本发明的实施例涉及制冷空调技术领域，特别是一种涡旋压缩机。
背景技术：
通常，涡旋压缩机的设计容积比固定。
技术实现要素：
本发明的实施例的目的是提供一种涡旋压缩机，由此，例如，可以改变涡旋压缩机的设计容积比。
根据本发明的实施例，提供了一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括：吸入腔，用于吸入介质；静涡旋盘，具有端板和从端板伸出的固定涡旋卷；动涡旋盘，具有动涡旋卷，动涡旋卷和固定涡旋卷配合形成用于压缩介质的压缩腔；排出口，形成在静涡旋盘的端板的中心部用于排出压缩后的介质；旁通孔，从静涡旋盘的端板的中心部向静涡旋盘的端板的第一径向外侧和第二径向外侧排列并且形成在静涡旋盘的端板中，用于连通所述压缩腔与所述排出口；至少一对控制阀，每一个控制阀包括：具有阀芯腔的缸体，以及阀芯，阀芯能够在缸体的阀芯腔中滑动，其中每一个控制阀构造为阀芯随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值的变化而滑动，以控制旁通孔的打开或关闭和/或控制旁通孔中的打开或关闭的旁通孔的数量。
根据本发明的实施例，每一个控制阀构造为控制一个旁通孔，且当涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值增加时阀芯滑动以关闭所述一个旁通孔，并且当涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值减小时阀芯滑动以打开所述一个旁通孔。
根据本发明的实施例，每一个控制阀构造为控制多个旁通孔，且随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值增加而使得阀芯滑动而关闭多个旁通孔中的更多的旁通孔，且随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值降低而使得阀芯滑动而打开多个旁通孔中的更多的旁通孔。
根据本发明的实施例，旁通孔设置为在压缩过程中每一个压缩腔始终与至少一个旁通孔连通。
根据本发明的实施例，随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值增加，阀芯分别从第一径向外侧和第二径向外侧向静涡旋盘的端板的中心部侧移动，以关闭多个旁通孔中的更多的旁通孔，且随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值降低，阀芯分别从静涡旋盘的端板的中心部侧向第一径向外侧和第二径向外侧移动，以打开多个旁通孔中的更多的旁通孔。
根据本发明的实施例，旁通孔通过缸体的阀芯腔与排出口连通。
根据本发明的实施例，涡旋压缩机还包括：反转旁通孔，反转旁通孔形成在静涡旋盘的端板中，并且当压缩机反转时，阀芯移动而打开反转旁通孔，以连通吸入腔和排出口。
根据本发明的实施例，每一个控制阀还包括与阀芯连接的活塞，缸体还具有活塞腔，活塞能够在活塞腔中滑动，活塞腔与阀芯腔连通，且阀芯腔在静涡旋盘的端板的中心部侧，而活塞腔分别在第一径向外侧和第二径向外侧。
根据本发明的实施例，阀芯腔的朝向静涡旋盘的端板的中心部侧的端部与排出口连通，活塞腔的分别朝向第一径向外侧和第二径向外侧的端部与排出口连通，活塞腔的在活塞的朝向静涡旋盘的端板的中心部侧的空间与吸入腔连通；且控制阀还包括设置在活塞腔的空间内的螺旋弹簧，用于分别向第一径向外侧和第二径向外侧推动活塞。
根据本发明的实施例，涡旋压缩机还包括：反转旁通孔，反转旁通孔形成在静涡旋盘的端板中，并且设置在多个旁通孔的第一径向外侧和第二径向外侧中的一个，通过阀芯腔和反转旁通孔，吸入腔与排出口连通，反转旁通孔由阀芯关闭，并且在阀芯向第一径向外侧和第二径向外侧中的一个移动到最外侧时，反转旁通孔被打开。
根据本发明的实施例，反转旁通孔与吸入腔邻接。
