CN1103943A - 致冷循环机 - Google Patents

Abstract

一致冷循环机其特征在于，有当致冷循环机停转 和停转后过一定时间时用来提高压缩机转速或中断 产生穿过冷凝器气流的风扇的硬件或软件装置。此 吸入和排出压力差增大至一定程度以致在阀体两侧 之间产生足够大的压差而超过致冷循环机停转时油 的粘滞力，使机器停止时阀体移向关闭位置。

Description

本发明与一致冷循环机有关，它包括一具有一压缩机构的压缩机，在出口处设置一单向阀而且致冷循环系统的其它元件以闭合回路相连。

最近，一种涡卷式（涡形）压缩机由于其良好性能愈来愈广泛地应用于空调机上（一种致冷循环机的应用）。

一涡卷式压缩机有一静止的涡卷d组成的压缩机构h，该静止涡卷壳有一端板a，一螺旋形卷绕体b从端部a的内面垂直地向外突出，而周壁c包住卷（缠）绕体b，一回转的涡卷g有一端壁e和从端板e的内面垂直方向突出的螺旋卷绕体f，如图5和图6所示。

静止涡卷d和回转涡卷g都与它们的卷绕体b和f装配在一起，并相互以一定的角度啮合以形成用于卷绕体b和f之间压缩的密封空间i。

回转涡卷g绕着静止涡卷d的中心转动，例如通过在顶端有一偏心销k的驱动轴m并由一变频器控制的马达（未示出）来驱动。

通过回转涡卷g绕着静止涡卷d的中心转动，密封空间i从周边部分移到中心部分而使容积变小，利用密封空间i容积的减小而达到气体的压缩。

回转涡卷g设置有防止回转涡卷g绕着其自身中心转动的装置，诸如“十字形”圈，虽然图中并未示出。

通过把带有室外风扇的室外热交换器，膨涨阀，带有室内风扇的室内热交换器以及致冷系统的其它元件（都未在图上示出）连到压缩机h，构成一个空调器（闭路致冷循环）。

压缩机h通常设置在带有一防止回流的单向阀O的出口n处。

由于其简单的结构一个自由阀体型的阀用于单向阀O，

一个自由阀体型的单向阀O由下列部件组成：在出口孔n的中间处形成的阀室P，用阀室P的上游和下游端壁面形成的上游阀座q和下游阀座r以及一阀体s放在阀室p内且在这些阀座之间自由移动。

当排气压力从上游作用，阀体s被压到下游阀座r以打开出口孔，当排气压力从下游作用则阀体s被压到上游阀座q以关闭出口孔。

单向阀O关闭了出口孔n从而防止气体回流进入压缩机h以及防止由于回流引起的压缩机反转。

当压缩机h停转时，由于阀体s两侧之间的压差Pd-Po所产生的力，在下游阀座r的阀体s被压向上游阀座q。这里，Pd是在下游阀座r处阀体s下游侧的排气压力，如图5中假想线所示和Po是阀室p内的气体压力，已知压差Pd-Po根据吸入和排出压力差△P（Pd-Ps，其中的Ps为吸入压力）而改变。

