CN115843323A - 用于压缩机的润滑剂*** - Google Patents

Abstract

一种***包含：压缩机外壳，其具有进气部分和排气部分；和转子，其安置于所述压缩机外壳中且被配置成压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体。所述转子包含主体部分和形成于所述主体部分内沿着所述转子的轴向长度延伸的内部通路。所述内部通路被配置成在所述压缩机外壳的所述进气部分与所述排气部分之间引导润滑剂。

Description

用于压缩机的润滑剂***

背景技术

本公开大体上涉及压缩机，且更具体地说，涉及用于加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)***的螺杆式压缩机。

加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)***通常通过以下方式来维持结构或其它受控制空间中的温度控制：经由压缩机使流体(例如，制冷剂)循环通过回路以与另一流体(例如，水和/或空气)交换热能。可用于HVAC&R***中的一种压缩机类型为螺杆式压缩机，它大体上包含安装在空心壳体内部的一个或多个鼓形转子(cylindrical rotor)。双螺杆式压缩机转子通常在其外表面上具有围绕转子的圆周形成螺纹的成螺旋形延伸的凸瓣(或褶边)和凹槽(或侧面)。在操作期间，转子的螺纹接合在一起，其中一个转子上的凸瓣与另一转子上的对应凹槽接合以在转子之间形成一系列间隙。这些间隙形成连续压缩腔室，与压缩机入口或入口端口连通且在转子转动时不断地减小流体的体积以压缩流体。为了改进压缩机的性能，可将润滑剂引导到压缩机中以用于冷却、润滑和/或密封。在一些情况下，润滑剂可能会与压缩机中的流体混合，这可降低HVAC&R***的效率。

发明内容

在一个实施例中，一种***包含：压缩机外壳，其具有进气部分和排气部分；和转子，其安置于所述压缩机外壳中且被配置成压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体。所述转子包含主体部分和形成于所述主体部分内沿着所述转子的轴向长度延伸的内部通路。所述内部通路被配置成在所述压缩机外壳的所述进气部分与所述排气部分之间引导润滑剂。

在另一实施例中，一种***包含压缩机，所述压缩机具有：压缩机外壳，其包含进气部分、排气部分、润滑剂入口端口和润滑剂排放端口；和转子，其安置于所述压缩机外壳中且被配置成压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体。所述转子包含：主体；凸瓣和/或凹槽，其被配置成在压缩期间接触所述流体；和通路，其沿着转子的轴向长度在内部延伸穿过主体且穿过所述压缩机外壳的所述进气部分和排气部分的至少部分。所述通路被配置成从润滑剂入口端口接收润滑剂且将润滑剂引导到润滑剂排放端口。

在另一实施例中，一种***包含压缩机，所述压缩机包含具有进气部分和排气部分的压缩机外壳、安置于压缩机外壳中的第一转子和安置于压缩机外壳中的第二转子。所述第一转子包含第一主体部分和沿着所述第一转子的第一轴向长度延伸的第一通路，其中所述第一通路被配置成在压缩机外壳的进气部分与排气部分之间引导润滑剂。所述第二转子包含第二主体部分和沿着所述第二转子的第二轴向长度延伸穿过所述第二主体部分的第二通路，其中所述第二通路被配置成在压缩机外壳的进气部分与排气部分之间引导润滑剂。所述第一转子和所述第二转子被配置成旋转且彼此接合以压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体。

附图说明

图1为根据本公开的一方面的可用于加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)***中的压缩机的实施例的横截面图；

图2为根据本公开的一方面的可用于压缩机中的阳转子的实施例的部分截面视图；

图3为根据本公开的一方面的可用于压缩机中的阴转子的实施例的部分截面视图；

图4为根据本公开的一方面的具有形成于压缩机的转子中的润滑剂流动路径的压缩机的实施例的横截面图；

图5为根据本公开的一方面的具有形成于压缩机的转子中的润滑剂流动路径的压缩机的实施例的横截面图；且

图6为根据本公开的一方面的具有形成于压缩机的转子中的润滑剂流动路径的压缩机的实施例的横截面图。

具体实施方式

将在下文描述本公开的一个或多个特定实施例。这些描述的实施例仅是当前公开的技术的实例。另外，在努力提供这些实施例的简洁描述的过程中，在说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的发展中，如同在任何工程技术或设计项目中，必须作出众多实施方案特定的决策以实现研发者的特定目标，例如遵从***相关的和商业相关的约束，所述约束可从一个实施方案到另一个实施方案变化。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于受益于本公开的所属领域的技术人员来说，这些都是设计、构造和制造中的常规任务。

加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)***可包含蒸汽压缩***，其具有被配置成使流体循环通过回路的压缩机(例如，螺杆式压缩机)。所述压缩机可包含安装在一个或多个轴上且安置在转子外壳内部的一个或多个转子。轴承(例如，球轴承、径向轴承、推力轴承)与所述一个或多个轴接合以促进转子在压缩机的操作期间的旋转。为了减少轴承上的磨损且提高压缩机的效率，将润滑剂(例如，油)引导到转子外壳中。润滑剂可提供冷却、减少移动组件之间的摩擦力和/或密封压缩机的各部分。通常，润滑剂从润滑剂源提供且经由延伸到转子外壳中的端口被引导到转子外壳的进气部分中。提供到进气部分的润滑剂流经转子外壳以使压缩机的各种组件润滑，且接着朝向转子外壳的排气部分流动。在现有***中，润滑剂可与流动穿过压缩机的流体混合，这可降低HVAC&R***的效率。因此，本公开的实施例被配置成通过引导润滑剂穿过延伸穿过转子的通路且朝向压缩机的各种组件(例如，轴承)来减少可流经压缩机的压缩腔室的润滑剂的量。

