CN100395452C - 可变容量旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

一种可变容量旋转压缩机，该压缩机可防止闭锁销因旋转压缩机操作期间产生的轻微振动而从固定孔松开。旋转压缩机包括：上部和下部压缩室；旋转轴；在装配在旋转轴上的上和下部偏心凸轮；分别设置在上和下部偏心凸轮上的上部和下部偏心衬套；在上部和下部偏心衬套之间的槽；及闭锁销，闭锁销固定在旋转轴处形成的固定孔内，用于有选择地将上和下偏心衬套切换到最大偏心旋转位置。闭锁销设有闭锁突起，该闭锁突起在与固定方向相反的方向中延伸。固定孔有闭锁槽，闭锁销的闭锁突起接合到其中，当闭锁销被固定在固定孔内时，该闭锁销不沿松开方向旋转。因此，当轻微振动被传送到闭锁销时，闭锁销不会从固定孔松开。

Description

可变容量旋转压缩机

技术领域

本发明涉及一种旋转压缩机；而更具体地讲，本发明涉及一种可变容量旋转压缩机，该可变容量旋转压缩机能够通过设置在旋转轴处的偏心单元在具有不同容量的两个压缩室的一个中选择地执行压缩，从而变化旋转压缩机的容量。

背景技术

诸如空调或冰箱的利用制冷循环冷却环境的制冷装置，具有压缩制冷循环的闭合回路中循环的制冷剂的压缩机。这种制冷装置的制冷能力可以根据压缩机的压缩容量设置。因此，当压缩机的压缩容量可变时，制冷装置优选地根据环境温度与设置温度之差进行工作，从而有效地冷却环境。因此，可以减小能量消耗。

冷却装置使用的压缩机可以被分为旋转压缩机和活塞式压缩机。下面将描述本发明适用的旋转压缩机。

传统的旋转压缩机包括：设置在密封封闭的容器中的定子和转子；通过转子延伸的旋转轴；与旋转轴整体形成的偏心凸轮；以及设置在压缩室内偏心凸轮的外周或外圆周上的滚筒。当旋转轴旋转时，偏心凸轮和滚筒在压缩室内偏心旋转，因此气体被导入气体被压缩的压缩室内。然后，经压缩的气体被从密封封闭的容器中排出。

具有上述结构的传统旋转压缩机具有固定的压缩容量。因此，压缩容量不能根据环境温度与设置温度之差进行调节。

当环境温度比设置温度高得多时，需要压缩机采用较大压缩容量以快速冷却环境。当环境温度和设置温度差很小时，需要压缩机采用较小压缩容量以减小能耗。然而，传统旋转压缩机不考虑环境温度与设置温度之差而以固定的压缩容量不变地操作。因此，传统的旋转压缩机不能根据环境温度的变化最佳地运行，而造成能量的浪费。

发明内容

因此，本发明一方面提供了一种可变容量旋转压缩机，该可变容量旋转压缩机能够通过设置在旋转轴处的偏心单元在具有不同容量的两个压缩室中的一个选择执行压缩，从而改变旋转压缩机容量。

本发明的另一方面提供了一种可变容量旋转压缩机，它具有牢固地固定在旋转轴的固定孔内的销或闭锁销(latch pin)。

根据一个方面，本发明提供了一种可变容量旋转压缩机，包括：具有不同容量的上和下压缩室，该上和下压缩室被相互隔开；延伸经过上部和下部压缩机室的旋转轴；安装在旋转轴上而与旋转轴偏心的上部和下部偏心凸轮，该上和下偏心凸轮被分别设置在上部和下部压缩机室中；分别设置在上和下偏心凸轮上的上部和下部偏心衬套；在上部和下部偏心衬套之间确定的槽；形成在旋转轴处的固定孔；被固定在固定孔中的闭锁销，以便闭锁销根据旋转轴的旋转方向被锁定到槽两端中的一端；以及用于防止闭锁销从固定孔松开的防松装置。该防松装置包括：形成在闭锁销处而在固定方向的反方向中延伸的闭锁突起；以及闭锁槽，该闭锁槽形成在固定孔处，以便闭锁突起在松开方向中结合在闭锁槽内，因此，当闭锁销被固定在固定孔内时，闭锁销就不会在松开方向中旋转。

