CN1603627A - 变容旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

一种变容旋转压缩机，包括密封外壳和安装在密封外壳中的壳体以在其中限定具有不同的容量的第一和第二压缩腔。压缩机设置在第一和第二压缩腔中根据驱动压缩单元的旋转轴的旋转方向被操作以在第一或者第二压缩腔中执行压缩操作。压力控制器将压缩机的出口压力施加到执行空转操作的第一或者第二压缩腔中，并具有路径控制腔，所述路径控制腔设置在第一和第二压缩腔外部的壳体的部分上。第一和第二入口通道将路径控制腔的两端分别连接到第一和第二压缩腔的入口端口。连通通道将压缩机的出口侧连接到路径控制腔。阀单元，在路径控制腔中，控制路径控制腔的内部路径。

Description

变容旋转压缩机

技术领域

本发明涉及一种变容旋转压缩机，更具体地说，涉及一种具有压力控制器的压缩机，以允许压缩腔在其中执行空转操作时的内部压力等于密封外壳的内部压力。

背景技术

近来，变容压缩机逐渐应用到许多制冷系统中，诸如空调或者电冰箱，以根据需要变化制冷容量，从而实现最佳冷却操作并节省能量。

与变容压缩机有关的早期专利公开有美国专利No.4,397,618。根据此发明，旋转压缩机通过保持或者释放叶片而变化压缩机容量。旋转压缩机包括壳体，其中设有圆柱压缩机腔。旋转活塞安装在壳体的压缩腔中以偏心转动。此外，在美国专利No.4,397,618被指示为“滑片”的叶片被安装在壳体中，并在径向方向中往复运动同时保持和旋转活塞的外表面相接触。包括棘齿螺栓、衔铁、电磁管的叶片保持单元设置在叶片的侧面以保持或者释放叶片，从而变化旋转压缩机的压缩容量。也就是说，叶片响应于通过电磁管控制的棘齿螺栓的往复运动而被保持或者释放，从而变化旋转压缩机的压缩容量。

但是，传统变容旋转压缩机的问题在于其被设计使得压缩机的操作通过保持或者释放叶片预定的时间周期而得以控制，所以难于精确变化压缩机容量来获得理想的排放压力。

此外，传统变容旋转压缩机的另外的问题在于保持叶片的棘齿螺栓被设计进入叶片的侧面并被锁定到形成在叶片上的锁定孔，这样就不容易保持压缩机操作时以较高的速度往复运动的叶片，从而具有较差的可靠性。

发明内容

相应地，本发明的一方面是提供一种变容旋转压缩机，其被设计以精确地变化压缩机容量以获得理想的排放压力，并很容易控制变化压缩机容量的操作。

本发明的另一方面是提供一种变容旋转压缩机，所述变容旋转压缩机具有压力控制器以允许在其中执行空转操作的压缩腔的内部压力等于密封外壳的内部压力，所述密封外壳中的内部压力是压缩机出口侧的压力，以防止叶片压辊子的外表面并防止油流入压缩腔中，从而使转动阻力最小化。

本发明的其它方面和/或者优点将在说明书中进行说明，并部分地，可以从说明中得以显而易见，或者可以通过使用本发明而了解到。

变容旋转压缩机包括密封外壳、壳体、压缩单元和压力控制器。所述壳体被安装在密封外壳中以在其中限定具有不同容量的第一和第二压缩腔。压缩单元被放置在第一和第二压缩腔中，并根据驱动压缩单元的旋转轴的旋转方向被操作以在第一或者第二压缩腔中执行压缩操作。压力控制器被操作以将压缩机的出口侧的压力施加到在其中执行空转操作的第一或者第二压缩腔，并包括路径控制腔、第一和第二入口通道、连通通道和阀单元。路径控制腔设置在第一和第二压缩腔外部的壳体的预定部分。第一和第二入口通道将路径控制腔的两端分别连接到第一和第二压缩腔的入口端口。连通通道将压缩机的出口侧连接到路径控制腔。阀单元设置在路径控制腔中以控制路径控制腔的内部路径，这样连通通道与第一或者第二入口通道相连通。

