变容量涡旋式压缩机的制作方法

专利名称：变容量涡旋式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡旋式压缩机，更具体地说，涉及一种被构造成以多级的形式改变压缩机排气容积的变容量涡旋式压缩机。
背景技术：
一般来说，用于空调器或冰箱的制冷系统通过在制冷循环中流动的制冷剂来吸收和排放热量，从而降低封闭空间的温度。
这种制冷系统将完成制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发一系列循环过程。涡旋式压缩机用来完成这一系列循环过程中的压缩过程。
因为许多已公布的文献公开了这种涡旋式压缩机，因而在此省略了对涡旋式压缩机的一般结构和操作的详细描述。
下面说明涡旋式压缩机的压缩量应当变化的原因。
为了特定用途而对涡旋式压缩机进行选择时，通常要考虑其在预定的使用环境下最不利的运行，例如，所需的最大压缩容积(即，采用热泵的空调器的供暖运行)状况。
但是，通常最不利状况几乎不发生在实际的操作中。在压缩机的实际操作过程中，最不利状态也不是需要小压缩容积(如空调器的制冷过程)的状况。
因此，当考虑最不利状况选择具有大压缩量的压缩机时，在高压缩比运行期间，压缩机在低负载条件下运行，于是，降低了系统的整体运行效率。
所以，为了既能在正常运行条件下提高整体运行效率，又能承受最不利状况下的运行条件，要求压缩机具有可变化的压缩量。
为了改变涡旋式压缩机的压缩量，最广泛使用的一种方法是采用电控制压缩机的RPM(转速)。
这种电控制方法的优点是能有效地改变压缩量。但是需要设置一些附加构件，例如用来准确地控制电机RPM的转换器。而且，当电机在较高的RPM下旋转时，难以保证摩擦部分的可靠性。

发明内容
因此，本发明旨在提供一种基本上能克服一个或多个由于现有技术的制约和不足而产生的问题的可变容量涡旋式压缩机。
本发明的目的是提供一种可变容量涡旋式压缩机，该压缩机在压缩机电机以恒定的RPM旋转时可通过旁通功能来改变压缩量。
本发明的另一目的是提供一种可变容量涡旋式压缩机，该压缩机或者利用未被压缩的低压流体或者利用被压缩的高压流体来控制阀门，从而可改变压缩量。
本发明的再一目的是提供一种可变容量涡旋式压缩机，其中，可以两级或更多级的多级方式对压缩量进行控制，从而可在制冷系统和热泵系统的各种指定运行条件下按照期望的特定压缩量对流体进行压缩。
本发明的又一目的是提供一种可变容量涡旋式压缩机，该压缩机能在没有电动机损耗或不需提供附加功率的情况下通过改变压缩量来控制涡旋电机。
在下面的描述中将给出本发明的其他有益效果、目的和特点，这些有益效果、目的和特点中的一部分对于本领域的技术人员来说在阅读了下文后可明显得知，或可从本发明的实施中得知。本发明的目的和其他优点可通过说明书的文字部分、权利要求书和附图中具体给出的结构实现和完成。
为了达到本发明的这些目的及其他优点，根据本发明的目的，作为实施和概括的描述，本发明的可变容量涡旋式压缩机包括一控制通道，其从冷凝器分支出并延伸到该涡旋式压缩机的压缩空间，致使冷凝器的高压流体从中流过；一喷射口，其一端与所述控制通道接触，另一端与所述涡旋式压缩机的压缩空间接触；一形成在所述喷射口中的喷射阀，用于在来自控制通道的高压流体对其作用时使所述流体流过，而在来自控制通道的高压流体未作用于其上时不使所述流体流过；沿涡形件(scroll member)的所述压缩空间形成的一个或多个旁通口，所述旁通口使处于压缩状态的流体在一个或多个位置处旁通；一旁通通道，其一端与所述旁通口相连，另一端与压缩机内的低压侧相连；一用于选择性地使旁通通道与旁通口相通的止回阀；以及一控制阀，其用于至少使涡旋式压缩机排气通道中的高压流体选择性地作用在所述止回阀上，以控制该止回阀，使之处于开启和关闭之一位置。
本发明的另一方面，提供了一种可变容量涡旋式压缩机，包括一控制通道，其从冷凝器分支出并延伸到该涡旋式压缩机的压缩空间，致使冷凝器的高压流体能从中流过；一喷射口，其一端与所述控制通道接触，另一端与所述涡旋式压缩机的压缩空间接触；以及一喷射阀，其用于控制流过所述喷射口的流体的喷射。
本发明的再一方面，提供了一种变容量涡旋式压缩机，包括一控制通道，借助于一阀可选择地使压缩机压缩前/后的低压/高压流体流向并传递到该通道；一止回阀，其用于通过所述控制通道选择性地开启/关闭一涡形件的压缩通道；以及一喷射阀，用于通过所述阀有选择地使高压流体通过一喷射口被吸入压缩机的压缩空间。
