CN101052808A - 容量变化型旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种容量变化型旋转式压缩机，包括：气缸，该气缸安装在具有排出压力状态的外壳(100)中；设置在叶片(440)后侧处的叶片压力室(C)，通过插入气缸从而旋转的旋转轴(230)、或插入旋转轴(230)的滚动活塞(340、430)，该叶片(440)将气缸的内部空间分成吸入室和压缩室；压力控制单元(500)，该压力控制单元(500)用于将排出压力或吸入压力供应到叶片压力室，从而限制或释放叶片(440)的运动；以及防压力泄漏联接单元，该防压力泄漏联接单元用于将气缸(410)和轴承(330、420)相互联接并从而防止叶片压力室(C)的压力泄漏，所述轴承设置在气缸(410)的两侧并与气缸(410)一起形成叶片压力室(C)。压缩和排出制冷剂的容量根据荷载改变并且简化压缩机的整体结构，从而减少压缩机或具有该压缩机的空调的能量消耗，并简化装配特性。此外，防止供应有排出压力和吸入压力的叶片压力室(C)的压力泄漏，从而增强容量变化功能。

Description

容量变化型旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及旋转式压缩机，更具体地，涉及一种容量变化型旋转式压缩机，这种压缩机能够依照荷载改变压缩和排出制冷剂的容量，能够简化压缩机的结构，并能够通过防止在容量变化的时候产生的制冷剂泄漏来提高可靠性。

背景技术

通常，通过将室内温度保持为设定温度，空调用来使室内房间维持成舒适状态。空调包括致冷系统。该致冷系统包括：压缩机，该压缩机用于压缩制冷剂；冷凝器，该冷凝器用于冷凝压缩机压缩后的制冷剂并向外辐射热量；膨胀阀，该膨胀阀用于降低冷凝器冷凝后的制冷剂压力；以及蒸发器，该蒸发器用于蒸发已经通过膨胀阀的制冷剂并吸收外部热量。

在上述致冷系统中，当电能被供给压缩机使其运转时，从压缩机排出的高温高压制冷剂顺序通过冷凝器、膨胀阀和蒸发器，然后被吸入压缩机中。重复上述过程。在上述过程中，冷凝器产生热量，而蒸发器通过吸收外部热量产生冷空气。由冷凝器产生的热量和由蒸发器产生的冷空气被选择性地循环到室内房间中，从而将室内房间维持成舒适状态。

构成上述致冷系统的压缩机多种多样。尤其是，应用于空调的压缩机包括旋转式压缩机、涡旋式压缩机等。

在制造空调时，最重要的因素是使制造成本最少以便提高产品竞争性，并使能量消耗最小。

尤其是，由于石油的使用量在世界范围内不断增加，油价上升。因此，研究一种能够使得能量消耗最小的空调是重要的任务。

为了使空调的能量消耗最小，空调依照其安装所在室内房间的荷载、也就是温度状况来驱动。换句话说，当室内温度急剧升高时，空调处于强力模式(power mode)，以便根据急剧的温度变化(过量荷载)产生大量的冷空气。与此相反，当室内温度小范围变化时，空调处于节省模式(saving mode)，以便产生较少的冷空气来保持预设的室内温度。

为了执行以上模式，控制由压缩机压缩和排出的制冷剂的量，从而改变致冷系统的致冷性能。

作为用于控制从压缩机排出的制冷剂的量的方法，逆变器电机被应用于压缩机，从而改变压缩机的驱动电机的每分钟转数(rpm)。压缩机驱动电机的每分钟转数根据空调所安装的室内房间的荷载受到控制，并由此控制从压缩机排出的制冷剂的量。通过改变从压缩机排出的制冷剂的量，控制由冷凝器产生的热的量和由蒸发器产生的冷空气的量。

