渦卷壓縮機(jī)的制作方法

專利名稱：渦卷壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦卷壓縮機(jī)，特別涉及一種在保持壓縮機(jī)尺寸的同時能提高壓縮性能并通過改變壓縮容積來提高壓縮機(jī)效率從而允許根據(jù)外部條件進(jìn)行最佳操作的渦卷壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
通常，壓縮機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為動能并由該動能壓縮制冷劑氣體。壓縮機(jī)是組成制冷循環(huán)系統(tǒng)的核心部分，而且根據(jù)用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)構(gòu)可有多種壓縮機(jī)，例如旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)、渦卷壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)等。包含這種壓縮機(jī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)正應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、陳列櫥等。
在這些壓縮機(jī)的渦卷壓縮機(jī)中，驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動力傳送至繞動渦卷，于是繞動渦卷繞動，并與固定渦卷互鎖(interlock)，從而不斷吸入、壓縮、排出氣體。繞動渦卷和固定渦卷分別設(shè)有漸開線形卷體，且由固定渦卷的卷體和繞動渦卷的卷體形成多個壓縮腔。當(dāng)壓縮腔通過繞動渦卷的繞動朝將氣體排出的排出孔移動時，壓縮腔的體積縮小，從而壓縮該氣體。
通常，壓縮腔基于排出孔對稱地成對形成。成對形成的兩個壓縮腔具有相同的體積。當(dāng)這對壓縮腔通過從進(jìn)入側(cè)吸入的氣體朝排出孔移動時，在進(jìn)入側(cè)形成另一對壓縮腔。這種過程將重復(fù)進(jìn)行。
圖1更詳細(xì)地給出了渦卷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。圖1是表示傳統(tǒng)渦卷壓縮機(jī)的一個實例的剖視圖。
如圖所示，渦卷壓縮機(jī)包括殼體10，其設(shè)有進(jìn)入管SP和排出管DP；主機(jī)架20和輔機(jī)架30，其固定連接在殼體10內(nèi)并在垂直方向上彼此相隔一定距離；固定渦卷40，其固定地連接到殼體10并置于主機(jī)架20上方；繞動渦卷50，其置于固定渦卷40與主機(jī)架20之間，并與固定渦卷40互鎖以繞動；歐丹環(huán)(oldham ring)60，其置于繞動渦卷50與主機(jī)架20之間并防止繞動渦卷50自轉(zhuǎn)；驅(qū)動馬達(dá)100，其固定地連接到殼體10上，置于主機(jī)架20與輔機(jī)架30之間并產(chǎn)生驅(qū)動力；轉(zhuǎn)軸70，其將驅(qū)動馬達(dá)100的驅(qū)動力傳送到繞動渦卷50；以及閥組件80，其安裝在固定渦卷40上。
主機(jī)架20包括軸插入孔22，其形成在具有預(yù)定形狀的機(jī)架本體部分21上，轉(zhuǎn)軸70貫穿插入到軸插入孔22中；凸臺容置槽23，其連接到軸插入孔22，并具有比軸插入孔22的內(nèi)徑更大的內(nèi)徑；以及支撐面24，其形成在機(jī)架本體部分21的上表面，其上支撐繞動渦卷50。
固定渦卷40包括具有預(yù)定形狀的本體部分41；卷體42，其具有漸開線形，并以一定厚度和長度形成在本體部分41的一個表面上；排出孔43，其貫穿地形成在本體部分41的中心；以及進(jìn)入孔44，其形成在本體部分41的一側(cè)。
繞動渦卷50包括圓形板51，其具有一定厚度和面積；卷體52，其具有漸開線形并以一定厚度和高度形成在圓形板51的一個表面上；凸臺部53，其在圓形板51的另一表面的中心凸出地形成至一定高度；以及軸插入槽54，其在凸臺部53內(nèi)形成至一定深度，部分轉(zhuǎn)軸70插入該軸插入槽54內(nèi)。
繞動渦卷50形成壓縮腔P以使其卷體52與固定渦卷40的卷體42互鎖，而且繞動渦卷50的凸臺部53插入到主機(jī)架20的凸臺容置槽23內(nèi)。繞動渦卷50的圓形板51連接在固定渦卷40和主機(jī)架20之間，以使圓形板51的一個表面支撐在主機(jī)架20的支撐面24上。
轉(zhuǎn)軸70包括軸部71，其具有一定長度；偏心部72，其從軸部71的一側(cè)延伸至一定長度以從軸部71的中心偏心；以及供油通路73，其貫穿形成在軸部71和偏心部72內(nèi)。
轉(zhuǎn)軸70的軸部71連接到驅(qū)動馬達(dá)100。轉(zhuǎn)軸70的軸部71的一側(cè)貫穿地插入主機(jī)架20的軸插入孔22內(nèi)，轉(zhuǎn)軸70的偏心部72插入繞動渦卷的軸插入槽54內(nèi)。
具有預(yù)定形狀的偏心襯套90插到轉(zhuǎn)軸70的偏心部72上，且滑動地與偏心套90接觸的固定襯套92固定地連接到繞動渦卷的軸插入槽54的內(nèi)壁。
在殼體10的下部注滿油。
未描述的附圖標(biāo)記110是定子，120是轉(zhuǎn)子，130是配重，140是供油器，150是排出罩，以及S是排出空間。
現(xiàn)將描述渦卷壓縮機(jī)的操作。
