CN100354524C - 可变容量旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种可变容量旋转式压缩机，包括具有不同内部容量的压缩，以及旋转轴。上偏心凸轮和下偏心凸轮设置在旋转轴上以便沿相同的方向与旋转轴偏心。上偏心衬套和下偏心衬套以上偏心衬套的最大偏心部分与下偏心衬套的最大偏心部分相对的方式分别配合在上偏心凸轮和下偏心凸轮上，并且槽设置在上偏心衬套和下偏心衬套之间。锁定销的功能是将上偏心衬套和下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置。此外，上制动单元和下制动单元分别设置在上偏心凸轮和上偏心衬套之间，以及下偏心凸轮和下偏心衬套之间。

Description

可变容量旋转式压缩机

交叉参照相关申请

本申请要求韩国申请No.2003-50690的权益，该申请于2003年7月23日在韩国知识产权局申请，其披露的内容作为参考被并入这里。

技术领域

本发明总体上涉及一种旋转式压缩机，尤其是，涉及一种可变容量旋转式压缩机，该可变容量旋转式压缩机设计为通过安装到旋转轴的偏心单元压缩操作在具有不同容量的两个压缩室中的任一个内进行。

背景技术

一般，压缩机安装在诸如空调和冰箱的制冷系统中，该制冷系统运行以利用制冷循环冷却给定空间中的空气。在制冷系统中，压缩机运行以压缩通过制冷回路循环的制冷剂。制冷系统的冷却容量根据压缩机的压缩容量确定。由此，当压缩机被设计为根据要求变化其压缩容量时，制冷系统可以在考虑诸如实际温度和预定温度之间的差值的几个因素的最优条件下运行，由此允许给定空间中的空气有效冷却并节省能量。

在制冷系统中使用了各种压缩机。压缩机一般分成两类，即旋转式压缩机和往复式压缩机。本发明涉及旋转式压缩机，下面将详细描述。

传统的旋转式压缩机包括密封外壳，定子和转子安装在密封外壳中。旋转轴穿过转子。偏心凸轮一体设置在旋转轴的外表面上。滚子设置在压缩室中以在偏心凸轮上旋转。

上述结构的旋转式压缩机操作如下。当旋转轴转动时，偏心凸轮和滚子在压缩室中执行偏心转动。此时，气态制冷剂吸入压缩室并且然后被压缩，之后，压缩的制冷剂排出密封外壳的外面。

然而，传统的旋转式压缩机的问题是旋转式压缩机的压缩容量固定，因此不可能根据环境温度和预定参考温度之间的差值改变压缩容量。

具体地说，当环境温度显著高于预定参考温度时，压缩机必须在大容量压缩模式下运行，以迅速降低环境温度。同时，当环境温度和预定参考温度之间的差值不大，压缩机必须在小容量压缩模式下运行，以节省能量。然而，不可能根据环境温度和预定参考温度之间的差值改变旋转式压缩机的容量，因此传统的旋转式压缩机不能有效地解决温度的变化，由此导致能量浪费。

发明内容

因此，本发明的一方面是提供一种可变容量旋转式压缩机，其如此构造，即压缩操作通过安装到旋转轴的离心单元在具有不同容量的两个压缩室的任意一个中进行，从而根据需要改变压缩容量。

本发明的另一方面是提供一种可变容量旋转式压缩机，其设计为防止由于当旋转轴转动时压缩室的压力变化引起的偏心衬套在特定的范围内比旋转轴旋转得快。

本发明的其它方面和/或优点将在下面的说明中提出一部分，部分由于该说明而显而易见，或可以通过实践本发明而被了解。

本发明的上述和/或其它方面通过提供一种可变容量旋转式压缩机实现，所述可变容量旋转式压缩机包括包括：上压缩室和下压缩室，旋转轴，上偏心凸轮和下偏心凸轮，上偏心衬套和下偏心衬套，槽，锁定销，上制动单元，以及下制动单元。所述上压缩室和下压缩室具有不同的内部容量。旋转轴穿过所述上压缩室和所述下压缩室。上偏心凸轮和下偏心凸轮设置在所述旋转轴上。上偏心衬套和下偏心衬套分别套在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上。槽设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的预定位置。锁定销的功能是与所述槽协作将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置。上制动单元的功能是防止所述上偏心衬套在所述旋转轴上滑动，并且下制动单元的功能是防止所述下偏心衬套在所述旋转轴上滑动。

根据本发明的一个方面，所述锁定销在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮之间的位置从所述旋转轴伸出，所述槽设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间以便与所述锁定销接合，所述上制动单元设置在上偏心凸轮和上偏心衬套之间，以及所述下制动单元设置在所述下偏心凸轮和所述下偏心衬套之间。

