Двухступенчатый ротационный компрессор



Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор
Двухступенчатый ротационный компрессор

 


Владельцы патента RU 2501978:

МИЦУБИСИ ЭЛЕКТРИК КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к двухступенчатому ротационному компрессору с двумя компрессионными агрегатами. Двухступенчатый компрессор 100, который является двухступенчатым ротационным компрессором с внутренним высоким давлением, включает в себя крышку 19 ступени низкого давления, которая закрывает выпускное отверстие 16 ступени низкого давления и образует внутри выпускное пространство 20 ступени низкого давления. Компрессор 100 выполнен с промежуточным каналом 51 в компрессионном механизме 3, а этот канал соединяет выпускное пространство 20 ступени низкого давления и компрессионную камеру 35 ступени высокого давления. Компрессор 100 снабжен перепускным механизмом в крышке 19 ступени низкого давления. Перепускной механизм открывается, когда нагрузка меньше, чем заранее определенная нагрузка, и при этом он соединяет выпускное пространство 20 ступени низкого давления и пространство 53, в котором поддерживается выпускное давление. Изобретение направлено на обеспечение подавления пульсаций давления в промежуточном канале и на предотвращение падения эксплуатационного кпд во время работы при низкой нагрузке. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к двухступенчатому ротационному компрессору с двумя компрессионными агрегатами.

Предшествующий уровень техники

До сих пор существует двухступенчатый ротационный компрессор, снабженный двумя компрессионными агрегатами (компрессионным агрегатом ступени низкого давления и компрессионным агрегатом ступени высокого давления) в компрессионном механизме, в котором компрессионный агрегат ступени низкого давления и компрессионный агрегат ступени высокого давления соединены последовательно. В двухступенчатом ротационном компрессоре этого типа компрессионный агрегат ступени низкого давления сжимает хладагент, который всасывается из цикла теплового насоса, до определенного давления (максимального давления). Это максимальное давление определяется конфигурацией пространства компрессионной камеры компрессионного агрегата ступени низкого давления и пространства компрессионной камеры компрессионного агрегата ступени высокого давления. Компрессионный агрегат ступени высокого давления дополнительно сжимает хладагент, который сжат в компрессионном агрегате ступени низкого давления. Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре с внутренним высоким давлением хладагент, который сжат в компрессионном агрегате ступени высокого давления, выпускается во внутреннее пространство герметичной емкости и выпускается в цикл теплового насоса из внутреннего пространства герметичной емкости.

В обычном двухступенчатом ротационном компрессоре с внутренним высоким давлением сформирован промежуточный канал, походящий вокруг внешней поверхности герметичной емкости, чтобы ввести хладагент промежуточного давления, сжатый в холодильном агрегате ступени низкого давления, в холодильный агрегат ступени высокого давления.

Однако в обычном двухступенчатом ротационном компрессоре, который выполнен с промежуточным каналом, проходящим вокруг внешней поверхности герметичной емкости, промежуточный канал оказывается излишне длинным. В результате, когда хладагент, находящийся в промежуточном канале, вводится в холодильный агрегат ступени высокого давления, отслеживаемость становится недостаточной, и в промежуточном канале вызывается пульсация давления. К сожалению, достаточный эффект подавления пульсации давления не получается.

Поэтому был предложен обычный двухступенчатый ротационный компрессор с внутренним высоким давлением, имеющий промежуточный канал, выполненный в герметичной емкости.

Что касается обычных двухступенчатых ротационных компрессоров, то предложен двухступенчатый ротационный компрессор, выполненный с выпускным пространством, заключенным в промежуточном канале, разделяющем компрессионный агрегат ступени высокого давления и компрессионный агрегат ступени низкого давления. Хладагент промежуточного давления (хладагент, который выпущен из компрессионного агрегата ступени низкого давления) выпускается в выпускное пространство, чтобы предотвратить избыточный выпуск хладагента промежуточного давления в компрессионный агрегат ступени высокого давления (см., например, патентный документ 1).

Кроме того, в связи с обычными двухступенчатыми ротационными компрессорами отметим, что предложен двухступенчатый ротационный компрессор, снабженный промежуточным каналом в компрессионном механизме за счет смещения фаз впускного отверстия компрессионного агрегата ступени высокого давления и впускного отверстия компрессионного агрегата ступени низкого давления (см., например, патентный документ 2).

Помимо этого, в связи с обычными двухступенчатыми ротационными компрессорами отметим, что предложен двухступенчатый ротационный компрессор, снабженный промежуточным каналом, проходящим сквозь компрессионный механизм за счет расположения промежуточного канала между пазом для лопатки и впускными каналами ступени низкого давления и ступени высокого давления (см., например, патентный документ 3).

Перечень цитируемой литературы

Патентная литература

Патентный документ 1: Публикация №2000-87892 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии

Патентный документ 2: Публикация №2007-113542 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии

Патентный документ 3: Публикация №2010-156226 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая задача

В теплонасосной установке (цикле теплового насоса), где используется компрессор, возникают ситуации, в которых давление хладагента, выпускаемого из компрессора (иными словами, давление хладагента, текущего в конденсатор), может оказаться низким, например, когда нагрузка мала. Однако в обычных двухступенчатых ротационных компрессорах, выполненных с промежуточным каналом в компрессионном механизме (см., например, патентные документы 1-3), не учитывается работа при малой нагрузке, такая, как описанная выше. Таким образом, давления хладагента, выпускаемого из двухступенчатого ротационного насоса, выше, чем требуемое давление, что приводит к состояниям чрезмерного сжатия. Соответственно, эксплуатационные кпд обычных двухступенчатых ротационных компрессоров, выполненных с промежуточным каналом в компрессионном механизме, неблагоприятно падают во время работы при малой нагрузке.

Кроме того, поскольку двухступенчатый ротационный компрессор, описанный в патентном документе 1, выполнен с выпускным пространством в промежуточной пластине, при этом выпускная пластина выпускается с хладагентом промежуточного давления, расстояние между подшипниками компрессионного механизма (расстояние между подшипниками, поддерживающими с возможностью вращения приводной вал и предусмотренными на верхнем и нижнем концах компрессионного механизма) становится большим. Соответственно, поскольку в двухступенчатом ротационном компрессоре, описанном в патентном документе 1, отклонение потока компрессора увеличивается, когда нагрузка хладагента действует на компрессионную камеру, надежность подшипников неблагоприятно уменьшается.

Помимо этого, поскольку двухступенчатый ротационный компрессор, описанный в патентном документе 2, смещает фазы впускного отверстия компрессионного агрегата ступени высокого давления и впускного отверстия компрессионного агрегата ступени низкого давления, коэффициент сжатия неблагоприятно падает из-за увеличения мертвого пространства в компрессионной камере компрессионного агрегата ступени высокого давления.

Кроме того, поскольку площадь установки промежуточного канала двухступенчатого ротационного компрессора, описанного в патентном документе 3, мала, возникает ограничение площади канала в промежуточном канале, что неблагоприятно приводит к падению кпд из-за потери давления.

