CN106662104A - 容量调节的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

一种压缩机，可以包括第一涡旋构件，该第一涡旋构件具有第一螺旋涡卷、第一室以及第一孔口。第二涡旋构件可以包括与第一螺旋涡卷接合以形成一系列压缩袋区的第二螺旋涡卷和第二孔口。第一孔口可以与压缩袋区中的第一压缩袋区连通以提供第一压缩袋区与第一室之间的连通。第二孔口可以与压缩袋区中的第二压缩袋区连通。容量调节组件可以包括在处于第一位置时阻止第一孔口与第一通道之间的连通并且在处于第二位置时提供连通的第一活塞。第二活塞可以在处于第一位置时阻止第二孔口与第三通道之间的连通，并且在处于第二位置时提供连通。

Description

容量调节的涡旋压缩机

技术领域

本公开涉及压缩机，并且更具体地涉及具有容量调节系统的压缩机。

背景技术

本部分提供了与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

涡旋压缩机包括用于改变压缩机的操作容量的各种容量调节机构。容量调节机构可以包括延伸穿过涡旋构件以选择性地提供压缩袋区(pocket)与压缩机的另一压力区域之间的流体连通的流体通道。

发明内容

本部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供了一种压缩机，并且该压缩机可以包括壳体，该壳体具有排出压力区域和吸入压力区域。第一涡旋构件可以支承在壳体内，并且可以具有第一端板；从第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷，位于第一端板的第二侧部上的第一室，以及延伸穿过第一端板并且与第一室连通的第一孔口，其中，第一室连通有第一通道和第二通道。第二涡旋构件可以支承在壳体内，并且可以包括具有从第二端板延伸以与第一螺旋涡卷啮合地结合从而形成一系列压缩袋区的第二螺旋涡卷的第二端板，和延伸穿过第二端板的第二孔口。第一孔口可以与压缩袋区中的第一压缩袋区连通，以提供第一压缩袋区与第一室之间的连通。第二孔口可以与压缩袋区中的第二压缩袋区连通。

容量调节组件可以包括位于第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位的第一活塞。第一活塞可以在处于第一位置时阻止第一孔口与第一通道之间的连通，并且第一活塞可以在处于第二位置时提供第一孔口与第一通道之间的连通。结构件可以支承第二涡旋构件，以用于使第二涡旋构件相对于第一涡旋构件轨道位移，并且可以包括与第二孔口大致对准的凹部以及与凹部连通的第三通道和第四通道。第二活塞可以位于凹部内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位。第二活塞可以在处于第一位置时阻止第二孔口与第三通道之间的连通，并且第二活塞可以在处于第二位置时提供第二孔口与第三通道之间的连通。

在一些实施方式中，浮动密封组件可以与壳体和第一涡旋构件接合，以将排出压力区域与吸入压力区域隔开。

在一些实施方式中，第一活塞轴向地位于浮动密封组件与第一端板之间。

在一些实施方式中，第一活塞能够相对于浮动密封组件沿轴向移位。

在一些实施方式中，偏置构件将第一活塞朝向第二位置偏置。

在一些实施方式中，第一通道沿径向延伸穿过第一涡旋构件并且进入到第一室中，第二通道沿径向延伸穿过第一涡旋构件并且进入到第一室中，第三通道沿径向延伸穿过第二涡旋构件并且进入到凹部中，以及第四通道沿径向延伸穿过第二涡旋构件并且进入到凹部中。

在一些实施方式中，第一活塞在处于第一位置时抵接第一端板。

在一些实施方式中，螺线管可以包括选择性地提供第二通道与环形凹部之间的连通的连通通道。当螺线管提供第二通道与环形凹部之间的连通时，第一活塞可以处于第一位置，并且当螺线管阻止第二通道与环形凹部之间的连通时，第一活塞可以处于第二位置。

在一些实施方式中，阀组件可以与第二通道连通，并且可以选择性地向第二通道提供加压流体，以将第一活塞朝向第一端板偏置。

在一些实施方式中，第一室可以是环形室，凹部可以是环形凹部，第一活塞可以是环形活塞，以及第二活塞可以是环形活塞。

在一些实施方式中，第一涡旋构件可以是定涡旋，并且第二涡旋构件可以是动涡旋。

在一些实施方式中，第一通道可以与吸入压力区域连通。

在一些实施方式中，第三通道可以与吸入压力区域连通。

在一些实施方式中，阀机构可以与第四通道连通，并且可以选择性地向第四通道提供加压流体，以将第二活塞朝向第二端板偏置。

在一些实施方式中，第二活塞可以在处于第一位置时抵接第二端板。

在一些实施方式中，能够以脉冲宽度调节容量模式操作的阀可以以满容量和零容量之间的中间容量操作压缩机。

在另一种形式中，本公开提供了一种压缩机，并且该压缩机可以包括外壳组件，该外壳组件具有吸入压力区域和排出压力区域。第一涡旋构件可以支承在外壳组件内，并且可以具有第一端板，从第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷，位于第一端板的第二侧部上并且连通有第一通道和第二通道的第一室，以及延伸穿过第一端板并且与第一室连通的第一孔口。第二涡旋构件可以支承在外壳组件内，并且可以具有第二端板，从第二端板延伸并与第一螺旋涡卷啮合地接合以形成一系列压缩袋区的第二螺旋涡卷，以及延伸穿过第二端板的第二孔口。第一孔口可以与压缩袋区中的第一压缩袋区连通，以提供第一压缩袋区与第一室之间的连通。第二孔口可以与压缩袋区中的第二压缩袋区连通。

