CN1776231A - 可变容量旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种可变容量旋转式压缩机，能够平衡密封容器中的内部压力(也就是排放压力)与执行空转操作的压缩室的内部压力，从而导致旋转轴的旋转阻力的降低。所述可变容量旋转式压缩机包括：设在密封容器中并具有内部空间的壳体，所述内部空间被中间板分隔成不同容量的第一和第二压缩室；可旋转地设在两个压缩室中的旋转轴；根据旋转轴的旋转方向选择性地在两个压缩室之一引起压缩操作的偏心单元；以及向压缩室中执行空转操作的那个压缩室供应密封容器的排放压力的压力调节装置。所述中间板包括相互堆叠的第一和第二中间板，所述压力调节装置被设在第一和第二中间板之间。

Description

可变容量旋转式压缩机
技术领域
本发明涉及可变容量旋转式压缩机，尤其涉及具有压力调节装置的可变容量旋转式压缩机，所述压力调节装置能压力室够平衡密封容器的内部压力与两个压力室中执行空转操作的那个压力室的内部压力。
背景技术
能够改变制冷剂压缩容量的可变容量旋转式压缩机的技术在由本发明申请人提出的韩国专利申请No.10-2002-0061462中被披露。披露的可变容量旋转式压缩机具有偏心单元，它允许设在两个压缩室之一中的滚筒根据旋转轴的旋转方向选择性的偏心旋转，从而有选择地执行压缩操作。这种偏心单元包括：分别与压缩室相对应的形成在旋转轴外周上的两个偏心凸轮；分别可旋转地连接在两个偏心凸轮周围以将滚筒支承在它们的外周上的两个偏心衬套；以及插销，所述插销用来在旋转轴旋转时将两个偏心衬套之一锁定在它的偏心位置，将另一个偏心衬套锁定在它的非偏心位置。
这种可变容量旋转式压缩机允许压缩操作仅在两个不同容量的压缩室之一中被执行，从而通过旋转轴旋转方向的简单变化实现可变容量操作。
发明内容
因此，本发明被做出以提高上述的传统可变容量旋转式压缩机的功能，本发明一方面提供了一种可变容量旋转式压缩机，它能平衡密封容器的内部压力与执行空转操作的那个压缩室的内部压力，从而能够最小化旋转轴的旋转阻力。
本发明的其他方面和/或优点将在下述描述中被部分阐明，部分将在描述中显而易见，或可通过本发明的实施而得知。
按照一方面，本发明提供了一种可变容量旋转式压缩机，包括：设在密封容器中并具有内部空间的壳体，所述内部空间被中间板分隔成不同容量的第一和第二压缩室；可旋转地设在两个压缩室中的旋转轴；根据旋转轴的旋转方向选择性地在两个压缩室之一中引起压缩操作的偏心单元；以及将密封容器的排放压力供应到压缩室中执行空转操作的那个压缩室的压力调节装置，其中，所述中间板包括相互堆叠的第一和第二中间板，所述压力调节装置被设在第一和第二中间板之间。
所述压力调节装置包括：形成在第一和第二中间板接触区域处的通道切换室，用来接纳密封容器的排放压力；分别形成在第一和第二中间板上的第一和第二连通孔，以在它们的一侧与通道切换室连通，在它们的相对侧与第一和第二压缩室连通；以及可垂直移动地设在通道切换室中的阀构件，用来选择性地关闭第一和第二连通孔中与执行压缩操作的压缩室相关的那个连通孔。
所述通道切换室可包括分别形成在第一和第二中间板中的第一和第二凹进部分，所述第一和第二凹进部分从第一和第二中间板之间的接触平面凹入预定的深度。
所述第一和第二连通孔的内径可小于所述通道切换室的内径。
所述压力调节装置还包括：贯穿所述壳体以及第一和第二中间板的第一连接通道，用于形成穿过所述壳体和中间板的垂直通道，以将密封容器的排放压力供应到通道切换室；以及形成在第一和第二中间板的相对表面中的至少一个表面上的、与第一连接通道和通道切换室连通的第二连接通道。
所述第二连接通道可具有凹槽形状，它在第一和第二中间板相对表面之一上凹进。
所述偏心单元可包括：分别形成在设在第一和第二压缩室中的旋转轴外周上的第一和第二偏心凸轮；分别可旋转地连接在偏心凸轮外周周围的第一和第二偏心衬套；以及插销单元，它被设置用来在旋转轴以前向或后向方向旋转时，允许两个偏心衬套之一偏心旋转，另一个偏心衬套被锁在插销单元上，处于非偏心状态。
