CN1757925A - 可变容量型转动叶片压缩机 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种可变容量型转动叶片压缩机，其能够更容易地改变内压缩室与外压缩室的容积比率，内压缩室和外压缩室通过转动叶片的转动运动形成于气缸中，从而可以容易和方便地改变转动叶片压缩机的容量。叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的任一侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的另一侧的厚度，以改变气缸中的内压缩室与外压缩室的容积比率。

Description

可变容量型转动叶片压缩机
技术领域
本发明涉及一种转动叶片压缩机，更具体地涉及一种可变容量型转动叶片压缩机，其能够更容易地改变内压缩室与外压缩室的容积比率，内压缩室和外压缩室通过转动叶片的转动运动形成于气缸中，从而可以容易和方便地改变转动叶片压缩机的容量，并且因此能以不同的容量操作转动叶片压缩机。
背景技术
参考图1，示出一种传统的密封型转动叶片压缩机。如在图1所示，驱动单元D和压缩单元P安装在壳体1中，同时驱动单元D和压缩单元P被密封。驱动单元D和压缩单元P通过垂直曲轴8互相连接，曲轴的上端和下端可旋转地被主框架6和副框架7支撑，从而驱动单元D的动力通过曲轴8传递给压缩单元P。
驱动单元D包括：固定设置在主框架6和副框架7之间的定子2；和设置在定子2中的转子3，用于当供给转子3电流时使垂直延伸穿过转子3的曲轴8旋转。转子3在其顶部和底部设置有平衡重3a，它们互相对称地设置用于防止曲轴8由于曲轴销81而在不平衡的状态下旋转。
压缩单元P包括转动叶片5，其下部形成有凸起55。曲轴销81固定地安装于转动叶片5的凸起55中。当转动叶片5在气缸4中进行转动运动时，通过入口管11导入气缸4的制冷气体被压缩。气缸4包括集成于气缸上部并且向下突出的内环41。转动叶片5包括形成于叶片上部并向上突出的圆形叶片51。圆形叶片51在由内环41和气缸4内壁之间限定的环形空间42中进行转动运动。通过圆形叶片51的转动运动，内压缩室和外压缩室分别形成于圆形叶片51的内侧和外侧。压缩于内压缩室和外压缩室中的制冷气体分别通过形成于气缸4上部的内出口端44和外出口端44a排出。
在主框架6和转动叶片5之间设置有用于防止转动叶片5旋转的奥德姆(oldham)环9。贯穿曲轴8纵向形成有供油通道82，用于当安装在曲轴8下端的油泵83运行时使油通过供油通道供给压缩单元P。
示出的传统转动叶片压缩机是低压转动叶片压缩机，其中由压缩单元P压缩的制冷气体通过气缸4的内出口端44和外出口端44a排放到形成于壳体1上部的高压室12。穿过壳体1的出口管13与高压室12连通。入口管11设置在出口管13的下面。特别地，入口管11穿过壳体1，从而入口管11与主框架6的一侧连通。
当电流供应于驱动单元D，驱动单元D的转子3旋转，并且因此曲轴8也旋转。当曲轴8旋转时，压缩单元P的转动叶片5沿着旋转运动的半径进行转动运动，同时曲轴8的曲轴销81离心地安装于形成于转动叶片5下部的凸起55中。
结果，转动叶片5的圆形叶片51也进行转动运动以压缩导入到环形空间42的制冷气体，其中圆形叶片插入在由内环41和气缸4内壁之间限定的环形空间42中。这时，内压缩室和外压缩室分别形成于环形空间42中的圆形叶片51的内侧和外侧。压缩于内压缩室和外压缩室中的制冷气体分别通过形成于气缸4上部的内出口端44和外出口端44a被导入高压室12，然后通过出口管13排出转动叶片压缩机，其中气缸4与内压缩室和外压缩室连通。以这种方式，排出高温高压制冷气体。
图2是示出在图1中所示的压缩单元P的结构的分解透视图。
如图2所示，在转动叶片压缩机的压缩单元P中，连接于曲轴8的转动叶片5设置在能够旋转地支撑曲轴8上部的主框架6的上端上。连接于主框架6的气缸4设置在转动叶片5的上方。气缸4在它的圆周部分的预定位置设置有入口端43。内出口端44和外出口端44a形成于气缸4上端的预定位置。
曲轴8的曲轴销81固定地安装于转动叶片5的凸起55中。在转动叶片5的圆形叶片51圆周部分的预定位置形成有通孔52，用于允许通过气缸4的入口端43导入的制冷气体通过通孔被导入到圆形叶片51中。在转动叶片5的圆形叶片51圆周部分的邻近通孔位置的另一个预定位置上形成有开口53。滑块54可滑动地设置在开口53中。
