CN101245783B - 旋转压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋转压缩机，该旋转压缩机包括：壳体，限定彼此隔开的第一压缩室和第二压缩室；第一凸缘和第二凸缘，结合到壳体上，用于分别封闭第一压缩室和第二压缩室；中间板，用于将第一压缩室和第二压缩室相互隔开；第一辊子和第二辊子，分别可旋转地安装在第一压缩室和第二压缩室中；第一叶片和第二叶片，分别沿着第一压缩室和第二压缩室的径向往复运动，以分割第一压缩室和第二压缩室；叶片控制装置，用于通过利用吸入压力和排放压力来控制第一叶片的往复运动，以改变压缩容量。在第一辊子的端部限定的第一间隙小于在第二辊子的端部限定的第二间隙。

Description

旋转压缩机
技术领域
本发明涉及一种旋转压缩机，更具体地讲，涉及这样一种旋转压缩机，该旋转压缩机能够改善压缩室的密封效果，并在压缩室中执行空转操作的同时使吸入到压缩室中的致冷剂或油的量最小化。
背景技术
第10-0621026号韩国专利登记(公开于2006年9月15日)公开了一种多旋转压缩机(multiple rotary compressor)，该多旋转压缩机包括：彼此隔开的上面的第一压缩室和下面的第二压缩室；第一辊子和第二辊子，在对应的压缩室中旋转，用于分别在压缩室中执行压缩操作。传统的旋转压缩机还包括：第一叶片，用于分割上面的第一压缩室；第二叶片，用于分割下面的第二压缩室；叶片控制装置，用于选择性地限制或者释放第二叶片，以实现可变的压缩容量。
叶片控制装置通过将吸入压力施加到由第二叶片限定的背压空间来限制第二叶片，或者通过将排放压力施加到背压空间来使第二叶片往复运动。通过如上所述控制第二叶片的操作，叶片控制装置引起第二压缩室中的压缩旋转操作或者空转操作，从而实现压缩容量的变化。
但是，在如上所述的传统的旋转压缩机中，当第一压缩室执行压缩旋转操作并且第二压缩室执行空转操作时，第二压缩室的内部压力小于密封容器的内部压力，从而在密封容器内的被压缩的致冷剂和油的液态混和体可被无意地吸入到第二压缩室中。具体地讲，被压缩的致冷剂和油的液体混和体可以通过在第二辊子的上端和下端限定的间隙被吸入到第二压缩室中。一旦被压缩的致冷剂和油的液态混和体被吸入到第二压缩室中，则其就作为旋转负载，并且可使压缩机的效率变差。此外，虽然各个压缩室执行压缩旋转操作，但是被压缩的致冷剂气体可通过各个辊子的上端和下端限定的间隙而泄漏，从而以上所描述的旋转压缩室在压缩效率方面变差。
发明内容
因此，本发明的一方面在于解决上述问题。
本发明的另一方面在于提供一种旋转压缩机，该旋转压缩机能够改善压缩室的密封效果，从而在第一压缩室中执行空转操作的同时使吸入到压缩室中的致冷剂或油的量最小化。
本发明的其它方面和/或优点部分将在以下描述中进行阐述，部分将从描述中变得清楚，或者可以通过实施本发明而了解。
本发明的另一方面在于提供一种能够改善压缩室的密封效果从而实现压缩效率的提高的旋转压缩机。
通过提供一种旋转压缩机可实现上述和/或其它方面，所述旋转压缩机包括：壳体，限定彼此隔开的第一压缩室和第二压缩室；第一凸缘和第二凸缘，结合到壳体上，用于分别封闭第一压缩室和第二压缩室；中间板，用于将第一压缩室和第二压缩室相互隔开；第一辊子和第二辊子，分别可旋转地安装在第一压缩室和第二压缩室中；第一叶片和第二叶片，安装成分别沿着第一压缩室和第二压缩室的径向往复运动，以分割第一压缩室和第二压缩室；叶片控制装置，通过利用吸入压力和排放压力来控制第一叶片的往复运动，以改变压缩容量，其中，在第一辊子和第一凸缘之间的在第一辊子的端部限定的第一间隙小于在第二辊子和第二凸缘之间的在第二辊子的端部限定的第二间隙。