當(dāng)渦卷壓縮機(jī)通電時，通過驅(qū)動馬達(dá)100的操作從驅(qū)動馬達(dá)100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，隨后該旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由轉(zhuǎn)軸70傳送至繞動渦卷50。當(dāng)轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)力傳送至繞動渦卷50時，連接到轉(zhuǎn)軸70的偏心部72上的繞動渦卷50圍繞轉(zhuǎn)軸70的軸繞動。因為歐丹環(huán)60阻止繞動渦卷50的自轉(zhuǎn)，所以繞動渦卷可以繞動。
當(dāng)繞動渦卷50的卷體52繞動時，通過繞動渦卷50的繞動與固定渦卷40的卷體42互鎖，由繞動渦卷50的卷體52和固定渦卷40的卷體42形成的多個壓縮腔P朝固定渦卷40和繞動渦卷50的中心部分移動，從而改變它們的體積。因此，氣體被吸入、壓縮，然后經(jīng)由固定渦卷40的排出孔43排出。
注入殼體下部的油通過轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)流過轉(zhuǎn)軸70的供油通路73，從而供給到滑動的部件。
轉(zhuǎn)軸70的偏心部72隨著轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，其中偏心部72的旋轉(zhuǎn)半徑是在偏心部72與轉(zhuǎn)軸70的軸部71中心之間的偏心距離。轉(zhuǎn)軸70的偏心部72的旋轉(zhuǎn)傳送至繞動渦卷50的凸臺部53，由此繞動渦卷50繞動。偏心襯套90插入偏心部72以避免轉(zhuǎn)軸70的偏心部72與繞動渦卷50的凸臺部53之間的直接摩擦，并使轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)保持穩(wěn)定。
在空調(diào)使用具有這種壓縮機(jī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)的情況下，要求根據(jù)天氣變化改變壓縮機(jī)的容積，以減小空調(diào)的能量消耗。
作為用于改變壓縮機(jī)容積的傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，使用的方法是控制組成壓縮機(jī)的驅(qū)動馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。但是，如果為此使用變頻器，由于變頻器通常昂貴而會導(dǎo)致產(chǎn)品的單位成本增加。為此，需要在使用相對便宜的定速馬達(dá)的同時實現(xiàn)容積的改變。
此外，可以采用作為傳統(tǒng)技術(shù)的另一個機(jī)構(gòu)的氣體分路的方法。但是，這種方法的缺點在于其不能多樣地改變?nèi)莘e。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種渦卷壓縮機(jī)，其能在保持壓縮機(jī)尺寸的同時可提高壓縮性能，并通過改變壓縮容積來提高壓縮機(jī)的效率，從而允許根據(jù)外部條件進(jìn)行最佳操作。
為了達(dá)到這些及其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，正如在此具體實施并廣泛說明的，提供一種繞動渦卷壓縮機(jī)，其包括機(jī)架，其固定在殼體內(nèi)；驅(qū)動馬達(dá)，其固定在該殼體中并提供驅(qū)動力；固定渦卷，其固定在該殼體內(nèi)；繞動渦卷，其一側(cè)與該固定渦卷互鎖以形成第一壓縮腔，并通過與連接到該驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動軸偏心地連接而繞動；繞動葉片，其從該繞動渦卷的另一側(cè)凸出至預(yù)定高度，并與該機(jī)架的葉片容置槽形成第二壓縮腔；容積改變單元，其與該第二壓縮腔連通并改變該第二壓縮腔的容積；控制單元，其連接到該容積改變單元并控制該容積改變單元。
從以下結(jié)合附圖的本發(fā)明的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的上述及其它目的、特征、方案和優(yōu)點將變得更加清晰。


所包含的附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明并構(gòu)成本說明書的一部分，附圖舉例說明了本發(fā)明的實施例并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1是表示傳統(tǒng)渦卷壓縮機(jī)的局部縱向剖視圖；圖2是包括根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)的方塊圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的一個實例的縱向剖視圖；圖4是表示用于根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮單元的容積改變裝置的平面圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的容積改變裝置的分解平面圖；圖6A至圖6D是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