具有蒸气注入系统的往复式压缩机的制作方法_5

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[0111]阀组件490可以包括阀元件492、偏置元件494和保持板496。保持板496可以相对于导管450固定并且可以将偏置元件494相对于阀元件492定位。阀元件492可以在与阀座498接触的关闭状态与打开状态(图16)之间移动。当阀元件492处于打开状态时,中间压力蒸气被允许围绕阀元件492并穿过注入端口 454流动,从而允许中间压力蒸气被接纳在每个缸438、442内。阀元件492通过偏置元件494偏置成与阀座498接合,并且阀元件492在足够的力被施加在阀元件492上以克服通过偏置元件494施加在阀元件492上的力时能够从关闭状态移动向打开装置(图16)。
[0112]施加在阀元件492上的力是由于活塞418、422的在各自的缸438、442内的操作而产生的。具体地,当每个活塞418、422将吸入压力气体抽吸到各自的缸438、442中时,在每个导管450内同样地形成了真空差或压力差,从而使阀元件492施加了抵抗偏置元件494的力并且将阀元件492移动向打开状态。因此,阀元件492使中间压力气体延迟进入到每个缸438、442中,直到活塞418、422在各自的缸438、442内处于所需位置为止。也就是说,阀元件492与偏置元件494协作以在活塞418、422处于或正接近BDC位置时允许中间压力气体进入到每个缸438、442中。压缩循环期间在该时点处注入中间压力蒸气使具有设置在每个缸438、442内的中间压力气体的益处最大化并且还可以使流体进入到导管450中的回流最小化。
[0113]继续参照图11至图16,将对蒸气注入系统446的操作进行详细描述。活塞418、422由于曲轴在压缩机壳体404内相对于该压缩机壳体404的旋转而在TDC位置与BDC位置之间移动。当活塞418、422处于或正接近BDC位置时,蒸气可以通过蒸气注入系统446被引入到缸438、442中。例如,当活塞418、422处于或正靠近图13、图14和图15中示出的BDC位置时,活塞418、422使孔462的出口 482暴露,从而允许中间蒸气进入每个缸438、442。当活塞418、422从BDC位置朝向TDC位置充分地移动时,活塞418、422关闭孔462的出口 482,从而防止中间压力蒸气进入缸438、442。如果活塞418、422没有使孔462的出口482完全暴露(图14),则当活塞418、422处于BDC位置时,在活塞418、422使出口 482的一部分暴露的同时、同时地阻塞出口 482的一部分。这种布置用以允许与完全暴露的较大的端口相等的流动面积,同时允许在活塞418、422到达BDC位置的情况下在适当时间使中间压力气体进入到缸438、442中。
[0114]当活塞418、422阻塞出口 482时,来自蒸气注入系统446的蒸气保持在导管450中但是由于活塞418、422阻塞出口 482而被防止进入缸438、442。在图15中示出的构型中,出口 482彼此大致对准,使得活塞418、422大致同时地选择性地打开及关闭每个出口 482。因此,当活塞418、422从BDC位置充分地移动向TDC位置时,出口 482中的每个出口均通过活塞418、422被密封,从而防止中间压力蒸气注入到缸438、422中。
[0115]当活塞418、422移动到BDC位置中时,一个出口 482 (图13和图14)或者多个出口(图15)被暴露,从而使导管450暴露于由活塞418、422在相应的缸438、442内相对于所述相应的缸438、442的运动所引起的压力差。施加在导管450上的压力差将中间压力蒸气抽吸到缸438、442中,从而与由通过经济器800获得的额外的制冷剂过冷提供的容量增大有关地减小了压缩机组件400在使吸入压力和注入气体的压力升高至排出压力时所需的总功。如果导管450包括阀组件490,则在中间压力气体被允许经由孔462流动到缸438、442中之前,该压力差必须首先克服通过偏置元件494施加在阀元件492上的力。一旦由于通过活塞418、422形成的压力差而将力施加在导管450上,阀元件492就压缩偏置元件494,从而允许中间压力蒸气围绕阀元件492流动并且经由孔462的出口 482进入缸438、442中。此外,中间压力蒸气的压力高于吸入压力,并且因此该压力差将允许中间压力蒸气进入到缸438、442中。
[0116]如上所述,活塞418、422由曲轴驱动,使得:当活塞418、422中的一者处于BDC位置时,活塞418、422中的另一者处于TDC位置。因此,中间压力蒸气在任何给定的时间处仅被注入到缸438、442中的一者中,原因在于在任何给定的时间处活塞418、422中的仅一者可以处于BDC位置。
[0117]特别参照图17至图19,所提供的是压缩机500。相对于压缩机组件500,与压缩机组件400相关联的部件在结构和功能方面基本类似,因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。
[0118]压缩机组件500除结合蒸气注入系统446使用的阀元件504以外基本上类似于压缩机组件400。因此,对压缩机组件500的操作的描述将省略。
