CN100347451C - 可变容量旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

一种可变容量旋转压缩机，无论旋转轴的旋转方向如何，都能允许将油平稳供给压缩元件。所述可变容量旋转压缩机包括沿正方向或反方向转动以改变压缩机的压缩容量的旋转轴。轴承支撑旋转轴。导油槽以螺旋状形成在轴承和旋转轴中的至少一个上以供油。储油室限定在轴承的上部以与导油槽连通，并且在其中存储预定量的油。

Description

可变容量旋转压缩机

对相关申请的交叉参考

本申请要求韩国专利申请No.2003-56360的优先权，该申请于2003年8月14日在韩国知识产权局提交，其公开内容在此通过参考并入。

技术领域

本发明总体上涉及一种可变容量旋转压缩机，尤其是，涉及一种无论旋转轴的旋转方向如何都允许平稳供油的可变容量旋转压缩机。

背景技术

近来，可变容量压缩机已经越来越多地应用于制冷系统，如空调或冰箱，以便如愿地改变冷却能力，由此完成最佳的冷却运行和节省能量。

关于可变容量压缩机的较早的专利公开是美国专利No.4,397,618。根据该专利，旋转压缩机设计为通过保持或释放叶片改变其压缩容量。该旋转压缩机包括其内设置有圆筒形压缩室的外壳。在外壳的压缩室内安装有滚动活塞以便偏心地转动。另外，在美国专利No.4,397,618中设计为“滑动件”的叶片安装在外壳内，并且沿径向往复运动，同时与滚动活塞的外表面接触。包括棘轮螺栓，电枢和螺线管的叶片保持单元设置在叶片的一侧，以便保持或释放叶片，由此改变旋转压缩机的压缩容量。即，响应于由螺线管控制的棘轮螺栓的往复运动保持或释放叶片，由此改变旋转压缩机的压缩容量。

然而，传统可变容量旋转压缩机存在的问题是：其设计为通过保持或释放叶片一段预定的时间而控制压缩操作，因而，难以精确地改变压缩容量，从而得到期望的排放压力。

另外，传统可变容量旋转压缩机存在的另一个问题是：保持叶片的棘轮螺栓设计成进入叶片的侧面并且被锁定到形成在叶片上的锁定孔内，因此在压缩机运行时不容易保持高速往复运动的叶片，从而可靠性差。

发明内容

因此，本发明的一方面是提供一种可变容量旋转压缩机，其设计为能够精确地改变压缩容量，以便得到期望的排放压力，并且设计为能够容易地控制改变压缩容量的操作。

本发明的另一方面是提供一种可变容量旋转压缩机，无论旋转轴的转动方向如何，该压缩机都能够允许油平稳地供给压缩单元。

本发明的上述和/或其它方面通过一种可变容量旋转压缩机实现，所述可变容量旋转压缩机包括可沿正方向和反方向转动以改变压缩机的压缩容量的旋转轴；支撑旋转轴的轴承；以螺旋状形成在轴承和旋转轴中至少一个上用以供油的导油槽；以及限定在轴承的上部以与导油槽连通，并且在其中存储预定量的油的储油室。

所述储油室的内径大于旋转轴的外径，以便在其中存储油。所述储油室可以由其下部安装到轴承上部的环状储油件限定。

其中存储油的所述储油室可以由大内径部分限定，所述大内径部分形成在轴承上部上以具有增加的内径。

所述旋转轴可以包括从旋转轴的下端轴向延伸到预定位置的油路；以及供油孔，所述供油孔沿径向形成在旋转轴上以允许油路通过供油孔与导油槽连通，从而将油从油路供给到导油槽。

所述供油孔可以形成在与导油槽和储油室下端中的每一个对应的位置。

上述和/或其它方面通过一种可变容量旋转压缩机实现，所述可变容量旋转压缩机包括旋转轴；支撑旋转轴的轴承；设置在旋转轴上以供油到旋转轴的摩擦接触部分的导油单元；以及在轴承的上部限定以在其中存储通过导油单元供给的预定量的油的储油室。

此外，导油单元可以包括从旋转轴的下端轴向延伸到预定位置的油路；供油孔，所述供油孔形成在旋转轴上以允许油路通过供油孔与旋转轴的外表面连通；以及以螺旋状形成在轴承内表面和旋转轴外表面中的至少一个上的导油槽。

