CN1031010C - 涡旋型压缩机的容量控制机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机的容量控制机构，压缩机内的活塞阀在气缸内移动时，可以防止压缩过程中的气体急剧地流入吸入侧室内。第1连通孔做成使其开始打开时的开口面积随活塞阀移动而渐增的形状，在气缸上穿设辅助连通孔，该辅助连通孔的开口面积小于第1连通孔的开口面积，它先于第1连通孔被活塞阀打开，将压缩过程中的气体导入吸入侧室，从而能防止气体急剧地流入吸入侧室内。

Description

涡旋型压缩机的容量控制机构

本发明涉及的是涡旋型压缩机的容量控制机构的改进。

EP0354867公开了一种涡旋型压缩机的容量控制机构。

图7至图13表示一种已有技术中的涡旋型压缩机。

在图7中，1表示密闭的外壳，该外壳1由杯状本体2、通过螺栓3连在本体2上的前端板4和通过螺栓5连在前端板4上的筒形部件6组成。贯穿该筒形部件6的主轴7通过轴承8和9旋转自如地支承在外壳1上。

在外壳1内，装有固定涡旋10和旋转涡旋14。

固定涡旋10具有端板11和立设在端板11内面的螺旋形涡卷12。在该端板11的中央部位，穿设着排出口29。在该端板11上还穿设有一对旁通口33a、33b，该对旁通口与压缩过程中的压缩室19a、19b连通。

旋转涡旋14具有端板15和立设在端板15内面的螺旋形涡卷16。该螺旋形涡卷16与固定涡旋10的螺旋形涡卷12的形状实质上相同。

旋转涡旋14与固定涡旋10相互成偏心，其量值相当于公转旋转半径，并且相错180°，如图所示那样啮合着。

埋设在螺旋形涡卷12前端的密封片17密接在端板15的内面上；而埋设在螺旋形涡卷16前端内的密封片18密接在端板11的内面。螺旋形涡卷12和16的侧面相互间在若干处呈线接触，形成对涡旋中心大致为点对称的若干个压缩室19a、19b。

在端板15外面的中间部位突设的圆筒形的轮毂20内部，传动套筒21通过轴承23旋转自如地嵌合着。在该传动套筒上穿设的偏心孔24内，旋转自如地嵌插着偏心销25，该偏心销偏心地突设在主轴7的内端。在该传动套筒21上还安装着平衡重27。

在端板15外面的外周缘与前端板4的内面之间，配置着兼作推力轴承的自转阻止机构40。

设置容量控制部件50，使其与固定涡旋10的端板11的外面紧密接触。容量控制部件50的嵌合部51与设在固定涡旋10上的嵌合凹部10a嵌合。在杯状本体2及容量控制部件50上穿设着螺栓孔52，螺栓13贯穿该螺栓孔52，螺栓13的前端拧入固定涡旋10内，使得容量控制部件50与固定涡旋10共同固定在外壳1内。该容量控制部件50的后部外周面与杯状本体2的内周面紧密接触，将外壳1内部分隔成吸入室28和排出腔31。

在容量控制部件50的中间部位上，穿设着与排出口29连通的排出孔53。如图11所示，该排出孔53由排出阀30开闭。该排出阀30是和档板35一同由螺栓36连接在容量控制部件50外面的。

如图12所示，在排出孔53的一侧，穿设着盲孔状的气缸54，在另一侧则分别穿设着与气缸54平行的盲孔状腔室55，气缸54及腔室55的开口端分别与吸入室28连通。

在气缸54内，密封地装着滑动自如的杯状活塞阀56，该活塞阀56的一端与控制压室80临界，与活塞阀另一端临界的吸入侧室81与吸入室28连通。在活塞阀56与弹簧支架82之间安装着螺旋弹簧83，活塞阀56被该螺旋弹簧83推向气缸54的里面。穿设在活塞阀56外周面上的环形沟93通过若干个孔94与吸入侧室81保持常时连通。