Данное изобретение сделано для того, чтобы решить, по меньшей мере, одну из вышеупомянутых проблем, а его задача состоит в том, чтобы разработать двухступенчатый ротационный компрессор, который выполнен с возможностью повышения отслеживающей способности хладагента, вводимого в компрессионный агрегат ступени высокого давления, вследствие чего подавляется пульсация давления в промежуточном канале, а также состоит в том, чтобы разработать двухступенчатый ротационный компрессор, который выполнен с возможностью предотвращения падения эксплуатационного кпд во время работы при низкой нагрузке.

Решение задачи

Двухступенчатый ротационный компрессор в соответствии с изобретением включает в себя: герметичная емкость; компрессионный механизм, находящийся в герметичной емкости; электродвигатель, находящийся в герметичной емкости и являющийся источником движущей силы компрессионного механизма; и приводной вал, передающий движущую силу электродвигателя компрессионному механизму, причем компрессионный механизм имеет раму ступени низкого давления, цилиндр ступени низкого давления, в котором выполнено первое сквозное отверстие, представляющее собой компрессионную камеру ступени низкого давления, и при этом один проем первого сквозного отверстия перекрыт рамой ступени низкого давления, промежуточную перегородку, которая перекрывает другой проем первого сквозного отверстия, цилиндр ступени высокого давления, в котором выполнено второе сквозное отверстие, представляющее собой компрессионную камеру ступени высокого давления, и при этом один проем второго сквозного отверстия перекрыт промежуточной перегородкой, раму ступени высокого давления, которая перекрывает другой проем второго сквозного отверстия, катящийся поршень ступени низкого давления, предусмотренный на эксцентриковом участке приводного вала и совершающий эксцентриковое вращательное движение во внутреннем пространстве компрессионной камеры ступени низкого давления, катящийся поршень ступени высокого давления, предусмотренный на эксцентриковом участке приводного вала, причем катящийся поршень ступени высокого давления совершает эксцентриковое вращательное движение во внутреннем пространстве компрессионной камеры ступени высокого давления, лопатку ступени низкого давления, разделяющую внутреннее пространство компрессионной камеры ступени низкого давления на пространство всасывания и пространство сжатия, и лопатку ступени высокого давления, разделяющую внутреннее пространство компрессионной камеры ступени высокого давления на пространство всасывания и пространство сжатия, а также компрессионный агрегат ступени низкого давления и компрессионный агрегат ступени высокого давления, образованные путем вертикальной сборки в следующем порядке - рама ступени низкого давления, цилиндр ступени низкого давления, промежуточная перегородка, цилиндр ступени высокого давления и рама ступени высокого давления. Двухступенчатый ротационный компрессор сжимает хладагент, всасываемый из трубы, подсоединенной к впускному отверстию ступени низкого давления компрессионной камеры ступени низкого давления компрессионного агрегата ступени низкого давления, в компрессионной камере ступени низкого давления, повторно сжимает хладагент, вводимый в компрессионную камеру ступени высокого давления по промежуточному каналу, и выпускает хладагент, сжатый в компрессионной камере ступени высокого давления, в пространство, где поддерживается выпускное давление, которая является внутренним пространством герметичной емкости.

В двухступенчатом ротационном компрессоре, в раме ступени низкого давления выполнено выпускное отверстие ступени низкого давления, выпускающее хладагент, который сжат в компрессионной камере ступени низкого давления, предусмотрена крышка ступени низкого давления, закрывающая выпускное отверстие ступени низкого давления, причем крышка ступени низкого давления образует внутри выпускное пространство ступени низкого давления, промежуточный канал выполнен проходящим сквозь раму ступени низкого давления, цилиндр ступени низкого давления и промежуточную перегородку, при этом промежуточный канал соединяет выпускное пространство ступени низкого давления и компрессионную камеру ступени высокого давления, а перепускной механизм, предусмотренный в крышке ступени низкого давления, открывается, соединяя выпускное пространство ступени низкого давления и пространство, где поддерживается выпускное давление, когда нагрузка меньше, чем заранее определенная нагрузка.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре перепускной механизм открывается, когда давление в выпускном пространстве ступени низкого давления становится равным давлению в пространстве, где поддерживается выпускное давление, или превышающим его на заранее определенную величину.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре в компрессионном механизме компрессионный агрегат ступени низкого давления расположен над компрессионным агрегатом ступени высокого давления, а перепускной механизм включает в себя перепускное отверстие, выполненное в крышке ступени низкого давления, клапан, выполненный так, что перекрывает перепускное отверстие, причем упомянутый клапан деформируется и открывает перепускное отверстие, когда к клапану приложено давление, равное заранее определенной величине или превышающее ее.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре, когда центральная ось приводного вала принимается за начало отсчета, а направление поворота от выпускного отверстия ступени низкого давления до перепускного механизма с укороченным расстоянием принимается за направление вперед, отверстие промежуточного канала, ведущее в упомянутое выпускное пространство ступени низкого давления, выполнено ниже по потоку, чем перепускной механизм, в направлении вперед.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре подсоединена труба, нагнетающая хладагент в упомянутое выпускное пространство ступени низкого давления.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре положение впуска хладагента компрессионной камеры ступени низкого давления и положение впуска хладагента компрессионной камеры ступени высокого давления находятся, по существу, в одной и той же фазе.

Кроме того, в двухступенчатом ротационном компрессоре, когда центральная ось приводного вала принимается за начало отсчета, а направление поворота от лопатки ступени низкого давления до впускного отверстия с укороченным расстоянием принимается за направление вперед, промежуточный канал выполнен ниже по потоку, чем упомянутое впускное отверстие, в направлении вперед.

Полезные эффекты изобретения

Двухступенчатый ротационный компрессор в соответствии с данным изобретением образует промежуточный канал в компрессионном механизме, причем этот промежуточный канал не выходит за пределы герметичной емкости, и поэтому упомянутый компрессор выполнен с возможностью сокращения этого промежуточного канала. Соответственно, можно улучшить отслеживаемость хладагента, вводимого в компрессионный агрегат ступени высокого давления, и можно подавить пульсацию давления в промежуточном канале.

Кроме того, двухступенчатый ротационный компрессор в соответствии с данным изобретением оснащен перепускным механизмом, который открывается, когда нагрузка меньше, чем заранее определенная нагрузка, и который соединяет выпускное пространство ступени низкого давления с пространством, где поддерживается выпускное давление. Соответственно, хладагент, который сжат компрессионным агрегатом ступени низкого давления, можно направлять в обход (компрессионного агрегата ступенивысокого давления) и выпускать в цикл теплового насоса без сжатия компрессионным агрегатом ступени высокого давления во время работы при низкой нагрузке. Таким образом, двухступенчатый ротационный компрессор в соответствии с данным изобретением выполнен с возможностью снижения общих потерь при сжатии, образующихся во время работы при низкой нагрузке, и предотвращения падения эксплуатационного кпд во время работы при низкой нагрузке.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлено продольное сечение, иллюстрирующее двухступенчатый компрессор в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

На фиг.2 представлено поперечное сечение, проведенное по линии A-A согласно фиг.1.

На фиг.3 представлено поперечное сечение, проведенное по линии B-B согласно фиг.1.

На фиг.4 представлено поперечное сечение, проведенное по линии C-C согласно фиг.1.

На фиг.5 представлено поперечное сечение, проведенное по линии D-D согласно фиг.1.

На фиг.6 представлено поперечное сечение, проведенное по линии E-E согласно фиг.1.

