CN1932295A - 可变容量旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种可变容量旋转式压缩机，不仅可以比以前扩大压缩容量的变化范围、并使压缩容量的变化多样化，而且还可以使控制叶片进退动作的装置变得比以前简单。该可变容量旋转式压缩机包含：具有被相互划分的第一及第二压缩室的外壳；分别设置于第一及第二压缩室内的第一及第二滚子；按照第一滚子的径向进退的同时划分第一压缩室的第一叶片；按照第二滚子的径向进退的同时划分第二压缩室的第二叶片及第三叶片，该第二叶片及第三叶片可相互滑动支持；为了控制压缩容量对第三叶片进行约束或解除约束的叶片控制装置。

Description

可变容量旋转式压缩机
                         技术领域
本发明涉及一种可变容量旋转式压缩机，尤其涉及通过控制叶片的进退动作而可以改变压缩容量的一种可变容量旋转式压缩机。
                         背景技术
韩国公开专利公报“第10-2004-0021140号”揭示了一种通过控制叶片的进退动作而可以改变压缩容量的一种可变容量旋转式压缩机。该旋转式压缩机包含形成圆筒型压缩室的外壳、在外壳的压缩室内偏心旋转的滚子、按照滚子的径向进退的叶片。叶片由相互分离的上部的第一叶片和下部的第二叶片构成，第一叶片侧根据需要设置用于约束第一叶片的约束单元，以使第一叶片与滚子外表面相互分离。该旋转式压缩机当第一叶片被约束单元约束时进行空转，而当第一叶片未被约束单元约束时进行压缩。因此，根据需要通过对第一叶片进行约束或解除约束可以改变压缩容量。
但是，该旋转式压缩机由于只具有一个压缩室，并且通过控制约束单元来调节压缩或空转动作并由此改变压缩容量，因此要按照各种范围改变压缩容量时受到限制。
并且，该旋转式压缩机由于只有一个压缩室，从而需要具有在动作初期可以将第一叶片加压于滚子侧的弹簧，因此使约束单元的结构复杂。
                         发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种以比以前扩大压缩容量的变化范围、并可以使压缩容量多种变化的可变容量旋转式压缩机。
本发明的另一目的在于提供一种与现有装置相比使控制叶片进退动作的装置变得简单的可变容量旋转式压缩机。
为了实现上述目的，依据本发明所提供的可变容量旋转式压缩机，其特征在于包含：具有被相互区分的第一及第二压缩室的外壳；分别设置在所述第一及第二压缩室内的第一及第二滚子；按照所述第一滚子的径向进退的同时划分所述第一压缩室的第一叶片；按照所述第二滚子的径向进退的同时划分所述第二压缩室的第二叶片及第三叶片，该第二叶片及第三叶片可相互滑动支持；为了控制压缩容量对所述第三叶片进行约束或解除约束的叶片控制装置。
所述叶片控制装置包含：设置在所述第三叶片侧的所述外壳的汽缸；可进退设置于所述汽缸内并与所述第三叶片相连接的活塞；与所述汽缸内部相连通的第一通道；连接所述压缩机排出侧与所述第一通道的第二通道；连接所述压缩机吸入侧与所述第一通道的第三通道；设置于所述第一、第二、第三通道相互连接处的可变通道阀。
所述可变通道阀为使所述第一通道选择性地连接于所述第二通道与第三通道之中一个通道的三通阀。
所述叶片控制装置包含：设置于所述第三叶片外表面的约束槽；可进退设置的约束销，该约束销为了约束所述第三叶片而进入所述约束槽；用于使所述约束销进退的电磁铁驱动单元。
所述电磁铁驱动单元包含连接于所述约束销的柱塞及布置在所述柱塞外侧的电磁铁线圈。
所述叶片控制装置包含设置于所述第三叶片后方的电磁石，以用于紧贴所述第三叶片的后端而约束第三叶片。
所述第三叶片的宽度小于所述第二叶片的宽度。
所述第一压缩室与所述第二压缩室的内容积互不相同。
所述第一叶片与所述第二叶片由弹簧的弹性而分别加压于所述第一及第二滚子，所述第三叶片由压缩机的排出压力而加压于所述第二滚子。
                         附图说明