在腔室55内，嵌装着控制阀58。“O”形环59、60、61、62将腔室55与控制阀58的间隙隔成大气压室63、低压室64、控制压室65和高压室66。大气压室63通过通孔67和未图示出的导压管与外壳1外面的大气相通。低压室64通过通孔68与吸入室28连通。如图8所示，控制压室65通过通孔69、沟70、通孔71与控制压室80连通。如图7所示，高压室66通过通孔72与排出腔31连通。

控制阀58内部设有阀机构，由该阀机构测知排出腔31内的高压压力Hp及吸入室28内的低压压力LP，产生控制压力AP，该控制压力AP是这些压力的中间压力，而且可作为低压压力LP的一次函数表示。

如图13所示，在容量控制部件50的内面，形成有沟70、90、91及凹部86、87a、87b、88。在包围着这些凹部86、87a、87b和88的凸缘部57上，形成有密封沟84，在该密封沟84上嵌着密封件85。密封件85密接在固定涡旋10的端板11外面，使得这些凹部86、凹部87a、87b和凹部88互相间隔开。凹部87a和凹部87b通过隔板97分隔开。凹部86通过沟70、通孔69、71与控制压室65及60连通。如图7所示，凹部87a、87b分别通过端板11上穿设的旁通口33a、33b与压缩过程中的压缩室19a、19b连通，同时，如图12所示，还通过气缸54上穿设的第一连通孔89a、89b与吸入侧室81连通。凹部88通过沟90、91与排出孔53连通，同时还通过气缸54上穿设的第2连通孔92、活塞阀56外周面上穿设的环形沟93、孔94与吸入侧室81连通。

压缩室19a、19b完成了气体的吸入进入压缩过程，其容积缩小到50％之前的期间，旁通口33、33b被配设在与该压缩室19a、19b连通的位置上。

然而，当主轴7旋转时，旋转涡旋14通过由偏心销25、传动套筒21、轮毂20等组成的旋转驱动机构而被驱动，该旋转涡旋14一边由自转阻止机构40阻止其自转，同时在以公转旋转半径、即主轴7与偏心销25的偏心量为半径的圆形轨道上作公转旋转运动。于是，螺旋形涡卷12和16的线接触部逐渐向着涡旋的中心方向移动。其结果，压缩室10a、19b也减少其容积，也向涡旋的中心方向移动。随后，穿过未图示出的吸入口并流入吸入室28的气体从螺旋形涡卷12和16的外周端部开口进入各压缩室19a、19b内，边被压缩边移到中心部，从这里穿过排出口29，推开排出阀30，排到排出腔31，再从那里经未图示出的排出口流出。

在使压缩机的能力为0％时，控制阀58产生低压的控制压力AP，该控制压力AP经过通孔69、沟70、通孔71被导入控制压室80。但是，由于其压力小，所以活塞阀56被螺旋弹簧83的复原力推压，处于图12所示位置。因此，第1连通孔89a、89b及第2连通孔92都是开的状态，在压缩室19a、19b内，压缩过程中的气体通过旁通口33a、33b、凹部87a、87b、第1连通孔89a、89b进入吸入侧室81，同时，来到涡旋中心的压缩气体，即压缩后的气体，经排出口29、排出孔53、凹部88、沟90、91、第2连通孔92、沟93、孔94进入吸入侧室81，这两股气体在吸入侧室81内合流并排到吸入室28内，其结果，压缩机的能力为零。

在压缩机满载运转时，即，使其能力为100％时，控制阀58产生高压的控制压力AP。于是该高压的控制压力AP进入控制压室80并推压活塞阀的端面。这样一来，活塞阀56抵抗螺旋弹簧83的弹力而后退，其外端处于与弹簧支架82相接触的位置，即图8所示位置。在此状态下，由于第1连通孔89a、89b及第2连通孔92都被活塞阀56闭塞，所以来到涡旋中心部的压缩气体穿过排出口29、排出孔53，推开排出阀30，排到排出腔31内。