图3是示出图1中所示的传统转动叶片压缩机运行的剖视图。如图3所示，当压缩单元P的转动叶片5被通过曲轴8从驱动单元D传递到压缩单元P的动力驱动时，设置在气缸4的环形空间42中的转动叶片5的圆形叶片51在气缸4的环形空间42中进行转动运动，如箭头所示，用来压缩通过入口端43导入到环形空间42中的制冷气体。
在压缩单元P的转动叶片5的初始转动位置(也就是，0度转动位置)，通过入口端43和圆形叶片51的通孔52将制冷气体导入到内吸入室A1中，并且在圆形叶片51的外压缩室B2中进行压缩，然而外压缩室B2不与入口端43和外出口端44a连通。制冷气体在内压缩室A2中被压缩，并且同时，通过内出口端44将压缩的制冷气体排放出内压缩室A2。
在压缩单元P的转动叶片5的90度转动位置，压缩仍然在环形叶片51的外压缩室B2中进行，并且几乎所有压缩的制冷气体通过内出口端44从内压缩室A2中排放。在这个阶段，外吸入室B1出现，以便制冷气体通过入口端43被导入到外吸入室B1。
在压缩单元P的转动叶片5的180度转动位置，内吸入室A1消失。特别地，内吸入室A1变为内压缩室A2，因此在内压缩室A2中进行压缩。在这个阶段，外压缩室B2与外出口端44a连通。从而，压缩的制冷气体通过外出口端44a从外压缩室B2中排出。
在压缩单元P的转动叶片5的270度转动位置，几乎所有的压缩的制冷气体通过外出口端44a从圆形叶片51的外压缩室B2中排出，而在圆形叶片51的内压缩室A2中仍然进行压缩。同样，在外吸入室B1中重新进行压缩。当压缩单元P的转动叶片5又转动了90度，外吸入室B1消失。特别地，外吸入室B1变为外压缩室B2，因此在外压缩室B2中连续地进行压缩。结果，压缩单元P的转动叶片5返回到转动叶片5的转动运动的初始位置。以这种方式，压缩单元P的转动叶片5的每周期360度的转动运动完成了。压缩单元P的转动叶片5的转动运动连续地重复进行。
滑块54可滑动地设置在开口53中，用于保持在圆形叶片51的内压缩室A2和外压缩室B2之间的密封。
通过转动叶片5的上述转动运动形成于气缸中的内压缩室A2和外压缩室B2如此设计，使得内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率通常是40∶60或者30∶70。通过改变形成于转动叶片5上部的圆形叶片51的厚度可以改变该容积比率。
或者，通过改变限定于气缸4中的环形空间42的直径也可以改变内压缩室A2对外压缩室B2的容积比率。然而，通过改变圆形叶片51的厚度或者改变环形空间42的直径的方式来改变内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率是非常难的，因此进行容积比率的变化受到限制。总之，不易改变转动叶片压缩机的容量。
发明内容
因此，针对上述问题作出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种可变容量型转动叶片压缩机，其能够更容易地改变内压缩室与外压缩室的容积比率，内压缩室和外压缩室通过转动叶片的转动运动形成于气缸中，从而可以容易和方便地改变转动叶片压缩机的容量，并且因此能以不同的容量操作转动叶片压缩机。
根据本发明，通过提供一种可变容量型转动叶片压缩机能够实现上述和其它的目的，该压缩机包括：具有入口管和出口管的密封壳体；上端和下端支撑于壳体中的曲轴，曲轴由驱动元件旋转；和在气缸中形成的内压缩室和外压缩室，内压缩室和外压缩室由连接于曲轴的转动叶片的圆形叶片相互隔开，其中叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的任一侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的另一侧的厚度，用来改变气缸中的内压缩室与外压缩室的容积比率。
优选地，圆形叶片形成于叶片板的上部，并且转动叶片进一步包括：形成于叶片板下部的凸起，该凸起安装于曲轴。
优选地，凸起形成于在圆形叶片内侧的叶片板上并且向外突出。
优选地，曲轴具有贯穿其中纵向形成的供油通道。
优选地，叶片板在圆形叶片的内侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的外侧的厚度。
优选地，叶片板在圆形叶片的外侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧的厚度。
优选地，圆形叶片在它圆周预定位置设置有开口，并且转动叶片进一步包括设置在开口中的滑块。
优选地，圆形叶片在它的圆周部分的邻近设置有滑块的位置的另一个预定位置设置有通孔，用于利用通孔来允许制冷气体引入到圆形叶片中。