的壓縮原理的示意圖；圖7A和圖7B是根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的容積改變裝置的操作示意圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的改進(jìn)實例的縱向剖視圖；圖9是表示用于根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮單元的容積改變裝置的改進(jìn)實例的平面圖；以及圖10A至圖10C是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的改進(jìn)容積變化裝置的操作示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該優(yōu)選實施例的實例例在在附圖中。
圖2是包括根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)的方塊圖，圖3是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的一個實例的縱向剖視圖，圖4是表示用于根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮單元的容積改變裝置的平面圖，圖5是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的容積改變裝置的分解平面圖，圖6A至圖6D是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的壓縮原理的示意圖，圖7A和圖7B是根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的容積改變裝置的操作示意圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的渦卷壓縮機(jī)包括殼體1，其設(shè)有氣體進(jìn)入管SP和氣體排出管DP；主機(jī)架10和輔機(jī)架(未示出)，其分別固定到殼體1的內(nèi)圓周表面的上側(cè)和下側(cè)；驅(qū)動馬達(dá)3，其安裝在主機(jī)架10與輔機(jī)架(未示出)之間；驅(qū)動軸4，其壓迫地插入驅(qū)動馬達(dá)3的中心，貫穿主機(jī)架10并傳送驅(qū)動馬達(dá)3的旋轉(zhuǎn)力；固定渦卷20，其固定地安裝在主機(jī)架10的上表面；繞動渦卷30，其設(shè)置在主機(jī)架10上并與固定渦卷20互鎖以繞動，以成對形成兩個渦卷型壓縮腔(下文中稱為“第一壓縮腔”)；歐丹環(huán)40，其安裝在繞動渦卷30和主機(jī)架10之間，并防止繞動渦卷30自轉(zhuǎn)以允許該繞動渦卷30繞動；滑塊50，其連接到繞動渦卷30的后側(cè)并沿徑向滑動，且在主機(jī)架10的葉片容置槽14與繞動渦卷30的繞動葉片33之間形成多個葉片型壓縮腔(下文中稱為“第二壓縮腔”)P21和P22，這將在稍后給予說明；排出罩8，其連接到固定渦卷20的后側(cè)，并將殼體1的內(nèi)部分成進(jìn)入空間S1和排出空間S2；容積改變單元60(圖5)，其設(shè)在主機(jī)架10上并改變第二壓縮腔的容積；以及控制單元70，其連接到容積改變單元60，并根據(jù)壓縮機(jī)的操作模式通過壓差操作容積改變單元60。
如圖3至圖5所示，在徑向方向支撐驅(qū)動軸4的軸孔11形成在主機(jī)架10的中心，且凸臺容置槽12延伸地形成在軸孔11的上部以允許繞動渦卷30的凸臺部32繞動運動。此外，葉片容置槽14形成在凸臺容置槽12的外側(cè)，并形成第二壓縮腔P2以使稍后將說明的繞動葉片33插入該第二壓縮腔P2內(nèi)，并且在該葉片容置槽14與該凸臺容置槽12之間具有預(yù)定厚度的隔斷墻(partition wall)13。此外，葉片側(cè)進(jìn)入孔15以及多個葉片側(cè)排出孔16a和16b形成在葉片容置槽14的底面，在葉片側(cè)進(jìn)入孔15與多個葉片側(cè)排出孔16a和16b之間具有滑塊50?；诨瑝K50，葉片側(cè)進(jìn)入孔15形成在圓周方向的一側(cè)，而在圓周方向的另一側(cè)，多個葉片側(cè)排出孔16a和16b分別形成在稍后將說明的繞動葉片33的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。葉片側(cè)進(jìn)入孔15的中部以及葉片側(cè)排出孔16a的中部彼此連通，并由稍后將描述的形成在支路孔17內(nèi)的滑閥61允許或阻塞它們之間的這種連通。這里，葉片容置槽14可以具有與凸臺容置槽12相同的深度。但是，有需要時，凸臺容置槽12也可以具有更深的深度以此在徑向方向形成油排出孔。
如圖5所示，第二壓縮腔可由繞動葉片33分成外葉片型壓縮腔(外腔)P21和內(nèi)葉片型壓縮腔(內(nèi)腔)P22，且葉片側(cè)進(jìn)入孔15形成為具有在操作期間允許與外腔P21或內(nèi)腔P22連通或與外腔P21和內(nèi)腔P22都連通的區(qū)域。此外，葉片側(cè)排出孔16a和16b優(yōu)選在每個排出孔16a和16b之間彼此隔開一定間隔而形成，由此每個排出孔16a和16b形成為分別具有允許與外腔P21和內(nèi)腔P22連通的區(qū)域。此外，葉片側(cè)進(jìn)入孔15和多個葉片側(cè)排出孔16a和16b貫穿主機(jī)架10的內(nèi)部，其中，優(yōu)選地，經(jīng)由主機(jī)架10和固定渦卷20，葉片側(cè)進(jìn)入孔15與殼體1的進(jìn)入空間S1連通，葉片側(cè)排出孔16a和16b與排出罩8的排出空間S2連通。這里，排出閥(未示出)安裝在葉片側(cè)排出孔16a和16b的出口端，以控制制冷劑氣體從壓縮腔P21和P22的排出操作。