在降低压缩机能力时，由控制阀发生与降低率相应的控制压力AP，该控制压力AP经控制压室80作用到活塞阀56的端面上时，活塞阀56静止在该控制压力AP产生的推压力与螺旋弹簧83的弹力平衡的位置上。因此，当控制压力AP变低时，只有第1连通孔89a、89b打开，在压缩室1 9a、19b内，压缩过程中的气体只向吸入室28排出与连通孔89a、89b的开度相应的量，这样，只降低了相应于该量的压缩能力。当控制压力AP进一步降低，第1连通孔89a、89b呈全开时，压缩机能力减小到50％，当控制压力AP更为降低，则第2连通孔92打开，当它全开时，压缩机能力为零。压缩机的能力就这样从0％变化到100％。

在上述现有的容量控制机构中，随着活塞阀56的移动，第1连通孔89a、89b开始打开时，在吸入侧室81内，压缩过程中的气体穿过第1连通孔89a、89b，吸入侧室81内的压力急剧变化。因而活塞阀56的静止状态产生不稳定的所谓振荡现象，其结果，造成压缩机运转不稳定，并且还产生异常噪音。

本发明的目的是提供一种运转稳定、防止异常噪音发生的涡旋型压缩机的容量控制机构。

本发明是为了实现上述目的而作出的。在本发明的涡旋型压缩机的容量控制机构中，气缸内密封且滑动自如地嵌插着活塞阀，该活塞阀的一端与控制压室临界，控制阀发生的控制压力导入到该控制压室，上述活塞阀的另一端与吸入侧室临界，该吸入侧室与吸入室连通在上述气缸上穿设着将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室的第1连通孔及将压缩后的气体导入上述吸入侧室的第2连通孔，随着上述控制压力的降低，上述活塞阀在气缸内移动，使得上述第1连通孔及第2连通孔先后打开，其特征在于，在上述气缸上穿设辅助连通孔，该辅助连通孔的开口面积比上述第1连通孔的开口面积小，先于第1连通孔被上述活塞阀打开，以便将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室。

本发明由于具有上述构造，随着控制压力降低，活塞阀移动，压缩过程中的气体徐徐地流入吸入侧室内，因此，吸入侧室内的压力变化减小，活塞阀不会产生振荡。

图1是本发明涡旋型压缩机容量控制机构的一个实施例的主要部分的示意图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是本发明涡旋型压缩机容量控制机构动作的主要部分的断面示意图。

图3是本发明涡旋型压缩机容量控制机构另一实施例主要部分的示意图。

图4是本发明涡旋型压缩机容量控制机构又一实施例主要部分的示意图。

图5、图6表示本发明中其它形式的第一连通孔。

图7是表示现有涡旋型压缩机的容量控制机构纵断面图。

图8是沿图7中XII—XII线的断面示意图。

图9是沿图7中箭头B的向视图。

图10是沿图9中X—X线断面图。

图11是沿图9中XI—XI线断面图。

图12是沿图7中XII—XII线的断面图。

图13是沿图10中XIII—XIII线的向视图。

以下，结合附图说明本发明的实施例。

图1表示本发明的一个实施例。

在气缸54上，穿设着代替图12中第1连通孔89a、89b的第1连通孔95a、95b，该第1连通孔95a、95b呈三角形状，三角形顶点朝着气缸54的开放端方向。这两个第1连通孔95a、95b并列设置并随着活塞阀56的移动而同时打开。因此，其开始打开的开口面积随着活塞阀56的移动而渐增。另外，在气缸54上还穿设着辅助连通孔96a、96b，这两个辅助连通孔96a、96b呈圆形，其开口面积小于第1连通孔95a、95b的开口面积。辅助连通孔96a、96b并列设置并随着活塞阀56的移动而同时打开。该辅助连通孔96a、96b与第2连通孔同样地通过穿设在活塞阀56外周面上的环形沟93和若干孔94与吸入侧室81连通。

其他的构造与图7至图13所示的现有技术相同，对应部件用相同符号表示。

压缩机的负荷低时，控制阀58产生的控制压力AP低，该控制压力AP从控制压室65被导入控制压室80。这样，在控制压力AP低时，活塞阀56受螺旋弹簧83回复力的推压。在气缸54内从图1状态向右移动。如图2(a)所示，辅助连通孔96a、96b与环形沟93重合而首先打开。然后，第1连通孔95a、95b再打开，并且如图2(b)所示，渐渐地扩大。