然而，在将逆变器电机应用于压缩机的情况下，制造成本由于逆变器电机的高价格而增加，从而降低了价格竞争性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种容量变化型旋转式压缩机，该压缩机能够根据荷载改变压缩和排出制冷剂的容量，能够简化压缩机的结构，并能够通过防止在容量变化的时候产生的制冷剂泄漏来提高可靠性。

为了实现这些目标和其它优点，并根据在此具体实施和概括描述的本发明的目的，提供了一种容量变化型的旋转式压缩机，该压缩机包括：气缸，该气缸安装在呈排出压力状态的外壳中；设置在叶片后侧处的叶片压力室，该叶片将气缸的内部空间分成吸入室和压缩室，其中旋转轴插入气缸中由此旋转，或者滚动活塞插入到该旋转轴中；压力控制单元，该压力控制单元用于将排出压力或吸入压力供应到叶片压力室，从而限制或释放叶片的运动；以及防压力泄漏联接单元，该防压力泄漏联接单元用于将气缸和位于气缸的两侧处的轴承相互联接，从而防止叶片压力室的压力泄漏，这些轴承与气缸一起形成叶片压力室。

附图的简单说明

包含用来进一步理解本发明的、并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述部分一起用于说明本发明的原理。

在附图中：

图1是管系图，显示出具有根据本发明第一实施例的容量变化型旋转式压缩机；

图2是界面图，显示出根据本发明第一实施例的容量变化型旋转式压缩机；

图3是透视图，显示出根据本发明的容量变化型旋转式压缩机的第二压缩部分；

图4是截面图，显示出根据本发明的容量变化型旋转式压缩机的防压力泄漏联接单元；并且

图5和图6是截面图，分别显示出根据本发明的容量变化型旋转式压缩机的连接单元的优选实施例。

实施优选实施例的模式

现在将详细参考本发明的优选实施例，本发明的实例图解在附图中。

在下文中，将参照这些附图更详细地说明根据本发明的容量变化型旋转式压缩机。

图1是显示出致冷循环系统的管系图，该制冷循环系统具有根据本发明第一实施例的容量变化型旋转式压缩机；图2是显示出根据本发明第一实施例的容量变化型旋转式压缩机的截面图；图3是显示出根据本发明的容量变化型旋转式压缩机的第二压缩部分的透视图。

如所示，根据本发明的容量变化型旋转式压缩机包括：外壳100，多个吸气管SP1和SP2以及一个排气管DP连接到该外壳100；电机部分200，它安装在外壳100的上侧并产生旋转力；第一压缩部分300和第二压缩部分400，它们安装在外壳100的下侧，并借助电机部分200产生的旋转力压缩制冷剂；叶片压力室C，它位于构成第二压缩部分400的第二叶片440的后侧；压力控制单元，它用于将排出压力或吸入压力供应到叶片压力腔C，从而限制或释放第二叶片440的运动；以及防压力泄漏联接单元，它用于将气缸和位于气缸两侧的轴承相互联接，从而防止叶片压力室C的压力泄漏。

电机部分200包括：定子210，它安装在外壳100中并从外部接收电能；转子220，它以一定气隙布置在定子210中并受定子210影响而旋转；以及旋转轴230，它联接到转子220、用于将旋转力传递到第一压缩部分300和第二压缩部分400。优选地，该电机部分执行恒速驱动或变速驱动。

第一压缩部分300包括：第一气缸310，它具有环形形状并安装在外壳100中；上轴承板320(在下文中称为上轴承)和中间轴承板330(在下文中称为中间轴承)，这些轴承板覆盖第一气缸310的上侧和下侧、从而形成第一压缩空间(V1)，用于沿径向方向支承旋转轴230；第一滚动活塞340，它可旋转地联接到旋转轴230的上偏心部分，并通过在第一气缸310的第一压缩空间V1中轨道运动压缩制冷剂；第一叶片350，它联接到第一气缸310使得能够沿径向方向运动，以便接触第一滚动活塞340的外圆周表面，用于将第一气缸310的第一压缩空间V1分成第一吸入室和第一压缩室；叶片支承弹簧360，它用于弹性支承第一叶片350；第一排出阀370，它联接到上轴承320，用于打开和关闭设置在上轴承320处的第一排出孔321；以及第一消声器380，它联接到上轴承以减小噪音。