本发明另外和/或气体优点和方面部分在下面的描述中给出，和部分从描述中变得明显，或通过本发明的实施了解到。

附图说明

本发明的上述和/或其他方面从下面结合附图对优选实施例的描述中，能够变得明显和更加容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的可变容量旋转压缩机的剖视图；

图2是包含在图1所示可变容量旋转压缩机中的偏心单元的分解透视图；

图3是当图1所示可变容量旋转压缩机的旋转轴沿第一方向旋转时，执行压缩操作的第一压缩室的剖视图；

图4是当图1所示可变容量旋转压缩机的旋转轴沿第一方向旋转时，执行空转的第二压缩室的剖视图；

图5是当图1所示可变容量旋转压缩机的旋转轴沿第二方向旋转时，执行空转的第一压缩室的剖视图；

图6是当图1所示可变容量旋转压缩机的旋转轴沿第二方向旋转时，执行压缩操作的第二压缩室的剖视图；

图7是描述包括在图1所示可变容量旋转压缩机内的导油单元和储油室的剖视图；

图8是描述包括在图1所示可变容量旋转压缩机内的限定储油室的储油件的透视图；以及

图9是根据本发明另一实施例的包括在可变容量旋转压缩机内的储油室的剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的描述，所述例子在附图中示出，其中相同的标号在整个上下文中表示类似的件。

如图1所示，根据本发明的可变容量旋转压缩机包括密封外壳10。驱动单元20安装在外壳10内，以便被放置到外壳10的上部。压缩单元30安装在外壳10内，以便被放置到外壳10的下部，并且通过旋转轴21与驱动单元20连接。驱动单元20包括圆筒形的定子22，和转子23。定子22安装在外壳10的内表面。转子23可旋转地和同心地设置在定子22中，并且安装到旋转轴21上，所述旋转轴21放置在外壳10的中心。驱动单元20以向前的方向或相反的方向旋转旋转轴21。

压缩单元30设有壳体。第一压缩室31是圆筒形的并且位于壳体的上部。而第二压缩室32也是圆筒形的但与第一压缩室31具有不同的容量并且位于壳体的下部。所述壳体包括限定第一压缩室31的第一壳体部分33a和限定第二压缩室32的第二壳体部分33b。上部凸缘35安装在第一壳体部分33a的上表面，以便关闭第一压缩室31的上部，并且下部凸缘36安装在第二壳体部分33b的下表面，以便关闭第二压缩室32的下部。此外，隔离板34置于第一和第二壳体部分33a和33b之间，以便隔离第一和第二压缩室31和32。圆筒形上轴承35a从上部凸缘35的中心部分向上延伸以便可转动地支撑旋转轴21的上部。圆筒形下轴承36a从下部凸缘36的中心部分向下延伸以便可转动地支撑旋转轴21的下部。

如图1至图4所示，第一和第二偏心单元40和50安装到旋转轴21，以便分别被放置到第一和第二压缩室31和32内。第一和第二滚子37和38分别可旋转地套在第一和第二偏心单元40和50上。另外，第一叶片61安装在第一压缩室31的入口端口63和出口端口65之间，并且沿径向往复运动，同时与第一滚子37的外表面接触，由此执行压缩操作。第二叶片62安装在第二压缩室32的入口端口64和出口端口66之间，并且沿径向往复运动，同时与第二滚子38的外表面接触，由此执行压缩操作。第一和第二叶片61和62分别被叶片弹簧61a和62a偏压。另外，第一压缩室31的入口端口63和出口端口65布置在第一叶片61的相对侧。同样，第二压缩室32的入口端口64和出口端口66布置在第二叶片62的相对侧。尽管在附图中没有详细示出，但是出口端口65和66通过壳体中限定的通路与密封外壳10的内部连通。

第一和第二偏心单元40和50分别包括第一和第二偏心凸轮41和51。第一和第二偏心凸轮41和51安装到旋转轴21的外表面上，以便被分别放置到第一和第二压缩室31和32内，同时沿相同的方向从旋转轴21偏心。第一和第二偏心衬套42和52分别可旋转地套在第一和第二偏心凸轮41和51上。如图2所示，第一和第二偏心衬套42和52通过圆筒形连接部分43相互一体地连接，并且沿相对的方向从旋转轴21偏心。另外，第一和第二滚子37和38分别可旋转地套在第一和第二偏心衬套42和52上。

