CN201786656U - 一种变排量压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变排量压缩机，包括设在压缩机的汽缸内的偏心活塞，汽缸侧壁和偏心活塞间设有叶片(2)，其特征在于：所述叶片(2)由磁性物质制成，或叶片(2)的一部分由磁性物质制成，叶片和汽缸侧壁间设有弹簧(3)，汽缸的侧壁外表面上设有电磁铁(1)，且汽缸侧壁上设有供电磁铁(1)前端穿过的通孔，电磁铁(1)前端穿过该通孔探入汽缸后，与弹簧(3)抵接。本实用新型所述的变排量压缩机，通过电磁铁控制叶片的开合动作可实现压缩机的有效/无效、回转，从而改变单位时间内压缩的冷媒或气体排放容积，以达到改变冷媒排量、实现制冷或制热能力可变的目的，是可以实现机械变频的新型压缩机。
Description
技术领域
本实用新型涉及家用或商用空调、制冷设备、单独制冷空调、冷暖共用空调、单独制暖空调、冷水机、热泵以及相关温控设备或部件的冷媒压缩设备，具体的说是一种变排量压缩机，尤指一种适用于多种工况的变排量压缩机。
背景技术
传统的空调器是使用50/60Hz交流电来驱动定频压缩机来压缩冷媒(所谓冷媒即为制冷系统中用的介质，如氟里昂，可以较易气化与液化的物质)，通过冷媒相变(液相、气相变化)以及温度的变化来实现制冷或制热的目的。
随着空调行业的发展，定频压缩机已不能适应市场的需求，变频压缩机是近几年发展的新技术，是目前变频空调广泛采用之技术，现有的变频压缩机通过改变压缩机电源的频率来控制压缩机的转速，从而改变整个空调系统的制冷能力，实现了定频压缩机不能靠改变频率来更改单位时间冷媒排量从而改变制冷能力的目的。
现有回转式压缩机的工作原理为：汽缸内设有偏心活塞，汽缸和偏心活塞间设有叶片，叶片和汽缸间设有弹簧，通过叶片将汽缸分成两个密闭的空腔。当偏心活塞转动时，就会引起两个密闭的空腔容积的变化，当一个密闭腔扩大，另一个密闭腔缩小时，在压力差的作用下，扩大的密闭腔从进气口吸气，而缩小的密闭腔实现气体的压缩并从排放口排出，实现一个循环的压缩。如此循环，实现了气体的不断压缩排出。
所谓变频压缩机，即用变频控制驱动电路控制直流电机的转速，带动压缩机泵体旋转从而实现变排量的输出。其缺点是：该控制驱动电路复杂，使用直流电机，成本昂贵，控制驱动电路为耗能部件，增加了无功功耗。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种变排量压缩机，通过电磁铁控制叶片的开合动作可实现压缩机的有效/无效、回转，从而改变单位时间内压缩的冷媒或气体排放容积，以达到改变冷媒排量、实现制冷或制热能力可变的目的，是可以实现机械变频的新型压缩机。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种变排量压缩机，包括设在压缩机的汽缸内的偏心活塞，汽缸侧壁和偏心活塞间设有叶片2，其特征在于：所述叶片2由磁性物质制成，或叶片2的一部分由磁性物质制成，叶片和汽缸侧壁间设有弹簧3，汽缸的侧壁外表面上设有电磁铁1，且汽缸侧壁上设有供电磁铁1前端穿过的通孔，电磁铁1前端穿过该通孔探入汽缸后，与弹簧3抵接。
在上述技术方案的基础上，所述叶片2的一部分由磁性物质制成是指：磁性材料与叶片的一侧连接，或磁性材料嵌装到叶片内，或磁性材料镶嵌在叶片的侧面上。
在上述技术方案的基础上，电磁铁1呈条状或柱状，叶片2呈条状或片状。
