ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР ДЛЯ ОХЛАЖДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2019 года по МПК F04B7/04 F04B27/10 F04B39/12 

Область техники

Изобретение относится к поршневому компрессору для охлаждающего устройства.

Предшествующий уровень техники

В частности, поршневой компрессор используется в тех охлаждающих устройствах, содержащих замкнутый контур, в которых циркулирует определенный поток хладагента и которые снабжены основной ветвью и по меньшей мере одним экономайзером и/или вторичной ветвью. В таких ветвях замкнутого контура циркулируют две определенные части от общего потока хладагента, который затем выходит из компрессора. Такая ветвь экономайзера или вторичная ветвь связана по текучей среде с участком замкнутого контура, который содержится между конденсатором и расширительным клапаном, с одной стороны, и с цилиндром поршневого компрессора для обратного нагнетания непосредственно в компрессор части потока хладагента, пересекающего вторичную ветвь, с другой стороны. В одном известном способе вдоль такого замкнутого контура конденсатор, расширительный клапан, испаритель и непосредственно поршневой компрессор связаны друг с другом по текучей среде. В еще одном известном способе часть хладагента, циркулирующего в ветви экономайзера или вторичной ветви, которая может содержать дополнительный расширительный клапан и теплообменник или дополнительный испаритель, имеет промежуточное значение давления между самым высоким и самым низким значением в контуре охлаждающего устройства, то есть между давлением текучей среды в конденсаторе и давлением текучей среды в испарителе, расположенном вдоль основной ветви.

Как правило, в компрессорах, обычно применяемых в охлаждающих устройствах, всегда можно определить точное место компрессора, в которое была введена вышеупомянутая часть потока хладагента, поступающего из вторичной ветви экономайзера. Например, в винтовом компрессоре, в котором, как известно, давление возрастает вдоль оси компрессора в соответствии с известным законом, всегда можно определить точное место впрыска части потока хладагента, поступающего из вторичной ветви экономайзера. То же самое относится и к другим типам компрессоров, таких как, например, винтовые или спиральные компрессоры, хотя принцип работы, а также распределение давления внутри камеры сжатия отличаются по сравнению с винтовыми компрессорами, однако в спиральном компрессоре можно всегда узнать, насколько большим является давление в любой точке камеры сжатия.

В случае использования поршневых компрессоров, то есть снабженных цилиндром и поршнем, совершающим возвратно-поступательные движения в цилиндре, давление изменяется в зависимости от времени и в любое время, по существу, одинаковым образом во всем цилиндре для каждого положения поршня во время впуска и хода сжатия.

Однако, чтобы обеспечить использование ветвей экономайзера или вторичных ветвей в охлаждающих устройствах, использующих поршневой компрессор, в документе US2014/0170003 (Emerson Climate Technologies Inc.), описано использование цилиндров, которые помимо обычного всасывающего канала, расположенного на головке, также снабжены боковым впускным отверстием круглого сечения для ввода такой части потока хладагента, поступающего из вышеупомянутой ветви экономайзера при определенном промежуточном давлении. На впускном отверстии, находящемся в цилиндре компрессора установлен клапан, открытие и закрытие которого синхронизированы с приводным валом компрессора через сложный механизм, состоящий из по меньшей мере одного кулачка и по меньшей мере одного соответствующего следящего устройства. Это позволяет вводить вышеупомянутую часть потока хладагента, поступающего из ветви вторичного экономайзера, только незадолго до того, как в поршне достигнет давление, немного меньшее, чем давление вышеупомянутой части вторичного потока.