如图2和3所示，偏心部分44安装在第一和第二偏心凸轮41和51之间的旋转轴21的外表面上，以便沿偏心凸轮41和51的相同方向从旋转轴21偏心。锁定单元80安装到偏心部分44上。在这种情况下，锁定单元80用于根据旋转轴21的旋转方向，使得第一和第二偏心衬套42和52其中之一从旋转轴21偏心，而使得第一和第二偏心衬套42和52其中剩余的一个被释放从旋转轴21的偏心。锁定单元80包括锁定销81和锁定槽82，锁定销81以连接件紧固方法安装到偏心部分44的表面上，以便从偏心部分44的表面突出。锁定槽82形成在连接部分43的一部分周围，所述连接部分43将第一和第二偏心衬套42和52彼此连接。锁定销81接合锁定槽82，以便使得第一和第二偏心衬套42和52其中之一从旋转轴21偏心。锁定销81和锁定槽82之间的接合还根据旋转轴21的旋转方向使得第一和第二偏心衬套42和52其中剩余的一个被释放从旋转轴21的偏心。

当旋转轴21旋转，而安装到旋转轴21的偏心部分44的锁定销81接合连接部分43的锁定槽82时，锁定销81在锁定槽82内旋转，以便被形成在锁定槽82相对端部的锁定部分82a和82b中的任一个锁定，由此使得第一和第二偏心衬套42和52随旋转轴21旋转。另外，当锁定销81被锁定槽82的锁定部分82a和82b中任一个锁定时，第一和第二偏心衬套42和52其中之一从旋转轴21偏心，而第一和第二偏心衬套42和52中的剩余一个被释放从旋转轴21的偏心。因此，压缩操作在第一和第二压缩室31和32其中之一中执行，而空转运行在第一和第二压缩室31和32中的剩余一个内进行。另一方面，当旋转轴21的旋转方向改变，第一和第二偏心衬套42和52与上述状态相对地布置。

下面描述变容量旋转压缩机的运行。如图3所示，当旋转轴21沿逆时针或顺时针方向旋转时，第一压缩室31内的第一偏心衬套42的外表面从旋转轴21偏心，并且锁定销81被锁定槽82的锁定部分82a锁定。因此，第一滚子37旋转，同时与第一压缩室31的内表面接触，由此在第一压缩腔31内执行压缩操作。此时，第二偏心衬套52布置在第二压缩室32内，如图4所示。即，沿与第一偏心衬套42相对的方向偏心的第二偏心衬套52的外表面与旋转轴21同心，第二滚子38与第二压缩室32的内表面间隔开，由此，空转在第二压缩室32内执行。

当旋转轴21沿与图3所示方向相反的方向上旋转以便执行压缩操作时，如图5所示，第一压缩室31内的第一偏心衬套42的外表面被释放从旋转轴21的偏心并且锁定销81与锁定槽82的锁定部分82b接合。此时，第一滚子37旋转同时与第一压缩室31的内表面间隔开，由此空转在第一压缩室31内执行。同时，第二压缩室32内的第二偏心衬套52的外表面从旋转轴21偏心，并且第二滚子38旋转同时与第二压缩室32的内表面接触，如图6所示。此时，压缩操作在第二压缩室32内执行。因而，本发明的可变容量旋转压缩机通过改变旋转轴21的旋转方向允许压缩操作仅在第一和第二压缩室31和32中的一个内进行，由此根据需要容易改变压缩容量。

如图1所示，根据本发明的可变容量旋转压缩机还包括通路控制单元70。通路控制单元70控制制冷剂进入通路，以便使得从制冷剂入口管69供给的制冷剂被吸入第一压缩室31的入口端口63或第二压缩室32的入口端口64(即，压缩操作在其中进行的压缩室的入口端口)。通路控制单元70包括中空圆筒形主体71，和安装在主体71内的阀单元。入口72设置在主体71的中心部分，以便与制冷剂入口管69相连。第一和第二出口73和74形成在主体71的相对侧。分别与第一压缩室31的入口端口63和第二压缩室32的入口端口64相连的两个管67和68分别与第一和第二出口73和74相连。另外，阀单元包括阀座75，第一和第二阀件76和77，及连接件78。

