CN101135308A - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明总体构思公开了一种旋转式压缩机，包括：气缸，用于形成压缩室，并包括叶片槽，叶片槽包括叶片导向部分和扩展部分，叶片导向部分从压缩室的内表面向外凹进，在叶片导向部分的外端区域中，扩展部分的宽度比叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度；辊子，用于在压缩室内偏心地旋转并压缩介质；叶片，被容纳在叶片槽中并在叶片槽中往复运动，且接触辊子的外表面以分割压缩室；填充构件，被容纳在扩展部分中的扩张宽度的空间中。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本发明总体构思涉及一种旋转式压缩机，尤其是涉及一种具有可变容量的旋转式压缩机。

背景技术

应用于空调器或冰箱的传统的制冷设备采用具有可变的制冷能力和可变的冷却剂压缩能力的可变容量的旋转式压缩机，可变的制冷能力有利于最佳制冷，而可变的冷却剂压缩能力有利于节省能源。

如第2004-21140号韩国专利首次公布所披露的，可变容量的旋转式压缩机包括：壳体，形成有压缩室；旋转轴，具有在压缩室中旋转的偏心部分；辊子，被可旋转地设置在偏心部分的外表面上，从而辊子的外表面与压缩室的内表面接触；叶片，设置在壳体中，沿着压缩室的径向方向往复运动，当辊子旋转时，叶片的前端部与辊子的外表面接触；限制装置，用于限制叶片。

限制装置包括：气缸，结合到壳体的外侧，用于通过旋转式压缩机的进口和出口的压力限制叶片；活塞，设置在气缸中，沿着叶片的驱动方向往复运动，并且活塞容纳叶片的后端部以使叶片在活塞的内部往复运动；第一通道，与气缸的内部相通；第二通道，连接旋转式压缩机的出口和第一通道；第三通道，连接旋转式压缩机的进口和第一通道；通道改变阀，被设置在第一通道、第二通道和第三通道连接的接合处。

在此，气缸形成延伸到叶片结合槽的后端区域的扩展空间，该扩展空间的宽度相对大于叶片的宽度，其中，叶片被容纳在叶片结合槽中。通过控制扩展空间的压力，叶片的往复运动被控制。

然而，在传统的旋转式压缩机中，由于形成到叶片的后端区域的扩展空间的宽度远大于叶片的宽度，所以需要大量的压缩介质来使叶片动作。因此，叶片的驱动响应速度(actuating response speed)下降，并且产生叶片的驱动噪声(actuating noise)。

发明内容

本发明总体构思提供了一种旋转式压缩机，其能够提高叶片的操作响应速度并减小由于叶片的运动而导致的噪声。

本发明总体构思的其它方面及功用一部分将通过下面的描述进行阐述，一部分将通过描述而显而易见，或者可以通过实施本发明总体构思而领悟。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和功用通过提供一种旋转式压缩机来实现，该旋转式压缩机包括：气缸，用于形成压缩室，并包括叶片槽，叶片槽包括叶片导向部分和扩展部分，叶片导向部分从压缩室的内表面向外凹进，在叶片导向部分的外端区域中，扩展部分的宽度比叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度；辊子，用于在压缩室内偏心地旋转并压缩介质；叶片，被容纳在叶片槽中并在叶片槽中往复运动，且接触辊子的外表面以分割压缩室；填充构件，被容纳在扩展部分中的扩张宽度的空间中。

所述旋转式压缩机还可包括在填充构件和叶片之间沿着叶片的宽度方向设置预定的空闲间隙。

填充构件的热变形温度可高于压缩介质的最大压缩温度。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和功用还可通过提供一种旋转式压缩机来实现，该旋转式压缩机包括：气缸，其形成有互相分开的第一压缩室和第二压缩室，并包括第一叶片槽和第二叶片槽，第一叶片槽从第一压缩室的内表面凹进，第二叶片槽从第二压缩室的内表面凹进，其中，第一叶片槽包括第一叶片导向部分和扩展部分，第一叶片导向部分从第一压缩室的内表面凹进，扩展部分的宽度比第一叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度；第一辊子，用于在第一压缩室内偏心地旋转并压缩介质；第一叶片，被容纳在第一叶片槽中并在第一叶片槽中往复运动，且接触第一辊子的外表面以分割第一压缩室；填充构件，被容纳在扩展部分中的扩张宽度的空间中。