На фиг.7 представлена гистограмма, на которой сравниваются эксплуатационные кпд двухступенчатого компрессора в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения и обычного двухступенчатого ротационного компрессора.

Описание вариантов осуществления

Вариант осуществления

Теперь будет последовательно описана конфигурация возможного двухступенчатого ротационного компрессора (двухступенчатого компрессора 100) в соответствии с изобретением.

На фиг.1 представлено продольное сечение, иллюстрирующее двухступенчатый компрессор в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Кроме того, на фиг.2 представлено поперечное сечение, проведенное по линии A-A согласно фиг.1, на фиг.3 представлено поперечное сечение, проведенное по линии B-B согласно фиг.1, на фиг.4 представлено поперечное сечение, проведенное по линии C-C согласно фиг.1, на фиг.5 представлено поперечное сечение, проведенное по линии D-D согласно фиг.1, а на фиг.6 представлено поперечное сечение, проведенное по линии E-E согласно фиг.1. Отметим, что для облегчения понимания конфигурации двухступенчатого компрессора 100, на фиг.1 представлен чертеж, на котором объединенные области поперечного сечения разделены во множестве положений. Соответственно, точные положения каждого компонента на виде в плане или виде снизу будут положениями, показанными на фиг.2-фиг.6.

Двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления включает в себя два компрессионных агрегата (компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления и компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления) в компрессионном механизме 3. Этот двухступенчатый компрессор 100 включает в себя электродвигатель 2 (узел электродвигателя), компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления, компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления, крышку 19 ступени низкого давления, крышку 39 ступени высокого давления, раму 14 ступени низкого давления, раму 34 ступени высокого давления, промежуточную перегородку 50, приводной вал 4, и т.п. В частности, в герметичной емкости 1 в нижеследующем порядке сверху вниз расположены крышка 39 ступени высокого давления, рама 34 ступени высокого давления, компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления, промежуточная перегородка 50, компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления, рама 14 ступени низкого давления, крышка 19 ступени низкого давления и электродвигатель 2. Кроме того, вдоль вертикального направления герметичной емкости 1 предусмотрен приводной вал 4, а в нижней части герметичной емкости (то есть, у нижнего концевого участка приводного вала 4) выполнена часть 6 для хранения смазочного масла, собирающая смазочное масло 6a. Это смазочное масло 6a смазывает компрессионный механизм 3, подшипники, и т.п.

Компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления компрессионного механизма 3 включает в себя цилиндр 11 ступени низкого давления, катящийся поршень 12 ступени низкого давления, лопатку 26 ступени низкого давления (см. фиг.4), и т.п. Цилиндр 11 ступени низкого давления является элементом, по существу, пластинчатой формы и имеет сквозное отверстие, по существу, с цилиндрической геометрией, выполненное, по существу, в центральной части, которое служит в качестве компрессионной камеры 15 ступени низкого давления. Верхний проем этого сквозного отверстия перекрыт рамой 14 ступени низкого давления, а его нижний проем перекрыт промежуточной перегородкой 50, ограничивая компрессионную камеру 15 ступени низкого давления. Кроме того, в компрессионной камере 15 ступени низкого давления, сообщаются впускное отверстие 21 ступени низкого давления и выпускное отверстие 16 ступени низкого давления, выполненное в раме 14 ступени низкого давления. Впускное отверстие 21 ступени низкого давления соединено с впускной трубой 8 посредством соединительной трубы 9 и впускного глушителя 7, которые предусмотрены снаружи герметичной емкости 1. То есть, впускное отверстие 21 ступени низкого давления соединено со стороной низкого давления цикла теплового насоса. Кроме того, выпускное отверстие 16 ступени низкого давления снабжено пластинчатым клапаном, который представляет собой пластинчатой формы выпускной клапан 17 ступени низкого давления, и ограничителем 18 хода клапана ступени низкого давления, установленным с помощью заклепки 18a (см. фиг.3). За счет подъема выпускного клапана 17 ступени низкого давления, являющегося пластинчатым клапаном, и открывания выпускного отверстия 16 ступени низкого давления, обеспечивается сообщение компрессионной камеры 15 ступени низкого давления с выпускным пространством 20 ступени низкого давления, которая будет описана впоследствии.

Компрессионная камера 15 ступени низкого давления снабжена катящимся поршнем 12 ступени низкого давления и лопаткой 26 ступени низкого давления. Катящийся поршень 12 ступени низкого давления имеет, по существу, цилиндрическую геометрию и установлен на эксцентриковый участок приводного вала 4. Лопатка 26 ступени низкого давления выполнена с возможностью скольжения в пазу 27 для лопатки ступени низкого давления, выполненном в цилиндре 11 ступени низкого давления. Кроме того, лопатка 26 ступени низкого давления отклоняется к приводному валу 4 отклоняющим элементом, таким, как пружина, при этом кромка лопатки 26 ступени низкого давления выполнена с возможностью следовать по периферии катящегося поршня 12 ступени низкого давления. По существу, компрессионная камера 15 ступени низкого давления разделена на пространство всасывания, сообщающееся с впускным отверстием 21 ступени низкого давления, и пространство сжатия, сообщающееся с выпускным отверстием 16 ступени низкого давления. Как можно понять из фиг.3 и фиг.4, впускное отверстие 21 ступени низкого давления компрессионной камеры 15 ступени низкого давления сообщается с компрессионной камерой 15 ступени низкого давления в окрестности левой стороны лопатки 26 ступени низкого давления, если смотреть на виде в плане. Кроме того, выпускное отверстие 16 ступени низкого давления сообщается с компрессионной камерой 15 ступени низкого давления в окрестности правой стороны лопатки 26 ступени низкого давления, если смотреть на виде в плане.

Компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления включает в себя цилиндр 31 ступени высокого давления, катящийся поршень 32 ступени высокого давления, лопатку 42 ступени высокого давления (см. фиг.5), и т.п. Цилиндр 31 ступени высокого давления имеет, по существу, пластинчатую форму и имеет сквозное отверстие, по существу, с цилиндрической геометрией, выполненное, по существу, в центральной части, которое служит в качестве компрессионной камеры 35 ступени высокого давления. Верхний проем этого сквозного отверстия перекрыт промежуточной перегородкой 50, а его нижний проем перекрыт рамой 34 ступени высокого давления, ограничивая компрессионную камеру 35 ступени высокого давления. Компрессионная камера 35 ступени высокого давления выполнена имеющей меньший объем, чем компрессионная камера 15 ступени низкого давления. Кроме того, в компрессионной камере 35 ступени высокого давления сообщаются друг с другом впускное отверстие 41 ступени высокого давления, выполненное в цилиндре 31 ступени высокого давления, и выпускное отверстие 36 ступени высокого давления, выполненное в раме 34 ступени высокого давления. Впускное отверстие 41 ступени высокого давления компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления выполнено с возможностью сообщения с выпускным отверстием 16 ступени низкого давления компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления посредством описываемой впоследствии выпускной пространства 20 ступени низкого давления и промежуточного канала 51. Кроме того, выпускное отверстие 36 ступени высокого давления снабжено пластинчатым клапаном, который представляет собой пластинчатой формы выпускной клапан 37 ступени высокого давления, и ограничителем 38 хода клапана ступени низкого давления, установленным с помощью заклепки 38a (см. фиг.6). За счет подъема выпускного клапана 37 ступени высокого давления пластинчатого клапана и открывания выпускного отверстия 36 ступени высокого давления, обеспечивается сообщение компрессионной камеры 35 ступени высокого давления с выпускным пространством 40 ступени высокого давления, которая будет описана впоследствии.