该闭锁销包括：其上形成闭锁突起的头部；以及其直径小于头部直径的主体部分，而该固定孔包括：与闭锁销的主体部分对应的第一固定部分；以及与闭锁销的头部对应的第二固定部分，该第二固定部分具有形成在其上的闭锁槽。

闭锁销头部的长度比固定孔的第二固定部分的长度长，这样当闭锁销被固定在固定孔内时，闭锁销的头部就会从第二固定部分突起，而该闭锁突起的长度对应于第二固定部分，该闭锁突起从头部的内端延伸。

优选地，闭锁销的头部具有其外径从头部的内端向外端逐渐增加的锥形圆周表面，而固定孔的第二固定部分具有与闭锁销的头部的锥形圆周表面对应的锥形圆周表面，其内径从第二固定部分的内端向外端逐渐增加。

优选地，头部和第二固定部分的锥形圆周表面处的倾角被分别近似地设置在2和5度之间。

第一固定部分和主体部分分别设置有螺纹，以便主体部分被拧入第一固定部分，而头部的闭锁突起被接合到第二固定部分的闭锁槽内，通过它闭锁销被固定在固定孔内。

本发明其它方面与/或优点在下述描述中被部分地提出，部分通过描述而显而易见，或通过实践本发明而了解。

附图说明

结合附图，通过对实施例的如下描述，本发明的这些与/或其它特征及优点将会变得更加明显和更易理解，其中：

图1为显示根据本发明一个实施例的可变容量旋转压缩机内部结构的纵剖视图；

图2为显示从图1的可变容量旋转压缩机的旋转轴分离出的偏心单元的分解透视图；

图3为显示图2的闭锁销和固定孔的局部放大透视图；

图4为显示被牢固地安装在固定孔内的闭锁销的局部断面图；

图5为显示旋转轴沿第一旋转方向旋转时，偏心单元在上部压缩室中执行压缩的剖视图；

图6等同于图5，显示旋转轴沿第一旋转方向旋转时，偏心单元在下部压缩室中不执行压缩的剖视图；

图7为显示旋转轴沿第二旋转方向旋转时，偏心单元在下部压缩室中执行压缩的剖视图；

图8等同于图7，显示旋转轴沿第二旋转方向旋转时，偏心单元在上部压缩室中不执行压缩的剖视图。

具体实施方式

现在，将详细参考本发明的实施例、其示例在附图中示出，其中相同标号始终代表类似的单元。以下将参照各图描述实施例以说明本发明。

图1为显示根据本发明的一个实施例的可变容量旋转压缩机内部结构的纵剖视图。如图1所示，可变容量旋转压缩机包括：设置在密封封闭的容器10中用于产生旋转力的驱动单元20；以及利用驱动单元20的旋转力压缩气体的压缩单元30。驱动单元20包括：设置在密封封闭的容器10中的圆筒状定子22；可旋转地设置在定子22中的转子23；以及从转子23的中心延伸的旋转轴21，该旋转轴21用于与转子23一起实现前向旋转(沿第一旋转方向)和反向旋转(沿第二旋转方向)。

该压缩单元30包括：外壳33，它带有在其上部内确定的圆筒状上部压缩室31和在其下部中确定的圆筒状下部压缩室32，该上部和下部压缩室31和32具有不同的容量；上部和下部法兰35和36，该上部和下部法兰35和36设置在外壳33的上端和下端用于可转动地支撑旋转轴21；以及中间板34，该中间板34设置在上部和下部压缩室31和32之间，用于分隔上部和下部压缩室31和32。

上部压缩室31的高度比下部压缩室32的高度大。因此，上部压缩室31的容量比下部压缩室32的容量大，所以在上部压缩室31中被压缩的气体量比在下部压缩室32中压缩的气体量更大。换言之，根据本发明的旋转压缩机具有可变容量。

可选地，下部压缩室32的高度也可以比上部压缩室31的高度大。在这种情况中，下部压缩室32的容量比上部压缩室31的容量大，所以在下部压缩室32中被压缩的气体量比在上部压缩室31中压缩的气体量更大。