当压缩机在低转速（小△P）下工作时，压差Pd-Po较小，例如在室内和室外空气温差很小进行干燥和冷却工作运转的情况。

阀体s通过致冷气体中所含的油而粘结在阀座r上。

因此，当随着小的吸入和排出压力差△P而空调器停下来时且压差Pd-Po并不大到足以超过粘滞力而移动阀体s，则阀体s并不很快移到关闭位置。

由于单向阀O的延迟关闭，就发生了气体通过出口孔n回流到压缩机h且引起产生很大噪音的压缩机h反转。

本发明就是在这样的背景下产生的，因此本发明的目的是提供一种能防止单向阀延迟关闭的致冷循环机。

为了达到上述目的，权利要求1所限定的致冷循环机在关机操作时，具有提高压缩机转速的装置以及当压缩机在高速运行下保持一定时间时，具有停止机器运转的装置。

权利要求2所限定的致冷循环机具有使产生穿过冷凝器气流的风扇装置停转以及当风扇停转后预定时间C超过而停止机器运转的装置。

在权利要求1所限定的致冷循环机中，在机器停转前，压缩机的转速是提高的且压缩机在高转速运转一定时间后，致冷循环机才停转。

通过压缩机的这种高速运转，吸入和排出压力差增加到足以在阀体两侧之间产生高的压差而超过机器停转时的粘滞力而把阀体移向关闭位置。

在权利要求2所限定的致冷循环机中，在致冷循环机停转前产生穿过冷凝器气流的风扇就停转了而在用于冷凝器的风扇停转一定时间后才停转致冷循环机。

这样通过停转冷凝器侧的风扇，由于减小了热交换的效率，冷凝器上游侧的气体压力上升，结果形成了吸入压力和排出压力差增加，因此吸入压力和排出压力差增加到足以在阀体两侧之间产生一足够大的压差且超过致冷循环机停转时的粘滞力而把阀体移向关闭位置。

如上所述，本发明能够解决单向阀延迟关闭的问题，该单向阀的延迟关闭会引起普通的致冷循环机中压缩机的反转。

图1是本发明第一实施例的空调器总体结构的图示;

图2是示出单向阀结构和压缩机的单向阀周围部分的放大剖视图;

图3是示出本发明的第一实施例中控制压缩机运转的流程图。

图4是示出本发明的第二实施例中控制室外风扇动转的流程图;

图5是示出设有自由阀体型普通单向阀的压缩机中压缩机构结构的剖视图;

图6是示出静止外罩和回转外罩啮合的剖视图;

图7是示出单向阀关闭行程中延迟时间相对于吸入和排出压差的坐标图。

在下文中，参照图1和图3的一实施例，而描述本发明。图1表示采用本发明的致冷循环机之空调器的整体结构，在该实施例中，标号1a表示一涡卷式压缩机（封闭压缩机），涡卷式压缩机1a有一在空心圆柱体垂直方向延伸而形成的封闭壳体1。

一排出盖2设置在靠近壳体1的上端把壳体1的内部分隔成上高压段3和下低压段4。

在壳体1的下低压段4内，一电动机5安置在其下部而一个压缩机构6则安置在其上部。

电动机5有一紧固在壳体1内的定子8和一在定子8内装在轴7上的转子9。定子8的绕阻的端头10安置在壳体1的周面上并与一个电流换向器10a相连。

压缩机构6由铝制成且由装配在一起的一个静止涡卷11和一个回转涡卷16所组成。

静止涡卷11有一端板12，螺旋形卷绕体13从端板12的内面垂直方向突出（相似于图6的卷绕体）和围绕卷绕体13的周壁14，在端板12的中心还有一个出口孔15。

旋转涡卷16有一端板17和一螺旋形卷绕体18从端板17的内面垂直方向突出（相似于图6中的卷绕体，在端板17的外表面中部有一毂套19。

静止涡卷11和回转涡卷16安装在一起，而涡卷的卷绕体13和18相互以一定角度，例如180°，啮合在一起，借助端板12和17以及卷绕体13和18（如图6所示二个卷绕体13和18之间的封闭空间）形成若干弯月形的密封空间20，该密封空间20限制了致冷气体，当密封空间容积变小时就压缩致冷气体并把气体排入到出口孔15。

所以装配在一起的涡卷11和16固定在排出盖2和低压段4上部的主架21之间充当隔层，这时静止涡卷11在上侧而回转涡卷16则在下侧。

回转涡卷16的端板17是由主架21上侧所形成的水平支撑面21a可滑动地支撑着。

静止涡卷11紧固到从支架21周边部分突出的支撑件21b上，但在垂直方向上可动且用弹簧22压向回转涡卷16，更详细地说，静止涡卷11具有从端板12的圆周径向突出的托架23，该托架23紧固到支撑件21b的顶部而弹簧22则插在托架23和支撑件21b之间。

一个设置在静止涡卷11周壁14中的进口孔（未示出）通过围绕周壁14的空间29，在架21上的开孔（未示出）以及低压段4与进口管30相连，这样，致冷气体从壳体外面流入到压缩机构6内。

轴7向上延伸到回转涡卷16的毂套19底端的下方，而轴7的顶端部分却由主架21孔内的一个上轴承26可转动地支撑。轴7的顶端设有一个而上突出的偏心销27，偏心销27容纳在轴衬25的孔25a内，通过在轴套19孔内的轴承24可转动地支持。借助该结构，回转涡卷16通过偏心销27来驱动绕着静止涡卷11的中心（轴7的中心）而旋转。