根据本发明的实施例，在阀芯分别向第一径向外侧和第二径向外侧移动到最外侧时，多个旁通孔被打开；而在阀芯向静涡旋盘的端板的中心部侧移动到最内侧时，多个旁通孔被关闭。
根据本发明的实施例，第一径向外侧和第二径向外侧在静涡旋盘的端板的直径方向上大致相对。
根据本发明的实施例，缸体设置在静涡旋盘的端板中。
通过采用本发明的实施例的涡旋压缩机，例如，可以改变涡旋压缩机的设计容积比。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的涡旋压缩机的示意剖视图；
图2为根据本发明的实施例的涡旋压缩机的静涡旋盘的一个示意剖视图；
图3为根据本发明的实施例的涡旋压缩机的静涡旋盘的另一个示意剖视图；
图4为根据本发明的实施例的涡旋压缩机的局部示意剖视图，示出了控制阀和静涡旋盘；
图5为根据本发明的一个实施例的涡旋压缩机的控制阀的活塞及阀芯的示意视图；
图6为根据本发明的另一个实施例的涡旋压缩机的控制阀的活塞及阀芯的示意视图；以及
图7为根据本发明的实施例的涡旋压缩机的控制阀的原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。
参见图1至5，根据本发明的实施例的涡旋压缩机100可以包括：
吸入腔11，用于吸入介质，例如制冷剂气体等；
静涡旋盘20，具有端板21和从端板21伸出的固定涡旋卷22；
动涡旋盘30，具有动涡旋卷31，动涡旋卷31和固定涡旋卷22配合形成用于压缩介质的压缩腔；
排出口40，形成在静涡旋盘20的端板21的中心部用于排出压缩后的介质；
旁通孔50，从静涡旋盘20的端板21的中心部向静涡旋盘20的端板21的第一径向外侧和第二径向外侧排列并且形成在静涡旋盘20的端板21中，用于连通压缩腔与排出口40，其中，在固定涡旋卷22从端板21伸出的方向观看时或在与固定涡旋卷22从端板21伸出的方向相反的方向观看时或在端板21的轴向方向观看时，端板21的中心部位于端板21的中心，而端板21的第一径向外侧和第二径向外侧分别是在端板21的中心部的径向外侧的第一侧和第二侧，例如可以分别是端板21的第一周边部侧和第二周边部侧，端板21的第一周边部和第二周边部分别是端板21的周边上的不同部位；以及
至少一对控制阀60，例如一对控制阀60或多对控制阀60。每一个控制阀60包括：具有阀芯腔62的缸体61，以及阀芯63，其中，阀芯63能够在缸体61的阀芯腔62中滑动，并且每一个控制阀60构造为阀芯63随着涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值的变化而滑动，以控制旁通孔50的打开或关闭和/或控制旁通孔50中的打开或关闭的旁通孔50的数量。
参见图1至5，在本发明的一个实施例中，每一个控制阀60构造为控制一个旁通孔50，且当涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值增加时阀芯63滑动以关闭所述一个旁通孔50，并且当涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值减小时阀芯63滑动以打开所述一个旁通孔50。
参见图1至5，在本发明的另一个实施例中，每一个控制阀60构造为控制多个旁通孔50，且随着涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值增加而使得阀芯63滑动而关闭多个旁通孔50中的更多的旁通孔50，且随着涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值降低而使得阀芯63滑动而打开多个旁通孔50中的更多的旁通孔50。
例如，旁通孔50设置为在压缩过程中每一个压缩腔始终与至少一个(例如一个或多个)旁通孔50连通。旁通孔50可以通过缸体61的阀芯腔62与排出口40连通。