可基于等式d1＝d2x[1-V1/(V1+V2)]确定第一间隙d1的宽度，其中，d2是第二间隙的宽度，V1是第一压缩室的容积，V2是第二压缩室的容积。
叶片控制装置可包括：控制阀，将排放压力或者吸入压力选择性地施加到在第一叶片的后侧限定的空间中；连接通道，用于将控制阀连接到在第一叶片的后侧的所述空间中；高压通道，用于将控制阀连接到压缩机的排放侧；低压通道，用于将控制阀连接到压缩机的吸入侧。
通过提供一种旋转压缩机可实现上述和/或其它方面，所述旋转压缩机包括：壳体，限定彼此隔开的第一压缩室和第二压缩室；第一凸缘和第二凸缘，结合到壳体上，用于分别封闭第一压缩室和第二压缩室；中间板，用于将第一压缩室和第二压缩室相互隔开；第一辊子和第二辊子，分别可旋转地安装在第一压缩室和第二压缩室中；第一叶片和第二叶片，安装成分别沿着第一压缩室和第二压缩室的径向往复运动，以分割第一压缩室和第二压缩室；叶片控制装置，通过利用吸入压力和排放压力来控制第一叶片的往复运动，从而改变压缩容量；多个密封装置，分别设置在第一辊子的两端，用于在第一辊子与第一凸缘之间以及在第一辊子和中间板之间进行密封。其中，所述密封装置的每个包括：密封凹槽，形成在第一辊子中；密封环，被容纳在密封凹槽中，适于相反地运动以紧密接触第一凸缘或者中间板；环形压力弹簧，安装在密封凹槽中，用于将密封环压向第一凸缘或者中间板。
所述压力弹簧可具有半圆形的截面。
通过提供一种旋转压缩机可实现上述和/或其它方面，所述旋转压缩机包括：壳体，具有压缩室；多个凸缘，结合到壳体，用于封闭压缩室；辊子，在压缩室中旋转；多个密封装置，分别在辊子的上端和下端，用于在对应的凸缘的内表面与辊子之间进行密封，其中，所述密封装置的每个包括：密封凹槽，形成在辊子中；密封环，被容纳在密封凹槽中，用于相反地运动以紧密接触对应的凸缘的内表面；环形压力弹簧，安装在密封凹槽中，用于将密封环压向所述凸缘。
附图说明
通过下面参照附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的旋转压缩机的剖视图，示出了在第一压缩室中执行压缩旋转操作的状态；
图2是沿着图1中II-II′线剖开的剖视图；
图3是根据本发明的第一实施例的旋转压缩机的剖视图，示出了在第一压缩室中执行空转操作的状态；
图4是沿着图3中IV-IV′线剖开的剖视图；
图5是图1中的A部分的详细视图；
图6是根据本发明第二实施例的旋转压缩机的剖视图；
图7是包括在根据本发明的第二实施例的旋转压缩机中的密封装置的分解透视图；
图8是图6中的B部分的详细视图；
图9是根据本发明第三实施例的旋转压缩机的剖视图；
图10是根据本发明第四实施例的旋转压缩机的剖视图。
具体实施方式
现在，将详细描述实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号将始终指示相同的元件。以下，将参照附图描述实施例以解释本发明。
图1至图5示出了根据本发明第一实施例的旋转压缩机。如图1所示，旋转压缩机包括：密封容器10；电机装置20，布置在密封容器10的上部区域中；压缩装置30，布置在密封容器10的下部区域中，该压缩装置30通过旋转轴21连接到电机装置20。
电机装置20包括结合到密封容器10的内表面的圆柱形定子22以及可旋转地安装到定子22内的转子23，该转子23围绕旋转轴21在中心结合。随着转子23接收到被施加到电机装置20上电能而旋转，电机装置20使通过旋转轴21连接到其的压缩装置30工作。