通过合适装置可防止回转涡卷16绕其自身中心而转动，诸如一“十字形圈”就能使回转涡卷16绕轴7的中心转动但可防止回转涡卷16绕其自身中心转动，该“十字形圈”放在回转涡卷16的端板17和主架21的支撑面21a之间。

由于回转涡卷16绕着轴7的中心旋转，密封空间20从周边部分转移到中心，而容积变小从而致冷气体压缩而推出到出口孔15。

端板12在其顶侧有与端板12同轴地向上延伸的内圆柱突起31和外圆柱突起32。

排出盖2有一圆柱形突出部34，它向下延伸并装纳突起31和32之间形成的凹槽33内。

U形密封件35插在突起34的周面和各个突起31与32之间的环形空间内以允许静止涡卷11垂直移动时的气密封。

一个空间36是由端板12的内圆柱突起32的顶端与排出盖2的中心部分之间的空间组成，空间36与端板12的出口孔15相通且由内U形密封件35密封以形成一高压空间，而由内和外的U形密封件密封且位于围绕着高压空间的端板12和排出盖2之间的空间37，通过一个在端板12上的导压开孔，与在中间压缩过程的密封空间20相通形成一中压空间。

因此高压空间内的致冷气体压力变成排出压力而空间37内的压力变成中压压力，而且在空间36和37内的致冷气体压力抵销压缩机构6内的致冷气体压力，从而防止了静止涡卷11不会被内压指起。

一个由硬材料组成的环形抗磨损板40嵌入到回转涡卷16的端板12内面的周边部分上，而回转涡卷16与静止涡卷11的周壁14的底端为滑动接触。抗磨损板40防止由于作用在静止涡卷11的力通过周壁14使端板12的内面，迅速磨损这是通过运行时把它翘起来实现的。

端板12的出口孔15穿过空间36延伸到排出盖1并且分开成围绕着空间36在排出盖1径向方向形成的若干个支孔。每个支孔15在高压段3处开口用作卸压室43。

一个防止致冷气体回流的单向阀42放入出口孔15，一种自由阀体型的阀用作单向阀42，该单向阀42的结构以及单向阀周围部分连图2的放大剖视图内示出。

在图2所示的单向阀42的结构中，空间36组成了阀室60，阀室60为圆柱形，其直径大于端板12的出口孔15的直径。在端板12上的出口孔15开在阀室60的上游侧，而出口孔15的分支下游部分从阀室60的周边延伸到卸压室43。

阀室60的上游端面用作第一阀座61（关闭位置）和阀室60的下游端面用作第二阀座62（打开位置）。

圆盘形状的阀体63可动地放在阀室60内且在第一阀座61和第二阀座62之间自由移动。

借助这种结构，当排气压力从上游侧加上则阀体63就压向下游的第二阀座62以打开出口孔15，而当返回气体压力从下游侧加上则阀体63就压向上游的第一阀座61以关闭出口孔15。

这样当压缩机1a停止工作时，单向阀42就关闭出口孔15以防止致冷气体回流。

把阀室60与卸压室43相通的开孔60a开在阀室60的下游端壁上，当压缩机1a停止工作时，开孔60a使卸压室43的气压加到在第二阀座62处阀体63的背侧上而把阀体63移向第一阀座61。

出口管44安置在壳体1顶壁的外表面上，卸压室43与出口管44相通且卸压室43的气体穿过出口接头44而流出。

轴7的底端部伸向壳体1的底壁且由位于低压段4下部的下支架45可转动地支撑着。

在下支架45的底侧设有一油泵49，在此实施例中，该油泵是一个回转柱塞泵，采用了包含有一个由轴7带动的偏心转子46和一个围绕偏心转子46滑动装配的环48，通过环48的向前运动而挤出油，油泵49也可来用其它型式的泵。油泵49的进口（未示出）与在壳体1底部的油箱51相通且把油51中的油51a吸入，油泵49的出口与压缩机构6滑动接触的部分相通，穿过开在轴7内的油孔50把油输到要润滑的部分。

