CN1707115A - 旋转式压缩机的容量可变装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用向压缩机外部喷出的高压气体来对压缩室的叶片施加压力而进行压缩的旋转式压缩机的容量可变装置。其包括:至少一个压缩室,具有用于该压缩室的压缩的压缩部件的旋转式压缩机,连结该旋转式压缩机的喷出侧和所述压缩室之间的压力调节部,以及控制所述压力调节部以便在所述压缩室中进行压缩的场合对所述压缩部件提供加压力、在所述压缩室中不进行压缩的场合不对所述压缩部件提供加压力的控制部。

Description

旋转式压缩机的容量可变装置
技术领域
本发明涉及旋转式压缩机的容量可变装置,更具体地说,涉及具备多个压缩室的旋转式压缩机的容量可变装置。
背景技术
一般说来,旋转式压缩机利用旋转轴的旋转使缸体内压缩室的压力逐渐上升,从该压缩室放出冷媒送到密封箱内之后再向压缩机外喷出。
韩国公开专利公报第1998-70128号公布了备有多个这样进行压缩的缸体的旋转式压缩机。在其公布的旋转式压缩机中,采用的是具备上部缸体和下部缸体,介由螺旋弹簧对任一个缸体的叶片(vane)施加压力,介由密封箱的高压气体对剩下的缸体的叶片施加压力的方式。
在备有多个缸体的旋转式压缩机中,为了通过连结在同一旋转轴上的多个缸体的滚轮向同一方向旋转而在多个缸体中同时进行压缩、同时停止,在压缩机容量不同的场合,采用了控制转换器使旋转轴的转速可以变化的方式。
然而,在这种场合,由于需要设计并验证用于控制转换器的控制程序的过程,由此导致成本升高,除了压缩机运转时用于控制转速的控制过程变复杂之外,还有伴随压缩机运转的电力消耗也增加的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而提出的,其目的在于提供一种通过单独控制多个压缩室之中进行压缩的压缩室和不进行压缩的压缩室,使压缩容量可以多级变化的旋转式压缩机的容量可变装置。
本发明的另一目的在于提供一种通过采用利用向压缩机外喷出的高压气体来对进行压缩的压缩室的叶片施加压力的方法,使用于压缩容量变化的控制过程变得容易、简单的旋转式压缩机的容量可变装置。
为了实现上述目的,本发明的旋转式压缩机的容量可变装置的特征在于,包括:至少一个的压缩室,具有用于所述压缩室的压缩的压缩部件的旋转式压缩机,连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述压缩室之间的压力调节部,控制所述压力调节部,以便在所述压缩室进行压缩的场合对所述压缩部件施加压力、在所述压缩室不进行压缩的场合对所述压缩部件不施加压力的控制部。
所述压缩部件的特征在于,叶片、弹性支撑该叶片的弹性支撑部、以及在所述压缩室内偏心旋转的滚轮,所述叶片和弹性支撑部设置在与所述压缩室连通的导向通路上。
所述压缩部件的特征在于,包括:连结所述喷出侧和所述压缩室之间的连结通路;装设在该连结通路上而使从所述旋转式压缩机喷出的高压气体断续供给的阀,在开启所述阀时,所述叶片的前端紧贴在所述滚轮上,在所述压缩室中进行压缩。
为了实现上述目的,本发明的旋转式压缩机的容量可变装置的特征在于,包括:包括:多个压缩室;具有用于所述多个压缩室的压缩的压缩部件的旋转式压缩机;使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述多个压缩室之间断续连结的压力调节部;以及,在所述多个压缩室之中的、至少任一个压缩室中进行压缩的场合,利用所述压力调节部对这些压缩部件施加压力,对所述多个压缩室之中的进行压缩的压缩室和不进行压缩的压缩室进行调节而多级控制所述压缩机的压缩容量的控制部。
所述压缩部件的特征在于,对应所述多个压缩室单独配备。
所述压缩部件的特征在于,包括:叶片;弹性支撑该叶片的弹性支撑部,所述叶片和弹性支撑部设置在与该压缩室连通的导向通路上。
所述压力调节部包括:连结所述喷出侧和所述多个压缩室之间的连结通路;装设在该连结通路上而使从所述旋转式压缩机喷出的高压气体断续供给的多个阀。
为了实现上述目的,本发明的旋转式压缩机的容量可变装置的特征在于,在喷出高压气体的旋转式压缩机中,包括:用于产生所述高压气体的第1压缩室;与所述第1压缩室连通的第1导向通路;设置在所述第1导向通路上的第1叶片;与所述第1压缩室区划开形成的、用于产生所述高压气体的第2压缩室;与所述第2压缩室连通的第2导向通路;设置在所述第2导向通路上的第2叶片;在所述第1以及第2压缩室内偏心旋转的滚轮;装设在连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第1导向通路的连结通路上的第1阀;装设在连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第2导向通路的连结通路上的第2阀;以及在所述第1压缩室中进行压缩的场合开启所述第1阀、在所述第2压缩室中进行压缩的场合开启所述第2阀的控制部。
在所述控制部开启所述第1阀的场合,通过所述高压气体使所述第1叶片的前端接触到所述滚轮上而在所述第1压缩室中进行压缩,在开启所述第2阀的场合,通过所述高压气体使所述第2叶片的前端接触到所述滚轮上而在所述第2压缩室中进行压缩。
