TW533273B - Plural compressors - Google Patents

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~^ 五、發明說明^ --— 發明之領域 、本I月你有關於配置在一單一殼體内的數個壓縮機。 (請先閱讀背面之注意事项再填寫本頁) π、”疋本發明係有關於數個配置在以同一馬達驅動的_ 單设體内的數個壓縮機。 發明之背景 由於旎源之費用及消耗，人們需要輸出可依需要而改 ^的冷〉東馬達壓縮機單元。為毅此需求，許多不同的系 、’、已被提出。其中的一種系統包括在一多汽缸壓縮機中移 除負載一個或數個汽缸，或改變再膨脹之容量，以改變壓 縮機系統的輸出。這些系統十分複雜，且在移除負載狀態 下的壓縮機系統之效率並不理想。改變速度之壓縮機亦已 被使用，但它們需要昂貴的控制，且在一縮小輸出狀況下 馬達壓^機效率呈現一些效率上的問題。 壓縮機系統亦已發展成以數個較小的共同具有相等於 取大需求的輸出之馬達壓縮機取代一承載最大負重的單一 大壓縮機。這些數個壓縮機系統包括用以控制整個系統的 裝置，如此當想要改變輸出時可選擇地起動及關閉部份壓 縮機。這些數個壓縮機單元具有良好的效率，但其需要複 雜的上鉤水管裝置，包括處理潤滑油之管理裝置，以確保 所有的油平均地分佈在各壓縮機之間。 數個壓縮機系統之進一步發展包括加入數個標準馬達 壓縮機單元於一共同殼體中。該共同殼體增加了系統的精 巧度，並為油的平均分布提供一共同的貯油槽，_共同的 進氣入口及一共同的排氣出口。這些單殼數個壓縮機元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公爱） 4 533273 A7

533273 A7 B7 五、發明説明 圖’其中兩個壓縮機之一加入依據本發明的脈波寬度調節 容量控制； 第3圖為第2圖中所示活塞總成的一放大截面圖； 第4圖為第3圖中所示排出配件的頂視圖； 第5圖為第2圖中所示壓縮機的端截面圖； 第6圖為第2圖中所示非轉動渦卷元件的側視圖； 第7圖為第6圖中所示非轉動渦卷元件的橫截面圖； 第8圖為第2圖中所示喷射配件的一放大截面圖； 第9圖為第8圖中所示配件之端視圖； 第10圖為利用依據本發明之容量控制系統的一冷凍系 統之概略圖； 第11圖為顯示使用依據本發明之容量控制系統的一壓 縮機之容量的圖表； 第12圖為第1圖中所示的馬達壓縮系統的垂直橫載面 圖八中兩個壓細機均加入依據本發明的脈波寬度調節容 量控制。 較佳實施例的詳細說明 以下較佳實施例的說明僅為例示之用，不得限制本發 明及其應用或使用。 現在參看圖式，其中相似的標號用以表示相似的元 件。第1圖中顯示依據本發明的一數個壓縮機壓縮系統，其 以標號10表示。壓縮系統10包括一大體上圓筒形的密封殼 體12，該殼體的各端上具有熔接的一蓋14，而在其中間= 伤上有一底16。殼體12備置一抽吸入口配件，而各蓋μ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲#背面之注意事項再填寫本頁) 、\^*丨 --繚| 6 533273 A7 ____B7 五、發明説明（4 ) 内備置可具有一般排氣閥的一冷凍劑排出配件2 〇。一橫向 延伸隔板22藉由在各端蓋14熔接殼體12的同一點上繞著其 週邊熔接而固疋於殼體12的各端。一壓縮機架設框架24按 壓安裝在殼體12内。 固疋於框架2 4之壓縮系統1 〇的主要元件包括一對兩片 主要軸承總成26及一馬達固定部28。一驅動軸或曲柄軸3〇 具有一對共中心且位在其相對端上的偏心曲柄銷3 2，且該 曲柄軸可轉動地軸頸於一對軸承34中，而各軸承固定在銜 接一各別主要軸承總成26的一油泵36内。