阀单元可以包括阀部件，所述阀部件在路径控制腔中往复运动。阀单元可以进一步包括第一和第二阀座，所述第一和第二阀座分别设置在路径控制腔的端部。各第一和第二阀座可以在其中央具有孔。

阀单元还可以进一步包括第一和第二阀座，所述第一和第二阀座分别设置在路径控制腔的端部。各第一和第二阀座可以在其中央具有孔。

壳体可以包括第一壳体和第二壳体以及隔板，所述第一壳体限定第一压缩腔，所述第二壳体限定第二压缩腔，所述隔板设置在第一和第二壳体部件之间，这样第一和第二压缩腔可以彼此隔开。

第一压缩腔可以具有比第二压缩腔更大的容量。路径控制腔可以设置在第一壳体的预定部分。第二入口通道可以设置在隔板的预定部分以允许路径控制腔与第二压缩腔的入口端口相连通。

连通通道可以设置在第一壳体的运动部分上，连通通道的入口被打开以与密封外壳的内部相连通。

附图说明

本发明的这些和其它方面的优点通过从下述的优选实施例以及相应的附图的说明会变得更加明显，也更容易理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的变容旋转压缩机的截面图；

图2是包括在图1的变容旋转压缩机的偏心单元的透视图；

图3是在图1的变容旋转压缩机的旋转轴在第一方向中转动时显示第一压缩腔的压缩操作的截面图；

图4是在图1的变容旋转压缩机的旋转轴在第一方向中转动时显示第二压缩腔的空转操作的截面图；

图5是在图1的变容旋转压缩机的旋转轴在第二方向中转动时显示第一压缩腔的空转操作的截面图；

图6是在图1的变容旋转压缩机的旋转轴在第二方向中转动时显示第二压缩腔的压缩操作的截面图；

图7是显示包括在图1中的变容旋转压缩机的压力控制器的部分剖切的透视图；

图8是在第二压缩腔中执行空转操作时显示包括在图1的变容旋转压缩机的压力控制器的截面图；以及

图9是在第一压缩腔中执行空转操作时显示包括在图1的变容压缩机中的压力控制器的截面图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，以及显示在附图中的示例，其中相似的引用数字表示相似的部件。实施例在下面进行说明以通过参照附图解释本发明。

如图1中所示，根据本发明的变容旋转压缩机包括密封外壳10、驱动器20和安置在密封外壳10中的压缩单元30。驱动器20被安装在密封外壳10的上部分以产生旋转力。压缩单元30安置在密封外壳10的下部以通过旋转轴21连接到驱动器20。驱动器20包括圆柱形定子22和转子23。定子22安装到壳体10的内表面。转子23可转动地并同心设置在定子22中，并安装到旋转轴21。驱动器20在相反的两个方向中转动旋转轴21。

压缩单元30包括壳体。具有不同的容量的圆柱形第一和第二压缩腔31和32被分别设置在壳体的上、下部分上。壳体在上部具有第一壳体33a以限定第一压缩腔31。此外，壳体在下部具有第二壳体33b以限定第二压缩腔32，所述第二压缩腔32的容量比第一压缩腔31的容量小。所述壳体也具有上、下凸缘35和36以可转动地支撑旋转轴21。上凸缘35被安装到第一壳体33a的上表面以闭合第一压缩腔31的上部分，下凸缘36被安装到第二壳体33b的下表面以闭合第二压缩腔32的下部分。隔板34设置在第一和第二壳体33a和33b之间，这样第一和第二压缩腔31和32彼此隔离。

