压缩方法和装置.pdf

本发明是具有平滑压缩和内部冷却气体的特性的压缩方法。本发明的实施方式使用汽缸室和轨道运行的转子，以生成运动管道或室，运动管道或室的壁在“夹点”处相对于被吸到运动管道里的静态气体包会聚。优选地，壁的闭合速度是亚音速，而夹点的速度是超音速。由于夹点的超音速前进而制造的压力信息屏障，这使高压能够在管道的变窄端与管道里别处的低压共存。本发明还公开了用于调整汽缸和转子之间的运行间隙的装置和用于使转子平衡的装置。

1.  一种气体压缩机，其具有转子和定子，其中一个具有用于相对于另一个进行相对的往复移动以在最靠近的点处形成夹点的闭合的内表面，并且，所述气体压缩机具有压缩气体出口。

2.  根据权利要求1所述的气体压缩机，其中，所述夹点被布置成以实质上超音速的速度运动。

3.  根据权利要求1或2所述的气体压缩机，其中，在使用中，所述转子的表面上的固定点实质上保持在所述夹点处。

4.  根据权利要求1或2所述的气体压缩机，其中，在使用中，所述转子的方位实质上相对于汽缸不变。

5.  根据权利要求1或2所述的气体压缩机，其中，在使用中，所述转子在所述定子的表面上滚动，使得所述转子的表面不摩擦所述定子的表面。

6.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述转子和/或定子包括冷却通路。

7.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述转子和/或定子包括冷却散热片。

8.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述转子包括所述出口。

9.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述出口在所述夹点的往复移动方向上位于所述转子或定子的上游。

10.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述定子包括所述出口。

11.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述转子在所述夹点的往复移动方向的下游包括用于未压缩气体的入口。

12.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，气体入口和气体出口中的至少一个包括所述定子和转子中的至少一个的往复移动表面上的孔口。

13.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，气体入口和气体出口中的至少一个包括可变形远离所述孔口的圆周条，以允许气体流过。

14.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，气体入口和气体出口中的至少一个包括位于所述转子的圆周表面上的管道开口。

15.  根据任一前述权利要求所述的气体压缩机，其中，所述转子被支撑为允许在所述夹点处可变地接近所述定子。

16.  一种阀装置，其包括主体，所述主体具有外壁机壳、阀孔口和可变形的圆周条，所述可变形的圆周条布置在所述机壳上，以便在无形变的状态下闭合所述孔口，并可变形来打开所述孔口以允许气体流动。

17.  一种压缩气体的方法，其包括：引起转子和闭合的内定子表面相对于彼此进行相对的往复移动，以在其间最紧密接近的点处形成夹点，其中，所述夹点以实质上超音速的速度运动。