上部和下部压缩室31和32中设置有偏心单元40，该偏心单元40根据旋转轴21的旋转方向允许在上部和下部压缩室31和32中的一个有选择地压缩，其结构和操作将参考图2到8在下面进行描述。

上部和下部滚筒37和38分别设置在上部和下部压缩室31和32中，且可旋转地设置在偏心单元40的外部周围上。上和下部入口63和64和上和下部出口65和66形成在外壳33处，分别与上和下部压缩室31和32连通(参照图5和图7)。

上部叶片61设置在上部入口63和上部出口65之间，并沿密封封闭的容器10的径向方向，上部叶片61由支撑弹簧61a被压靠在上部滚筒37上(参照图5)。下部叶片62设置在下部入口64和下部出口66之间，并沿密封封闭的容器10的径向方向，下部叶片61由支撑弹簧62a被压靠在下部滚筒38上(参照图7)。

在储蓄器(accumulator)69的排放管69a处，为了仅允许从液态制冷剂分离出的气态制冷剂被导入压缩机，设置了通道开关单元70以有选择地开启/关闭引入通道67和68，这样气态制冷剂就被供应到外壳33处形成的上部和下部入口63和64中的一个，具体地到执行压缩操作的入口。阀71被安装在通道开关单元70中，以开启引入通道67和68中的一个，而由于可水平运动，根据被连接到上部入口63的引入通道67和连接到下部入口64的引入通道68之间的压差，供应气态制冷剂。

参照图2至图4，将描述作为本发明特征的旋转轴和偏心单元的结构。

图2为显示从图1的可变容量旋转压缩机的旋转轴分离的偏心单元的分解透视图；图3为显示图2的闭锁销和安装孔的部分放大透视图；而图4为显示被牢固地安装在安装孔内的闭锁销的部分断面图。

如图2所示，偏心单元40包括：被配合在旋转轴21上的上部和下部偏心凸轮41和42，它们分别与上部和下部压缩室31和32对应；分别设置在上部和下部偏心凸轮41和42的外周或圆周上的上部和下部偏心轴衬套51和52；设置在上和下偏心凸轮41和42之间的闭锁销80；以及在上部和下部偏心轴衬套51和52之间确定的槽或狭槽53，该槽53延伸预定长度，当旋转轴21前向或反向旋转时，用于在槽53的其中一端处锁定闭锁销80，以便闭锁销80实现离合操作。

上和下偏心凸轮41和42从旋转轴21的外周向外突起，而与旋转轴21的中线C1-C1偏心地垂直设置。此外，上和下偏心凸轮41和42的布置方式如下：连接在上偏心凸轮41的最大偏心部分(即从旋转转21突起最大的部分)与上偏心凸轮41的最小偏心部分(即从旋转转21突起最小的部分)之间的上部偏心线L1-L1，对应于连接在下偏心凸轮42的最大偏心部分(即从旋转转21突起最大的部分)与下偏心凸轮42的最小偏心部分(即从旋转转21突起最小的部分)之间的下部偏心线L2-L2。

上部偏心凸轮41的纵向长度等于上部压缩室31的高度。与之类似，下部偏心凸轮42的纵向长度等于下部压缩室32的高度。

该闭锁销80，包括：具有紧固/松开槽的头部81；以及从头部81延伸预定长度的主体部分82。闭锁销80被安装在上和下偏心凸轮41和42之间的旋转轴21处形成的固定孔90内，而该固定孔90与偏心线LI-L1和L2-L2约成90度的角度，以便闭锁销80被装配在旋转轴21上。以下将参照图3和图4，详细描述将闭锁销80固定在旋转轴21的固定孔90内。

上部偏心衬套51具有对应于上部偏心凸轮41的纵向长度，而下部偏心衬套52具有对应于下部偏心凸轮42的纵向长度，上部偏心衬套51和下部偏心衬套52通过连接部54被整体地相互连接在一起。槽53的宽度略大于闭锁销80的头部81的直径，它沿连接部分54的圆周方向形成在连接部54处。

通过连接部分54相互整体连接的上部和下部偏心衬套51和52，被配合在旋转21上，而闭锁销80穿过槽53而被插入到旋转轴21的固定孔90内。结果，闭锁销在穿过槽53被插入的同时而被装配到旋转轴21。