附图说明
本发明的这些方面和/或其他方面及优点将结合下述附图并通过实施例的描述，变得显而易见且更容易被理解。
图1是显示本发明所述的可变容量旋转式压缩机内部结构的纵向截面图；
图2是显示设在图1的可变容量旋转式压缩机中的偏心单元的分解透视图；
图3是显示当可变容量旋转式压缩机的旋转轴以第一旋转方向旋转时，第一压缩室中执行的压缩操作的剖视图；
图4是显示当旋转轴以第一旋转方向旋转时，第二压缩室中执行的空转操作的剖视图；
图5是显示当旋转轴以第二旋转方向旋转时，第一压缩室中执行的空转操作的剖视图；
图6是显示当旋转轴以第二旋转方向旋转时，第二压缩室中执行的压缩操作的剖视图；
图7是显示设在图1的可变容量旋转式压缩机中的中间板和压力调节装置的分解透视图；
图8是当第二压缩室执行空转操作时，图7中压力调节装置的截面图；以及
图9是当第一压缩室执行空转操作时，图7中压力调节装置的截面图。
具体实施方式
现在将详细说明关于本发明的示例性的非限定性的实施例，本发明的例子将在附图中示出，其中类似的附图标记在全文中指示类似的零件。在下文通过结合附图描述典型例实施例，以解释本发明。
图1是显示本发明所述的可变容量旋转式压缩机内部结构的纵向截面图。如图1所示，可变容量旋转式压缩机包括：设在密封容器10上部中的用来产生旋转力的驱动单元20，和设在密封容器10下部中的通过旋转轴21连接至驱动单元20的压缩单元30。
驱动单元20包括：固定在密封容器10内周缘上的圆柱形定子22；和可旋转地设在定子22中以在中心装配到旋转轴21上的转子23。驱动单元20以前进或倒退方向转动旋转轴。
压缩单元30包括上部和下部壳体，分别界定圆柱形的不同容量的第一和第二压缩室31和32。如图1至图7所示，所述壳体是第一壳体和第二壳体33a和33b，分别界定第一和第二压缩室31和32。上部和下部法兰35和36被分别安装在第一壳体33a的上表面和第二壳体33b的下表面，以在可旋转地支撑旋转轴21时，封闭第一压缩室31的顶部和第二压缩室32的底部。第一壳体和第二壳体33a和33b之间设有第一和第二中间板34a和34b，第一和第二中间板34a和34b被相互堆叠起来，以隔开第一和第二压缩室31和32。
在第一和第二压缩室31和32中，在旋转轴21周围分别设有第一偏心单元40和第二偏心单元50，如图1至4所示。第一和第二偏心单元40和50分别支承可转动地连接在第一和第二偏心单元40和50外周上的第一和第二滚筒37和38。第一压缩室31的入口63和出口65之间设有第一叶片61，第二压缩室32的入口64和出口66之间设有第二叶片62。当第一和第二叶片61和62接触滚筒37和38的外周向前或向后径向移动时，第一和第二叶片61和62被有选择地压在第一和第二滚筒37和38之上。第一和第二叶片61和62分别通过第一和第二叶片弹簧61a和62a被支撑。第一压缩室31的入口63和出口65与第二压缩室32的入口64和出口66被定位于各个叶片61和62的相对侧。虽然没有具体地显示，但是出口65和66通过壳体33a和33b上形成的通道连通密封容器10的内部。
设在第一和第二压缩室31和32中的第一和第二偏心单元40和50包括：形成在设在各个压缩室31和32中的旋转轴21外周上的、以互相相同的方向偏心旋转的第一和第二偏心凸轮41和51；以及分别可旋转地连接在偏心凸轮41和51外周周围的第一和第二偏心衬套42和52。可从图2中看出，上部第一偏心衬套42和下部第二偏心衬套52通过圆柱形连接部分43整体地相互连接，以在相互相反的方向上偏心旋转。第一和第二滚筒37和38被分别可旋转地连接在第一和第二偏心衬套42和52的外周上。
如图2和图3所示，在旋转轴21的外周上，第一和第二偏心凸轮41和51之间设有偏心部分44。偏心部分44被设计以与偏心凸轮41和51以相同的方式偏心旋转。在偏心部分44上安装插销单元80。插销单元80根据旋转轴21的旋转方向允许偏心衬套42和52选择性地偏心旋转。插销单元80包括：被拧入偏心部分44的外周以向外突出的插销81，和沿着连接第一和第二偏心衬套42和52的连接部分43的周缘形成的狭槽82。所述狭槽82具有相对长的长度，当旋转轴21以前向或反向方向旋转时，狭槽82允许插销81插入它的对应偏心衬套42和52的偏心位置和非偏心位置的预定位置。