根据本发明的一个方面，所述上制动单元包括：在所述上偏心凸轮的外表面上形成的上套口，可移动地设定在所述上套口内的上制动球，以及上制动孔，所述上制动孔形成在所述上偏心衬套的内表面上，所述上制动孔的直径小于所述上制动球的直径，从而当所述锁定销接触所述槽的第一端时，所述上套口与所述上制动孔对准并且所述上制动球由于离心力插入所述上制动孔内。

根据本发明的一个方面，所述下制动单元包括：在所述下偏心凸轮的外表面上形成的下套口，可移动地设定在所述下套口内的下制动球，以及下制动孔，所述下制动孔形成在所述下偏心衬套的内表面上，所述下制动孔的直径小于所述下制动球的直径，从而当所述锁定销接触所述槽的第二端时，所述下套口与所述下制动孔对准并且所述下制动球由于离心力插入所述下制动孔内。

根据本发明的一个方面，所述槽具有这样的长度，该长度允许从所述槽的第一端延伸到所述旋转轴的中心的第一线与从所述槽的第二端延伸到所述旋转轴的中心的第二线之间的夹角是180°，当所述锁定销接触所述槽的第一端时，所述上套口和所述上制动孔定位为彼此对准，当所述锁定销接触所述槽的第二端时，所述下套口和所述下制动孔定位为彼此对准。

根据本发明的一个方面，油路沿所述旋转轴轴向设置，所述上套口通过直径小于所述上制动球直径的上连接通道与所述油路连通，并且所述下套口通过直径小于所述下制动球直径的下连接通道与所述油路连通，从而将油从所述油路通过上连接通道和下连接通道供给到所述上套口和下套口，由此允许油压沿所述旋转轴的径向作用在所述上制动球和下制动球上。

根据本发明的一个方面，所述上制动孔和所述下制动通孔分别通过所述上偏心衬套和所述下偏心衬套沿径向方向形成，由此允许油在通过所述油路和所述上制动孔和下制动孔之后流到所述上偏心衬套和所述下偏心衬套的外面。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中，变得明显和更加容易理解，其中：

图1是描述根据本发明实施例的可变容量旋转式压缩机的内部结构的剖视图；

图2是包含在图1所示压缩机中的偏心单元的分解透视图，其中偏心单元的上偏心衬套和下偏心衬套与旋转轴分开；

图3是描述当旋转轴沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行压缩操作而没有滑动的上压缩室的剖视图；

图4是描述当旋转轴沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行空转的下压缩室的、与图3对应的剖视图；

图5是描述当旋转轴沿第一方向旋转时上偏心衬套的剖视图，其中上偏心衬套通过图2所示的偏心单元在预定位置不滑动；

图6是描述当旋转轴沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行压缩操作而没有滑动的下压缩室的剖视图；

图7是描述当旋转轴沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行空转的上压缩室的、与图6对应的剖视图；以及

图8是描述当旋转轴沿第二方向旋转时下偏心衬套的剖视图，其中下偏心衬套通过图2所示的偏心单元在预定位置不滑动。

具体实施方式

现在详细介绍本发明的实施例，其示例如附图所示，其中全文以相同的标号表示相同的元件。下面参照附图描述实施例以说明本发明。

图1是描述根据本发明实施例的可变容量旋转式压缩机的剖视图。如图1所示，可变容量旋转式压缩机包括密封外壳10。驱动单元20和压缩单元30安装在外壳10内。驱动单元20产生旋转力，而压缩单元30利用驱动单元20的旋转力压缩气体。驱动单元20包括圆柱形的定子22，转子23，以及旋转轴21。定子22固定安装到密封外壳10的内表面。转子23可旋转地安装在定子22中。所述旋转轴21安装为穿过转子23的中心，并且与转子23一起沿附图中描述为逆时针方向的第一方向或附图中描述为顺时针方向的第二方向旋转。

压缩单元30包括壳体33，上凸缘35和下凸缘36，以及隔离板34。壳体33限定了上下压缩室31和32，上和下压缩室31和32都是圆柱形的但是其中具有不同的容量。上凸缘35和下凸缘36分别安装在壳体33的上端和下端，以便可旋转地支撑旋转轴21。隔离板34置于上压缩室31和下压缩室32之间，以便将上压缩室31和下压缩室32彼此分隔。

图示的上压缩室31高于下压缩室32。由此上压缩室31具有比下压缩室32更大的容量。由此，与下压缩室32相比更大量的气体在上压缩室31内压缩，由此允许旋转式压缩机具有可变的容量。

类似地，根据本发明的另一方面可以理解，如果下压缩室32比上压缩室31高，下压缩室32的容量比上压缩室31的容量大，由此允许大量的气体在下压缩室32内被压缩。然而，可以理解在本发明的所有方面中压缩室31、32不必具有不同的容量。

此外，偏心单元40放置在上压缩室31和下压缩室32内，以便根据旋转轴21的转动方向在上压缩室31或下压缩室32内执行压缩操作。上制动单元80和下制动单元90设置在偏心单元40的预定位置，以平稳操作偏心单元40。下面将参照图2至8描述偏心单元40以及上制动单元80和下制动单元90的结构和操作。