曲柄軸30的各端 上有一軸向延伸孔38，該孔與一各別軸向延伸孔4〇相通， 以備置潤滑油至壓縮系統1 〇的移動元件。殼體12的下方界 定以潤滑油填充至高度稍高於一滾子44之下端的一貯油槽 42。各油泵36自貯油槽42中汲出油並將油汲入以油泵％自 主要軸承總成26界定的一室46内。一密封件48密封各室 46，而一汲出口（未顯示）維持油在室46内的高度。室仏中 的油流經徑向孔40至軸向延伸孔38中，再至需要潤滑的壓 縮系統10之移動元件上。 曲柄軸30可轉動地以包括固定部28的一電動馬達驅 動，而通過其中的繞組5〇及滾子44按壓安裝在曲柄軸3〇 上一對配重52固定在毗鄰一各別的曲柄銷32的曲柄軸30 之相對端上。 各雙片主要軸承總成26的上表面備置一扁平止推軸承 表面54，其上配置具有自一端板6〇向外延伸的一般性的螺 走葉片或卷片58之轉動渦卷元件56。自各轉動渦卷元件56 本紙張尺度適财關_準（CNS)機格⑵似297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C— ·、τ· 線- 7 的各端板6Q之下表面向外突出的是-圓筒形輪轂62，其中 具有一軸頸，且可轉動地配置於其中的是具有一内孔的一 ，二動套离66且在内孔中驅動地配置一各別曲柄銷32。各 曲柄銷32的一表面上具有一扁平部，而該表面驅動地銜接 形成在各驅動套筒66之内孔的—部份上的_扁平表面，以 備置如受讓人之美國專利第4,877·382號案中所示的一徑 向驅動組合。該專利之内容加人本文巾作為參考資料。一 對歐姆連結H 68亦備置在各轉㈣卷元件56及各雙片轴承 殼體總成26之間。各歐姆連結器68鎖至—各別轉動渴卷元 件56，並至各別非轉動渦卷元件7〇 ,以阻擋一各別轉動渦 卷元件56的轉動。 各非轉動渦卷元件70亦備置自定位成自與一各別轉動 渦卷το件56的一各別卷片58作嚙合銜接而定位的一端板％ 向外延伸的一卷片72。各非轉動渦卷元件7〇具有與一中心 開放的凹槽78相通的一中心配置的排出通道76，而凹槽78 人由各知蓋14及各隔板22界定的一各別茂壓室⑼以流 體相通。一環形凹槽82亦形成在各非轉動渦卷元件7〇中， 而非轉動渦卷元件7 0配置一各別浮動密封總成8 4。 凹槽78及82以及浮動密封總成84共同界定容納以各別 卷片58及72壓縮的加壓流體的軸向壓力偏動室，以施加一 軸向偏動力量於一各別非轉動渦卷元件7〇上，驅使各別卷 片58，72的尖端分別與端板74，6〇的相對端板表面作密封 的銜接。浮動密封總成84之形式最好如受讓人的美國專利 第5，156,539號案中所揭露的，該專利的内容加入本文中作 533273 A7 ____B7 五、發明説明（6 ) 為參考資料。非轉動渦卷元件以如受讓人之美國專利第 4,877,3 82或5,1〇2,3 10號案中所揭露的一適合方法架設成 可作限制的軸向移動至一各別雙片主要軸承殼體總成26， 而該兩件專利的内容加入本文中作為參考資料。 殼體12界定一抽吸壓力室90，其自抽吸氣體入口配件 18接收用以壓縮之空氣。在抽吸壓力室9〇内的氣體被引導 至兩組嚙合渦卷元件56及70的徑向外部上，且被兩組卷片 58及72壓縮，並通過排出通道76及凹槽78排出至一各別洩 壓區80中。壓縮的氣體經由各別排出配件20排出各洩壓區 80之外。固疋至各排出配件的管（未顯示）混合來自兩個排 出配件20的氣體至一共同管（未顯示）中，然後進入使用壓 縮氣體的裝置中。 當想要加入一容量控制系統至壓縮系統1〇内時，電動 馬達可設計成一可改變速度的馬達。包括固定部28，繞組 50及滾子44的可改變速度馬達為習知的，因此不在此贅 述。藉由電動馬達之備置可改變速度之容量，壓縮機1〇的 容量可在0%至100%範圍内改變。 