如图1至4中所示，安装在第一和第二压缩腔31和32中的旋转轴21设有第一和第二偏心单元40和50，所述第一和第二偏心单元40和50被分别安置在旋转轴21的上、下部分上。第一和第二辊子37和38被分别可转动地固定在第一和第二偏心单元40和50之上。第一入口63和第一出口65形成在第一压缩腔31的预定位置，第二入口64和第二出口66形成在第二压缩腔32的预定位置。第一叶片61安装在第一压缩腔31的第一入口63和第二出口端口65之间，并在径向方向往复运动，同时保持与第一辊子37的外表面相接触，从而执行压缩操作。此外，第二叶片62安置在第二压缩腔32的第二入口64和第二出口端口66中间，并在径向方向中往复运动，同时与第二辊子38的外表面相接触，从而执行压缩操作。第一和第二叶片61、62分别通过第一和第二叶片弹簧61a和62a偏压。此外，第一压缩腔31的第一入口63和第一出口65安置在第一叶片61的相对侧上。相似地，第二压缩腔32的第二入口64和第二出口66安置在第二叶片62的相对侧面上。尽管在图中没有详细说明，出口65和出口66通过限定在壳体中的路径与密封外壳10的内部相连通。

第一和第二偏心单元40和50分别包括第一和第二偏心凸轮41和51。第一和第二偏心凸轮41和51设置在旋转轴21的外表面上以分别放置在第一和第二压缩腔31和32上，同时在相同的方向中从旋转轴21偏心。第一和第二偏心衬套42和52可转动地分别装配在第一和第二偏心凸轮41和51上。如图2中所示，第一和第二偏心衬套42和52彼此通过圆柱形连接器43一体连接，并在相反的两个方向中从旋转轴21偏心。此外，第一和第二辊子37和38分别可转动地转配在第一和第二偏心衬套42、52之上。

如图2、3中所示，偏心部件44设置在第一和第二偏心凸轮41、51之间的旋转轴21的外表面上，以在与第一和第二偏心凸轮41、51相同的方向中自旋转轴21偏心。在此情况下，根据旋转轴21的旋转方向，锁80用于使得第一和第二偏心衬套42、52之一从旋转轴21偏心，同时从旋转轴21的偏心位置释放第一和第二偏心衬套42、52的余下一个。锁80包括锁销81和锁槽82。锁销81以螺钉型紧固方法安装到偏心部件44的表面上，以自偏心部件44的表面凸起。锁槽82围绕连接器43的一部分形成，其将第一和第二偏心衬套42、52彼此连接。根据旋转轴21的转动方向，锁销81和锁槽82配合以使得第一和第二偏心衬套42、52之一从旋转轴21偏心，同时第一和第二偏心衬套42、52剩余之一从自旋转轴21偏心的位置释放。

当旋转轴21转动，同时被安装到旋转轴21的偏心部分44上的锁销81与连接器42的锁槽82相配合时，锁销81在锁槽82内转动以通过形成在锁槽82的相对端的第一和第二锁定部件82a、82b之一被锁定，从而使得第一和第二偏心衬套42、52与旋转轴21一起转动。此外，当锁销81通过锁槽82的第一和第二锁定部件82a、82b之一锁定时，第一和第二偏心衬套42、52之一自旋转轴21偏心，第一和第二偏心衬套42、52剩余之一从自旋转轴21偏心的位置释放，从而在第一和第二压缩腔31、32之一中执行压缩操作，并在第一和第二压缩腔31、32剩余之一执行空转操作。另一方面，当旋转轴21的旋转方向变化，第一和第二偏心衬套42、52与上述状态相反地设置。

如图1中所示，根据本发明的变容旋转压缩机包括路径控制器70。路径控制器70控制制冷机吸入路径，这样自制冷剂入口管69供给的制冷剂被传输到第一压缩腔31的第一入口63或者第二压缩腔32的第二入口64中。因此，制冷剂可以根据压缩腔传输到第一或者第二入口，其中在压缩腔中执行压缩操作。

路径控制器70包括圆柱形主体71，和阀单元，所述阀单元安装在主体71中。入口72形成在主体71的中间部分以连接到制冷剂入口管69。第一和第二出口73和74在入口72的相对侧面形成在主体71上，以连接到第一和第二管67和68。。第一和第二管67和68分别连接到第一压缩腔31的第一入口63和第二压缩腔32的第二入口64。设置在主体71中的阀单元包括圆柱阀座75。阀座75安装在主体71的中心。第一和第二阀部件76和77安装在主体71的两侧，并轴向地在主体71中往复运动以打开阀座75的任何一端。连接器78彼此连接第一和第二阀部件以使得第一和第二阀部件一起移动。如上构造的路径控制器70如下操作。当压缩操作在第一或者第二压缩腔31或者32中执行时，第一和第二阀部件76和77朝第一或者第二出口73或者74移动，不管哪个其中具有较低的压力，由于第一和第二出口73和74之间的压力差，从而自动改变制冷剂吸入路径。换言之，路径控制器70控制制冷剂吸入路径，这样制冷剂供给到压缩腔31或者32中，在压缩腔31或者32中执行压缩操作。