上滚子37和下滚子38分别放置在上压缩室31和下压缩室32内，以可转动地套在偏心单元40上。上入口端口63和上出口端口65(见图3)形成在壳体33的预定位置，以与上压缩室31连通。下入口端口64和下出口端口66(见图6)形成在壳体33的预定位置以与下压缩室32连通。

上叶片61位于上入口端口63和上出口端口65之间，并且由上支撑弹簧61a沿径向偏压以便与上滚子37(见图3)紧密接触。此外，下叶片62位于下入口端口64和下出口端口66之间并且由下支撑弹簧62a沿径向偏压以与下滚子38(见图6)紧密接触。

此外，制冷剂出口管69a从其中包含制冷剂的积蓄器69延伸。在包含在积蓄器69内的制冷剂中，仅仅气态制冷剂通过制冷剂出口管69a流入压缩机内。通路控制单元70安装在制冷剂出口管69a的预定位置。通路控制单元70的功能是开启或关闭入口通路67或68，由此将气态制冷剂供给其中执行压缩操作的上压缩室31或下压缩室32的上入口端口63或下入口端口64中。阀单元71安装在通路控制单元70内，以便沿水平方向可移动。阀单元71的功能是通过与上入口端口63连接的入口通路67和与下入口端口64连接的入口通路68之间的压力差开启入口通路67或68，由此将气态制冷剂供给上入口端口63或下入口端口64。

此外，预定量的油11包含在密封外壳10的下部，以润滑并且冷却压缩部分30的几个接触部分。油路12沿旋转轴21轴向形成并且与旋转轴21的中心轴C1-C1偏心，并且功能是通过由旋转轴21的转动产生的离心力向上移动油11。多个供油孔13沿径向形成在旋转轴21上，以与油路12连通，由此将通过油路12向上流动的油11供给接触部分。

下面将参照图2描述根据本发明实施例的旋转轴和偏心单元的结构。

图2是包含在图1所示的压缩机内的偏心单元的分解透视图，其中偏心单元40的上偏心衬套51和下偏心衬套52与旋转轴21分开。如图2所示，偏心单元40包括上偏心凸轮41和下偏心凸轮42。上偏心凸轮41和下偏心凸轮42设置在旋转轴21上，以分别被放置在上压缩室31和下压缩室32内。上偏心衬套51和下偏心衬套52分别配合在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42上。锁定销43设置在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42之间的预定位置。预定长度的槽53设置在上偏心衬套51和下偏心衬套52之间的预定位置以与锁定销43接合。偏心单元40还包括上制动单元80和下制动单元90。上制动单元80和下制动单元90的功能是防止上偏心衬套51或下偏心衬套52分别在预定位置在上偏心凸轮41或下偏心凸轮42上滑动。

上偏心凸轮41和下偏心凸轮42整体配合在旋转轴21上，以从旋转轴21的中心轴C1-C1偏心。上偏心凸轮41和下偏心凸轮42位于与上偏心凸轮41的上偏心线L1-L1和下偏心凸轮42的下偏心线L2-L2对应。在这种情况下，上偏心线L1-L1定义为将从旋转轴21最大突出的上偏心凸轮41的最大偏心部分连接到从旋转轴21最小突出的上偏心凸轮41的最小偏心部分的线。同时，下偏心线L2-L2定义为将从旋转轴21最大突出的下偏心凸轮42的最大偏心部分连接到从旋转轴21最小突出的下偏心凸轮42的最小偏心部分的线。

锁定销43包括螺纹杆44和头部45。头部45的直径比螺纹杆44的直径稍大，并且头部45形成在螺纹杆44的端部。此外，螺纹孔46在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42之间形成在旋转轴21上，以便与上偏心凸轮41和下偏心凸轮42的最大偏心部分成大约90°。锁定销43的螺纹杆44以螺纹紧固方法插入螺纹孔46内以将锁定销43锁定到旋转轴21。

上偏心衬套51和下偏心衬套52通过连接部分54彼此成一体。连接部分54将上偏心衬套51和下偏心衬套52彼此连接。槽53围绕连接部分54的一部分形成并且槽53的宽度稍大于锁定销43的头部45的直径。由此，当通过连接部分54彼此一体连接的上偏心衬套51和下偏心衬套52配合在旋转轴21上并且锁定销43通过槽53插入到旋转轴21的螺纹孔46时，锁定销43安装到旋转轴21，同时与槽53接合。

当旋转轴21在这种状态下沿第一或第二方向旋转时，上偏心衬套51和下偏心衬套52不转动，直到锁定销43与槽53的第一和第二端53a和53b中的一端接触。当锁定销43与槽53的第一端53a或第二端53b接触时，上偏心衬套51和下偏心衬套52与旋转轴21一起沿第一方向或第二方向旋转。