第二压缩部分400包括：第二气缸410，它具有环形形状并安装在外壳100内部的第一气缸310的下侧；中间轴承330和下轴承板420(在下文中将称为下轴承)，这些轴承联接到第二气缸410的两侧、用于沿径向方向和轴向方向支承旋转轴230；第二滚动活塞430，它可旋转地联接到旋转轴230的下偏心部分，并通过在第二气缸410的第二压缩空间V2中轨道运动压缩制冷剂；第二叶片440，它联接到第二气缸410使得能够沿径向方向运动，以便与第二滚动活塞430的外圆周表面接触/分离用于将第二气缸410的第二压缩空间V2分成第二吸入室和第二压缩室、或将吸入室和压缩室相互连接；第二排出阀450，它装配在下轴承420处，用于打开和关闭设置在下轴承420处的第二排出孔421。用于减小噪音的第二消声器460联接到下轴承420。

如图3所示，第二气缸410包括：第二叶片狭槽411，它形成在构成第二压缩空间V2的内圆周表面一侧，用于沿径向方向往复运动第二叶片440；第二入口(未示出)，它沿径向方向形成在第二叶片狭槽411的一侧，用于将制冷剂引入第二压缩空间V2；以及第二排出引导槽(未示出)，它形成在第二叶片狭槽411的另一侧，用于将制冷剂排出到外壳100中。

叶片压力室C设置在第二气缸410处。叶片压力室C由压力空间412和中间轴承330以及下轴承420组成，其中压力空间412沿径向方向形成在第二叶片狭槽411的后侧，中间轴承330和下轴承420分别联接到第二气缸410的两侧。叶片压力室C是密封空间。

中间轴承330和下轴承420包括：主体部分，该主体部分具有盘形形状且具有大于第二气缸410的内径并小于第二气缸410的外径的尺寸；以及延伸部分331和422，这些延伸部分从主体部分的一侧延伸成半圆形状，从而覆盖叶片压力室C。

延伸部分331和422到第二气缸410的接触表面形成为具有与构成第二气缸410的压缩空间V2的表面相同的粗糙度。出于密封的考虑，延伸部分331和422到第二气缸410的叶片压力室412边缘部分的接触表面形成为具有小于3z的粗糙度。

在延伸部分331和422沿轴的方向的各个中间部分，可以贯穿地形成有用于将包含在外壳100中的油引入到叶片压力室412的油通孔(未示出)。

防压力泄漏联接单元联接第二气缸410和下轴承420、或联接第二气缸410和中间轴承330，以便防止叶片压力室C的压力泄漏。防压力泄漏联接单元是用于联接下轴承420的延伸部分422和第二气缸410的下表面的部分联接螺栓610。部分联接螺栓610能够将第二气缸410和中间轴承330相互联接。更明确地说，在下轴承420的延伸部分422处以一定间隙形成有通孔423，并在第二气缸410的叶片压力室412的两侧分别形成有联接槽413。部分联接螺栓610联接到通孔423和联接槽413。通过与上述方法相同的方法，部分联接螺栓610联接到中间轴承和第二气缸。

在叶片压力室C附近，部分联接螺栓610将第二气缸410和下轴承420相互联接并将第二气缸410和中间轴承330相互联接，从而提高叶片压力室C的密封度。

作为防压力泄漏联接单元的另一变型实例，如图4所示，设有用于联接第二气缸410的贯穿联接螺栓620、位于第二气缸410两侧的中间轴承330和下轴承420。更明确地说，通孔423和414形成在下轴承420和第二气缸410处，以便位于叶片的两侧。联接槽332形成在对应于通孔的中间轴承330的下表面。贯穿联接螺栓620联接通孔423和414以及联接槽332。由于贯穿联接螺栓620一体地联接下轴承420、中间轴承330和第二气缸410，所以提高了叶片压力室C的密封强度并简化了装配过程。

