CN1888440A

CN1888440A - 空调机

Info

Publication number: CN1888440A
Application number: CN 200510014037
Authority: CN
Inventors: 姜东勋; 具在哲
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-03

Abstract

本发明公开一种空调机，包括有：压缩机；通过其的开闭而改变被压缩冷媒的容量的旁通设备；将在压缩机中旁通的冷媒选择性地连接到压缩机的吸入端或排出端中的一端的开关设备。压缩机还包括有：形成有吸入冷媒的吸入口和排出冷媒的排出口的气缸；沿着气缸的内周面偏心旋转而压缩所吸入的冷媒的旋转活塞；旁通设备设置在气缸的一侧，使所吸入的冷媒中的一部分旁通。本发明的空调机，没有复杂的电路装置结构也能够简单地调节压缩机的冷媒压缩容量。从而能够对应室内的制冷或制热负荷的大小来运行空调机。使用旁通管与使用变频器来调节电力的情况相比，能够整体上减少能量消耗以及减少不必要的电力消耗。还能够降低压缩机的生产成本。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及一种空调机。特别是涉及一种具有容量可变型压缩机的空调机。

背景技术

一般来讲，空调机是通过冷媒与室内或室外的空气之间进行热交换而调节室内空气的装置。冷媒的状态经过压缩机—冷凝器—膨胀装置—蒸发器的同时随着热循环而发生变化，特别是通过在蒸发器及冷凝器中产生的冷媒的相变化进行的热传递来对室内空气进行制冷或制热。

压缩机是从外部供给能量进行热循环的装置。压缩机是用于压缩冷媒等流体的装置，根据压缩流体的方式分为旋转式压缩机、往复动式压缩机和涡旋式压缩机等。

图1是现有技术的旋转式压缩机结构的侧断面结构示意图。

如图1所示，在旋转式压缩机3中，外壳10内部同时具有电动部5和压缩部6，电动部5和压缩部6分别结合在旋转轴13两端，旋转轴13向压缩部6传递电动部5的旋转力。

更详细的说，电动部5上包括有安装在外壳10内周的定子11和可旋转地设置在该定子内侧的转子12，转子12与旋转轴13相结合。向电动部5供给电源后，通过形成在定子11和转子12之间的电磁感应，转子12和旋转轴13一起旋转。

压缩部6包括有气缸14和与旋转轴13连接的旋转活塞17而构成，该旋转活塞17与旋转轴13偏心结合而旋转。

图2是现有技术的旋转式压缩机的气缸内部的结构示意图。

如图1、图2所示，气缸14的内侧形成有圆筒形的压缩空间，旋转活塞17偏心连接在旋转轴13上，使得其外周面一侧与气缸14的内周面相接触。

气缸14的内部一侧还具有可前进和后退地设置而与旋转活塞17的外周面相接触、并将内部空间划分为吸入室S和压缩室C的叶片18。在这里，叶片18沿着形成在气缸14一侧的叶片收容部18a滑动，并且叶片18的后方被弹簧18b弹性地支撑。

在气缸14上的叶片18的一侧形成吸入冷媒的吸入口14a，另一侧形成排出被压缩的冷媒的排出口14b。吸入口14a与吸入管道21相连接，排出口14b与排气口15a相连接。排气口15a的上端具有朝向上侧而可弹性开闭的排出阀19。

下面说明旋转式压缩机的动作。

首先，向电动部5施加电源后，旋转轴13顺时针旋转，由此连接在旋转轴13上的旋转活塞17在气缸14的内部空间偏心地旋转。此时，冷媒通过吸入口14a流入由叶片18划分的吸入室S，压缩室C的冷媒被压缩后通过排出口14b排出，反复这个过程。被排出的冷媒经过排气口15a向上侧移动，具体是向外壳10上部的排出管道22移动。然后，被压缩的冷媒通过排出管道22被引导至冷凝器。