图1作为依据本发明第一实施例所提供的可变容量旋转式压缩机结构的截面图，表示第二压缩室正在进行压缩动作的状态；
图2为按照图1的II-II′线截面图；
图3为依据图1的III-III′线截面图；
图4作为依据本发明第一实施例所提供的可变容量旋转式压缩机结构的截面图，表示第二压缩室正在进行空转的状态；
图5为依据本发明第二实施例所提供的可变容量旋转式压缩机叶片控制装置的截面图；
图6为依据本发明第三实施例所提供的可变容量旋转式压缩机叶片控制装置的截面图。
主要符号说明：10为密封容器，20为电动机构，21为转轴，30为压缩机构，31为第一压缩室，32为第二压缩室，42为第一滚子，43为第一叶片，52为第二滚子，53为第二叶片，54为第三叶片，70、80、90为叶片控制装置，71为汽缸，72为活塞，76为可变通道阀。
                         具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明所提供的优选实施例。
图1至图4表示依据本发明第一实施例所提供的可变容量旋转式压缩机。第一实施例的可变容量旋转式压缩机如图1所示，包含设置于密封容器10内侧上部的电动机构20、设置于密封容器10内侧下部并通过电动机构20和转轴21而连接的压缩机构30。
电动机构20包含固定于密封容器10内表面的圆筒型定子22、可旋转地设置于定子22内部并其中心部结合于转轴21的转子23。这种电动机构20当施加电源时转子23旋转，转子23又促使转轴21旋转，从而驱动压缩机构30。
如图1至图3所示，压缩机构30包含具有被相互划分的第一压缩室31和第二压缩室32的外壳、为了压缩气体而分别设置于第一压缩室31及第二压缩室32的第一压缩装置40及第二压缩装置50。
外壳包含：形成圆筒型第一压缩室31的上部的第一主体33；形成圆筒型第二压缩室32并设置于第一主体33下部的第二主体34；为了划分第一压缩室31和第二压缩室32而加载于第一主体33及第二主体34之间的中间板35；分别安装在第一主体33上部和第二主体34下部的第一法兰36及第二法兰37，用于关闭第一压缩室31上侧开口和第二压缩室32下侧开口的同时支持转轴21。转轴21贯通第一压缩室31及第二压缩室32的中心，以使第一压缩室31及第二压缩室32内部的压缩装置40、50工作。
第一压缩装置40及第二压缩装置50包含分别设置于各压缩室31、32转轴21外表面的第一偏心部41及第二偏心部51和为了与各压缩室31、32的内表面相接触旋转而分别可旋转地结合于第一偏心部41及第二偏心部51外表面的第一滚子42及第二滚子52。设置于转轴21外表面的第一偏心部41和第二偏心部51的偏心方向互相相反。这是为了维持两侧的均衡，以当转轴21旋转时使旋转转拒的变化最小，并且减少所产生的振动。
并且，第一压缩装置40包含随着第一滚子42的旋转而按照第一压缩室31的径向进退的同时划分第一压缩室31的第一叶片43和将第一叶片43向第一滚子42侧加压的第一叶片弹簧44。
并且，第二压缩装置50包含随着第二滚子52的旋转按照第二压缩室32的径向进退的同时划分第二压缩室32的、接触面可被滑动支持的第二叶片53及第三叶片54和将第二叶片53向第二滚子52侧加压的第二叶片弹簧55。因此，第二压缩室32被宽度相对大的下部的第二叶片53和宽度相对小的上部的第三叶片54划分。并且，第三叶片54通过由改变压缩容量的叶片控制装置70对其进行约束或解除约束来控制第三叶片54进退。叶片控制装置70的具体结构，后面将予以描述。
如图2和图3所示，第一主体33及第二主体34分别形成用于向第一压缩室31及第二压缩室32内部流入气体的第一吸入口61及第二吸入口62，这些吸入口61、62上分别连接第一吸入管15及第二吸入管16。第一吸入管15及第二吸入管16如图1所示，是由从储液器(accumulator)13延长的制冷剂吸入配管14分支而形成。并且，上部第一法兰36和下部第二法兰37分别形成第一排出口63和第二排出口64，用于排出在各压缩室31、32中的被加压气体。因此，压缩机被起动时密封容器10内部由将要通过第一排出口63及第二排出口64排出的压缩气体维持高压状态，并且密封容器10内部的压缩气体通过设置于密封容器10上部的排出配管12被引导到外部。