如图1中所示，根据本发明的变容旋转压缩机包括压力控制器90。压力控制器90使得压缩机的出口压力施加到在其中执行空转操作的压缩腔31、32中，以允许在其中执行空转操作的压缩腔的内部压力等于密封外壳10的内部压力。

如图7和8中所述，压力控制器90包括路径控制腔91、第一和第二入口通道92和93，连通通道94和阀单元。路径控制腔91设置在第一壳体33a的预定部分，所述第一壳体33a具有比第二壳体33b大的容量。第一和第二入口通道92、93被形成以将路径控制腔91的两端分别连接到第一和第二压缩腔31、32的第一和第二入口63、64。连通通道94将密封外壳10的内部连接到路径控制腔91的中间部分。阀单元设置在路径控制腔91中以控制路径控制腔91的内部路径。

路径控制腔91设置在第一壳体33a的预定部分以定位在第一压缩腔31的第一入口63之下。路径控制腔91的上部通过第一入口通道92与第一压缩腔31的第一入口63相连通。此外，路径控制腔91的下部通过第二入口通道93与第二压缩腔32的第二入口64相连通，所述第二入口通道93沿着隔板34的预定部分形成以连接到第二入口64。连通通道94设置在径向方向中的第一壳体33a的预定部分，这样连通通道94的入口打开以与密封外壳10的内部相连通，连通通道94的出口和路径控制腔91的中间部分相连通。通过这样的结构，密封外壳10的出口压力通过连通通道94被施加到路径控制腔91的内部，然后施加到第一或者第二入口63或者64。路径控制腔91可以设置在第二壳体33b或者隔板34上。但是，在本发明的实施例中，路径控制腔91设置在第一壳体33a上，所述第一壳体33a的厚度比第二壳体33b的厚度厚，以允许压力控制腔91在制造压缩机的过程中很容易制造。

设置在路径控制腔91中的阀单元包括盘状阀部件95和第一、第二阀座96和97。阀部件95设置在路径控制腔91中以上、下移动。第一和第二阀座96和97分别设置在路径控制腔91的上端和下端。各第一和第二阀座96、97在中心具有孔。这样，由于第一和第二入口63、64之间的压力差，阀部件95在阀控制腔91中向上或向下移动以闭合第一和第二入口通道92、93之一，同时打开第一和第二入口通道92、93剩余之一，以允许压缩机的出口侧的压力施加到在其中执行空转操作的第一或者第二压缩腔31或者32。

变容旋转压缩机的操作将在下面说明。

如图3中所示，当旋转轴21在第一方向中转动，第一压缩腔31中的第一偏心衬套42的外表面自旋转轴21偏心，锁销81通过锁槽82的第一锁部件82a锁定。这样，第一辊子37被转动，同时与第一压缩腔31的内表面相接触，这样在第一压缩腔31中执行压缩操作。同时，在第二压缩腔32中，第二偏心衬套52放置在所述第二压缩腔32中，所述在与第一偏心衬套42相反的方向中偏心的第二偏心衬套52的外表面与旋转轴21同心，第二辊子38与第二压缩腔32的内表面间隔开，如图4中所示，这样在第二压缩腔32中执行空转操作。当在第一压缩腔31中执行压缩操作时，制冷剂被传输到第一压缩腔31的入口端口63中。这样，路径控制腔70控制制冷剂路径以使制冷剂只被传输到第一压缩腔31中。

