旋转螺杆式压缩机制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转螺杆式压缩机。还公开了一种气体压缩机，其包括第一转子，该第一转子具有第一转子主体，该第一转子主体包括多个螺旋凸起，通过壁限定的第一转子主体内的内部容积和设置在内部容积中的涡轮机，该涡轮机包括涡轮机主体和从涡轮机主体大体径向延伸到所述壁的多个翼，在该处内部容积构造成使得冷却流体能够流过该内部容积。该气体压缩机还包括第二转子主体，其包括多个螺旋凸起、入口歧管和出口歧管以及主体通道，所述入口歧管和所述出口歧管两者都设置在第二转子主体内，所述主体通道在至少一个凹槽内从入口歧管向出口歧管延伸，并且主体通道与入口歧管和出口歧管连通，在该处主体通道构造成使得冷却流体能够通过该主体通道。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及旋转螺杆式压缩机。
技术介绍
常规的旋转螺杆式压缩机使用相互啮合的旋转转子来形成在旋转转子之间的压缩单元(一般称作压缩室)，闭合该单元，然后通过螺杆旋转降低单元的容积以压缩气体。相互啮合的转子可以是具有两个门转子或成对的、轴向对准的螺旋的螺杆式转子的单个主转子。因为气体压缩过程发生在持续的扫动运动中，旋转螺杆式压缩机在压缩气体的输出流动中产生非常少的波动或喘振。然而，根据所描述的物理气体定律，压缩任何气体都产生热量，并且更热的气体在压缩过程中效率更低。因此，在压缩过程中移除热量可以提高压缩效率。在压缩单元中的冷却气体的各种装置是已知的。一种常见的装置，已知为接触冷却，是将冷却流体引入压缩过程，其与可压缩气体直接接触。相比之下，压缩气体而不导引冷却剂进入压缩单元通常称为“干燥(dry)”压缩。在相等的压缩率下，干燥螺杆式压缩机比接触的冷却螺杆式压缩机产生更高的温度，因为没有在压缩单元中冷却的流体。冷却可压缩气体的替代的方法包括水套冷却和内部冷却，在水套冷却中冷却液在螺杆式压缩机的壳体上流动，在内部冷却中冷却液流动经过制造成空心的螺杆式转子。这种空心的转子一般由层压冲压件、直柄钻头机械加工、铸造、挤压或者液压成形过程制造。一些现存的螺杆式压缩机系统相对于冷却压缩过程有各种缺点。相应地，在本领域的工艺中仍然需要进一步的贡献。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例是气体压缩机系统，其包含转子，所述转子具有用于冷却流体的穿过转子形成的流动通路，使得转子能够冷却，并且提高压缩机的效率。其它实施例包括装置，系统，设备，硬件，方法和组合，当冷却流体被转子加热时使用流动经过转子的冷却流体产生驱动转矩。进一步的实施例，本申请的进一步实施例、形式、特征、方面、益处和优点根据下面提供的说明书
和附图而变得明显。附图说明当结合附图时，将从下面的详细描述中更好地理解本专利技术的特征，在附图中：图1示出了根据本公开的气体压缩机的一实施例的透视图；图2示出了根据本公开的气体压缩机的一实施例的示意图；图3示出了根据本公开的气体压缩机的转子的透视图；图4示出了根据本公开的气体压缩机的转子的局部截面图；图5示出了根据本公开的气体压缩机的转子的透视截面图；图6示出了根据本公开的转子的涡轮机的透视图；图7示出了根据本公开的转子的替代的涡轮机的透视图；图8示出了根据本公开的转子的替代的涡轮机的透视图；图9示出了根据本公开的气体压缩机的实施例的平面图；图10示出了制造根据本公开的转子的方法。具体实施方式本申请公开了气体压缩机的各种实施例，以及使用和构造该气体压缩机的方法。在该公开的一个方面，气体压缩机可包括具有内部流动通路的转子，冷却流体可流动通过内部流动通路以吸收由压缩过程产生的热量。为了提高对本专利技术原理理解的目的，在附图中所示的实施例中作出了参考，并且具体的语言将用于描述实施例。