容量调节组件可以包括位于第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位的第一活塞。第一活塞可以在处于第一位置和第二位置时使第一通道隔开与第二通道之间的连通。第一活塞可以在处于第一位置时阻止第一孔口与第一通道之间的连通。第一活塞可以在处于第二位置时提供第一孔口与第一通道之间的连通。偏置构件可以将第一活塞偏置在第一位置和第二位置中的一个位置中。第一致动机构可以与第二通道连通，并且可以选择性地向第二通道提供流体以克服偏置构件并且将第一活塞移位在第一位置和第二位置中的另一位置中。

结构件可以支承第二涡旋构件，以用于使第二涡旋构件相对于第一涡旋构件轨道位移。结构件可以包括与第二孔口大致对准且连通有第三通道和第四通道的第二室。第二活塞可以位于第二室内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位。第二活塞可以在处于第一位置和第二位置时使第三通道隔开与第四通道之间的连通。第二活塞可以在处于第一位置时阻止第二孔口与第三通道之间的连通。第二活塞可以在处于第二位置时提供第二孔口与第三通道之间的连通。第二致动机构可以与压力源和第四通道连通，并且可以选择性地向第四通道提供压力，以使第二活塞在第一位置与第二位置之间移位。

在另一种形式中，压缩机可以包括第一涡旋构件，该第一涡旋构件具有第一端板，从第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷，位于第一端板的第二侧部上并且具有连通有第一通道和第二通道的第一室，以及延伸穿过第一端板并且与第一室连通的第一孔口。第二涡旋构件可以具有第二端板，从第二端板延伸并且与第一螺旋涡卷啮合地接合以形成一系列压缩袋区的第二螺旋涡卷，以及延伸穿过第二端板的第二孔口。第一活塞可以位于第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位。第一活塞可以在处于第一位置时阻止第一孔口与第一通道之间的连通，并且第一活塞可以在处于第二位置时提供第一孔口与第一通道之间的连通。

结构件可以支承第二涡旋构件，以用于使第二涡旋构件相对于第一涡旋构件轨道位移，并且可以包括与第二孔口大致对准的凹部以及与凹部连通的第三通道和第四通道。第二活塞可以位于凹部内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位。第二活塞可以在处于第一位置时阻止第二孔口与第三通道之间的连通，并且第二活塞可以在处于第二位置时提供第二孔口与第三通道之间的连通。

第一活塞可以处于第一位置，并且第二活塞可以处于第一位置以提供第一级容量调节。第一活塞可以处于第一位置，并且第二活塞可以处于第二位置以提供第二级容量调节。第一活塞可以处于第二位置，并且第二活塞可以处于第二位置以提供第三级容量调节。第一级容量调节可以是满容量操作，第二级容量调节可以是以小于第一级容量调节的容量操作，以及第三级容量调节可以是以小于第二级容量调节的容量操作。

在一些实施方式中，当在第一级容量调节下操作时，第一活塞抵接第一端板，并且第二活塞抵接第二端板。

在一些实施方式中，当在第二级容量调节下操作时，第一活塞抵接第一端板，第二活塞抵接第四通道。

在一些实施方式中，当在第三级容量调节下操作时，第一活塞抵接环形环，并且第二活塞抵接第四通道。

其他应用领域将通过文中提供的描述变得清楚。本发明内容部分中的描述和具体示例仅意在说明的目的而非意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅是为了说明选定的实施方式而非所有可能的实施方式，并且不意在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的压缩机的截面图；

图2是图1的压缩机的动涡旋、定涡旋、密封组件和调节系统的截面图，其示出了处于满容量状态的压缩机；

图3是图1的压缩机的动涡旋、定涡旋、密封组件和调节系统的截面图，其示出了处于容量减小状态的压缩机；

图4是图1的压缩机的动涡旋、定涡旋、密封组件和调节系统的截面图，其示出处于容量减小状态的压缩机；

图5是图1的压缩机的动涡旋和定涡旋的平面图；

图6是图1的压缩机的动涡旋和定涡旋的平面图；

图7是图1的压缩机的动涡旋和定涡旋的平面图；

图8是根据本公开的定涡旋、密封组件和调节系统的截面图；

图9是图8的定涡旋、密封组件和调节系统的截面图；

图10是根据本公开的定涡旋、密封组件和调节系统的横截面图；

图11是图10的定涡旋、密封组件和调节系统的截面图；

图12是图1、图8和图10的压缩机的详细操作的流程图；

在整个附图的各视图中，对应的附图标记指示对应的零部件。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并且不意在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，贯穿附图，对应的附图标记指示相同或对应的部件和特征。

提供了示例性实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、设备和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，不必使用具体细节、示例性实施方式可以以许多不同的方式实施、并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在某些示例性实施方式中，并未对公知的过程、公知的设备结构和公知的技术进行详细的描述。

在此使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式而并非意在进行限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，未指明是单数形式还是复数形式的名词可以同样预期包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包含性的并且因而指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件的组的存在或附加。除非作为执行顺序具体说明，在此描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须需要其以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加或替代的步骤。

当元件或层被提及为处于“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，其可以直接地在其他元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者，可以存在中介元件或层。相反，当元件被提及为“直接地在另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)应当以相似的方式理解。如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的列举零件中的一个或更多个的任意和所有组合。

尽管可以在此使用第一、第二、第三等术语对各个元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语所限制。这些术语可以仅用来区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确说明，比如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在此使用时意图不是指次序或顺序。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的前提下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部分。