所述控制部根据压缩机容量来开启所述第1以及第2阀之中的任一个,在产生最大压缩机容量时开启所述第1以及第2阀两者。
还包括:设置在所述第1导向通路上并弹性支撑所述第1叶片的第1弹性支撑部,和设置在所述第1导向通路上并弹性支撑所述第2叶片的第2弹性支撑部。
所述第1以及第2阀是可以调节开度的电磁阀。
所述第1以及第2阀是被开放或者被闭锁的开关阀。
为了实现上述目的,本发明的旋转式压缩机的容量可变装置的特征在于,在喷出高压气体的旋转式压缩机中,包括:用于产生所述高压气体的第1压缩室;与所述第1压缩室连通的第1导向通路;设置在所述第1导向通路上的第1叶片;与所述第1压缩室区划开形成的、用于产生所述高压气体的第2压缩室;与所述第2压缩室连通的第2导向通路;装设在所述第2导向通路上的第2叶片;在所述第1以及第2压缩室内偏心旋转的滚轮;装设在所述旋转式压缩机的喷出侧和吸入侧以及所述第1导向通路交叉的位置上的第1三通阀;装设在所述旋转式压缩机的喷出侧和吸入侧以及所述第2导向通路交叉的位置上的第2三通阀;以及在所述第1压缩室中进行压缩的场合、控制所述第1三通阀以使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第1导向通路连结,在所述第2压缩室中进行压缩的场合、控制所述第2三通阀以使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第2导向通路连结的控制部。
所述控制部在所述第1压缩室中不进行压缩的场合、控制所述第1三通阀以使所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第1导向通路连结,在所述第2压缩室中不进行压缩的场合,控制所述第2三通阀以使所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第2导向通路连结。
在连结所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第1导向通路的场合,防止第1叶片在第1导向通路中流动;在连结所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第2导向通路的场合,防止第2叶片在第2导向通路中流动。
如上所述,根据本发明,由于单独控制多个压缩室使压缩容量可以多级地改变,所以能够迅速对应运转负荷的改变。另外,由于本发明使用可利用压缩机喷出的气体的阀而能够简单地实现,所以生产成本低,由于用于使压缩机的压缩容量可以改变的控制过程简单,所以能够确保控制的安全性和可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的一个优选实施方式的旋转式压缩机的容量可变装置的结构的图。
图2是用于说明图1的容量可变装置中压缩部的内部结构的图。
图3是表示本发明的旋转压缩机中运转模式各部分的动作的列表。
图4是表示本发明的其他实施方式的旋转式压缩机的容量可变装置的结构的图。
图5是表示在图4的旋转压缩机中在上部压缩室中进行压缩,在下部压缩室中不进行压缩的动作的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的一个优选实施方式的旋转式压缩机的容量可变装置的结构的图。图2是用于说明图1的容量可变装置中压缩部的内部结构的图。
如图1所示,本发明的旋转式压缩机的容量可变装置在应用于空调机的制冷循环的例子中,旋转式压缩机10介由冷媒通路与凝缩机50、膨胀装置60以及蒸发器70连结而构成闭合回路。
旋转式压缩机10由产生旋转力的驱动部20,利用该驱动部20的旋转力进行压缩的、具有区划成上下部的第1、第2压缩室41A、41B的压缩部40构成。
驱动部20包括以一定转速驱动的压缩机电动机,在供给压缩机电动机电源时用于使旋转轴30以一定转速旋转而产生旋转力,另一方面,在切断压缩机电动机的电源时不产生旋转力而处于关闭状态。
从蒸发器70的出口一侧的通路5分开的分支通路5a、5b分别连结在上下部压缩室41A、41B的一侧。由压缩机10喷出的高压气体冷媒经过凝缩机50、膨胀装置60以及蒸发器70,从分支通路5a、5b被吸入第1以及第2压缩室41A、41B,并连续进行重复循环。
这里,由于上部的第1压缩室41A的高度比第2压缩室41B的高度更高,所以,第1压缩室41A的内部容积比第2压缩室41B的内部容积更大,因此,第1压缩室的压缩容量比第2压缩室的压缩容量更大。
压缩室41A、41B分别形成于缸体40A、40B内,在这些缸体40A、40B内分别形成吸入通路42A、42B和导向通路44A、44B。在导向通路44A、44B的作用空间49A、49B内备有移动自如地支撑弹簧46A、46B的支撑部45A、45B。叶片47A、47B其一端被弹性地支撑在弹簧46A、46B上,另一端也就是前端接触滚轮43A、43B。利用滚轮43A、43B的旋转被压缩的高压气体经过喷出口48A、48B从压缩机10的喷出通路1向外部喷出。
本发明,为了在第1以及第2压缩室之中任一个、或者第1以及第2两个压缩室内实现压缩作用,而具有提供从压缩室喷出的高压气体的压力调节部8和控制该压力调节部80的控制部90。