在填充构件和第一叶片之间沿着第一叶片的宽度方向可设置预定的空闲间隙。

填充构件的热变形温度可高于压缩介质的最大压缩温度。

所述旋转式压缩机还可包括：第二辊子，用于在第二压缩室内偏心地旋转并压缩介质；第二叶片，被容纳在第二叶片槽中并在第二叶片槽中往复运动，且接触第二辊子的外表面以分割第二压缩室；叶片弹簧，被设置在第二叶片槽中，用于给第二叶片施加弹力，以使第二叶片接触第二辊子。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和功用还可通过提供一种旋转式压缩机来实现，该旋转式压缩机包括：第一压缩室，用于容纳将被压缩的第一介质；第一叶片槽，从第一压缩室径向地向外凹进；第一叶片，被设置在第一叶片槽中，以基于第一介质的压缩状态运动来分割第一压缩室；第一扩展部分，被设置在第一叶片槽的距第一压缩室最远的端部，以防止第一叶片震动；第一填充部分，被设置在第一扩展部分中，用于使第一叶片运动所需的被压缩的第一介质的量最小化。

第一填充部分还可基于第一介质的压缩状态防止第一叶片沿着与第一叶片的运动垂直的方向运动。

所述旋转式压缩机还可包括：固定单元，用于当第一叶片接触第一扩展部分的内壁时将第一叶片固定到第一扩展部分上。

所述固定单元可包括：磁体，被设置在第一扩展部分的内壁上，用于将第一叶片固定到第一扩展部分上以防止第一叶片运动。

所述旋转式压缩机还可包括：第二压缩室，用于容纳将被压缩的第二介质；第二叶片槽，从第二压缩室径向地向外凹进；第二叶片，被设置在第二叶片槽中，以基于第二介质的压缩状态运动来分割第二压缩室；第二扩展部分，被设置在第二叶片槽的距第二压缩室最远的端部，以防止第二叶片震动；第二填充部分，被设置在第二扩展部分中，用于使第二叶片运动所需的被压缩的第二介质的量最小化。

第一压缩室和第二压缩室可具有不同的压缩容量。

所述的旋转式压缩机还可包括：第一控制部分，用于选择性地使第一叶片运动以改变第一压缩室中的压缩容量；第二控制部分，用于选择性地使第二叶片运动以改变第二压缩室中的压缩容量。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明总体构思的上述和/或其它方面和功用将会变得清楚并更加容易理解，其中：

图1是示出在根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机的第一压缩室中的压缩操作的状态的纵向截面图；

图2是沿着图1中的线II-II截取的水平截面图；

图3是示出在根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机的第一压缩室中的压缩操作的状态的纵向截面图；

图4是沿着图3中的线IV-IV截取的水平截面图；

图5是图2中的区域A的放大视图。

具体实施方式

现在将参照附图详细说明本发明总体构思的实施例，其例子在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下通过参照图来描述实施例以解释本发明总体构思。

如图1所示，根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机包括：传动部分10，被安装在密封容器1的内上部中；压缩部分20，被安装在密封容器1的内下部中，并且通过旋转轴11与传动部分10连接。

传动部分10包括：定子12，被固定到密封容器1的内表面上，并具有圆筒形的形状；转子13，被可旋转地设置在定子12的内部，并通过其中部结合到旋转轴11上。当被供电时，转子13旋转，从而传动部分10使通过旋转轴11连接的压缩部分20动作。

压缩部分20包括：气缸30，被分为第一压缩室31和第二压缩室32，第一压缩室31被设置在气缸30的上部，第二压缩室32被设置在气缸30的下部；第一压缩单元40和第二压缩单元50，分别被设置在第一压缩室31和第二压缩室32中，通过旋转轴11被驱动。

气缸30包括：第一主体33，被设置在气缸30的上部，并形成有第一压缩室31；第二主体34，被设置在气缸30的下部，并形成有第二压缩室32；中心板35，被设置在第一主体33和第二主体34之间，用于将第一压缩室31和第二压缩室32分开；第一法兰36和第二法兰37，分别被安装到第一主体33的上部和第二主体34的下部，用于封闭第一压缩室31的上开口和第二压缩室32的下开口，并共同支撑旋转轴11。旋转轴11穿过第一压缩室31和第二压缩室32的中心，并与第一压缩室31中的压缩单元40和第二压缩室32中的压缩单元50分别连接。