支路孔17形成至預(yù)定深度以從主機(jī)架10的外圓周表面垂直貫穿葉片側(cè)進(jìn)入孔15和葉片側(cè)排出孔16a，且其開口一側(cè)由壓迫地插入到其內(nèi)并具有背壓通孔63a的閥塞63密封。均勻孔18形成在稍候?qū)⒄f明的安裝閥彈簧62的空間的圓周表面上，以與進(jìn)入空間S1連通。
固定渦卷20包括卷體21，其具有漸開線形并通過與繞動渦卷30的卷體31互鎖而形成一對第一壓縮腔P1。此外，固定渦卷20還包括渦卷側(cè)進(jìn)入孔22，其形成在最外面的卷體的外側(cè)；渦卷側(cè)排出孔23，其形成在固定渦卷20的中心部分，并與殼體1的排出空間S2連通。
如圖3和圖4所示，繞動渦卷30包括卷體31，其具有漸開線形狀并與固定渦卷20的卷體21互鎖；凸臺部32，其形成在圓形板下表面的中心，連接到驅(qū)動軸4的偏心部分，并在主機(jī)架10的凸臺容置槽12內(nèi)繞動；以及環(huán)狀繞動葉片33，其以與凸臺部32之間的預(yù)定間距形成在凸臺部32的外側(cè)，這樣當(dāng)繞動渦卷30繞動時，其外圓周表面與凸臺容置腔12的內(nèi)圓周表面線接觸，而其內(nèi)圓周表面與主機(jī)架10的隔斷墻13的外圓周表面線接觸。阻塞槽33a形成在繞動葉片33的圓周表面的一側(cè)，即在葉片側(cè)進(jìn)入孔15與兩個葉片側(cè)排出孔16a及16b之間，以使滑動塊50可在徑向方向滑動。
如圖4所示，至于滑塊50，其外圓周表面形成為圓弧形狀以滑動地與主機(jī)架10的葉片容置槽14的外圓周表面接觸，其內(nèi)圓周表面形成為圓弧形狀以滑動地與主機(jī)架10的隔斷墻13的外圓周表面接觸，主機(jī)架10的隔斷墻13的外圓周表面構(gòu)成葉片容置槽14的內(nèi)圓周表面。滑塊50的這種結(jié)構(gòu)可更好地防止制冷劑氣體泄漏。
如圖5所示，容積改變單元60包括滑閥61，其滑動地插入支路孔17中，其根據(jù)由控制單元70產(chǎn)生的壓差而在支路孔17內(nèi)移動，以打開或關(guān)閉葉片側(cè)進(jìn)入孔15和葉片側(cè)排出孔16a；至少一個閥彈簧62，其包括壓縮彈簧，其沿滑閥61的移動方向彈性支撐滑閥61，以在該支路孔17兩端之間沒有壓差時將滑閥61移動至滑閥61關(guān)閉的位置；以及閥塞63，其遮蔽支路孔17一側(cè)的開口端以防止滑閥61滑出。
滑閥61包括第一壓力部61a，其滑動地與支路孔17的內(nèi)圓周表面接觸并承受來自控制單元70的壓力；第二壓力部61b，其滑動地與支路孔17的內(nèi)圓周表面接觸，其由閥彈簧62支撐并允許或阻塞葉片側(cè)進(jìn)入孔15與葉片側(cè)排出孔16a之間的連通；以及連通部61c，其連接兩個壓力部61a和61b，并在其外圓周表面和支路孔17之間形成氣體通道。優(yōu)選地，為了減小該滑閥的長度，第二壓力部61b具有比葉片側(cè)進(jìn)入孔15及葉片側(cè)排出孔16a的直徑更小的直徑，而且供閥彈簧62插入以固定閥彈簧62的彈簧固定槽(未示出)形成在第二壓力部61b后端的內(nèi)側(cè)。
如上所述，閥彈簧62可以安裝在第二壓力部61b的背面，該第二壓力部61b允許或阻塞葉片側(cè)進(jìn)入孔15與葉片側(cè)排出孔16a之間的連通。但是，有需要時，閥彈簧62也可以安裝在第一壓力部61a的背面，且稍后將說明的控制單元70的共同連接管74可安裝在第二壓力部61b的背面以使共同連接管74與第二壓力部61b連通。
背壓通孔63a形成在閥塞63的中心，并連接到稍后將說明的控制單元70的共同連接管74。
如圖4和圖5所示，控制單元70包括切換閥組件71，其決定滑閥61的壓力部側(cè)的壓力；高壓連接管72，其連接在氣體排出管DP和切換閥組件71的高壓側(cè)入口75a之間，并提供高壓氣體；低壓連接管73，其連接在氣體進(jìn)入管SP和切換閥組件71的低壓側(cè)入口75b之間，并提供低壓氣體；以及共同連接管74，其將切換閥組件71的共同側(cè)出口75c連接到閥塞63的背壓通孔63a上，并將高壓氣體或低壓氣體選擇地提供給滑閥61的第一壓力部61a。
切換閥組件71包括切換閥箱75，其具有高壓側(cè)入口75a、低壓側(cè)入口75b和共同側(cè)出口75c；切換閥76，其滑動地連接到切換閥箱75的內(nèi)部，以將高壓側(cè)入口75a或低壓側(cè)入口75b選擇地連接到共同側(cè)出口75c；電磁體77，其安裝在切換閥箱75的一側(cè)，并通過通電移動該切換閥76；以及切換閥彈簧78，其在切斷電磁體77的通電時將切換閥76返回到初始位置。
在附圖中，未說明的附圖標(biāo)記A1是冷凝器，A2是膨脹機(jī)構(gòu)，A3是蒸發(fā)器，3A是定子，19是鍵槽，41、43和44分別是歐丹環(huán)40的本體部分、上鍵部分以及歐丹滑動表面。
與傳統(tǒng)技術(shù)相同的部件由相同的附圖標(biāo)記來表示。
根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的容積改變裝置具有以下操作效果。