現在參看第2圖，其中顯示包括依據本發明之另一實施 例的一獨特容量控制系統的一壓縮機系統，其以標號 代表。壓縮機系統110除了一對渦卷56及7〇加入一容量控制 系統112外與壓縮機系統1〇相同。 控制系統112包括一排出配件114, 一活塞116, 一殼體 裝置118’ 一電磁閥12〇, 一控制模組122以及具有一個或數 個適當的感應器之一列感應器丨24。排出配件丨14以螺紋容 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

533273 A7 _____ _B7 __ 五、發明説明（7 ) 納或固定在開放凹槽78内。排出配件114界定一内孔穴126 及數個排出通道128。一排出閥no配置在配件114以及孔穴 126下。因此’加壓氣體克服了排出閥130打開排出閥130 之偏斜負重’且允許加壓氣體流入孔穴126中並通過通道 128進入洩壓室8〇。 現在參看第2, 3及4圖，其中顯示排出配件114及活塞 116之總成的細節。排出配件丨界定一環型突緣134。靠著 突緣134而定位的是一唇形密封件丨36以及一浮動扣件 13 8 °活塞116按壓安裝或固定至排出配件1丨4，而活塞1 i 6 界定夾住密封件136及扣件138於突緣140及134之間的一環 型突緣140。排出配件114界定一通道142以及通過排出配件 114而延伸以流體力學連接洩壓室8〇及以排出配件114，活 塞116，密封件136，扣件138及端蓋14界定之一壓力室146 的一孔144。壓力室146藉由管150以流體力學連接電磁閥 120 ’並經由一管152連接抽吸配件18及抽吸壓力室9〇。活 塞116,密封件136及浮動扣件138之組合備置一以自我為中 心的密封系統，以備置與殼體裝置u 8之内孔精確的對齊。 密封件136及浮動扣件138包括足夠的徑向依從，使得殼體 裝置118之内孔及排出配件114固定在其内部的開放凹槽78 的内孔之間任何未對齊可為密封件136及浮動扣件138所調 Λ-/Γ 即0 為偏動非轉動渦卷元件70成為與轉動渦卷元件56作密 封銜接，以作垂直的完整負重操作，電磁閥12〇藉由回應成 列感應器124的控制模組122而停止作動，以阻擋管1 5q及管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 10 533273 A7 ------_____ 五、發明説明（8 ) 152之間流體的流動。在此位置下，室146與洩壓室8〇經由 通道142及孔144相通。在室80及146内的排出壓力下之加壓 流體靠著活塞16之相對側邊而作動，因而允許非轉動渦卷 元件70朝向轉動渦卷元件56之垂直偏動，以密封地以相對 渦卷元件的各別端板銜接各渦卷元件的軸端。兩個渦卷元 件56及70之軸向密封造成壓縮機系統11〇以1〇〇%之容量操 作。 為卸下壓縮機系統110,電磁閥120藉由回應成列感應 器124之控制模組122而起動（或停止），當電磁閥12〇備起動 (或停止）時，抽吸壓力室9〇經由抽吸配件18、管152、電磁 閥120及管150直接與室146相通。由於自室146中抽吸，在 活塞116之相對側邊上的壓力差移動非轉動渦卷元件7〇至 第2圖中所示的右邊，以分開各渦卷元件之尖端的軸端及其 各別端板’而較高壓力之袋會流至較低壓力袋，最終至抽 吸壓力室90。孔144之加入係為控制在洩壓室8〇及室146之 間的排出氣體之流動。於是，當室146連接至壓縮機的抽吸 側時，會在活塞116之相對側邊上形成壓力差。一波浪形彈 簧160之加入係為在非轉動渦卷元件7〇調節時維持浮動密 封總成84及隔板22之間的密封關係。當一間隙形成在兩個 渦卷元件56及70之間時，可免去進氣氣體的繼續壓縮。當 此負重消除發生時，排出閥13 0會移動至其關閉位置，以阻 擋高壓流體自洩壓室80或下游冷凍系統回流。當進氣氣體 之壓縮重新開始時，電磁閥12〇會停止（或起動）以再阻擋流 體在管150, 152之間流動，允許室丨46藉由洩壓室8〇經通道 ------- -__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱) ""* """' - ' 11 -