Во избежание использования сложных систем синхронизации, которые описаны в документе US2014/0170003, были изучены другие решения. В частности, в документе WO-A1-2007064321 (Carrier Corporation) показано, как выполнить в цилиндре компрессора впускное отверстие круглого сечения, которое открывается поршнем во время его хода впуска и остается закрытым, по-прежнему за счет поршня, во время его хода сжатия. К сожалению, в отношении поршневых компрессоров, имеющих одинаковый рабочий объем компрессора, но без бокового отверстия, достигается заметное сокращение возможной работы компрессора, так как часть хода поршня используется для обеспечения втекающей части потока хладагента, поступающего из ветви экономайзера или вторичной ветви. В частности, в тех случаях, когда такая часть потока хладагента является значительной, до 50% от общей величины потока хладагента, использование компрессоров, имеющих такой же рабочий, как в охлаждающих устройствах без ветви экономайзера или вторичной ветви, становится крайне сложным. Фактически, в таких случаях впускное отверстие для потока хладагента имеет значительные размеры вдоль оси цилиндра, в результате чего необходимо использовать компрессор, имеющий рабочий объем больше, чем у обычно используемых, и, следовательно, повышенную общую стоимость.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить поршневой компрессор, который можно использовать в охлаждающих устройствах, снабженных по меньшей мере одной ветвью экономайзера или вторичной ветвью, но который при тех же самых рабочих характеристиках имеет рабочий объем меньше, чем у охлаждающих устройств, используемых в настоящее время.

Другая задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить поршневой компрессор, который, в дополнение к достижению вышеупомянутой задачи, является очень простым в реализации, даже начиная с известных компрессоров без бокового отверстия.

Раскрытие изобретения

Эти и другие задачи решены с помощью поршневого компрессора для охлаждающего устройства, снабженного замкнутым контуром, имеющим основную ветвь, в которой первый поток циркулирующего хладагента входит в упомянутый компрессор, и по меньшей мере одну первую ветвь экономайзера или вторичную ветвь, в которой второй поток хладагента циркулирует под давлением, которое отличается от давления упомянутого первого потока хладагента, причем упомянутый компрессор снабжен по меньшей мере одним цилиндром и по меньшей мере одним поршнем, совершающим возвратно-поступательные движения в упомянутом по меньшей мере одном цилиндре между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, и содержит по меньшей мере один всасывающий канал для ввода упомянутого первого потока хладагента, и по меньшей мере один канал, выполненный в стенке упомянутого цилиндра для ввода упомянутого второго потока хладагента таким образом, чтобы упомянутый поршень открывал, по меньшей мере, частично упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие, по меньшей мере, во время своего хода впуска и закрывал по меньшей мере одно упомянутое отверстие, по меньшей мере, во время своего хода сжатия, причем упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие имеет форму щели с основным размером, по существу, поперечным к оси упомянутого цилиндра.

На практике наличие первого впускного отверстия, имеющего форму щели с основным размером, длиной, равной основному размеру, по существу, поперечным оси цилиндра, обеспечивает значительное количество потока хладагента, поступающего из ветви экономайзера или вторичной ветви, для входа в цилиндр без этого практического влияния на рабочий объем непосредственно компрессора. Фактически размеры щели сильно ограничены вдоль осевого направления цилиндра, таким образом, по высоте, тогда как они значительно больше поперек оси цилиндра, таким образом, по длине. Как уже упоминалось, это позволяет обеспечить протекание значительного потока хладагента в цилиндр за то же самое очень короткое время, равное ходу поршня во время открытия и последующего закрытия бокового отверстия.

Следует заметить, что понятие «щель» необходимо рассматривать как любую прорезь любой формы, выполненную в стенке цилиндра и имеющую преобладающий размер (который также упоминается в дальнейшем как основной размер) по отношению к другим размерам. В частности, в настоящем случае, основной, или преобладающий или более подходящий размер представляет собой размер, который лежит в плоскости, поперечной к оси цилиндра компрессора, таким образом, не является размером щели, параллельным оси цилиндра компрессора и определенным как высота щели.

Согласно описанному варианту осуществления упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие расположено рядом с нижней мертвой точкой упомянутого по меньшей мере одного поршня и, предпочтительно, упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие имеет нижнюю сторону, расположенную, по существу, на одном уровне с нижней мертвой точкой упомянутого поршня. Такое решение позволяет избежать чрезмерной потери рабочего объема цилиндров компрессора и работы сжатия одновременно на его впускном отверстии и при его ходе сжатия на боковом отверстии.

