具有蒸气注入系统的往复式压缩机的制作方法
【专利说明】具有蒸气注入系统的往复式压缩机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求均于2013年12月18日提交的美国发明申请N0.14/132，490和美国发明申请N0.14/132，556的优先权以及于2012年12月18日提交的美国临时申请N0.61/738，741的权益。以上申请的全部公开内容通过参引并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及往复式压缩机，并且更特别地涉及结合有流体注入系统的往复式压缩机。
【背景技术】
[0004]本部分提供了与本公开有关的背景信息，这些背景信息不一定为现有技术。
[0005]往复式压缩机通常包括压缩机本体，该压缩机本体容置驱动马达以及一个或更多个活塞-缸装置。在操作中，驱动马达将力传递在每个活塞上以使活塞在相应的缸内相对于所述相应的缸移动。通过这样做，置于缸内的工作流体的压力被增大。
[0006]常规的往复式压缩机在例如加热、通风和空调系统(HVAC)的制冷系统中可以用于使制冷剂在制冷系统的各个部件当中循环。例如，往复式压缩机可以接纳来自蒸发器的吸入压力气态制冷剂，并且往复式压缩机可以将压力从吸入压力升高至排出压力。排出压力气态制冷剂可以离开压缩机并且遇到冷凝器以允许制冷剂变相成从气体至液体。液体制冷剂随后可以在回到蒸发器一一在该蒸发器处循环重新开始一一之前经由膨胀阀而被膨胀。
[0007]在前述制冷系统中，压缩机需要电力来驱动马达并将系统内的制冷剂从吸入压力压缩至排出压力。如此，压缩机消耗的能量的量直接影响与操作制冷系统相关联的成本。因此，常规的压缩机通常被控制成在仍然向系统提供足够的排出压力制冷剂以满足冷却和/或加热需求的同时使能量消耗最小化。
[0008]压缩机容量进而在操作期间往复式压缩机所消耗的能量可以通过采取所谓的“吸入受阻调制”进行控制。经由吸入受阻调制控制压缩机容量通常涉及:在制冷系统需要小体积的排出压力制冷剂时限制压缩机的吸入压力气态制冷剂、以及在制冷系统需要大体积的排出压力制冷剂时允许吸入压力气态制冷剂自由地流动到压缩机中。一般来说，在制冷系统承受的负荷减小时需要小体积的排出压力制冷剂，并且在制冷系统承受的负载增大时需要大体积的排出压力制冷剂。
[0009]经由吸入受阻调制控制往复式压缩机通过将压缩机上的负荷减小至满足系统要求所需的仅大约负荷来减小操作期间压缩机能量消耗。然而，常规的往复式压缩机通常不包括例如蒸气注入系统或液体注入系统的流体注入系统。因此，常规的往复式压缩机容量通常受限于经由吸入受阻调制的实施和/或经由速度可变驱动所经历的增大。
【发明内容】
[0010]该部分提供了本公开的总体概述，而不是对其完全范围或其特征的全部的全面公开。
[0011]提供了一种压缩机组件，并且该压缩机组件可以包括压缩缸以及设置在压缩缸内的压缩活塞，该压缩活塞将置于压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力。压缩机组件可以附加地包括曲轴以及与压缩缸流体连通的注入端口，该曲轴使压缩活塞在压缩缸内循环，该注入端口将处于吸入压力蒸气与排出压力蒸气之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送/连通至压缩缸。该注入端口可以在压缩活塞使注入端口暴露时将中间压力蒸气递送至压缩缸、并且可以在压缩活塞阻塞注入端口时阻止中间压力蒸气递送至压缩缸。
[0012]在另一构型中，提供了一种压缩机组件，并且该压缩机组件可以包括压缩缸以及设置在该压缩缸内的压缩活塞，该压缩活塞将置于压缩缸内的蒸气从吸入压力压缩至排出压力。该压缩活塞能够通过使压缩活塞在压缩缸内循环的曲轴而在压缩缸内在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)之间移动。注入端口可以与压缩缸流体连通并且可以将处于吸入压力蒸气与排出压力蒸气之间的压力的中间压力蒸气选择性地递送至压缩缸。该注入端口可以在压缩活塞正接近BDC位置时被压缩活塞暴露从而允许中间压力蒸气递送至压缩缸中。
[0013]其他应用领域将通过文中提供的描述变得明显。本
【发明内容】
中的描述和具体示例仅意在说明的目的而非意在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0014]这里描述的附图仅是为了说明所选定的实施方式而非所有可能的实施形式，并且不意在限制本公开的范围。
[0015]图1为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0016]图2为图1的压缩机的分解图；
[0017]图3为图1的压缩机的沿着线3-3截取的截面图；
[0018]图4为图1的压缩机的沿着线4-4截取的截面图；
[0019]图5为图1的压缩机的沿着线4-4截取的局部截面图，并且该局部截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口 ；
[0020]图6为图1的压缩机的沿着线4-4截取的局部截面图，并且该局部截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口 ；
[0021]图7为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0022]图8A为图7的压缩机的沿着线8A-8A截取的截面图，并且该截面图示出了一对流体注入端口中的处于关闭状态的一个流体注入端口；
[0023]图SB为图7的压缩机的沿着线8B-8B截取的立体截面图，并且该立体截面图示出了一对流体注入端口中的处于关闭状态的一个流体注入端口 ；