阀座75具有圆筒形状，并且在其两端敞开。第一和第二阀件76和77安装在主体71内的两侧，并且在主体71内轴向往复运动，以便打开或关闭阀座75的两端。连接件78将第一和第二阀件76和77彼此连接，以便允许第一和第二阀件76和77一起移动。在这种情况下，通路控制单元70如下操作。当压缩操作在第一和第二压缩室31和32中任一个中进行时，设置在主体71内的第一和第二阀件76和77沿朝着两个出口73和74其中一个出口的方向移动，所述一个出口由于两个出口73和74之间的压力差异而具有较低压力，由此自动地改变制冷剂进入通路。即，制冷剂进入通路仅形成在压缩操作在其内进行的压缩室31或32内，由此根据需要容易改变压缩机的压缩容量。

如图7所示，本发明的可变容量旋转压缩机设有导油单元90。当压缩机运行时，导油单元90将油供给几个摩擦接触部分，包括：旋转轴21的外表面和轴承35a和36a的内表面之间的交界处，两个偏心凸轮41和51的外表面与两个偏心衬套42和52的内表面之间的交界处，以及两个偏心衬套42和52的外表面与两个滚子37和38的内表面之间的交界处，由此允许压缩机平稳操作。

如图1所示，导油单元90用于将油从密封外壳10的下部供给压缩元件之间的间隙，以及摩擦接触部分。导油单元90包括油路91，将油供给油路91的拾油件96，多个供油孔92和93，以及导油槽94。油路91沿旋转轴21的中心轴形成，并且在旋转轴21的下端开口。拾油件96是螺旋叶片，该叶片设置在油路91的下端部内。供油孔92和93沿旋转轴21的径向方向形成在旋转轴21上，以允许油路91通过供油孔92和93与旋转轴21的外表面连通。导油槽94以螺旋状形成在上轴承35a的内表面上。根据图8所示的实施例，导油槽94形成在上轴承35a的内表面上。作为选择，导油槽94可以形成在旋转轴21的外表面上，以实现与导油槽94形成在上轴承35a上相同的操作效果。上述结构的导油单元90的功能是用于将油通过供油孔92和93供给压缩元件和摩擦接触部分，其中所供给的油通过当拾油件96旋转时产生的使油上升的作用力以及当旋转轴21高速旋转时产生的离心力沿油路91向上运行。

此外，如图7和8所示，储油室100限定在上轴承35a的上部，以在将油供给压缩机的下部之前存储预定量的通过导油单元90向上运行的油。储油室100的内径大于旋转轴21的外径，以在其中存储油，并且储油室100由其下部安装到上部轴承35a的上部的环形储油件101限定。

图9示出了根据本发明另一个实施例的在上部轴承35a上部限定的储油室100。根据图9所示的实施例，储油室100直接形成在上部轴承35a的上部，而没有储油件101。具体地说，加工上轴承35a，使得在上轴承35a的上部具有大内径部分102，由此限定储油室100，以在其中储存油。

如图7和8所示，导油槽94以螺旋状形成在上轴承35a的内表面上，以与储油室100连通。此外，下供油孔93形成在旋转轴21上与导油槽94的下端对应的位置，而上供油孔92形成在旋转轴上与储油室100对应的位置，以稍稍高于上轴承35a的上端。

当旋转轴21沿图7所示的方向A旋转时，这种结构允许在沿旋转轴21的径向方向从下供油孔93喷出后在重力的影响下趋于向下流动的油供给到偏心凸轮41和51与偏心衬套42和52之间的交界处，偏心衬套42和52与滚子37和38之间的交界处，以及其它位置。当旋转轴沿该方向旋转时，从下供油孔93喷出的油的一些沿形成在上轴承35a内表面上的导油槽94向上流动，并且供给旋转轴21的外表面和上轴承35a的内表面之间的交界处。通过导油槽94引导到上轴承35a上部的油存储在储油室100内。此外，从上供油孔92喷出的油存储在储油室100内。

同时，当旋转轴21的旋转方向改变以改变压缩机的压缩容量时，即，旋转轴21沿图7中的方向B旋转，油从储油室100向下流的同时供给压缩元件。由此，油均匀地供给旋转轴21的外表面和上轴承35a的内表面之间的交界处。在这种情况下，由于旋转轴沿与方向A相对的方向B旋转，因此存储在储油室100内的油由于导油槽94的结构特征沿导油槽94被向下引导的同时供给压缩元件。