根据本发明，在不增加附加构件的情况下能方便地改变涡旋式压缩机的压缩量。
而且，本发明的涡旋(scroll)能根据两种或多种期望的运行状态确定地改变压缩量。
可以理解前面对本发明的总体描述及下面对本发明的详细描述都是示例性和说明性的，并用于进一步解释权利要求书。


对本发明提供进一步理解并构成本申请一部分的附图示出了本发明的实施方式，并与说明书文字部分一起用于解释本发明的原理。附图中图1是本发明一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图；图2是图1所示的静涡形件(stationary scroll member)的底视图；图3是图1所示的“A”部分的放大图，在该图中旁通口被关闭；图4是一示意图，它概念性地示出了旁通口被关闭时涡形件的状态；图5是图1所示的“A”部分的放大图，在该图中旁通口被开启；图6的视图概念性地示出了旁通口被开启时涡形件的状态；图7是本发明另一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图；图8是本发明再一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图；图9是一示意图，它概念性地示出了图8所示的旁通口的形成位置；
图10是本发明又一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图；图11至14是同时采用多个可改变压缩量的结构实现压缩的涡旋式压缩机横截面图。
具体实施例方式
现在将参照附图中示出的实例对本发明的优选实施方式进行详细描述。只要可能，全部附图中所采用的相同附图标记用来表示相同或类似部件。
图1是本发明一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图。
参见图1，本发明的变容量涡旋式压缩机包括传统压缩部分、用来改变压缩量的旁通部分、和用来控制所述旁通部分的旁通控制部分。
传统压缩部分包括用来限定一封闭腔的密封室11；设置在密封室11中的密封板12，以将密封腔分成低压进气腔13和高压排气腔14；与进气腔13连接的进气通道22，以便将待压缩的流体供送到进气腔13中；与排气腔14连接的排气通道23，以便将已被压缩的流体排出排气腔14；固定在密封室11的内周边上的静涡形件15；从电机(未示出)延伸并具有不是正圆的上端的驱动轴19；与驱动轴19连接的动涡形件16；形成在静涡形件15上的静涡旋卷(stationary spiral wrap)17；通过与静涡旋卷17面接触来限定流体压缩通道的动涡旋卷(orbiting spiral wrap)18；稳定地支撑驱动轴19的轴承21；和中心排气通道26，该通道贯穿静涡形件15的中心轴，从而将被压缩的流体导向排气腔14。
旁通部分包括形成为通过静涡形件15的一部分的旁通口24；形成在旁通口24的后侧以控制流体流向的止回阀25；和从止回阀25分支出以使通过旁通口24排出的流体流向进气腔13的旁通通道31。
旁通控制部分包括用来形成控制压力的控制通道30和控制阀29，其中所述控制压力控制止回阀25的开启/关闭动作，控制阀29使控制通道30中形成的控制压力选择性地从低压和高压通道27和28之一中传递。控制通道30穿过密封板12，以与传统压缩部分的压缩空间相通。
具体地说，低压通道27具有与控制阀29连接的第一端和与进气通道22连接的第二端，以将进气通道22中的低压传递到低压通道27中。高压通道28具有与控制阀29连接的第一端和与排气通道23连接的第二端，以将排气通道23中的高压传递到高压通道28中。
同时，止回阀25可由浮阀构成，该浮阀具有可沿施加压力能改变通道的连接状态的方向上移动的浮动件。
例如，如该图所示，圆柱形浮动体设置在圆形壳体中，该浮动体可沿施加低压的方向移动。
也可选择为，在壳体中设置一可移动的制逆球，以便借助于该制逆球开启或关闭流体通道孔。也就是说，任何一种通过压力来控制的阀都能运用到本发明中。
此外，控制阀29可由预设的控制器控制的电磁阀构成。
下面将描述所述变容量涡旋式压缩机的运行。
