條件發(fā)生改變時(shí)，控制模塊224將改變電磁閥222的操作頻率，從而改變壓縮系統(tǒng)10的一組渦卷件86和100在加載條件和卸載條件下被操作的相對(duì)時(shí)間段。電磁閥222操作頻率的變化可使得一組渦卷件86和100在滿負(fù)荷或者100％容量和全卸載或者0％容量或者在響應(yīng)系統(tǒng)需求之間的任何精確設(shè)定值處進(jìn)行操作。由于壓縮系統(tǒng)10的兩臺(tái)壓縮機(jī)包括容量控制系統(tǒng)212，因此將會(huì)帶來壓縮系統(tǒng)10的容量在0％和100％之間變化的效果。
現(xiàn)在參照圖5、6和7，它們更為詳細(xì)地示出了壓縮系統(tǒng)10的蒸汽噴射系統(tǒng)214。對(duì)于兩臺(tái)壓縮機(jī)來說，壓縮系統(tǒng)10包括使蒸汽在吸入壓力腔34和排放壓力腔32中間一點(diǎn)處噴射到中間受壓活動(dòng)腔內(nèi)的能力。對(duì)于每一蒸汽噴射系統(tǒng)214來說，蒸汽噴射裝置270延伸穿過殼體組件12并且流體地連接到噴射管272上，該噴射管又依次流體地連接到固定在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100上的噴射裝置274上。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100限定了一對(duì)徑向通道276，每一條徑向通道都延伸在噴射裝置274和一對(duì)軸向通道278之間。軸向通道278開向位于壓縮系統(tǒng)10的一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100的相對(duì)側(cè)上的活動(dòng)腔，從而按照現(xiàn)有技術(shù)中熟知的控制系統(tǒng)的需求將蒸汽噴射到這些活動(dòng)腔內(nèi)。
現(xiàn)在參照圖8和9，它們更為詳細(xì)地示出了蒸汽噴射裝置270。蒸汽噴射裝置270包括內(nèi)部280和外部282。內(nèi)部280包括L形通道284，該通道在一端可密封地容納有噴管272。外部282從殼體組件12的外部延伸至殼體組件12的內(nèi)部，其中它可與內(nèi)部280成為一個(gè)單元或者形成一體。焊接或者銅焊連接部286將蒸汽噴射裝置270固定并密封在殼體組件12上。外部282限定了孔290，該孔為L形通道284的延伸部。外部282還限定了圓筒形孔292，其中制冷系統(tǒng)的管部固定于該孔292上。
圖10示出了用于對(duì)壓縮系統(tǒng)10的蒸汽噴射系統(tǒng)提供蒸汽的蒸汽噴射系統(tǒng)214。壓縮系統(tǒng)10示出在制冷系統(tǒng)中，如圖10所示，該制冷系統(tǒng)包括冷凝器294、第一膨脹閥或節(jié)流閥296、閃蒸罐或者節(jié)約器298、第二膨脹閥或者節(jié)流閥300、蒸發(fā)器302和連接部件用的一系列的管304。壓縮系統(tǒng)10由馬達(dá)操縱從而壓縮制冷氣體。被壓縮的氣體然后由冷凝器294液化。液化后的制冷劑穿過膨脹閥296并且在閃蒸罐298中膨脹，在閃蒸罐中它被分離成氣體和液體。氣體制冷劑進(jìn)一步穿過管道306通過蒸汽噴射裝置270被導(dǎo)入到壓縮系統(tǒng)10內(nèi)。另一方面，其余液體制冷劑在膨脹閥300內(nèi)進(jìn)一步膨脹，然后在蒸發(fā)器302中蒸發(fā)，又進(jìn)入到壓縮系統(tǒng)10中。
閃蒸罐298和蒸汽噴射系統(tǒng)214的其它部分的結(jié)合允許壓縮系統(tǒng)10的每一組渦卷件86和100的容量增加到壓縮系統(tǒng)10的每一組渦卷件86和100的固定容量之上。通常，在標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)狀態(tài)下，其中一臺(tái)壓縮機(jī)的容量可以大約增加20％從而將使一組渦卷件具有它容量的120％，該容量為壓縮系統(tǒng)10的容量的110％。如果兩臺(tái)壓縮機(jī)都大約增加20％的話，那么壓縮系統(tǒng)10的容量將增加至其正常容量的120％。為了能控制壓縮系統(tǒng)10的每一組渦卷件86和100的容量，將電磁閥308設(shè)置于管道306中。如果需要獨(dú)立地操作兩臺(tái)壓縮機(jī)的蒸汽噴射系統(tǒng)214，那么可將用于每臺(tái)壓縮機(jī)的另外的電磁閥308與單獨(dú)的管道相結(jié)合。壓縮系統(tǒng)10的每組渦卷件86和100容量的增加百分比可通過在脈寬調(diào)制模式下操作電磁閥308而得到控制。當(dāng)連同壓縮系統(tǒng)10的容量控制系統(tǒng)212一起在脈寬調(diào)制模式下被操作時(shí)，電磁閥308允許壓縮系統(tǒng)10的容量位于0％到120％之間的任何值。
現(xiàn)在參照圖11和12，它們示出了本發(fā)明的殼體組件312。殼體組件312包括一對(duì)端蓋316和中央殼體318。每一端蓋316都為單片狀的整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)包括中央殼體20、端蓋16和導(dǎo)管36的延伸部，并且該結(jié)構(gòu)消除了對(duì)隔板組件14的需要。這些部件的一體化降低了復(fù)雜性和成本。端蓋316限定了與浮動(dòng)密封組件114接合的表面320以及與由中央殼體318限定的導(dǎo)管36連通的排放通道322。與圖2類似，排氣閥可被設(shè)置在導(dǎo)管36內(nèi)的任何地方，必要時(shí)導(dǎo)管36還可包括由端蓋316限定的導(dǎo)管36的延伸部。