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五、發明説明（ 142及孔丨44而加壓。 ----------------—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 控制模組122與成列感應器124相通，以為控制模組122 備置所#求之貝料’決定在當時包括壓縮機系統U 〇的冷;東 系統之特定狀況所需消除負重的程度。依據此資料，控制 模、、且122在脈波I度調節模式下操作電磁閥丨2〇，以交替 地使室146成為與$壓謂❹吸壓力室⑽相通。在脈波寬 度凋節杈式下操作的電磁閥12〇之頻率決定壓縮機系統 之-組料元件56及7⑽鮮容量百分率。當感應狀況改 變時，控制模組122會改變電磁閥工2〇之操作頻率，因而改 變壓縮機系統110之一組渦卷元件56及7〇在負載及移除負 載狀況下操作的相關時間長度。電磁閥12〇之操作頻率的改 變可造成一組渦卷元件56及7〇在完全負載（或1〇〇%容量）以 及完全移除負載（或〇%容量）或依據系統之需要在其間的百 分比範圍内的任何肴限數下操作。於是壓縮機系統11〇之容 量可在50%及1〇〇%之間改變。 現在參看第5，6及7圖，其中顯示壓縮機系統1⑺的一 流體噴射系統168之細節。壓縮機系統11〇包括使流體射入 在抽吸壓力室90及洩壓室80中間的一點上之中間加壓移動 至中、。一 體喷射配件17 〇通過殼體12延伸，且以流體力學 連接至一喷射管172,而噴射管172依次以流體力學連接至 固疋於非轉動渦卷元件70的一喷射配件174。非轉動渦卷元 件70界定一對徑向通道176，其各自在喷射配件174及一對 軸向通道178間延伸。軸向通道開放至在壓縮機系統丨1 ◦的 一非轉動渦卷元件7 0之相對側邊上的移動室，以應如習知 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公#) 12 吻273 A7 • ' '^—-------B7 五、發明說明'--— 的控制系統所需射出流體至這些移動室中。 現在參看第8及9圖，其中顯示配件17〇的細節。配件ι7〇 包括一内部180以及一外部丨δ2。内部18〇包括在一端上密封 也噴射官172的一 L形通道184。外部182自殼體12之外延伸 2與内部180為一體或一體成形的殼體丨2之内。一熔接或以 σ金焊接的配件186固定並密封配件17〇至殼體12。外部182 界疋為L字形通道184之一延伸部的一孔19〇。外部182亦界 定冷凍系統固定於其上的一圓筒形孔192。 第10圖顯不為壓縮機系統丨1〇之流體噴射系統備置流 體的蒸氣噴射系統168。圖中的壓縮機系統11Q在包括一冷 器194，一第一膨脹閥或調節閥196, 一擴容器或一節熱 斋，一第二膨脹閥或節流閥20〇，一蒸發器2〇2以及如第1〇 目所示連接元件的-系列管2()4的冷“統巾，縮機系統 110以馬達操作壓縮氣體冷凍劑。然後，壓縮之氣體以冷凝 器194液化。液化的冷凍劑通過膨脹閥196並在分離成液體 及氣體的擴容器198中膨脹。氣體冷凍劑另通過管2沉及管 170進入I縮機系統11〇中。另一方面，剩餘的流體冷凌劑 另在膨脹閥200中膨脹，然後在蒸發器2〇2中蒸發，並再進 , 入壓縮機系統110中。 I 擴今器198及瘵氣喷射系統丨68之備置允許壓縮機系統 110的組渦卷元件56及70之容量的增加超過壓縮機系統 110之一組渦卷元件56及7〇之固定的容量。基本上，在標準 丨 的空氣調節狀況下，一組渦卷元件之容量可增加大約2⑽， 以備置具有其容量的120%之一組渦卷元件，亦即其為如第 - * . 本纸張尺度適用中國國家標準(〇^)八4規格（210乂297公釐) ' --— -13 -