压缩机的操作可产生压缩机入口(例如，抽吸侧)与压缩机出口(例如，排气侧)之间的压力差，这可在压缩机的转子上施加轴向力(例如，从排气端口朝向抽吸端口在轴向方向上施加的力)。在一些实施例中，例如推力轴承等轴承可径向联接到压缩机的转子的轴，且可用于阻挡转子的轴向移动(例如，轴向振动)。在一些情况下，在压缩机的操作期间赋予推力轴承的轴向力可使得推力轴承产生磨损。在一些情况下，平衡活塞可用于将在方向上与轴向力相反的反作用力施加到转子。不利的是，平衡活塞可增加压缩机的成本和复杂性。因此，为了改进推力轴承的操作寿命，本公开的实施例可朝向转子的一端(例如，接近压缩机的进气部分或抽吸侧的一端)引导润滑剂(例如，油)，使得润滑剂可将反作用力施加到转子且延长推力轴承的操作寿命。另外或替代地，润滑剂可朝向推力轴承引导穿过延伸穿过转子的通路，以使用润滑剂将反作用力提供到螺杆式压缩机的转子。在又另外的实施例中，通路可以被配置成从推力轴承接收润滑剂并且朝向压缩机的排气部分或进气部分引导润滑剂。

在典型的螺杆式压缩机中，润滑剂经由润滑剂源提供到转子外壳的进气部分和排气部分两者。举例来说，转子外壳外部的导管可将润滑剂从润滑剂源供应到转子外壳的润滑剂端口。如所属领域的技术人员应理解，螺杆式压缩机可在操作期间产生脉冲或振动，这可增加将润滑剂从润滑剂源引导到压缩机的导管引发的磨损。因此，可能需要减少或限制用以将润滑剂引导到转子外壳的导管的量。在本公开的一些实施例中，压缩机被配置成经由进气部分或排气部分中的一个中的端口接收润滑剂。润滑剂可从进气部分朝向排气部分流动，或反之亦然，穿过形成于转子内且延伸穿过转子的通路，以便提供反作用力，以及将冷却、润滑和/或密封提供到压缩机的各种组件。将内部通路包含在转子内以传送润滑剂可减少外部导管和/或其它润滑剂端口将润滑剂传送到压缩机且穿过压缩机的使用。因为利用较少端口和导管，所以可能减少由脉冲或振动引发的各种组件的磨损。因而，将润滑剂通路包含在压缩机的一个或多个转子内可提高压缩机的效率、减少推力轴承的磨损，和/或降低压缩机的维护成本。

现在转向图式，图1说明可用于蒸汽压缩***中的压缩机10的实施例的横截面图。为了便于论述，可以参考纵向轴线或方向14、竖直轴线或方向16和横向轴线或方向18描述压缩机10和其组件。应注意，竖直轴线16和横向轴线18相对于纵向轴线14在径向方向上延伸。压缩机10包含压缩机外壳20，所述压缩机外壳含有压缩机10的工作组件(例如，轴承)。如本文中更详细描述，压缩机外壳20可包含进气部分22(例如，抽吸侧)、压缩部分24(例如，压缩腔室)和排气部分26(例如，排气侧)。

在一些实施例中，进气部分22包含被配置成从具有压缩机的流体回路接收流体的进气端口28。来自蒸汽压缩***的流体(例如，气态制冷剂)可被抽取到进气端口28中以经由进气端口28进入压缩机部分24的压缩腔室30。压缩机10包含阳转子32和阴转子34，所述阳转子和阴转子可分别围绕第一轴线35和第二轴线37旋转。阳转子32和阴转子34各自在大体上平行于纵向轴线14的方向上从至少进气部分22延伸到排气部分26，使得第一轴线35和第二轴线37也平行于纵向轴线14延伸。阳转子32包含围绕阳转子32沿圆周安置的一个或多个突起凸瓣36。类似地，阴转子34包含围绕阴转子34沿圆周安置的一个或多个对应凹槽38，所述凹槽被配置成接收和/或与阳转子32的凸瓣36接合。

阳转子32的凸瓣36可与阴转子34上的对应凹槽38接合以在转子32、34之间形成一系列间隙40。间隙40可经由进气端口28连续地压缩进入压缩机10的流体(例如，制冷剂)，且可朝向排气部分24的排气端口42引导经压缩流体。举例来说，在压缩机10的操作期间，间隙40可在转子32、34旋转时在体积上连续地减小，且由此将流体沿着转子32、34的长度从进气端口28压缩到排气端口42。经压缩流体(例如，蒸汽制冷剂)可经由排气端口42离开压缩腔室30以从压缩机10流出。

在压缩机10的操作期间，轴向力48可施加于阳转子32的第一轴50和/或阴转子34的第二轴52上。轴向力48可由于转子32、34的第一末端部分54(例如，接近进气端口28)与转子32、34的第二末端部分56(例如，接近排气端口42)之间的压力差而产生。举例来说，流体在进气端口28处作用于压缩机10内的组件的第一压力可比流体在排气端口42处作用于压缩机10内的组件的第二压力大体上小(例如，小2倍、小20倍或更多倍)。因此，第二压力与第一压力之间的差可产生轴向力48，其可在朝向压缩机外壳20的进气部分22的方向57上施加到转子32、34。在一些实施例中，阳转子32可被配置成驱动(例如，旋转)阴转子34(例如，阴转子34的轴的旋转不由马达或外部驱动器驱动)。举例来说，阳转子32的凸瓣36(例如，螺旋形凸瓣)可与阴转子34的凹槽38(例如，螺旋形凹槽)接合，使得阳转子32的旋转可诱发阴转子34的旋转。阴转子34可抵抗旋转(例如，由于转子32、34的末端部分54、56之间的压力差、惯性等)，且可因此在阳转子32上施加轴向推力59。轴向推力59可在方向57上作用，且可因此增大施加于阳转子32的轴向力48的量值。