在这种情况下，将上偏心衬套51的最大偏心部分连接到其最小偏心部分的偏心线L3-L3位于与将槽53的第一端53a连接到连接部分54中心的线成约90°的位置。同时，将下偏心衬套52的最大偏心部分连接到其最小偏心部分的偏心线L4-L4位于与将槽53的第二端53b连接到连接部分54中心的线成约90°的位置。

此外，上偏心衬套51的偏心线L3-L3和下偏心衬套52的偏心线L4-L4定位在同一平面上，但是上偏心衬套51的最大偏心部分布置为与下偏心衬套52的最大偏心部分相对。在从槽53的第一端53a延伸到旋转轴21中心的直线和从槽53的第二端53b延伸到旋转轴21中心的直线之间的夹角为180°。槽53围绕连接部分54的一部分形成。

在上述构造的偏心单元40内，上制动单元80设置在上偏心凸轮41和上偏心衬套51之间，同时下制动单元90设置在下偏心凸轮42和下偏心衬套52之间。上制动单元80包括上套口81，上制动孔82，以及上制动球83。上套口81在上偏心凸轮41外表面上通过钻孔形成并且具有预定的直径。上制动孔82在上偏心衬套51的内表面上通过钻孔形成并且具有预定的直径。上制动球83设置在上套口81内。

上制动球83的直径稍小于上套口81的直径，同时稍大于上制动孔82的直径。由此，上制动球83可移动地设置在上套口81和82内。当在这种状态下产生离心力时，上制动球83向外移动以插入上制动孔82内，由此防止上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。

上套口81设计为通过将上套口81连接到油路12的上连接通道84与沿旋转轴21轴向形成的油路12连通，以增强防止上偏心衬套51滑动的上制动球83的操作效果并且。根据上述结构，油11通过上连接通道84从油路12供应到上套口81。此时，油11产生的油压作用在上制动球83上，以向外移动上制动球83。由此，上制动球83与上偏心衬套51的上制动孔82更紧密接触，从而有效防止上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。

由于上制动孔82是从上偏心衬套51的内表面到其外表面钻孔，因此供给到上套口81内的油11通过上制动球83与上制动孔82之间的间隙流到上偏心衬套51的外面。这种结构防止了上制动球83被油压固定在上制动孔82内，同时允许上偏心衬套51和装配在上偏心衬套51上的上滚子37之间的接触部分(见图3)被润滑。

当锁定销43接触槽53的第一端53a，并且上偏心凸轮41和上偏心衬套51定位为与旋转轴21最大偏心时，上套口81和上制动孔82位于一排。

假定旋转轴21沿第一方向(图2中的逆时针方向)转动，上套口81被定位为引导锁定销43，同时与锁定销43角度间隔90°角。此外，上制动孔82被定位为引导槽53的第一端53a，同时与槽53的第一端53a角度间隔90°角。由此，当锁定销43接触槽53的第一端53a并且旋转轴21沿第一方向与上偏心衬套51和下偏心衬套52一起转动时，上套口81与上制动孔82对准成一排。

除了下制动单元90设置在下偏心凸轮42和下偏心衬套52之间之外，下制动单元90的大体结构保持与上制动单元80相同。

下制动单元90包括下套口91，下制动孔92，以及下制动球93。下套口91在下偏心凸轮42外表面上通过钻孔形成。下制动孔92在下偏心衬套52的内表面上通过钻孔形成。下制动球93设置在下套口91内。

下制动球93的直径稍小于下套口91的直径，同时稍大于下制动孔92的直径。由此，下制动球93可移动地设置在下套口91和92内。当在这种状态下产生离心力时，下制动球93向外移动以插入下制动孔92内，由此防止下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。

此外，下套口91设计为通过将下套口91连接到油路12的下连接通道94与沿旋转轴21轴向形成的油路12连通。由此，油11通过下连接通道94从油路12供应到下套口91。此时，油11产生的油压作用在下制动球93上，以向外移动下制动球93。由此，下制动球93与下偏心衬套52的下制动孔92更紧密接触，由此有效防止下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。

由于下制动孔92是从下偏心衬套52的内表面到其外表面钻孔，因此供给到下套口91内的油11通过下制动球93与下制动孔92之间的间隙流到下偏心衬套52的外面。这种结构防止了下制动球93被油压固定在下制动孔92内，同时允许下偏心衬套52和装配在下偏心衬套52上的下滚子38之间的接触部分(见图6)被润滑。

假定旋转轴21沿第二方向(图2中描述为顺时针方向)转动，下套口91被定位为引导锁定销43，同时与锁定销43角度间隔90°的角。此外，下制动孔92被定位为引导槽53的第二端53b，同时与槽53的第二端53b角度间隔90°的角。由此，当锁定销43接触槽53的第二端53b并且旋转轴21沿第二方向与上偏心衬套5 1和下偏心衬套52一起转动时，下套口91与下制动孔92对准成一排。