当旋转轴21沿方向B转动了预定的时间期间而存储在储油室100内的油耗尽时，油重新通过上供油孔92供给储油室100，然后沿导油槽94被向下引导，同时供给上轴承35a的内表面和旋转轴21的外表面之间的交界处，由此确保压缩机的平稳运行。此外，当旋转轴21沿方向B转动时，从下供油孔93喷出的油向下流动，同时供给偏心凸轮51和51与偏心衬套42和52之间的交界处以及偏心衬套42和52与滚子37和38之间的交界处。

从上面的描述可以明显看出，本发明提供了一种可变容量旋转压缩机，其设计为根据旋转轴的旋转方向，压缩操作有选择地在具有不同容量的两个压缩室其中之一内进行，由此精确地改变压缩容量或容量，以便获得期望的排放压力，并且容易控制旋转压缩机的压缩容量或容量。

进而，本发明提供一种可变容量旋转压缩机，其设计为预定量的油存储在限定在上轴承上部的储油室内并且然后无论旋转轴的旋转方向如何，该油供给压缩机的下部，由此允许平稳供油。

尽管上面示出并且描述了本发明的实施例，但是，对于本领域的技术人员而言很明显，在不脱离本发明原则和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1、一种可变容量旋转压缩机，包括：

沿正方向和反方向转动以改变压缩机的压缩容量的旋转轴；

支撑旋转轴的轴承；

以螺旋状形成在轴承和旋转轴中至少一个上用以供油的导油槽；以及

位于轴承的上端与导油槽连通，并且在其中存储预定量油的储油室；

其中所述储油室的内径大于旋转轴的外径，以在其中存储油，所述储油室以环状形成并且安装在轴承上端的下部。

2、根据权利要求1所述的可变容量旋转压缩机，其中所述储油室包括形成在轴承上端上的内径部分，以具有增加的内径。

3、根据权利要求1所述的可变容量旋转压缩机，其中所述旋转轴包括：

从旋转轴的下端轴向延伸到预定位置的油路；以及

供油孔，所述供油孔沿径向形成在旋转轴上，以允许油路通过供油孔与导油槽连通，从而将油从油路供给到导油槽。

4、根据权利要求3所述的可变容量旋转压缩机，其中所述供油孔是多个并且形成在与导油槽和储油室下端对应的位置。

5、一种可变容量旋转压缩机，包括：

旋转轴；

支撑旋转轴的轴承；

设置在旋转轴上用以供油到旋转轴的摩擦接触部分的导油件；以及

储油室，该储油室位于轴承的上端以在其中存储通过导油件供给的预定量的油；

其中储油室的内径大于旋转轴的外径，以在其中存储油，所述储油室以环状形成并且安装在轴承上端的下部。

6、根据权利要求5所述的可变容量旋转压缩机，其中导油单元包括：

从旋转轴的下端轴向延伸到预定位置的油路；

设置在油路的下部内以将油供给油路的拾油件；

供油孔，所述供油孔形成在旋转轴上以允许油路通过供油孔与旋转轴的外表面连通；以及

以螺旋状形成在轴承内表面和旋转轴外表面中至少一个上的导油槽。

7、根据权利要求5所述的可变容量旋转压缩机，其中所述储油室包括形成在轴承上端上的内径部分，以具有增加的内径。

8、根据权利要求1所述的可变容量旋转压缩机，其中储油室的内径大于旋转轴的外径，以在其中存储油。

9、根据权利要求1所述的可变容量旋转压缩机，其中所述旋转轴包括：

从旋转轴的下端轴向延伸到预定位置的油路；

设置在油路的下部内以将油供给油路的拾油件；以及

供油孔，所述供油孔沿径向形成在旋转轴上以允许油路通过供油孔与导油槽连通，从而将油从油路供给到导油槽。

10、根据权利要求5所述的可变容量旋转压缩机，其中储油室的内径大于旋转轴的外径，以在其中存储油。

11、根据权利要求5所述的可变容量旋转压缩机，其中储油室包括形成在轴承上端上的大内径部分，以具有增加的内径。

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