訂卜 ，線……”·1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 533273 A7 ------—_ B7__五、發明説明（n ) ^ ~'— - 11圖之圖表所示壓縮機系統110之容量的麵。為控制壓縮 位S 206内。壓縮機系統UQ的一組洞卷元件^及？◦之容量 增加的百分比可以在一脈波寬度調節模式下的電磁閥· 控制。在脈波寬度調節模式下操作的電磁閥2 〇 8與壓縮機系 統110的容量控制系統112共同允許壓縮機系統ιι〇之容量 定位在沿著第Π圖之線的任何地方。 現在參看第12圖，其中顯示包括依據本發明之另一實 施例的一獨特容量控制系統的一壓縮機系統21〇。壓縮機系 統210與壓縮機系統11〇除了兩對渦卷元件56及7〇加入容量 控制系統112及流體喷射系統ι68外是相同的。藉由加入容 量控制系統112及流體射出系統168至兩對渦卷元件56及 ' 7〇 ’壓縮機系統210的容量可在〇%至120%的範圍内改變。 本發明的說明僅為性質上的例示，因此不脫離本發明 之主旨的改變均在本發明的範圍内。此種改變不被認為在 本發明之精神及範圍之外。 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 零-線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 14 533273 A7 B7 五、發明説明（12 ) 元件標號對照 10 壓縮系統 54 扁平止推軸承表面 12 密封殼體 56 轉動渦卷元件 14 蓋 58 卷片 16 底 60 端板 18 抽吸配件 62 輪轂 20 排出配件 66 驅動套筒 22 隔板 68 歐姆連結器 24 框架 70 渦卷元件 26 轴承總成 72 卷片 28 固定部 74 端板 30 曲柄銷 76 排出通道 32 曲柄銷 78 凹槽 34 軸承 80 洩壓室 36 油泵 82 凹槽 - 38 延伸孔 84 浮動密封總成 40 延伸孔 90 抽吸壓力室 42 貯油槽 110 壓縮機系統 44 滾子 112 控制系統 46 室 114 排出配件 48 密封件 116 活塞 50 繞組 118 殼體裝置 52 配重 120 電磁閥 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ΐ· _-線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 15 533273 A7 B7 五、發明説明（13 ) 122 控制模組 174 噴射配件 124 感應器 176 徑向通道 126 孔穴 178 軸向通道 128 排出通道 180 内部 130 排出閥 182 外部 134 突緣 184 通道 136 密封件 186 配件 138 扣件 190 140 突緣 192 圓筒形孔 142 通道 194 冷凝器 144 ?L 196 調節閥 146 壓力室 198 擴容器 150 管 200 膨脹閥 152 管 202 蒸發器 160 彈簧 204 管 168 流體噴射系統 206 管 170 流體喷射配件 208 電磁閥 172 噴射管 210 壓縮機系統 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