当旋转轴21在前向或反向旋转时，上部和下部偏心衬套51和52不会旋转，直到闭锁销80被锁定到槽53的第一和第二端53a和53b中的一端。当闭锁销80被锁定到槽53的第一和第二端53a和53b中的一端时，上部和下部偏心衬套51和52就会与旋转轴21一起在前向或反向中旋转。

连接在上部偏心衬套51的最大和最小偏心部分之间的偏心线L3-L3与连接在槽53的第一端53a与连接部分54的中心之间的直线间近似成90度角。类似地，连接在下部偏心衬套52的最大和最小偏心部分之间的偏心线L4-L4与连接在槽53的第二端53b与连接部分54的中心之间的直线之间近似成90度角。

上部偏心衬套51的偏心线L3-L3与下部偏心衬套52的偏心线L4-L4位于同一平面。上部偏心衬套51的最大偏心部分与下部偏心衬套52的最大偏心部分位置相反。沿连接部分54的圆周方向形成在连接部分54处的槽53的第一和第二端53a和53b之间的连线成180度角。

当闭锁销80被锁定到槽53的第一端53a时，上部偏心衬套51就会与旋转轴21一起沿第一旋转方向旋转(下部偏心衬套也被旋转)。此时，上部偏心凸轮41的最大偏心部分接触上部偏心衬套51的最大偏心部分，其结果是：上部偏心衬套51在前向方向中旋转，同时与旋转轴21最大地偏心(参照图5)。下部偏心凸轮42的最大偏心部分接触下部偏心衬套52的最小偏心部分，因此下部偏心衬套52在前向方向中旋转，同时与旋转轴21同心(参照图6)。

另一方面，当因为闭锁销80被锁定到槽53的第二端53b而下部偏心衬套52与旋转轴21一起沿第二旋转方向旋转时，下部偏心凸轮42的最大偏心部分接触下部偏心衬套52的最大偏心部分，因此下部偏心衬套52沿反向方向旋转，同时与旋转轴21最大地偏心(参照图7)。上部偏心凸轮41的最大偏心部分接触上部偏心衬套51的最小偏心部分，因此上部偏心衬套5l沿反向方向旋转，同时与旋转轴21同心(参照图8)。

闭锁销80被牢固地固定在旋转轴21的固定孔90内。以下，将参照图3和图4描述闭锁销在固定孔90内的安装。

如图3所示，该固定孔90包括：设置在固定孔90内部的第一固定部分91，该第一固定部分91在其内圆周或内周上形成有预定螺距的螺纹；以及设置在固定孔90入口处的第二固定部分92，该第二固定部分92的内径大于第一固定部分91的内径，该第二固定部分92在其内周上并不带有螺纹。

第二固定部分92具有锥形圆周表面或锥形内周表面，其内径从固定孔90的内部到固定孔90的出口逐渐增加，以便圆周表面倾斜预定角度θ(参照图4)。优选地，角度θ被设置在大致2到5度之间。闭锁槽(latchgroove)93形成在第二固定部分92的内圆周表面的预定位置处，它沿第二固定部分92的纵向方向延伸。闭锁槽93通过从第二固定部分92的圆周表面切去第二固定部分92的一部分得到。

闭锁销80的头部81被固定在如上所述结构的固定孔90中，闭锁销80的头部81形成对应于固定孔90的第二固定部分92的形状，而闭锁销80的主体部分82的外径与固定孔90的第一固定部分91的内径相同。闭锁销80的主体部分82的螺纹与固定孔90的第一固定部分91的螺纹对应。

具体地，闭锁销80的头部81具有锥形圆周表面或锥形外周表面，其外径从头部81的内端(头部81被连接到主体部分82处)到头部外端逐渐增加，以便圆周表面以某一预定角度θ倾斜。闭锁突起83形成在头部81的外圆周表面的某一预定位置处，它被接合在闭锁槽93中。

头部81的长度比第二固定部分92的长度长。因此，当闭锁销80被固定在固定孔90内时，头部81会从第二固定部分92突出，以便闭锁销80实现槽53中的离合操作(参照图4)。