出于易于说明的目的，本文中会使用比如“内”、“外”、“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语以描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。空间相对术语意在涵盖设备在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征的下面”的元件将被定向成“在其他元件或特征的上方”。因而，示例术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下方这两个定向。设备可以以其他方式定向(旋转九十度或者处于其他定向)，并且文中使用的空间相对描述词被相应地解释。

本教示适合于包括在许多不同类型的涡旋压缩机和旋转式压缩机中，包括密封式机器、开放式驱动机器和非密封式机器。出于示例性目的，压缩机10被示出为低压侧型的密封涡旋制冷剂-压缩机(即，其中电动机和压缩机由密封外壳中的吸气冷却)，如图1中示出的竖向部段所示出的。

参照图1，压缩机10被设置成并且可以包括密封外壳组件12、主支承壳体组件14、马达组件16、压缩机构18、密封组件20、制冷剂排出配件22、排出阀组件24、吸气入口配件26、第一调节组件28和第二调节组件30。外壳组件12可容置主支承壳体组件14、马达组件16和压缩机构18。

外壳组件12可以大体形成压缩机壳体并且外壳组件12可以包括筒形外壳32、位于筒形外壳32的上端处的端盖34、横向延伸的隔板36和位于筒形外壳32的下端处的基座38。端盖34和隔板36可大体限定排出室40。排出室40可以大体形成用于压缩机10的排出消音器。制冷剂排出配件22可在端盖34中的开口42处附接至外壳组件12。排出阀组件24可以位于排出配件22内并且可以大体阻止反向流动情形。吸气入口配件26可在开口44处附接至外壳组件12。隔板36可包括排出通道46，排出通道46穿过隔板36从而提供压缩机构18与排出室40之间的连通。

主支承壳体组件14可以以任何期望的方式如铆接而在多个点处附接至外壳32。主支承壳体组件14可包括主支承壳体48、衬套52、紧固件54以及设置在该主支承壳体48中的第一支承件50。主支承壳体48可以包括中央本体部分56，中央本体部分56具有从主支承壳体48径向向外延伸的一系列臂部58。中央本体部分56可以包括第一部分60和第二部分62，第一部分60和第二部分62具有延伸穿过该第一部分60和第二部分62的开口64。第二部分62可以将第一支承件50容置在其中。第一部分60可在其轴向端表面上限定环形平坦推力支承表面(thrust bearing surface)66。臂部58可以包括延伸穿过臂部58并接纳紧固件54的孔口68。

主支承壳体48还可以包括环形通道70，环形通道70形成延伸到推力支承表面72中的环形凹部。第一径向通道74可径向地延伸穿过第一部分60并进入到环形通道70中，从而提供环形通道70与吸入压力区域之间的连通。第二径向通道76可以径向地延伸穿过第一部分60并进入到环形通道70中，并且第二径向通道76可以与容量调节组件78连通，如下面所论述的。

马达组件16可以大体包括马达定子80、转子82和驱动轴84。绕组86可以穿过定子80。马达定子80可以压配合到外壳32中。驱动轴84可以由转子82以可旋转的方式驱动。转子82可以压配合在驱动轴84上。驱动轴84可以包括其上具有平坦部90的偏心曲柄销88。

压缩机构18可以大体包括动涡旋100和定涡旋102。动涡旋100可以包括端板104，端板104在该端板104的上表面上具有螺旋叶片或涡卷106，并且端板104在该端板104的下表面上具有环形平坦推力表面108。推力表面108可与主支承壳体48上的环形平推力轴承表面66接触。可以从推力表面108向下突出有筒形毂110，并且筒形毂110可以具有可旋转地设置在该筒形毂110中的驱动衬套112。驱动衬套112可包括内孔，曲柄销88可驱动地设置在该内孔中。曲柄销平坦部90可以驱动地接合驱动衬套112的内孔的一部分中的平坦表面，以提供径向顺从驱动结构。与动涡旋100可以接合有奥尔德姆联接件(Oldham coupling)114，以阻止动涡旋100与定涡旋100之间的相对旋转。

另外，参照图2至图7，定涡旋102可以包括端板116，端板116在该端板116的下表面上具有螺旋涡卷118，并且端板116具有一系列径向向外延伸的凸缘部分120(图5)，并且，定涡旋102可以接纳环形环122。螺旋涡卷118可以形成与动涡旋100的涡卷106的啮合接合，从而产生入口袋区124、中间袋区126、128、130、132和出口袋区134。定涡旋102能够相对于主支承壳体组件14、外壳组件12和动涡旋100轴向移位。动涡旋100可以包括排出通道136，排出通道136与出口袋区134和向上开口的凹部138连通，其中，向上开口的凹部138可以经由隔板36中的排出通道46与排出室40流体连通。

凸缘部分120可以包括穿过所述凸缘部分120形成的开口140。开口140可以在其中接纳相应的衬套52，相应的衬套52又接纳相应的紧固件54。紧固件54可以与主支承壳体48接合，并且衬套52可以大体形成用于定涡旋102的轴向移位的导引件。另外，紧固件54可以防止定涡旋102相对于主支承壳体组件14的旋转。