辅助连通孔96a、96b一旦打开，在压缩室19a、19b内，压缩过程中的气体经旁通口33a、33b、凹部87a、87b、辅助连通孔96a、96b、环形沟93、孔94、吸入侧室81排出到吸入室28。而第1连通孔95a、95b一旦打开，压缩过程中的气体经第1连通孔95a、95b、吸入侧室81排出到吸入室28。

因此，当控制压力AP降低，活塞阀56移动时，压缩过程中的气体先从开口面积小的辅助连通孔96a、96b流入吸入侧室81内，然后经第1连通孔95a、95b流入吸入侧室81内。

由于压缩过程中的气体是徐徐地流入吸入侧室81内的，所以吸入侧室81内的压力变化减小，从而阻止了活塞阀56的振荡。

当活塞阀56接近右端时，如图2(c)所示，第2连通孔92与环形沟93重合，这样，排出口29的压缩气体经排出孔53、凹部88、沟90、91、第2连通孔92、环形沟93、孔94回到吸入侧室81内。

在上述实施例中，第1连通孔95a、95b是三角形的，并设置了辅助连通孔96a、96b，但为实现本发明目的，也可以如图3和图4所示那样，在第1连通孔95a、95b和辅助连通孔96a、96b二者之中，仅设置其中之一即可。

此外，在上述实施例中，第1连通孔95a、95b是三角形的，但也可以将该第1连通孔95a、95b做成如图5或图6所示的形式。

在本发明的容量控制机构中，开口面积小于第1连通孔的辅助连通孔先于第1连通孔打开，所以，能将吸入侧室内的压力变化抑制得较小，从而可防止活塞阀的振荡，防止异常噪音发生，使压缩机稳定运转。

另外，若将第1连通孔做成使其开始打开的开口面积随活塞阀移动而渐增的形状，则可以将第1连通孔开始打开时的吸入侧室压力变化抑制得更小。

Claims (4)

1.一种涡旋型压缩机的容量控制机构，在气缸内密封且滑动自如地嵌插着活塞阀，该活塞阀的一端与控制压室临界，控制阀发生的控制压力导入到该控制压室，上述活塞阀的另一端与吸入侧室临界，该吸入侧室与吸入室相通，在上述气缸上穿设着将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室的第1连通孔及将压缩后的气体导入上述吸入侧室的第2连通孔，随着上述控制压力的降低，上述活塞阀在气缸内移动，使得上述第1连通孔及第2连通孔先后打开，其特征在于，在上述气缸上穿设有辅助连通孔，该辅助连通孔的开口面积比第1连通孔的开口面积小，先于第1连通孔被上述活塞阀打开，将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室。

2.如权利要求1所记载的涡旋型压缩机的容量控制机构，其特征在于，上述第1连通孔大致呈三角形。

3.如权利要求1所记载的涡旋型压缩机的容量控制机构，其特征在于，上述第1连通孔由若干个孔构成。

4.一种涡旋型压缩机的容量控制机构，在气缸内密封且滑动自如地嵌插着活塞阀，该活塞阀的一端与控制压室临界，控制阀发生的控制压力导入到该控制压室，上述活塞阀的另一端与吸入侧室临界，该吸入侧室与吸入室连通，在上述气缸上穿设着将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室的第1连通孔及将压缩后的气体导入上述吸入侧室的第2连通孔，随着上述控制压力的降低，上述活塞阀在气缸内移动，使得上述第1连通孔和第2连通孔先后打开，其特征在于，在上述气缸上穿设有辅助连通孔，该辅助连通孔的开口面积小于第1连通孔的开口面积，先于第1连通孔被上述活塞阀打开，将压缩过程中的气体导入上述吸入侧室，并且，上述第1连通孔具有这样的形状：其开始打开时的开的面积随着活塞阀的移动而渐增。

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