根据本发明的示例，第一径向外侧和第二径向外侧在静涡旋盘20的端板21的直径方向上大致相对。多个旁通孔50可以沿着通过端板21的中心的直线排列。例如，多个旁通孔50可以沿着通过端板21的中心的直线排列，并且该直线平行于缸体61的轴线。
参见图1，涡旋压缩机100还可以包括：壳体101以及支架，安装在壳体101内。静涡旋盘20固定在壳体101内，动涡旋盘30可转动地支撑在所述支架上且与所述静涡旋盘接合。涡旋压缩机100还包括驱动机构，驱动机构固定在壳体101的下端且与动涡旋盘30相连以驱动动涡旋盘30转动。
如图4所示，根据本发明的一个实施例，当排气压力与吸气压力的比值逐渐增加时，活塞65在压差的作用下使阀芯63向静涡旋盘20的端板21的中心部侧移动，逐渐地关闭旁通孔50，提高排气压力与吸气压力的比值。反之排气压力与吸气压力的比值逐渐降低时，阀芯63逐渐向第一径向外侧和第二径向外侧移动，逐渐打开旁通孔50，降低排气压力与吸气压力的比值，实现排气压力与吸气压力的比值始终根据应用工况自我调节或自适应调节。
如图4所示，根据本发明的一个实施例，极端情况，当压缩机反转时，阀芯移动到最外端，最外面的旁通孔可以联通吸排气腔，保护压缩机。
参见图1至5，在阀芯63分别向第一径向外侧和第二径向外侧移动到最外侧时，多个旁通孔50被打开；而在阀芯63向静涡旋盘20的端板21的中心部侧移动到最内侧时，多个旁通孔50被关闭。
参见图1至4，随着涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值增加，阀芯63分别从第一径向外侧和第二径向外侧向静涡旋盘20的端板21的中心部侧移动，以关闭多个旁通孔50中的更多的旁通孔50，且随着涡旋压缩机100的排气压力与吸气压力的比值降低，阀芯63分别从静涡旋盘20的端板21的中心部侧向第一径向外侧和第二径向外侧移动，以打开多个旁通孔50中的更多的旁通孔50。
参见图1至4，在本发明的实施例中，涡旋压缩机100还包括反转旁通孔70，反转旁通孔70形成在静涡旋盘20的端板21中并且当压缩机反转时，阀芯63移动而打开反转旁通孔70，以连通吸入腔11和排出口40。根据本发明的示例，涡旋压缩机100还包括反转旁通孔70，反转旁通孔70形成在静涡旋盘20的端板21中并且设置在多个旁通孔50的第一径向外侧和第二径向外侧中的一个，通过阀芯腔62和反转旁通孔70，吸入腔11与排出口40连通，反转旁通孔70由阀芯63关闭，并且在阀芯63向第一径向外侧和第二径向外侧中的一个移动到最外侧时，反转旁通孔70被打开。如图2至4所示，反转旁通孔70与吸入腔11邻接。多个旁通孔50和反转旁通孔70可以沿着通过端板21的中心的直线排列。例如，多个旁通孔50和反转旁通孔70可以沿着通过端板21的中心的直线排列，并且该直线平行于缸体61的轴线。
参见图1至4，在本发明的实施例中，每一个控制阀60还可以包括与阀芯63连接的活塞65，缸体61还具有活塞腔66，活塞65能够在活塞腔66中滑动，活塞腔66与阀芯腔62连通，且阀芯腔62在静涡旋盘20的端板21的中心部侧，而活塞腔66分别在第一径向外侧和第二径向外侧。例如，活塞腔66与阀芯腔62同轴设置，且活塞65与阀芯63同轴设置。阀芯腔62的朝向静涡旋盘20的端板21的中心部侧的端部与排出口40连通，活塞腔66的分别朝向第一径向外侧和第二径向外侧的端部与排出口40连通，活塞腔66的在活塞65的朝向静涡旋盘20的端板21的中心部侧的空间与吸入腔11连通。控制阀60还可以包括设置在活塞腔66的空间内的螺旋弹簧67，用于分别向第一径向外侧和第二径向外侧推动活塞65。例如，活塞腔66的分别朝向第一径向外侧和第二径向外侧的端部与排出口40通过形成在静涡旋盘20的端板21中的通道80连通，活塞腔66的在活塞65的朝向静涡旋盘20的端板21的中心部侧的空间与吸入腔11通过形成在静涡旋盘20的端板21中的连通孔81连通。根据本发明的示例，一对控制阀60的阀芯腔62和活塞腔66同轴设置，阀芯腔62和活塞腔66可以是圆柱状的腔室。活塞腔66同时用作螺旋弹簧67的弹簧座，螺旋弹簧67套在阀芯63上。如图1至4所示，活塞腔66可以设有C型挡圈槽，用于安装挡圈，挡圈对活塞限位。在挡圈的外侧，活塞腔66设有端盖。多个旁通孔50、反转旁通孔70和连通孔81可以沿着通过端板21的中心的直线排列。例如，多个旁通孔50、反转旁通孔70和连通孔81可以沿着通过端板21的中心的直线排列，并且该直线平行于缸体61的轴线。