Компрессионная камера 35 ступени высокого давления снабжена катящимся поршнем 32 ступени высокого давления и лопаткой 42 ступени высокого давления. Катящийся поршень 32 ступени высокого давления имеет, по существу, цилиндрическую геометрию и установлен на эксцентриковый участок приводного вала 4. В данном варианте осуществления, катящийся поршень 32 ступени высокого давления имеет, по существу, противоположную фазу (положение, повернутое, по существу, на 180 градусов вокруг оси вращения приводного вала 4) по отношению к катящемуся поршню 12 ступени низкого давления, если смотреть на виде в плане. Лопатка 42 ступени высокого давления выполнена с возможностью скольжения в пазу 43 для лопатки ступени высокого давления, выполненном в цилиндре 31 ступени высокого давления. Кроме того, лопатка 42 ступени высокого давления отклоняется к приводному валу 4 отклоняющим элементом, таким, как пружина, при этом кромка лопатки 42 ступени высокого давления выполнена с возможностью следовать по периферии катящегося поршня 32 ступени высокого давления. По существу, компрессионная камера 35 ступени высокого давления разделена на пространство всасывания, сообщающееся с впускным отверстием 41 ступени высокого давления, и пространство сжатия, сообщающееся с выпускным отверстием 36 ступени высокого давления. Как можно понять из фиг.5 и фиг.6, впускное отверстие 41 ступени высокого давления компрессионной камеры 35 ступени высокого давления сообщается с компрессионной камерой 35 ступени высокого давления в окрестности левой стороны лопатки 42 ступени высокого давления, если смотреть на виде в плане. Кроме того, выпускное отверстие 36 ступени высокого давления сообщается с компрессионной камерой 35 ступени высокого давления в окрестности правой стороны лопатки 42 ступени высокого давления, если смотреть на виде в плане.

Кроме того, как можно понять из фиг.3-6, впускное отверстие 21 ступени низкого давления компрессионной камеры 15 ступени низкого давления и впускное отверстие 41 ступени высокого давления компрессионной камеры 35 ступени высокого давления находятся, по существу, в одной и той же фазе, если смотреть на виде в плане. Выпускное отверстие 16 ступени низкого давления и выпускное отверстие 36 ступени высокого давления находятся, по существу, в одной и той же фазе, если смотреть на виде в плане. Соответственно, двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления отличается от двухступенчатого ротационного компрессора, описанного в патентном документе 2, тем, что мертвое пространство в компрессионной камере 35 ступени высокого давления не увеличивается, а коэффициент сжатия не падает.

Рама 14 ступени низкого давления включает в себя верхний подшипник и служит для поддержания с возможностью вращения, по существу, среднего участка приводного вала 4. В раме 14 ступени низкого давления, как упоминалось выше, выполнено выпускное отверстие 16 ступени низкого давления компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления. Крышка 19 ступени низкого давления представляет собой чашеобразная емкость, проем которого находится в нижней части. Эта крышка 19 ступени низкого давления выполнена так, что закрывает выпускное отверстие 16 ступени низкого давления сверху и образует внутри выпускное пространство 20 ступени низкого давления.

Кроме того, промежуточный канал 51 тоже сообщается с выпускным пространством 20 ступени низкого давления. Этот промежуточный канал 51 проходит сквозь раму 14 ступени низкого давления, цилиндр 11 ступени низкого давления и промежуточную перегородку 50 в вертикальном направлении и соединяет выпускное пространство 20 ступени низкого давления и впускное отверстие 41 ступени высокого давления. То есть, хладагент, который затек в выпускное пространство 20 ступени низкого давления, всасывается в компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления через промежуточную перегородку 50.

Отметим, что, проходя сквозь цилиндр 11 ступени низкого давления, этот промежуточный канал 51 проходит через положение, которое находится с левой стороны от лопатки 26 ступени низкого давления и которое является положением, отстоящим от лопатки 26 ступени низкого давления (то есть, от паза для лопатки ступени низкого давления) дальше, чем впускное отверстие 21 ступени низкого давления. Иными словами, принимая центральную ось приводного вала 4 за начало отсчета и полагая, что направление поворота от лопатки 26 ступени низкого давления к впускному отверстию 21 ступени низкого давления на стороне короткого расстояния принимается за направление вперед (направление, обозначенное стрелкой на фиг.4), получаем, что промежуточный канал 51 образован ниже по потоку, чем впускное отверстие 21 ступени низкого давления, в направлении вперед.

Рама 34 ступени высокого давления включает в себя нижний подшипник и поддерживает с возможностью вращения нижний концевой участок приводного вала 4. В раме 34 ступени высокого давления, как упоминалось выше, выполнено выпускное отверстие 36 ступени высокого давления компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления. Крышка 39 ступени высокого давления представляет собой чашеобразная емкость, проем которого находится в верхней части. Эта крышка 39 ступени высокого давления выполнена так, что закрывает выпускное отверстие 36 ступени высокого давления снизу и образует внутри выпускное пространство 40 ступени высокого давления.

Кроме того, в выпускном пространстве 40 ступени высокого давления выполнен выпускной канал 52, сообщающийся с внутренним пространством герметичной емкости 1. Этот выпускной канал 52 проходит сквозь раму 34 ступени высокого давления, цилиндр 31 ступени высокого давления, промежуточную перегородку 50, цилиндр 11 ступени низкого давления и раму 14 ступени низкого давления в вертикальном направлении и соединяет выпускное пространство 40 ступени высокого давления с внутренним пространством герметичной емкости 1. То есть, двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления представляет собой компрессор с внутренним высоким давлением, в котором внутреннее пространство герметичной емкости 1 становится пространством 53, где поддерживается выпускное давление (во время работы в установившемся режиме, это пространство, имеющее давление хладагента высокого давления, который выпускается из компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления). Например, выпускная труба 5 предусмотрена в верхней части герметичной емкости 1, а хладагент высокого давления, который выпущен в герметичную емкость 1, выпускается наружу из этой выпускной трубы 5. Отметим, что на виде в плане этот выпускной канал 52 проходит через положение, точечно симметричное промежуточному каналу 51, когда центральная ось приводного вала 4 задана как начало отсчета.

Электродвигатель 2 представляет собой источник движущей силы для компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления и компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления. Этот электродвигатель 2 включает в себя статор 2a и ротор 2b. Статор 2a имеет, по существу, цилиндрическую геометрию и крепится к внутренней окружной поверхности герметичной емкости 1. Ротор 2b имеет, по существу, цилиндрическую геометрию и расположен у внутренней окружной поверхности статора 2a, поддерживая заранее определенный зазор с ней. Кроме того, во внутреннюю окружную поверхность ротора 2b закреплен верхний конец приводного вала 4.