如圖3所示，由于通電驅(qū)動軸4與驅(qū)動馬達(dá)3的轉(zhuǎn)子3B一起旋轉(zhuǎn)，繞動渦卷30以與偏心距離一樣長的距離繞動，以由此在繞動渦卷30的卷體31和固定渦卷20的卷體21之間形成一對第一壓縮腔P1。通過繞動渦卷30的連續(xù)繞動，第一壓縮腔P1連續(xù)地向中心移動，從而縮小體積。在這個過程中，制冷劑氣體從殼體1的進(jìn)入空間S1經(jīng)由渦卷側(cè)進(jìn)入孔22容置到第一壓縮腔P1內(nèi)，并逐漸被壓縮，然后經(jīng)由固定渦卷20的渦卷側(cè)排出孔23排出到殼體1的排出空間S2內(nèi)。
此外，如圖4和圖5所示，因為繞動葉片33形成在繞動渦卷30的背面，且沿徑向線性移動的滑塊50設(shè)在葉片側(cè)進(jìn)入孔15與每個葉片側(cè)排出孔16a及16b之間的繞動渦卷33上，所以當(dāng)繞動渦卷30繞動時，外腔P21(在繞動渦卷30的繞動葉片33的外圓周表面與主機(jī)架10的凸臺容置槽12的內(nèi)圓周表面之間)和內(nèi)腔P22(在繞動葉片33的內(nèi)圓周表面與主機(jī)架10的隔斷墻13的外圓周表面之間)通過滑塊以180°的相差形成。由此，殼體1內(nèi)的制冷劑氣體經(jīng)由葉片側(cè)進(jìn)入孔15交替地容置在外腔P21和內(nèi)腔P22內(nèi)，并在其內(nèi)壓縮，然后經(jīng)由兩個葉片側(cè)排出孔16a和16b排出。排出的氣體經(jīng)由氣體引導(dǎo)管(未示出)或氣體通孔(未示出)排出到殼體的排出空間S2內(nèi)，隨后與從第一壓縮腔P1排出的壓縮的氣體一起排出到殼體1的氣體排出管DP內(nèi)。
這里，將詳細(xì)說明在第二壓縮腔內(nèi)容置和壓縮制冷劑的過程。
例如，如圖6A所示，當(dāng)繞動葉片33的阻塞槽33a在與主機(jī)架10的葉片容置槽14的外圓周表面接觸的同時與滑塊50的外圓周表面配合，如果將這種位置假定為0度，那么在滑塊50的一側(cè)進(jìn)入孔15僅與內(nèi)腔P22連通，以允許通過進(jìn)入孔15制冷劑的吸入，而同時，在該滑塊50的另一側(cè)開始進(jìn)行排出操作。同時，在外腔P21內(nèi)，完成吸入并開始壓縮操作。
然后，如圖6B所示，當(dāng)繞動葉片33通過進(jìn)一步繞動到達(dá)90度的位置時，在滑塊50的一側(cè)經(jīng)由外腔P21細(xì)微地進(jìn)行制冷劑的吸入，而同時，在滑塊50的另一側(cè)，壓縮進(jìn)一步經(jīng)由外腔P21進(jìn)行。同時，在內(nèi)腔P22中，當(dāng)吸入?yún)^(qū)域變大時，在該內(nèi)腔P22的一側(cè)進(jìn)行制冷劑的吸入，而同時在其另一側(cè)上停止壓縮。
接著，如圖6C所示，當(dāng)繞動葉片33通過進(jìn)一步繞動到達(dá)180度的位置時，在外腔P21的一側(cè)進(jìn)行吸入操作，而同時，在該外腔P21的另一側(cè)上，開始排出操作。同時，在內(nèi)腔P22中，完成吸入操作并開始壓縮操作。
然后，如圖6D所示，當(dāng)繞動葉片33通過進(jìn)一步繞動到達(dá)270度的位置時，在外腔P21上連續(xù)進(jìn)行制冷劑的吸入，而同時在外腔P21的另一側(cè)上完成壓縮操作。同時，在內(nèi)腔P22的一側(cè)開始吸入操作，并在其另一側(cè)上繼續(xù)進(jìn)行壓縮。然后，重復(fù)進(jìn)行圖6A至圖6D所述的行程。
采用葉片型壓縮方法的渦卷壓縮機(jī)可以根據(jù)應(yīng)用這種壓縮機(jī)的空調(diào)的運行狀態(tài)以高容積模式或低容積模式運行，以下將更詳細(xì)說明該過程。
首先，如圖7A所示，在高容積操作模式中，當(dāng)作為控制閥的控制單元70的電磁體77通電時，切換閥76克服切換閥彈簧78的彈力而移動，以允許低壓側(cè)開口75b與共同側(cè)開口75c之間的連通。然后，已穿過氣體進(jìn)入管SP或蒸發(fā)器A3的低壓制冷劑氣體經(jīng)由低壓連接管73和共同連接管74朝滑閥61的第一壓力部61a引入。這里，滑閥61由支撐第二壓力部61b的閥彈簧62的彈力推動，并由此移動到附圖的左側(cè)，這樣第二壓力部61b置于葉片側(cè)進(jìn)入孔15與葉片側(cè)排出孔16a之間。于是，已容置在外腔P21和內(nèi)腔P22中的制冷劑氣體完全被壓縮，然后被排出到排出罩8的排出空間S2中，并經(jīng)由冷凝器A1、膨脹構(gòu)件A2和蒸發(fā)器A3而循環(huán)，由此可完成呈現(xiàn)約100％制冷能力的壓縮操作。
相反，如圖7B所示，在低容積操作中，當(dāng)作為控制閥的控制單元70的電磁體77沒有通電時，切換閥76通過切換閥彈簧78的彈力而移動，以允許高壓側(cè)開口75a與共同側(cè)開口75c之間連通。由此，在氣體排出管DP或殼體1內(nèi)的高壓制冷劑氣體經(jīng)由高壓連接管72和共同連接管74引入到滑閥61的第一壓力部61a。這里，滑閥61通過在第一壓力部61a的承壓面上形成的高壓氣體來克服閥彈簧62的彈力并移動到附圖右側(cè)，這樣滑閥61的連通部61c位于葉片側(cè)進(jìn)入孔15和葉片側(cè)排出孔16a之間，以允許進(jìn)入孔15與排出孔16a之間的連通。于是，已容置在第二壓縮腔P2的外腔P21中的制冷劑氣體經(jīng)由葉片側(cè)排出孔16a和支路孔17泄放到葉片側(cè)進(jìn)入孔15中。為此，在第二壓縮腔P2的外腔P21中沒有產(chǎn)生壓縮，而只在第二壓縮腔P2的內(nèi)腔P22中產(chǎn)生壓縮。