中央殼體318限定了排放裝置26和導(dǎo)管36，該導(dǎo)管與中央殼體318的主體分離。另外，中央殼體318限定了電連接通道326，該通道用于給設(shè)置于中央殼體318內(nèi)的馬達(dá)提供電力和診斷。一端蓋316限定了吸入口裝置24，這樣就消除了對(duì)導(dǎo)管38的需要。
圖2中示出的位于殼體組件12內(nèi)的馬達(dá)和壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)成裝配在殼體組件312內(nèi)。因此，上述用于圖2的馬達(dá)和壓縮機(jī)的描述同樣也適用于殼體組件312。
每一端蓋316適于與圖2中示出的類似的方式包括容量控制系統(tǒng)212。以與端蓋16類似的方式，殼體裝置220可與端蓋316形成一體，或者也可為連接到端蓋316上的單獨(dú)部件。
另外，中央殼體318可適于包括上述的蒸汽噴射系統(tǒng)214。因此，上述用于圖1-10的有關(guān)容量控制系統(tǒng)212和蒸汽噴射系統(tǒng)214的描述同樣適用于包括端蓋316的殼體組件。
現(xiàn)在參照圖2和圖14，它們示出了不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100和沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的安裝系統(tǒng)。如前所述，不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100被安裝成能相對(duì)于兩件式主支承組件42具有被限制的軸向運(yùn)動(dòng)。
不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100包括凸緣部380，該凸緣部380具有位于其內(nèi)的開口382。在開口382內(nèi)，安裝有加長的圓筒形襯套384，該襯套的下端位于主支承組件42上。具有頭部墊圈390的螺栓388延伸穿過軸線延伸的孔392，并延伸到位于主支承組件42內(nèi)的螺紋開口內(nèi)，其中所述孔392位于襯套384內(nèi)。如圖所示，襯套384的孔392的直徑稍大于螺栓388的直徑，從而它們之間可進(jìn)行一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以使得不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100能最終精確定位。一旦不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100并且因此襯套384已經(jīng)被定位后，可對(duì)螺栓388施以適當(dāng)力矩從而將襯套384固定地夾緊在主支承組件42和墊圈390之間。墊圈390用于確保襯套384上均勻的周向載荷并且為螺栓388的頭部提供支承面，從而避免在對(duì)螺栓388施以最終的力矩時(shí)襯套384的任何潛在的移動(dòng)。應(yīng)該注意的是，如圖13所示，襯套384的軸向長度足以允許不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100軸向地沿著襯套384在遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86和主支承組件42的方向上可滑動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。這樣就為軸向柔性安裝裝置提供了作為限制這種運(yùn)動(dòng)的前擋塊(positive stop)的墊圈390和螺栓388的頭部。襯套384的外徑稍小于開口382的之間，從而允許不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100進(jìn)行滑動(dòng)。
向外突出的凸緣部380的軸向中心線被定位在凸緣部380的作用質(zhì)心。通過將凸緣部380設(shè)置在與所承受的作用力的作用質(zhì)心相同的高度上，襯套384可以平穩(wěn)的(equal)并且共面，并且可減小和/或消除渦卷件翻轉(zhuǎn)力矩的任何力臂。
偏壓彈簧396位于襯套384的周圍和不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100和主支承組件42之間。在壓縮系統(tǒng)10進(jìn)行正常的操作期間，由于凹槽108和112內(nèi)的加壓流體，因此作用于每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100上的軸向偏壓力將克服彈簧396的偏壓力，并且促使渦卷88和102分別與端板104和90的相對(duì)端板表面形成密封接合。在調(diào)節(jié)壓縮系統(tǒng)10的期間，在渦卷88和102以及端部104和90的相對(duì)端板表面之間分別產(chǎn)生了間隙。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100的凸緣部380可在墊圈390和主支承組件42之間浮動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)與位于襯套284和凸緣部380內(nèi)的開口382之間微小的軸向間隙一道產(chǎn)生了擾人的噪聲。彈簧396使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100的凸緣部380偏壓在墊圈上，從而消除了位于這些部件之間的任何游隙或間隙，因此也就消除了擾人的噪聲。
沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的擺動(dòng)為與壓縮系統(tǒng)10的調(diào)制相關(guān)的另一問題以及另一擾人的噪聲源。在壓縮系統(tǒng)10的正常操作期間，每一不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100抵靠于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的軸向偏壓也使得沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86偏壓于主支承組件42的平坦支承表面84上。在壓縮系統(tǒng)10的調(diào)節(jié)中，由不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件100施加的此偏壓負(fù)荷將被釋放并且在沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86和平坦的支承表面84之間將形成間隙。由曲軸50的偏心曲柄銷52對(duì)沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86進(jìn)行連續(xù)的驅(qū)動(dòng)將使得沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86發(fā)生擺動(dòng)，從而產(chǎn)生擾人的噪聲。止推環(huán)400包括多個(gè)用于將相應(yīng)的止推環(huán)400連接到每一兩件式支承組件42上的多個(gè)凸緣402。止推環(huán)400還包括環(huán)狀體404，該環(huán)狀體與沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的端板90相鄰設(shè)置。這樣，沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的端板90被夾在止推環(huán)400的環(huán)狀體404和兩件式主支承組件42的平坦的支承面84之間。這些部件之間的微小間隙被保持以允許沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86不受限制的軌道運(yùn)動(dòng)。這樣，當(dāng)壓縮系統(tǒng)10的調(diào)節(jié)開始時(shí)，沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件86的擺動(dòng)以及由此產(chǎn)生的任何擾人的噪聲都將被減小和/或消除。
本發(fā)明的描述從本質(zhì)上來說都僅僅是示范性的，并且因此不偏離于本發(fā)明主旨的變形都應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這些變形不被認(rèn)為是偏離于本發(fā)明的精神和范圍的。
權(quán)利要求
1.一種渦卷式機(jī)器，包括第一渦卷件，其具有第一端板和從所述端板上延伸的第一渦卷；第二渦卷件，其具有第二端板和從所述端板上延伸的第二渦卷；所述第一和第二渦卷件被布置成所述第一和第二渦卷彼此交錯(cuò)；第一支承殼體，該殼體支承所述第一渦卷件；和固定在所述第一支承殼體上的第一止推板，所述第一渦卷件的所述第一端板被設(shè)置在所述第一止推板和所述第一支承殼體之間。
2.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述第二渦卷件可相對(duì)于所述第一支承殼體在第一和第二關(guān)系之間運(yùn)動(dòng)，其中在所述第一關(guān)系中，所述第一和第二渦卷件的密封表面處于以將第一流體腔封閉的密封關(guān)系，在所述第二關(guān)系中，所述第一和第二渦卷件的所述密封表面的至少一個(gè)被間隔開從而在兩個(gè)所述第一流體腔之間限定泄漏通道，并且所述渦卷式機(jī)器還包括用于迫使所述第二渦卷件朝向所述第二關(guān)系的偏壓件。
3.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器，還包括由所述第一支承殼體可旋轉(zhuǎn)地支承的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述第一渦卷件相連。
4.如權(quán)利要求3所述的渦卷式機(jī)器，還包括可驅(qū)動(dòng)地連接到所述驅(qū)動(dòng)軸上的馬達(dá)。
5.如權(quán)利要求4所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述馬達(dá)為變速馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器，還包括與所述第一和第二渦卷件相連的容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器，還包括流體噴射裝置，該噴射裝置與所述渦卷件中的一個(gè)連通，用于對(duì)所述第一和第二渦卷件執(zhí)行蒸汽噴射系統(tǒng)的操作。
9.如權(quán)利要求8所述的渦卷式機(jī)器，還包括與所述第一和第二渦卷件相連的容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器，還包括第三渦卷件，其具有第三端板和從第三端板上延伸的第三渦卷；第四渦卷件，其具有第四端板和從第四端板上延伸的第四渦卷，所述第三和第四渦卷件被設(shè)置成它們的第三和第四渦卷彼此交錯(cuò)；第二支承殼體，其與所述第一支承殼體分隔開，并且所述第二支承殼體支承著所述第三渦卷件；和第二止推板，它固定在所述第二支承殼體上，所述第三渦卷件的所述第三端板被設(shè)置在所述第二止推板和所述第二支承殼體之間。