第一压缩单元40和第二压缩单元50包括分别被设置在第一压缩室31和第二压缩室32中的旋转轴11上的第一偏心部分41和第二偏心部分51，以及分别被可旋转地结合到第一偏心部分41和第二偏心部分51的外表面上的第一辊子42和第二辊子52，第一辊子42和第二辊子52能够与第一压缩室31和第二压缩室32接触地旋转。第一偏心部分41和第二偏心部分51具有彼此相反的偏心方向，以保持平衡。第一辊子42和第二辊子52分别在第一压缩室31和第二压缩室32中旋转，以压缩介质。

第一压缩单元40和第二压缩单元50包括第一叶片43和第二叶片53，第一叶片43和第二叶片53用于根据第一辊子42和第二辊子52的旋转通过沿着径向方向的往复运动而分别分割第一压缩室31和第二压缩室32。参照图1和图2，第一叶片43和第二叶片53通过分别被容纳在第一叶片槽44和第二叶片槽54中并被第一叶片槽44和第二叶片槽54引导而往复运动，并且第一叶片43和第二叶片53沿着第一压缩室31的径向和第二压缩室32的径向延长。第一叶片43和第二叶片53分别接触第一辊子42的外表面和第二辊子52的外表面，从而分割第一压缩室31和第二压缩室32。

第一主体33和第二主体34分别形成有用于容纳第一叶片43和第二叶片53的第一叶片槽44和第二叶片槽54，第一叶片槽44和第二叶片槽54引导第一叶片43和第二叶片53以使其分别进入和离开第一压缩室31和第二压缩室32。

第一叶片槽44包括：在第一压缩室31的内表面中的第一叶片导向部分45，用于引导第一叶片43；扩展部分46，在第一叶片导向部分45的外端区域中，扩展部分46的宽度大于第一叶片导向部分45的宽度。

第一叶片导向部分45向外凹进，其在第一压缩室31的内表面中的宽度与第一叶片43的宽度相对应，从而为第一叶片43提供通道。第一叶片导向部分45容纳第一叶片43，并引导第一叶片43进入和离开第一压缩室31。

在第一叶片导向部分45的外端区域(即，离压缩室31的中心最远的区域)，扩展部分46的宽度比第一叶片导向部分45的宽度大预定的扩张宽度。即，扩展部分46提供的通道的宽度比第一叶片导向部分45的宽度大。通过倒角工艺(chamfering process)在扩展部分46和第一叶片导向部分45之间的边界上形成修整部分(trimmed part)48。通过形成修整部分48，第一叶片43的驱动可成功地进行。在第一叶片槽44的修整部分48的制造过程中，形成扩展部分46。

通过中心板35和第一法兰36，扩展部分46从密封容器1的内部空间分开。第一叶片43的后端可具有与扩展部分46的内表面相应的曲面。在与第一叶片43的后端接触的扩展部分46的后部设置磁体47以固定第一叶片43，从而防止当第一叶片43完全缩回时摇摆。由于第一叶片43的后端具有曲面，所以当第一叶片43缩回时，第一叶片43的后端能够容易地接触到磁体47。

根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机还包括第一叶片控制部分60，该第一叶片控制部分60用于为扩展部分46提供吸入压力以使第一叶片43保持在缩回状态，并为扩展部分46提供释放压力以允许第一叶片43往复运动。根据这种构造，第一叶片控制部分60限制或释放第一叶片43，从而在第一压缩室31中完成压缩或空转(idling)，从而改变压缩容量。第二叶片槽54包括：第二叶片导向部分56，在第二压缩室32的内表面中向外凹进，以引导第二叶片53；叶片弹簧容纳部分57，设置有用于向第二辊子52压迫第二叶片53的叶片弹簧，从而第二叶片43分割第二压缩室32。

与吸入管71和72连接以将气体供应到第一压缩室31和第二压缩室32内的吸入孔73，以及用于将在第一压缩室31和第二压缩室32中压缩的气体排放到密封容器1内的排放孔75和76分别形成在第一主体33和第二主体34中。因此，当旋转式压缩机1被驱动时，密封容器1的内部由于通过排放管75和76排放的压缩气体而保持高压，并且，密封容器1中的压缩气体通过排放管77被引导到旋转式压缩机的外部，其中，排放管77被设置在密封容器1的上部。