压力调节部80包括:与压缩机10的喷出通路1连结的连结通路3;分别装在从连结通路3分开的分支通路3a、3b上的第1以及第2阀81、82。这里,对于第1以及第2阀,虽然采用了可以调节开度的电磁阀,但是并不限定于此,也可以采用装在通路上而能够由开/关动作来开关的开关阀。
第1阀81断续地从分支通路3a向压缩室41A供给高压气体,第2阀82断续地从分支通路3b向压缩室41B供给高压气体。
若开启第1阀81,则高压气体被供给导向通路44A的作用空间49A内,因此,配置在作用空间49A内的支撑部45a被加压,在其支撑部45a上,一端被支撑的叶片47A向压缩室一侧移动而其前端接触到滚轮43A。在这种状态下,通过滚轮43A的旋转进行压缩,被压缩的高压气体介由喷出口48A被排出。在开启第2阀82的场合,也同样利用供给作用空间49B内的高压气体使叶片47B的前端接触到滚轮43B,在这种状态下,通过滚轮43B的旋转使被压缩的高压气体介由喷出口48B排出。
在只开启第1以及第2阀之中的任一个的场合,相对于与关闭的阀连结的压缩室,高压气体被阻断,压力达不到叶片,即使叶片旋转,也没有在其压缩室中引起实质性的压缩,只是空转而已。
另一方面,在压缩机启动时,滚轮以与叶片完全不贴紧滚轮的状态旋转时,由于压缩得比正常压缩小而喷出压力不大,所以,介由打开的阀提供的压力不充足。以后,经过所定时间,压缩机的喷出压力增大,介由阀提供的加压力变大时,叶片的前端紧贴滚轮而进行正常压缩。
如下所述对这种结构的旋转式压缩机的容量可变装置的动作进行说明。
根据采用了压缩机的系统的运转负荷或者使用者的要求来设定压缩机的压缩容量的场合,如图3所示,根据压缩容量可分为3级模式。
在控制部90中,对可产生所要求的压缩容量的压力调节部80的第1以及第2电磁阀81、82进行控制。
在设定成第1模式的场合,控制部90开启第1阀81、关闭第2阀82以便在第1压缩室41A中压缩,在第2压缩室41B中不压缩。在设定成第2模式的场合,控制部90关闭第1阀81、开启第2阀82以便只在第2压缩室41B中压缩。在设定成第3模式的场合,控制部90既开启1阀81也开启第2阀82以便在第1压缩室41A以及第2压缩室41B两者中压缩。
对于压缩容量,在第3模式中最大,在第2模式中最小,在第1模式中介于第3模式和第2模式之间。
在所述的一个实施方式中,通过利用控制部90控制压力调节部80的阀很容易使压缩能力成为3级。可是,虽然在多个压缩室之中空转的压缩室中没有进行实质的压缩,但是,叶片、弹簧、以及支撑部因滚轮的旋转而在作用空间内进行往返运动,因此也有产生动作噪音的情况。
对此,在图4中采用压力调节部100的多个三通阀101、102,在这些三通阀的一侧,连通从蒸发器70的出口一侧的通路5延伸设置的延长通路6上分开的分支通路6a、6b。在向压缩室供给高压气体的场合,三通阀101、102连结压缩机的喷出侧的分支通路和压缩室而形成通路,另一方面,在不供给压缩室高压气体的场合,三通阀101、102连结蒸发器的喷出侧的分支通路和压缩室而形成通路。
例如,以第1模式运转的场合,如图5所示,控制部110控制第1三通阀101使高压气体供给导向通路44A的作用空间49A。与此同时,不介由第2三通阀102来供给高压气体,同时,通过连结该导向通路44B和分支通路6b使吸入压力在作用空间49B内发挥作用,使叶片47B、弹簧46B、以及支撑部45B向后移动来防止它们的流动。因此,即使滚轮43B在压缩室41B内旋转也不会产生动作噪音。

Claims (16)

1.一种旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,包括:
至少一个的压缩室,
具有用于所述压缩室的压缩的压缩部件的旋转式压缩机,
连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述压缩室之间的压力调节部,
控制所述压力调节部,以便在所述压缩室进行压缩的场合对所述压缩部件施加压力、在所述压缩室不进行压缩的场合对所述压缩部件不施加压力的控制部。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述压缩部件包括:叶片、弹性支撑该叶片的弹性支撑部、以及在所述压缩室内偏心旋转的滚轮,所述叶片和弹性支撑部设置在与所述压缩室连通的导向通路上。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述压力调节部包括:连结所述喷出侧和所述压缩室之间的连结通路;装设在该连结通路上而使从所述旋转式压缩机喷出的高压气体断续供给的阀,在开启所述阀时,所述叶片的前端紧贴在所述滚轮上,在所述压缩室中进行压缩。
4.一种旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:包括:
多个压缩室;
具有用于所述多个压缩室的压缩的压缩部件的旋转式压缩机;
使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述多个压缩室之间断续连结的压力调节部;以及,
在所述多个压缩室之中的、至少任一个压缩室中进行压缩的场合,利用所述压力调节部对这些压缩部件施加压力,对所述多个压缩室之中的进行压缩的压缩室和不进行压缩的压缩室进行调节而多级控制所述压缩机的压缩容量的控制部。