18.  如权利要求17所述的方法，其中，所述转子被支撑为允许在所述夹点处可变地接近所述定子。

19.  一种气体压缩机，其具有第一元件和第二元件，其中至少一个能够相对于另一个进行相对的旋转运动，以形成夹点，所述夹点布置成在最紧密靠近的点处压缩气体。

20.  一种装置或方法，其实质上如这里在附图中描述的。

压缩方法和装置
本申请涉及气体的抽吸和压缩领域。
发明背景
用在致冷、空气调节和工业中的气体压缩设备消耗一大部分所产生的电能。气体抽吸效率(gas pumping efficiency)的增加将导致二氧化碳排放的减少。以地下或海洋深度的压力隔绝二氧化碳的提议依赖于使用以下压缩方法，该压缩方法有效并还能克服例如相变和当压缩不纯的气体混合物时压缩机零件的材料腐蚀问题。压缩机效率的小变化可决定碳隔离是否在商业上可行。
有效的压缩要求尽可能少的动能施加到气体分子。这暗示气体包(gaspacket)应尽可能缓慢地移动通过压缩机，而没有突然的加速。运动的方向应优选为直线。应没有可能导致形成高速振动的容积突变。由于气体噪声由气体的动能发起，因此，平滑且轻轻地压缩的压缩机在工作中将是安静的。
通过泄漏或热传导向后扩散到入口气体或压缩室里较少压缩的气体的压缩热是压缩机低效而要求额外的做功能量的原因，额外的做功能量等于进入压缩机之前以及在压缩机里的气体获得的任何增加的热量。一些压缩热流进压缩机的壁里。因为不能足够迅速地除掉这种热，因此壁保持是热的，热保持在气体里，且需要的功增加。因此期望，当压缩和加热气体时，应在气体运动通过压缩机时从气体除掉一些或全部的压缩热。按照惯例，这是通过冷却压缩机壁或通过注水来完成的。然而，在活塞和汽缸压缩机中，气体被压缩到由不变的但是逐渐减少的表面限定的容积里，因此，在过程期间，不大有可能除掉压缩热。升高的越高，效率损失越大。
已知类型的压缩机典型地遭受趋向于降低效率的问题，该问题包括但不限于这里描述的这些，也就是：
●把大量动能施加到被压缩气体
●气体的突然加速导致高噪声水平和能量损失
●高气体流速导致被压缩气体的摩擦生热，导致增加做功需求
●压缩热反馈回到进气，导致增加做功需求
●可变的内表面区域导致从被压缩气体除掉压缩热的能力的降低
●内部部件之间的高摩擦速度导致磨损和摩擦损失
●低的中间阶段压缩(low inter-stage compression)上升
●相对于气体处理速率的大物理尺寸
发明简述
本发明在权利要求中陈述。
在本发明的一个实施方式中，提供了一种包括汽缸和转子的压缩机，由此，转子在汽缸的内圆周上往复移动，且夹点(pinch point)在转子外围最靠近汽缸内壁的点处形成。转子在汽缸的内圆周上往复移动，使得夹点高速运动，优选地，以超音速的速度运动。在一个实施方式中，转子在汽缸的内圆周上滚动，使得转子表面相对于汽缸壁的速度低或为零，因此降低了部件和被压缩气体的磨损或摩擦生热，这里称为“滚动(rolling)”，因此帮助提高压缩机效率。可选地，转子表面上的条阀装置(strip valvearrangement)允许气体进入转子和汽缸之间形成的室里。可选地，汽缸壁上的条阀装置允许气体从室离开，并且可选地，包括致动装置(actuationmeans)来控制它的打开位置。
在本发明的另一实施方式中，提供了一种包括汽缸和转子的压缩机，由此，转子在汽缸的内圆周上往复移动，且夹点在转子外围最靠近汽缸内壁的点处形成。转子运动，使得夹点高速运动，优选地，以超音速的速度运动。转子在汽缸的内圆周上旋转，使得转子外围上的固定点保持接近夹点，这里称为“旋转(rotating)”。可选地，转子上的进出口(port)允许气体经由与汽缸的轴向端部连通的通路进入和离开。
在另一实施方式中，转子在汽缸上绕轨道运行，使得转子自身没有旋转，这里称为“轨道运行(orbiting)”。
本发明的实施方式包括用于允许压缩气体进入室并用于允许压缩气体离开室的阀装置。
本发明的实施方式包括用于调整转子表面和汽缸的内圆周之间的运行间隙的装置。
本发明的实施方式包括用于使转子和相关联的旋转零件的旋转质量平衡的装置。这种平衡装置可选地是可调整的。