优选地，气缸在它的圆周部分的预定位置设置有入口端，其与圆形叶片的通孔连通。
优选地，气缸在它的上部设置有一对内出口端和外出口端，它们分别连通于内压缩室和外压缩室。
优选地，这种可变容量型转动叶片压缩机进一步包括：设置在气缸外圆周部分和壳体内圆周部分的隔板，从而通过设置在气缸上部的出口端排出的制冷气体通过设置在气缸上方的高压室被导入到出口管。
附图说明
通过结合附图的下列详细说明，将更加清楚地理解本发明的前述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1是示出传统转动叶片压缩机整个结构的纵向剖视图；
图2是示出图1中所示的传统转动叶片压缩机的压缩单元的结构的分解透视图；
图3是示出图1中所示的传统转动叶片压缩机运行的剖视图；
图4是示出根据本发明第一优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的整个结构的纵向剖视图；
图5是示出图4中所示的根据本发明第一优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的部分放大图；
图6是示出根据本发明第二优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的整个结构的纵向剖视图；以及
图7是示出图6中所示的根据本发明第二优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的部分放大图。
具体实施方式
现在参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
图4是示出根据本发明第一优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的整个结构的纵向剖视图。
如在图4中所示，可变容量型转动叶片压缩机包括：密封的壳体1，其具有连通于壳体1的预定位置的入口管11和连通于壳体1的另一个预定位置的出口管13。在壳体1的中央竖直设置有曲轴8。曲轴的上端和下端分别被主框架6和副框架7支撑。
在主框架6和副框架7之间设置有包括定子2和转子3的驱动单元D。当电流供应到驱动单元D，转子3旋转。当转子3旋转时，曲轴8也旋转。在驱动单元D的上方设置有压缩单元P，用于通过曲轴8接收来自驱动单元D的动力以进行压缩操作。
压缩单元P包括离心连接于曲轴8的上端的转动叶片5，当曲轴8旋转时，虽然转动叶片5被防止旋转，但是用于在设置于壳体1上部的气缸4中所限定环形空间42中进行转动运动。通过转动叶片5的转动运动压缩导入到气缸4中的制冷气体。
转动叶片5包括：集成于转动叶片5的叶片板50上部并向上突出的圆形叶片51；和集成于叶片板50下部并向下突出的凸起55。
在所示的本发明第一实施例中，增加在圆形叶片51内侧的叶片板50的厚度，并且设置在气缸4上部的内环41的长度被减小，减小的长度与叶片板50所增加的厚度相同，从而减小在气缸4的内环41和圆形叶片51之间形成的内压缩室A2的容积。结果，改变了圆形叶片51的内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率，并且因此改变了转动叶片压缩机的总容量。
参考图5更加详细地说明圆形叶片51的内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率的改变。在传统的转动叶片压缩机中，在圆形叶片51内侧的叶片板50的高度与在圆形叶片51外侧的叶片板50的高度相同。在根据本发明第一优选实施例的转动叶片压缩机中，增加了在圆形叶片51内侧的叶片板50的厚度，并且因此，在圆形叶片51内侧的叶片板50具有对应于该增加的厚度的增加的高度(h)。结果，减小了在气缸4的内环41和圆形叶片51之间形成的内压缩室A2的容积，其中气缸4的内环41的长度减小了该增加的高度(h)。在这种情况下，在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2与内压缩室A2的容积比率增加了，但是转动叶片压缩机的总压缩容量减小了。
在所示的本发明第一实施例中，增加在圆形叶片51内侧的叶片板50的厚度以改变转动叶片5的叶片板50的厚度。或者，可以增加在圆形叶片51外侧的叶片板50的厚度以改变转动叶片5的叶片板50的厚度。在这种情况下，不减小气缸4的内环41长度。结果，对应于在圆形叶片51外侧的叶片板50的所增加的厚度，减小了在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2。因此，改变了在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2与内压缩室A2的容积比率，并且也改变了转动叶片压缩机的总压缩容量。
