專利名稱：冷卻循環系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝備有雙汽缸旋轉壓縮機的冷卻循環系統，特別涉及構造成在 低負載狀態下執行壓縮段之一的無壓縮操作，以便實現低性能操作。
背景技術：
通常， 一雙汽缸旋轉壓縮機構造成執行在低負載狀態下的一個壓縮機構的 非壓縮運轉，以便低性能運轉，從而提高運轉效率。
日本專利申請未審公開HEI 1-247786號(專利公開文件l)描述了一種系 統，它構造成在高水平的汽缸室里設定壓力，以及在中間水平的一葉片的后表 面上的一背壓室里設定壓力，并且通過高壓和中間壓力之間的壓差移動葉片離 開一輥子，以便執行非壓縮運轉。
日本專利申請未審公開HEI 6-58280 (專利公開文件2)描述了一種系統， 它在葉片的一側設置有輸送壓力室，該系統構造成降低在低水平的葉片后表面 上的背壓室的壓力，這樣，在輸送壓力室的高壓之下，葉片被壓靠在相反的輸 送壓力室上，以及在執行非壓縮運轉的壓縮下、通過在背壓室里的低壓力和汽 缸室的壓力之間的壓差葉片移動離開輥子。
然而，在專利公開文件l里，由于汽缸室和在葉片后表面上的背壓室之間 的壓差在非壓縮運轉過程中較小，必需使在正常運轉過程中的，迫使葉片抵靠 在輥子上的彈簧件的彈簧常數較小，以便在非壓縮運轉過程中使葉片移離輥 子。在上述情況下，葉片可能在正常運轉過程中跳動(短暫地移離輥子)，導 致噪聲的產生或危及葉片。在專利公開文件2中所述的系統里，在非壓縮運轉
3過程中輸送壓力室里的高壓逐漸地泄漏至背壓室，以及汽缸室里的壓力逐漸降 低。結果，葉片不能保持收縮，從而未能繼續非壓縮運轉。
發明內容
本發明的目的是提供一種能繼續非壓縮運轉的冷卻循環系統，同時防止噪 聲和危及葉片。
按照本發明的第一方面，該目的可通過提供一種帶有旋轉壓縮機的冷卻循環系 統達到，該旋轉壓縮機包括一密封的殼體、 一設置在密封殼體里電動機、以及設置 在密封殼體里并連接電動機的壓縮機構，
其中，壓縮機構設置有第一壓縮部分和第二壓縮部分，各部分包括具有汽 缸室的第一汽缸和第二汽缸，諸輥子分別保持在汽缸室里以便可偏心地轉動， 還在第一和第二汽缸里設置有葉片，各葉片具有被一彈簧件壓迫的前端，從而 鄰接輥子的彎曲表面，并用來將汽缸室沿著輥子的轉動方向分成兩部分，
第一和第二壓縮部分之一設置有容量調節機構，該容量調節機構包括一開 關件，該開關件在一低壓模式和一高壓模式之間切換葉片的后表面側，并用來 在切換低壓模式下的葉片的后表面側時控制汽缸室的內部空間至高壓，以及
通過切換在高壓模式下的第一和第二壓縮部分之一中的葉片的后表面側在 高負載情況下執行正常運轉，以及通過切換在低壓模式下的葉片的后表面側和 控制汽缸室的內部空間至高壓以使葉片移動離開輥子而在低負載情況下執行 非壓縮運轉。
在上述方面的一較佳實施例中，設置有容量調節機構的一個壓縮部分可包 括一在葉片后表面側的背壓室，該背壓室通過一閥體打開和關閉，在低壓通過 與背壓室連通并形成以引導低壓的壓力引導孔引導進入背壓室時，閥體關閉以 密封背壓室，并且在引導高壓時打開閥體，以建立背壓室和密封殼體的內部空 間之間的連通。