当电机(未示出)使驱动轴19旋转时，与驱动轴19相连的动涡形件16旋转。此时，静涡形件15处于固定状态。
当动涡形件16旋转时，储存在进气腔13中的低压流体进入形成在动涡形件16上的动涡旋卷18和形成在静涡形件15上的静涡旋卷17之间所限定的空间中，然后这些流体在该空间中被压缩。
被压缩的流体通过贯穿静涡形件15的中心轴形成的中心排气通道26进入排气腔14，排气腔14中的高压流体通过排气通道23被排出。
同时，当止回阀25关闭时(在该图中止回阀25朝下运动时)，流体不能通过旁通口24被排出。但是，当止回阀25开启时(在该图中止回阀25朝上运动时)，这些流体通过旁通口24被排出，然后通过旁通通道31旁通到进气腔13中。因此，当止回阀25开启时，压缩量减少。
为了控制止回阀25的动作，旁通控制部分还包括一控制通道，该控制通道的一端与止回阀25连接，以使控制压力作用在止回阀25上。控制阀29设置在控制通道30的另一端。通过控制阀29，来自低压和高压通道27和28的流体压力之一可选择地被传递到控制通道30中。
具体地说，低压和高压通道27和28分别与进气和排气通道22和23连接，因而可将在传统压缩部分中未被压缩的低压流体和在传统压缩部分中被压缩的高压流体分别送到低压和高压通道27和28中。结果，可有选择地将各低压和高压通道27和28中的低压和高压流体之一供送到控制通道30中。
更详细地说，当高压通道28通过图1所示的控制阀向上移动而与控制通道30相通时，由于高压传递到控制通道30中，止回阀25向下移动而关闭。当止回阀25关闭时，由于旁通口24被关闭，被压缩的流体未被旁通。结果，被压缩的流体量较多，且没有任何压缩量损失。
当低压通道27通过图1所示的控制阀向下移动而与控制通道30相通时，由于低压传递到控制通道30中，图1中的止回阀25向上移动而开启。即，通过涡形件15和16的相互作用而使被压缩的流体的压力低于进气通道22中的压力，止回阀25即浮阀开启。
此外，当止回阀25开启时，由于旁通口24开启，被压缩的流体通过旁通通道31被旁通到进气腔13中。因此，压缩量的减少与被旁通的流体量一样多。
图2表示图1中的静涡形件15的底视图。
如该图所示，静涡旋卷17形成在静涡形件15上，中心排气通道26穿过静涡旋卷17的中心部分。旁通口24形成在由静涡旋卷17限定的压缩空间中的涡形件上，借此使被压缩的流体旁通。
下面将详细描述可变压力的涡形件的动作。
图3和5表示图1中的“A”部分的放大图，图4和6概念性地示出了旁通口处于开启和关闭状态时的涡形件。图3和4表示旁通口关闭时的状态，图5和6表示旁通口开启时的状态。
参见图3，旁通口24形成在静涡旋卷17的隔开部分之间的部位，并且其通过止回阀25处于关闭状态。此时，由于通过控制通道30使高压作用在止回阀25上，因而止回阀25牢固地关闭旁通口24。
参见图4，当旁通口24关闭时，作为被限定在静涡旋卷17和动涡旋卷18之间的压缩空间的第一进气容积41从静涡旋卷17与动涡旋卷18相结合的初始位置被形成。
下面更详细地描述所述进气容积。
被限定在相互接触的静涡旋卷17和动涡旋卷18之间的进气容积可以包括两个进气容积。
一个是静涡旋卷17的内周边与动涡旋卷18的外周边结合时被限定出的第一进气空间。图4中该第一进气空间被表示为第一进气容积41。
另一个是静涡旋卷17的外周边与动涡旋卷18的内周边结合时形成的第二进气空间(未示出)。尽管附图中未示出第二进气空间，但是可以认定第二进气空间是由动涡旋卷18的盘旋动作(orbiting operation)而形成的。下面将对所述进气容积作更详细的描述。
第一进气空间的起始点位于附图标记SC1(压缩开始1)所示的位置处，第二进气空间的起始点位于附图标记SC2(压缩开始2)所示的位置处。因为起始点SC1和起始点SC2不是处于对称位置，因此将这种情况称为非对称运行模式。即，当以涡形件的中心部分为基准分成对分部分且两个起始点SC1和SC2位于一对分部分的一侧时，称这种情况为非对称运行模式。
参见图5，当止回阀25向上移动而使旁通口24开启时，如上所述，由于低压传递到控制通道30中，止回阀25开启，从而使被压缩的流体通过旁通口24和通道31被旁通到进气腔13中。