Согласно изобретению упомянутый по меньшей мере один замкнутый контур упомянутого охлаждающего устройства дополнительно содержит по меньшей мере дополнительную ветвь экономайзера или вторичную ветвь, в которой циркулирует дополнительный поток упомянутого хладагента, причем упомянутый компрессор дополнительно содержит по меньшей мере один второй канал, выполненный в стенке упомянутого цилиндра для ввода упомянутого дополнительного потока упомянутого хладагента в упомянутый по меньшей мере один компрессор, причем упомянутое по меньшей мере одно второе отверстие имеет форму щели с основным размером, по существу, поперечным к оси упомянутого цилиндра, и расположено на расстоянии от упомянутой нижней мертвой точки, большем, чем расстояние, на котором расположено упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие таким образом, чтобы упомянутый поршень открывал упомянутое по меньшей мере одно второе впускное отверстие, по меньшей мере, во время своего хода впуска и закрывал по меньшей мере одно упомянутое отверстие, по меньшей мере, во время своего хода сжатия. Такая конфигурация особенно подходит в случае, если дополнительный поток, поступающий из дополнительной ветви экономайзера или дополнительной вторичной ветви, имеет давление ниже, чем давление упомянутого второго потока хладагента, поступающего из ветви экономайзера или вторичной ветви, и входит в цилиндр компрессора через упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие.

Согласно описанному варианту осуществления упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие и упомянутое по меньшей мере одно второе отверстие, каждое из которых имеет форму щели, имеют по существу или в основном прямоугольную форму, то есть, поверхность щели, которая обращена к внутренней поверхности цилиндра компрессора, имеет, по существу, форму прямоугольника, лежащего на внутренней цилиндрической поверхности цилиндра компрессора. Такая, по существу, прямоугольная форма, где верхняя или нижняя сторона имеет размеры, значительно больше, чем размеры двух боковых сторон по высоте, то есть вдоль осевого направления цилиндра компрессора, может также иметь стороны, сопряженные друг с другом, то есть без острых краев, попадая однако под определение поверхности, имеющей, по существу, форму прямоугольника и лежащей на внутренней поверхности цилиндра.

Кроме того, отношение между размерами по высоте и длине, то есть вдоль основного направления, упомянутого по меньшей мере одного первого отверстия и/или упомянутого по меньшей мере одного второго отверстия меньше 0,5, предпочтительно 0,2. Фактически заявитель проверил, что такие размерные величины являются величинами, которые позволяют получить наилучшие рабочие характеристики. Следует отметить, что длина щели должна быть рассчитана вдоль дуги окружности цилиндра, вдоль которой продолжается эта щель, на плоскости, поперечной к цилиндрической оси и проходящей посредине высоты щели.

В дополнение к этому, нижняя сторона упомянутого по меньшей мере одного второго отверстия расположена на одном уровне с верхней стороной упомянутого по меньшей мере одного первого отверстия.

Согласно дополнительному варианту осуществления упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие и/или упомянутое по меньшей мере одно второе впускное отверстие содержит/содержат по меньшей мере один функционально объединенный обратный клапан. Такие обратные клапаны позволяют предотвратить изменение направления потока хладагента, который поступает в компрессор через первое и второе отверстия во время этапа подъема поршня, то есть во время этапа сжатия хладагента.

Более конкретно, такой по меньшей мере один обратный клапан представляет собой тип клапана с деформируемой пластиной и расположен в стенке упомянутого по меньшей мере одного цилиндра. Это делает компрессор еще более компактным, при этом избегая наличия сложных элементов, используемых для синхронизации открытия или закрытия боковых отверстий.