图6是示出根据本发明第二优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机的整个结构的纵向剖视图。
根据本发明第二优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机与根据本发明前述第一优选实施例的可变容量型转动叶片压缩机在结构和操作上除了转动叶片5的结构以外都一样。
具体地，转动叶片5进一步包括形成于叶片板50上部并且向上突出的顶部凸起55a。转动叶片5的顶部凸起55a设置在圆形叶片51的内侧，圆形叶片51集成于叶片板50上部并且向上突出。当根据转动叶片5的转动运动制冷气体在气缸4中被压缩时，产生翻转力矩。根据本发明所示实施例的转动叶片5具有优点在于，防止转动叶片5向一侧倾斜。
在所示的本发明第二实施例中，增加在圆形叶片51内侧的位于圆形叶片51和顶部凸起55a之间的叶片板50的厚度，并且减小设置在气缸4上部的内环41的长度，所减小的长度与叶片板50所增加的厚度相同，以便减小在气缸4的内环41和圆形叶片51之间形成的内压缩室A2。结果，改变了圆形叶片51的内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率，并且因此，改变转动叶片压缩机的总容量。
参考图7更加详细地说明圆形叶片51的内压缩室A2与外压缩室B2的容积比率的变化。在传统的转动叶片压缩机中，在圆形叶片51内侧的位于圆形叶片51和顶部凸起55a之间的叶片板50的高度与在圆形叶片51外侧的叶片板50的高度相同。在根据本发明第二优选实施例的转动叶片压缩机中，增加了在圆形叶片51内侧的位于圆形叶片51和顶部凸起55a之间的叶片板50的厚度，并且因此，在圆形叶片51内侧的位于圆形叶片51和顶部凸起55a之间的叶片板50具有对应于所增加的厚度的增加的高度(h)。结果，减小了在气缸4的内环41和圆形叶片51之间形成的内压缩室A2的容积，其中气缸4的内环41的长度减小了所增加的高度(h)。在这种情况下，在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2与内压缩室A2的容积比率增加了，但是转动叶片压缩机的总压缩容量减小了。
在所示的本发明第二实施例中，增加在圆形叶片51内侧的位于圆形叶片51和顶部凸起55a之间的叶片板50的厚度以改变转动叶片5的叶片板50的厚度。或者，可以增加在圆形叶片51外侧的叶片板50的厚度以改变转动叶片5的叶片板50的厚度。在这种情况下，不减小气缸4的内环41的长度。结果，对应于在圆形叶片51外侧的叶片板50的所增加的厚度，减小了在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2。因此，改变了在圆形叶片51和气缸4的内壁之间形成的外压缩室B2与内压缩室A2的容积比率，并且也改变了转动叶片压缩机的总压缩容量。
从上面的说明中很明显，本发明提供一种可变容量型转动叶片压缩机，其通过改变叶片板在转动叶片的圆形叶片内侧或者外侧的厚度，能够更容易地改变内压缩室与外压缩室的容积比率，其中内压缩室和外压缩室通过转动叶片的转动运动形成于气缸中。因此，本发明具有如下效果：改变外压缩室与内压缩室的容积比率，轻易并方便地改变转动叶片压缩机的容量，以及以不同容量操作转动叶片压缩机。
虽然为了说明的目的已经公开了本发明优选的实施例，但是本领域的技术人员会明白，在不脱离权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行不同的修改、添加和置换。

Claims (27)

1.一种转动叶片，包括：
形成于叶片板上部的圆形叶片；和
形成于叶片板下部的凸起，其中
叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的任一侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的另一侧的厚度。
2.如权利要求1所述的叶片，其中凸起形成于在圆形叶片内侧的叶片板上并且向外突出。
3.如权利要求1所述的叶片，其中叶片板在圆形叶片的内侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的外侧的厚度。