为了根据空调机的动作状态调节冷媒的压缩容量，需要能够根据需求改变压缩冷媒的容量的压缩机。例如，有必要在刚开始启动时或热传递量要求大时增加容量，并且要在正常运行或热传递量要求小时减少容量。

为此，以往只公开了控制压缩机的转速而改变容量的方式，但是此时需要复杂的控制器例如变频器系统。

此外，使用变频器而控制压缩机转速的系统中，存在不必要的电力损失较大的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有操作更加简便并能够减少电力消耗的容量可变型压缩机的空调机。

本发明所采用的技术方案是：一种空调机，包括有：压缩机；通过其的开闭而改变被压缩冷媒的容量的旁通设备；将在压缩机中旁通的冷媒选择性地连接到压缩机的吸入端或排出端中的一端的开关设备。

压缩机还包括有：形成有吸入冷媒的吸入口和排出冷媒的排出口的气缸；沿着气缸的内周面偏心旋转而压缩所吸入的冷媒的旋转活塞；所述的旁通设备设置在气缸的一侧，使所吸入的冷媒中的一部分旁通。

所述的旁通设备包括有：选择性地与气缸内部连通的旁通管；设置在旁通管和气缸的边缘部分，通过气缸侧和旁通管侧的压力差而开闭的旁通阀。

所述的旁通阀包括有：根据气缸侧和旁通管侧的压力差而移动，并选择性地连通旁通管和气缸内部的开闭部件；引导开闭部件移动的本体。

所述的开关设备是三通阀，或者是四通阀。

本发明所采用的另一技术方案是：一种空调机，包括有：通过设置在圆筒形气缸内部的旋转活塞的旋转将从蒸发器吸入的冷媒压缩后向冷凝器排出的旋转式压缩机；其特征在于，还包括有：选择性地与气缸内部连通的旁通管；设置在旁通管和气缸边界部位，随着气缸侧和旁通管侧的压力差而开闭的旁通阀；根据设置在内部的滑阀的移动来变更流路，使旁通管选择性地连接压缩机吸入侧或排出侧的电磁阀。

本发明的空调机具有如下效果。

第一，通过开关设备使旁通管选择性地与吸入管道或排出管道相连接，因此，没有复杂的电路装置结构也能够简单地调节压缩机的冷媒压缩容量。从而能够对应室内的制冷或制热负荷的大小来运行空调机。

第二，使用旁通管，压缩机压缩小容量冷媒时，相比压缩大容量冷媒的情况，减少了所供给的电力，由此能够整体上减少能量消耗，并且与使用变频器来调节电力的情况相比，也能够减少不必要的电力消耗。

第三，由于只通过设置在单一电磁阀上的滑阀的操作来开闭旁通阀，因而能够减少压缩机的生产成本。

附图说明

图1是现有技术的旋转式压缩机结构的侧断面结构示意图；

图2是现有技术的旋转式压缩机的气缸内部的结构示意图；

图3是本发明的空调机的结构示意图；

图4a、图4b是本发明的容量可变型压缩机中的旁通管和气缸部分的结构示意图；

图5a、图5b是本发明的容量可变型压缩机中通过三通阀变更旁通管连接结构的示意图；

图6是本发明的容量可变型压缩机中通过四通阀变更旁通管连接结构的示意图。

其中：

3：压缩机 5：电动部

6：压缩部 17：旋转活塞

18：叶片 21：吸入管道

22：排出管道 30、40：开关设备

31：旁通管 32：第一管道

33：第二管道 41：储液罐

14：气缸 124：旁通阀

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本发明的空调机。

图3是本发明的空调机的结构示意图；图4a、图4b是本发明的容量可变型压缩机中的旁通管和气缸部分的结构示意图。

如图3、图4a所示，容量可变型压缩机3的外壳10内部具有由转子12和定子11构成的电动部5和设置在该电动部下侧的压缩部6。压缩部6包括内部形成圆筒形压缩空间的气缸14和偏心设置在压缩空间内而可旋转的旋转活塞17而构成。