Краткое описание чертежей

Далее в целях пояснения и без ограничения будет описано только несколько конкретных вариантов осуществления изобретения со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показано охлаждающее устройство, снабженное поршневым компрессором согласно изобретению, схематичный вид;

на фиг. 2 – P-h диаграмма цикла охлаждения, который относится к охлаждающему устройству на фиг. 1;

на фиг. 3a – 3d – внутренняя часть цилиндра компрессора во время этапов сжатия и впуска, схематичные виды в продольном разрезе;

на фиг. 4a и 4b – цилиндр поршневого компрессора согласно изобретению с конкретной ссылкой на первое и второе отверстия, выполненные в стенке цилиндра компрессора, вид в продольном и поперечном разрезе, соответственно;

на фиг. 5 – другое охлаждающее устройство, снабженное поршневым компрессором согласно изобретению, схематичный вид;

на фиг. 6 – P-h диаграмма цикла охлаждения, который относится к охлаждающему устройству на фиг. 5.

Варианты осуществления изобретения

Ссылаясь, в частности, на эти фигуры, обозначением 100 указан поршневой компрессор согласно изобретению.

На фиг. 1 показана схема охлаждающего устройства 200, снабженного поршневым компрессором 100 согласно изобретению, который снабжен цилиндром 110 и поршнем 111, совершающим возвратно-поступательные движения в цилиндре 110 между верхней мертвой точкой S (см. фиг. 3d) и нижней мертвой точкой I (см. фиг. 3c). В частности, охлаждающее устройство 200 содержит замкнутый контур C, в котором циркулирует определенный поток хладагента. Такой замкнутый контур C содержит, в свою очередь, основную ветвь M, в которой первый поток X хладагента циркулирует и входит в компрессор 100 через всасывающий канал 109, первую вторичную ветвь E и вторую вторичную ветвь E'. В такой первой вторичной ветви E циркулирует второй поток X1 хладагента, тогда как в дополнительной вторичной ветви E' циркулирует дополнительный поток X2 хладагента. Сумма потоков, циркулирующих в основной ветви M и в этих двух вторичных ветвях E и E', представляет собой поток, циркулирующий в замкнутом контуре C и выходящий из поршневого компрессора 100.

Согласно схеме, показанной на фиг. 1, охлаждающее устройство 200 дополнительно содержит конденсатор 101, первый расширительный клапан 102 и первый испаритель 103. Первый расширительный клапан 102 и первый испаритель 103 расположены вдоль основной ветви M замкнутого контура C для того, чтобы поток X, циркулирующий в этой ветви, который определяется разностью между общим потоком, циркулирующим в замкнутом контуре C, и потоком X1 и потоком X2 хладагента, которые циркулируют в этих двух вторичных ветвях E и E', непосредственно входил бы в поршневой компрессор 100 через всасывающий канал 109 (см. фиг. 3a), находящийся в поршневом компрессоре 100 над цилиндром 110.

Каждая из этих двух вторичных ветвей E и E' содержит второй расширительный клапан 130, 130' и соответствующий второй испаритель 140 и 140'; на практике, в каждой вторичной ветви E, E' все значения давления и температуры циркулирующего потока будут различными. В этом типе конфигурации, на практике, охлаждающее устройство 200 способно охлаждать три различные камеры, соединенные с соответствующими испарителями 103, 140 и 140'. В частности, второй поток X1 и дополнительный поток X2, которые соответственно циркулируют во вторичной ветви E и в дополнительной вторичной ветви E', имеют разную температуру и давление. В частности, давление потока X1, циркулирующего вдоль вторичной ветви E, является промежуточным между давлением текучей среды в конденсаторе 101 и давлением в первом испарителе 103, тогда как давление дополнительного потока X2 хладагента, циркулирующего в дополнительной вторичной ветви E', имеет промежуточное значение между значением текучей среды первого потока X и значением текучей среды второго потока X1.

Следует отметить, что на фиг. 1 термодинамические состояния хладагента, циркулирующего в замкнутом контуре C охлаждающего устройства 200, обозначены в скобках числами от 1 до 8. Далее, на фиг. 2 показан термодинамический цикл, создаваемый хладагентом в устройстве 200, показан с информацией о термодинамическом состоянии текучей среды в соответствующих точках замкнутого контура C. Ссылочные обозначения 9 и 10, показанные на графике фиг. 2, соответствуют термодинамическому состоянию хладагента в компрессоре 100 на этапе впуска (фиг. 3b и 3c) при открытии второго отверстия 112 и первого отверстия 107, которые расположены на стенке 110a цилиндра 110 поршневого компрессора 100, как это будет описано далее.