压缩装置30包括：壳体，具有彼此隔开的上面的第一压缩室31和下面的第二压缩室32；第一压缩单元40和第二压缩单元50，分别布置在第一压缩室31和第二压缩室32中，第一压缩单元40和第二压缩单元50通过旋转轴21而被操作。
压缩装置30的壳体包括将第一压缩室31限定在其中的第一壳体33和将第二压缩室32限定在其中的第二壳体34，第二壳体34位于第一壳体33之下。中间板35安装在第一壳体33和第二壳体34之间，用于将第一压缩室31和第二压缩室32彼此分开。第一凸缘(flange)36结合到第一壳体33的顶部，第二凸缘37结合到第二壳体34的底部。第一凸缘36和第二凸缘37分别用于封闭第一压缩室31上部的开口和第二压缩室32下部的开口，并且用于支撑旋转轴21。旋转轴21穿透第一压缩室31和第二压缩室32的中心，并且连接到第一压缩室31和第二压缩室32内的压缩单元40和50。
第一压缩单元40包括：第一偏心部分41，在第一压缩室31内围绕旋转轴21设置；第一辊子42，可旋转地结合到第一偏心部分41的外表面上，以旋转接触第一压缩室31的内表面。类似地，第二压缩单元50包括：第二偏心部分51，在第二压缩室32内围绕旋转轴21设置；第二辊子52，可旋转地结合到第二偏心部分51的外表面上，以旋转接触第二压缩室32的内表面。第一偏心部分41和第二偏心部分51相对于旋转轴21按照相反的方向布置，从而保持平衡。
第一压缩单元40和第二压缩单元50分别包括第一叶片43和第二叶片53。第一叶片43和第二叶片53适于根据第一辊子42和第二辊子52的旋转运动而沿着对应的压缩室31和32的径向往复运动，从而用于分割对应的压缩室31和32。如图1和图2所示，第一叶片43和第二叶片53被容纳在第一叶片导向凹槽44和第二叶片导向凹槽54中。这里，第一叶片导向凹槽44和第二叶片导向凹槽54沿着对应的压缩室31和32的径向纵向延伸，以引导第一叶片43和第二叶片53的往复运动。第二叶片导向凹槽54将叶片弹簧55容纳其中。叶片弹簧55将第二叶片53压向第二辊子52，以使第二压缩室32被第二叶片53分割。
密封室46被限定在第一叶片导向凹槽44的后侧，以容纳第一叶片43的后端。密封室46通过中间板35和第一凸缘36与密封容器10的内部空间隔绝。叶片控制装置60被设置成通过将吸入压力施加到密封室46在向后运动的位置限定第一叶片43，或者通过将排放压力施加到密封室46允许第一叶片43往复运动。
通过限制或者释放第一叶片43，叶片控制装置60实现在第一压缩室31中的压缩或者空转操作，从而能够引起压缩容量的改变。如图1所示，叶片控制装置60包括：控制阀64，转换流动通道；连接通道61，将控制阀64连接到第一叶片导向凹槽44；高压通道62，将控制阀64连接到排放管77；低压通道63，将控制阀64连接到吸入管70。控制阀64切换流动通道，以使连接通道61选择性地与高压通道62和低压通道63连通，从而允许排放压力或者吸入压力被选择性地施加到在第一叶片导向凹槽44的后侧限定的密封室46。
第一壳体33和第二壳体34分别具有：吸入孔(见图2，由标号73表示)，连接到吸入通道71和72，以将气体吸入到第一压缩室31和第二压缩室32中；排放孔75和76，将被压缩的气体从压缩室31和32排放到密封容器10中。根据这种结构，在压缩机工作期间，密封容器10的内部空间通过经排放孔75和76排放的被压缩的气体被保持在高压，接着，被压缩的气体从密封容器10经位于密封容器10的顶部的排放管77被排放到外部。这里，经吸入通道71和72被引导到对应的压缩室31和32的气体第一次穿过储液器78。
实现叶片控制装置60的容量改变的操作如下所述。