12.如權(quán)利要求11所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述第二渦卷件可相對(duì)于所述第一支承殼體在第一和第二關(guān)系之間運(yùn)動(dòng)，其中在所述第一關(guān)系中，所述第一和第二渦卷件的密封表面處于將第一流體腔封閉的密封關(guān)系，在所述第二關(guān)系中，所述第一和第二渦卷件的所述密封表面的至少一個(gè)被間隔開從而在兩個(gè)所述第一流體腔之間限定泄漏通道；并且所述第四渦卷件可相對(duì)于所述第二支承殼體在第一和第二關(guān)系之間運(yùn)動(dòng)，其中在所述第一關(guān)系中，所述第三和第四渦卷件的密封表面處于以將第二流體腔封閉的密封關(guān)系，在所述第二關(guān)系中，所述第三和第四渦卷件的所述密封表面的至少一個(gè)被間隔開從而在兩個(gè)所述第二流體腔之間限定泄漏通道；所述渦卷式機(jī)器還包括用于迫使所述第二渦卷件朝向所述第二關(guān)系的第一偏壓件；所述渦卷式機(jī)器還包括用于迫使所述第四渦卷件朝向所述第二關(guān)系的第二偏壓件。
13.如權(quán)利要求11所述的渦卷式機(jī)器，還包括由所述第一和第二支承殼體可旋轉(zhuǎn)地支承的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述第一和第三渦卷件相連。
14.如權(quán)利要求13所述的渦卷式機(jī)器，還包括可驅(qū)動(dòng)地連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上的馬達(dá)，所述馬達(dá)位于所述第一和第二支承殼體之間。
15.如權(quán)利要求14所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述馬達(dá)為變速馬達(dá)。
16.如權(quán)利要求11所述的渦卷式機(jī)器，還包括與所述第一和第二渦卷件相連的第一容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及與所述第三和第四渦卷件相連的第二容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述第一和第二容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的每一個(gè)都包括脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求11所述的渦卷式機(jī)器，還包括第一流體噴射裝置和第二流體噴射裝置，所述第一噴射裝置與所述第一和第二渦卷件中的一個(gè)連通，用于對(duì)所述第一和第二渦卷件執(zhí)行第一蒸汽噴射系統(tǒng)的操作，所述第二噴射裝置與所述第三和第四渦卷件中的一個(gè)連通，用于對(duì)所述第三和第四渦卷件執(zhí)行第二蒸汽噴射系統(tǒng)的操作。
19.如權(quán)利要求18所述的渦卷式機(jī)器，還包括與所述第一和第二渦卷件相連的第一容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及與所述第三和第四渦卷件相連的第二容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
20.如權(quán)利要求19所述的渦卷式機(jī)器，其特征在于，所述第一和第二容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的每一個(gè)都包括脈寬調(diào)制系統(tǒng)。
全文摘要
壓縮系統(tǒng)包括一對(duì)位于同一殼體內(nèi)的壓縮機(jī)。共用的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)這兩臺(tái)壓縮機(jī)并且驅(qū)動(dòng)軸由單個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)。壓縮機(jī)中的一臺(tái)或兩臺(tái)配備有脈寬調(diào)制容量控制系統(tǒng)和蒸汽噴射系統(tǒng)。當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)具有這些系統(tǒng)時(shí)，容量能在50％到110％之間變化。當(dāng)兩臺(tái)壓縮機(jī)配備有這些系統(tǒng)時(shí)，容量能在0％到120％之間變化。當(dāng)以降低的容量模式運(yùn)行時(shí)，偏壓件使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件定位并且止推環(huán)使沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦卷件定位，從而降低在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪音。
文檔編號(hào)F04C18/02GK1831338SQ20051009812
公開日2006年9月13日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者G·J·安德森 申請人:科普蘭公司