上轴承320、第一气缸310、中间轴承330、第二气缸410和下轴承420通过多个联接螺栓(未示出)相互联接。

压力控制单元500包括：模式转换阀510，它用于将稍后说明的共同侧连接管道520连接至吸入侧连接管道530和排出侧连接管道540，从而将叶片压力室C的内部压力形成为吸入压力和排出压力；共同侧连接管道520，它连接到模式转换阀510的一侧，用于将模式转换阀510连接到第二气缸420的叶片压力室412；吸入侧连接管道530，它连接到模式转换阀510的另一侧，用于将模式转换阀510连接到第二吸气管SP2；以及排出侧连接管道540，它联接到模式转换阀510的又一侧，用于将模式转换阀510连接到外壳100的内部空间。

优选地，排出侧连接管道540连接到外壳100的内部空间低于油面的下部，以便在正常驱动期间将油平稳地引入叶片压力室412。

在压力控制单元500的共同侧连接管道520与叶片压力室C之间，设有用于防止压力泄漏的连接单元600。

用于将叶片压力室C与外壳100的外部相互连接的连接单元700是具有第一管道部分710和第二管道部分720的阶梯型连接管。第一管道部分710贯穿地插入第二气缸410和外壳100。此外，第二管道部分720从第一管道部分710伸出使得内径大于第一管道部分710的内径，并且共同侧连接管道520联接到第二管道部分720。

阶梯型连接管的第一管道部分710和第二管道部分720可以由相同或不同的材料形成。

当阶梯型连接管的第一管道部分710和第二管道部分720由不同的材料形成时，第一管道部分710优选由钢形成而第二管道部分720由铜形成。当第一管道部分710由钢形成而第二管道部分720由铜形成时，第一管道部分710能够以小的变形联接到贯穿外壳100形成在第二气缸410处的管孔415，而第二管道部分720能够关于共同侧连接管道520具有优良的焊接特性。管孔415形成为穿透第二气缸410的叶片压力室C和第二气缸410的外圆周表面。

当阶梯型连接管由相同材料形成时，该材料优选为铜。

共同侧连接管道520由铜形成。

根据连接单元700的另一实施例，如图5所示，该连接单元包括：第一连接管730，它具有一定的内径和长度并贯穿地插入第二气缸410和外壳100，用于将叶片压力室C与外壳100的外部相互联接；以及第二连接管740，它具有一定的长度和对应于第一连接管的外径的内径。第二连接管740的一侧联接到第一连接管730，而其另外一侧联接到共同侧连接管道520。

优选地，第一连接管730和第二连接管740通过焊接相互连接。第一连接管730和第二连接管740可以由相同或不同的材料形成。

当第一连接管730和第二连接管740由不同材料形成时，第一连接管730优选由钢形成而第二连接管740由铜形成。当第一连接管730由钢形成而第二连接管740由铜形成时，第一连接管730能够以小的变形联接到贯穿外壳100形成在第二气缸410处的管孔415，而第二连接管740能够关于第一连接管730和共同侧连接管道520具有优良的焊接特性。

根据连接单元700的又一实施例，如图6所示，设有一种线性连接管，该连接管具有一定的内径和长度并贯穿地插入第二气缸410和外壳100，用于将叶片压力室C与外壳100的外部相互连接。共同侧连接管道520联接到连接单元700的一侧。

位于第二气缸410和外壳100处的线性连接管由钢形成，而联接到共同侧连接管道520的线性连接管由铜形成。

未说明的附图标记10表示冷凝器，20表示膨胀装置，30表示蒸发器，而110表示储存器。

将说明根据本发明的容量变化型旋转式压缩机的操作。

当电能被供应到电机部分200的定子210使得转子220旋转时，旋转轴230和转子220一起旋转，从而将电机部分200的旋转力传递到第一压缩部分300和第二压缩部分400。当第一压缩部分300和第二压缩部分400被一起正常驱动时，产生大容量的冷却能力。然而，当第一压缩部分300执行正常驱动而第二压缩部分400执行节省驱动时，产生了小容量的冷却能力。