然而，将理解的是，因此并不旨在对本专利技术的范围进行限制，在描述的实施例中的任何变形或进一步的修改，和在本文描述的本申请的原理的任何进一步应用，对本领域的技术人员来说都是可考量的。图1中示出了根据本公开的至少一个实施例的气体压缩机。如在图1中所示，气体压缩机100可包括阳转子10，其邻近壳体(没有示出)内阴转子20而设置，该壳体具有气体入口和出口。随着阳转子10和阴转子20绕着它们各自的纵向轴线旋转，阳转子10和阴转子20可构造成彼此相互接合以压缩气体，或者更一般地工作流体。阳转子10和阴转子20沿着形成在每个转子10，20中的螺旋螺纹相互接合，螺纹提供补充的压缩表面，其每一个限定了螺旋形状。阳转子10的螺纹可包括凸起18，其具有形成在相对宽的邻近螺旋齿之间的相对窄的凹部。阴转子20的螺纹可包括凹槽28，其具有形成在相对窄的邻近螺旋齿
之间的相对宽的凹部。需要注意的是，阳转子10或阴转子20将被描述作为具有相互接合的凸起，凹槽，齿，螺纹或者本领域中使用的其它适当的术语。进一步地，在一些应用中，凹部将称为“凹槽”来代替齿。但是，为了公开的目的，具有宽螺纹和窄凹部的转子将被称为阳转子10，并且具有窄螺纹和宽凹部的转子将被称为阴转子20。在运行中，阳转子10和阴转子20旋转以连续形成在阳转子10的凸起18，阴转子20的凹槽28，以及压缩机100的壳体之间的压缩单元(compression cell)。待压缩的气体可经由入口沿着压缩机流动通路A被导引。转子10，20的旋转沿着流动通路A的方向抽取待在转子10，20之间压缩的气体，如图1中所示，并且进入形成在它们之间的压缩单元。随着转子10，20旋转时，每个压缩单元被闭合，并且然后减小容积以压缩气体，其产生热量，增加了气体和转子10，20的温度。转子10，20的旋转还推动在压缩状态下气体经由出口排出压缩机100。但是，因为压缩热气体需要更多的能量，气体越热，压缩过程效率越低。因此，在压缩过程中通过冷却压缩气体，移除来自阳转子10和阴转子20的热量可提高气体压缩机100的压缩效率。阳转子10和阴转子20的旋转可由马达，主轴，或者其它适当的转矩源来驱动。为了分散压缩过程产生的热量和冷却压缩气体，冷却流体或者制冷液可流动通过阳转子10和阴转子20以经由转子10，20传送来自被压缩的气体的热量到冷却流体，并且将该热量传输离开压缩过程。阳转子10被构造成能够使冷却流体沿着流动通路B流动通过阳转子10，因此吸收由压缩气体的过程所产生的热量的至少一部分。另外，阴转子20可构造成能够使冷却流体沿着流动通路C流动通过阴转子20，因此吸收由压缩气体的过程所产生的热量的至少一部分。因此，流动通路B和流动通路C的效果可降低气体被压缩时温度增加，这防止了能量损失，并且提高了压缩机的效率。在这个意义上说，流动通路B和流动通路C能够使流动通路A保持在或者接近一恒定的温度，气体压缩机100可在等温效率接近100％的情况下运行。在至少一个实施例中，流动通路B和流动通路C可与流动通路A相反地行进。在这个实施例中，相对冷的冷却流体在其最冷状态下被导引到阳转子10和阴转子20中，在气体出口附近邻近压缩过程的最后，邻近最热的压缩气体温度以及阳转子10和阴转子20的最大的热量。因此，压缩机流动通路A相对于冷
却流体流动通路B和流动通路C的逆向流动增加了在一位置处相对热的压缩气体和相对冷的冷却流体之间的热量传递的速率，在该位置处，压缩气体的冷却对压缩机效率提供了最大贡献。所公开的逆向流动装置还能够具有本文中进一步描述的优点。在替代实施例中，流动通路B和流动通路C可沿与流动通路A相同的方向行进。在另一替代实施例中，流动通路B和流动通路C的一个或另一个可选择成与流动通路A方向相反或相同地运行。气体压缩机100可包括与图2中所示的阳转子10和阴转子20流体连通的制冷子系统70。在冷冻流体流动通过阳转子10和阴转子20之后，制冷子系统70可冷却并且加压冷却流体，使得在再循环通过阳转子10和阴转子20之前，冷却流体可返回到相对冷的和高压状态。