這里，如果容積改變單元的閥彈簧安裝在滑閥的第一壓力部的背面，則控制單元以與上述方式相反的方式移動滑閥以獲得高容積操作和低容積操作。因為該容積改變單元的操作與上述容積改變單元的操作相同，所以省略它的詳細(xì)說明。
由于渦卷壓縮機(jī)除了包括渦卷壓縮部件以外還包括葉片壓縮部件，因此在不增加壓縮機(jī)尺寸的情況下可顯著提高渦卷壓縮機(jī)的容積。此外，由于葉片壓縮部件的容積變?yōu)閮蓚€等級，因此可提高渦卷壓縮機(jī)的容積改變性能。
此外，根據(jù)本發(fā)明的渦卷壓縮機(jī)不僅可以在高容積操作模式和低容積操作模式下操作，而且可以在中等容積操作模式下操作。在這種情況下，優(yōu)選地，第二壓縮腔的外腔的容積與內(nèi)腔的容積不同。下面將作為一個實例說明外腔的容積設(shè)為60％而內(nèi)腔的容積設(shè)為40％的情況。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的改進(jìn)實例的縱向剖視圖，圖9是表示用于根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮單元的容積改變裝置的改進(jìn)實例的平面圖，以及圖10A至圖10C是表示根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的改進(jìn)容積變化裝置的操作示意圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮部件包括主機(jī)架10，其包括與上述外腔P21連通的第一葉片側(cè)進(jìn)入孔15a和第一葉片側(cè)排出孔16a、與上述內(nèi)腔P22連通的第二葉片側(cè)進(jìn)入孔15b和第二葉片側(cè)排出孔16b、形成以允許第一葉片側(cè)進(jìn)入孔15a與第一葉片側(cè)排出孔16a之間連通的第一支路孔17a以及形成以允許第二葉片側(cè)進(jìn)入孔15b與第二葉片側(cè)排出孔16b之間連通的第二支路孔17b；第一容積改變單元60，其用于通過打開或關(guān)閉主機(jī)架10的第一支路孔17a來改變外腔P21的容積；第一控制單元70，其用于驅(qū)動第一容積改變單元60；第二容積改變單元80，其用于通過打開或關(guān)閉主機(jī)架10的第二支路孔17b來改變內(nèi)腔P22的容積；以及第二控制單元90，其用于驅(qū)動第二容積改變單元80。
由于第一容積改變單元60、第二容積改變單元80、第一控制單元70以及第二控制單元90與參照圖4和圖5的實例中說明的這些部件相同，因此省略它們的詳細(xì)說明。
與傳統(tǒng)技術(shù)相同的部件由相同的附圖標(biāo)記來表示。
未說明的附圖標(biāo)記61和81是第一滑閥和第二滑閥，61a和81a是滑閥的第一壓力部，61b和81b是滑閥的第二壓力部，61c和81c是滑閥的連通部，62和82是第一閥彈簧和第二閥彈簧，63和83是第一閥塞和第二閥塞，71和91是第一切換閥組件和第二切換閥組件，72和92是第一高壓連接管和第二高壓連接管，73和93是第一低壓連接管和第二低壓連接管，74和94是第一共同連接管和第二共同連接管，75和95是第一切換閥箱和第二切換閥箱，76和96是第一切換閥和第二切換閥，77和97是第一電磁體和第二電磁體，以及78和98是第一切換閥彈簧和第二切換閥彈簧。
根據(jù)本發(fā)明的渦卷壓縮機(jī)具有以下操作效果。
首先，在高容積操作方式中，如圖10A所示，通過第一控制單元70和第二控制單元90，滑閥61和81的第二壓力部61b和81b分別阻塞葉片側(cè)進(jìn)入孔15a及15b與葉片側(cè)排出孔16a及16b之間的連通。因此，已容置在第二壓縮腔P2的外腔P21及內(nèi)腔P22中的制冷劑完全被壓縮并排出，這樣渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮部件呈現(xiàn)100％的制冷能力。
然后，在中等容積操作模式中，如圖10B所示，通過第一控制單元70，第一滑閥61的第二壓力部61b阻塞第一葉片側(cè)進(jìn)入孔15a與第一葉片側(cè)排出孔16a之間的連通，這樣己容置在外腔P21中的制冷劑完全被壓縮并排出。同時，通過第二控制單元90，第二滑閥81的連通部81c位于第二葉片側(cè)進(jìn)入孔15b與第二葉片側(cè)排出孔16b之間，這樣已容置在內(nèi)腔P22中的制冷劑沒有壓縮而被泄放。因此，渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮部件僅呈現(xiàn)出與外腔P21的容積相同的60％的制冷能力。
接著，在低容積操作模式中，如圖10C所示，通過第一控制單元70，第一滑閥61的連通部61c位于第一葉片側(cè)進(jìn)入孔15a與第一葉片側(cè)排出孔16a之間，這樣已容置在內(nèi)腔P21中的制冷劑沒有壓縮而被泄放。同時，通過第二控制單元90，第二滑閥81的連通部81c位于第二葉片側(cè)進(jìn)入孔15b與第二葉片側(cè)排出孔16b之間，這樣己容置在內(nèi)腔P22中的制冷劑完全被壓縮并排出。因此，渦卷壓縮機(jī)的葉片壓縮部件顯示出與內(nèi)腔P22的容積相同的40％的制冷能力。
為此，通過將葉片壓縮機(jī)部件的容積分為三個等級，可更進(jìn)一步提高渦卷壓縮機(jī)的容積改變性能。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的渦卷壓縮機(jī)除了包括渦卷壓縮部件以外還包括葉片壓縮部件，因此可在不增加壓縮機(jī)尺寸的情況下顯著提高壓縮機(jī)的容積。此外，由于葉片壓縮部件分為多個等級，因此可提高渦卷壓縮機(jī)的容積改變性能，從而壓縮機(jī)自身的性能也顯著提高。