На фиг. 5 показано дополнительное охлаждающее устройство 200', содержащее поршневой компрессор 100, который аналогичен поршневому компрессору варианта, показанного на фиг. 1.

Охлаждающее устройство 200' содержит замкнутый контур C, содержащий основную ветвь M вдоль первого потока X хладагента, который циркулирует при определенном давлении, конденсатор 101, испаритель 103 и первый расширительный клапан 102, размещенный между конденсатором 101 и испарителем 103. Такой замкнутый контур C также содержит первую ветвь E экономайзера, вдоль которой циркулирует второй поток X1 хладагента. Такая первая ветвь E экономайзера соединена по текучей среде с компрессором 100 и с участком 106 замкнутого контура C, который находится между конденсатором 101 и расширительным клапаном 102.

В описанном варианте осуществления замкнутый контур C дополнительно содержит дополнительную ветвь E' экономайзера для дополнительного потока X2 хладагента.

Все еще согласно описанному варианту осуществления ветвь E экономайзера и дополнительная вторичная ветвь E' экономайзера содержат второй расширительный клапан 150, 150' и по меньшей мере один теплообменник 160, 160' с участком 106 замкнутого контура C, который находится между конденсатором 101 и расширительным клапаном 102.

Согласно описанному варианту осуществления такой второй поток X1 имеет давление P₈ впуска в цилиндре 110 компрессора 100 промежуточное между давлением в конденсаторе P₂ и давлением впуска в цилиндре 110, то есть давление P₁ потока X текучей среды, поступающей в цилиндр 110 компрессора из всасывающего канала 109, во время этапа впуска компрессора 100.

Следует отметить, что на фиг. 5 термодинамические состояния хладагента, циркулирующего в замкнутом контуре C охлаждающего устройства 200', обозначены в скобках числами от 1 до 10. Далее, на фиг. 6 показан термодинамический цикл, создаваемый хладагентом в замкнутом контуре C, с информацией о соответствующем термодинамическом состоянии хладагента. Ссылочные обозначения 11 и 12, показанные на графике фиг. 6, соответствуют термодинамическим состояниям хладагента в компрессоре 100 на этапе впуска (фиг. 3b и 3c) при открытии второго отверстия 112 и первого отверстия 107, которые расположены на стенке 110a цилиндра 110 поршневого компрессора 100, как это будет описано далее.

Согласно изобретению в обоих охлаждающих устройствах 200 и 200' поршневой компрессор 100 содержит первое боковое отверстие 107, выполненное в стенке 110a цилиндра 110, для ввода вышеупомянутого второго потока X1 хладагента.

Компрессор 100 дополнительно содержит второе впускное отверстие 112 для ввода такого дополнительного потока X2 хладагента. Более конкретно, второе впускное отверстие 112 расположено на расстоянии D от нижней мертвой точки I поршня 111, которое больше, чем расстояние d, на котором расположено первое отверстие 107. Такое расстояние оценивается по отношению к двум плоскостям P и P1, поперечным к оси цилиндра 110 и проходящим посредине высоты H отверстия 107, 112.

Согласно раскрытому варианту осуществления первое впускное отверстие 107 для второго потока X1 хладагента, который в данном примере является R404a, представляет собой щель и расположено в нижней мертвой точке I поршня 111 таким образом, чтобы поршень открывал первое впускное отверстие 107 во время своего хода впуска и закрывал это первое впускное отверстие 107 во время своего хода сжатия. В дополнение к этому, второе впускное отверстие 112 для ввода такого дополнительного потока X2 хладагента, который, как упоминалось ранее, расположено на расстоянии D от нижней мертвой точки I поршня 111, которое больше, чем расстояние d, на котором расположено первое впускное отверстие 107, представляет собой также щель. Кроме того, вторая щель 112 расположена на стенке 110a цилиндра для того, чтобы поршень открывал второе впускное отверстие 112 во время своего хода впуска и перед открытием первого отверстия 107 закрывал его во время своего хода сжатия после закрытия первого отверстия 107.