Помимо этого, двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления снабжен инжектором 60 в крышке 19 ступени низкого давления. Один конец этого инжектора 60 открыт в выпускное пространство 20 ступени низкого давления, а другой конец соединен с нагнетательной трубой 61. Отметим, что инжектор 60 предназначен для нагнетания хладагента в цикле теплового насоса не через двухступенчатый компрессор 100 в хладагент, который выпущен из компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления. Соответственно, положение сочленения инжектора 60 не ограничивается крышкой 19 ступени низкого давления, а может быть любым положением сочленения в канале (выпускном пространстве ступени низкого давления) до того места, где хладагент, который выпущен из компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления, всасывается в компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления.

Кроме того, двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления имеет перепускное отверстие 23, выполненное в крышке 19 ступени низкого давления, при этом перепускное отверстие 23 соединяет выпускное пространство 20 ступени низкого давления и пространство 53, где поддерживается выпускное давление, которое является внутренним пространством герметичной емкости 1. Помимо этого, перепускное отверстие 23 снабжено пластинчатым клапаном, который представляет собой пластинчатой формы перепускной клапан 24 и ограничителем 25 хода перепускного клапана, установленным с помощью заклепки 29 (см. фиг.2). Совокупность этих элементов будет именоваться перепускным механизмом.

Отметим, что в рассматриваемом варианте осуществления, позиционная связь перепускного отверстия 23 и промежуточного канала 51 является такой, как показано на фиг.2. Иными словами, принимая центральную ось приводного вала 4 за начало отсчета и полагая, что направление поворота от лопатки 26 ступени низкого давления к впускному отверстию 21 ступени низкого давления на стороне короткого расстояния принимается за направление вперед (направление, обозначенное стрелкой на фиг.2), получаем, что промежуточный канал 51 образован ниже по потоку, чем перепускное отверстие 23, в направлении вперед.

Далее будет описана работа двухступенчатого компрессора 100.

При подаче электроэнергии, электродвигатель 2 работает. Электродвигатель 2 и компрессионный механизм 3 соединены приводным валом 4, и движущая сила, которая генерируется электродвигателем 2, передается компрессионному механизму 3 через приводной вал 4. В частности, при снабжении электроэнергией, ротор 2b электродвигателя 2 вращается. Когда ротор 2b вращается, приводной вал 4, который посажен в ротор 2b, тоже вращается. Кроме того, когда приводной вал 4 вращается, каждый из катящегося поршня 12 ступени низкого давления и катящегося поршня 32 ступени высокого давления, которые посажены в приводной вал 4, совершает вращение с эксцентриситетом в компрессионной камере 15 ступени низкого давления и компрессионной камере 35 ступени высокого давления, соответственно. При вращении с эксцентриситетом катящегося поршня 12 ступени низкого давления и катящегося поршня 32 ступени высокого давления, хладагент в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления и компрессионном агрегате 30 ступени высокого давления сжимается.

В двухступенчатом компрессоре 100, который работает так, как описано выше, хладагент течет следующим образом.

Сначала хладагент низкого давления течет во внутренний глушитель 7 снаружи через всасывающую трубу 8. Хладагент низкого давления, который затек во внутренний глушитель 7, всасывается в компрессионную камеру 15 ступени низкого давления через соединительную трубу 9. Хладагент низкого давления, который затек в компрессионную камеру 15 ступени низкого давления, сжимается до промежуточного давления в компрессионной камере 15 ступени низкого давления. Когда хладагент сжимается до промежуточного давления, выпускной клапан 17 ступени низкого давления открывается благодаря разности давлений между хладагентом в компрессионной камере 15 ступени низкого давления и хладагентом в выпускном пространстве 20 ступени низкого давления, и хладагент, находящийся в компрессионной камере 15 ступени низкого давления, выпускается из выпускного отверстия 16 ступени низкого давления в выпускное пространство 20 ступени низкого давления. В данном случае, промежуточное давление - это давление, которое определяется соотношением между объемом пространства всасывания компрессионной камеры 15 ступени низкого давления и объемом пространства всасывания компрессионной камеры 35 ступени высокого давления.

Хладагент промежуточного давления, который выпущен в выпускное пространство 20 ступени низкого давления, всасывается в компрессионную камеру 35 ступени высокого давления через промежуточный канал 51. Хладагент промежуточного давления, всасывание которого произошло в компрессионную камеру 35 ступени высокого давления, сжимается до выпускного давления в компрессионной камере 35 ступени высокого давления. Когда хладагент сжимается до выпускного давления, выпускной клапан 37 ступени высокого давления открывается благодаря разности давлений между хладагентом в компрессионной камере 35 ступени высокого давления и хладагентом в выпускном пространстве 40 ступени высокого давления, и хладагент, находящийся в компрессионной камере 35 ступени высокого давления, выпускается из выпускного отверстия 36 ступени высокого давления в выпускное пространство 40 ступени высокого давления. Хладагент под выпускным давлением, который выпущен в выпускное пространство 40 ступени высокого давления, выпускается в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, в направлении вверх компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления через выпускной канал 52. Затем хладагент под выпускным давлением, который выпущен в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, выпускается наружу из выпускной трубы 5.

Отметим, что когда в теплонасосной установке, которая оснащена двухступенчатым компрессором 100 (т.е., в цикле теплового насоса, где используется двухступенчатый компрессор 100), осуществляется операция нагнетания, нагнетаемый хладагент нагнетается в выпускное пространство 20 ступени низкого давления из нагнетательной трубы 61 через инжектор 60, которые показаны на фиг.1. Нагнетаемый хладагент смешивается с хладагентом промежуточного давления, выпущенным из компрессионной камеры 15 ступени низкого давления, в выпускном пространстве 20 ступени низкого давления и сжимается в компрессионном агрегате 30 ступени высокого давления.

Когда нагрузка теплонасосной системы мала (эта ситуация в нижеследующем тексте формулируется следующим образом: «во время работы при малой нагрузке»), возникают случаи, в которых наступает состояние чрезмерного сжатия, представляющее собой состояние, в котором сжатие только в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления приводит к достижению выпускного давления (иными словами, давления, при котором хладагент течет в конденсатор). То есть, возникают случаи, в которых вышеупомянутое промежуточное давление хладагента становится выше, чем требуемое выпускное давление. В этих случаях, конфигурация двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления такова, что перепускной клапан 24 открывается за счет разности давлений между хладагентом выпускного пространства 20 ступени низкого давления и хладагентом пространства 53, где поддерживается выпускное давление, и при этом хладагент, находящийся в выпускном пространстве 20 ступени низкого давления, выпускается в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, через перепускное отверстие 23. Иными словами, конфигурация двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления такова, что перепускной клапан 24 деформируется и открывает перепускное отверстие 23, когда давление выпускного пространства 20 ступени низкого давления становится равным давлению пространства 53, где поддерживается выпускное давление, или превышающим его. То есть, хладагент, который выпущен из компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления в выпускное пространство 20 ступени низкого давления, идет в обход и выпускается в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, без сжатия в компрессионном агрегате 30 ступени высокого давления.

Когда наступает состояние чрезмерного сжатия, выпускное давление достигается за счет сжатия только в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления, а сжатие посредством компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления становится излишним, и когда сжатие осуществляется посредством компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления, кпд падает. Вместе с тем, когда в двухступенчатом компрессоре 100 наступает состояние чрезмерного сжатия, хладагент, который сжат в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления, обходит компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления и выпускается. Таким образом, можно подавить потери (потери при чрезмерном сжатии), вызываемые, когда наступает состояние чрезмерного сжатия, и можно повысить эксплуатационный кпд во время работы при низкой нагрузке.