如图1和图2所示，当控制阀64工作以将连接通道61与高压通道62连通时，密封室46受到排放压力的影响。从而，第一叶片43被排放压力推入到第一压缩室31中，从而根据第一辊子42的偏心旋转运动而往复运动。另一方面，如图3和图4所示，当控制阀64工作以将连接通道61与低压通道63连通时，密封室46受到吸入压力的影响。因此，第一叶片43受到限制并且在向后运动的位置停止，从而在第一压缩室31中产生空转。总之，在叶片控制装置60的控制下，通过限制或者释放第一叶片43，可以实现第一压缩室31中的压缩或者空转操作。因此，如上所述的第一实施例的旋转压缩机可以实现压缩容量的改变。
参照图3，在第一压缩室31中执行空转操作的同时，第一压缩室31的内部压力小于密封容器10的内部压力。在这种条件下，先前描述的传统的压缩机具有致冷剂或者油会被吸入到第一压缩室中的问题。为了防止致冷剂或者油的液态混和体在如上所述的条件下被吸入到第一压缩室中，如图5所示，本发明的实施例提出使在第一辊子42的端部限定的第一间隙d1小于在第二辊子52的端部限定的第二间隙d2。第一间隙d1是第一辊子42与第一凸缘36之间的间隙或者第一辊子42与中间板35之间的间隙，第二间隙d2是第二辊子52与中间板35之间的间隙或者第二辊子52与第二凸缘37之间的间隙。第二间隙d2的宽度等于传统的旋转压缩机的辊子和凸缘之间的间隙的宽度。在图5中，为了便于描述，间隙d1和d2被以扩大的尺寸示出，而不管周围部分的比例如何。
第一间隙d1的宽度满足等式d1＝d2x[1-V1/(V1+V2)]。在这个等式中，d2是第二间隙的宽度，V1是第一压缩室31的容积，V2是第二压缩室32的容积。例如，如果第一压缩室31的容积是30cc，第二压缩室32的容积是70cc，第二间隙d2的宽度是20μm，则第一间隙d1的宽度可以通过20μmx[1-30/(30+70)]被计算出，为14μm。
在具有如上所述的结构中，在第一辊子42的端部限定的第一间隙d1小于在第二辊子52限定的第二间隙d2，并且第一压缩室31可以实现改善的密封效果。因此，即使在第一压缩室31中执行空转操作时，也可以使吸入到第一压缩室31中的致冷剂或者油的量最小化。
在致冷剂和油的液态混和体没有被吸入到第一压缩室31中的状态下，旋转轴21的旋转阻力减小，因此，电机装置20的操作负载减小。这样导致压缩机的压缩效率的提高。而且，在第一压缩室31中执行压缩旋转操作的同时，可以实现第一压缩室31的更好的密封，因此，可以实现压缩效率进一步的提高。
图6和图8示出了根据本发明第二实施例的旋转压缩机。第二实施例的旋转压缩机包括密封装置80，该密封装置80设置在第一辊子42的上端和下端，以防止致冷剂和油的液态混和体被吸入到第一压缩室31中。第二实施例的其它结构与先前所描述的第一实施例的结构类似。在图6至图8中，与第一实施例相同的组成元件用相同的标号表示。
如图7和图8所示，密封装置80包括：密封凹槽81，形成在第一辊子42的上端和下端；密封环82，被容纳在各个密封凹槽81中，并且适于分别向上和向下相反地运动，以分别与第一凸缘36或者中间板35紧密接触；压力弹簧83，安装在密封凹槽81中，从而将对应的密封环82压向第一凸缘36或者中间板35。
如图8所示，压力弹簧83是具有半圆形截面的板簧。此外，如图7所示，压力弹簧83具有适于将均匀的压力施加到整个密封环82上的环形形状。通过在压力弹簧83的弹力的影响下，允许密封环82与第一凸缘36或者中间板35紧密接触，可以改善第一压缩室31的密封效果。因此，即使在第一压缩室31中执行空转操作时，也可以使吸入到第一压缩室31中的致冷剂或油的量最小化。