在一些实施例中，轴向力48可传输到一个或多个轴承，例如推力轴承58，所述轴承径向围绕阳转子32的第一轴50和/或阴转子34的第二轴52安置。虽然图1所说明的实施例展示了压缩机10具有与阳转子32相关联的一个推力轴承58和与阴转子34相关联的一个推力轴承58，但应注意，压缩机10可包含围绕转子32、34中的一个或两个(例如，彼此邻近)安置的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个推力轴承58。推力轴承58可以抵消轴向力48的相当大部分，使得轴向力48不会诱发对某些压缩机10组件的损坏。然而，轴向力48的施加可由于施加于推力轴承58的过量力而缩短推力轴承58的操作或使用寿命。在一些实施例中，推力轴承58可为轴向接触球轴承、四点球轴承、倾斜垫推力轴承或被配置成至少部分地抵消轴向力48的另一合适的轴承。

在一些实施例中，例如平衡活塞等力施加装置可安置于压缩机外壳20的一部分(例如，进气部分22)内，且可被配置成将调节力60(例如，反作用力)施加于第一轴50、第二轴52或这两者。然而，在其它实施例中，压缩机10可为套筒轴承压缩机，其包含倾斜垫推力轴承，且因此可以不包含平衡活塞。通常，套筒轴承压缩机的推力轴承58(例如，倾斜垫推力轴承)支撑由轴向力48施加的相当大的负载量。在一些实施例中，可利用润滑剂63来减小施加到推力轴承58的轴向力48的一部分。举例来说，润滑剂63可朝向阳转子32的末端31和阴转子34的末端33引导以将调节力60施加到转子32和34，且因此减小施加到推力轴承58的轴向力48的一部分。也就是说，润滑剂63可将压力施加到转子32和/或34的接近进气部分22的末端31和/或33。润滑剂63的压力(例如，调节力60)被配置成抵消轴向力48，这可增加推力轴承58的操作或使用寿命。

润滑剂63可在压缩机10的进气部分22处被引导到压缩机外壳20中。举例来说，在所说明的实施例中，压缩机外壳20包含润滑剂入口端口74，其被配置成从流体联接到润滑剂供应器76的导管78接收润滑剂63。从润滑剂入口端口74，润滑剂63朝向位于压缩机外壳20的进气部分22内的润滑剂通路引导。润滑剂通路可朝向围绕进气部分22内压缩机10的阳转子32和/或阴转子34安置的套筒轴承61引导润滑剂63。如将了解，套筒轴承61被配置成阻挡压缩机外壳20中的阳转子32和/或阴转子34的径向移动(例如，沿着竖直轴线16和/或横向轴线18的移动)。在一些实施例中，压缩机10可另外或替代地包含被配置成阻挡压缩机外壳20中的阳转子32和/或阴转子34的径向移动的一个或多个机械轴承65(例如，球轴承、滚柱轴承、径向轴承)。套筒轴承61、机械轴承65和/或压缩机10的其它合适的轴承可在操作期间从润滑剂通路接收润滑剂63以在转子32和34旋转以压缩流体时减小套筒轴承61、机械轴承65和/或压缩机10的其它合适的轴承与转子32和34之间的摩擦力。

根据当前实施例，润滑剂通路还流体联接到形成于阳转子32和阴转子34中的至少一个中(例如，内部形成于所述阳转子和阴转子中的至少一个内)的通路66。通路66(例如，内部通路)为由压缩机10的进气部分22处的流体通路接收的润滑剂63提供流动路径。如在图1所说明的实施例中所示，阳转子32和阴转子34各自包含形成于阳转子32的主体部分68和阴转子34的主体部分68中的通路66，并且通路66沿着第一轴线35和第二轴线37延伸。以此方式，通路66在单一流动方向上提供润滑剂63(例如，油)从压缩机10的进气部分22到排气部分26的流动路径。在操作中，由进气部分22接收的润滑剂63(例如，不被引导到套筒61和/或定位在进气部分22内或接近于所述进气部分定位的其它轴承)可流经延伸穿过转子32、34的通路66朝向压缩机10的排气部分26。在排气部分26内，润滑剂63可朝向定位在排气部分26内或接近所述排气部分定位的套筒61和/或机械轴承65引导。以此方式，可利用润滑剂63来减少排气部分26内的组件与阳转子32和/或阴转子34之间的摩擦力。在一些实施例中，通路66包含多个出口，其朝向压缩机10的组件引导润滑剂63，使得组件接收足够量的润滑剂63以实现压缩机10的所要或改进操作。已使用的和/或多余的润滑剂63可接着经由接近排气部分26定位的润滑剂排放端口67被引导离开压缩机10。

虽然所说明的实施例包含定位在进气部分22处的润滑剂入口端口74和定位在排气部分26处的润滑剂排放端口67，但应了解，压缩机10的其它变化形式还可包含转子32、34，其中形成有通路66以用于将润滑剂63从进气部分22传送到排气部分26，且反之亦然。举例来说，可包含接近于进气部分22和排气部分26两者的润滑剂入口端口74，或可包含接近于排气部分26但不接近于进气部分22的润滑剂入口端口。类似地，在某些实施例中，润滑剂排放端口67可接近于进气部分22和排气部分26中的一个或两个而定位。由进气部分22或排气部分26接收的润滑剂63可接着经由形成于转子32、34中且沿着所述转子延伸的通路66传送到压缩机10的相对末端，以便将润滑剂63供应到压缩机10的各种组件。应了解，在压缩机外壳20的进气部分22和排气部分26中的一个中使用润滑剂入口端口74可实现将润滑剂63供应到压缩机10的导管78的量的减小。如上文所指出，减小导管78的量或数目可减少由在操作期间与压缩机10的振动相关联的力引起的磨损。