利用上述的这种结构，在被拧入旋转轴21的偏心部分44的插销81被插入连接部分43的狭槽82的状态下，在旋转轴21旋转时，插销81可经过预定角度旋转，这样它被插入狭槽82的第一或第二端82a或82b，引起偏心衬套42和52随着旋转轴21旋转。当插销81被插入狭槽82的第一或第二端82a或82b时，所述两个偏心衬套42或52之一处于偏心状态，而偏心衬套52或42的另一个处于非偏心状态，从而允许压缩室31或32之一执行压缩操作，另一个压缩室32或31执行空转操作。如果旋转轴21的旋转方向改变，则偏心衬套42和52的偏心状态被颠倒过来。
如图1所示，本发明所述的可变容量旋转式压缩机还包括通道切换单元70，以选择性地打开/关闭引导通道，使得吸入通道69中的制冷剂被引入执行压缩操作的第一和第二压缩室31和32之一的入口63或64。
通道切换单元70包括圆柱形主体71，和安装在主体71上的阀单元。入口72被形成在圆柱形主体71上表面中心，并与吸入通道69连接，第一和第二出口73和74被形成在圆柱形主体71的相对侧，它们与引导通道67和68连接。通道67和68被分别连接至第一和第二压缩室31和32的入口63和64。阀单元被安装在主体71上，它包括：安装在主体71中心的圆柱形阀座75；可移动地设在主体71中的阀座75相对侧的第一和第二打开/关闭构件76和77，以打开或关闭阀座75的相对端；以及连接第一和第二打开/关闭构件76和77的连接构件78，以使第一和第二打开/关闭构件76和77能够同时移动。在这种通道切换单元70中，当压缩操作仅在第一和第二压缩室31和32之一中被执行时，基于出口73和出口74之间产生的压力差，设在主体71上的第一和第二打开/关闭构件76和77向低压区域移动，实现引导通道67和68的自动切换。也就是，引导通道67和68之一被用来引导制冷剂进入执行压缩操作的压缩室31和32之一。
根据本发明所述的可变容量旋转式压缩机还包括压力调节装置90，如图1所示。压力调节装置90用来将密封容器10的排放压力供应到执行空转操作的第一和第二压缩室31和32之一中，以平衡密封容器10的内部压力与空转压缩室的内部压力。
参见图7和图8，压力调节装置90的结构和操作将被详细描述。压力调节装置90包括：在第一和第二中间板34a和34b中界定的通道切换室91，所述中间板被用来隔开第一和第二压缩室31和32；以及在通道切换室91及第一和第二连通孔92和93中垂直移动的阀构件94。这里，第一和第二连通孔92和93被分别形成在第一和第二中间板34a和34b上。通过这种垂直移动，阀构件94利用第一和第二连通孔92和93中的一个来选择性地连通通道切换室91。如图1和图8所示，压力调节装置90还包括：贯穿第一和第二壳体33a和33b以及第一和第二中间板34a和34b的第一连接通道95，用来界定通过壳体33a和33b以及中间板34a和34b的垂直通道，以将密封容器10的排放压力供应至通道切换室91；以及形成在第一和第二中间板34a和34b相对表面的，用来与第一连接通道95和通道切换室91连通的第二连接通道96。
参见图7，更详细地考虑压力调节装置90，通道切换室91包括第一凹进部分91a和第二凹进部分91b，它们被形成在第一和第二中间板34a和34b中，并离第一和第二中间板34a和34b之间的接触平面有预定的深度。第二连接通道96被构造以以第一连接通道95和通道切换室91连通，它们具有在第一和第二中间板34a和34b相对表面上凹进的凹槽形状。