在以这种方式构造的压缩机内，当锁定销43被槽53的第一端53a锁定并且上偏心衬套51与旋转轴21一起沿第一方向转动(当然，下偏心衬套52也转动)时，上偏心衬套51的最大偏心部分接触上偏心凸轮41的最大偏心部分，从而上偏心衬套51沿第一方向转动同时与旋转轴21偏心最大(见图3)。另一方面，下偏心凸轮42的最大偏心部分接触下偏心衬套52的最小偏心部分，从而下偏心衬套52沿第一方向转动同时与旋转轴21同心(见图4)。

此时，上套口81与上制动孔82对准成一排。由此，上制动球83由通过上连接通道84和上套口81供给的油11的压力以及由离心力与上制动孔85紧密接触，从而上偏心衬套51旋转，同时被上偏心凸轮41约束。

相反，当锁定销43被槽53的第二端53b锁定并且下偏心衬套52与旋转轴21一起沿第二方向转动时，下偏心衬套52的最大偏心部分接触下偏心凸轮42的最大偏心部分，从而下偏心衬套52沿第二方向转动同时与旋转轴21偏心最大(见图6)。另一方面，上偏心凸轮41的最大偏心部分接触上偏心衬套51的最小偏心部分，从而上偏心衬套51沿第二方向转动同时与旋转轴21同心(见图7)。

此时，下套口91与下制动孔92对准成一排。下制动球93由离心力与下制动孔92紧密接触，从而偏心凸轮42和下偏心衬套52彼此约束。此外，油11通过油路12和下连接通道94供给到下套口91，从而向外推动下制动球93。

下面将参照图3至8描述通过根据本发明实施例的偏心单元在上或下压缩室内压缩气态制冷剂的操作。

图3是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行压缩操作而没有滑动的上压缩室31的剖视图。图4是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元46在其中执行空转的下压缩室32的、与图3对应的剖视图。图5是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时上偏心衬套51的剖视图，其中上偏心衬套51通过图2所示的偏心单元40在预定位置不滑动。

如图3所示，当旋转轴21沿第一方向(图3中描述为逆时针方向)旋转时，从旋转轴21伸出的锁定销43在预定的角度旋转，同时与设置在上偏心衬套51和下偏心衬套52之间预定位置的槽53接合。当锁定销43在预定角度旋转并且被槽53的第一端53a锁定时，上偏心衬套51与旋转轴21一起旋转。此时，由于下偏心衬套52通过连接部分54一体连接到上偏心衬套51，因此下偏心衬套52与上偏心衬套51一起转动。

当锁定销43接触槽53的第一端53a时，上偏心凸轮41的最大偏心部分与上偏心衬套51的最大偏心部分对准。在这种情况下，上偏心衬套51旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1偏心最大。由此，上滚子37旋转，同时与限定上压缩室31的壳体33的内表面接触，从而执行压缩操作。

再者，上制动单元80的上套口81与上制动孔82对准。上制动球83由通过油路12供给到上连接通道84的油11的压力以及由离心力与上制动孔82紧密接触，由此上偏心衬套51旋转，同时被上偏心凸轮41约束。

如图4所示，下偏心凸轮42的最大偏心部分与下偏心衬套52的最小偏心部分对准。在这种情况下，下偏心衬套52旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1同心。由此，下滚子38旋转，同时与限定下压缩室32的壳体33的内表面相距预定间隔，从而不执行压缩操作。

由此，当旋转轴21沿第一方向旋转时，通过上入口端口63流到上压缩室31的气态制冷剂在容量大的上压缩室31内由上滚子37压缩，并且随后通过上出口端口65从上压缩室31排出。另一方面，在容量小的下压缩室32内不执行压缩操作。从而，旋转式压缩机以较大容量压缩模式运行。

如图3所示，当上滚子37与上叶片61接触时，压缩气态制冷剂的操作完成并且开始吸入气态制冷剂的操作。此时，没有通过上出口端口65从上压缩室31排出的一些压缩的气体返回上压缩室31并且再次膨胀，由此对上滚子37和上偏心衬套51沿旋转轴21的旋转方向施加压力。此时，上偏心衬套51比旋转轴21旋转得快，从而使上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。

当旋转轴21在这种状态下进一步旋转时，锁定销43与槽53的第一端53a相碰以使上偏心衬套51以与旋转轴21的速度相同的速度旋转。此时，由于锁定销43和槽53相碰而会产生噪音并且会损坏锁定销43和槽53。

然而，根据本发明的偏心单元40设有上制动单元80，由此防止了上偏心衬套51滑动。

如图5所示，当上滚子37与上叶片61接触时，一些气态制冷剂通过上出口端口65返回上压缩室31并且再次膨胀，由此产生作用力F_s。力F_s沿作为第一方向的旋转轴21的旋转方向作用在上偏心衬套51上，由此上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。然而，由于通过离心力和油压上制动球83(见图3)与上制动孔82紧密接触并且，因此上偏心凸轮41和上偏心衬套51转动，同时彼此约束。从而，由上制动球83产生防止上偏心衬套51滑动的阻力F_r，从而最大限度地防止了上偏心衬套51滑动。尽管上偏心衬套51可能发生滑动，但是该滑动可以忽略，由此确保上滚子37的平稳操作。