定涡旋102可以在其上表面中包括由平行且同轴的内侧壁144和外侧壁146限定的环形凹部142。环形环122可以设置在环形凹部142内并且可以将环形凹部142分成彼此隔开的第一环形凹部148和第二环形凹部150。第一环形凹部148可以提供定涡旋102相对于动涡旋100的轴向偏置，如下面所论述的。更具体地，穿过定涡旋102的端板116可以延伸有通道152，从而将第一环形凹部148设置成与中间袋区126、128、130、132中的一个中间袋区流体连通。虽然通道152被示出为延伸到中间袋区126中，但是替代性地，通道152可以设置成与其它中间袋区126、128、130、132中的任何中间袋区连通。

穿过端板116可以延伸有额外的通道154、156，从而将第二环形凹部150设置成与中间流体袋区126、128、130、132中的两个中间流体袋区流体连通。与第一环形凹部148相比，第二环形凹部150可以与不同的中间流体袋区126、128、130、132流体连通。更具体地，第二环形凹部150可以与相对于与第一环形凹部148流体连通的中间流体袋区126、128、130、132径向向外定位的中间流体袋区126、128、130、132流体连通。因此，第一环形凹部148可以在大于第二环形凹部150的操作压力的压力下进行操作。第一径向通道158和第二径向通道160可延伸到第二环形凹部150中并且可以与第二调节组件30进行配合，如下面所论述的。

密封组件20可以包括位于第一环形凹部148内的浮动密封件。密封组件20可以相对于外壳组件12和定涡旋102轴向移位，以在提供定涡旋102的轴向位移的同时保持与隔板36的密封接合以将压缩机10的排出压力区域和吸入压力区域彼此隔开。更具体地，在正常压缩机操作期间，第一环形凹部148内的压力可以促使密封组件20接合到隔板36中。

第二调节组件30可以包括活塞组件162、螺线管(或电磁阀，solenoid)164和偏置构件168。活塞组件162可以包括环形活塞170以及第一环形密封件172和第二环形密封件174。环形活塞170可以位于第二环形凹部150中并且第一环形密封件172和第二环形密封件174可以与内侧壁144和外侧壁146接合以将第二环形凹部150分成彼此隔开的第一部分176和第二部分178。第一部分176可以与第一径向通道158连通并且第二部分178可以与第二径向通道160连通。螺线管164可以包括与第三径向通道182和第一径向通道158流体连通的连接通道180。因此，连接通道180分别经由第三径向通道182和第一径向通道158与第一环形凹部148和第一部分176流体连通。偏置构件168可以包括位于第二部分178中并与环形活塞170接合的弹簧。

环形活塞170能够在第一位置与第二位置之间移位。在第一位置(图2、图3、图5和图6)中，环形活塞170将通道154、156密封，使其不与第二环形凹部150的第二部分178连通。此外，螺线管164处于第一位置并提供第一部分176与第一环形凹部148之间的连通。这样，螺线管164向第一部分176提供了处于高于吸入压力且低于排出压力的中间压力的流体。中间压力流体经由凹部148和通道182、158连通至第一部分176，由此，凹部148经由通道152接纳来自袋区126的中间压力流体。中间压力流体的力作用在环形活塞170上，从而导致活塞170接合并闭合通道154、156。

在第二位置(图4和图7)中，环形活塞170从通道154、156移位，从而提供通道154、156与第二环形凹部150的第二部分178之间的连通。螺线管164同样移位至第二位置以阻止第一部分176与第一环形凹部148之间的连通。这样，第一部分176处于吸入压力下，这允许偏置构件168使环形活塞170移动远离通道154、156并打开通道154、156。因此，当环形活塞170和螺线管164处于第二位置时，通道154、156被设置成经由第二径向通道160与压缩机10的吸入压力区域连通，以提供用于压缩机10的第一减小容量的操作模式。

动涡旋100可以包括第一通道184和第二通道186，第一通道184和第二通道186延伸穿过端板104并提供中间流体袋区126、128、130、132中的两个流体袋区与环形通道70之间的连通。与环形通道70连通的中间流体袋区126、128、130、132可以不同于与环形凹部148连通的中间流体袋区126、128、130、132。更具体地，与环形凹部148连通的中间流体袋区126、128、130、132可以相对于与环形通道70连通的中间流体袋区126、128、130、132径向向内定位并且在比与环形通道70连通的中间流体袋区126、128、130、132的压力大的压力下进行操作。

第一调节组件28可以包括活塞组件188和阀组件190。活塞组件188可以包括位于环形通道70中的环形活塞192。环形活塞192能够在第一位置与第二位置之间移位。在第一位置(图2和图5)中，环形活塞192将第一通道184和第二通道186与第一径向通道74隔开。在第二位置(图3、图4、图6和图7)中，环形活塞192移位以提供第一通道184和第二通道186与第一径向通道74之间的连通。在第二位置中，第一通道184和第二通道186经由第一径向通道74与压缩机10的吸入压力区域连通，从而为压缩机10提供减小容量的工作模式。在第一位置和第二位置中，环形活塞192将第一径向通道74和第二径向通道76彼此隔开，并且另外将第一通道184和第二通道186与第二径向通道76隔开。

阀组件190可以包括与压力源196和第二径向通道76连通的阀构件194。在环形通道70中可以包括有偏置构件(未示出)，并且该偏置构件可以设置在环形活塞192与端板104之间。该偏置构件可以包括弹簧并且可以与环形活塞192接合以沿远离端板104的方向偏置活塞192。阀组件190可以通过选择性为径向通道76供应加压流体而使环形活塞192在第一位置与第二位置之间移位。