T 繚| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 16

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 第91101682號專利申請案申請專利範圍修正本 卜種渴卷式機器’其包括： 修正日期 一外罩； 配置在該外草内的一第_渴卷式墨縮機； 配置在該外罩内的一第二渴卷式慶縮機； -驅及第"⑬卷式·縮機之間延伸並與其連接的 、配置在第-及第二滿卷式壓縮機之間的外罩内的一 馬達，該馬達驅動地連接至該驅動軸。 2. 如申明專利域第丨項㈣卷式機器，其中該馬達包括： 連接至該外罩的一固定部；以及 連接至該驅動軸的一轉子。 3. 如申凊專利範圍第2項的、、丹矣 ㈣2㈣騎式機器，其另包括配置在該 馬達及该外罩之間的一框架。 4 ·如申專利粑圍第丨項的渦卷式機器，其中該第 壓縮機包括： 八 一第一渴卷元件，其具有自一第一端板向外突出的 一第一螺旋形卷片； ★ 一第/咼卷兀件’其具有自-第二端板向外突出的 :第二螺旋形卷片’該第二渦卷片與該第一螺旋形卷片 又又地配置’當该第二渴卷元件相對於該第一渴卷元件 轉動時界定在其間的數個第—移動室；以及 連接至該外罩的—第—主要轴承殼體，該第-主要 度適I中國國家標準（ 533273 Λ8 Β8 C8 Dg 申請專利範圍 轴承殼體可轉動地支持該驅動轴 5_如申請專利範圍第4項的 。 馬達及該外罩之間的—框架。、，/、另包括配置在該 6. 如申請專利範圍第5項 、幻，尚卷式機器，農中 該第-主要軸承殼體及該外罩之間。，、中配置在 7. 如申請專利範圍第4項 曰 ’σ卷式機器，其中該第- 壓縮機包括： τ /弟一，尚卷式 一第三渦卷元件，复1 裝 -第三螺旋形卷片； 第三端板向外突出的 一第四渦卷元件，其1 -第四螺旋形卷片，兮第=自―“端板向外突出的 六、上 、， χ苐渦卷片與該第三螺旋形卷片 父叉地配置’當該第四渦 紅。士田—▲ 4 七凡件相對於第三渦卷元件轉 動日Τ界疋在其間的數個第- 木一 f夕動室；以及 連接至·該外罩的第- 一主要軸承殼體，該第二主要轴 承殼體可轉動地支持該驅動軸。 磬 8·如申請專利範圍第7項的 卷式機器，其另包括配堇在該 馬達及该外罩之間的一框架。 9.如申請專利範圍第8項的、片矣斗、^ 、渴卷式機器，其中該框架配置在 該第一主要軸承殼體及該外罩之間。 1〇·如申請專利範㈣1項的洞卷式機器，其中該外罩界定與 該第-及第二渦卷式壓縮機相通的一抽吸壓力室，與該 第一渦式壓縮機相通的第一 ^ ^ 洩壓室，以及與該第二渦卷 式壓縮機相通的第二汽壓室。 u·如申請專利範圍第10項的渴卷式機器，其中該第一及第 中國國家標準 18 533273

   申請專利範圍 i縮機配置在該抽吸壓力室内。 12.=請專:範圍第1項崎式機器，其另包括用以改變 二第：式，縮機之容量的第—容量調節系統。 :!1·第12項的渴卷式機器，其中該第一容量 凋卽糸統包括一脈波寬度調節系統。 14·=Γ利範圍第12項的渴卷她，其另包括用以改 υ一滿卷式塵縮機之容量的第二容量調節系統。 15·如申請專利範圍第14項的渴卷式機器，其中該第L容量 :周：糸統包括一第—脈波寬度調節系統，而該第二容量 调即系統包括一第二脈波調節系統。 16. 如申請專利範圍第丨項的渴卷式機 改變速度的馬達。 /丄亥馬達為一可 訂 17. 如範圍第1項的渦卷式機器，其另包括用以摔作 一洛氣噴射系統的一流體噴射配件。 本紙張尺度適用巾關家標準（CNS) Α4規格 19