在上述技术方案的基础上，电磁铁1后端设有控制引线4。
在上述技术方案的基础上，电磁铁1对由磁性物质制成的叶片2或叶片2上的磁性物质产生磁性吸力或斥力。
在上述技术方案的基础上，所述压缩机设有双汽缸，且两个汽缸排量不相同。
在上述技术方案的基础上，两个汽缸由三功率段输出马达5带动。
本实用新型所述的变排量压缩机，具有以下优点：
1、通过电磁铁控制叶片的开合动作可实现压缩机的有效/无效、回转，从而改变单位时间内压缩的冷媒或气体排放容积，以达到改变冷媒排量、实现制冷或制热能力可变的目的，是可以实现机械变频的新型压缩机。
2、为实现更宽范围的制冷能力调整，采用3功率输出马达，带动2个不同排量泵，通过不同泵的选择或组合以及电磁阀的控制实现更宽范围的制冷调节能力。本专利所涉及之制冷，即为传统意义的制冷，其包括单独制冷、冷暖一体、制暖、热泵技术及冷暖水/油机组等之热交换设备。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1变排量压缩机的正视剖视示意图，
图2变排量压缩机的俯视剖视示意图，
图3图1的局部放大示意图，
图4制冷能力曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、2、3所示，本实用新型所述的变排量压缩机，包括设在压缩机的汽缸内的偏心活塞，汽缸侧壁和偏心活塞间设有叶片2，所述叶片2整体均由磁性物质制成，或叶片2的一部分由磁性物质制成，例如将磁性材料与叶片的一侧连接，或磁性材料嵌装到叶片内，或磁性材料镶嵌在叶片的侧面上，等等，叶片和汽缸侧壁间设有弹簧3，汽缸的侧壁外表面上设有电磁铁1，且汽缸侧壁上设有供电磁铁1前端穿过的通孔，电磁铁1前端穿过该通孔探入汽缸后，与弹簧3抵接。弹簧3抵住叶片2为叶片2提供背离电磁铁1的斥力，电磁铁1对叶片2或叶片2上的磁性物质产生磁性吸力或斥力。例如：当电磁铁1断电时，电磁铁1不对叶片2产生吸力，弹簧3扩张，在弹簧3的斥力(弹力)作用下，叶片2与偏心活塞的表面贴合，将汽缸的内腔分成两个密闭的空腔。当电磁铁1通电时，电磁铁1对叶片2产生吸力，弹簧3收缩，在电磁铁1吸力(磁吸力)作用下，叶片2与偏心活塞的表面分离，两个密闭的空腔连为一体。上述电磁铁1通断电时的动作情况也可以互换，亦可实现本实用新型所需的技术效果。
在上述技术方案的基础上，电磁铁1呈条状或柱状，叶片2呈条状或片状。
在上述技术方案的基础上，电磁铁1后端设有控制引线4。
本实用新型不但具有定频压缩机的优点，并且与目前的变频(BLDC)压缩机来比，本实用新型可以省去电流整流、逆变等相应电路、驱动等模块，可以降低成本、提高能源利用率等。
本实用新型通过电磁铁的通断电来控制叶片的动作，其工作过程如下：
1、电磁铁通电时产生吸力，通过用电磁铁1吸住叶片(电磁铁和叶片间的磁性吸力克服弹簧3的弹力)，实现汽缸内的气体成为一体整体，此时无法压缩气体，此时压缩机为无效压缩，即为空载。
2、电磁铁断电时失去吸力，此时在弹簧3的弹力作用下，叶片2的端部与偏心活塞的表面贴合，将汽缸的内腔分成两个密闭的空腔，实现气体压缩，即为带负载。
3、还可以是：当电磁铁通电时，叶片被排斥，顶住偏心活塞，在汽缸内形成两个密闭的空腔，由偏心活塞的偏心转动引起密闭空间容积的变化，实现压缩机对冷媒气体的压缩；当电磁铁反向通电或不通电时，靠弹簧复位的弹力或电磁力带动叶片，使两个密闭的空腔连通，偏心活塞虽然有偏心转动，但整个腔体的体积不变，不会产生吸排气的动作。