阀构件194可以提供压力源196与第二径向通道76之间的连通，以将环形活塞192偏置至第一位置。例如，压力源196可以为径向通道76提供来自排出室40的排出压力流体。排出压力下的流体处于比中间袋区126、128、130、132的操作压力大的压力。因此，排出压力流体克服通过设置在环形活塞192与端板104之间的偏置构件而施加在环形活塞192上的偏置力，并且因此保持环形活塞192与端板104接合。此外，径向通道76中的排出压力流体处于比设置在通道184、186内的作用在环形活塞192上的中间压力流体大的压力，并且因此保持活塞192与端板104接触。这种接合将通道184、186关闭并阻止通道184、186与吸入压力之间经由径向通道74的流体连通。

阀构件194阻止压力源196与第二径向通道76之间的连通，并且可以将第二径向通道76与吸入压力区域相通，以允许环形活塞192移位至第二位置。设置在环形活塞192与端板104之间的偏置构件可以当第二径向通道76与吸入压力相通时将环形活塞192大体偏置至第二位置。

大体参照图1至图7，提供了三步调节系统200，并且所述三步调节系统200可以包括满容量模式或第一级容量调节、调节步骤一模式或第二级容量调节以及调节步骤二模式或第三级容量调节。在不同的操作模式下，压缩机10选择性地启用第一调节组件28和第二调节组件30，以使得压缩机10的容量最优化。当第一调节组件28的环形活塞192和第二调节组件30的环形活塞170处于第一位置时，压缩机10以满容量进行操作(图2和图5)。当以满容量进行操作时，利用了整个压缩循环并且压缩机10实现了最大性能(即，百分之百的容量)。

当第一调节组件28的阀构件194将环形活塞192移位至第二位置时，第二径向通道76与吸入压力相通。当压缩机10在第一调节组件28的环形活塞192处于第二位置并且第二调节组件30的环形活塞170处于第一位置的情况下进行操作时，压缩机10以调节步骤一模式(图3和图6)进行操作。当以调节步骤一模式进行操作时，压缩机10从满容量起以减小的容量(大约百分之七十的总容量)进行操作。换言之，由于环形活塞192将初始压缩与吸入压力相通，所以未能利用整个压缩循环，因此，未能实现压缩机10的最大可能输出。

当环形活塞170移位至第二位置时，通道154、156通过第二径向通道160与压缩机10的吸入压力区域相通。当压缩机10在第二调节组件30的环形活塞170处于第二位置并且第一调节组件28的环形活塞192处于第二位置的情况下进行操作时，压缩机10以调节步骤二模式(图4和图7)进行操作。当以调节步骤二模式进行操作时，与调节步骤一模式相比，压缩机10以减小的容量(大约百分之五十的总容量)进行操作。换言之，因为环形活塞170、192将初始压缩与压缩机10的吸入压力区域相通，所以未能利用整个压缩循环，因此，未能实现压缩机10的最大可能输出。事实上，当压缩机10以步骤二模式进行操作时，压缩机10的输出小于压缩机10以步骤一模式进行操作时的输出。

根据安装有压缩机10的系统(即，制冷系统)的需求，压缩机10可以在常规情况下以满容量进行操作，并且在调节步骤一和调节步骤二模式中以减小的容量进行操作。然而，压缩机10也可以在常规操作模式下以调节步骤二进行操作，并且如果需求增加则改变成在调节步骤一中进行操作或者以满容量进行操作。此外，如果需要，压缩机10可以以调节步骤一进行操作并且压缩机10具有使容量增大(在满容量操作的情况下)或使容量减小(在调节步骤二操作的情况下)的可变性。

参照图8和图9，示出了替代性的定涡旋302和调节组件330。定涡旋302可以大致类似于定涡旋10。因此，除了以下指出的之外，关于定涡旋102的描述同样适用于定涡旋302。此外，定涡旋302和调节组件330可以代替定涡旋102和第二调节组件30而结合到诸如压缩机10之类的压缩机中从而可以在三步调节系统中代替第二调节组件30来运行。

调节组件330可以包括活塞组件362、阀组件380和偏置构件368。活塞组件362可以包括环形活塞370以及第一环形密封件372和第二环形密封374。环形活塞370可以位于第二环形凹部350中并且第一环形密封件372和第二环形密封件374可以与内侧壁344和外侧壁346接合，以将第二环形凹部350分成彼此隔开的第一部分376和第二部分378。第一部分376可以与第一径向通道358连通，并且第二部分378可以与第二径向通道360连通。阀组件380可以包括与压力源384、第一径向通道358和第一部分376连通的阀构件382。偏置构件368可以包括弹簧并且偏置构件368可以定位在第二部分378中并且可以与环形活塞370接合。

环形活塞370可以在第一位置与第二位置之间移位。在第一位置(图8)中，环形活塞370可以对通道354、356进行密封而使通道354、356不与第二环形凹部350的第二部分378连通。在第二位置(图9)中，环形活塞370可以从通道354、356移位，从而提供通道354、356与第二环形凹部350的第二部分378之间的连通。因此，当环形活塞370处于第二位置时，通道354、356可以经由第二径向通道360与压缩机10的吸入压力区域连通，从而为压缩机10提供容量减小的操作模式。

