[发明专利]带有容积控制装置的旋转叶片压缩机

说明书

本发明涉及到压缩机，特别是旋转叶片型的压缩机。这种压缩机通常含有定子和转子。定子有入口和出口，出口呈径向配置并与入口隔开;转子由马达驱动并沿正方向旋转通过入口，而后通过出口，由此把气体从入口送到出口;叶片彼此隔开地安装在转子周围以便和定子的壁一起构成了气室，定子内壁成形的形状使气室中的气体在从入口传送到出口的过程中被压缩。

已经认识到，当需要时，具有减少压缩机工作容积的装置是有益的，因为这将减少驱动转子的马达的输出功率。一个已知的减少容积的方法是把从出口排出的一部分压缩气体循环返回到入口，但是这提高了排气温度而且并不能减少需要的功率。另一个已知的方法是气体入口设计在某一位置，气室在这个位置的容积小于最大容积，但是这影响了内在的压缩率，而且就真实意义而言没有减少需要的功率。在这方面一般可注意GB-A-752064;US-A-4866863和US-A-4815944号专利。

本发明的一个任务是提供一种减少旋转叶片压缩机工作容积的装置和方法，以这样的方式来减少驱动转子所需功率。减少所需功率而最小限度地改变压缩机的尺寸、重量和成本是本发明的另一个目的。

一方面，本发明提供了一种包括定子和马达驱动的转子的旋转叶片压缩机，定子有入口和出口，转子由马达驱动而且沿正方向旋转通过入口而后通过出口，从而把气体从入口传送到出口，叶片彼此隔开地安装在转子周围以便和定子的壁一起构成气室，定子内壁成形的形状使气室中的气体在从入口传送到出口的过程中被压缩，其特征在于一个辅助的导管从出口管道延伸到定子壁的一个辅助入口，这个辅助入口位于转子从出口转回入口过程中所通过的某一位置，定子在辅助入口区的内壁成形的形状使气室向主入口运动过程中气室的容积得以增加，并允许从辅助入口引到气室的压缩气体在所增大的气室容积内膨胀，从而把机械功传递给转子，减少驱动转子的马达所需的功率，减小马达的额定功率。

另一方面，本发明提供了一种操作旋转叶片压缩机的方法，该压缩机包括定子和转子，定子具有入口和出口;转子安装在定子内，从入口向出口旋转，从而把气体从入口传送到出口;叶片彼此隔开地安装在转子周围，和定子的壁一起构成气室，定子内壁成形的形状使气室内的气体在从入口传送到出口的过程中被压缩，其特征在于在气室移过出口后把足够的压缩气体引入到每个气室在气室达到入口之前使气体膨胀，占有气室的部分体积，从而减少来自入口处的气体容积。

为了更好现解本发明，现仅参考附图作进一步说明。

图1是本发明压缩机的局部横剖视图;

图2是用图解表示气体在一个周期内的状态。

多叶片气体压缩机由包括气室的定子腔11的外壳、位于气室一侧的入口12和与入口径向隔开的出口13组成。气室的横截面不是园形的，但其形状可提供气体膨胀区和压缩区。气室内有由马达（未画出）驱动的转子20，马达和转子20的轴21相联。转子周围有径向间隔布置的槽22，其内装有叶片23，叶片能在槽内滑进、滑出。相邻的叶片23和定子的端壁构成了气室C以把气体从入口12输送到出口13。从入口12到出口13的定子壁是压缩壁，其形状使气室的容积从主入口12到出口13是逐渐减小的，以压缩气体。辅助导管14从出口13延伸到出口13和与成形壁相对的主入口12之间的辅助入口15。电磁阀或者类似的阀16装在辅助导管14上。

根据本发明，定子从出口13到入口12与压缩壁11A相对的壁11B成形的形状使气室C在它们朝入口12移动时容积增大，特别是允许气室容积增大。

如图1所示，气体在主入口12进入压缩机充满每个封闭的气室C。每个气室在朝排气口13运动期间减少了容积，气体在排出排气口13之前被压缩。如图所示，定子内的气缸壁11A不是园形的，但在入口12和出口13之间以及辅助入口15和主入口12之间，其轮廓形状设计得可提供所需要的气室容积比。

关闭阀16，压缩机将在满排量下工作，每个排空的气室在通过入口12时可充满，并在通过出口13时排空。打开阀16，每个气室在通过辅助入口15时，将充满从辅助导管14进入的高压气体。每个气室C在辅助入口15处的容积，可根据需要设计的轮廓11B的形状予先确定，但当转子旋转到主入口部分12时气体膨胀的体积一般是最大入口气室容积的50%。因为达到主入口12前每个气室已是半充满的，所以压缩机吸入的气体体积减少了50%。对本发明而言，50%的比例不是极限的，而是根据情况变化的。

在气体从辅助入口15到主入口12的膨胀过程中，机械功传递到轴21上，驱动压缩气体的转子的需要的外部轴功率也就减少了。