上述方面的冷卻循環系統還可包括一可改變容量的四通開關閥，該四通開 關閥設置有一與冷卻循環的高壓側連接的高壓端口， 一與冷卻循環的低壓側連 接的低壓端口， 一與在一個壓縮機構里的葉片的后表面側連接的第一引導端 口，以及一與一個壓縮機構的汽缸室連接的第二引導端口，其中，在正常運轉 過程中，在高壓端口和第一引導端口之間以及在低壓端口和第二引導端口之間建立連通，而在非壓縮運轉過程中，在高壓端口和第二引導端口之間以及在低 壓端口和第一引導端口之間建立連通。
電動機包括一以商用電源頻率驅動的單相電動機，以便用來切換一電容器 的容量，而在正常運轉和非壓縮運轉之間進行運轉。
按照上述性質的冷卻循環系統，它裝備有一容量調節機構，該機構允許有 一壓力調節四通閥的滑動件，從而使它可以改變壓縮機的容量。
這種容量調節機構的位置不會使系統的性能變壞。此外，由于彈簧的彈簧 常數不必降低，因此在正常運轉過程中，在高壓下由彈簧推壓的葉片可防止跳 動，結果不會產生噪聲和危及葉片。還有，在容量調節運轉過程中，在葉片的 前端和后表面之間的大的壓差用來將葉片保持在汽缸葉片凹槽里，這樣，防止 由于葉片的跳動而產生的異常的噪聲。在系統運轉過程中，容量調節機構可運 轉，導致改進的舒適和節能效果。在該系統里，由于在密封殼體里的高壓制冷 劑不會泄漏至吸氣側，該容量調節機構可降低泄漏損失至零。這使它可以繼續 非壓縮運轉。
圖1是示意地顯示按照本發明的冷卻循環系統的視圖2是顯示在本發明的冷卻循環系統的壓縮機構的后部操作的雙路汽缸旋 轉壓縮機的垂直剖視圖3是顯示在按照本發明的冷卻循環系統壓縮機構的后部(在全荷運轉過 程中)操作的容量調節機構的背壓室的剖視圖4是顯示用于按照本發明的冷卻循環系統(在容量調節運轉過程中)的 容量調節機構的背壓室的剖視圖5是用于按照本發明的冷卻循環系統的電源的線路圖6是顯示對于按照本發明的冷卻循環系統的電源線路圖的在單相感應電 動機的效率、負載和電容器容量之間的相互關系的視圖7是顯示本發明的冷卻循環系統的容量調節的狀態的視圖8是顯示本發明另一實施例的冷卻循環系統的容量調節的狀態的視圖9是用于按照本發明的冷卻循環系統的另一電源線路圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述按照本發明的冷卻循環系統的實施例。
圖1是顯示按照本發明的冷卻循環系統的概念圖。圖2是用于冷卻循環系
統的雙路汽缸轉子壓縮機的垂直剖視圖。
參看圖1和2，冷卻循環系統1是通過順序地連接垂直型的雙路汽缸轉子壓 縮機2、用于在冷卻和加熱操作之間進行切換的四通閥3、內部熱交換器4、作 為膨脹器的毛細管5、 一外部熱交換器6和蓄能器7而構成的。
壓縮機2包括高壓密封的殼體1K由儲存在密封的殼體11中的第一壓縮部 分12和第二壓縮部分13組成的壓縮機構14、以及通過曲軸15致動壓縮機構 14的電動機(發動機構)16。
壓縮機構14由沿曲軸15的軸向方向布置在兩階段里的、構成第一壓縮部 分12的第一汽缸12c和構成第二壓縮部分13的第二汽缸13c組成。上部第一 汽缸12c和下部第二汽缸13c的汽缸室由一中間隔板17分開。
第一汽缸12c被設置成具有與第二汽缸13c相同的高度、內徑和容量。曲 軸15由主軸承18和副軸承19可轉動地支承。在180度相位上移動的偏心部 分15x和15y分別設置在對應于第一和第二汽缸12c和13c的位置上。
與曲軸15的偏心部分15x配合的第一輥12r儲存在第一汽缸12的汽缸室 里。與偏心部分15y配合的第二輥13r可轉動地儲存在第二汽缸13c里。第一 和第二汽缸12c和13c的各汽缸室分別通過第一葉片12b和第二葉片13b分開 進入低壓室和高壓室。第一輥12r和第二輥13r的各外周壁部分地鄰接汽缸室 的周壁，而汽缸室通過液壓膜密封件伴有偏心轉動。