引导润滑剂63通过通路66还可提高压缩机10的操作效率。举例来说，润滑剂63可流经进气部分22且流动到延伸穿过和沿着阳转子32和/或阴转子34延伸的通路66中，而不是流动到压缩腔室30中。使得润滑剂63能够略过压缩腔室30(例如，通过引导润滑剂63穿过通路66)通过减少润滑剂63与压缩腔室30中的流体或其它工作流体的混合而提高HVAC&R***的效率。在较少或无润滑剂63与压缩机10内且因此在蒸汽压缩***的其它部分内的流体混合的情况下，实现蒸汽压缩***的更高效操作。举例来说，可以不利用或可以在更低程度上利用压缩机1 0通常包含的用于将润滑剂63与流体分离的特征或操作。

图2为根据本公开的一方面的可用于图1的压缩机10的阳转子32的实施例的截面视图。阳转子32包含主体部分68和围绕阳转子32沿圆周安置的凸瓣36(例如，突起凸瓣)中的一个或多个。凸瓣36可从主体部分68的第一轴线35(例如，中心轴)朝向压缩机10的压缩部分24径向向外延伸。如上文所阐述，阳转子32上的凸瓣36可与阴转子34(图3)的对应凹槽38接合以在转子32与34之间形成间隙40。间隙40可在转子32和34分别围绕轴线35和37旋转时在压缩机10的压缩部分24内连续地压缩流体(例如，制冷剂)。

阳转子32还包含形成于主体部分68内(例如，在内部)的通路66，且通路66沿着阳转子32的第一轴线35(例如，旋转轴)延伸。通路66包含延伸穿过阳转子32的主体部分68的至少一个通道80。通路66被配置成相对于润滑剂63的流动流体地联接压缩机10的进气部分22和排气部分26。确切地说，通路66使润滑剂63能够在压缩机10的进气部分22与排气部分26之间流动。另外，在压缩机外壳20内的阳转子32的安装和操作配置中，通路66并不直接流体联接到压缩部分24。因此，减少直接流动到压缩部分24中的润滑剂63的量。

通路66可包含轴向部分82和一个或多个径向部分84。在一些实施例中，通路66的轴向部分82可沿着阳转子32的第一轴线35部分地延伸穿过主体部分68。在图2所说明的实施例中，轴向部分82从阳转子32的末端31延伸到阳转子32的在阳转子32的压缩部分24与排气端88之间的部分86。末端31可安置成接近于压缩机外壳20的进气部分22和/或在所述压缩机外壳的所述进气部分内，且排气端88可安置成接近于压缩机外壳20的排气部分26和/或在所述压缩机外壳的所述排气部分内。在一些实施例中，轴向部分82可从排气端88朝向在阳转子32的压缩部分24与末端31之间的阳转子32的一部分延伸。另外，在一些实施例中，轴向部分82可具有从末端31延伸到部分86的恒定直径(例如，在用于形成或测量此类特征的典型容差内具有大体上恒定的直径测量值)。然而，在其它实施例中，轴向部分82在末端31与部分86之间具有可变直径。此外，轴向部分82可与阳转子32的第一轴线35(例如，中心轴)同轴，这可维持或平衡接近第一轴线35(即，阳转子32的旋转轴)的阳转子32的质量中心。因而，用以使阳转子32旋转到所要的角速度的力矩可减小和/或维持在类似或大体上等于不具有通路66的阳转子32的实施例的水平的水平。在其它实施例中，轴向部分82可以从阳转子32的主体部分68的第一轴线35偏移。另外或替代地，阳转子32的主体部分68和/或凸瓣36可具有半空心结构(例如，主体部分68和/或凸瓣36内的多个空腔或板条)。通路66可形成主体部分68的半空心结构的至少一部分以使得润滑剂63能够在阳转子32的末端31与排气端88之间流动。

通路66的一个或多个径向部分84可以流体联接到轴向部分82，并且可以从轴向部分82径向向外延伸穿过阳转子32的外表面90。一个或多个径向部分84可包含一个或多个开口92，其从轴向部分82朝向套筒61、一个或多个机械轴承65和/或压缩机10的其它合适的组件引导润滑剂63。一个或多个开口92可接近于压缩机外壳20的排气部分26和/或在所述压缩机外壳的所述排气部分内定位，使得一个或多个径向部分84朝向排气部分26引导润滑剂63，且最终经由润滑剂排放端口67离开压缩机10。虽然图2所说明的实施例展示了径向部分84相对于第一轴线35安置于阳转子32的单一轴向位置处，但应注意，在其它实施例中，一个或多个径向部分84可沿着阳转子32的第一轴线35定位于任何合适的位置处。

在一些实施例中，一个或多个径向部分84的直径小于通路66的轴向部分82的直径。通路66的各种尺寸可以被配置成维持润滑剂63穿过阳转子32的大体上均匀的流动速率。在此类实施例中，一个或多个径向部分84的累积横截面积可以大体上等于通路66的轴向部分82的横截面积。在一些实施例中，一个或多个径向部分84可围绕阳转子32的外表面90均匀地间隔开或排列。举例来说，第一径向部分可在第一角度位置处从第一轴线35径向向外延伸，且第二径向部分(例如，邻近于第一径向部分)可从第一径向部分有角度地偏移目标量或角度尺寸(例如，20度)。此外，第三径向部分(例如，邻近于第二径向部分)可从第二径向部分有角度地偏移目标量或角度尺寸(例如，20度)。换句话说，一个或多个径向部分84的邻近径向部分可彼此有角度地偏移目标量(例如，20度)，使得一个或多个开口92围绕阳转子32的圆周均匀地分布。在其它实施例中，一个或多个径向部分84可能不包含彼此之间的均匀角度偏移，使得对应的一个或多个开口92围绕阳转子32的圆周不均匀地间隔开。在又另外的实施例中，一个或多个径向部分84可以彼此径向和轴向偏移。举例来说，一个或多个径向部分84可相对于第一轴线35沿着主体部分68定位于不同轴向位置处以朝向定位于压缩机外壳20内的不同轴向位置处的不同组件(例如，套筒61和/或机械轴承65)引导润滑剂63。