为了增加压缩机的效率，本发明的实施方式包括转子表面特征(rotorsurface feature)。
现在将参考附图，经由例子来描述本发明的实施方式，附图如下：
图1-压缩机机壳和转子的示意图
图2a到2g-“滚动”转子操作
图3a到3g-“轨道运行”转子操作
图4a到4g-“旋转”转子操作
图5-条阀装置
图6-转子进出口装置
图7-转子表面特征
图8-螺旋管道实施方式
图9-转子平衡/驱动装置
图10-条阀和平衡装置
图11-条阀致动装置
详述
如图1所示，本发明提供了一种具有平滑压缩和内部冷却气体的期望特性的压缩方法。本方法使用汽缸室(cylindrical chamber)(10)和转子或轨道飞行器(20)，以生成几何形状和尺寸不变的运动管道或室(40)，该运动管道或室(40)的壁相对于被吸到运动管道(40)里的静态气体包会聚。管道(40)的壁以比最靠近壁的点(下文中称为夹点(50))沿管道(40)运动慢的速度会聚。在优选操作中，壁的闭合速度是亚音速，而夹点(50)的速度是超音速。随着夹点(50)的前进，其中气体处于最高压力/温度的容积也前进到自从最后接近高温气体已经被冷却的壁的区域。当这样的压缩机的操作是：夹点(50)以超音速运动时，关于管道(40)的变窄引起的压力上升的信息不能向前传播并推动气体向前。因为容积被夹点(50)和夹点(50)的超音速前进制造的压力信息屏障(40)物理分离，这使高压能够在管道(40)的变窄端与管道(40)里别处的低压共存。这提供了一种结合离心式和轴式机器的平滑无脉动流出的具有正排量压缩机的高压比能力的压缩机。
通过使用汽缸(10)的内圆周和成形的壁(20)之间生成的管道(40)，本发明可以按各种实施方式实现，成形的壁(20)在汽缸(10)里运动，以便在最靠近两个构件的点(50)处形成变窄的管道(40)。
现在将描述说明转子(20)在汽缸(10)里的运动的变化的三个实施方式。
如图2a到2g所示，如在下面描述的第一类实施方式里使用的，随着转子(20)在汽缸(10)的内圆周上往复移动，“滚动”转子(20)在汽缸(10)的内圆周上滚动。转子(20)的方位由图2a中相应的箭头A、B和C显示。图2b到2g中连续显示的六个顺序示例示出(见每个图中的箭头A)了，随着转子(20)在汽缸(10)的内圆周上滚动，转子(20)的方位如何相对于汽缸(10)改变。转子随着它的滚动而改变方位，使得转子(20)表面相对于汽缸(10)的内圆周的表面的速度实质上要低或为零。转子(20)能够布置成实质上接触汽缸(10)的内表面或两个表面可被稍微分离隔开。转子(20)能够布置成依靠接触汽缸(10)的内表面滚动，或能够通过例如齿轮的其他装置，或通过被压缩气体诱导而旋转。这个特征导致转子(20)的表面和汽缸(10)的内表面之间实质上低或为零的摩擦速度，这又导致这些表面的改进的耐磨性能。这个特征的其他结果是较低的摩擦损失、施加到被压缩气体(较低诱导)的较低动能和施加到被压缩气体的较低的摩擦热。这些结果都对压缩机的更大效率有贡献。
如图3a到3g所示，如在下面描述的第一类实施方式里使用的，随着转子(20)在汽缸(10)的内圆周上往复移动，轨道运行的转子(20)不改变相对于汽缸(10)的方位。图3a显示了顺次的位置20a、20b、20c和箭头A、B、C表示的相应的方位。图3b到3g显示了顺次的转子位置和相应的方位A。轨道运行的转子(20)导致转子(20)的表面和汽缸(10)的内表面之间的相对速度比图2的滚动转子(20)的大，但是比将在下面段落中描述的旋转转子(20)的相对速度小。因此，当使用轨道运行的转子(20)时，效率损失趋向于在滚动转子(20)的效率损失和旋转转子(20)的效率损失之间的范围里。