压力源384的压力可以大于中间袋区126、128、130、132的操作压力。例如，压力源384可以是接纳来自排出室40(图1)的排出压力流体，因此，压力源384可以处于排出压力。阀构件382可以提供压力源384与第二环形凹部350的第一部分376之间的连通，以将环形活塞370移位至第一位置。阀构件382同样可以阻止压力源384与第二环形凹部350的第一部分376之间的连通，以使环形活塞370移位至第二位置。另外，阀构件382可以将第一部分376与压缩机10的吸入压力区域相通，以使环形活塞370移动至第二位置。偏置构件368可以将环形活塞370大致朝向第二位置偏置。另外，设置在压缩机10的压缩袋区内的中间压力流体可以作用在环形活塞370上以推动环形活塞370远离通道354、356。当在第一部分376中没有排出压力流体时，允许这种中间压力流体来使环形活塞370移动远离通道354、356。

参照图10和图11，其示出了替代性的定涡旋402和调节组件430。定涡旋402可以大致类似于定涡旋102。因此，除了以下指出的之外，定涡旋102的描述同样适用于定涡旋402。此外，定涡旋402和调节组件430可以代替定涡旋102和第二调节组件30而结合到诸如压缩机10之类的压缩机中从而可以在三步调节系统中代替第二调节组件30来运行。

定涡旋402可以包括通道486，通道486在第一环形凹部448与第二环形凹部450的第一部分476之间延伸并提供第一环形凹部448与第二环形凹部450的第一部分476之间的连通。调节组件430可以包括阀组件480，阀组件480具有位于径向通道458中的阀构件482。阀构件482可以在第一位置与第二位置之间移位，以通过选择性地从环形凹部448向第一部分476供应中间压力流体而使环形活塞470在第一位置与第二位置之间移位。换言之，当阀构件482向第一部分476供应中间压力流体时，环形活塞470被朝向通道454、456偏置。相反地，当阀构件482通过阻塞通道486(图11)来阻止中间压力流体到达第一部分476时，环形活塞470在偏置构件468和设置在通道454、456内的中间压力流体的力的作用下移动远离通道454、456以及打开通道454、456。环形活塞470的第一位置和第二位置以及对应的容量减小可以大致类似于上面对第二调节组件30所讨论的。为了简单起见，将不再重复描述，将理解的是上述描述同样适用于调节组件430。

当阀构件482处于第一位置(图10)时，阀构件482可以提供第一环形凹部448与第二环形凹450之间的连通。因为第一环形凹部448在比第二环形凹部450更高的压力(即，中间压力)下进行操作，所以环形活塞470在阀构件482允许中间压力流体经由通道486到达第一部分476时可以被移位(或保持)在第一位置中。阀构件482可以移位至第二位置并使第二环形凹部450的第一部分476与吸入压力相通，以使环形活塞470移位至第二位置(图11)。在第二位置中，阀构件482可以对通道486进行密封，以将第一环形凹部448和第二环形凹部450彼此隔开。当第一环形凹部448和第二环形凹450被彼此隔开时，偏置构件468会将环形活塞470推压至第二位置，在该第二位置中，通道454、456与吸入压力区域连通。

参照图1至图11，提供第一环形凹部148、348、448与吸入压力区域之间的连通可以将从通道152接收到的通常将定涡旋102、302、402朝向动涡旋104推动的轴向偏置力去除。这样，通过使定涡旋102、302、402与动涡旋100轴向分隔来提供减小的压缩机操作容量。在轴向偏置力被去除并且在动涡旋100与特定的定涡旋102、302、402之间存在轴向间隙时，所述容量减小至零。

现在参照图12，其示出了对压缩机10进行控制的方法600。在602处，方法600操作压缩机10，使得第一环形活塞170和第二环形活塞192处于第一位置。虽然将结合包括环形活塞170的压缩机10对方法600进行描述，但是压缩机10可以替代性地包括环形活塞370、470中的任一环形活塞来代替环形活塞170。换言之，在602处，与第一调节组件28和第二调节组件30相关联的控制器500(图1)对螺线管164和阀构件194进行控制以将第一环形活塞170和第二环形活塞192定位在第一位置中。在604处，确定当前的压缩机容量。可以从传感器读数或来自用户的输入来确定当前的容量。在606处，确定期望的压缩机容量。所述期望的容量可以从用户输入的多个参数和/或基于与压缩机10和/或安装有压缩机10的系统相关联的传感器读数来确定。

在608处，方法600判断期望容量是否小于第一期望阈值。第一期望阈值可以是第一级容量调节与第二级容量调节之间的阈值。第一期望阈值可以是基于压缩机10的应用可变的并且可以由用户输入。如果为假，则压缩机10在610处继续以第一级容量调节进行操作，使得第一环形活塞170和第二环形活塞192处于第一位置。

如果在608处为真，则方法600在612处判断期望容量是否小于第二期望阈值。第二期望阈值可以是第二级容量调节与第三级容量调节之间的阈值。第二期望阈值可以是基于压缩机的应用可变的并且可以由用户输入。如果为真，则压缩机10在614处以第三级容量调节进行操作，使得第一环形活塞170和第二环形活塞192处于第二位置。如果在612处为假，则压缩机10在616处以第二级容量调节进行操作，使得第一环形活塞170处于第一位置并使得第二环形活塞192处于第二位置。

图12的流程图提供了在常规操作条件下操作压缩机10、使得第一环形活塞170和第二环形活塞192在602处于第一位置的方法600。换言之，方法600在常规操作条件下以满容量操作压缩机10。替代性地，压缩机10可以被操作成使得压缩机10在常规操作条件下以调节步骤一进行操作，以在需求增大的情况下允许压缩机10的容量被增大至满容量，并且需求减小的情况下允许压缩机10的容量被降低至调节步骤二。例如，如果需要更少的容量(即，需求减少)，则压缩机10可以在常规操作条件下以调节步骤一进行操作并且可以改变至调节步骤二。