参见图6，当旁通口24开启时，限定在静涡旋卷42和动涡旋卷18之间的第二进气容积42不从静涡旋卷17与动涡旋卷18最初结合的第一位置处形成。也就是说，值得注意的是，第二进气容积42从经过形成旁通口24的位置处开始形成。
下面将更详细描述旁通口开启时所形成的进气容积。
在这种情况下，由相互接触的静和动涡旋卷17和18之间限定的进气容积也包括两个容积。
一个是在静涡旋卷17的内周边与动涡旋卷18的外周边结合时限定出的第一进气空间。图6中该第一进气空间表示为第二进气容积42。
另一个是在静涡旋卷17的外周边与动涡旋卷18的内周边结合时形成的第二进气空间(未示出)。尽管图中未示出第二进气空间，但可以认定第二进气空间是通过动涡旋卷18的盘旋动作而形成的。
另外，因为旁通口24形成在静涡旋卷的内周边附近，因此，旁通口24并不影响第二进气空间的形成。换句话说，因为在形成第二进气空间时旁通口24被动涡旋卷18关闭，因此，第二进气空间不受旁通口24的压力的影响。为了通过动涡旋卷18使旁通口24关闭，该旁通口应形成在动涡旋卷18的厚度范围内，或形成在所述涡形件的压缩空间的侧壁上。
开始压缩时，第一进气空间的起始点被限定在附图标记CS1所示的位置处，第二进气空间的起始点形成在附图标记CS2所示的位置处。也就是说，起始点CS1和CS2处于以涡形件15和16的中心为基准的对称位置。这称之为对称运行模式。
同时，为了理解理想的对称运行模式，以静涡形件15的中心为基准将旁通口24形成在静涡旋卷17的涡旋起始点的相对侧。
值得提醒的是，将图4所示的第一进气容积41与图6所示的第二进气容积42相比，它们彼此是不同的。
第一进气容积41大于第二进气容积42。可以看出，在非对称运行模式中能压缩更多的流体。当然，在非对称运行模式中形成的第二进气空间可以与对称运行模式中形成的第二进气空间相同。
也就是说，因为进气空间的容积根据旁通口24的状态(开启/关闭状态)而变化，旁通口关闭时由第一进气容积41所限定的压缩容积和旁通口开启时由第二进气容积42限定的压缩容积彼此是不同的。
根据一系列的测试，已经表明当旁通口形成在图中所示的位置处时，与旁通口24处于开启状态时通过使用一部分可压缩容积(一部分负载)进行压缩所获得的压缩容积相比，在旁通口24处于关闭状态时通过使用最大容积允许公差(全部负载)进行压缩所获得的压缩容积将增加18％。
也就是说，根据如旁通口24的开启/关闭状态、止回阀25的开启/关闭状态和控制阀29的控制状态等各种因素的改变，涡旋式压缩机的运行将改变成对称运行模式和非对称运行模式之一。另外，涡旋式压缩机的进气容积随旁通口24的开启/关闭状态而增加或减小，从而可改变涡旋式压缩机的压缩容积。
例如，将控制阀29控制成使高压通道28与控制通道30相通时，图中的止回阀25向下移动，旁通口24关闭。第一和第二进气空间的起始点位于非对称位置，涡旋式压缩机以非对称运行模式运行，因而增加压缩容积。因此，这种非对称运行模式适用于例如需要较大的压缩容积的空调器的供热模式。
当将控制阀29控制成使低压通道27与控制通道30相通时，图中的止回阀25向上移动，旁通口24开启。第一和第二进气空间的起始点处于对称位置，涡旋式压缩机以对称运行模式运行，因而减少了压缩量。因此，这种对称运行模式适用于例如需要较小的压缩容积的空调器的供冷模式。
本发明的压缩机并不只限于运用到所描述的实例的空调器中。也就是说，本发明的压缩机适用于任何一种需要改变压缩量的系统。
图7表示本发明第二实施方式的涡旋式压缩机。
如该图所示，除了控制阀周围的连接结构以外，该实施方式的涡旋式压缩机与第一实施方式相同。
也就是说，控制通道52、控制阀53和高压通道51与第一实施方式相同。但是，在该实施方式中，没有形成第一实施方式中的通过控制阀选择地与控制通道相通的低压通道27。
当没有形成这种低压通道27时，即使该图中的控制阀53向下移动，进气通道22中的低压不被传递到控制通道52中。
在这种情况下，因为控制通道52的内部压力是形成于旁通口24处的压力，且其低于被压缩流体的中间压力，因此止回阀25开启。
为此，止回阀25能使用可在壳体中自由移动的浮阀。
图8表示本发明另一实施方式的涡旋式压缩机的横截面图。
参见图8，本实施方式的一些部件与图1至7所示的实施方式的结构相同。具体地说，这两个实施方式在被涡旋式压缩机压缩的流体在中间阶段被旁通、致使在中间阶段之前不进行压缩方面是相同的。