如图4a到4g所示，如在下面描述的第一类实施方式或第二类实施方式里使用的，随着转子(20)在汽缸(10)的内圆周上往复移动，旋转转子(20)改变方位，以这种方式使得转子(20)表面上的固定点A、B、C在图4a中的顺次位置20a、20b、20c接近夹点(50)。点A的运动能在图4b到4g中显示的顺次位置看到。旋转转子(20)导致转子(20)的表面和汽缸(10)的内表面之间的相对速度比图2的滚动转子(20)或图3的轨道运行转子(20)的大。因此，当使用旋转转子(20)时，效率损失趋向于在高于图2的滚动转子(20)或图3的轨道运行转子(20)的效率损失范围里。图4的旋转转子(20)的优点是，可实际使用比其他两种类型的转子(20)更大的阀布置范围。可使用比包括其他两种类型的转子的压缩机更少的运动零件，制造包括旋转转子(20)的压缩机。
如图5所示，在第一类的实施方式里，管道(40)是在两个汽缸之间形成的室，两个汽缸中，一个(10)相对静止并担当定子，而另一个(20)担当转子，在定子里滚动、轨道运行或旋转。使用以下描述的阀机构，气体由通过加宽管道(40)的一端引起的稀疏而吸到管道(40)里(也就是，当转子接近定子的相对侧时)。其经过任一汽缸(10、20)或端壁的壁中的入口，并在已经由通过轨道运行的部件(20)靠近定子壁引起的管道(40)的相对变窄压缩后，在管道的另一端以更高的压力排出。通过在转子(20)里面安装叶片，能够达到一定程度的预压缩。在这样一个实施方式中，转子(20)可具有滚动或旋转表面或可没有旋转而轨道运行。
在一种根据这样的第一类的实施方式建立的设备中，如图5和10所示，在汽缸(10)里设置了鼓形转子(cylindrical rotor)(20)。转子(20)设置有表面通道(surface channel)(210)，其深度等于安装在通道(210)里的条(220)的厚度。条(220)的圆周大于转子(20)的圆周，使得当条(220)被按压到转子(20)上时，其形成气密密封。然而，因为条(220)的圆周大于转子部分(20)的圆周，所以条(220)将总是突出在转子(20)表面的圆周之上，由于施加在其上的挤压力而远离最终点，从而允许气体流经通道(210)底部的开口(230)，流到转子(20)外面。
汽缸(10)类似地设置有位于外侧的通道(240)和条(250)，从而允许气体从汽缸(10)的内部传递位于外侧的管道装置。这个出口条(250)在它的宽度上设置有加固件，以支撑它对抗高气压。
在操作中，转子(20)优选以导致转子(20)和汽缸(10)之间的夹点(50)以超音速旋转的速度绕轨道运行。随着夹点(50)的旋转，低压跟随在夹点(50)之后(根据旋转的方向)，把条阀(220)拉离转子(20)并不断诱导气体进入室(40)里。在室(40)的另一端，转子(20)和汽缸(10)的会聚表面压缩之前诱导的气体并促使其通过出口条(250)离开室(40)，该出口条(250)被夹点(50)前面的气体的压力强迫并保持在打开位置。为了防止出口条(250)重叠夹点(50)并允许气体脱离高压容积进入低压容积，出口条(250)可通过机械、电气或磁装置致动，以控制其开口(270)距夹点(50)的距离。如图11所示，驱动轴(660)上的凸轮(261)操作推杆(260)，推杆(260)动作以提升出口条(250)。这个致动对于控制开始和关闭状态也有用，并给出了一定程度的容量控制。在转动或旋转转子的实施方式中(见下面)，其中夹点(50)的高压出口侧能够被距低压入口侧的一些距离分开，通过运动开口(270)部分经过夹点(50)，条(250)的致动可用来限制出口区域并因此控制设备的压力比。因此，在一个实施方式中，条可通过机械致动变形，特别是通过致动器，例如连接到转子，例如转子驱动轴的凸轮和推杆。
如图6所示，在转子里设置有盲通路(blind passage)(275)或通路，在轴向面开口并在接近转子表面的内部终止。这个通路(275)与转子(20)的轴向面相通，使得冷却液能够在转子(20)的圆周表面后面循环。为了冷却液的循环，室(10)的壁和端板另外地设有通路。可设置带有散热片的装置(finned means)(276)，以增加从要冷却的室(10)的壁流到冷却液里的热。