如图1和图3所示，叶片控制装置70包含设置于第三叶片54后端侧的汽缸71和设置于汽缸71内并按第三叶片54进退方向进退的、连接于第三叶片54后端的活塞72。并且，叶片控制装置70还包含：连接于汽缸71后端的第一压力调节管73a，用于形成与汽缸71内部相连通的第一通道73；从排出配管12分支而形成并与第一压力调节管73a相连接的第二压力调节管74a，用于形成连通压缩机排出侧和第一通道73的第二通道74；从制冷剂吸入配管14分离而形成并与第一压力调节管73a相连接的第三压力调节管75a，用于形成连通压缩机吸入侧和第一通道73的第三通道75；设置在第一压力调节管73a、第二压力调节管74a及第三压力调节管75a连接处的可变通道阀76。可变通道阀76可以由通过电控制信号控制的通常的三通阀构成。
下面说明这种可变容量旋转式压缩机的工作过程。
如图1所示，当由可变通道阀76连通第二通道74和第一通道73的状态下启动压缩机，则叶片控制装置70汽缸71内的排出侧压力作用于活塞72，使其加压第三叶片54。于是，第三叶片54随着第二滚子52的旋转紧贴于第二滚子52外表面的状态进退。并且，第一叶片43由第一叶片弹簧44加压，于是随着第一滚子42的旋转而进退的同时划分第一压缩室31；第二叶片53由第二叶片弹簧55加压，于是和第三叶片54共同进退的同时划分第二压缩室32。此外，此时由于第一压缩室31和第二压缩室32均进行压缩工作，从而使压缩容量最大。
如图4所示，当由可变通道阀76连通第三通道75和第一通道73的状态下启动压缩机，则叶片控制装置70汽缸71内的吸入侧压力作用于活塞72而使其后退，随着活塞72的后退使第三叶片54的前端维持从第二滚子52外表面隔离的状态。于是，使第二压缩室32进行空转而减少压缩容量。当第一压缩室31的容积与第二压缩室32的容积相同时，由于第二压缩室32中不能进行压缩，因而压缩容量为最大压缩容量的50％。
并且，当本发明使第一压缩室31的容积与第二压缩室32的容积不同时，可以使压缩容量的变化范围不同。即，当使第一压缩室31容积和第二压缩室32容积之比为40∶60，并使第二压缩室32实现空转，则压缩容量为最大压缩容量的40％。当使第一压缩室31和第二压缩室32的容积比为30∶70，并使第二压缩室32进行空转，则压缩容量为最大压缩容量的30％。
并且，本发明可以通过控制叶片控制装置70的动作循环，使最小到最大的压缩容量变化范围更加多样化。即，通过反复对第三叶片54进行约束及解除约束使第二压缩室32侧反复进行压缩和空转动作，则可以使压缩容量的变化范围为更加多样化。
例如，当第一压缩室31和第二压缩室32的容积比为50∶50时，将第三叶片54的约束设定为50％，则压缩容量变为最大压缩容量的75％；当容积比相同时，将第三叶片54的约束设定为80％，则压缩容量变为最大压缩容量的60％。
并且，当第一压缩室31和第二压缩室32的容积比为30∶70时，将第三叶片54的约束设定为50％，则压缩容量变为最大压缩容量的65％；当容积比相同时，将第三叶片54的约束设定为80％，则压缩容量变为最大压缩容量的44％。
图5为依据本发明第二实施例所提供的可变容量旋转式压缩机叶片控制装置的截面图。第二实施例的叶片控制装置80包含：设置于第三叶片54外表面的约束槽81；按照第三叶片54进退方向的交叉方向进退的约束销82，该约束销82进入约束槽81而约束第三叶片54；设置于中间板35的电磁铁驱动单元，用于使约束销82进退。电磁铁驱动单元包含连接于约束销82的柱塞(plunger)83与布置在柱塞83周围的电磁铁线圈84。这是为了控制施加于电磁铁线圈84的电源使柱塞83进退，从而可以使约束销82进退，并进一步使约束销82进入约束槽81而约束第三叶片54。其余部分的结构与第一
实施例相同。