类似地，压缩机10可以在常规操作条件下以调节步骤二进行操作。如果压缩机10在常规操作条件下以调节步骤二进行操作，则压缩机10的容量可以从调节步骤二到调节步骤一以及从调节步骤一到满容量逐步增大。判断是否将压缩机10的容量增大到调节步骤一或满容量可以取决于增大了多少需求。例如，如果压缩机10通常以调节步骤二进行操作并且需求仅稍微增大，则压缩机10可以从调节步骤二改变成调节步骤一以满足增大的需求。相反地，如果压缩机10通常以调节步骤一进行操作并且需求显著增大(即，大于预定量)，则压缩机10可以绕过调节步骤一并被以满容量操作以满足需求。

总之，不管压缩机10通常是否被以满容量(图12)、调节步骤一或调节步骤二操作，均可以基于需求来调节压缩机10的容量，以使压缩机输出与输出匹配以提高压缩机10的效率。

已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。这并非意在穷举或限制本公开。特定实施方式的各单个元件或特征通常并不限制于特定的实施方式，而是如果适用则可以互换并且可以用于甚至未被具体地示出或描述的选定实施方式中。特定实施方式的各单个元件或特征也可以以许多方式进行改变。这种改变不被认为是背离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (22)

1.一种压缩机，包括：

壳体，所述壳体包括排出压力区域和吸入压力区域；

第一涡旋构件，所述第一涡旋构件被支承在所述壳体内并且所述第一涡旋构件具有第一端板、从所述第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷、位于所述第一端板的第二侧部上并且连通有第一通道和第二通道的第一室、以及延伸穿过所述第一端板并且与所述第一室连通的第一孔口；

第二涡旋构件，所述第二涡旋构件被支承在所述壳体内并且所述第二涡旋构件包括第二端板，所述第二端板具有第二螺旋涡卷和延伸穿过所述第二端板的第二孔口，所述第二螺旋涡卷从所述第二端板延伸并且与所述第一螺旋涡卷啮合地接合以形成一系列的压缩袋区，所述第一孔口与所述压缩袋区中的第一压缩袋区连通以提供所述第一压缩袋区与所述第一室之间的连通，并且所述第二孔口与所述压缩袋区中的第二压缩袋区连通；以及

容量调节组件，包括：

第一活塞，所述第一活塞位于所述第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位，所述第一活塞在处于所述第一位置时阻止所述第一孔口与所述第一通道之间的连通，并且所述第一活塞在处于第二位置时提供所述第一孔口与所述第一通道之间的连通；

结构件，所述结构件支承所述第二涡旋构件，以用于使所述第二涡旋构件相对于所述第一涡旋构件轨道位移，并且所述结构件包括与所述第二孔口大致对准的凹部以及与所述凹部连通的第三通道和第四通道；以及

第二活塞，所述第二活塞位于所述凹部内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位；所述第二活塞在处于所述第一位置时阻止所述第二孔口与所述第三通道之间的连通，并且所述第二活塞在处于所述第二位置时提供所述第二孔口与所述第三通道之间的连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机，还包括浮动密封组件，所述浮动密封组件与所述壳体和所述第一涡旋构件接合，以将所述排出压力区域与所述吸入压力区域隔开。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，所述第一活塞轴向地位于所述浮动密封组件与所述第一端板之间。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其中，所述第一活塞能够相对于所述浮动密封组件沿轴向移位。

5.根据权利要求1所述的压缩机，还包括偏置构件，所述偏置构件将所述第一活塞朝向所述第二位置偏置。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一通道沿径向延伸穿过所述第一涡旋构件并且进入到所述第一室中，所述第二通道沿径向延伸穿过所述第一涡旋构件并且进入到所述第一室中，所述第三通道沿径向延伸穿过所述支承结构件并且进入到所述凹部中，以及所述第四通道沿径向延伸穿过所述支承结构件并且进入到所述凹部中。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一活塞在处于所述第一位置时抵接所述第一端板。

8.根据权利要求1所述的压缩机，还包括螺线管，所述螺线管具有选择性地提供所述第二通道与所述凹部之间的连通的连通通道，其中，在所述螺线管提供所述第二通道与所述凹部之间的连通时，所述第一活塞处于所述第一位置，并且在所述螺线管阻止所述第二通道与所述凹部之间的连通时，所述第一活塞处于所述第二位置。

9.根据权利要求1所述的压缩机，还包括阀组件，所述阀组件与所述第二通道连通，并且选择性地向所述第二通道提供加压流体，以将所述第一活塞朝向所述第一端板偏置。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一室是环形室，所述凹部是环形凹部，所述第一活塞是环形活塞，以及所述第二活塞是环形活塞。

11.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一通道与所述吸入压力区域连通，在所述第一活塞处于所述第二位置时，所述第一孔口暴露于所述吸入压力区域从而以小于满容量的第一容量操作所述压缩机。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其中，所述第三通道与所述吸入压力区域连通，在所述第二活塞处于所述第二位置时，所述第二孔口暴露于所述吸入压力区域从而以小于所述第一容量的第二容量操作所述压缩机。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述第一孔口沿径向设置在所述第二孔口的外侧。