在操作中，转子(20)与入口导管(330)导引旋转，使得管道(40)与转子以优选超过本地声速的速度旋转。入口导管(330)通路的适当曲率引起气体以实质上径向方向从转子(20)的轴向面吸到导管(330)里。随着管道(40)-也就是转子和定子之间的空间-绕定子旋转，气体被禁闭到转子(20)的表面和汽缸(10)的壁之间形成的会聚管道(40)。靠近夹点(50)的超音速没有给出关于增加压力的信息向上游传播的时间。随着夹点(50)到达气体，气体被平稳压缩，直到其被允许以高压通过出口(340)并通过转子(20)里的通路脱离到转子(20)的径向末端，从那里其通过管道输送离开设备。在管道(40)的压缩期间，气体温度增加。压缩热不断转移，通过转子(20)的壁进入在壁后面循环的冷却液并通过室(10)的壁进入那里循环的冷却液(277)。
如图7所示，转子(20)的表面可设置有螺旋凹槽(400)和/或通路(410)，以引导通过夹点(50)或沿室的轴向末端的高压气体返回到管道(40)里选定或控制的点(420)。该气体在它的返回室的通路上被冷却，且这比允许其在室(330)的入口端重新浮现对设备的效率更有利。在复杂设备中，通过转子表面里的微小小孔(430)放出这个气体以促进层流是可能的。
在第二类实施方式中，设备可包括转子(20)，同时会聚管道(40)形成在汽缸(10)的壁和转子(20)的表面之间(如图6所示)，或收敛管道(40)可形成在汽缸(10)的壁和转子(20)上的减小横截面(330)的通道之间形成，其中转子与定子同心(如图8所示)。
例如参考图7和8，因为本发明的目的是避免加速气体，因此，对于管道(40)的给定横截面，静止与运动管道(40)表面的比应尽可能的高很重要。在转子(20)里使用通道(330)实施方式中，管道(40)可由凹槽(580)形成，该凹槽(580)螺旋向下绕转子(20)的圆周面，使得管道(40)的所有部分，包括管道(40)的高压/高温端不断地暴露给新的表面区域，以从管道(40)导热。在这样一个实施方式中，向上传递到汽缸(10)的静止壁的热量可被表面(见图6)后面的凸缘(350)降低。转子(20)可进一步被沿管道(40)的侧面和转子(20)的侧面流动的内部液体冷却。
如图8所示，第二类实施方式使用旋转转子(20)。在这样一种设备中，在汽缸(10)里设置转子(20)，转子(20)的轮廓被设置成使得在其在内壁上往复移动时，转子(20)的圆周表面的实质上一部分保持可旋转地紧密接近汽缸(10)的内壁。转子(20)的剩余圆周表面成形或切掉，以便生成带有其和汽缸(10)的壁之间的变窄端(530)的管道或凹槽(40)。管道的较宽的末端(540)设置有连通转子(20)的轴向面的中心部分的入口导管(520)。与管道(40)隔开，转子(20)的圆周表面设置有连通转子(20)的轴向面的另一部分的出口导管(550)。在大型设备里，设置有不止一个成形管道(40)。
在螺旋管道(500)的实施方式中，输出压力比可通过在转子(20)和汽缸(10)之间提供活动套筒(510)来控制。在操作中，气体入口(520)通过室(40)的一个轴向末端，而出口(550)通过另一个。相对于转子(20)轴向运动套筒(510)将会改变出口面积，并因此改变和控制设备的压力比。
以上的任一实施方式可设置有调整转子(20)与包含汽缸(10)的中心轴的偏置，并因此调整在夹点(50)处转子(20)和汽缸(10)之间的间隙的装置。这对于磨损补偿、针对不同的热膨胀率进行调整、降低泄漏和控制容量是有利的。
如图9所示，这里描述了一种用于驱动组件，并另外地调整转子(20)与包含汽缸(10)的中心轴的偏置以及因此调整在夹点(50)处转子(20)和汽缸(10)之间的间隙的装置。总的来说，转子(20)具有转子轴(670)，转子轴(670)的每端分别连接到驱动转子支撑物和惰轮转子支撑物(idlerrotor support)(680、690)，驱动转子支撑物和惰轮转子支撑物(680、690)中的每个又分别连接到驱动轴和惰轮轴(idler axis)(660、650)，驱动轴和惰轮轴(660、650)布置成使得它们位于汽缸(10)的中心轴上，且每个都被轴承座(630)支撑。