当压缩机或具有该压缩机的空调处于强力模式时，操作模式转换阀510，从而将排出侧连接管道540与共同侧连接管道520相互连接。结果，高压的油被引入第二气缸410的叶片压力室C。第二叶片440由于油的压力而后退由此与第二滚动活塞430相接触，并正常地压缩引入第二压缩空间V2的制冷剂气体且排出制冷剂气体。

第一叶片350和第二叶片440分别接触滚动活塞340和430，将第一压缩空间V1和第二压缩空间V2分成吸入室和压缩室，并压缩吸入到各个吸入室中的制冷剂然后排出制冷剂。结果，压缩机或具有该压缩机的空调执行100％的驱动。

当压缩机或使用该压缩机的空调处于类似于初始驱动的节省模式时，以与正常驱动相反的方式操作模式转换阀510，从而使得吸入侧连接管道530与共同侧连接管道520相互连接。因此，吸入到第一气缸410中的低压制冷剂被部分地引入叶片压力室C。结果，第二叶片440由于第二压缩空间V2的压力而后退到具有低压的叶片压力室C，从而使得第二压缩空间V2的吸入室和压缩室相互连接。因此，未压缩吸入到第二压缩空间V2中的制冷剂。由于第二气缸410的压缩室和吸入室连接，吸入到第二气缸410的吸入室中的制冷剂未被压缩，而是沿着第二滚动活塞430的轨迹再次运动到吸入室。因此，第二压缩部分400未压缩制冷剂，从而压缩机或使用该压缩机的空调仅仅以由第一压缩部分300压缩的制冷剂容量执行驱动。

出于密封的考虑，中间轴承330和下轴承420的延伸部分331和422被处理成具有大约3z的粗糙度。叶片压力室C附近的延伸部分331和422通过使用部分联接螺栓610或贯穿联接螺栓620联接到第二气缸410，以便第二气缸410的叶片压力室C通过轴承330和420的延伸部分331和422而变成密封的。由于叶片压力室C变成密封的，即使在高压或低压的制冷剂或者油被供应到叶片压力室C的情况下，也防止制冷剂或油泄漏到外壳100的内部空间。

在本发明中，连接单元700设置在叶片压力室C与共同侧连接管道520之间，从而防止外壳100内部的高压制冷剂泄漏到叶片压力室C和外壳100的外部。更具体地，当由铜形成的共同侧连接管道520联接到贯穿外壳100的气缸管孔415时，由于外壳100和第二气缸410由强度大于铜的钢形成，所以共同侧连接管道520变形，并且外壳100内部的高压制冷剂在共同侧连接单元700与管孔415之间泄漏。然而，在本发明中，连接单元700在到气缸管孔415和外壳100的联接部分由钢形成，并在到共同侧连接管道520的联接部分由具有优良焊接特性的铜形成。因此，当连接单元联接到第二气缸410和外壳100时，防止连接单元700的变形从而防止压力泄漏。此外，连接单元700能够联接到具有优良焊接特性的共同侧连接管道520。

此外，在传统方法中，当共同侧连接管道520被直接插入外壳100和第二气缸410中以便连接到叶片压力室C时，由于共同侧连接管道520是弯曲形成的所以联接操作是困难的。然而，在本发明中，连接单元700设置在共同侧连接管道520与叶片压力室C之间。因此，连接单元700被插入外壳100和第二气缸410，而共同侧连接管道520被插入连接单元700，从而便于联接操作。