В частности, каждое в отдельности первое впускное отверстие 107 и второе впускное отверстие 112 содержит щель, чей основной размер L, по существу, является поперечным к оси цилиндра 110. В частности, щель имеет, по существу, поверхность прямоугольной формы, лежащую на внутренней поверхности 110c цилиндра 110, следовательно, по дуге окружности цилиндра 110. Более конкретно, такая поверхность получается, например, в ходе фрезерования на фрезерном станке стенки 110a цилиндра 110, полученного с осью вращения, как у фрезы фрезерного станка, параллельной оси цилиндра 110, и при продвижении фрезерного станка ортогонально оси цилиндра 110. Поэтому, полученная таким образом поверхность имеет, по существу, прямоугольную форму, несмотря на то, что стороны прямоугольника взаимно не соединены острым краем, но сопряжены друг с другом. Предпочтительно, отношение между размером по высоте H и размером по длине L (который является также основным размером), при этом последний размер измеряется вдоль дуги окружности, пройденной щелью вдоль внутренней поверхности цилиндра 110c (см., в частности, пунктирную линию, показанную на фиг.4b), составляет 0,2. В частности, длину L следует измерять на плоскости P или P₁, поперечной к оси цилиндра A и проходящей посредине высоты H соответствующей щели.

Следует отметить, что в любом случае любая щель, имеющая отношение размеров высоты H к длине L меньше 0,5, все еще находится в пределах объема защиты изобретения. В дополнение к этому, следует отметить, что щель, то есть поверхность, продолжающаяся на внутренней поверхности 110c цилиндра 110, имеет нижнюю и верхнюю стороны, сопряженные с соответствующими соединительными сторонами, так как он повторяет форму стенки 110a непосредственно цилиндра 110.

В частности, как видно на фиг. 3a – 3d, первое отверстие 107 имеет нижнюю сторону 107a, расположенную, по существу, на одном уровне с нижней мертвой точкой I поршня 111. Более конкретно, нижняя сторона 112a второго отверстия 112 расположена на одном уровне с верхней стороной 107b первого отверстия 107.

Согласно варианту, показанному на фиг. 3a – 3d, только второе впускное отверстие 112 содержит функционально объединенный обратный клапан 180; тогда как в варианте, показанном на фиг. 4a и 4b, каждое в отдельности первое впускное отверстие 107 и второе впускное отверстие 112 содержит функционально объединенный обратный клапан 180 типа с деформируемой пластиной.

На практике размеры такого обратного клапана 180 рассчитываются таким образом, чтобы он деформировался только после превышения определенного давления. Кроме того, такой обратный клапан 180 расположен в стенке 110а цилиндра 110 компрессора 101, и, когда он не деформирован, упирается вплотную к паре выступов 190 и 191, контактирующих с наружной поверхностью 110b цилиндра 110.

Следует отметить, что хотя выше был описан компрессор 100, снабженный первым отверстием 107 и вторым отверстием 112, и, таким образом, охлаждающее устройство 200 или 200', снабженное ветвью экономайзера или вторичной ветвью E и дополнительной ветвью экономайзера или вторичной ветвью E', тем не менее решение, в котором компрессор 100 снабжен по меньшей мере одним первым отверстием 107, но не имеет упомянутого по меньшей мере одного второго отверстия 112, и, таким образом, охлаждающее устройство 200 или 200', снабженное только ветвью экономайзера или только вторичной ветвью E, по-прежнему находится в пределах объема защиты изобретения. В этом случае первый поток, который входит в компрессор 100 через всасывающий канал 109, определяется разностью между общим потоком, циркулирующим в замкнутом контуре C, и только вторым потоком X1.