更具体地，转子轴(670)的一端通过联轴节(600)连接到驱动转子支撑物(680)，而转子轴(670)的另一端通过联轴节(600)连接到惰轮转子支撑物(690)。惰轮转子支撑物(690)通过联轴节(600)连接到固定轴(650)。驱动转子支撑物(680)通过联轴节(600)连接到驱动轴(660)。驱动轴(660)和惰轮轴(650)被布置成平行于转子轴(670)并位于汽缸(10)的中心轴上。每个转子支撑物(680、690)被布置成支撑转子轴(670)，使得转子(20)的表面实质上靠近汽缸(10)的内圆周。惰轮轴(650)和驱动轴(660)都由轴承座(630)支撑，并可在其中旋转，并相对于所述轴承座(630)轴向约束。每个轴承座(630)布置成使得其与转子轴(670)的轴向距离等于其他轴承座(630)与转子轴(670)的轴向距离，并可以控制。通过控制轴承座与转子轴(670)的中心的距离，改变每个转子支撑物(680、690)的位置和角度是可能的，结果改变转子(20)和机壳(10)之间的运行间隙是可能的。
在前述的装置中，可有利地使用三类联轴节(600)。第一类联轴节(600)包括适合于形成节点的联轴节，该节点铰接两个转动轴之间的两个轴，但是不能传输任何轴向扭矩。落在第一类里的普遍已知的联轴节(600)的例子是球节点。第二类联轴节(600)包括适合于形成节点的联轴节，该节点铰接两个转动轴之间的两个轴，并能够传输轴向扭矩。落在第二类里的普遍已知的联轴节(600)的例子是等速节点、Hardy-Spicer万向节、某些类型的橡胶联轴节或顺应性的橡胶管(compliant rubber tubing)。第三类联轴节包括适合于形成节点的联轴节，该节点能够铰接一个轴并能够传输轴向扭矩。这种节点的例子是铰接节点。
驱动轴(660)能够经由驱动联轴节(640)传输旋转扭矩。驱动轴(660)通过第三类联轴节(600)连接到驱动转子支撑物(680)。连接到转子轴(670)的驱动转子支撑物(680)的末端因此被约束到在牵引转动轴(660)的轴的四周以圆周运动的方式轨道运行。
在使用滚动转子的实施方式中，驱动转子支撑物(680)通过第一类联轴节(600)连接到转子轴(670)。转子轴(670)通过第一类或第二类联轴节连接到惰轮转子支撑物(690)。在这种实施方式中，把转子轴(670)连接到惰轮转子支撑物(690)的联轴节(600)和把惰轮转子支撑物(690)连接到惰轮轴(650)的联轴节(600)中的至少一个是第一类联轴节，和/或惰轮轴(650)自由旋转。从而转子(20)自由滚动，而独立于驱动轴(640)的方位和惰轮轴(650)的方位，但是转子(20)通过从驱动轴(640)传输到驱动转子支撑物(680)驱动力迫使在汽缸(10)的内圆周上往复移动。
在使用绕轨道运行的转子的实施方式中，驱动转子支撑物(680)通过第一类联轴节(600)连接到转子轴(670)。在这种实施方式中，把转子轴(670)连接到惰轮转子支撑物(690)的联轴节(600)和把惰轮转子支撑物(690)连接到惰轮轴(650)的联轴节(600)都是第二类的，且惰轮轴(650)被固定，使得其不能旋转。因此约束转子(20)，以便依靠其连接到固定惰轮轴(650)而维持其相对于汽缸(10)的方位。转子(20)通过从驱动轴(640)传输到驱动转子支撑物(680)的驱动力迫使在汽缸(10)的内圆周上往复移动。
在使用旋转转子的实施方式中，驱动转子支撑物(680)通过第二类或第三类联轴节(600)连接到转子轴(670)。转子轴(670)通过第一类或第二类联轴节连接到惰轮转子支撑物(690)。在这种实施方式中，把转子轴(670)连接到惰轮转子支撑物(690)的联轴节(600)和把惰轮转子支撑物(690)连接到惰轮轴(650)的联轴节(600)中的至少一个是第一类的，和/或惰轮轴(650)自由旋转。因此约束转子(20)以维持其相对于驱动转子支撑物(680)的方位，并相对于惰轮转子支撑物(690)的方位不受约束，结果，转子(20)的表面上的固定点维持接近夹点(50)。转子(20)通过从驱动轴(640)传输到驱动转子支撑物(680)的驱动力迫使在汽缸(10)的内圆周上往复移动。