旋转活塞17偏心连接在与转子12相连的旋转轴13上，向电动部5供给电源后，通过形成在转子12和定子11之间的电磁感应，转子12和旋转轴13一起旋转。连接在旋转轴13的旋转活塞17也随之旋转。旋转活塞17被偏心地安装在旋转轴13上，使其一侧与气缸14的内周面相接触。

气缸14的内部一侧还具有可前进和后退地设置而与旋转活塞17的外周面相接触、并将气缸14内部空间划分为吸入室S和压缩室C的叶片18。叶片18沿着形成在气缸一侧的叶片收容部18a滑动，并且叶片18的后方被弹簧18b弹性地支撑。

气缸14内叶片18的一侧形成与吸入管道21相连而吸入冷媒的吸入口14a，吸入口14a上具有弹性地开闭而只向一个方向吸入冷媒的吸气口(未图示)。气缸14内叶片18的另一侧形成排出被压缩的冷媒的排出口14b。排出口14b与排气口15a相连接，并且排气口15a的上端具有朝向上侧可弹性开闭的排出阀19。通过排出口14b排出的被压缩的冷媒通过设置在外壳10上部的排出管道22排出。

低压冷媒通过吸入管道21由蒸发器51流入压缩机，并且高压冷媒通过排出管道22排出到冷凝器53。从冷凝器53排出的冷媒经过膨胀阀52后流入蒸发器51，因而经过装置的冷媒整体上随着循环其状态发生变化。

从叶片18所在的部位间隔一定角度的位置上形成有旁通孔31a，旁通孔31a上连接有旁通管31。旁通管31和气缸14的内部空间通过旁通阀124选择性地被连通。

下面说明通过在压缩机组装体中将所吸入的冷媒的一部分通过旁通管31选择性地再次流入压缩机吸入口14a的结构而改变被压缩的冷媒的容量的过程。

首先，说明压缩大容量的冷媒的过程。

如图4a所示，最初吸入到气缸14的冷媒的容量是气缸14内部的斜线表示的部分。假定旋转活塞17顺时针旋转的话，吸入室S形成真空压而通过吸入口14a吸入冷媒，与此同时，在压缩室C中，在旋转活塞17和气缸14的内壁之间压缩已经吸入的冷媒。

即，当旁通管31处于闭锁状态时，如图4b所示，最初吸入的容量的冷媒被压缩至右侧的压缩室C的容积。通过这种方式，被压缩成一定压力以上的冷媒通过排出口14b排出。

下面，说明改变容量而压缩小容量冷媒的过程。当旁通管31与气缸内部的压缩室C连通时，旋转活塞17从图4a所示的状态旋转到图4b所示的状态时，冷媒不被压缩而通过旁通管31流出。

此后，旋转活塞17继续旋转而与旁通孔31a接触后，使得压缩室C和旁通管31a不连通，由此开始压缩冷媒。在最初被吸入的冷媒中，实际上只有除去通过旁通管31a流出的冷媒之外的剩余的少量冷媒被压缩。此时，虽然从压缩机排出的被压缩的冷媒的容量减少，但是相比压缩大容量冷媒的情况具有减少电力消耗的优点。

如上，通过选择性地连通旁通管31和气缸14内部的压缩空间而能够调节在压缩机压缩的冷媒的容量。为此，在旁通管31和气缸14内部空间的边界部位设置旁通阀124而选择性地开闭旁通孔31a。

如图4a、图4b所示，旁通阀124包括开闭部件124a和引导开闭部件124a的移动的本体124b而构成。开闭部件124a优选形成板或球的形状，使得能够选择性地堵住旁通孔31a。开闭部件124a根据气缸侧和旁通管侧之间的压力差移动后选择性地堵住旁通孔31a，因而选择性地连通旁通管31和气缸14的内部。尤其是，开闭部件124a的后方优选用向闭锁旁通孔31a的方向提供回复力的弹簧124c来支撑。