可以清楚地理解，上述的压力调节装置90是容易制造的，因为两个压缩室31和32之间的分隔是由第一和第二中间板34a和34b组成的，并且界定通道切换室91的第一凹进部分91a和第二凹进部分91b，以及第二连接通道96在第一和第二中间板34a和34b相对表面上是凹进的。也就是，作为通过切挖第一和第二中间板34a和34b相对表面而形成通道切换室91的第一凹进部分91a和第二凹进部分91b以及第二连接通道96的结果，作为压力调节装置90一个部分的通道切换室91的加工可容易地在压缩机的制造过程中被实现，并且阀构件94可被容易地插入和固定在通道切换室91中。
第一和第二连通孔92和93被提供用来和通道切换室91和压缩室31和32之一连通，它们的内径小于通道切换室91的内径。这使得当阀构件94在通道切换室91中垂直移动时，第一和第二连通孔92和93可被阀构件94关闭。
阀构件94具有薄圆板形状，阀构件94的直径大于第一和第二连通孔92和93的直径。在接收到执行压缩操作的压缩室产生的吸力时，阀构件94朝向执行压缩操作的压缩室之一垂直移动。因此，阀构件94用来关闭与压缩操作相关的压缩室的第一和第二连通孔92和93之一，并打开另一个执行空转操作的压缩室的连通孔。为了使得操作阀构件94所需的吸力在执行压缩操作的压缩室中产生，优选在第一和第二中间板34a和34b中钻孔的第一和第二连通孔92和93位于第一和第二叶片61和62的相对侧。
现在，将描述上述可变容量旋转式压缩机的操作和效果。
当旋转轴21以第一方向旋转时，如图3所示，设在第一压缩室31中的第一偏心衬套42的外周相对旋转轴21偏心旋转，插销81被插入狭槽82的第一端82a。因此，第一滚筒37与第一压缩室31的内周缘接触并旋转，在第一压缩室31中产生压缩操作。在第二压缩室32的情况下，如图4所示，第二偏心衬套52偏心旋转的方向与第一偏心衬套42相反，第二偏心衬套52的外周相对旋转轴21是同心的，因此第二滚筒38被与第二压缩室32的内周缘隔开，在第二压缩室32中产生空转操作。当压缩操作在第一压缩室31中执行时，制冷剂被引入第一压缩室31的入口63，因为通道切换单元70选取引导通道67来引导制冷剂进入第一压缩室31。
当第一压缩室31执行压缩操作，第二压缩室32执行空转操作时，如图8所示，位于通道切换室91中的阀构件94因为第一和第二压缩室31和32之间的压力差而向上移动，从而关闭与第一压缩室31相关的第一连通孔92。也就是，第一连通孔92的内部压力逐渐升高，因为第一滚筒37在第一压缩室31中从第一叶片61的位置偏心旋转至第一连通孔92的位置，但是，在第一滚筒37通过第一连通孔92的时点，吸力被施加至第一连通孔92，从而引起阀构件94向上移动进入第一连通孔92。在这种情况下，与第二压缩室32相关的第二连通孔93被打开，以通过第一连接通道95和第二连接通道96连通密封容器10的内部。同时，从第一压缩室31被压缩和排出的液体用来提高密封容器10的内部压力，从而允许容器10的被提高的内部压力通过第一和第二连接通道95和96，以及通道切换室91被供应入第二压缩室32。以这种方式，执行空转操作的第二压缩室32保持与密封容器10的内部压力(也就是排放压力)相同的内部压力。这防止第二叶片62按压空转的第二滚筒38，防止油被吸入第二压缩室32，实现了旋转轴21旋转阻力的降低和旋转轴21的平稳操作。
当旋转轴21以与第一方向相反的第二方向旋转时，如图5所示，设在第一压缩室31中的第一偏心衬套42的外周相对旋转轴21是非偏心的，并且插销81被插入狭槽82的第二端82b。因此，第一滚筒37旋转的同时，它与第一压缩室31的内周缘是分开的，在第一压缩室31中产生空转操作。在第二压缩室32中的情况，如图6所示，第二偏心衬套52的外周相对旋转轴21是偏心旋转的，因此第二滚筒38与第二压缩室32的内周缘接触并旋转，在第二压缩室32中产生压缩操作。
当压缩操作在第二压缩室32中执行时，制冷剂被引入第二压缩室32的入口64，因为通道切换单元70选取引导通道68来引导制冷剂进入第二压缩室32。此外，当第二压缩室32执行压缩操作，第一压缩室31执行空转操作时，如图9所示，压力调节单元90的阀构件94朝第二压缩室32向下移动，从而关闭与第二压缩室32相关的第二连通孔93。在这种情况下，与第一压缩室31相关的第一连通孔92被打开，以与第二连接通道96连通。因此，第一压缩室31保持与密封容器10的内部压力相同的内部压力。从而防止第一叶片61按压空转的第一滚筒37。这降低了旋转轴21的旋转阻力，使得旋转轴21平稳旋转。