油泵49的出口还设有一保险阀49a当油压超过一预定值时，用来把油返回油箱51。

因此，标号52表示一端盖，该端盖罩住安置在壳体1外表面上的接线端子10。

在涡卷压缩机1a的出口管44和进口管30之间的结构如上文所述，致冷循环系统的部件都连到封闭环路上以组成一个包括室外热交换器64（冷凝器），膨胀阀65，室内热交换器66（蒸发器）以及蓄压器67的空调系统69。

室外热交换器64包括一个用来加速热交换器与室外空气之间热交换的户外风扇64a（风扇在冷凝器侧）而室内热交换器66包括一个用来加速热交换器与室内空气之间热交换的户内风扇66a（风扇在蒸发器侧）。户内风扇66a通过热交换器使室内空气循环。

标号70表示一个微处理器为基础的控制电路，该控制电路70连到起到开机与关机或设定温度等的控制板（或遥控装置）71，还连到变频器10a，户外风扇64a和户内风扇66。

通过根据由温度感受器所测到的室温与控制板71设定的温度之差来改变输到压缩机1a的电流频率则控制电路70具有根据室内的负荷（空调的负荷）来控制压缩机1a转速的功能。

控制电路70还操作与压缩机1a协同工作的户内风扇64a和户外风扇66a。

当控制板71工作使空调机停止运行时（提高压气机转速的装置），控制电路70还具有在高转速下操作压缩机1a的功能。控制电路70中断了空调机的运行，也就是在一定时间后，压缩机1a，室外风扇64a和户内风扇66a都已经超时运行（用于中断系统工作的装置），该功能增大了吸入和排出之压力差△P以致该压差Pd-Po变得大到足以在机器停转时迅速移动阀体63。

下文参照图3所示的流程图将详细叙述压缩机1a的运行。当操作控制板71转到致冷工作状态，控制电路70使变频器用相应于由温度感受器测到的室温与控制板71上设定的温度之间温差的频率来驱动压缩机1a的马达5。

当马达5的转子9开始转动，此转动通过轴7传到油泵49。

然后，油泵46的偏心转子46被驱动旋转，且向前运动地移动环48。油箱51内的油51a从油泵49进口吸入并从出口排出，油泵49排出的油51a通过油孔50输到需要用油的压缩机构部分6。

马达5的转动通过轴7，偏心销27和毂套19也传到回转涡卷16。

于是回转涡卷被驱动绕着静止涡卷的中心而转动同时借助“十字环”28防止绕其自身中心而转动。

通过回转涡卷16的转动，当二个涡卷从周边移到中心，静止涡卷11和回转涡卷16之间形成的密封空间20容积变小。

致冷气体穿过进口管30、低压段4、主架（未示出）的开孔，在周壁14上的进口孔（未示出）而进入周壁14和卷绕体13、18之间的空间，随后进入和被限制在密封空间20内。

密封空间所感的气体，当密封空间容积变小时就受到压缩，并排入到中心部分的出口孔15。

由于排气的推动，单向阀42的阀体63从上游的第一阀座61移到下游的第二阀座62，如图所示双点的点划线，从而打开了出口孔15。

随后，排气穿过出口孔15的分支部分进入卸压室43从压缩机1a流出并进入出口管44。

在压缩机构6内，在高压空间36（阀室60）内的致冷气体压力变成排出压力，而空间37内的压力变成中压。在空间36和空间37内的气压抵销密封空间20内的气压，从而防止静止涡卷11不会被内压所推起，所以密封空间20内所限定的气体被压缩而不会泄漏。

结果来自压缩机1a的致冷气体开始通过室外热交换器64（冷凝器），膨胀阀65，室内热交换器66以及蓄压器67而循环不息。

于是控制电路70起动了户外风扇64a和户内风扇66a而运转。

从而致冷气体在室外热交换器64内冷凝而排出热气并在室内蒸发器66内蒸发以便在房间内释放冷气。

这样房间内根据空调的负荷，由动力运转来进行致冷。

当操作控制板71控制掉机器关机，控制电路70发出提高压缩机1a的转速信号，该压缩机1a的高速运转维持一定的时间。

这样吸入压力和排出压力之差△P增大以致阀体63两侧之间的压差Pd-Po变大到当机器停转时足以迅速移动阀体63。

在空调器停止工作以前，压缩机1a的高转速运行保证了阀体63两侧之间的压差Pd-Po大到在机器停转机时，足以能迅速移动阀体63，即使对于室内和室外空气温差很小情况下的干燥运转或致冷运转也是如此。