以开闭部件124a为基准气缸侧压力高于旁通管侧压力时开放旁通孔31a，相反，以开闭部件124a为基准，气缸侧压力低于旁通管侧压力时关闭旁通孔31a。

下面，说明有效地调节开闭部件124a两侧的压力来选择性地开闭旁通阀124的过程。

如图3所示，旁通管31与开关设备30、40相连接，开关设备将旁通管31选择性地连接到压缩机3的吸入端或排出端。

更详细的说，压缩机的吸入口端与吸入管道21相连接，排出口端与排出管道22相连接。吸入管道21上具有将被压缩机吸入的冷媒分离为气状和液状后只使气状冷媒流入压缩机的储液罐41。由此，能够防止液状的冷媒流入压缩机而损坏压缩机。

形成在气缸14上的旁通孔31a与旁通管31的一端相连，旁通管31的另一端与开关设备30、40相连。开关设备30、40同时连接与吸入口侧相连的第一管道32和与压缩机排出口侧相连的第二管道33。

开关设备30、40选择性地改变管道的连接状态。即，通过操作开关设备，使旁通管31选择性地连接到第一管道32或第二管道33。其开关设备优选由设置在内部的滑阀的移动来改变流路的电磁阀构成。电磁阀的内部具有选择性地做左右往复运动而改变流路的滑阀，滑阀利用手动或电磁石的吸引力而自动移动。

在自动移动滑阀的方式中，在以圆筒形缠绕的线圈的内部插入可动铁心，向线圈供给电源后，可动铁心左右移动而选择性地移动滑阀，由此，电磁阀与电器开关相连而能够远程操作。

电磁阀可以由具有三个管道连接口的三通阀或具有四个管道连接口的四通阀构成。

图5a、图5b是本发明的容量可变型压缩机中通过三通阀变更旁通管连接结构的示意图。

结合图5a，说明旁通阀关闭的过程。三通阀30与旁通管31、第一管道32和第二管道33相连接。当压缩大容量的冷媒时，滑阀30a连通第二管道33和旁通管31。在第一管道32内部流动的冷媒被三通阀30堵住而处于停滞状态。

由于第二管道33连接在高压冷媒流动的压缩机的排出管道22，因而高压冷媒通过第二管道33流入旁通管31。

如图4a或图4b所示，设置在旁通管124内部的开闭部件124a的旁通管侧的压力变高，因而开闭部件通过前后两侧的压力差而朝向关闭旁通孔31a的方向移动。

旁通阀124成为闭锁状态，在冷媒的压缩过程中，不能通过旁通管31流出，因而能够整体地压缩大容量的冷媒。

下面结合图5b，说明旁通阀开放的过程。三通阀30的滑阀30a移动而使旁通管31与第一管道32相连通。由于第一管道32连接在低压冷媒流动的吸入管道21上，因而低压冷媒通过第一管道32流入旁通管31。

相比旁通管31内的压力，气缸14内的压力更高。如图4a或图4b所示，由于设置在旁通管124内部的开闭部件124a的气缸侧的压力变得更高，因而开闭部件124a通过两侧的压力差而朝向开放旁通孔31a的方向移动。

旁通阀124成为开放状态，并且由于在压缩气缸14内的冷媒过程中，一部分通过旁通管31流出，因而只能压缩小容量的冷媒。通过旁通管31流出的冷媒通过第一管道32流入吸入阀21而再供给到气缸14内部。

如图6所示，关闭四通阀40一侧的连接口后能够以与前述的三通阀相同的结构来使用。下面，说明应用于本发明空调机的容量可变型压缩机的动作。

在压缩机的初期驱动，需要压缩相对较大容量的冷媒时，通过控制部的操作，移动三通阀30或四通阀40等电磁阀内部设置的滑阀30a、40a而使旁通管31与第二管道33相连接(参照图5a)。此时，压缩机排出管道22和旁通管31彼此连通。