除所述内容外，本实施方式的特点在于在单一的涡旋式压缩机中采用了两条或多条控制通道、控制阀、低压通道、旁通口等，从而在多级运行中，可根据被旁通的制冷剂量和被压缩的制冷剂量控制压缩容积之差。
换句话说，可分别控制多个旁通口，使被压缩的制冷剂在不同状态下通过各自的旁通口旁通，从而可控制多级运行中被旁通的制冷剂量。
更详细地说，第一旁通口241、第一止回阀251、第一旁通通道311、第一控制通道301、第一控制阀291、第一高压通道281和第一低压通道271构成使被涡形件压缩的流体旁通的第一旁通结构。
通过控制所述第一旁通结构的流动通道，在流体由于涡形件15、16的盘旋运动/静止而被压缩的同时，流体被旁通，致使压缩量发生变化。因为除所述结构以外的其他结构与图1至7所示相同，在此不再赘述。
此外，第二旁通口242、第二止回阀252、第二旁通道312、第二控制通道302、第二控制阀292、第二高压通道282和第二低压通道272构成第二旁通结构，使被压缩的流体旁通。
该第二旁通结构是使首先被第一旁通结构旁通并且开始再次被压缩的流体旁通的结构。为此，从螺旋方向上沿静涡旋卷17的盘绕来看，与第二旁通口242相比，第一旁通口241形成在更内侧。
在流体被第二旁通结构旁通的情况中，与仅第一旁通结构开启时相比，被涡旋式压缩机压缩的流体量进一步减少。
再者，第三控制通道303、第三控制阀293、第三高压通道283和第三低压通道273构成第三旁通结构，使被压缩的流体旁通。尽管由于附图的局限性图中没有示出，但还可以包括第三旁通口、第三止回阀和第三旁通通道。
该第三旁通结构是使首先被第一旁通结构和第二旁通结构旁通并且开始再次被压缩的流体旁通的结构。为此，从螺旋方向上沿静涡旋卷17的盘绕来看，与第一和第二旁通口241和242相比，第三旁通口(未示出)形成在更内侧。
下面将详细描述旁通口241、242和243的形成位置。
图9示出了本发明的旁通口的形成位置。
参见图9，静涡旋卷17形成在静涡形件15的内部。在沿静涡旋卷17形成的螺旋空间中，第一旁通口241、第二旁通口242和第三旁通口243按从外侧到内侧的顺序形成。第一和第三旁通口241和243使通过第二进气空间被吸入的流体旁通。第二旁通口242绕过第二进气空间。如前所述，以静涡旋卷和动涡旋卷之间的接触面为基准能区分第一旁通口和第二旁通口。
当然，应当理解，多个旁通口241、242和243的形成位置并不局限于图9中所示的形成位置。换句话说，这些旁通口能形成在除这三个位置以外的其他不同位置处。并且，旁通口或者形成在第一进气空间或者形成在第二进气空间中的位置可随涡旋式压缩机所需的具体压缩容积而不同。
例如，当旁通口形成在图9所示的位置处时，建议压缩量的变化按下表1实现。
表1

根据作用在止回阀上的压力开启或关闭旁通口，可使由本涡旋式压缩机压缩的压缩量按四个不同级改变。换句话说，当本发明的涡旋式压缩机应用在制冷系统或热泵系统中时，该涡旋式压缩机能在三种或多种不同的具体压缩容积下运行。
同时，在开启的旁通口241、242和243中，当最内侧的旁通口沿静涡旋卷17开启时，无论位于最内侧旁通口的外侧的旁通口是否开启，都可将压缩容积设定为一期望值。例如，意欲使涡旋式压缩机在压缩容积为40％的情况下运行时，如果开启第三旁通口243，第一旁通口241是开启还是关闭不影响涡旋式压缩机的运行。但是，在第一旁通口241关闭的状况下，因为用来压缩流体的电机功率增加很多，装置的总效率将下降，这是不希望的。
值得注意的是，当最内侧的旁通口沿静涡旋卷17开启时，无论位于最内侧旁通口的外侧的旁通口是开启或不限于形成在相同空间中的所述旁通口，都可将压缩容积设定为一期望值，更详细地说，形成在第一进气空间中的多个旁通口只影响第一进气空间，形成在第二进气空间中的多个旁通口只影响第二进气空间。例如，在形成在第二进气空间中的第一和第三旁通口241和243中，若第三旁通口243开启，无论第三旁通口243是开启还是关闭，第一旁通口241能获得固定的压缩容积。
图10示出了本发明又一实施方式的变容量涡旋式压缩机。
参见图10，本发明该实施方式的涡旋式压缩机的一般结构与结合图1至图10描述的形成有旁通口的结构相同。