由于本發(fā)明可以在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征內(nèi)以多種形式具體實施，所以還需要清楚的是，上述實施例不受限于上述任何細(xì)節(jié)，除非另作說明，否則應(yīng)理解為廣泛地包含在所附權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)，因此落入權(quán)利要求書的范圍或這些范圍的等同范圍內(nèi)的任何變化和改進(jìn)都將包含在所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種繞動渦卷壓縮機(jī)，包括機(jī)架，其固定在殼體中；驅(qū)動馬達(dá)，其固定在該殼體中并提供驅(qū)動力；固定渦卷，其固定在該殼體中；繞動渦卷，其一側(cè)與該固定渦卷互鎖以形成第一壓縮腔，并通過與連接到該驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動軸偏心地連接而繞動；繞動葉片，其從該繞動渦卷的另一側(cè)凸出至預(yù)定高度，并與該機(jī)架的葉片容置槽形成第二壓縮腔；容積改變單元，其與該第二壓縮腔連通并改變該第二壓縮腔的容積；控制單元，其連接到該容積改變單元并控制該容積改變單元。
2.如權(quán)利要求1所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該繞動渦卷包括凸臺部，該凸臺部形成在與該機(jī)架接觸的該繞動渦卷的背面，并與該驅(qū)動軸偏心連接，該繞動渦卷具有一體地成型在該凸臺部外側(cè)的該繞動葉片，以及該機(jī)架包括凸臺容置槽，其形成在支撐該繞動渦卷的該機(jī)架的上表面的中心部分，并連接到該繞動渦卷以允許該繞動渦卷繞動；以及葉片容置槽，其形成在該凸臺容置槽的外側(cè)，并連接到該繞動渦卷的該繞動葉片以允許該繞動渦卷繞動，從而形成葉片型壓縮腔。
3.如權(quán)利要求2所述的渦卷壓縮機(jī)，其中，在該繞動葉片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)獨立地設(shè)有多個葉片側(cè)排出孔，以由此形成多個葉片型壓縮腔。
4.如權(quán)利要求3所述的渦卷壓縮機(jī)，其中，在該葉片容置槽的底面上形成有一個葉片側(cè)進(jìn)入孔，以與在該繞動葉片的內(nèi)側(cè)和外側(cè)形成的葉片型壓縮腔相連通；且形成有一個支路孔，以連接該葉片側(cè)進(jìn)入孔的中間部分與所述多個葉片側(cè)排出孔其中之一的中間部分，并且該支路孔由該容積改變單元打開或關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求3所述的渦卷壓縮機(jī)，其中，在該葉片容置槽的底面上形成有多個葉片側(cè)進(jìn)入孔，以獨立地與在該繞動葉片的內(nèi)側(cè)和外側(cè)形成的多個葉片型壓縮腔相連通；且形成有多個支路孔，以獨立地連接所述葉片側(cè)進(jìn)入孔的中間部分與所述葉片側(cè)排出孔的中間部分，并且所述支路孔由該容積改變單元獨立地打開或關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求4所述的渦卷壓縮機(jī)，其中在該繞動葉片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)形成的多個葉片型壓縮腔具有相同容積。
7.如權(quán)利要求5所述的渦卷壓縮機(jī)，其中在該繞動葉片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)形成的多個葉片型壓縮腔具有相同容積。
8.如權(quán)利要求4所述的渦卷壓縮機(jī)，其中在該繞動葉片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)形成的多個葉片型壓縮腔具有不同容積。
9.如權(quán)利要求5所述的渦卷壓縮機(jī)，其中在該繞動葉片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)形成的多個葉片型壓縮腔具有不同容積。
10.如權(quán)利要求4所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該容積改變單元包括滑閥，其滑動地插入該支路孔中，并通過由該控制單元產(chǎn)生的壓差而移動來打開或關(guān)閉該葉片側(cè)進(jìn)入孔和所述葉片側(cè)排出孔；以及至少一個閥彈簧，其彈性地沿該滑閥的移動方向支撐該滑閥，并在該滑閥兩端沒有壓差時將該滑閥移動到該滑閥關(guān)閉的位置。
11.如權(quán)利要求5所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該容積改變單元包括滑閥，其滑動地插入該支路孔中，并通過由該控制單元產(chǎn)生的壓差而移動來打開或關(guān)閉該葉片側(cè)進(jìn)入孔和該葉片側(cè)排出孔；以及至少一個閥彈簧，其彈性地沿該滑閥的移動方向支撐該滑閥，并在該滑閥兩端沒有壓差時將該滑閥移動到該滑閥關(guān)閉的位置。