被吸入的气体经过储气装置78，通过吸入管71和72被引导到各个压缩室31和32的吸入孔73。

参照图1，第一叶片控制部分60包括：连接管61，在第一叶片槽44的后部直接与扩展部分46相通；高压管62，连接连接管61和排放管77；低压管63，连接连接管61和吸入管70；调节阀64，用于选择性地将高压管62或低压管43连接到连接管61。调节阀64包括电机驱动的三通阀，该三通阀设置在连接管61、高压管62和低压管63连接的接合处。连接管61的出口连接到第一法兰36，而第一法兰36形成有相通的通道36a，用于直接连接连接管61和扩展部分46。即，扩展部分46被设置在第一叶片槽44的后部，连接管61连接到第一法兰36，从而直接与扩展部分46相通。

根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机还包括填充构件80，该填充构件80被容纳在宽度增大了的扩展部分46的空间中。填充构件80减小了扩展部分46的空间容量，从而减小了第一叶片43的驱动时间。当第一叶片43被高压的压缩介质驱动时，由于压缩介质的量减小，所以可改善第一叶片的响应。此外，当第一叶片43运动时，填充构件80可防止第一叶片43的后端部在扩展部分46的加宽的空间中颤动。即，填充构件80可防止嘎嘎作响。因此，可减小由于第一叶片43的运动而导致的噪声。

填充构件80可由具有良好的热性能的材料形成。填充构件80的阈值热变形温度可高于压缩介质的最大压缩温度。此外，填充材料80可由能够耐受第一压缩室31的最大压力的材料形成。然而，本发明总体构思不限于上述材料。

参照图4，当在第一压缩室31中没有进行压缩时，在第一叶片43远离第一辊子42而被容纳在第一叶片槽44(即，缩回位置)的状态下，在填充构件80和第一叶片43之间设置有预定的空间间隙(predetermined spare gap)S(见图5)。因此，填充构件80的高度可大致等于第一压缩室31的高度。

以下将参照图1至图5描述根据本发明总体构思的实施例的旋转式压缩机的操作过程。

参照图1和图2，当调节阀64操作使高压管62与连接管61相通时，释放压力被施加到扩展部分46。因此，由于第一叶片43在释放压力的作用下被推向第一压缩室31，所以第一叶片43根据第一辊子42的偏心旋转而往复运动。相反，参照图3和图4，当调节阀64操作使低压管63与连接管61相通时，吸入压力被施加到扩展部分46。因此，由于第一叶片43缩回而暂停时，在第一压缩室31中出现空转。当第一叶片43缩回而暂停时，第一叶片43的后端部结合到磁体47上，以防止第一叶片43震动。即，虽然由于第一压缩室31中的第一辊子42的空转而在第一压缩室31中发生压力变化，但是可防止第一叶片43颤动，并可执行无声操作。通过将填充构件80设置在扩展部分46的空间上，可提高第一叶片43的响应速度，并可减小由于第一叶片43的操作而导致的噪声。

根据这种构造，由于根据本发明总体构思实施例的旋转式压缩机通过第一叶片控制部分60控制对第一叶片43的限制，所以可在第一压缩室31中完成压缩或空转，从而通过其改变压缩容量。即，当释放压力被施加到扩展部分46上而使第一叶片43往复运动时，在第一压缩室31和第二压缩室32中都完成压缩，从而完成大容量的压缩。相反，当吸入压力被施加到扩展部分46以限制第一叶片43时，在第一压缩室31中执行空转，并且仅在第二压缩室32中执行压缩，从而减小压缩容量。

在根据本发明总体构思的实施例中，旋转式压缩机仅包括第一叶片控制部分60。另一种方式是，第一压缩室31和第二压缩室32可具有不同的容量，并且第二叶片控制部分(未示出)还可被设置为控制对第二叶片53的限制。在此，第二叶片控制部分可具有与第一叶片控制部分60相同的操作原理。因此，通过使第一压缩室31和第二压缩室32的容量不同以及控制第一叶片控制部分60和第二叶片控制部分以选择性地限制第一叶片43或第二叶片53，可使压缩容量变化。例如，通过下面的各种情况以各种方式来改变压缩能力，所述的各种情况包括：在第一压缩室31中进行空转而在第二压缩室32中进行压缩旋转；在第一压缩室31中进行压缩旋转而在第二压缩室32中进行空转；在第一压缩室31和第二压缩室32中都进行压缩旋转。此外，传动部分10的旋转速度的变化以及机械的压缩容量的变化还可使压缩容量的可变范围多样化。

根据这一构造，通过将填充构件容纳在扩展部分中，可提高叶片的操作响应速度，并可减小由于叶片的运动而导致的噪声，其中，扩展部分的宽度比叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度。