相应地，冷却流体可连续地循环通过气体压缩机100，经由阳转子10和阴转子20抽取来自气体压缩时的热量，并且在制冷子系统70中分散该热量。制冷子系统70可包括常规的蒸汽压缩循环的方面，包括与冷凝器76流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：螺杆式压缩机转子，其具有由螺旋形状限定的外压缩表面，所述螺旋形状从第一端轴向延伸到第二端，并且具有位于相对螺旋凹部壁之间的螺旋槽形凹部，所述螺杆式压缩机具有设置在第一端中的冷却流体入口以接收冷却流体，和设置在螺杆式压缩机转子的内部的多个分开的冷却通路，所述多个分开的冷却通路流体连通所述冷却流体入口，使得所述冷却流体入口供应冷却流体到多个分开的冷却通路，所述多个冷却通路具有沿着从所述多个冷却通路的上游端到下游端的方向增加的截面面积。

【技术特征摘要】
2014.10.31 US 14/5301771.一种装置，包括：螺杆式压缩机转子，其具有由螺旋形状限定的外压缩表面，所述螺旋形状从第一端轴向延伸到第二端，并且具有位于相对螺旋凹部壁之间的螺旋槽形凹部，所述螺杆式压缩机具有设置在第一端中的冷却流体入口以接收冷却流体，和设置在螺杆式压缩机转子的内部的多个分开的冷却通路，所述多个分开的冷却通路流体连通所述冷却流体入口，使得所述冷却流体入口供应冷却流体到多个分开的冷却通路，所述多个冷却通路具有沿着从所述多个冷却通路的上游端到下游端的方向增加的截面面积。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述冷却流体入口位于所述螺杆式压缩机转子的中心线上，其中所述多个分开的冷却通路遵循所述螺旋形状。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个分开的冷却通路包括多个辐条，其从该冷却流体入口延伸的通路向外放射并且连接至所述多个分开的冷却通路。4.根据权利要求1所述的装置，其还包括冷却流体出口，其设置在所述螺杆式压缩机转子的第二端并且位于该中心线上。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述多个分开的冷却通路包含在所述冷却流体出口和所述多个分开的冷却通路的每个之间放射的多个辐条。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述冷却流体入口设置在所述螺杆式压缩机转子的下游压缩侧上，使得所述冷却流体与通过外压缩表面作用所压缩的工作流体呈逆向流动关系。7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述冷却流体是制冷液，并且其中多个通路的截面面积的增加适应制冷剂的相变，使得随着制冷剂横越多个通路时，制冷剂的蒸汽形式保持疏通。8.一种装置，包括：压缩机转子，其具有外螺旋压缩表面，所述外螺旋压缩表面构造成与补充形状的压缩机转子接合以形成旋转螺杆式压缩机，所述外螺旋压缩表面包括形成在相邻螺旋壁之间的螺旋凹部，所述压缩机转子具入口孔、出口孔和打开的内部容积，冷却液通过所述入口孔，用于通过到压缩机转子的内部，冷却流体
\t从所述出口孔通过，所述打开的内部容积位于所述入口孔和所述出口孔之间，并且多个涡轮机叶片设置到所述打开的内部容积中，所述多个涡轮机叶片具有翼形状，其定向成抽取来自横越通过所述打开的内部容积的冷却流体的功。9.根据权利要求8所述的装置，其还包括中心体，其设置在打开的内部容积的内部，并且与打开的内部容积的上游入口轴向间隔开，并且与打开的内部容积的下游出口轴向间隔开，以便提供空间偏移。10.根据权利要求9所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·科林斯，W·D·瓦伦丁，
申请(专利权)人：英格索尔兰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US