形成在头部81的闭锁突起83沿闭锁销80被固定在固定孔90中的固定方向(图3中箭头所示方向)相反的方向(即松开方向)突出。闭锁突起83的长度与沿轴向在第二固定部分92处形成的闭锁槽93的长度对应。

如图4所示，当闭锁销80被插入固定孔90中，然后利用较大的旋转力旋转头部81，头部81被强行旋转入固定孔90的第二固定部分92。因此，主体部分82被拧入固定孔90的第一固定部分91内，而同时闭锁突起83被接合到闭锁槽93中。采用这种方式，闭锁销80被牢固地固定在固定孔90内。

当由偏心单元40的操作产生的轻微振动或冲击被传送到闭锁销80时，由于闭锁突起83被如上所述接合到闭锁槽93内，闭锁销80不会沿闭锁销从固定孔90松开的方向旋转。因此，可以保证闭锁销90被牢固地固定在固定孔90内。

从前述内容可以容易地理解：形成在闭锁销80处的闭锁突起83和形成在固定孔90处的闭锁槽93一起用作防松装置，该防松装置防止闭锁销80沿闭锁销80从固定孔90松开的方向旋转。

以下将参照图5到图8，描述通过如上所述构造的偏心单元的操作，气态制冷剂在上部或下部压缩室中选择性地压缩。

图5为显示随着旋转轴沿第一旋转方向旋转，偏心单元在上部压缩室中执行压缩的剖视图；而图6等同于图5，显示随着旋转轴沿第一旋转方向旋转，偏心单元在下部压缩室中不执行压缩的剖视图。

如图5所示，当旋转轴21沿第一旋转方向旋转(在图5中的逆时针方向)时，从旋转轴21突起的闭锁销80穿过形成在上部和下部偏心衬套51和52之间的槽53被插入的同时，被旋转预定角度。结果，闭锁销80，更具体地是闭锁销80的头部81，被锁定到槽53的第一端53a。因此，上部偏心衬套51与旋转轴21一起旋转。

当闭锁销80被锁定到槽53的第一端53a时，上部偏心凸轮41的最大偏心部分接触上部偏心衬套51的最大偏心部分，从而上部偏心衬套51自旋转轴21的中心线C1-C1最大地偏心地旋转。因此，上部滚筒37被旋转而接触确定上部压缩室31的外壳33的内圆周，从而进行压缩。

同时，如图6所示，下部偏心凸轮42的最大偏心部分接触下部偏心衬套52的最小偏心部分，因此下部偏心衬套52与旋转轴21的中心线C1-C1同心地旋转。因此，下部滚筒38与确定下部压缩室32的外壳33的内圆周间隔预定距离地旋转，从而不进行压缩。

当旋转轴21沿第一旋转方向旋转，气态制冷剂经上部入口63被导入具有相对较大容量的上部压缩室31内，利用上部滚筒37对该气态制冷剂进行压缩，然后经上部出口65被排出。另一方面，具有相对较小容量的下部压缩室32中不执行压缩。因此，旋转压缩机以较大容量运行。

图7为显示随着旋转轴沿第二旋转方向旋转，偏心单元在下部压缩室中执行压缩的剖视图；而图8与图7相同，显示随着旋转轴沿第二旋转方向旋转，偏心单元在上部压缩室中不执行压缩的剖视图。

当如图7所示旋转轴21沿第二旋转方向(图7中的顺时针方向)旋转时，则仅在下部压缩室32中执行压缩。

具体地，当旋转轴21沿第二旋转方向旋转时，从旋转轴21突起的闭锁销80被锁定到槽53的第二端53b。因此，下部偏心衬套52和上部偏心衬套51与旋转轴21一起沿第二旋转方向旋转。

因此，下部偏心凸轮42的最大偏心部分接触下部偏心衬套52的最大偏心部分，而因此下部偏心衬套52自旋转轴21的中心线C1-C1最大地偏心地旋转。因此，下部滚筒38接触确定下部压缩室32的外壳33的内圆周地旋转，从而实现压缩。

同时，如图8所示，上部偏心凸轮41的最大偏心部分接触上部偏心衬套51的最小偏心部分，而因此上部偏心衬套51与旋转轴21的中心线C1-C1同心地旋转。因此，上部滚筒37与确定上部压缩室31的外壳33的内圆周间隔预定距离地旋转，从而不进行压缩。