在已到达预定时间之后，控制电路70发出停止压缩机1a，户外风扇64a和户内风扇66a的信号来中断空调器的运行。

当空调器的运行中断时，压向第二阀座62的阀体63，由于阀体63两侧之间的压差超过了图1和图2粗实线所示油的粘滞力而移向第一阀61从而关闭了出口孔15。

所以，防止了单向阀42的延迟关闭操作，结果也就防止了由于延迟引起的压缩机1a的反转以及由于压缩机反转引起的噪音。

因为本实施例中采用了常规的变频器控制的压缩机，在空调机停转以前的一定时间会立刻提高空调器中压缩机1a的转速，所以不会引起成本增加。

图4示出第二实施例的操作流程图。

也可不提高压缩机1a的转速，第二实施例中先停转户外风扇64，然后在到达一定时间后，再停转空调器。

在致冷运作中（停止户外风扇的装置），当操作控制板71停止空调器运转时，控制电路70中断空调器的运转，也就是中断压气缩1a，户内风扇66a的运转。

当操作控制板71停止空调器的运转，具有上述功能的控制电路70首先停转用于外热交换器64（冷凝器）的户外风扇64a，随后当户外风扇64a停转以后到达一定时间再停转压缩机1a和户内风扇66a。

如果户外风扇64a在其它装置停转以前就先停转，由于热交换效率的降低而引起的冷凝压力的改变，气压就会在户外热交换器64的上游侧升高。

借助该效应，阀体63两侧之间的压差Pd-Po变大到超过油的粘滞力，如上述第一实施例所述那样，足以使阀体63移动到第一阀座61。

因此，当压缩机1a停转时，单向阀42的阀体43迅速移向关闭位置。

结果，在第二实施例中防止了单向阀42的延迟关闭，因此也就防止了由于延迟关闭而引起的压缩机1a的反转。

因为在其它装置停转前的一定时间，第二实施例正好停转户外风扇64a，所以也就不会引起成本增加。

第二实施例的空调器结构并未示出，因为它和第一实施例的空调器结构完全相同。

虽然所叙述的只是本发明应用到空调器的一个实施例，本发明也能应用到采用设置一自由阀体型单向阀的压缩机的各种热交换系统。

如上所述，权利要求1和2所限定的本发明能在阀体两侧之间产生压差，该压差大到在热交换系统停止工作时超过油的粘滞力，足以移动阀体到关闭位置。

因此，当压缩机停转时，单向阀的阀体能无延迟地移到关闭位置，结果防止了气体的回流以及由于气体回流引起的压缩机反转。

再则，因为本发明所用的都是普通设备，本发明不会引起成本的增加。

Claims (2)

1、一个致冷循环机有一压缩机，该压缩机具有一个在其出口设置一单向阀的压缩机构和一用来驱动压缩机构的变频器带动的马达以及连在闭合回路中致冷循环系统的其它元件，单向阀在出口的上游侧有一第一阀座，在出口的下游侧有一第二阀座和一个在第一阀座和第二阀座之间自由移动的阀体，而且当流体压力从上游侧加上就打开出口，当流体压力从下游侧加上就关闭出口，其特征在于还有：

当致冷循环机关机时，用来提高上述压缩机转速的装置；

当上述压缩机维持高转速运转一定时间后用来中断致冷循环机运转的装置。

2、一个致冷循环机有一压缩机，该压缩机具有一个在其出口设置一单向阀的压缩机构和一用来驱动压缩机构的变频器带动的马达，一冷凝器，一用来产生穿过冷凝器气流的风扇以及连在闭合回路中致冷循环系统的其它元件，单向阀在出口的上游侧有一第一阀座，在出口的下游侧有一第二阀座和一个在第一阀座和第二阀座之间自由移动的阀体，而且当流体压力从上游侧加上就打开出口，当流体压力从下游侧加上就关闭出口，其特征在于还有：

当致冷循环机关机时，用来中断已在上述冷凝器进行热交换的风扇的装置;和

当上述风扇停转后到达一定时间，用来中断上述致冷循机运转的装置。

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