如上所述，本实用新型可以通过控制电磁铁的通断时间、通断电方式来控制压缩机叶片，使压缩机实现压缩或不压缩的动作，来改变压缩机在单位时间(如一小时)内的气体压缩排出量。
控制动作过程
为了实现制冷能力的合理搭配，本实用新型可采用双汽缸的设计理念，如图1所示，采用三功率段输出马达5带动两个汽缸(控制过程参见图4)，图1中还示出了接线端子6。如两个汽缸设计制冷能力分别为1500W(A缸)、2500W(B缸)，两汽缸全载的制冷能力输出为1500+2500＝4000W；当需求制冷能力低于1500W时，只有A汽缸动作(0-1段)，辅以以上原理，可以实现压缩机制冷能力0～1500W的输出；当需求制冷能力为1500W时，A缸全载(1-2段)，实现制冷能力1500W输出；当需求制冷能力介于1500W～2500W时，A汽缸全载，B汽缸通断(2-3段)，辅以以上原理，可以实现压缩机制冷能力1500～2500W的输出(当然也可以仅有B汽缸动作来实现0～2500W输出，考虑到马达的效率，故采用1500～2500W的输出)；当需求制冷能力介于2500W～4000W时(4-5段)，B汽缸全载，A汽缸通断来实现2500W～4000W的输出(或A汽缸全载，B汽缸控制，依据实际工况组合，具体的控制流程或控制方案、通断时间等依程序设定，此例仅作为理解参考，不作为实际动作过程说明)当需求制冷能力为4000W时，A、B汽缸全载(5-6段)，实现制冷能力4000W的输出。
因为马达(电机)在不同工况下的电能利用效率会有较大差别，故根据马达在不同工况下的负载能力，开发可实现3种工况的压缩机，当制冷能力低于1500W时，使用较小功率，当1500～2500W时，使用中档功率，当在2500～4000W时，使用最强功率，这样，既可以做到节约能源，又可以将压缩机的效率发挥的更好。
该实用新型打破定频压缩机排气量不能改变的现状，实现定频下压缩机的变排量动作，以应对不同制冷能力需求。使用两个汽缸，类似双缸压缩机，但两个缸排量不相同，通过电磁铁吸引或释放叶片，实现2个汽缸单独或一起动作，从而实现不同排气量，以满足不同制冷能力之需求。
Claims (6)
1.一种变排量压缩机，包括设在压缩机的汽缸内的偏心活塞，汽缸侧壁和偏心活塞间设有叶片(2)，其特征在于：所述叶片(2)由磁性物质制成，或叶片(2)的一部分由磁性物质制成，叶片和汽缸侧壁间设有弹簧(3)，汽缸的侧壁外表面上设有电磁铁(1)，且汽缸侧壁上设有供电磁铁(1)前端穿过的通孔，电磁铁(1)前端穿过该通孔探入汽缸后，与弹簧(3)抵接。
2.如权利要求1所述的变排量压缩机，其特征在于，所述叶片(2)的一部分由磁性物质制成是指：磁性材料与叶片的一侧连接，或磁性材料嵌装到叶片内，或磁性材料镶嵌在叶片的侧面上。
3.如权利要求1所述的变排量压缩机，其特征在于：电磁铁(1)呈条状或柱状，叶片(2)呈条状或片状。
4.如权利要求1所述的变排量压缩机，其特征在于：电磁铁(1)后端设有控制引线(4)。
5.如权利要求1或2或3或4所述的变排量压缩机，其特征在于：所述压缩机设有双汽缸，且两个汽缸排量不相同。
6.如权利要求5所述的变排量压缩机，其特征在于：两个汽缸由三功率段输出马达(5)带动。
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