只有第二壓縮部分13的第二汽缸13c設置有容量調節機構20，它使第二輥 13r空轉。
參看圖3和4，容量調節機構20包括彈簧13p，它儲存在在葉片13b后表 面一側的第二汽缸13c的葉片槽13m中形成的背壓室13s里，以便推壓第二葉 片13b的后表面； 一壓力進入管21，它穿過密封的殼體ll，具有與形成在背 壓室13s里的壓力入口 13cl連通的一端；一對形成在第二汽缸13c里的連通孔 22，以便使背壓室13s和高壓密封的殼體11的內部空間連通；閥體23，以便 打開和關閉連通孔22;以及與壓力進入管21的另一端連通的壓力調節四通閥 24。鋼的密封殼體11組裝有用銅管形成的引導管llp，而在引導管llp和壓配
在形成于汽缸13c中的錐形孔13c2中的錐形壓力進入管21之間的間隙被銅焊， 這樣，壓力進入管21與壓力入口 13cl配合。
此外，闊體23設置成當密封殼體11里的高壓和背壓室13s里的高壓被施 加在壓力接受表面時正常打開。閥體23可是一導向閥、 一自由閥或其它類型 的閥。
參看圖1和2，滑動型的壓力調節四通閥24設置有一高壓端口 24H，它通 過高壓連通管25與包括密封殼體11內部空間的冷卻循環的高壓側連通； 一低 壓端口24L，它通過低壓連通管26與冷卻循環的低壓側、即蓄能器7連通； 一第一引導端口 24a，它通過壓力進入管21與第二汽缸13c的背壓室13s連通； 以及一第二引導端口 24b，它通過吸氣管27與第二汽缸13c的汽缸室連通。在 正常運轉期間，高壓端口 24H和第一引導端口 24a連通，以通過壓力進入管 21和高壓連通管25建立背壓室13s和冷卻循環的高壓側之間的連通。低壓端 口 24L和第二引導端口 24b也連通，以便通過吸氣管27和低壓連通管26建立 第二汽缸13c和汽缸室和蓄能器7之間的連通。在非壓縮(調節)運轉期間， 滑動件24s工作以連通高壓端口 24H和第二引導端口 24b，由此通過吸氣管27 和高壓連通管25建立第二汽缸13c的汽缸室和冷卻循環的高壓側之間的連通。 第一引導端口 24a和低壓端口 24L也連通，以建立背壓室13s和蓄能器7之間 的連通。用于引導高壓至背壓室的結構可通過使用壓力調節四通閥來實現，該 四通閥用來引導來自用來進入管的高壓。然而，這種結構也可通過只使用低壓 進入管實現，該低壓進入管在從非壓縮運轉切換至正常運轉時關閉，以便通過 閥體23和連通孔22之間的間隙、以及葉片凹槽和葉片之間的間隙使高壓制冷 劑流入背壓室，這樣，壓力逐漸增加至高水平。
在商用電源的頻率下被驅動的作為單相感應發動機的電動機16用來在正常 運轉和非壓縮運轉模式之間切換電容器的容量。參看圖5， 一副線圈16b與一 主線圈16a并聯連接，主線圈16a與商用電源P連接。電容器R1串聯至副線 圈16b。此外，串聯的電容器R2和電容器開關SW1并聯地連接至電容器R1。 當開關SW1關閉時電容器的容量變成Rl+R2，而當開關SW1打開時它們的容 量變成R1。
電容器R1和R2可串聯連接，此外，電容器開關SW1可與電容器R2并聯連接，如圖9所示。這樣，當開關SW1斷開時，電容器的容量變成R1， R2/(R1+R2)。