图3为可与图1的压缩机10一起利用的阴转子34的实施例的截面视图。如所说明的实施例中所示，阴转子34包含第二主体部分94，其中凹槽38围绕阴转子34沿圆周安置。凹槽38可与阳转子32的对应凸瓣36接合以在阴转子34与阳转子32之间形成一系列间隙40。在操作期间，间隙40可在转子32和34分别围绕轴线35和37旋转时在压缩机10的压缩部分24内连续地压缩流体。

类似于阳转子32，阴转子34包含沿着阴转子34的第二轴线37(例如，中心轴、旋转轴)延伸的第二通路98(例如，通路66)。第二通路98可包含延伸穿过阴转子34的第二主体部分94(例如，在所述阴转子的所述第二主体部分内部延伸)的至少一个通道99。第二通路98也被配置成相对于润滑剂63的流动流体地联接压缩机10的进气部分22和排气部分26。因此，润滑剂63(例如，油)可在压缩机10的进气部分22与排气部分26之间流动而不进入压缩部分24。为此目的，在阴转子34的安装和操作配置中，第二通路98不直接流体联接到压缩部分24，使得直接流动到压缩部分24中的润滑剂63的量减小。

第二通路98可包含第二轴向部分100，所述第二轴向部分相对于第二轴线37延伸穿过阴转子34的整个第二主体部分94。举例来说，第二通路98可从阴转子34的末端33延伸到阴转子34的第二排气端104。在安装配置中，末端33可安置成接近于压缩机10的进气部分22和/或在所述压缩机的所述进气部分内，且第二排气端104可安置成接近于压缩机10的排气部分26和/或在所述压缩机的所述排气部分内。在一些实施例中，阴转子34的第二轴向部分100可具有从末端33延伸到第二排气端104的恒定直径。在其它实施例中，第二轴向部分100在末端33与第二排气端104之间具有可变直径。此外，第二轴向部分100可与阴转子34的第二轴线37同轴，这可维持或平衡接近于第二轴线37(即，阴转子34的旋转轴)的阴转子34的质量中心。因而，用以使阴转子34旋转到所要的角速度的力矩可减小和/或维持在类似或大体上等于不具有第二通路98的阴转子34的实施例的水平。

在一些实施例中，第二通路98包含一个或多个第二径向部分106。第二通路98的一个或多个第二径向部分106可流体联接到第二轴向部分100，并且可以从第二轴向部分100径向向外延伸穿过第二主体部分94的第二外表面108。一个或多个第二径向部分106可包含对应的径向开口110，这些开口将润滑剂63从第二轴向部分100朝向套筒61、机械轴承65和/或压缩机10的其它合适的组件引导。一个或多个第二径向部分106可以安置于压缩机外壳20的排气部分26中，使得第二通路98的一个或多个第二径向部分106将第二通路98流体联接到压缩机10的排气部分26。虽然图3所说明的实施例展示了一个或多个第二径向部分106接近于阴转子34的第二排气端104定位，但应注意，在其它实施例中，一个或多个第二径向部分106可沿着阴转子34的第二轴线37定位于任何合适的位置处。在一些实施例中，一个或多个第二径向部分106和第二轴向部分100均被配置成将第二通路98连接到压缩机外壳20的排气部分26。也就是说，润滑剂63可经由一个或多个第二径向部分106流动到排气部分26的第一区域中，且润滑剂63可经由第二轴向部分100的出口111流动到排气部分26的第二区域中。排气部分26的第一和第二区域均可包含压缩机10的接收并利用润滑剂63的组件(例如，套筒61和/或机械轴承65)。在其它实施例中，第二轴向部分100可以不延伸穿过阴转子34的第二主体部分94的整个长度。因而，可经由一个或多个第二径向部分106朝向排气部分26引导润滑剂63。

图4为压缩机10的实施例的横截面图，其说明图2的阳转子32和图3的阴转子34。如所说明的实施例中所示，压缩机10包含润滑剂流动路径，此路径将润滑剂63从压缩机外壳20的排气部分26引导到进气部分22。

如上文所论述，轴向力48可在压缩机10的操作期间施加于阳转子32的第一轴50和/或阴转子34的第二轴52上。轴向力48可由于转子32、34的末端31、33(例如，接近进气端口28)与转子32、34的排气端88、104(例如，接近排气端口42)之间的压力差而产生。在一些实施例中，施加于转子32、34上的轴向力48可被传输到推力轴承58，其围绕阳转子32的第一轴50的至少一部分径向安置。在一些实施例中，压缩机10可包含推力轴承58，其围绕阳转子32的第一轴50和阴转子34的第二轴52两者的至少一部分径向安置(例如，如图4中所示)。推力轴承58可抵消轴向力48的很大一部分，使得轴向力48并不使压缩机10的某些组件产生应变，也不对它们产生应力。然而，轴向力48可缩短推力轴承58的操作或使用寿命。如图4所说明的实施例中所示，推力轴承58包含轴向接触球轴承和/或四点球轴承，所述轴承被配置成至少部分地抵消轴向力48。

在一些实施例中，力施加装置116(例如，平衡活塞)安置于压缩机外壳20的一部分内(例如，接近于进气部分22)，且被配置成将调节力60(例如，反作用力)施加于第一轴50、第二轴52或这两者上。因而，在一些实施例中，压缩机10可以不利用润滑剂63(例如，油)在与转子32和/或34上的轴向力48相反的方向上提供调节力60，如上文关于图1所描述。