但是，应当了解，与流体通过旁通口被旁通不同，高压流体被附加地作用在旁通口上，借此提高涡旋式压缩机的效率，更详细地说，本涡旋式压缩机的结构包括喷射口257，其形成在涡旋式压缩机的静涡形件的预定位置，并从静涡形件的外周边延伸到内部压缩空间；形成在所述喷射口257的流体通道上的喷射阀254；弹性件256，其用于在高压未被用来控制所述喷射阀254的动作的状态下施加弹性力；从所述喷射口257延伸到涡旋式压缩机的外侧的第四控制通道304；形成在所述控制通道304的预定部位的第四控制阀294；以及从所述第四控制阀294延伸并与构成为制冷/热泵系统的一个部件的冷凝器相连的冷凝器连接通道274。
同时，虽然本实施方式示例性地具体示出了喷射阀254、喷射口257、弹性件256等，显然它们的截面形状不只限于图10中所推荐的形状。详细地说，只要使第四控制通道304从第四控制阀294延伸到喷射阀254，该控制通道就足够了。若使喷射口257的一端与静涡形件的压缩空间接触并使该端延伸到静涡形件的外空间，该喷射口就足够了。只要使喷射阀254形成在喷射口257的流体通道上以间断地控制流体的流动，该阀就足够了。此外，如果使弹性件256提供的预定弹性力足以达到当来自冷凝器的高压施加到喷射阀254上时流体能流过流体通道、而当高压没有施加在喷射阀254上时流体不流过流体通道的程度，该弹性件就足够了。所述弹性件不只限于图10中的弹簧结构。
如上所述，可将能进一步提高涡旋式压缩机的压缩效率的涡旋式压缩机的所述运行状态称之为“喷射运行(injection operation)”。
下面将详细描述喷射运行。
此喷射运行的特点是，利用压缩机使已流过或正流过冷凝器的高压流体旁通而将流体压缩到更高压力，借此能提供更多的功。
详细地说，当将来自冷凝器的高压作用到呈开启状态的第四控制阀294时，由于高压流体的推力克服了弹性件256的弹性力，喷射阀254开启，因而流体通过喷射口257喷入静涡形件的压缩空间。
然而，当来自冷凝器的高压没有作用到呈关闭状态的第四控制阀294时，由于弹性件256的弹性力使喷射阀254关闭。这样，高压流体不能喷入所述压缩空间，在静涡形件的压缩空间被压缩的流体也未被旁通。
最后，根据第四控制阀294的开启/关闭，可改变涡旋式压缩机的压缩条件，而压缩条件的改变可使涡旋式压缩机的压缩容积改变。例如，在要求小压缩容积的情况下，第四控制通道294关闭，以便正常运行。在要求大压缩容积的情况下，第四控制通道294开启，使涡旋式压缩机以高压状态运行。
图11至14示出的涡旋式压缩机中同时采用了多个用于改变压缩容积的部件。具体地说，图11是一种涡旋式压缩机的横截面图，其中和其他部件一起采用了用于对称/非对称运行及喷射运行的部件。
参见图11，该涡旋式压缩机包括用于喷射运行的冷凝器连接通道274；第四控制阀294；第四控制通道304；喷射阀254；喷射口257；和弹性件256。此时，喷射阀254的上端部倾斜地形成，以将被旁通的高压流体从冷凝器导向旁通口257。
为了对称/非对称运行，如前所述地形成第一和第二低压通道271和272、第一和第二控制通道301和302、第一和第二高压通道281和282、第一和第二控制阀291和292、第一和第二止回阀251和252、第一和第二旁通口241和242、进气通道22和排气通道23。但是，应当理解，为了使被压缩的流体通过多个形成在涡旋式压缩机上的部位而被旁通，当然应形成一个、或两个或多个旁通口及与这些旁通口相应的流体旁通通道。自然，止回阀251和252的动作由作用在止回阀251和252的流体压力控制。
具体地说，倾斜地形成喷射阀254的上端部。喷射阀254的结构只要在冷凝器的高压作用时该喷射阀254能将高压导向压缩空间、而没有高压作用时喷射阀254使流体旁通就足够了。
再者，为了减少来自冷凝器的流体的压力损失，可使喷射口257与最靠近涡形件的中心的旁通口相连。如果用于喷射运行的喷射阀和喷射口分开形成且喷射口不与旁通口相连，可将喷射口形成在涡形件的中心部分的、对涡旋式压缩机的运行不产生影响的范围内。另外，为了防止压力损失，理想的是将所述喷射口形成在比其他旁通口更靠近涡形件的中心部分的部位。
所以，喷射阀254朝下运动时，第四控制通道304与喷射口257相通，使高压流体流过。但当喷射阀254朝上运动时，喷射口257与通过穿过喷射阀254形成的通道的第二旁通通道312相通，致使被压缩的流体可通过第二止回阀252被旁通。当然，即使在这种情况，如果第二止回阀252关闭，被压缩的流体不能通过第二旁通通道312。