[0119]阀元件504可以设置在孔462内并且位于注入器本体的远端508与孔462的出口482之间。阀元件504可以为止回阀,该止回阀允许蒸气从孔462流动到缸438、442中但防止蒸气从缸438、442流动到注入器本体458中。在一个构型中,阀元件504为薄盘,该薄盘能够在由移动活塞418、422在相应的缸438、442内的真空形成的压力下移动到打开位置以允许中间压力蒸气流动到缸438、442中。此外,阀元件504可以包括至少一个孔口 506,所述至少一个孔口 506在阀元件504移动到打开位置中时允许中间压力蒸气流动到缸438、442 中。
[0120]在一个构型中,多个孔口 506配置为环形圈,该环形圈处在当抵靠远端508时(即,当阀元件504处于关闭位置时)限制流体连通的直径范围内。当阀元件504抵靠孔462的肩状部505时,气流可以经由孔口 506前进到缸438、442中。孔口 506的直径范围在通道466的内径与孔462的肩状部505的内径之间,其中肩状部505的内径大于通道466的内径。尽管阀元件504被描述并示出为盘状元件,但是阀元件504可以为诸如球阀或活塞之类的任何适当的阀,该阀允许中间压力蒸气从孔462流动到缸438、442中同时防止蒸气从缸438、442流动到注入器本体458中。
[0121]在操作中,当活塞418、422中的一者处于BDC位置时,出口 482中的一者打开,使得通过活塞418、422在缸438、442内相对于所述缸438、442移动而形成的真空而在孔462上施加力。施加在孔462上的力使阀元件504移动到打开位置中,从而允许中间压力蒸气从导管450流动到注入器本体458中、并且最终经由出口 482流动到缸438、442中。一旦活塞418、422开始从BDC位置向TDC位置移动,设置在缸438、442内的蒸气就被压缩并且可以在出口 482处进入孔462,直到活塞418、422充分地关闭出口 482为止。然而,经增压的蒸气在阀元件504由于通过经压缩的蒸气施加在阀元件504上的力而被从打开状态移动至关闭状态时不被允许进入注入器本体458。因此,由于在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时经压缩的蒸气都没有在孔462处逸出缸438、442,因此提高了压缩机组件500的效率。
[0122]尽管阀元件504被示出为与相应的孔462的出口 482间隔开并分离,但是阀元件504优选地设置成尽可能地接近出口 482以防止任何经增压的蒸气在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时逸出缸438、442。如果阀元件504沿着孔462定位成使得阀元件504与出口 482之间延伸有间隙,则该间隙将在活塞418、422从BDC位置移动向TDC位置时被经增压的蒸气填充。该间隙通过有效地增大了每个缸438、442的容积而减小了压缩机组件500的总效率。
[0123]特别参照图20至图22,所提供的是压缩机组件600。压缩机组件600除蒸气注入系统602以外基本上类似于压缩机组件400。具体地,压缩机组件600代替结合有压缩机组件400的蒸气注入系统446而结合有蒸气注入系统602。相对于压缩机组件600,与压缩机组件400相关联的部件在结构和功能方面基本类似,因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。此外,由于压缩机组件600以与压缩机组件400类似的方式操作,因此对压缩机组件600的操作的详细描述将省略。
[0124]蒸气注入系统602包括与相应的导管450流体联接的一系列注入器604。如以上关于压缩机组件400、500的蒸气注入系统446所描述的,导管450供应来自诸如闪蒸罐或经济型热交换器(图27)之类的外部源的中间压力气体。如下面将描述的,注入器604接纳来自导管450的中间压力气体并将中间压力气体选择性地供应至缸438、442。
[0125]注入器604被接纳在形成在压缩机壳体404中的相应的孔608中并且相对于缸438,442定位成允许注入器604向缸438、442选择性地提供中间压力蒸气。孔608包括允许注入器604与缸438、442流体连通的出口 612。注入器604在孔608内定位成使得每个注入器的出口 616定位成尽可能地接近孔608的出口 612。
[0126]在操作中,注入器604可以被控制以在活塞418、422在缸438、442内相对于所述缸438、442的运动期间的预定时间处注入中间压力蒸气。具体地,注入器604可以在活塞418、422中的一者位于BDC位置中时被致动,使得中间压力蒸气在活塞418、422中的一者处于或正接近BDC位置时被提供给缸438、442。注入器604在活塞418、422从BDC位置至TDC位置的预定运动量之前被关闭以防止经增压的蒸气进入注入器604中的任何注入器中。如上所述,靠近孔608的出口 612定位注入器出口 616并防止经增压的蒸气流动到孔608中增大了压缩机组件600在产生排出压力气体上的效率。
[0127]参照图23至图25,所提供的是压缩机组件700。压缩机组件700除结合压缩机组件700使用的蒸气注入系统702以外基本上类似于压缩机组件600。也就是说,蒸气注入系统702代替结合压缩机组件600使用的蒸气注入系统602而结合压缩机700使用。鉴于相对于压缩机700与压缩机400相关联的部件在结构和功能方面基本类似,因此在下文中在附图中使用相同的附图标记来表示相同的部件。由于压缩机组件700的操作与压缩机400的操作类似,因此对压缩机组
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