当旋转轴21停止转动时，上制动球83不受离心力和油压的影响。此时，上制动球83移动到上套口81内。在这种状态下，当旋转轴21沿第二方向旋转时，锁定销43与槽53的第二端53b接触，由此在下压缩室32内执行压缩操作。下面将描述在下压缩室32内执行的压缩操作。

图6是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行压缩操作而没有滑动的下压缩室32的剖视图。图7是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行空转的上压缩室31的、与图6对应的剖视图。图8是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时下偏心衬套52的剖视图，其中下偏心衬套52通过图2所示的偏心单元40在预定位置不滑动。

如图6所示，当旋转轴21沿图6中描述为顺时针方向的第二方向旋转时，压缩机与图3和4中的操作相对的运行，由此使压缩操作仅仅在下压缩室32内执行。

即，当旋转轴21沿第二方向旋转时，从旋转轴21伸出的锁定销43与槽53的第二端53b接触，由此使上偏心衬套51和下偏心衬套52沿第二方向转动。

在这种情况下，下偏心凸轮42的最大偏心部分与下偏心衬套52的最大偏心部分接触，由此下偏心衬套52旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1偏心最大。由此，下滚子38旋转，同时与限定下压缩室32的壳体33的内表面接触，从而执行压缩操作。

如图7所示，上偏心凸轮41的最大偏心部分与上偏心衬套51的最小偏心部分接触。在这种情况下，上偏心衬套51旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1同心。由此，上滚子37旋转，同时与限定上压缩室31的壳体33的内表面相距预定间隔，从而不执行压缩操作。

由此，通过下入口端口64流到下压缩室32的气态制冷剂在容量小的下压缩室32内由下滚子38压缩，并且随后通过下出口端口66从下压缩室32排出。另一方面，在容量大的上压缩室31内不执行压缩操作。从而，旋转式压缩机以较小容量压缩模式运行。

如图6所示，当下滚子38与下叶片62接触时，压缩气态制冷剂的操作完成并且开始吸入气态制冷剂的操作。此时，没有通过下出口端口66从下压缩室32排出的一些压缩的气体返回下压缩室32并且再次膨胀，由此对下滚子38和下偏心衬套52沿旋转轴21的旋转方向施加压力。此时，下偏心衬套52比旋转轴21旋转得快，从而使下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。

当旋转轴21在这种状态下进一步旋转时，锁定销43与槽53的第二端53b相碰以使下偏心衬套52以与旋转轴21的速度相同的速度旋转。此时，由于锁定销43和槽53的相碰而会产生噪音并且会损坏锁定销43和槽53。

然而，下偏心衬套52以当旋转轴21沿第一方向旋转时由上制动单元80约束上偏心衬套51的方式相同的方式由下制动单元90约束，由此防止滑动和碰撞。

即，当下滚子38与下叶片62接触时，一些气态制冷剂通过下出口端口66返回下压缩室32并且再次膨胀，由此产生作用力F_s。力F_s沿作为第二方向的旋转轴21的旋转方向作用在下偏心衬套52上，由此下偏心衬套52滑动。然而，如图8所示，由于通过离心力和油压下制动球93与下制动孔92紧密接触，因此下偏心凸轮42和下偏心衬套52转动，同时彼此约束。从而，由下制动球93产生防止下偏心衬套52滑动的阻力F_r，从而最大限度地防止了下偏心衬套52滑动。尽管下偏心衬套52可能发生滑动，但是该滑动可以忽略，由此确保下滚子38的平稳操作。

当旋转轴21停止转动时，下制动球93不受离心力和油压的影响。此时，下制动球93移动到第一下套口91内。在这种状态下，当旋转轴21沿第一方向旋转时，锁定销43与槽53的第一端53a接触，由此在上压缩室31内执行压缩操作。

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式压缩机，其设计为由沿第一方向或第二方向转动的偏心单元在具有不同容量的上压缩室和下压缩室中的任一个中执行压缩操作，由此根据需要改变压缩机的压缩容量。尽管以球81、91的进行了描述，但是可以理解其它形状可以用于制动单元80、90，只要该形状防止滑动。

此外，本发明提供一种可变容量旋转式压缩机，其在上偏心凸轮和上偏心衬套之间具有上制动单元，并且在下偏心凸轮和下偏心衬套之间具有下制动单元，由此防止当偏心单元沿第一方向或第二方向转动时上偏心衬套或下偏心衬套由于压缩室或下压缩室内的压力变化而滑动，由此允许上偏心衬套和下偏心衬套平稳转动。

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 (31)