同时，在这些附图中，以静涡形件为基准，第一旁通口241形成在比第二旁通口242更靠外。
在图11所示的状态中，第一止回阀251开启，第二止回阀252和喷射阀254关闭。在这种情况下，可使一些被压缩的流体旁通。于是，将涡旋式压缩机的这种一些被压缩的流体被旁通的运行状态称之为“一般运行状态(standard operation condition)”。
在图12所示的状态中，第一止回阀251和第二止回阀252开启，喷射阀254关闭。在这种情况下，由于被压缩的流体可通过第二止回阀252以及第一止回阀251被旁通。由涡旋式压缩机压缩的容积变得比所述一般运行状态下小。这种运行状态称之为“旁通运行状态”。
在图13所示的状态中，第一止回阀251、第二止回阀252和喷射阀254都关闭。在这种情况下，由于在涡旋式压缩机中被压缩的流体全都未被旁通，这种运行状态下的压缩的容积大于所述一般运行状态或旁通运行状态下的容积在相对于接近静涡形件的中心的相对方向上形成两个旁通口的情况下，若它们相对于所述涡形件的中心以非对称形式形成，则称为“非对称运行状态(asymmetric operation condition)”。
在图14所示的状态中，第一止回阀251关闭，第二止回阀252和喷射阀254开启。此时来自冷凝器的被旁通的高压流体被喷入涡旋式压缩机中，因而涡旋式压缩机的压缩容积变得更大。
由于喷射阀254具有实际为倾斜的上端部，没有流体通过第二旁通阀312被旁通。取而代之的是，通过第四控制通道304喷射的流体通过所述喷射口和第二旁通口242再次被喷入涡旋式压缩机压缩空间的内侧。这种运行状态被称为“非对称/喷射运行状态”。
图11至14示出的结构只是本发明的改型。显然，通过将多个旁通口、或多个喷射口、或多个喷射阀形成为一个具有与其他旁通口不相关的分离部分，可使本涡旋式压缩机在多种压缩容积下运行。
可将上述运行状态归纳在下表2中。
表2

在表2中，与压缩容积为100％的一般运行状态相应的是一个旁通口开启及流体被旁通的情况。可根据压缩容积将其他运行状态与一般运行状态进行比较。
与只形成旁通口的情况或只形成喷射口的情况相比，本涡旋式压缩机可以多级的形式在变化的压缩容积下运行。
通过形成多级的、有差别的运行条件，本涡旋式压缩机的运行状态可根据负载条件以多级的形式应用于不同的情况。据此，本涡旋式压缩机的使用效率可进一步提高。
如上所述，因为压缩容积可以多级形式变化，本涡旋式压缩机能在制冷系统或热泵系统所需求的压缩容积下更好地运行。
特别是，由于可以同时采用喷射运行和旁通运行，与相同尺寸和相同输出的涡旋式压缩机相比，本发明在上、下范围内可实现宽得多的容积变化范围。
而且，在本发明的变容量涡旋式压缩机中，在无需改变压缩机电机RPM的情况下利用旁通作用通过采用简单结构以多级的形式可以实现压缩容积的改变。
另外，因为用来使涡旋式压缩机的压缩量发生变化的阀被设计成在不需增加附加部件的情况下由在压缩部分中未被压缩的流体压力和在压缩部分中被压缩的流体压力控制，因此能节省涡旋式压缩机的制造成本。
再者，因为本涡旋式压缩机可在多级压缩容积下运行，因此本涡旋式压缩机能在最适合于某一系统的压缩容积下运行。
对于本领域的技术人员来说，对本发明作出各种变型和改变是显而易见的。因此，本发明包括落入所述权利要求书及其等同内容的保护范围内的那些改型和变换。
权利要求
1.一种变容量涡旋式压缩机，包括一控制通道，其从一冷凝器分支出并延伸到该涡旋式压缩机的一压缩空间，致使所述冷凝器的高压流体从中流过；一喷射口，其一端与所述控制通道相连，另一端与所述涡旋式压缩机的压缩空间相连；一形成在所述喷射口中的喷射阀，用于当来自所述控制通道的高压流体对其作用时使所述流体流过，而在来自所述控制通道的高压流体未作用于其上时不使所述流体流过；沿一涡形件的所述压缩空间形成的一个或多个旁通口，所述旁通口使处于压缩状态的流体在一个或多个位置处旁通；一旁通通道，其一端与所述旁通口相连，另一端与所述压缩机内的低压侧相连；一用于选择性地使所述旁通通道与所述旁通口相通的止回阀；以及一控制阀，其用于至少使所述涡旋式压缩机排气通道中的高压流体选择性地作用在所述止回阀上，以控制该止回阀，使之处于开启和关闭之一位置。