[0024]图9A为图7的压缩机的沿着线9A-9A截取的截面图，并且该截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口；
[0025]图9B为图7的压缩机的沿着线9B-9B截取的立体截面图，并且该立体截面图示出了一对流体注入端口中的处于打开状态的一个流体注入端口 ；
[0026]图10为图7的压缩机的曲轴的分解图；
[0027]图11为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0028]图12为图11的压缩机的沿着线12-12截取的截面图；
[0029]图13为图11的压缩机的压缩缸的示意性截面图；
[0030]图14为图11的压缩机的替代性缸的示意性截面图；
[0031]图15为图11的压缩机的替代性缸的示意性截面图；
[0032]图16为具有阀的蒸气注入导管的示意性截面图，该蒸气注入导管结合图11的压缩机使用；
[0033]图17为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0034]图18为图17的压缩机的沿着线18-18截取的截面图；
[0035]图19为图17的压缩机的局部截面图；
[0036]图20为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0037]图21为图20的压缩机的沿着线21-21截取的局部截面图；
[0038]图22为图20的压缩机的沿着线22-22截取的局部截面图；
[0039]图23为根据本公开的原理的压缩机的立体图；
[0040]图24为图23的压缩机的沿着线24-24截取的截面图；
[0041]图25为图23的压缩机的局部截面图，该局部截面图示出了靠近压缩机的缸盖定位的蒸气注入阀；
[0042]图26为根据本公开的原理的控制系统的示意图；以及
[0043]图27为制冷系统的示意图。
[0044]在整个附图中的各图中，对应的附图标记指示对应的零部件。
【具体实施方式】
[0045]现在将参照附图对示例性实施方式进行更全面地描述。
[0046]提供了示例性实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、设备和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，不必使用具体细节、示例性实施方式可以以许多不同的方式实施、并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在某些示例性实施方式中，并未对公知的过程、公知的设备结构和公知的技术进行详细的描述。
[0047]在此使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式而并非意在进行限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，未指明是单数形式还是复数形式的名词可以同样预期包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包含性的并且因而指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件的组的存在或附加。除非作为执行顺序具体说明，在此描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须需要其以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加或替代的步骤。
[0048]当元件或层被提及为处于“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，其可以直接地在其他元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者，可以存在中介元件或层。相反，当元件被提及为“直接地在另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)应当以相似的方式理解。如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的列举零件中的一个或更多个的任意和所有组合。
[0049]尽管可以在此使用第一、第二、第三等等术语对各个元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语所限制。这些术语可以仅用来区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确说明，比如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在此使用时意图不是指次序或顺序。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的前提下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部分。
[0050]出于易于说明的目的，本文中会使用比如“内”、“外”、“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语以描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。空间相对术语意在涵盖设备在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征的下面”的元件将被定向成“在其他元件或特征的上方”。因而，示例术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下方这两个定向。设备可以以其他方式定向(旋转九十度或者处于其他定向)，并且文中使用