1、一种可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述可变容量旋转式压缩机包括：

具有第一内部容量的上压缩室；

具有与所述第一内部容量不同的第二内部容量的下压缩室；

穿过所述上压缩室和所述下压缩室的旋转轴；

设置在所述旋转轴上的上偏心凸轮和下偏心凸轮；

分别套在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上的上偏心衬套和下偏心衬套；

设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的预定位置的槽；

用于与所述槽配合并且选择性地将所述上偏心衬套和所述下偏心衬套其中一个的位置改变到最大偏心位置的锁定销；以及

用于分别防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套在所述旋转轴上滑动的上制动单元和下制动单元。

2、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于

所述锁定销在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮之间从所述旋转轴突出，

所述槽设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间以便与所述锁定销接合，

所述上制动单元在所述上偏心凸轮和所述上偏心衬套之间，以及

所述下制动单元在所述下偏心凸轮和所述下偏心衬套之间。

3、根据权利要求2所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述上制动单元包括：

形成在所述上偏心凸轮外表面上的上套口，

可移动地设定在所述上套口内的上制动球，以及

上制动孔，所述上制动孔形成在所述上偏心衬套的内表面上，所述上制动孔的直径小于所述上制动球的直径，从而当所述锁定销接触所述槽的第一端时，所述上套口与所述上制动孔对准并且所述上制动球由于所述旋转轴旋转时的离心力部分地插入所述上制动孔内。

4、根据权利要求2所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述下制动单元包括：

形成在所述下偏心凸轮的外表面上的下套口，

可移动地设定在所述下套口内的下制动球，以及

下制动孔，所述下制动孔形成在所述下偏心衬套的内表面上，所述下制动孔的直径小于所述下制动球的直径，从而当所述锁定销接触所述槽的第二端时，所述下套口与所述下制动孔对准并且所述下制动球由于所述旋转轴旋转时的离心力部分地插入所述下制动孔内。

5、根据权利要求3所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于

所述槽具有这样的长度，该长度允许在从所述槽的第一端延伸到所述旋转轴中心的第一线和从所述槽的第二端延伸到所述旋转轴中心的第二线之间彼此相对的夹角是180°，并且

当所述锁定销接触所述槽的第一端时，所述上套口和所述上制动孔定位为彼此对准。

6、根据权利要求4所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于

所述槽具有这样的长度，该长度允许在从所述槽的第一端延伸到所述旋转轴中心的第一线和从所述槽的第二端延伸到所述旋转轴中心的第二线之间彼此相对的夹角是180°，并且

当所述锁定销接触所述槽的第二端时，所述下套口和所述下制动孔定位为彼此对准。

7、根据权利要求3所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，还包括：

沿所述旋转轴轴向设置的油路；

上连接通道，所述上连接通道的直径小于所述上制动球的直径，

其中所述上套口通过所述上连接通道与所述油路连通，从而将油从所述油路通过所述上连接通道供给到所述上套口，并且允许油压沿所述旋转轴的径向作用在所述上制动球上。

8、根据权利要求4所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，还包括：

沿所述旋转轴轴向设置的油路；

下连接通道，所述下连接通道的直径小于所述上制动球的直径，

其中所述下套口通过所述下连接通道与所述油路连通，从而将油从所述油路通过所述下连接通道供给到所述下套口，并且允许油压沿所述旋转轴的径向作用在所述下制动球上。

9、根据权利要求7所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述上制动孔通过所述上偏心衬套沿径向方向形成，以允许油在通过所述油路和所述上制动孔之后流到所述上偏心衬套的外面。

10、根据权利要求8所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述下制动孔通过所述下偏心衬套沿径向方向形成，以允许油在通过所述油路和所述下制动孔之后流到所述下偏心衬套的外面。

11、一种可变容量旋转式压缩机，包括：

沿第一方向和第二方向旋转的轴；

第一压缩室，所述第一压缩室具有第一容量，所述轴延伸通过所述第一压缩室，第一压缩操作选择性在所述第一压缩室中进行；

第二压缩室，所述第二压缩室具有第二容量，所述轴延伸通过所述第二压缩室，第二压缩操作选择性地在所述第二压缩室中进行；

分别放置在所述第一压缩室和所述第二压缩室内以执行压缩操作的第一偏心单元和第二偏心单元；

槽，所述槽具有第一端和第二端，并且设置在所述第一偏心单元和所述第二偏心单元之间的预定位置；

锁定销，当所述轴沿第一方向和第二方向旋转时所述锁定销分别选择性地接合所述槽的第一端和第二端，以分别进行所述第一压缩操作和所述第二压缩操作其中一个；以及

第一制动单元和第二制动单元，所述第一制动单元和所述第二制动单元防止压缩操作在其中进行的压缩室内发生滑动事件。

12、根据权利要求11所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，第一滚子和第二滚子分别放置在所述第一压缩室和所述第二压缩室内，以分别套在所述第一压缩室和所述第二压缩室内的所述偏心单元上。

