[发明专利]可变容积比压缩机

说明书

提供了一种压缩机以及用于控制压缩机的容积比的方法。所述压缩机包括进气通道、排放通道以及压缩机构，所述压缩机构被设置成接收来自所述进气通道的蒸气并向所述排放通道提供压缩蒸气。至少一个开口被设置在所述压缩机构中以将所述压缩机构中的蒸气中一部分旁通至所述排放通道，所述至少一个开口被设定尺寸并设置成响应于所述进气通道与所述排放通道之间的变化的压差而自动改变所述压缩机中的容积比。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月18日提交的题为“VARIABLE VOLUME RATIO COMPRESSOR(可变容积比压缩机)”的美国临时申请序列号62/363,543的优先权和权益，所述美国临时申请出于所有目的通过引用以其全文结合于此。

背景技术

本披露总体上涉及正排量压缩机。更具体地，本披露涉及控制螺杆压缩机的容积比。

在旋转式螺杆压缩机中，可以通过两个紧密啮合的旋转螺旋凸角转子来完成进气和压缩，这两个转子交替地将气体引入螺纹并将气体压缩到更高的压力。螺杆压缩机是具有类似于活塞/往复式压缩机的进气循环和压缩循环的正排量装置。螺杆压缩机的转子可以容纳在紧密配合的孔内，这些孔具有限定压缩机的进气容积和排放容积以提供压缩机的内置容积比的内置几何特征。压缩机的容积比应该与其中结合了压缩机的系统的相应压力条件相匹配，从而避免过压缩或欠压缩以及所导致的无效功。在闭环制冷或空调系统中，在热侧和冷侧热交换器中确立系统的容积比。

固定容积比压缩机可以用来避免可变容积比机器的成本和复杂性。具有内置于壳体中的固定入口和排放口的螺杆压缩机可以针对具体的一组吸入和排放条件/压力进行优化。然而，压缩机所连接的系统很少在完全相同的条件下连续运行，特别是在空调应用中。夜间、白天和季节温度可能影响系统的容积比和压缩机的运行效率。在负载变化的系统中，冷凝器中排出的热量波动，导致高压侧压力上升或下降，造成压缩机的容积比偏离压缩机的最佳容积比。

容积比或容积指数(Vi)是当吸入口对于压缩机内部容积关闭而刚好排放口打开时压缩机内部的容积比率。螺杆压缩机、涡旋式压缩机和类似的机器可以具有基于压缩机几何形状的固定容积比。

为了提高效率，压缩机腔室内部的压力应该基本上等于来自压缩机的排放管线中的压力。如果内部压力超过排放压力，则存在气体的过压缩，这样会造成系统损失。如果内压或内部压力太低，则当排放口打开时会出现回流，这样会造成其他系统损失。

例如，诸如制冷系统等蒸气压缩系统可以包括压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。压缩机的效率与蒸发器和冷凝器内的饱和条件有关。冷凝器和蒸发器中的压力可以用于确立压缩机外部的系统的压力比。例如，压缩机的压力比/压缩比可以确立为4。容积比或Vi通过Vi上升到1/k次幂的关系而与压缩比相关联；k是被压缩的气体或制冷剂的比热比。使用前面的关系，内置于当前示例的压缩机几何结构中的容积比将为3.23，以在满负荷条件下获得最佳性能。然而，在部分负荷、低环境条件下，或者在夜间，制冷系统中冷凝器的饱和条件降低，而蒸发器条件保持相对恒定。为了保持压缩机在部分负载或低环境条件下的增强的性能，压缩机的Vi应降低至2.5。

因此，需要的是在不使用昂贵且复杂的阀的情况下改变压缩机的容积比的系统。

发明内容

本披露的一个实施例涉及一种压缩机，所述压缩机包括进气通道、排放通道以及压缩机构，所述压缩机构被设置成接收来自所述进气通道的蒸气并向所述排放通道提供压缩蒸气。至少一个开口被设置在所述压缩机构中以将所述压缩机构中的蒸气中一部分旁通至所述排放通道，所述至少一个开口被设定尺寸并设置成响应于所述进气通道与所述排放通道之间的变化的压差而自动改变所述压缩机中的容积比。