Работа поршневого компрессора 100, который находиться в двух охлаждающих устройствах 200, 200', соответственно раскрытых на фиг. 1 и 5, поясняется на фиг. 3a – 3d. На практике, во время этапа впуска компрессора, то есть когда поршень 111 компрессора 101 движется вниз из верхней мертвой точки S к нижней мертвой точке I, клапан 113 на стороне всасывания компрессора 100 открывается для подачи потока текучей среды X, поступающей из основного контура M через всасывающий канал 109 (см. фиг. 3a). Затем поршень 111 открывает второе отверстие 112, из которого поступает дополнительный поток X2 хладагента, поступающего из дополнительной вторичной ветви E' экономайзера, при этом из-за увеличения давления клапан 109 на стороне всасывания закрывается. Давление такого дополнительного потока X2 хладагента выше, чем давление, имеющееся в цилиндре 110, что приводит к увеличению давления внутри цилиндра 110 (термодинамическое состояние 9 или 11 в зависимости от охлаждающего устройства 200 или 200'). Конечно, во время такого этапа обратный клапан 180 остается открытым (см. фиг. 3b).

Затем поршень открывает первое отверстие 107, таким образом обеспечивая доступ к цилиндру 110 второму потоку X1 хладагента, поступающего из вторичной ветви E экономайзера. Конечно, давление второго потока X1 хладагента, поступающего из такой ветви экономайзера или вторичной ветви E, выше, чем давление дополнительного потока X2 хладагента и давления всасывания. Во всяком случае, при смешивании происходит увеличение давления в цилиндре 110 компрессора 100 (термодинамическое состояние 10 или 12, в зависимости от охлаждающего устройства 200 или 200') прежде, чем он начнет свой ход сжатия. Затем поршень 111 снова поднимается и сжимает текучую среду в цилиндре 110 до тех пор, пока не достигнет верхней мертвой точки S. Когда давление в цилиндре превышает давление конденсации, происходит открытие выпускного клапана 114. Следует отметить, что во время подъема поршня 111 обратный клапан 180, расположенный в части 110а цилиндра 110, остается закрытым, так как давление в цилиндре 110 превышает давление дополнительного потока X2, поступающего из дополнительной ветви экономайзера или дополнительной вторичной ветви E'.

Наконец, следует отметить, что выполнение первого отверстия 107 и/или второго отверстия 112 осуществляют предпочтительно посредством простой операции фрезерования (или аналогичной технологической операции) цилиндра 110 вдоль плоскости, поперечной к оси А непосредственно цилиндра 110. Это позволяет доработать цилиндры существующих поршневых компрессоров, у которых отсутствует сквозное боковое отверстие, посредством простой операции фрезерования цилиндра 110. Таким образом, такие цилиндры выполнены с возможностью работы в охлаждающих устройствах, имеющих по меньшей мере одну ветвь экономайзера или вторичную ветвь, без необходимости подвергать цилиндр доработкам, сложным с технической точки зрения или экономически непривлекательным.