因此，经下部入口64被导入具有相对较小容量的下部压缩室32内的气态制冷剂，利用下部滚筒38被压缩，然后经下部出口66被排出。另一方面，具有相对较大容量的上部压缩室31中不执行压缩。因此，旋转压缩机以较小容量进行操作。

当旋转轴12、上部和下部偏心衬套51和52以及上部和下部辊37和38被旋转时，轻微的振动会被连续地传送到固定在固定孔90内的闭锁销80。同时，闭锁销80也反复地冲撞槽53的两端53a和53b。因此，闭锁销80可能从固定孔90松开。然而根据本发明，在松开方向中从闭锁销80的头部81突起的闭锁突起83被紧固地接合在形成在固定孔90的第二固定部分92的闭锁槽93内。因此，闭锁销80不会从固定孔90松开。

通过上述描述可以很明显知道，本发明提供了一种可变容量旋转压缩机，通过设置在用于前向或反向旋转的旋转轴处的偏心单元，该可变容量旋转压缩机能够选择地在具有不同容量的两个压缩室中的一个选择执行压缩。因此，本发明具有减小能耗的效果。

此外，用于离合器的闭锁销被紧固地固定在固定孔中，以便当轻微振动或冲击被传送到闭锁销时，闭锁销不会从固定孔松开。因此，偏心单元可平稳地操作。

虽然已显示和描述了本发明的实施例，本领域的技术人员将意识到：在不背离本发明原理与精神(本发明的范围由权利要求及等同原则确定)的情况下，可以对本实施例进行改动。

Claims (6)

1.一种可变容量旋转压缩机，包括：

具有不同容量的上部和下部压缩室，所述上部和下部压缩室相互隔开；

通过上部和下部压缩机室延伸的旋转轴；

配合在旋转轴上而与旋转轴偏心的上部和下部偏心凸轮，所述上部和下部偏心凸轮被分别设置在上部和下部压缩室中；

分别设置在上部和下部偏心凸轮的外周上的上部和下部偏心衬套；

在上部和下部偏心衬套之间的槽；

形成在旋转轴处的固定孔；

闭锁销，所述闭锁销被固定在固定孔中，所述闭锁销根据旋转轴的旋转方向被锁定到所述槽的两端中的一端；和

用于防止闭锁销从固定孔松开的防松装置，

其中所述防松装置包括：

形成在闭锁销处而沿与固定方向相反的方向延伸或伸出的闭锁突起；

闭锁槽，所述闭锁槽形成在固定孔处，以便闭锁突起沿松开方向接合在所述闭锁槽内，

因此当闭锁销被固定在固定孔内时，闭锁销不沿松开方向旋转。

2.根据权利要求1中所述的压缩机，其中所述闭锁销包括：头部，在所述头部形成有闭锁突起；以及直径小于头部直径的主体部分，而其中所述固定孔包括：与闭锁销的主体部分对应的第一固定部分；以及与闭锁销的头部对应的第二固定部分，在所述第二固定部分形成有闭锁槽。

3.根据权利要求2中所述的压缩机，其中所述闭锁销头部的长度比固定孔的第二固定部分的长度长，这样当闭锁销被固定在固定孔内时，闭锁销的头部从第二固定部分突起，而其中所述闭锁突起的长度对应于或等于第二固定部分的长度，所述闭锁突起从头部的内端延伸。

4.根据权利要求3中所述的压缩机，其中闭锁销的头部具有外径从头部的内端到外端逐渐增加的锥形周面，而固定孔的第二固定部分具有与闭锁销的头部的锥形周面对应的锥形周面，其内径从第二固定部分的内端到外端逐渐增加。

5.根据权利要求4中所述的压缩机，其中头部和第二固定部分的锥形周面处的倾角被分别设置在大约2和5度之间。

6.根据权利要求2中所述的压缩机，其中所述第一固定部分和主体部分分别设置有螺纹，以便主体部分被拧入第一固定部分中，而所述头部的闭锁突起被接合到第二固定部分的闭锁槽内，因此闭锁销被固定在固定孔内。

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