[发明专利]多转子螺旋压缩机

说明书

发明背景

本发明涉及螺旋型压缩机。更具体地说，本发明涉及一种具有例如一个凸形转子和至少两个凹形转子的多螺旋压缩机。

螺旋型压缩机在本领域中是广为了解的。一个这样的螺旋压缩机采用一个凸形转子与一个凹形转子轴向对齐并相配合。凹形转子的节圆直径大于凸形转子的节圆直径。凸形转子一般是主动转子，但已制造的压缩机所使用的凹形转子为主动转子。在压缩机中一个凸形转子与一个凹形转子的配合通常称作双螺旋或双转子，这在本领域中是众所周知的，并且工业上已使用了数十年。在此标记已有技术的图1示出一个通常在HVAC(加热、通风和空气调节)工业中的压缩机所采用的这种双转子的例子。参阅图1，图中所示的是驱动一轴向对齐的凹形转子12的凸形转子10的剖面图。如所知道的那样凸形转子10由一未示出的电动机驱动。凸形转子10有四个包角(wrap)为300°的凸齿14-17，凹形转子12有六个包角为200°的齿槽(flute)18-23。因此，对于凸形转子10，轴向扫除(sweep)的压缩排放阶段占据每一圈旋转的300°，而封闭的排放口与封闭的吸入口之间的工作时间占据旋转的其余60°。凸形转子与凹形转子之间的总间隙要求把油引入压缩区域以作密封，但是众所周知，油还提供冷却和润滑。然而，这种油的引入需要使用一油分离装置，以使油从在HVAC压缩机中压缩的制冷剂中分离出来。双转子结构的主要好处在于在运行过程中凸形转子与凹形转子之间的低界面速度。但是，双转子结构是不平衡的，因此而受到大的径向支承负载和推力负载。减轻支承负载问题的显而易见的解决方案是安装大尺寸的轴承。但这不是一个合理的方案，因为实际上转子较大的直径使转子相互间靠得太近，以致无法安装大尺寸轴承。

已有技术引入了采用所谓的单螺旋技术的压缩机来致力于解决这个问题。在此参阅标记已有技术的图2和3，图中示出一主动转子24与两个相对的轴向垂直的门式转子26和28。如所知道的那样转子24由一未示出的电动机驱动。转子24有六个槽30，每个门式转子26、28分别有十一个与槽30啮合的齿32、34。门式转子26和28总的由复合材料组成，使门式转子与主动转子之间的定位有一小间隙。这个间隙小到足以使液体制冷剂自己提供足够的密封，该制冷剂还提供冷却和润滑。门式转子26和28的后面定位和在主动转子24相对两侧的定位：(1)使转子24两端的吸入压力相等，由此实际上消除了在上述双螺旋系统中所受到的推力负载，(2)平衡了转子24上的径向负载，由此使径向支承负载达到最小。但是，门式转子与主动转子之间的界面速度很高。因此，该系统的一个普遍问题是当转子失去润滑时，由于转子的高界面速度使它们遭受到大范围的破坏。

发明概要

用本发明的多转子压缩机就可克服或减轻已有技术中上述讨论的和其它的缺点和缺陷。根据本发明，压缩机包括一凸形转子，该凸形转子至少与两个凹形转子轴向对齐和相配合。凸形转子由一电动机驱动，换句话讲，凸形转子是主动转子。凸形转子有多个与各凹形转子上的多个齿槽啮合的凸齿。凹形转子的节圆直径小于凸形转子的节圆直径。

凸形转子包括一其上安装一复合材料外环的圆柱形内金属轴。环包括若干一体地从其伸出的凸形转子凸齿。这些由复合材料组成的凸形转子凸齿使得凹形转子与凸形主动转子之间的定位有一小间隙。这个间隙小到足以使液体制冷剂自己提供足够的密封，但制冷剂还提供冷却和润滑。

把凹形转子定位在凸形转子的相对两侧可平衡凸形转子上的径向负载，因此使径向支承负载达到最小。另外，由于凸形传动转子的直径比已有技术的双螺旋压缩机中的凸形传动转子直径大，因此，可以用尺寸相对大的轴承使转子之间的附加距离、任何凹形转子的径向支承负载达到最小。还应予以理解的是，在运行过程中，凸形与凹形转子之间的界面速度很低，因而，由于转子的高界面速度而使已有技术的单螺旋压缩机在失去润滑时会受到的大面积破坏有所减少。

压缩机包括一有一入口外壳部的外壳、一主外壳部和一排放外壳部。一引入侧板和一排放侧板安装在凸形转子上。引入板的外径与凸形转子的齿根圆直径相等。而排放板的外径与凸形转子的齿顶圆直径相等。这些板起两个作用，一是固定凸形转子的部件，一是使凸形转子两端的吸入压力相等，因此，已有技术的双螺旋压缩机所遇到的那种推力负载实际上消除了。排放口被限定在其中具有截留穴释放部的排放外壳部中。

本领域的熟练技术人员根据下面的详细描述和附图，将能了解和明白本发明的上述讨论的和其它的特征和优点。

附图简要说明

下面参阅附图，在附图中类似的部件用类似的数字编号：

图1是已有技术的双螺旋或双转子结构的剖面示意图；