Кроме того, двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления снабжен перепускным отверстием 23 в крышке 19 ступени низкого давления. Соответственно, хладагент выпускается из перепускного отверстия 23 в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, в герметичной емкости 1, не проходя через промежуточный канал 51. То есть, хладагент, который выпускается из перепускного отверстия 23 в пространство 53, где поддерживается выпускное давление, выпускается в это пространство 53, где поддерживается выпускное давление, из перепускного отверстия 23 без потерь при сжатии, обуславливаемых прохождением через промежуточный канал 51. Таим образом, можно подавить потери при избыточном сжатии во время работы при малой нагрузке.

Отметим, что, как упоминалось выше, на нижней стороне герметичной емкости 1 выполнена часть 6 для хранения смазочного масла, в которой заключено смазочное масло 6a. Поскольку смазочное масло 6a подается на механические детали компрессионного механизма 3, в упомянутой части заключено количество масла, в которое можно погрузить компрессионный агрегат, находящийся на верхней стороне (компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления на фиг.1). В случае типичного двухступенчатого ротационного компрессора (см. патентные документы 1-3), когда двухступенчатый ротационный компрессор размещен продольно, компрессионный агрегат ступени низкого давления предусматривается под компрессионным агрегатом ступени высокого давления. Соответственно, как и в двухступенчатых ротационных компрессорах, описанных в патентных документах 2 и 3, то есть, в двухступенчатом ротационном компрессоре, который выпускает хладагент, сжатый в компрессионном агрегате ступени низкого давления, в крышку ступени низкого давления (выпускное пространство ступени низкого давления), выпускное пространство ступени низкого давления предусматривается под компрессионным агрегатом ступени низкого давления. То есть, крышка ступени низкого давления предусматривается на нижней стороне компрессионного агрегата ступени низкого давления. Таким образом, крышка ступени низкого давления погружена в смазочное масло. В этом случае, когда пытаются сформировать перепускное отверстие 23 в соответствии с вариантом осуществления в крышке ступени низкого давления, смазочное масло вторгается в выпускное пространство ступени низкого давления из перепускного отверстия 23. Кроме того, смазочное масло всасывается, когда хладагент выпускается из перепускного отверстия 23, а отток смазочного масла из двухступенчатого ротационного компрессора невыгодно увеличивается. Вследствие этого, в типичном двухступенчатом ротационном компрессоре невозможно сформировать перепускной канал 23 в соответствии с вариантом осуществления в крышке ступени низкого давления. Поэтому в случае двухступенчатых ротационных компрессоров, описанных в патентных документах 2 и 3, когда двухступенчатый ротационный компрессор размещают продольно, нет иного выбора, кроме как предусмотреть перепускное отверстие 23 в узком и тонком канале, который соединяет выпускное пространство ступени низкого давления и компрессионный агрегат ступени высокого давления.

Однако в случае двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления, когда двухступенчатый компрессор 100 размещают продольно, в отличие от типичных компрессоров, компрессионный агрегат 10 ступени низкого давления предусматривается на верхней стороне компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления. Соответственно, выпускное пространство 20 ступени низкого давления предусматривается на верхней стороне компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления, и крышку 19 ступени низкого давления можно располагать на высоте, где крышка 19 ступени низкого давления не погружена в смазочное масло 6a. В результате, перепускное отверстие 23 можно предусмотреть в крышке 19 ступени низкого давления.

Кроме того, поскольку в двухступенчатом компрессоре 100 в соответствии с вариантом осуществления перепускное отверстие 23 предусмотрено не в промежуточном канале 51, а в крышке 19 ступени низкого давления, перепускной клапан 24 может быть пластинчатым клапаном с простой конструкцией. Соответственно, появится возможность использовать для перепускного клапана 24 и ограничителя 25 хода перепускного клапана те же детали, которые использованы в выпускном клапане 17 ступени низкого давления и ограничителе 18 хода клапана ступени низкого давления, выпускном клапане 37 ступени высокого давления и ограничителе 38 хода клапана ступени высокого давления. За счет совместного использования одинаковых деталей можно уменьшить стоимость до низкого уровня. Кроме того, поскольку конструкция перепускного клапана 24 проста, появится возможностью уменьшить стоимость сборки до низкого уровня.

Далее будут описаны особенности промежуточного канала 51 двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления.

Как упоминалось выше, промежуточный канал 51 проходит сквозь раму 14 ступени низкого давления, цилиндр 11 ступени низкого давления и промежуточную перегородку 50 в вертикальном направлении и соединяет выпускное пространство 20 ступени низкого давления и впускное отверстие 41 ступени высокого давления. То есть, хладагент, который сжат в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления, течет в промежуточный канал 51 после выпуска в выпускное пространство 20 ступени низкого давления. Соответственно, в отличие от двухступенчатого ротационного компрессора, описанного в патентном документе 1, не нужно формировать выпускное пространство для компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления в промежуточной перегородке 50. Таким образом, в отличие от двухступенчатого ротационного компрессора, описанного в патентном документе 1, в двухступенчатом компрессоре 100 в соответствии с вариантом осуществления можно сократить расстояние между рамой 14 ступени низкого давления, которая также выполняет функции подшипника для приводного вала 4, и рамой 34 ступени высокого давления, и повысить надежность двухступенчатого компрессора 100 (в частности, надежность рамы 14 ступени низкого давления и рамы 34 ступени высокого давления).

Кроме того, промежуточный канал 51 выполнен в положении, которое находится дальше от лопатки 26 ступени низкого давления (иными словами, паза 27 для лопатки ступени низкого давления), чем впускное отверстие 21 ступени низкого давления, то есть, в положении, которое не находится между впускным отверстием 21 ступени низкого давления и лопаткой 26 ступени низкого давления (иными словами, пазом 27 для лопатки ступени низкого давления). Соответственно, в отличие от промежуточного канала, описанного в патентном документе 3, промежуточный канал 51 в соответствии с вариантом осуществления может гарантировать большую площадь канала и исключение основной причины потерь давления, приводящих к падению кпд. Кроме того, поскольку промежуточный канал 51 не мешает выполнению функций впускного отверстия 21 ступени низкого давления и лопатки 26 ступени низкого давления (иными словами, паза 27 для лопатки ступени низкого давления), увеличивается установочная универсальность канала. Отметим, что, хотя на фиг.4 и других чертежах показан промежуточный канал 51, имеющий проем, по существу, с цилиндрической геометрией, можно применять любой проем, площадь которого больше, чем у выпускного отверстия 16 ступени низкого давления.