当在第一压缩腔31中执行压缩操作，而在第二压缩腔32中执行空转操作，如图8中所示，阀部件95由于第一和第二入口63和64之间的压力差在路径控制腔91中向上移动，这样闭合阀座96的孔，所述孔靠近第一入口63。更具体地说，当在第一压缩腔31中执行压缩操作时，吸入力作用在第一入口63上。这样，阀部件95向上移动以闭合阀座96的孔，所述阀座96的孔连接到第一入口通道92。此时，连接到第二入口通道93的阀座97的孔打开，这样允许第二压缩腔32的第二入口64通过连通路径94与密封外壳10的内部相连通。这样，密封外壳10的外部压力通过连通路径94、路径控制腔91、第二入口通道93和第二入口64被传输到第二压缩腔32。这样的操作允许执行空转操作的第二压缩腔32的内部压力等于密封外壳10的内部压力，所述内部压力是压缩机的出口侧的压力，这样防止了第二叶片62压第二辊子38，所述第二辊子38执行空转转动，并防止油流入第二压缩腔32中，由此最小化转动轴21的转动阻力。

同时，如图5中所示，当旋转轴21在第二方向中转动时，第一压缩腔31中的第一偏心衬套42的外表面从自旋转轴21偏心的位置释放，锁销81通过锁槽82的第二锁定部件82b锁定。这样，第一辊子37被旋转，同时与第一压缩腔31的内表面间隔开，这样在第一压缩腔31中执行空转操作。同时，在放置第二偏心衬套52的第二压缩腔32中，第二偏心衬套52的外表面自旋转轴21偏心，第二辊子38被旋转，同时与第二压缩腔32的内表面相接触，如图6中所示，这样在第二压缩腔32中执行压缩操作。当压缩操作在第二压缩腔32中执行时，制冷剂被传输到第二压缩腔32的入口端口64中。这样，路径控制腔70控制制冷剂路径，这样制冷剂被只传输到第二压缩腔32中。

当在第二压缩腔32中执行压缩操作并且在第一压缩腔31中执行空转操作时，如图9中所示，阀部件95通过第二入口64的吸力作用在路径控制腔91中朝第二入口通道93移动，这样闭合阀座97的孔，所述阀座97的孔与第二入口槽93相邻接。同时，与第一入口槽92相邻的阀座96的孔与连通通道94相连通，所述第一入口通道92与第一入口63相连通。在此情况下，由于第一压缩腔31具有与密封外壳10的内部相同的压力，第一叶片62不会挤压执行空转旋转的第一辊子37，油不会流入第一压缩腔31中，这样允许旋转轴21平稳转动。

从上述说明中很明显可以看出，本发明提供了一种变容旋转压缩机，其被设计以根据旋转轴的旋转方向，使得压缩操作可选地在具有不同容量的两个压缩腔之一中执行，这样精确地变化压缩容量以获得所需的排放压力，并很容易控制旋转压缩机的压缩容量。

此外，本发明提供了一种变容旋转压缩机，所述压缩机具有压力控制器，所述压力控制器可操作以将密封外壳的出口侧的压力施加到在其中执行空转操作的压缩腔中，这样在执行空转操作的压缩腔的内部和密封外壳的内部之间没有压力差，这样防止了安装在执行空转操作的压缩腔中的叶片挤压辊子，并防止油流入执行空转操作的压缩腔中，并由此使转动阻力最小化，由此增加压缩机的操作效率。

此外，本发明提供了一种变容旋转压缩机，其被设计以使得压力控制器的第一和第二入口通道分别与第一和第二压缩腔的第一和第二入口相连通，压力控制器的阀部件通过第一和第二入口之间的压力差而移动，从而改变压力控制腔的内部通道，由此允许压力控制器平稳操作。

尽管对本发明的一些实施例进行了显示和说明，本领域技术人员将会理解在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其范围也落入本发明的权利要求及其等同物所限定的范围内。

Claims (16)

1.一种变容旋转压缩机，包括密封外壳、安装在密封外壳中以在其中限定具有不同的容量的第一和第二压缩腔的壳体，以及压缩单元，所述压缩单元设置在第一和第二压缩腔中，以根据驱动压缩单元的旋转轴的旋转方向在第一或者第二压缩腔中执行压缩操作，所述变容旋转压缩机包括：