从上述描述显而易见，本发明提供了具有压力调节装置的可变容量旋转式压缩机，所述压力调节单元进行工作将密闭容器的内部压力，也就是排放压力，供应至两个压缩室中执行空转操作的那个压缩室，从而防止空转的压缩室的内部和密闭容器的内部之间产生压力差。这样的效果是防止与空转的压缩室相关的叶片按压滚筒，产生旋转阻力。因此，可以最小化压缩机的容量损失，导致压缩机性能的相应提高。
此外，根据本发明，两个压缩室之间的分隔装置包括第一和第二中间板，并且界定通道切换室的第一和第二凹进部分以及连接通道在第一和第二中间板的相对表面上是凹进的。这种结构能方便通道切换室的加工，并便于将压力调节装置的阀构件插入和固定在通道切换室中。
虽然已经图示和描述了本发明的典型实施例，但是本领域的技术人员可以理解，可在这些实施例之上进行改进，而不脱离本发明的原则和精神，本发明的范围是由权利要求书及其等同物来界定的。

Claims (8)

1.一种可变容量旋转式压缩机，包括：
设在密封容器中并具有内部空间的壳体，所述内部空间被中间板分隔成不同容量的第一和第二压缩室；
可旋转地设在两个压缩室中的旋转轴；
根据旋转轴的旋转方向选择性地在两个压缩室之一中引起压缩操作的偏心单元；以及
将密封容器的排放压力供应到压缩室中执行空转操作的那个压缩室的压力调节装置，其中，所述中间板包括相互堆叠的第一和第二中间板，所述压力调节装置被设在第一和第二中间板之间。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压力调节装置包括：
形成在第一和第二中间板接触区域处的通道切换室，用来接纳密封容器的排放压力；
分别形成在第一和第二中间板上的第一和第二连通孔，在它们的一侧与通道切换室连通，在它们的相对侧与第一和第二压缩室连通；以及
可垂直移动地设置在通道切换室中的阀构件，用来选择性地关闭第一和第二连通孔中与执行压缩操作的压缩室相关的那个连通孔。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述通道切换室包括分别形成在第一和第二中间板中的第一和第二凹进部分，所述第一和第二凹进部分从第一和第二中间板之间的接触平面凹入预定的深度。
4.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述第一和第二连通孔的内径小于所述通道切换室的内径。
5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述压力调节装置还包括：
第一连接通道，所述第一连接通道贯穿所述壳体以及第一和第二中间板，形成穿过所述壳体和中间板的垂直通道，以将密封容器的排放压力供应到通道切换室；以及
形成在第一和第二中间板的相对表面中的至少一个表面上的、与第一连接通道和通道切换室连通的第二连接通道。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于：所述第二连接通道具有凹槽形状，它在第一和第二中间板的相对表面之一中凹进。
7.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述阀构件具有扁薄板的形状。
8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，每个偏心单元包括：
分别形成在设在第一和第二压缩室中的旋转轴外周上的第一和第二偏心凸轮；
分别可旋转地连接在偏心凸轮外周周围的第一和第二偏心衬套；以及
插销单元，其被构造用来在旋转轴以前向或后向方向旋转时，允许两个偏心衬套之一偏心旋转，另一个偏心衬套被锁在插销单元上，处于非偏心状态。
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