如上文所阐述，在一些实施例中，作为进气部分22的补充或替代，润滑剂入口端口74还可朝向压缩机10的排气部分26引导润滑剂63。举例来说，排气部分26内的润滑剂63可被引向压缩机10的各个组件，例如推力轴承58和/或机械轴承65。来自排气部分26的多余润滑剂63和/或已使用的润滑剂63可朝向压缩机外壳20的进气部分22流动到阳转子32的通路66(例如，第一通路)和/或阴转子34的通路98(例如，第二通路)中。进气部分22可从通路66、98接收润滑剂63且朝向压缩机10的各个组件(例如，机械轴承65)引导润滑剂63以减小组件与转子32、34之间的摩擦力。在压缩机外壳20的排气部分26处而不是在进气部分22处定位润滑剂入口端口74可减少用于将润滑剂63引导到压缩机10中的导管78的量或数目。减少导管78的量或数目可通过减少在操作期间经受由压缩机10的振动引起的应力和/或应变的组件量而减少对压缩机10的维护。

图5为可用于蒸汽压缩***中的压缩机10的实施例的横截面图。如所说明的实施例中所示，压缩机10可包含用于朝向压缩机10的各种组件引导润滑剂63的双通配置。如上文类似地描述，压缩机外壳20包含分别经由延伸穿过阳转子32和阴转子34的第一通路66和第二通路98彼此流体联接的进气部分22和排气部分26。第一通路66沿着阳转子32的第一轴线35从末端31延伸到接近阳转子32的第一排气端88的阳转子32的部分86。第二通路98沿着阴转子34的第二轴线37从阴转子34的末端33延伸到阴转子34的第二排气端104。在一些实施例中，排气部分26流体地分离成第一排气部分118(例如，排气部分26的第一润滑剂区段)，其环绕和/或以其它方式接近阳转子32的第一排气端88；和第二排气部分120(例如，排气部分26的第二润滑剂区段)，其环绕和/或以其它方式接近阴转子34的第二排气端104。在一些实施例中，障壁122(例如，板)可安置于第一排气部分118与第二排气部分120之间，使得阻挡润滑剂63在第一排气部分118与第二排气部分120之间流动。

在所说明的实施例中，压缩机外壳20包含润滑剂入口端口74，其被配置成在第二排气部分120处将润滑剂63引导到压缩机外壳20中。第二排气部分120内的润滑剂63可被配置成使定位在第二排气部分120内的压缩机10的各种组件(例如，推力轴承58和/或机械轴承65)润滑。第二排气部分120可将多余和/或已使用的润滑剂63引导到阴转子34的第二通路98中且朝向进气部分22引导。通过进气部分22经由第二通路98接收的润滑剂63可接着使进气部分22内的压缩机10的各种组件(例如，机械轴承65)润滑。在一些实施例中，第二障壁128(例如，板)可安置于进气部分22内，且可包含通道130，其被配置成使得润滑剂63能够从与阴转子34轴向对准的进气部分22的区域流动到与阳转子32轴向对准的进气部分22的区域。以此方式，由进气部分22经由第二通路98接收的润滑剂63可朝向第一通路66引导。可调整(例如，经由控制***、致动器等)通道130的横截面积以控制润滑剂63在第二通路98与第一通路66之间的流动。在任何情况下，第一通路66可接收经由第二通路98供应到进气部分22的润滑剂63，且可朝向第一排气部分118引导润滑剂63。第一排气部分118可接着朝向定位在第一排气部分118内的压缩机10的各种组件(例如，推力轴承58和/或机械轴承65)引导润滑剂63，随后将润滑剂63引导离开压缩机外壳20(例如，经由润滑剂排放端口67)。

在其它实施例中，润滑剂入口端口74可朝向第一排气部分118而不是第二排气部分120引导润滑剂63，使得润滑剂63从润滑剂供应器76流动到第一排气部分118中，经由第一通路66从第一排气部分118流动到进气部分22，从进气部分22朝向第二通路98流动，且从第二通路98朝向第二排气部分120流动。在又另外的实施例中，润滑剂入口端口74可将润滑剂63引导到进气部分22中，如上文参考图1所论述。在此类实施例中，第二障壁128可以是密封的(例如，通道130是密封的)，并且障壁122可以具有第二通道132以使得润滑剂63能够在第一排气部分118与第二排气部分120之间流动。因此，润滑剂63最初可流动到进气部分22中，且可遵循如上文大体上所描述的双通流动路径。

图6为压缩机10的另一实施例的横截面图。如上文所论述，力施加装置116可包含平衡活塞140，其可安置于压缩机外壳20内(例如，接近于进气部分22)且被配置成将调节力60(例如，反作用力)的一部分或大体上所有施加于第一轴50、第二轴52或这两者。举例来说，平衡活塞140可安置于汽缸142(例如，形成于压缩机外壳20内的套筒、腔室或空腔)内，使得汽缸142划分成第一腔室144和第二腔室146。第一腔室144可与润滑剂入口74流体连通且被配置成从润滑剂供应器76接收润滑剂63的流。第二腔室146可与压缩机10的压缩腔室30流体连通。在一些实施例中，平衡活塞140的密封组件可在第一腔室144与第二腔室146之间形成流体密封件，使得大体上阻挡流体(例如，润滑剂63)在第一腔室144与第二腔室146之间流动。在其它实施例中，少量润滑剂63可被配置成流过平衡活塞140，使得润滑剂63可使压缩机10的内部组件(例如，机械轴承65，轴50、52，转子32、34)润滑。举例来说，在某些实施例中，形成于平衡活塞140中的孔口(例如，排气孔)可使润滑剂63能够从第一腔室144流动到第二腔室146。润滑剂63可被配置成随后从第二腔室146朝向前述压缩机组件中的任一个流动。在任何情况下，润滑剂63可用于对第一腔室144加压(例如，相对于第二腔室146)以横跨平衡活塞140产生压力差。因而，所产生的压力差可使平衡活塞140能够施加反作用力60以抵消一些或大体上所有轴向力48。