Изобретение относится к области компрессоростроения и предназначено для использования в охлаждающих устройствах. Поршневой компрессор 100 для охлаждающего устройства 200 снабжен замкнутым контуром C, имеющим основную ветвь M, в которой первый поток X циркулирующего хладагента входит в компрессор. Содержит по меньшей мере одну первую ветвь экономайзера или вторичную ветвь E, в которой второй поток X1 хладагента циркулирует под давлением, которое отличается от давления первого потока X хладагента. Компрессор снабжен цилиндром 110 и одним поршнем 111, совершающим возвратно-поступательные движения в цилиндре между верхней мертвой точкой S и нижней мертвой точкой I. Содержит один всасывающий канал для ввода первого потока хладагента и отверстие 107, выполненное в стенке цилиндра, для ввода второго потока хладагента таким образом, чтобы поршень открывал частично по меньшей мере одно первое впускное отверстие 107, во время своего хода впуска и закрывал одно отверстие, во время своего хода сжатия. Одно первое впускное отверстие 107 имеет форму щели с основным размером, по существу, поперечным к оси A цилиндра. Содержит дополнительное второе отверстие 112, выполненное в стенке цилиндра для ввода дополнительного потока Х2 хладагента. Оно также имеет форму щели и расположено на расстоянии D от нижней мертвой точки, которое больше, чем расстояние d, на котором расположено первое отверстие, для открытия поршнем второго впускного отверстия 112 во время хода впуска и закрытия второго отверстия во время хода сжатия. Имеет меньший рабочий объем при тех же рабочих характеристиках, что у других охлаждающих устройств. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Поршневой компрессор (100) для охлаждающего устройства (200), снабженного замкнутым контуром (C), имеющим основную ветвь (M), в которой первый поток (X) хладагента циркулирует и входит в упомянутый компрессор, по меньшей мере одну первую ветвь экономайзера или вторичную ветвь (E), в которой циркулирует второй поток (X1) текучей среды под давлением, которое отличается от давления упомянутого первого потока (X) хладагента, и по меньшей мере одну дополнительную ветвь экономайзера или вторичную ветвь (E'), в которой циркулирует дополнительный поток (X2) упомянутого хладагента, причем упомянутый компрессор снабжен по меньшей мере одним цилиндром (110) и по меньшей мере одним поршнем (111), совершающим возвратно-поступательные движения в упомянутом по меньшей мере одном цилиндре между верхней мертвой точкой (S) и нижней мертвой точкой (I), и содержит по меньшей мере один всасывающий канал для ввода упомянутого первого потока хладагента и по меньшей мере первое отверстие (107), выполненное в стенке упомянутого цилиндра для ввода упомянутого второго потока хладагента таким образом, чтобы упомянутый поршень открывал, по меньшей мере, частично упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие (107), по меньшей мере, во время своего хода впуска и закрывал по меньшей мере одно упомянутое отверстие, по меньшей мере, во время своего хода сжатия, при этом упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие (107) имеет форму щели с основным размером (L), по существу, поперечным к оси (A) упомянутого цилиндра, и расположено в нижней мертвой точке упомянутого по меньшей мере одного поршня, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одно второе отверстие (112), выполненное в стенке упомянутого цилиндра для ввода упомянутого дополнительного потока (X2) хладагента в упомянутом по меньшей мере одном компрессоре, причем упомянутое по меньшей мере одно второе отверстие (112) имеет форму щели с основным размером (L), по существу, поперечным к оси (A) упомянутого цилиндра, и расположено на расстоянии (D) от упомянутой нижней мертвой точки, которое больше, чем расстояние (d), на котором расположено упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие (107) для того, чтобы упомянутый поршень открывал упомянутое по меньшей мере одно второе впускное отверстие (112), по меньшей мере, во время своего хода впуска и закрывал упомянутое по меньшей мере одно второе отверстие, по меньшей мере, во время своего хода сжатия.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие имеет нижнюю сторону (107a), расположенную, по существу, на одном уровне с нижней мертвой точкой упомянутого поршня.

3. Компрессор по одному или более из пп. 1, 2, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно первое отверстие и/или упомянутое по меньшей мере одно второе отверстие имеет/имеют, по существу, прямоугольную форму и находится/находятся на внутренней цилиндрической поверхности (110c) упомянутого цилиндра (110).

4. Компрессор по п. 3, отличающийся тем, что отношение между размерами по высоте (H) и длине (L) упомянутого по меньшей мере одного первого отверстия и/или упомянутого по меньшей мере одного второго отверстия меньше 0,5 и предпочтительно меньше 0,2.

5. Компрессор по одному или более из пп.1–4, отличающийся тем, что нижняя сторона (112a) упомянутого по меньшей мере одного второго отверстия расположена на одном уровне с верхней стороной (107b) упомянутого по меньшей мере одного первого отверстия (107).

6. Компрессор по одному или более из пп. 1–5, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно первое впускное отверстие (107) и/или упомянутое по меньшей мере одно второе впускное отверстие (112) содержит/содержат по меньшей мере один функционально объединенный обратный клапан (180).

7. Компрессор по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один обратный клапан представляет собой тип клапана с деформируемой пластиной.

8. Компрессор по п. 7, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один обратный клапан расположен в стенке (110a) упомянутого по меньшей мере одного цилиндра (110).