В зависимости от хладагента и величины либо малости плотности хладагента, текущего в промежуточный канал, возникает пульсация давления. В частности, в двухступенчатом ротационном компрессоре, управляемом инвертором, есть тенденция к возникновению пульсации давления из-за увеличения и уменьшения скорости вращения. В обычном двухступенчатом ротационном компрессоре, который предусматривает размещение промежуточного канала снаружи герметичной емкости, поскольку отслеживаемость хладагента, который вводится в компрессионный блок ступени высокого давления, является неудовлетворительной, чтобы избавиться от пульсации давления в промежуточном канале за счет резонанса, необходима конфигурация, предусматривающая проточные трубы с разными длинами труб. Вместе с тем, поскольку двухступенчатый компрессор 100 в соответствии с вариантом осуществления обеспечивает промежуточный канал 51 в компрессионном механизме 3 и сокращает длину канала, отслеживаемость хладагента, вводимого в компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления из компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления, повышается, а пульсация давления подавляется, вследствие чего повышается эксплуатационный кпд.

Как упоминалось выше, принимая центральную ось приводного вала 4 за начало отсчета и полагая, что направление поворота от выпускного отверстия 16 ступени низкого давления к перепускному отверстию 23 на стороне короткого расстояния принимается за направление вперед (направление, обозначенное стрелкой на фиг.2), получаем, что промежуточный канал 51 образован ниже, чем перепускное отверстие 23, в направлении вперед. Это направление вперед является направлением основного потока хладагента, текущего из выпускного отверстия 16 ступени низкого давления в перепускное отверстие 23. За счет размещения перепускного отверстия 23 и промежуточного канала 51 с такой позиционной взаимосвязью, хладагент в состоянии чрезмерного сжатия, который выпущен из компрессионного агрегата 10 ступени низкого давления, выпускается в герметичную емкость через перепускное отверстие 23 перед тем, как достигает промежуточного канала 51 посредством перепускного механизма (перепускного отверстия 23, перепускного капана 24 и ограничителя 25 хода перепускного капана). Соответственно, хладагент, который выпушен через пространство 53, поддерживаемое под выпускным давлением, надежно выпускается в это пространство, поддерживаемую под выпускным давлением, не проходя через промежуточный канал 51, и полезный эффект перепускного механизма возрастает. С другой стороны, даже если обычный двухступенчатый ротационный компрессор, который предусматривает размещение промежуточного канала снаружи герметичной емкости 1, снабжен перепускным механизмом (перепускным механизмом, предусмотренным в крышке ступени низкого давления), поскольку длина канала, характерная для промежуточного канала, велика, хладагент в состоянии чрезмерного сжатия не может быть полностью выпущен из перепускного отверстия 23, и часть хладагента в состоянии чрезмерного сжатия течет в компрессионный агрегат ступени высокого давления, вызывая ненужное сжатие, приводящее к падению кпд.

В заключение, будет описан эффект повышения эксплуатационного кпд двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления.

На фиг.7 представлена гистограмма, на которой сравниваются эксплуатационные кпд двухступенчатого компрессора в соответствии с вариантом осуществления и обычного двухступенчатого ротационного компрессора. Отметим, что обычный двухступенчатый ротационный компрессор, показанный на фиг.7, является двухступенчатым ротационным компрессором с внутренним высоким давлением, который предусматривает размещение промежуточного канала снаружи герметичной емкости и не снабжен перепускным механизмом, как компрессор в варианте осуществления. Кроме того, на чертеже эксплуатационный кпд двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления показан с учетом того, что эксплуатационный кпд обычного двухступенчатого ротационного компрессора принят за опорное значение (100 %).

При сравнении эксплуатационного кпд во время работы в установившемся режиме (номинальные условия, показанные на фиг.7), эксплуатационный кпд двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления составляет 102 %, и эксплуатационный кпд повышается примерно на 2 % по сравнению с обычным двухступенчатым ротационным компрессором. Из этого результата ясно, что путем формирования промежуточного канала 51 в компрессионном механизме 3, отслеживаемость хладагента, вводимого в компрессионный агрегат 30 ступени высокого давления, повышается, и можно подавить пульсацию давления в промежуточном канале, что приводит к повышению эксплуатационного кпд.

При сравнении эксплуатационного кпд во время работы при низкой нагрузке (условия низкой нагрузки, показанные на фиг.7), эксплуатационный кпд двухступенчатого компрессора 100 в соответствии с вариантом осуществления составляет 101,5%, и эксплуатационный кпд повышается примерно на 1,5% по сравнению с обычным двухступенчатым ротационным компрессором. Из этого результата ясно, что в двухступенчатом компрессоре 100 в соответствии с вариантом осуществления - за счет наличия перепускного механизма (перепускного отверстия 23, перепускного капана 24 и ограничителя 25 хода перепускного капана) в крышке 19 ступени низкого давления - появляется возможность в состоянии чрезмерного сжатия направлять хладагент, который сжат в компрессионном агрегате 10 ступени низкого давления, в обход компрессионного агрегата 30 ступени высокого давления и выпускать, что приводит к повышению эксплуатационного кпд.

Отметим, что, поскольку в двухступенчатом компрессоре 100, который выполнен с промежуточным каналом 51 в компрессионном механизме 3, компонент, являющийся промежуточными каналом, не выходит за пределы герметичной емкости 1, можно получить полезный эффект, такой, как миниатюризация, простота упаковки и транспортировки, простота разборки, и т.п.

Перечень позиций чертежей

1. герметичная емкость;

2. электродвигатель;

2a. статор; 2b. ротор;

3. компрессионный механизм;

4. приводной вал;

5. выпускная труба;

6. часть для хранения смазочного масла;

6a. смазочное масло;

7. впускной глушитель;

8. всасывающая труба;

9. соединительная труба;

10. компрессионный блок ступени низкого давления;

11. цилиндр ступени низкого давления;

12. катящийся поршень ступени низкого давления;

14. рама ступени низкого давления;

15. компрессионная камера ступени низкого давления;

16. выпускное отверстие ступени низкого давления;

17. клапан ступени низкого давления;

18. ограничитель хода клапана ступени низкого давления;

18a. заклепка;

19. крышка ступени низкого давления;

20. выпускное пространство ступени низкого давления;

21. впускное отверстие ступени низкого давления;

23. перепускное отверстие;

24. перепускной клапан;

25. ограничитель хода перепускного клапана;

26. лопатка ступени низкого давления;

27. паз для лопатки ступени низкого давления;

29. заклепка;

30. компрессионный блок ступени высокого давления;

31. цилиндр ступени высокого давления;

32. катящийся поршень ступени высокого давления;

34. рама ступени высокого давления;

35. компрессионная камера ступени высокого давления;

36. выпускное отверстие ступени высокого давления;

37. клапан ступени высокого давления;

38. ограничитель хода клапана ступени высокого давления; 38a. заклепка;

39. крышка ступени высокого давления;

40. выпускное пространство ступени высокого давления;

41. впускное отверстие ступени высокого давления;

42. лопатка ступени высокого давления;

43. паз для лопатки ступени высокого давления;

50. промежуточная перегородка;

52. выпускной канал;

53. пространство, в котором поддерживается выпускное давление;

60. инжектор;

61. нагнетательная труба;

100. двухступенчатый компрессор.