4.如权利要求1所述的叶片，其中叶片板在圆形叶片的外侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧的厚度。
5.如权利要求1所述的叶片，其中圆形叶片在其圆周部分的预定位置设置有开口，并且转动叶片进一步包括设置在开口中的滑块。
6.如权利要求5所述的叶片，其中圆形叶片在其圆周部分的邻近设置有滑块的位置的另一个预定位置设置有通孔，用于利用通孔来允许制冷气体引入到圆形叶片中。
7.一种具有转动叶片的转动叶片压缩机的压缩单元，转动叶片包括圆形叶片，其用于将限定于气缸中的环形空间分成内压缩室和外压缩室以压缩制冷气体，其中
叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的任一侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的另一侧的厚度，以便改变气缸中的内压缩室与外压缩室的容积比率。
8.如权利要求7所述的单元，其中
圆形叶片形成于叶片板的上部，和
转动叶片进一步包括：形成于叶片板下部的凸起，该凸起安装于曲轴。
9.如权利要求8所述的单元，其中凸起形成于在圆形叶片内侧的叶片板上并且向外突出。
10.如权利要求7所述的单元，其中叶片板在圆形叶片的内侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的外侧的厚度。
11.如权利要求7所述的单元，其中叶片板在圆形叶片的外侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧的厚度。
12.如权利要求7所述的单元，其中圆形叶片在其圆周部分的预定位置设置有开口，并且转动叶片进一步包括设置在开口中的滑块。
13.如权利要求12所述的单元，其中圆形叶片在其圆周部分的邻近设置有滑块的位置的另一个预定位置设置有通孔，用于利用通孔来允许制冷气体引入到圆形叶片中。
14.如权利要求13所述的单元，其中气缸在其圆周部分的预定位置设置有入口端，其与圆形叶片的通孔连通。
15.如权利要求7所述的单元，其中环形空间被限定在气缸的内壁和设置在气缸中的内环之间。
16.如权利要求7所述的单元，其中气缸在其上部设置有一对内出口端和外出口端，它们分别连通于内压缩室和外压缩室。
17.一种可变容量型转动叶片压缩机，包括：
具有入口管和出口管的密封壳体；
上端和下端支撑于壳体中的曲轴，曲轴由驱动元件旋转；和
在气缸中形成的内压缩室和外压缩室，内压缩室和外压缩室由连接于曲轴的转动叶片的圆形叶片相互隔开，其中
叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的任一侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧和外侧中的另一侧的厚度，以便改变气缸中的内压缩室与外压缩室的容积比率。
18.如权利要求17所述的压缩机，其中
圆形叶片形成于叶片板的上部，和
转动叶片进一步包括：形成于叶片板下部的凸起，该凸起安装于曲轴。
19.如权利要求18所述的压缩机，其中凸起形成于在圆形叶片内侧的叶片板上并且向外突出。
20.如权利要求18所述的压缩机，其中曲轴具有贯穿其中纵向形成的供油通道。
21.如权利要求17所述的压缩机，其中叶片板在圆形叶片的内侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的外侧的厚度。
22.如权利要求17所述的压缩机，其中叶片板在圆形叶片的外侧的厚度大于叶片板在圆形叶片的内侧的厚度。
23.如权利要求17所述的压缩机，其中圆形叶片在其圆周部分的预定位置设置有开口，并且转动叶片进一步包括设置在开口中的滑块。
24.如权利要求23所述的压缩机，其中圆形叶片在其圆周部分的邻近设置有滑块的位置的另一个预定位置设置有通孔，用于利用通孔来允许制冷气体引入到圆形叶片中。
25.如权利要求24所述的压缩机，其中气缸在其圆周部分的预定位置设置有入口端，其与圆形叶片的通孔连通。
26.如权利要求17所述的压缩机，其中气缸在其上部设置有一对内出口端和外出口端，它们分别连通于内压缩室和外压缩室。
27.如权利要求26所述的压缩机，进一步包括：
设置在气缸外圆周部分和壳体内圆周部分的隔板，从而通过设置在气缸上部的出口端排出的制冷气体被通过设置在气缸上方的高压室导入到出口管。
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