如上所述，本发明总体构思提供了一种旋转式压缩机，其能够提高叶片的操作响应速度，并可减小由于叶片的运动而导致的噪声。

虽然已经显示并描述了本发明总体构思的一些示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中进行改变，本发明总体构思的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种旋转式压缩机，包括：

气缸，用于形成压缩室，并包括叶片槽，叶片槽包括叶片导向部分和扩展部分，叶片导向部分从压缩室的内表面向外凹进，在叶片导向部分的外端区域中，扩展部分的宽度比叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度；

辊子，用于在压缩室内偏心地旋转并压缩介质；

叶片，被容纳在叶片槽中并在叶片槽中往复运动，且接触辊子的外表面以分割压缩室；

填充构件，被容纳在扩展部分中的扩张宽度的空间中。

2.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中，在填充构件和叶片之间沿着叶片的宽度方向设置预定的空闲间隙。

3.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中，填充构件的热变形温度高于压缩介质的最大压缩温度。

4.一种旋转式压缩机，包括：

气缸，其形成有具有第一叶片槽的第一压缩室和具有第二叶片槽的第二压缩室，第一叶片槽从第一压缩室的内表面凹进，第二叶片槽从第二压缩室的内表面凹进，其中，第一压缩室和第二压缩室互相分开，

其中，第一叶片槽包括：

第一叶片导向部分，第一叶片导向部分从第一压缩室的内表面凹进；

扩展部分，扩展部分的宽度比第一叶片导向部分的宽度大预定的扩张宽度，

所述旋转式压缩机还包括：

第一辊子，用于在第一压缩室内偏心地旋转并压缩介质；

第一叶片，被容纳在第一叶片槽中并在第一叶片槽中往复运动，且接触第一辊子的外表面以分割第一压缩室；

填充构件，被容纳在扩展部分中的扩张宽度的空间中。

5.如权利要求4所述的旋转式压缩机，其中，在填充构件和第一叶片之间沿着第一叶片的宽度方向设置预定的空闲间隙。

6.如权利要求4所述的旋转式压缩机，其中，填充构件的热变形温度高于压缩介质的最大压缩温度。

7.如权利要求4、5或6所述的旋转式压缩机，还包括：

第二辊子，用于在第二压缩室内偏心地旋转并压缩介质；

第二叶片，被容纳在第二叶片槽中并在第二叶片槽中往复运动，且接触第二辊子的外表面以分割第二压缩室；

叶片弹簧，被设置在第二叶片槽中，用于给第二叶片施加弹力以使第二叶片接触第二辊子。

8.一种旋转式压缩机，包括：

第一压缩室，用于容纳将被压缩的第一介质；

第一叶片槽，从第一压缩室径向地向外凹进；

第一叶片，被设置在第一叶片槽中，以基于第一介质的压缩状态运动来分割第一压缩室；

第一扩展部分，被设置在第一叶片槽的距第一压缩室最远的端部，以防止第一叶片震动；

第一填充部分，被设置在第一扩展部分中，用于使第一叶片运动所需的被压缩的第一介质的量最小化。

9.如权利要求8所述的旋转式压缩机，其中，第一填充部分还基于第一介质的压缩状态防止第一叶片沿着与第一叶片的运动垂直的方向运动。

10.如权利要求8所述的旋转式压缩机，还包括：

固定单元，用于当第一叶片接触第一扩展部分的内壁时将第一叶片固定到第一扩展部分上。

11.如权利要求10所述的旋转式压缩机，其中，所述固定单元包括：

磁体，被设置在第一扩展部分的内壁上，用于将第一叶片固定到第一扩展部分上以防止第一叶片运动。

12.如权利要求8所述的旋转式压缩机，还包括：

第二压缩室，用于容纳将被压缩的第二介质；

第二叶片槽，从第二压缩室径向地向外凹进；

第二叶片，被设置在第二叶片槽中，以基于第二介质的压缩状态运动来分割第二压缩室；

第二扩展部分，被设置在第二叶片槽的距第二压缩室最远的端部，以防止第二叶片震动；

第二填充部分，被设置在第二扩展部分中，用于使第二叶片运动所需的被压缩的第二介质的量最小化。

13.如权利要求12所述的旋转式压缩机，其中，第一压缩室和第二压缩室具有不同的压缩容量。

14.如权利要求12所述的旋转式压缩机，还包括：

第一控制部分，用于选择性地使第一叶片运动以改变第一压缩室中的压缩容量；

第二控制部分，用于选择性地使第二叶片运动以改变第二压缩室中的压缩容量。

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