参见图1至4，在本发明的实施例中，缸体61设置在静涡旋盘20的端板21中。在本发明的另一个实施例中，缸体61设置在单独的部件中，并通过单独的部件中的孔与静涡旋盘中的对应部分(排出口40、多个旁通孔50、吸入腔11、反转旁通孔70、连通孔81等)连接。
在本发明的实施例中，至少一对控制阀60可以是电磁阀，通过控制器根据排气压力与吸气压力的比值或根据排气压力和吸气压力中的至少一个控制电磁阀。
如图5所示，阀芯63的外表面为光滑的圆柱面，靠缸体61与阀芯63的间隙和油膜密封。如图6所示，阀芯63的在静涡旋盘20的端板21的中心部侧的端部可以设置槽，槽中设置O型密封圈68，以防止高压泄露。此外，活塞65上可以设置槽，槽中设置O型密封圈69。
下面结合图7描述根据本发明的实施例的涡旋压缩机的控制阀的原理。
如图7所示，阀芯63的端面面积是S3，阀芯63的端面受到排气压力Pd的作用，活塞65的环形端面的面积是S2，活塞65的环形端面受到吸气压力Ps的作用和弹簧压力K*X(其中K是弹簧常数，X是弹簧的变形)的作用，活塞65的端面的面积是S1，活塞65的端面受到排气压力Pd的作用。由此可以得出S2＝S1-S3以及(Pd-Ps)*S2＝-K*X，从而得出(Pd/Ps-1)*S2＝-K*X/Ps。由此，阀芯63可以根据排气压力与吸气压力的比值在阀芯腔62中自动滑动。
根据本发明的一个示例，将图4中的从第一径向外侧或第二径向外侧到静涡旋盘20的端板21的中心部侧的三个旁通孔50定义为第一旁通孔50、第二旁通孔50、第三旁通孔50。在第一旁通孔50从打开状态被逐渐关闭的过程中，排气压力与吸气压力的比值(Pd/Ps)的范围是1.0至1.52；在第一旁通孔50被关闭后在第二旁通孔50从打开状态被逐渐关闭的过程中，排气压力与吸气压力的比值(Pd/Ps)的范围是1.28至2.2；且在第二旁通孔50被关闭后在第三旁通孔50从打开状态被逐渐关闭的过程中，排气压力与吸气压力的比值(Pd/Ps)的范围是1.79至3.3(3.3为冷媒是R410A时，设计固定排气压力与吸气压力的比值)。
本发明实施例中的旁通孔可以是偶数个，且并不限于上述实施例中的6个。旁通孔的数量可以根据压缩腔的数量设定。
根据本发明的实施例，涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值可以进行无级调节，并且可以进行自动无级调节。例如，可以解决涡旋压缩机过压缩问题，提高压缩机非满载负载情况下的性能。
根据本发明的实施例，涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值可以在较宽的范围内调节。
根据本发明的实施例，对于过压缩情况下的任意排气压力与吸气压力的比值都能通过活塞两端的压差来调节弹簧的伸缩量，从而控制该控制阀60的开启与关闭或旁通孔50的开启与关闭，达到提前排气，提高部分载荷情况下的性能。
根据本发明的实施例，可根据实际应用工况来自动调节涡旋压缩机的排气压力与吸气压力的比值，因此，根据本发明的实施例的涡旋压缩机可以为排气压力与吸气压力的比值可无级调节自适应涡旋压缩机。本发明的实施例的涡旋压缩机可实现根据实际工况，从1到设计压力比(设计排气压力/设计吸气压力)之间的自适应调节，保证压缩机在不同工况下具有最优的效率，从而可以提高系统的部分负荷能效。
根据本发明的实施例，可以通过提高涡旋压缩机固定设计排气压力与吸气压力的比值，同时应用本发明的实施例的方案，来改善压缩机的欠压缩情况，提高压缩机在整个运行范围内的效率。