通過開關線圈16c操縱電容器開關SW1，線圈16c與四通閥開關線圈24c 并聯地連接商用電源P，以便如圖2所示，通過壓力調節四通閥開關SW2操縱 滑動件24s。
單相感應發動機呈現單一最大效率點，并具有根據準備連接的電容器的容 量可變化的特征。在全荷運轉過程中，圖5所示的容量開關SW1被關閉，以 便并聯連接電容器R1和R2，達到增加容量的目的。同時，在容量調節運轉過 程中，電容器開關SW1被打開，以便只使用電容器R1的容量。這樣，電動機 16可在全荷運轉和容量調節運轉時均可在最大效率點運轉(如圖6所示)。這 使它可以高效率運轉冷卻循環系統1。
按照本發明第一實施例的冷卻循環系統的運轉將在下面描述。
在全荷運轉(運轉兩個壓縮部分)過程中，沒有調節機構的第一壓縮部分 12進行正常的壓縮工作。具有調節機構20的第二壓縮部分13也進行正常的壓 縮工作。參看圖3，在正常壓縮工作至第二壓縮部分13里，背壓室13s和冷卻 循環的高壓側通過如圖2所示的壓力調節四通閥24連通，以便引導高壓進入 第二葉片13b的背壓室13s內。第二汽缸13c的汽缸室和蓄能器7連通，以便 用彈簧13p和高壓推壓第二葉片13b。第二葉片13b和第二輥13r用來分開第 二汽缸13c的汽缸室。此時，閥體23打開，以便通過連通孔22在高壓密封殼 體11的內部空間和背壓室13s之間建立連通。
在正常運轉過程中，第二葉片13b允許第二輥13r通過從蓄能器7抽取低 壓制冷劑進入第二汽缸13c的汽缸室內進行壓縮。在第二葉片13b背壓室13s 里的潤滑劑伴隨第二葉片13b的運動流入或流出背壓室13s。如上所述，由于 閥體23圍繞作為縱向孔的連通孔22設置，以便擴大葉片槽13m，這樣，閥體 23和連通孔22得以建立，同時以任意間隔被保持，潤滑劑流不會中斷。潤滑 劑不經受壓縮，這樣，在全荷運轉過程中節省了能量。
在容量調節運轉(運轉單個壓縮部分)過程中，背壓室13s和蓄能器7通 過壓力調節四通閥24之間的連通，從而抽取吸入壓力至第二葉片13b的后表 面，并建立第二汽缸13c和冷卻循環高壓側的連通，如圖1和4所示。在低壓 下的背壓室13s和在高壓下的密封殼體11的內部空間之間的壓差使閥體23關閉連通孔22，從而完全地中斷背壓室13s和高壓密封殼體11的內部空間之間 的連通。
在上述情況下，背壓室13s里的壓力變低，而吸入壓力作用在第二葉片13b 的后表面。第二汽缸13c的汽缸室里的高壓作用在第二葉片13b的前端。在第 二葉片13b的前端和后表面之間由此產生的壓力上的差異使它肯定收縮朝向背 壓室13s，而與彈簧13p無關。第二葉片13b不鄰接第二輥13r，這造成偏心轉 動。第二汽缸13c的汽缸室不被分成低壓室和高壓室。然后，第二輥13r空轉， 而在第二壓縮部分13里不進行壓縮。這樣，壓縮機2以全壓縮容量的50%容 量進行壓縮工作。
不需要降低推壓第二葉片13b抵靠第二輥13r的彈簧13p的彈簧常數，在 非壓縮運轉過程中，可通過使用大的壓差達到使第二葉片13b移動離開第二輥 13r的目的。在正常運轉過程中，彈簧13p用來推壓在高壓下的背壓室13s的 第二葉片13b。這種推壓可防止第二葉片13b跳動，這樣，不產生噪聲和危險。 此外，由于在非壓縮運轉過程中第二葉片13b可收縮進入第二葉片凹槽13m和 保持在那里，第二葉片13b的跳動可防止產生。
通過改變第二汽缸13c和第一汽缸12c之間的容量比率可調節壓縮容量。 例如，如果容量比設定為7:3，容量調節運轉變成30%的全壓縮容量，如圖8 所示。