在一些实施例中，第一腔室144内的润滑剂63可接触阳转子32的末端31。第一腔室144与阴转子34的对应腔室152之间的通道130可使得润滑剂63能够朝向阴转子34的末端33流动且接触所述阴转子的所述末端。因此，根据上文所论述的技术，润滑剂63可将调节力60的一部分施加到轴50和52，所述部分可补充通过平衡活塞140施加到轴50和/或52的调节力60的部分。也就是说，润滑剂63可将压力施加到转子32和/或34的末端31和/或33以抵消一些或大体上所有轴向力48。因而，平衡活塞140和/或朝向阳转子32和/或阴转子34的末端31和33引导的润滑剂63可减小施加到推力轴承58的轴向力48，且因此可延长推力轴承58的操作或使用寿命。应理解，在一些实施例中，润滑剂63可以不朝向阳转子32的末端31和/或阴转子34的末端33引导(例如，接触所述末端)。

在所说明的实施例中，压缩机10包含润滑剂流动路径(例如，通路66、98)，其可将润滑剂63从压缩机外壳20的进气部分22引导到排气部分26。举例来说，形成于阳转子32中的第一通路66可与平衡活塞140的第一腔室144(例如，高压腔室)流体连通。因而，第一通路66可从第一腔室144接收润滑剂63(例如，高压润滑剂)，且可沿着阳转子32的内部朝向压缩机外壳20的排气部分26引导润滑剂63。润滑剂63可沿着压缩机外壳20在各种位置处(例如，在第一位置154、第二位置156和第三位置158处)从第一通路66排气(例如，经由径向部分84)以使压缩机10的各种组件(例如，机械轴承65)润滑。在一些实施例中，来自第一通路66的润滑剂63可排出到第一排气部分118中，且可随后被引导到第二排气部分120中(例如，经由通道132)。在其它实施例中，第一排气部分118内的润滑剂63可被引导到压缩腔室30(例如，接近压缩腔室30的上游端)中，引导到压缩机10的抽吸端口(例如，进气端口28)中，或朝向压缩机10的任何其它合适的区域引导。

如上所述，在一些实施例中，润滑剂63可从平衡活塞140的第一腔室144流经通道130到接近阴转子34的末端33定位的腔室152。因而，润滑剂63可从第一腔室144连续地流动到腔室152中，流动到第二通路98中，且流经第二通路98(例如，在方向14上)从压缩机10的进气部分22朝向排气部分26流动。类似于上文所论述的阳转子32，应理解，阴转子34可被配置成沿着压缩机外壳20在各种位置处排出润滑剂63以促进某些压缩机组件的润滑。润滑剂63可从第二通路98排出到第二排气部分120或压缩机10的任何其它合适的区域(例如，进气端口28、压缩腔室30)中。

在某些实施例中，可从压缩机10省略通道130。在此类实施例中，润滑剂63可被配置成从第一腔室144流动到第一通路66中且穿过所述第一通路(例如，在方向14上)、流动到第一排气部分118中、流动到第二通路98中且穿过所述第二通路(例如，在方向57上)，且流动到腔室152中。也就是说，如上文大体上所描述，润滑剂63可遵循穿过阳转子32和阴转子34的双通流动路径。实际上，应了解，润滑剂63可被引导穿过呈多个配置的前述润滑剂流动通路中的任一个。润滑剂63可从腔室152排放到压缩机10的另一合适的位置，例如，进气端口28、压缩腔室30或润滑剂供应器76。

如上文所阐述，本文中所公开的具有润滑剂通路的转子的实施例可提供可用于改进蒸汽压缩***的性能的一个或多个技术效应。举例来说，本公开的实施例是针对改进的压缩机转子，其可通过减少或移除压缩机的压缩腔室内的润滑剂而提高流体的压缩效率。替代地，经由在内部延伸穿过压缩机的一个或多个转子的通路在压缩机的进气部分与压缩机的排气部分之间引导润滑剂。此外，压缩机可包含将润滑剂供应到压缩机的减少数目的润滑剂导管(例如，外部导管)，这可减少可能由于压缩机操作期间此类导管上的应力或磨损而引发的维护时间和/或成本。在任何情况下，润滑剂可经由延伸穿过转子的通路在压缩机的进气部分与排气部分之间引导且朝向压缩机的一个或多个轴承和/或其它组件引导，而不与由压缩机压缩的流体混合。在一些实施例中，润滑剂可进一步朝向压缩机的一个或多个转子的末端引导以将反作用力施加到所述一个或多个转子以便减少所述压缩机的推力轴承上的磨损。

虽然仅说明和描述了某些特征和实施例，但是本领域的技术人员可以在不实质上脱离权利要求书中叙述的主题的新颖教示和优点的情况下进行许多修改和改变(例如，大小、尺寸、结构、各种元件的形状和比例、参数的值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的改变)。任何程序或方法步骤的次序或顺序可根据替代实施例变化或重新定序。因此，应理解，所附权利要求书希望涵盖如属于本公开的真实精神的所有此类修改和改变。

此外，在努力提供示例性实施例的简洁描述的过程中，实际实施方案的特征可能未描述(即，与当前预期的最佳模式不相关的特征或与启用不相关的特征)。应了解，在此类实际实施方案的发展中，如同在任何工程技术或设计项目中，可以作出众多实施方案特定的决策。这样的开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于受益于本公开的所属领域的技术人员来说，这些都是设计、构造和制造中的常规任务而无需过多的实验。

Claims (20)

1.一种压缩机，其包括：

压缩机外壳，其包含进气部分和排气部分；

转子，其安置于所述压缩机外壳中且被配置成压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体，其中所述转子包括：