在致冷剂和油的液态混和体没有被吸入到第一压缩室31中的状态下，旋转轴21的旋转阻力减小，因此，电机装置20的操作负载减小。这样导致压缩机的压缩效率的提高。而且，在第一压缩室31中执行压缩旋转操作的同时，可以实现第一压缩室31的更好的密封，因此，可以实现压缩效率进一步的提高。
图9示出了根据本发明第三实施例的旋转压缩机。因为密封装置80设置在第一辊子42和第二辊子52两者上，所以第三实施例的旋转压缩机不同于第二实施例的旋转压缩机。第三实施例的其它结构与第二实施例的对应结构相同。第三实施例的旋转压缩机可以在第一压缩室31中执行空转操作的同时使吸入到第一压缩室31中的致冷剂或者油的量最小化，并且可以在第一压缩室31和第二压缩室32中都执行压缩操作的同时使从对应的压缩室31和32中泄漏的致冷剂的量最小化。因此，第三实施例的旋转压缩机可以实现压缩效率进一步的提高。
图10示出了根据本发明第四实施例的旋转压缩机。第四实施例的旋转压缩机包括：壳体100，具有单一的压缩室110；辊子120，安装在压缩室110中；第一凸缘130和第二凸缘140，封闭压缩室110。两个密封装置180分别安装在辊子120的顶部和底部，所述的密封装置180每个都具有与第二实施例的密封装置相同的构造。第四实施例的旋转压缩机可通过使用分别安装在辊子120的顶部和底部上的密封装置180来改善压缩室110的密封效果，这样，可以在压缩操作的过程中使致冷剂的泄漏最小化，从而导致压缩效率的提高。
从以上描述中清楚的是，本发明的实施例提供了一种通过使用密封装置来改善压缩室的密封效果的旋转压缩机。该旋转压缩机具有在压缩室中执行压缩操作的同时使从所述压缩室中泄漏的致冷剂的量最小化到达效果，并且导致压缩效率的提高。
此外，根据本发明的实施例，通过使在第一压缩室内的第一辊子的端部限定的间隙小于在第二压缩室内的第二辊子的端部限定的间隙这样一种结构，或者利用安装到第一辊子上的密封装置，可以改善第一压缩室的密封效果。这样，该旋转压缩机具有使吸入到第一压缩室(即，可变容量多旋转压缩机的执行空转操作的那个压缩室)中的致冷剂或者油的量最小化的效果。
虽然已经显示并描述了几个实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (3)

1.一种旋转压缩机，包括：
壳体，限定彼此隔开的第一压缩室和第二压缩室；
第一凸缘和第二凸缘，结合到壳体上，用于分别封闭第一压缩室和第二压缩室；
中间板，用于将第一压缩室和第二压缩室相互隔开；
第一辊子和第二辊子，分别可旋转地安装在第一压缩室和第二压缩室中；
第一叶片和第二叶片，安装成分别沿着第一压缩室和第二压缩室的径向往复运动，以分割第一压缩室和第二压缩室；
叶片控制装置，通过利用吸入压力和排放压力来控制第一叶片的往复运动，以改变压缩容量，
其中，在第一辊子和第一凸缘之间的在第一辊子的端部限定的第一间隙小于在第二辊子和第二凸缘之间的在第二辊子的端部限定的第二间隙。
2.如权利要求1所述的旋转压缩机，其中，基于等式d1＝d2x[1-V1/(V1+V2)]确定第一间隙d1的宽度，其中，d2是第二间隙的宽度，V1是第一压缩室的容积，V2是第二压缩室的容积。
3.如权利要求1所述的旋转压缩机，其中，叶片控制装置包括：
控制阀，将排放压力或者吸入压力选择性地施加到在第一叶片的后侧限定的空间中；
连接通道，用于将控制阀连接到在第一叶片的后侧的所述空间中；
高压通道，用于将控制阀连接到压缩机的排放侧；
低压通道，用于将控制阀连接到压缩机的吸入侧。
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