14.根据权利要求1所述的压缩机，还包括阀机构，所述阀机构与所述第四通道连通，从而选择性地向所述第四通道提供加压流体，以将所述第二活塞朝向所述第二端板偏置。

15.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第二活塞在处于所述第一位置时抵接所述第二端板。

16.根据权利要求1所述的压缩机，还包括阀，所述阀能够以脉冲宽度调节容量模式进行操作，从而以在满容量和零容量之间的中间容量操作所述压缩机。

17.一种压缩机，包括：

外壳组件，所述外壳组件具有吸入压力区域和排出压力区域；

第一涡旋构件，所述第一涡旋构件被支承在所述外壳组件内，并且所述第一涡旋构件具有第一端板、从所述第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷、位于所述第一端板的第二侧部上并且连通有第一通道和第二通道的第一室、以及延伸穿过所述第一端板并且与所述第一室连通的第一孔口；

第二涡旋构件，所述第二涡旋构件被支承在所述外壳组件内，并且所述第二涡旋构件具有第二端板、从所述第二端板延伸并且与所述第一螺旋涡卷啮合地接合以形成一系列的压缩袋区的第二螺旋涡卷、以及延伸穿过所述第二端板的第二孔口，所述第一孔口与所述压缩袋区中的第一压缩袋区连通，以提供所述第一压缩袋区与所述第一室之间的连通，并且所述第二孔口与所述压缩袋区中的第二压缩袋区连通；以及

容量调节组件，包括：

第一活塞，所述第一活塞位于所述第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位，所述第一活塞在处于所述第一位置和所述第二位置时使所述第一通道隔开与所述第二通道的连通，所述第一活塞在处于所述第一位置时阻止所述第一孔口与所述第一通道之间的连通，并且所述第一活塞在处于所述第二位置时提供所述第一孔口与所述第一通道之间的连通；

偏置构件，所述偏置构件将所述第一活塞偏置在所述第一位置和所述第二位置中的一个位置中；

第一致动机构，所述第一致动机构与所述第二通道连通，并且选择性地向所述第二通道提供流体以克服所述偏置构件并且将所述第一活塞移位在所述第一位置和所述第二位置中的另一位置中；

结构件，所述结构件支承所述第二涡旋构件以用于使所述第二涡旋构件相对于所述第一涡旋构件轨道位移，并且所述结构件包括与所述第二孔口大致对准且连通有第三通道和第四通道的第二室；

第二活塞，所述第二活塞位于所述第二室内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位，所述第二活塞在处于所述第一位置和所述第二位置时使所述第三通道隔开与所述第四通道的连通，所述第二活塞在处于所述第一位置时阻止所述第二孔口与所述第三通道之间的连通，并且所述第二活塞在处于所述第二位置时提供所述第二孔口与所述第三通道之间的连通；以及

第二致动机构，所述第二致动机构与压力源和所述第四通道连通，并且选择性地向所述第四通道提供压力，以使所述第二活塞在所述第一位置与所述第二位置之间移位。

18.一种压缩机，包括：

第一涡旋构件，所述第一涡旋构件具有第一端板、从所述第一端板的第一侧延伸的第一螺旋涡卷、位于所述第一端板的第二侧部上并且连通有第一通道和第二通道的第一室、以及延伸穿过所述第一端板并且与所述第一室连通的第一孔口；

第二涡旋构件，所述第二涡旋构件具有第二端板、从所述第二端板延伸并且与所述第一螺旋涡卷啮合地接合以形成一系列压缩袋区的第二螺旋涡卷、以及延伸穿过所述第二端板的第二孔口；

第一活塞，所述第一活塞位于所述第一室内并且能够在第一位置与第二位置之间移位，所述第一活塞在处于所述第一位置时阻止所述第一孔口与所述第一通道之间的连通，并且所述第一活塞在处于所述第二位置时提供所述第一孔口与所述第一通道之间的连通；

结构件，所述结构件支承所述第二涡旋构件以用于使所述第二涡旋构件相对于所述第一涡旋构件轨道位移，并且所述结构件包括与所述第二孔口大致对准的凹部以及与所述凹部连通的第三通道和第四通道；以及

第二活塞，所述第二活塞位于所述凹部内并且能够在第一位置与第二位置之间沿轴向移位，所述第二活塞在处于所述第一位置时阻止所述第二孔口与所述第三通道之间的连通，并且所述第二活塞在处于所述第二位置时提供所述第二孔口与所述第三通道之间的连通；

所述第一活塞处于所述第一位置并且所述第二活塞处于所述第一位置提供第一级容量调节，

所述第一活塞和所述第二活塞中的一个活塞处于所述第一位置并且所述第一活塞和所述第二活塞中的另一个活塞处于所述第二位置提供第二级容量调节，

所述第一活塞处于所述第二位置并且所述第二活塞处于所述第二位置提供第三级容量调节，

所述第一级容量调节是满容量操作，所述第二级容量调节是以小于所述第一级容量调节的容量操作，以及所述第三级容量调节是以小于所述第二级容量调节的容量操作。

19.根据权利要求18所述的压缩机，其中，当在所述第一级容量调节下操作时，所述第一活塞抵接所述第一端板，并且所述第二活塞抵接所述第二端板。

20.根据权利要求18所述的压缩机，其中，当在所述第二级容量调节下操作时，所述第一活塞抵接所述第一端板，并且所述第二活塞与所述第二端板间隔开。

21.根据权利要求18所述的压缩机，其中，当在所述第二级容量调节下操作时，所述第一活塞与所述第一端板间隔开，并且所述第二活塞抵接所述第二端板。

22.根据权利要求18所述的压缩机，其中，当在所述第三级容量调节下操作时，所述第一活塞抵接环形环，并且所述第二活塞抵接所述第四通道。