主体部分；和

形成于所述主体部分内且沿着所述转子的轴向长度延伸的内部通路，其中所述内部通路被配置成在所述压缩机外壳的所述进气部分与所述排气部分之间引导润滑剂。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述转子包括从所述内部通路径向向外延伸且穿过所述转子的外表面的通道。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中所述通道被配置成从所述内部通路朝向所述压缩机的轴承引导所述润滑剂。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其中所述通道被配置成从所述内部通路朝向所述压缩机外壳的所述排气部分引导所述润滑剂。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述压缩机外壳包括安置于所述进气部分与所述排气部分之间的压缩部分，其中所述转子被配置成在所述压缩部分中压缩所述流体，且其中所述内部通路与所述压缩部分流体地分离。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其包括平衡活塞，所述平衡活塞被配置成在所述转子上施加力且定位在所述压缩机外壳内所述压缩机外壳的被配置成接收所述润滑剂的流的第一腔室与所述压缩机外壳的第二腔室之间，其中所述第一腔室与所述内部通路流体连通且被配置成将所述润滑剂引导到所述内部通路中。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述内部通路包括沿着所述转子的所述轴向长度的可变直径。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其包括被配置成将所述润滑剂引导到所述进气部分或所述排气部分内的润滑剂通路中的润滑剂供应器，其中所述润滑剂通路联接到所述内部通路与其连通。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述压缩机外壳包括被配置成从所述润滑剂供应器接收所述润滑剂的润滑剂入口端口，且其中所述润滑剂入口端口联接到所述内部通路与其连通且安置于所述进气部分或所述排气部分中。

10.一种压缩机，其包括：

压缩机外壳，其包含进气部分、排气部分、润滑剂入口端口，和润滑剂排放端口；

转子，其安置于所述压缩机外壳中且被配置成压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体，其中所述转子包括：

主体；

凸瓣和/或凹槽，其被配置成在压缩期间接触所述流体；以及

通路，其沿着所述转子的轴向长度在内部延伸穿过所述主体且穿过所述压缩机外壳的所述进气部分和所述排气部分的至少部分，其中所述通路被配置成从所述润滑剂入口端口接收润滑剂且将所述润滑剂引导到所述润滑剂排放端口。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其包括润滑剂源，所述润滑剂源被配置成经由所述润滑剂入口端口将所述润滑剂供应到所述压缩机外壳的所述进气部分或所述排气部分，以便在第一方向上将压力施加到所述转子的接近所述进气部分或所述排气部分的一端且抵消在与所述第一方向相反的第二方向上施加到所述转子的轴向负载。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其包括推力轴承，所述推力轴承被配置成响应于所述压力小于、等于或大于施加到所述转子的所述轴向负载而阻挡所述转子在所述第二方向上的轴向移动。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其中所述推力轴承被配置成从所述润滑剂入口端口接收所述润滑剂，且其中所述通路被配置成从所述推力轴承接收所述润滑剂且朝向所述润滑剂排放端口引导所述润滑剂。

14.根据权利要求10所述的压缩机，其包括套筒轴承，所述套筒轴承围绕所述转子安置且被配置成阻挡所述压缩机外壳中的所述转子相对于沿着所述转子的所述轴向长度延伸的轴线的径向移动，其中所述通路包括被配置成朝向所述套筒轴承且在所述套筒轴承与所述转子之间引导所述润滑剂的出口。

15.根据权利要求10所述的压缩机，其包括：

腔室，其形成于所述压缩机外壳中；和

平衡活塞，其安置于所述腔室内且将所述腔室划分成第一腔室和第二腔室，其中

所述第一腔室被配置成从所述润滑剂入口端口接收所述润滑剂，其中所述通路与所述第一腔室流体连通以使得所述润滑剂的流能够从所述第一腔室进入所述通路。

16.根据权利要求15所述的压缩机，其中所述通路包括被配置成将所述润滑剂的所述流引导到所述压缩机的一个或多个轴承的一个或多个出口。

17.一种压缩机，其包括：

压缩机外壳，其包括进气部分和排气部分；

第一转子，其安置于所述压缩机外壳中，其中所述第一转子包括：

第一主体部分；和

第一通路，其沿着所述第一转子的第一轴向长度延伸，其中所述第一通路被配置成在所述压缩机外壳的所述进气部分与所述排气部分之间引导润滑剂；以及

第二转子，其安置于所述压缩机外壳中，其中所述第二转子包括：

第二主体部分；和

第二通路，其沿着所述第二转子的第二轴向长度延伸穿过所述第二主体部分，其中所述第二通路被配置成在所述压缩机外壳的所述进气部分与所述排气部分之间引导所述润滑剂，

其中所述第一转子和所述第二转子被配置成旋转且彼此接合以压缩从所述进气部分朝向所述排气部分流动的流体。

18.根据权利要求17所述的压缩机，其包括润滑剂源和润滑剂导管，所述润滑剂源和润滑剂导管被配置成将所述润滑剂提供到所述排气部分的第一润滑剂区段，其中所述第一通路被配置成从所述排气部分的所述第一润滑剂区段接收所述润滑剂且朝向所述进气部分的第二润滑剂区段引导所述润滑剂，且其中所述第二通路被配置成从所述进气部分的所述第二润滑剂区段接收所述润滑剂且朝向所述排气部分的第三润滑剂区段引导所述润滑剂。

19.根据权利要求18所述的压缩机，其包括定位于所述排气部分的所述第一润滑剂区段与所述排气部分的所述第三润滑剂区段之间的障壁，其中所述障壁被配置成将所述第一润滑剂区段与所述第三润滑剂区段彼此流体地分离。

20.根据权利要求17所述的压缩机，其中所述第一通路和所述第二通路均被配置成从所述进气部分朝向所述排气部分引导所述润滑剂；或

其中所述第一通路和所述第二通路均被配置成从所述排气部分朝向所述进气部分引导所述润滑剂。

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