13、根据权利要求12所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于

第一入口端口和第一出口端口与所述第一压缩室连通；

第二入口端口和第二出口端口与所述第二压缩室连通；

第一叶片设置在所述第一入口端口和所述第一出口端口之间；以及

第二叶片设置在所述第二入口端口和所述第二出口端口之间。

14、根据权利要求11所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述第一偏心单元和所述第二偏心单元包括：

分别在所述第一压缩室和所述第二压缩室内的所述轴上的第一偏心凸轮和第二偏心凸轮；

分别套在所述第一偏心凸轮和所述第二偏心凸轮上的第一偏心衬套和第二偏心衬套。

15、根据权利要求14所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述锁定销设置在所述第一偏心凸轮和所述第二偏心凸轮之间。

16、根据权利要求15所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，螺纹孔在所述第一偏心凸轮和所述第二偏心凸轮之间形成在所述轴上，以与所述第一偏心凸轮和所述第二偏心凸轮的最大偏心部分成大体90°。

17、根据权利要求16所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述轴沿所述第一方向和所述第二方向其中的一个方向转动，当所述锁定销与所述槽的第一端和第二端其中相应的一个接触时所述第一偏心衬套和所述第二偏心衬套选择性地转动。

18、根据权利要求17所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述第一偏心衬套的最大偏心部分与所述第二偏心衬套的最大偏心部分相对。

19、根据权利要求18所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，在从所述槽的第一端延伸到所述轴中心的线和从所述槽的第二端延伸到所述旋转轴中心的线之间的夹角大体是180°。

20、根据权利要求14所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述第一制动单元位于所述第一偏心凸轮和所述第一偏心衬套之间，而所述第二制动单元设置在所述第二偏心凸轮和所述第二偏心衬套之间。

21、根据权利要求11所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述第一制动单元包括：

在所述第一偏心凸轮的外表面上钻出以具有预定直径的第一套口；

在所述第一偏心衬套的内表面上钻出以具有预定直径的第一制动孔；以及

设定在所述第一套口内的第一制动单元，其中所述第一制动球的直径稍小于所述第一套口的直径，同时稍大于所述第一制动孔的直径。

22、根据权利要求21所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述第一制动单元上的离心力产生时，所述第一制动单元部分地插入所述第一制动孔内，由此防止所述第一偏心衬套在所述第一偏心凸轮上滑动。

23、根据权利要求22所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，还包括油路，所述油路沿所述轴轴向形成，所述第一套口通过将所述第一套口连接到所述油路的第一连接通道与所述油路连通。

24、根据权利要求23所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述锁定销接触所述槽的第一端，并且所述第一偏心凸轮和所述第一偏心衬套定位为与所述旋转轴偏心最大时，所述第一套口和所述第一制动孔位于一排。

25、根据权利要求24所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述轴沿所述第一方向旋转时，所述第一套口定位为引导所述锁定销，同时与所述锁定销角度间隔90°的角，并且所述第一制动孔定位为引导所述槽的第一端，同时与所述槽的第一端角度间隔90°的角，从而所述锁定销与所述槽的第一端接触，并且所述轴与所述第一偏心衬套和所述第二偏心衬套一起沿第一方向旋转，所述第一套口与所述第一制动孔对准成一排。

26、根据权利要求11所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，所述第二制动单元包括：

在所述第二偏心凸轮的外表面上钻出以具有预定直径的第二套口；

在所述第二偏心衬套的内表面上钻出以具有预定直径的第二制动孔；以及

设定在所述第二套口内的第二制动单元，其中所述第二制动球的直径稍小于所述第二套口的直径，同时稍大于所述第二制动孔的直径。

27、根据权利要求26所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述第二制动单元上的离心力产生时，所述第二制动单元部分地插入所述第二制动孔内，由此防止所述第二偏心衬套在所述第二偏心凸轮上滑动。

28、根据权利要求27所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，还包括油路，所述油路沿所述轴轴向形成，所述第二套口通过将所述第二套口连接到所述油路的第二连接通道与所述油路连通。

29、根据权利要求28所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述锁定销接触所述槽的第一端，并且所述第二偏心凸轮和所述第二偏心衬套定位为与所述旋转轴偏心最大时，所述第二套口和所述第二制动孔位于一排。

30、根据权利要求26所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于，当所述轴沿所述第二方向旋转时，所述第二套口定位为引导所述锁定销，同时与所述锁定销角度间隔90°的角，并且所述第二制动孔定位为引导所述槽的第一端，同时与所述槽的第二端角度间隔90°的角，从而所述锁定销与所述槽的第二端接触，并且所述轴与所述第一偏心衬套和所述第二偏心衬套一起沿第二方向旋转，所述第二套口与所述第二制动孔对准成一排。

31、一种冰箱，其特征在于，具有如权利要求11所述的可变容量旋转压缩机。

Images