压缩机3的气缸14和旁通管31的连接部分上具有旁通阀124，以旁通阀124为基准，当旁通管侧的压力高于气缸侧的压力时，通过开闭部件124a来关闭旁通孔31a。

当旁通管31与排出管道22连通时，旁通阀124被关闭，在压缩机气缸14被压缩的冷媒不流出并且大容量的冷媒被压缩。由此，在压缩机初期驱动时，压缩机压缩充足容量的冷媒后再排出。

并且，当通过空调机的继续运行而室内状态趋于正常状态时，压缩机3中优选只压缩小容量的冷媒。为此，移动设置在电磁阀内部的滑阀30a、40a而使旁通管31与第一管道32相连通(参照图5b)。经由第一管道32后的低压冷媒流动着的压缩机吸入管道21和旁通管31彼此连通。

由于在吸入管道21内部流动的冷媒的压力低于在与旁通管31连接的气缸14内部被压缩的冷媒的压力，因而设置在旁通阀124的开闭部件124a通过两侧的压力差向旁通管31方向移动而被开放。

当旁通管31与压缩机吸入管道21连通时，旁通阀124被关闭，并且由于在压缩机气缸14被压缩的冷媒中的一部分通过旁通管31流出因而只有少容量的冷媒被压缩。此时，随着从安装叶片18的位置到旁通孔31a间隔的角度，被流出的冷媒的容量也将不同。

开始启动时，压缩机能够压缩大容量的冷媒并排出；当室内的空气调节状态接近于正常状态时，通过操作开关设备，能够使压缩机只压缩小容量冷媒并排出。由此，根据室内的制冷负荷或制热负荷的大小，能够改变压缩机的容量来驱动压缩机。即，能够根据空调机中被压缩后移动的冷媒的流量大小来调节室内空气和冷媒之间的热传递量，因此能够根据室内温度的状态运行空调机。

以上虽然说明了本发明的优选实施例，但是本发明的范围不限定于该特定实施例，在权力请求范围内记载的范围内能够进行适当地变更。

Claims

1.一种空调机，包括有：压缩机(3)，其特征在于，还设置有通过其的开闭而改变被压缩冷媒的容量的旁通设备；将在压缩机(3)中旁通的冷媒选择性地连接到压缩机(3)的吸入端或排出端中的一端的开关设备。

2.根据权力要求1所述的空调机，其特征在于，压缩机还包括有：形成有吸入冷媒的吸入口(14a)和排出冷媒的排出口(14b)的气缸(14)；沿着气缸(14)的内周面偏心旋转而压缩所吸入的冷媒的旋转活塞(17)；所述的旁通设备设置在气缸(14)的一侧，使所吸入的冷媒中的一部分旁通。

3.根据权力要求1所述的空调机，其特征在于，所述的旁通设备包括有：选择性地与气缸内部连通的旁通管(31)；设置在旁通管(31)和气缸(14)的边缘部分，通过气缸侧和旁通管侧的压力差而开闭的旁通阀(124)。

4.根据权力要求3所述的空调机，其特征在于，所述的旁通阀(124)包括有：根据气缸侧和旁通管侧的压力差而移动，并选择性地连通旁通管(31)和气缸(14)内部的开闭部件(124a)；引导开闭部件(124a)移动的本体(124b)。

5.根据权力要求1所述的空调机，其特征在于，所述的开关设备是三通阀(30)。

6.根据权力要求1所述的的空调机，其特征在于，所述的开关设备是四通阀(40)。

7.一种空调机，包括有：通过设置在圆筒形气缸内部的旋转活塞的旋转将从蒸发器吸入的冷媒压缩后向冷凝器排出的旋转式压缩机；其特征在于，还包括有：选择性地与气缸内部连通的旁通管；设置在旁通管和气缸边界部位，随着气缸侧和旁通管侧的压力差而开闭的旁通阀；根据设置在内部的滑阀的移动来变更流路，使旁通管选择性地连接压缩机吸入侧或排出侧的电磁阀。