12.如權(quán)利要求10所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該滑閥包括多個壓力部，其設(shè)置在該支路孔的兩側(cè)并滑動地與該支路孔的內(nèi)圓周表面接觸，其中至少一個壓力部能通過從該控制單元而承受的壓力來移動，以允許或阻塞該葉片側(cè)進(jìn)入孔和該葉片側(cè)排出孔之間的連通；以及連通部，其連接所述多個壓力部，并在其外圓周表面與該支路孔之間具有氣體通道，以允許該葉片側(cè)進(jìn)入孔和該葉片側(cè)排出孔彼此連通。
13.如權(quán)利要求11所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該滑閥包括多個壓力部，其設(shè)置在該支路孔的兩側(cè)并滑動地與該支路孔的內(nèi)圓周表面接觸，其中至少一個壓力部能通過從該控制單元而承受的壓力來移動，以允許或阻塞該葉片側(cè)進(jìn)入孔和該葉片側(cè)排出孔之間的連通；以及連通部，其連接所述多個壓力部，并在其外圓周表面與該支路孔之間具有氣體通道，以允許該葉片側(cè)進(jìn)入孔和該葉片側(cè)排出孔彼此連通。
14.如權(quán)利要求12所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該支路孔包括位于該支路孔兩側(cè)中的至少一側(cè)、與該控制單元的出口相連通的背壓通孔。
15.如權(quán)利要求13所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該支路孔包括位于該支路孔兩側(cè)中的至少一側(cè)、與該控制單元的出口相連通的背壓通孔。
16.如權(quán)利要求14所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該閥彈簧安裝在接近該滑閥的該葉片側(cè)排出孔的壓力部的背面。
17.如權(quán)利要求15所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該閥彈簧安裝在接近該滑閥的該葉片側(cè)排出孔的壓力部的背面。
18.如權(quán)利要求15所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該閥彈簧安裝在接近該滑閥的該葉片側(cè)進(jìn)入孔的壓力部的背面。
19.如權(quán)利要求4所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該控制單元包括切換閥組件，其決定該滑閥的壓力部側(cè)的壓力；高壓連接管，其連接到該切換閥組件的高壓側(cè)入口并提供高壓氣體；低壓連接管，其連接到該切換閥組件的低壓側(cè)入口并提供低壓氣體；共同連接管，其將該切換閥組件的共同側(cè)出口連接到該支路孔，并將高壓氣體或低壓氣體提供給該滑閥的壓力部。
20.如權(quán)利要求5所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該控制單元包括切換閥組件，其決定該滑閥的壓力部側(cè)的壓力；高壓連接管，其連接到該切換閥組件的高壓側(cè)入口并提供高壓氣體；低壓連接管，其連接到該切換閥組件的低壓側(cè)入口并提供低壓氣體；共同連接管，其將該切換閥組件的共同側(cè)出口連接到該支路孔，并將高壓氣體或低壓氣體提供給該滑閥的壓力部。
21.如權(quán)利要求19所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該切換閥組件包括切換閥箱，其包括該高壓側(cè)入口、該低壓側(cè)入口以及該共同側(cè)出口；切換閥，其滑動地連接到該切換閥組件的內(nèi)部，并選擇性地將該高壓側(cè)入口或該低壓側(cè)入口連接到該共同側(cè)出口；電磁體，其安裝在該切換閥箱的一側(cè)并通過通電來移動該切換閥；以及彈性構(gòu)件，其在該電磁體斷電時將該切換閥返回到初始位置。
22.如權(quán)利要求20所述的渦卷壓縮機(jī)，其中該切換閥組件包括切換閥箱，其包括該高壓側(cè)入口、該低壓側(cè)入口以及該共同側(cè)出口；切換閥，其滑動地連接到該切換閥組件的內(nèi)部，并選擇性地將該高壓側(cè)入口或該低壓側(cè)入口連接到該共同側(cè)出口；電磁體，其安裝在該切換閥箱的一側(cè)并通過通電來移動該切換閥；以及彈性構(gòu)件，其在該電磁體斷電時將該切換閥返回到初始位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種繞動渦卷壓縮機(jī)，包括機(jī)架，其固定在殼體中；驅(qū)動馬達(dá)，其固定在該殼體中并提供驅(qū)動力；固定渦卷，其固定在該殼體中；繞動渦卷，其一側(cè)與該固定渦卷互鎖而形成第一壓縮腔，并通過與連接到該驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動軸偏心地連接而繞動；繞動葉片，其從該繞動渦卷的另一側(cè)凸出至預(yù)定高度并與該機(jī)架的葉片容置槽形成第二壓縮腔；容積改變單元，其與該第二壓縮腔連通并改變該第二壓縮腔的容積；控制單元，其連接到該容積改變單元并控制該容積改變單元。因此，當(dāng)設(shè)有該繞動葉片時，在保持壓縮機(jī)尺寸的同時能提高壓縮性能。此外，由于允許根據(jù)外部條件改變壓縮容積以進(jìn)行最佳操作，所以可提高壓縮機(jī)的效率。
文檔編號F04C28/18GK1773118SQ200510114149
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者黃善雄 申請人:Lg電子株式會社