按照上述實施例的冷卻循環系統可使用容量調節機構，它操縱壓力調節四 通閥的滑動件，以便不使用諸如變換器的復雜的電子線路使壓縮機容量可變 化。
使用能夠低成本制造和幾乎不會失效的容量變化機構不會惡化冷卻循環系 統的使用。在正常運轉過程中，彈簧在高壓下推壓葉片，以防止葉片跳動，從 而不會產生噪聲和危及葉片。在容量調節運轉過程中，葉片可可靠地保持在汽 缸葉片凹槽里。使用在啟動后立即以50至60rps運轉的商用壓縮機也可防止葉 片跳動，由此避免產生異常的噪聲。容量調節機構可在運轉過程中致動，從而 獲得舒適和節省能量的效果。閥體用來中斷密封的殼體的內部空間和背壓室之 間的連通。由于在密封殼體里的高壓制冷劑不會泄漏進入抽吸側，容量調節機 構里的泄漏損失可控制到零。工業應用
按照本發明，雙汽缸型旋轉壓縮機構的一個壓縮部分設置有一容量調節機 構，它在低負載情況下執行非壓縮運轉，以實現低性能運轉。這使它可以抑制 噪聲的產生和防止葉片受到危險，這樣允許非壓縮運轉連續地進行。這種設置 有上述壓縮機構的冷卻循環系統可在工業領域內以各種形式使用。
權利要求
1.一種設置有旋轉壓縮機的冷卻循環系統，所述旋轉壓縮機包括密封殼體、設置在所述密封殼體內的電動機、以及設置在所述密封殼體內并連接所述電動機的壓縮機構，其中，所述壓縮機構設置有第一壓縮部分和第二壓縮部分，各壓縮部分包括具有汽缸室的汽缸，輥子分別在汽缸室內收容成可偏心地轉動，還在第一和第二汽缸內設置有葉片，葉片的前端鄰接所述輥子的彎曲表面，并將汽缸室沿著輥子的轉動方向分成兩部分，所述第一和第二壓縮部分中的一個壓縮部分設置有容量調節機構，所述容量調節機構包括開關件，所述開關件將冷卻循環的低壓制冷劑或高壓制冷劑切換地向形成于葉片后表面側的背壓室引導，所述容量調節機構在高負載情況下切換開關件，以將高壓制冷劑向一個壓縮部分的所述背壓室引導，并將葉片壓在輥子上而執行正常運轉，所述容量調節機構在低負載情況下切換開關件，以將低壓制冷劑向一個壓縮部分的所述背壓室引導，并使葉片離開輥子而執行非壓縮運轉，設置有所述容量調節機構的一個壓縮部分在執行正常運轉時建立所述背壓室和高壓的密封殼體的內部空間之間的連通，使潤滑油流入。
2. 如權利要求l所述的冷卻循環系統，其特征在于，所述容量調節機構具有 建立所述背壓室和高壓的密封殼體的內部空間之間的連通的連通孔、以及開閉該 連通孔的閥體，在向背壓室導入低壓時，所述閥體關閉以密封背壓室，在向背壓 室導入高壓時，所述閥體打開以建立背壓室和密封殼體的內部空間之間的連通。
全文摘要
一冷卻循環系統設置有一雙汽缸型旋轉壓縮機，它具有一壓縮機構，該機構包括一切換機構，以便在一低壓模式和一高壓模式之間切換一葉片的后表面側并在低壓模式切換時控制汽缸室的內部空間至高壓。在一高負載狀態下，通過切換一個壓縮機構的葉片的后表面側的壓力在高壓模式而執行正常運轉。在一低負載狀態下，通過切換一個壓縮機構的葉片的后表面側的壓力在低模式并控制汽缸室的內部空間至高壓以移動葉片離開輥子而執行非壓縮運轉。這使它可以提供不產生噪聲和不危及葉片的冷卻循環系統，這樣，允許非壓縮運轉連續地進行。
文檔編號F04C28/00GK101634500SQ20091016373
公開日2010年1月27日 申請日期2004年12月2日 優先權日2003年12月3日
發明者小野田泉 申請人:東芝開利株式會社