1. Двухступенчатый ротационный компрессор (100), содержащий: герметичную емкость (1); компрессионный механизм (3), расположенный в герметичной емкости (1); электродвигатель (2), расположенный в герметичной емкости (1) и являющийся источником движущей силы компрессионного механизма (3); и приводной вал (5), передающий движущую силу электродвигателя (2) компрессионному механизму (3), причем компрессионный механизм (3) включает в себя раму (14) ступени низкого давления, цилиндр (11) ступени низкого давления, в котором выполнено первое сквозное отверстие, представляющее собой компрессионную камеру (15) ступени низкого давления, и при этом один проем первого сквозного отверстия перекрыт рамой (14) ступени низкого давления, промежуточную перегородку (50), которая перекрывает другой проем первого сквозного отверстия, цилиндр (31) ступени высокого давления, в котором выполнено второе сквозное отверстие, представляющее собой компрессионную камеру (35) ступени высокого давления, и при этом один проем второго сквозного отверстия перекрыт промежуточной перегородкой (50), раму (34) ступени высокого давления, которая перекрывает другой проем второго сквозного отверстия, катящийся поршень (12) ступени низкого давления, предусмотренный на эксцентриковом участке приводного вала (5) и совершающий эксцентриковое вращательное движение во внутреннем пространстве компрессионной камеры (15) ступени низкого давления, катящийся поршень (32) ступени высокого давления, предусмотренный на эксцентриковом участке приводного вала (5) и совершающий эксцентриковое вращательное движение во внутреннем пространстве компрессионной камеры (35) ступени высокого давления, лопатку (26) ступени низкого давления, разделяющую упомянутое внутреннее пространство компрессионной камеры (15) ступени низкого давления на пространство всасывания и пространство сжатия, и лопатку (42) ступени высокого давления, разделяющую упомянутое внутреннее пространство компрессионной камеры (35) ступени высокого давления на пространство всасывания и пространство сжатия, и компрессионный агрегат (10) ступени низкого давления и компрессионный агрегат (30) ступени высокого давления, образованные путем вертикальной сборки в следующем порядке - рама (14) ступени низкого давления, цилиндр (11) ступени низкого давления, промежуточная перегородка (50), цилиндр (31) ступени высокого давления и рама (34) ступени высокого давления, причем двухступенчатый ротационный компрессор сжимает хладагент, всасываемый из трубы, подсоединенной к впускному отверстию (21) ступени низкого давления компрессионной камеры (15) ступени низкого давления компрессионного агрегата (10) ступени низкого давления, в компрессионной камере (15) ступени низкого давления, повторно сжимает хладагент, вводимый в компрессионную камеру (35) ступени высокого давления по промежуточному каналу, и выпускает хладагент, сжатый в компрессионной камере (35) ступени высокого давления, в пространство (53), где поддерживается выпускное давление, и которое является внутренним пространством герметичной емкости (1), при этом в раме (14) ступени низкого давления выполнено выпускное отверстие (16) ступени низкого давления, выпускающее хладагент, который сжат в компрессионной камере (15) ступени низкого давления, предусмотрена крышка (19) ступени низкого давления, закрывающая выпускное отверстие (16) ступени низкого давления, причем крышка (19) ступени низкого давления образует внутри выпускное пространство ступени низкого давления, упомянутый промежуточный канал выполнен проходящим сквозь раму (14) ступени низкого давления, цилиндр (11) ступени низкого давления и промежуточную перегородку (50), при этом упомянутый промежуточный канал соединяет выпускное пространство ступени низкого давления и компрессионную камеру (35) ступени высокого давления, а перепускной механизм, предусмотренный в крышке (19) ступени низкого давления, открывается, соединяя упомянутое выпускное пространство ступени низкого давления и пространство (53), где поддерживается выпускное давление, когда нагрузка меньше, чем заранее определенная нагрузка.

2. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по п.1, в котором перепускной механизм открывается, когда давление в выпускном пространстве ступени низкого давления становится равным давлению в пространстве (53), где поддерживается выпускное давление, или превышающим его на заранее определенную величину.

3. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по п.2, в котором в компрессионном механизме (3) компрессионный агрегат (10) ступени низкого давления расположен над компрессионным агрегатом (30) ступени высокого давления, а перепускной механизм включает в себя перепускное отверстие (23), выполненное в крышке (19) ступени низкого давления, клапан, выполненный так, что перекрывает перепускное отверстие (23), причем упомянутый клапан деформируется и открывает перепускное отверстие (23), когда к клапану приложено давление, равное заранее определенной величине или превышающее ее.

4. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по любому из пп.1-3, в котором, когда центральная ось приводного вала (5) принимается за начало отсчета, а направление поворота от выпускного отверстия (16) ступени низкого давления до перепускного механизма с укороченным расстоянием принимается за направление вперед, отверстие промежуточного канала, ведущее в упомянутое выпускное пространство ступени низкого давления, выполнено ниже по потоку, чем перепускной механизм, в направлении вперед.

5. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по любому из пп.1-3, в котором подсоединена труба (61), нагнетающая хладагент в упомянутое выпускное пространство ступени низкого давления.

6. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по любому из пп.1-3, в котором положение впуска хладагента компрессионной камеры (15) ступени низкого давления и положение впуска хладагента компрессионной камеры (35) ступени высокого давления находятся, по существу, в одной и той же фазе.

7. Двухступенчатый ротационный компрессор (100) по любому из пп.1-3, в котором, когда центральная ось приводного вала (5) принимается за начало отсчета, а направление поворота от лопатки (26) ступени низкого давления до впускного отверстия с укороченным расстоянием принимается за направление вперед, промежуточный канал выполнен ниже по потоку, чем упомянутое впускное отверстие, в направлении вперед.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения. Шестеренная гидромашина содержит шестерни, зубья 2 которых выполнены из тонкостенных пластин и расположены в камере, образованной корпусом и боковыми дисками.

Изобретение относится к элементам винтовых насосов и может использоваться в составе винтовых насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Подшипниковая опора винтового насоса включает вал 2 привода винтового насоса, герметичную камеру 1 и осевой подшипник 3.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к многоступенчатым объемным насосам пластинчатого типа, которые могут быть использованы для подъема жидкости из нефтяных скважин.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для предотвращения попадания влагосодержащего пара в цилиндры компрессоров, применяемых для повышения давления в трубопроводах по транспортировке природного газа на газоперерабатывающих заводах.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в конструкциях роторно-лопастных механизмов роторных машин. Роторно-лопастная машина имеет неподвижный корпус 1, в котором выполнено более одной внутренней цилиндрической расточки 2, образующие рабочие камеры машины, с окнами подвода и отвода рабочей среды, сообщенными с напорной и сливной магистралями соответственно.

Изобретение относится к литым роторам, предназначенным для использования в установках или двигателях электровинтового насоса, и методам их формования. В соответствии с одним из вариантов реализации изобретения способ формования ротора 500 предусматривает использование литейной формы с профилированным геликоидным отверстием.

Изобретение относится к насосному колесу для лопастного насоса и лопастному насосу. .

Изобретение относится к гидравлическим насосам и моторам объемного вытеснения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для вакуумирования, нагнетания и перекачивания жидкости и газа с одновременным учетом расхода рабочей среды.

Изобретение относится к гидравлическим машинам. .

Изобретение относится к многоступенчатым модульным вакуумным насосам, в частности к узлам уплотнения, используемым в таких вакуумных насосах. .

Изобретение относится к насосостроению и касается конструкции вакуумного насоса объемного действия со встроенным приводным электродвигателем. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в холодильной технике и химическом машиностроении. .

Изобретение относится к компрессоростроению. .
Наверх