螺杆压缩机的排放端口的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转式压缩机，如旋转螺杆压缩机，其可以用在，例如，供暖、通风和空气调节(“HVAC”)系统中。更具体地，本发明涉及螺杆压缩机的排放端口，其可能帮助提高螺杆压缩机的效率。
【背景技术】
[0002]螺杆压缩机是一种容积式压缩机类型，其可以用于压缩各种工作流体，如用于制冷剂蒸发。该螺杆压缩机通常包括一个或多个转子。在工作过程中，工作流体(即，致冷剂蒸汽)可以被压缩，例如，在形成于转子之间的袋形区中，接着，被压缩的工作流体可以从位于转子的轴端的排放端口排放。
【发明内容】
[0003]本发明描述了一种改进的螺杆压缩机的排放端口。螺杆压缩机的排放端口通常配置为允许被压缩的工作流体(例如，压缩的制冷剂)的排放同时减少被压缩的工作流体回到压缩机的吸入侧的泄漏。例如，通常配置为覆盖压缩机转子的轴端的压缩机的轴承壳体可以具有帮助构成排放端口以允许被压缩的工作流体的排放的开口。排放端口的开口还可以通过轴承壳体的限制部分(例如，用于覆盖由压缩机的转子形成的渗漏区域的舌状部分)塑造形状和/或尺寸，其可以帮助防止工作流体例如，通过螺杆压缩机的转子之间的泄漏区域，泄漏回到压缩机的吸入端。通常，开口的尺寸可以影响被压缩的工作流体通过排放端口的开口的排放速度。当被压缩的工作流体没有足够快地通过开口排放时，可能发生工作流体的过压缩，其降低压缩机的效率。例如，当转子的叶尖速度相对较高(例如，大约或在30m/s)时，可能发生过压缩。
[0004]改进的排放端口可能通常配置为具有相比传统排放端口尺寸减小的限制部分，导致相比传统排放端口尺寸增大的开口。该改进的排放端口相比传统排放端口可以帮助被压缩的工作流体更快地排放，减少和/或避免不希望有的工作流体的过压缩。
[0005]在一些实施例中，带有改进的排放端口的螺杆压缩机可能包括第一转子和第二转子，该第一转子包括具有尖部和根部的叶，该第二转子包括具有顶部和底部的槽。该叶可以由该槽接收。该螺杆压缩机可能还包括排放端口，其位于第一转子和第二转子之间在运行期间所述叶朝所述槽移动的位置。
[0006]该排放端口可能包括第一开口区域和第二开口区域。该第一开口区域可能包括限定了该第一开口区域的第一远端边缘和第一近端边缘。该第一远端边缘可能配置为在运行期间跟随所述叶的尖部的轨迹的一部分，该第一近端边缘可能配置为在运行期间跟随所述叶的根部的轨迹的一部分。
[0007]该第二开口区域可能包括限定了该第二开口区域的第二远端边缘和第二近端边缘。该第二远端边缘可能配置为在运行期间跟随所述槽的顶部的轨迹的一部分，该第二近端边缘配置为在运行期间跟随所述根部的底部的轨迹的一部分。该排放端口包括限制部分，其位于该第一开口区域和该第二开口区域之间在运行期间所述叶朝所述槽移动的位置，并且该限制部分可能放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
[0008]在一些实施例中，所述限制部分可能配置为在小于整个排放周期的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
[0009]在一些实施例中，所述限制部分可能配置为在小于整个排放周期的约80%的时间内覆盖由所述叶和所述槽形成的泄漏区域。
[0010]在一些实施例中，所述限制部分可能包括第一边缘轮廊、第二边缘轮廓和连接边缘轮廓，该第一边缘轮廓和该第二边缘轮廓通过该连接边缘轮廓连接。在一些实施例中，该连接边缘轮廓可能放置在远离所述叶和所述槽在所述排放周期内最初接触的位置。
[0011]在一些实施例中，改进的排放端口增大了通过排放端口排放被压缩的工作流体的区域，可以帮助减少和/或避免过压缩，同时允许一些工作流体回到吸入侧的泄漏。当由于工作流体回到吸入侧的泄漏导致的效率损失相对较小时(例如，当泄漏流量为全部压缩机流量的0.025%时)，由于增大的排放端口尺寸导致的效率增加可以大于由于泄漏导致的效率损失，在运行中产生压缩机的净效率增加。
[0012]通过以下详细的描述和附图将更好地理解本发明的实施例的其他特征和方面。
【附图说明】
[0013]现在参照附图，其中，全文中类似的附图标记表示相应的部分。
[0014]图1为根据本发明的实施例的螺杆压缩机的部分截面示意图；
图2为可以用在螺杆压缩机中的包括排放端口的轴承座板的示意图；
图3A到图3C为传统设计的排放端口的示意图；图3A为当排放周期即将开始时，带有两个转子和排放端口的螺杆压缩机的端视图；图38为大概在排放周期的中间的螺杆压缩机的部分放大的端视图；图3(:为包括排放端口的轴承壳体的部分透视底视图；