5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述压缩部件对应所述多个压缩室而单独配置。
6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,所述压缩部件包括叶片和弹性支撑该叶片的弹性支撑部,所述叶片和弹性支撑部设置在与该压缩室连通的导向通路上。
7.根据权利要求4所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述压力调节部包括:连结所述喷出侧和所述多个压缩室之间的连结通路;装设在该连结通路上而使从所述旋转式压缩机喷出的高压气体断续供给的多个阀。
8.一种旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,在喷出高压气体的旋转式压缩机中,包括:
用于产生所述高压气体的第1压缩室;
与所述第1压缩室连通的第1导向通路;
设置在所述第1导向通路上的第1叶片;
与所述第1压缩室区划开形成的、用于产生所述高压气体的第2压缩室;
与所述第2压缩室连通的第2导向通路;
设置在所述第2导向通路上的第2叶片;
在所述第1以及第2压缩室内偏心旋转的滚轮;
装设在连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第1导向通路的连结通路上的第1阀;
装设在连结所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第2导向通路的连结通路上的第2阀;以及
在所述第1压缩室中进行压缩的场合开启所述第1阀、在所述第2压缩室中进行压缩的场合开启所述第2阀的控制部。
9.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:在所述控制部开启所述第1阀的场合,通过所述高压气体使所述第1叶片的前端接触到所述滚轮上而在所述第1压缩室中进行压缩,在开启所述第2阀的场合,通过所述高压气体使所述第2叶片的前端接触到所述滚轮上而在所述第2压缩室中进行压缩。
10.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述控制部根据压缩机容量来开启所述第1以及第2阀之中的任一个,在产生最大压缩机容量时开启所述第1以及第2阀两者。
11.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,还包括:设置在所述第1导向通路上并弹性支撑所述第1叶片的第1弹性支撑部,和设置在所述第1导向通路上并弹性支撑所述第2叶片的第2弹性支撑部。
12.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,所述第1以及第2阀是可以调节开度的电磁阀。
13.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于,所述第1以及第2阀是被开放或者被闭锁的开关阀。
14.一种旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:在喷出高压气体的旋转式压缩机中,包括:
用于产生所述高压气体的第1压缩室;
与所述第1压缩室连通的第1导向通路;
设置在所述第1导向通路上的第1叶片;
与所述第1压缩室区划开形成的、用于产生所述高压气体的第2压缩室;
与所述第2压缩室连通的第2导向通路;
装设在所述第2导向通路上的第2叶片;
在所述第1以及第2压缩室内偏心旋转的滚轮;
装设在所述旋转式压缩机的喷出侧和吸入侧以及所述第1导向通路交叉的位置上的第1三通阀;
装设在所述旋转式压缩机的喷出侧和吸入侧以及所述第2导向通路交叉的位置上的第2三通阀;以及,
在所述第1压缩室中进行压缩的场合、控制所述第1三通阀以使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第1导向通路连结,在所述第2压缩室中进行压缩的场合、控制所述第2三通阀以使所述旋转式压缩机的喷出侧和所述第2导向通路连结的控制部。
15.根据权利要求14所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:所述控制部在所述第1压缩室中不进行压缩的场合、控制所述第1三通阀以使所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第1导向通路连结,在所述第2压缩室中不进行压缩的场合,控制所述第2三通阀以使所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第2导向通路连结。
16.根据权利要求15所述的旋转式压缩机的容量可变装置,其特征在于:在连结所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第1导向通路的场合,防止第1叶片在第1导向通路中流动;在连结所述旋转式压缩机的吸入侧和所述第2导向通路的场合,防止第2叶片在第2导向通路中流动。
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