压力控制器，所述压力控制器将压缩机的出口侧的压力施加到执行空转操作的第一或者第二压缩腔，所述压力控制器包括：

路径控制腔，所述路径控制腔设置在第一和第二压缩腔外部的壳体的部分上；

第一和第二入口通道，所述第一和第二入口通道将路径控制腔的两端分别连接到第一和第二压缩腔的入口端口；

连通通道，所述连通通道将压缩机的出口侧连接到路径控制腔；以及

阀单元，所述阀单元设置在路径控制腔中以控制路径控制腔的内部路径，这样连通通道与第一或者第二入口通道相连通。

2.根据权利要求1所述的变容旋转压缩机，其特征在于，阀单元包括阀部件，所述阀部件在路径控制腔中往复运动。

3.根据权利要求2所述的变容旋转压缩机，其特征在于，阀单元进一步包括第一和第二阀座，所述第一和第二阀座分别设置在路径控制腔的端部，各第一和第二阀座在其中央具有孔。

4.根据权利要求1所述的变容旋转压缩机，其特征在于，壳体包括：

第一壳体，所述第一壳体在其中限定第一压缩腔，

第二壳体，所述第二壳体在其中限定第二压缩腔，

隔板，所述隔板设置在第一和第二壳体之间，这样第一和第二压缩腔可以彼此间隔开。

5.根据权利要求4所述的变容旋转压缩机，其特征在于，第一压缩腔具有比第二压缩腔更大的容量，路径控制腔设置在第一壳体的一部分，第二入口通道设置在隔板的一部分上，以允许路径控制腔与第二压缩腔的入口端口相连通。

6.根据权利要求5所述的变容旋转压缩机，其特征在于，连通通道设置在第一壳体的一部分，连通通道的入口被打开以与密封外壳的内部相连通。

7.一种变容旋转压缩机的压力控制器，包括封装的第一和第二压缩腔，以及第一和第二压缩腔中的压缩单元，以根据旋转轴的旋转方向在第一或者第二压缩腔中执行压缩操作，以将压缩机的出口侧的压力施加到执行空转操作的第一或者第二压缩腔中，所述压力控制器包括：

封装的第一和第二压缩腔外部的路径控制器；

第一和第二入口通道，所述第一和第二入口通道将路径控制腔的两端分别连接到第一和第二压缩腔的入口；

连通通道，所述连通通道将压缩机的出口侧连接到路径控制腔；以及

阀单元，所述阀单元设置在路径控制腔中以控制路径控制腔的内部路径，这样连通通道与第一或者第二入口通道相连通。

8.根据权利要求7所述的压力控制器，其特征在于，阀单元包括阀部件，所述阀部件在路径控制腔中往复运动。

9.根据权利要求8所述的压力控制器，其特征在于，阀单元进一步包括第一和第二阀座，所述第一和第二阀座分别设置在路径控制腔的端部。

10.根据权利要求9所述的压力控制器，其特征在于，所述各第一和第二阀座在其中央具有孔。

11.根据权利要求7所述的压力控制器，其特征在于，还包括限定第一和第二压缩腔的壳体，其中所述壳体包括：

第一壳体，所述第一壳体在其中限定第一压缩腔；

第二壳体，所述第二壳体在其中限定第二压缩腔；

隔板，所述隔板设置在第一和第二壳体之间，这样第一和第二压缩腔可以彼此间隔开。

12.根据权利要求11所述的压力控制器，其特征在于，第一压缩腔具有比第二压缩腔更大的容量。

13.根据权利要求12所述的压力控制器，其特征在于，路径控制腔设置在第一壳体的一部分上。

14.根据权利要求13所述的压力控制器，其特征在于，第二入口通道设置在隔板的一部分上，以允许路径控制腔与第二压缩腔的入口端口相连通。

15.根据权利要求14所述的压力控制器，其特征在于，连通通道被设置在第一壳体的预定部分上。

16.根据权利要求15所述的压力控制器，其特征在于，进一步包括密封外壳，其中连通通道的入口打开以与密封外壳的内部相连通。

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