在图5的例中，当解除施加于第三叶片54的约束的状态下起动压缩机，则由第一压缩室31侧的压缩动作引起的压力作用于密封容器内部，密封容器10内部的压力又作用于第三叶片54后端侧，使第三叶片54向第二滚子52侧加压。因此，第三叶片54与第二叶片53共同进退而在第二压缩室31中进行压缩动作。
图6为依据本发明第三实施例所提供的可变容量旋转式压缩机叶片控制装置的截面图。第三实施例的叶片控制装置90包含设置于第三叶片54后方的电磁石91，以用于紧贴第三叶片54后端而约束第三叶片54。这通过以下方法实现：向电磁石91施加电源，从而当第三叶片54后退时使第三叶片54的后端紧贴于电磁石92而被约束。其余部分的结构与第一实施例相同。
图6的例与图5的例相同，当解除施加于第三叶片54的约束的状态下起动压缩机，则由于排出压力作用于第三叶片54的后端，从而使第三叶片54加压于第二滚子52侧。因此，第三叶片54与第二叶片53共同进退而在第二压缩室31中进行压缩动作。
综上所述，依据本发明所提供的可变容量旋转式压缩机，由于在第一压缩室压缩工作过程中通过叶片控制装置来控制第二叶片的进退，从而可以调节第二压缩室的压缩动作或空转，并由此可以比以前扩大压缩容量的变化范围，而且可以使压缩容量变化为连续、多样。
此外，由于本发明通过排出压力使第三叶片加压于第三滚子而实现第三叶片的进退，因而即使没有专门的弹簧，也可以实现第三叶片的进退，因此具有与现有装置相比使叶片控制装置的结构变得更为简单的效果。

Claims (9)

1、一种可变容量旋转式压缩机，其特征在于包含：具有被相互划分的第一及第二压缩室的外壳；分别设置在所述第一及第二压缩室内的第一及第二滚子；按照所述第一滚子的径向进退的同时划分所述第一压缩室的第一叶片；按照所述第二滚子的径向进退的同时划分所述第二压缩室的第二叶片及第三叶片，该第二叶片及第三叶片可相互滑动支持；为了控制压缩容量对所述第三叶片进行约束或解除约束的叶片控制装置。
2、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述叶片控制装置包含：设置在所述第三叶片侧的所述外壳的汽缸；可进退设置于所述汽缸内并与所述第三叶片相连接的活塞；与所述汽缸内部相连通的第一通道；连接所述压缩机排出侧与所述第一通道的第二通道；连接所述压缩机吸入侧与所述第一通道的第三通道；设置于所述第一、第二、第三通道相互连接处的可变通道阀。
3、根据权利要求2所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述可变通道阀为使所述第一通道选择性地连接于所述第二通道与第三通道之中一个通道的三通阀。
4、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述叶片控制装置包含：设置于所述第三叶片外表面的约束槽；可进退设置的约束销，该约束销为了约束所述第三叶片而进入所述约束槽；用于使所述约束销进退的电磁铁驱动单元。
5、根据权利要求4所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述电磁铁驱动单元包含连接于所述约束销的柱塞及布置在所述柱塞外侧的电磁铁线圈。
6、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述叶片控制装置包含设置于所述第三叶片后方的电磁石，以用于紧贴所述第三叶片的后端而约束第三叶片。
7、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述第三叶片的宽度小于所述第二叶片的宽度。
8、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述第一压缩室与所述第二压缩室的内容积互不相同。
9、根据权利要求1所述的可变容量旋转式压缩机，其特征在于所述第一叶片与所述第二叶片由弹簧的弹性而分别加压于所述第一及第二滚子，而所述第三叶片由压缩机的排出压力而加压于所述第二滚子。
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