2.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射口与所述旁通通道相连。
3.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射阀具有形成有一预定孔的一阀体，被压缩的流体可根据所述喷射阀的运动通过所述旁通通道被旁通。
4.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射阀具有一倾斜的上侧，以引导所述流体的流动。
5.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射口与形成在所述涡形件的最内部位置的所述旁通口相通。
6.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述旁通通道的所述另一端与所述涡旋压缩机的一进气腔相连。
7.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，还包括一用于导引所述喷射阀定位的弹性件。
8.根据权利要求1所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射口位于比所述旁通口更靠近所述涡形件的中心之处。
9.一种变容量涡旋式压缩机，包括一控制通道，其从一冷凝器分支出并延伸到该涡旋式压缩机的一压缩空间，致使所述冷凝器的高压流体从中流过；一喷射口，其一端与所述控制通道接触，另一端与所述涡旋式压缩机的压缩空间接触；以及一用于控制通过所述喷射口的流体的喷射的喷射阀。
10.根据权利要求9所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射阀的位置由来自所述冷凝器或来自一弹性件的高压流体控制。
11.根据权利要求9所述的变容量涡旋式压缩机，其中，还包括一个或多个旁通构件，以使所述被压缩的流体旁通。
12.根据权利要求11所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述旁通构件由所述压缩机的处于高压状态的排出压力控制。
13.根据权利要求11所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射口与所述旁通构件相连，且所述冷凝器的高压流体通过所述旁通构件被引入所述压缩空间。
14.根据权利要求9所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射口形成在一静涡形件上。
15.一种变容量涡旋式压缩机，包括一控制通道，借助于一阀可选择地使压缩机压缩前/后的低压/高压流体流向并传递到该通道；一止回阀，其用于通过所述控制通道选择性地开启/关闭一涡形件的一压缩通道；以及一喷射阀，用于通过所述阀有选择地使所述高压流体通过一喷射口被吸入所述压缩机的一压缩空间。
16.根据权利要求15所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述止回阀为一个或多个。
17.根据权利要求15所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述高压流体由循环中的一冷凝器提供。
18.根据权利要求15所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射阀和所述止回阀通过所述喷射口彼此相连。
19.根据权利要求15所述的变容量涡旋式压缩机，其中，由所述止回阀旁通的流体朝所述压缩机内部的低压侧传送。
20.根据权利要求15所述的变容量涡旋式压缩机，其中，所述喷射阀与一旁通通道相连。
全文摘要
本发明公开了一种变容量涡旋式压缩机，其中，将热力学循环中的高压流体引入压缩机的内部以增加压缩容积，而且，从压缩机吸入/排出的流体使被压缩的流体以多级的形式被旁通，从而可改变压缩的流体量。
文档编号F04C28/00GK1576604SQ200410043308
公开日2005年2月9日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年7月26日
发明者申东求, 金哲焕 申请人:Lg电子株式会社