虽然这里已经参考使用上述类别的联轴节的明确组合描述了滚动、绕轨道运行和旋转转子的约束装置，但应理解，这里描述的转子特性能通过未描述的其他组合完成。因此，这里描述的绕轨道运行、固定的和旋转转子的约束装置的描述并不希望被限制到本发明的范围，本发明在权利要求中陈述。
如图9所示，提供了一种用于使转子(20)平衡的装置。驱动转子支撑物(680)在远离转子(20)的方向上延伸超过把驱动转子支撑物(680)连接到驱动轴(660)的联轴节(600)。单独地或与驱动转子支撑物(680)的延伸一体地提供平衡重物(620)。类似地，惰轮转子支撑物(690)在远离转子(20)的方向上延伸超过把惰轮转子支撑物(690)连接到惰轮轴(650)的联轴节(600)。单独地或与惰轮转子支撑物(690)的延伸一体地提供平衡重物(620)。每个平衡重物(620)被布置成具有重量和距离汽缸(10)的中心轴的距离，使得汽缸(10)的中心轴的相反侧上的旋转部件的重量得以平衡。在压缩机的工作期间能够调整平衡重物(620)的质量和位置，以补偿热膨胀或可能以其他方式打乱压缩机的旋转部件的平衡的其他影响。这能够通过使用致动器调整转子支撑物(680、690)上的平衡重物(620)的位置达到。可选地，能够，例如通过把流体或气体泵进或泵出能够包括储液罐或储气罐的平衡重物(620)，来改变平衡重物(620)的质量。
图10显示了用于使转子(20)平衡的可选装置，其中驱动轴(660)、转子轴(670)和平衡重物(620)包容在汽缸(10)里，这样是有利的，因为帮助室密封。
虽然并未在所有的情况中详细描述密封和通过管道输送各种室的方式，但是应理解，在本发明的实施方式中，提供压缩机领域的通常的滑动式密封装置来防止气体从高压容积泄漏到低压容积。也提供引导低压气体进入设备里和高压气体离开设备的管道装置。
在以上的任一实施方式中，本领域的常规控制装置，例如阀，可结合使用以控制和调节流量。
虽然已经用静态汽缸(10)和可运动转子(20)描述了实施方式，但是其他实施方式可使用运动汽缸(10)和静态转子(20)或均为运动的转子(20)和汽缸(10)。
根据本发明构建的压缩机可反向，用适当的阀工作为扩张器。
本发明的优点是高效率压缩，以及当给予气体少量动能和摩擦能时，通过压缩气体达到高阶段压力上升。本发明还允许在气体被压缩的同时冷却气体。
在轴式和离心式压缩机中，能够使用每阶段的低压上升引起的多阶段的必要性来提供阶段之间的中间冷却。对于高效压缩，围绕气体的所有表面可被冷却，且气体和/或表面不断改变，使得在压缩期间气体被带到接触新的冷却表面。优选地，气体不应相对于壁流动，因为这样引起摩擦生热。
本发明在现有技术压缩机上具有几个优点。这些优点包括：
通过使用夹点的超音速旋转，使本发明的简单机械布局成为可能，因为高压不能传播到室的低压区域，因此室的低压区域和高压区域之间不需要机械分离。
本发明的连续旋转压缩装置允许平滑的连续压缩。通过使用平滑和连续的压缩装置，本发明有利地减少了给予被压缩气体的能量。
通过使用可调整的运行间隙装置，和/或随着其在汽缸的内圆周上往复移动而滚动的转子，减少了摩擦损失，这样减少了被压缩气体的加热并因此增加了效率。
本发明的固定的室容积允许增强的传热属性，因为最大的室表面区域总是接触被压缩气体。这允许更有效地冷却被压缩气体，这又帮助提高压缩机的效率。
在每个旋转中处理的气体量大于汽缸室的内部容积的容积和转子的容积。工作容积是汽缸的容积，小于的转子的容积，其半径等于：{转子的半径减去转子轴与汽缸轴的径向偏置}。换而言之，转子表面的与夹点直径上对置的扫描路径(sweep path)定义工作容积。
与例如类似物理尺寸的轴式或离心式压缩机相比，本发明的另外的优点是，其展现了高流动属性。结果，本发明的压缩机能制成小于已知压缩机的体积。
虽然已经关于它的优选实施方式解释了本发明，但是并不希望限制本发明。本领域技术人员应理解，许多其他的更改和变化是可能的而不背离要求的本发明的范围。实施方式和实施方式的特征可酌情并置或相互交换。