在优选实施例中，叶片压力室设置在第二压缩部分处。然而，叶片压力室也可以设置在第一压缩部分、或第一和第二压缩部分处。

如上所述，根据本发明的容量变化型旋转式压缩机，压缩和排出的制冷剂的容量根据荷载改变并且简化该压缩机的整体结构，从而减少压缩机或具有该压缩机的空调的能量消耗，并由于简化的装配过程而提高组装特性。

此外，防止供应有排出压力和吸入压力的叶片压力室的压力泄漏，从而增强容量变化功能并进而提高可靠性。

虽然本发明能够以数种形式实施而不偏离其要旨或必要特征，但也应理解到，除非以其它方式指定，上述实施例不受前述的任何细节的限制，而是应解释为广泛地处于本发明的要旨和如在所附权利要求中限定的范围内，因此意味着所附权利要求包含属于权利要求范围或其等同物范围内的所有改变和修改。

Claims (13)

1.一种容量变化型旋转式压缩机，包括：

气缸，该气缸安装在具有排出压力状态的外壳中；

设置在叶片后侧处的叶片压力室，通过插入气缸从而旋转的旋转轴、或插入旋转轴的滚动活塞，该叶片将气缸的内部空间分成吸入室和压缩室；

压力控制单元，该压力控制单元用于将排出压力或吸入压力供应到该叶片压力室，从而限制或释放所述叶片的运动；以及

防压力泄漏联接单元，该防压力泄漏联接单元用于将气缸和位于气缸的两侧处的轴承相互联接，从而防止叶片压力室的压力泄漏，这些轴承与气缸一起形成叶片压力室。

2.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述防压力泄漏联接单元是部分联接螺栓，用于将所述气缸和位于所述气缸一侧处的所述轴承相互联接。

3.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述防压力泄漏联接单元是贯穿联接螺栓，用于将所述气缸和位于所述气缸两侧处的两个轴承相互联接。

4.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述叶片压力室包括：压力空间，该压力空间从形成在所述气缸处的叶片狭槽延伸出；以及延伸部分，该延伸部分设置在所述轴承处，并使得所述气缸的压力空间密封，并且所述防压力泄漏联接单元联接到所述延伸部分。

5.如权利要求1所述的旋转式压缩机，还包括连接单元，该连接单元用于连接构成所述压力控制单元的连接管道和所述叶片压力室，并防止该连接管道和所述叶片压力室的压力泄漏。

6.如权利要求5所述的旋转式压缩机，其中所述连接单元是包括第一管道部分和第二管道部分的阶梯型连接管，其中所述第一管道部分贯穿地插入到气缸和外壳中以便将所述叶片压力室连接到所述外壳的外部，所述第二管道部分从所述第一管道部分延伸出，从而具有的内径大于第一管道部分的内径，并且所述连接管道联接到所述第二管道部分。

7.如权利要求6所述的旋转式压缩机，其中所述阶梯型连接管由一种材料形成。

8.如权利要求6所述的旋转式压缩机，其中所述阶梯型连接管由铜形成。

9.如权利要求6所述的旋转式压缩机，其中所述阶梯型连接管的第一管道部分由钢形成，而所述阶梯型连接管的第二管道部分由铜形成。

10.如权利要求5所述的旋转式压缩机，其中所述连接单元包括：第一连接管，该第一连接管具有一定的内径和长度，并贯穿地插入到所述气缸和所述外壳中，用于将所述叶片压力室与所述外壳的外部相互连接；以及第二连接管，该第二连接管具有一定的长度、和与所述第一连接管的外径对应的内径，第二连接管的一侧联接到第一连接管，而另一侧联接到所述连接管道。

11.如权利要求10所述的旋转式压缩机，其中所述第一连接管和第二连接管通过焊接相互联接。

12.如权利要求10所述的旋转式压缩机，其中所述第一连接管由钢形成，而所述第二连接管由铜形成。

13.如权利要求10所述的旋转式压缩机，其中所述第一连接管由钢形成，所述第二连接管由铜形成，而所述连接管道由铜形成。

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