图4A到4C为根据本发明的一个实施例的改进的排放端口的示意图。图4A为当排放周期即将开始时，带有两个转子和排放端口的螺杆压缩机的端视图；图4B为当转子之间的泄漏区域可能导致大量的工作流体的泄漏回到吸入侧而不得不被限制部分覆盖时的螺杆压缩机的部分放大的端视图；图4C为包括改进的排放端口的轴承壳体的部分透视底视图；
图5A和5B为传统的排放端口和根据本发明的一个实施例的改进的排放端口之间的示例性比较示意图；图5A为传统的排放端口和本发明的改进的排放端口之间的几何结构比较;图58为带有传统的排放端口的螺杆压缩机和带有改进的排放端口的螺杆压缩机中的工作流体的压力/体积比较示意图。
【具体实施方式】
[0015]旋转螺杆压缩机通常包括一个或多个转子。图1为带有第一螺旋转子110和第二螺旋转子120的容积式螺杆压缩机100的一个实施例。该第一螺旋转子110(即，公转子)具有多个螺旋叶112，这些螺旋叶112可以由第二螺旋转子120(即，母转子)的螺旋槽122接收。
[0016]第一螺旋转子110和第二螺旋转子120安置在转子壳体150中。在运行过程中，该第一螺旋转子110和第二螺旋转子120旋转。相对于由第一螺旋转子110的轴A限定的轴向，螺杆压缩机100具有进口端132和出口端134。该第一螺旋转子110和第二螺旋转子120可以在进口端132吸入工作流体(例如，制冷剂蒸气)O该工作流体可以在叶112和槽122之间的袋形区中被压缩，并且在出口 ?而134被排出。
[0017]用于螺旋转子110和112的转子壳体150由位于转子壳体150的轴端的轴承壳体140覆盖。该轴承壳体140具有贴近出口端134放置的端板145。该端板145可以包括帮助构成排放端口的开口(在图1中未显示，但是，可以参见，例如，图2中的排放端口 231的开口 230)，该开口可以允许被压缩的工作流体从转子壳体150排放到轴承壳体140。
[0018]在端板145上的排放端口的开口可以配置为具有特定形状和/或尺寸。图2举例说明了轴向排放端口 231的示例性开口 230。术语“轴向排放端口 ” 一般意味着该排放端口通常放置在转子的轴端(例如，第一螺旋转子110和第二螺旋转子120在由轴A限定的轴向的末端)，并且该排放端口配置为通过该排放端口 231的开口 230释放被压缩的工作流体。
[0019]在所示的实施例中，开口230可能被端板200围绕。可以理解的是，端板200可以配置为可拆装或不可拆装的。端板200可以放置在转子壳体(例如，螺杆压缩机100的转子壳体150)的轴端紧挨着转子(例如，第一螺旋转子110和第二螺旋转子120)，以致被压缩的工作流体通常可以通过排放端口 231的开口 230排放。
[0020]图3Α到3C描述了传统设计的轴向排放端口329的开口 330。通常，开口 330位于压缩机中，并且其形状和/或尺寸被塑造以致在压缩机的第一转子310和第二转子320之间被压缩后的被压缩的工作流体可以通常通过排放端口 329的开口 330排放。
[0021]第一转子310具有可以围绕第一轴A3旋转的多个叶312，第二转子320具有可以围绕第二轴Β3旋转的多个槽322。
[0022 ]在图3Α到3C所示的实施例中，在运行过程中，第一转子310在顺时针方向旋转，而第二转子320在逆时针方向旋转，如图3Α和3Β所示的方向。当第一转子310的叶312被第二转子320的槽322接收的时候，叶312的轮廓和槽322的轮廓限定了袋形区340。
[0023]工作流体可以在叶312和槽322之间被压缩，并且通过开口 330排放。叶312和槽322对工作流体的压缩和被压缩的工作流体的排放限定了排放周期。
[0024]开口 330通常位于叶312和槽322朝着彼此旋转的位置。开口 330通常具有第一开口区域331和第二开口区域332。该第一开口区域331由远端边缘331a和近端边缘331b所限定。第二开口区域332由远端边缘332a和近端边缘332b所限定。术语“远端”和“近端”是相对于第一轴A3或第二轴B3而言。第一开口区域331的远端边缘331a比近端边缘331b相对于第一轴A3更远。第二开口区域332的远端边缘332a相对于第二轴B3比近端边缘332b更远。
[0025]叶312具有尖部312a，其通常是在叶312上离轴A3最远的位置。当第一转子310朝着叶312和槽322相遇的位置旋转时，第一开口区域331的远端边缘331a的形状通常像是尖部312a的轨迹的一部分。根部通常是在叶312上离轴A