专利名称：可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法
技术领域：
本发明涉及一种可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法，特别是涉及一种压缩机械部由三个气缸构成，从而能够使容量变为四级的可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法。
背景技术：
一般来说，压缩机是一种利用电机等动力发生装置提供的动力而对空气、冷媒或其它特殊气体施加压缩功，从而提高其压力的装置，其普遍用于整个工业领域。根据压缩方式的不同压缩机可分为容积式和涡轮式。容积式压缩机是采用通过减少体积来增加压力的方式，而涡轮式压缩机则是采用将气体的动能转换为压力能来进行压缩的方式。容积式压缩机中的旋转式压缩机主要用于空调器。最近，随着空调器功能的多样化，旋转式压缩机也需要能够改变容量。对于旋转式压缩机而言，改变容量的方法主要是采用众所周知的利用变频电机来控制压缩机转速的所谓变频方式。但是，由于变频电机本身的价格偏高，所以会使成本升高，而且据统计大部分空调器主要作为制冷机使用，空调器用压缩机在制冷条件下提高冷冻能力与在制热条件下提高冷冻能力相比前者要更加困难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种不使用变频电机也能将容量变成多级的可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法。
为了达到上述目的，本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机主要包括外壳、驱动装置、至少三个以上的压缩装置以及连接装置；其中，外壳的内部形成有密闭空间，并且其上设有与密闭空间相连通的冷媒排出管；驱动装置安装在外壳的内部，其能够产生驱动力；至少三个以上的压缩装置设置在外壳的内部，其能够利用驱动装置提供的驱动力来压缩冷媒；连接装置能够将冷冻循环系统中的蒸发器出口与各压缩装置的吸入侧相连，同时将各压缩装置的排出侧与相邻的其它压缩装置的吸入侧相连或与外壳的密闭空间直接相连通，并能够根据运转模式改变冷媒的流动方向。
所述的各压缩装置的容量均不相同。
所述的连接装置主要包括多个吸入侧连接管、多个旁通侧连接管、多个排出侧连接管、多个开闭阀以及多个转换阀；其中，多个吸入侧连接管分别将冷冻循环系统中的蒸发器出口与各压缩装置的吸入侧相连；多个旁通侧连接管分别将第1压缩装置和第2压缩装置的排出侧与第2压缩装置和第3压缩装置的吸入侧连接管相连；多个排出侧连接管分别将第1压缩装置和第2压缩装置的排出侧及各旁通侧连接管与外壳的密闭空间相连；多个开闭阀分别安装在各吸入侧连接管上，其用于调整吸入冷媒的流动方向；而多个转换阀则安装在各旁通侧连接管和排出侧连接管之间，以用于调整排出冷媒的流动方向。
所述的转换阀是安装在旁通侧连接管和排出侧连接管相连接位置的三通阀。
本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机的运转方法包括当以强力模式运转时，打开所有的开闭阀，从而使冷媒从蒸发器流入到各压缩装置中，并经各压缩装置压缩之后排向外壳的密闭空间；而当以节能模式运转时，仅打开部分开闭阀，从而使冷媒从蒸发器流入到相应的压缩装置中，同时开闭阀关闭的压缩装置将根据设置在相邻的其它压缩装置排出侧的转换阀的调整来重新吸入在相邻压缩装置中经过第1次压缩的冷媒，并在进行第2次压缩之后向外壳的密闭空间排出。
本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法即使在使用恒速电机时也能以四级来控制压缩机的容量，所以成本低，并且还能够将压缩机的容量细分成多个等级，因此可使空调器的功能多样化，从而能够为用户提供更加舒适的环境，并可通过降低耗电量来提高能效。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法进行详细说明。
图1为本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机一实施例纵向结构剖视图。
图2至图5为各运转模式时本发明提供的多气缸旋转式压缩机系统示意图。
附图中主要部件标号10外壳 11，12，13第1，第2，第3冷媒吸入管14冷媒排出管20驱动装置30，40，50第1，第2，第3压缩装置37，45第1，第2排出导向管60连接装置61a，61b，61c第1，第2，第3吸入侧连接管62a，62b第1，第2排出侧连接管63a，63b第1，第2旁通侧连接管64a，64b第1，第2开闭阀65a，65b第1，第2转换阀具体实施方式
如图1～图5所示，本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机主要包括外壳10、驱动装置20、第1压缩装置30、第2压缩装置40、第3压缩装置50和连接装置60；所述的外壳10内部形成有密闭空间S；驱动装置20设置在外壳10的内部，其能够产生驱动力；第1压缩装置30、第2压缩装置40以及第3压缩装置50安装在外壳10的内部，并且与驱动装置20相连接，用于压缩冷媒；连接装置60连接在冷冻循环系统中的蒸发器出口与各压缩装置30，40，50的吸入侧之间，同时将相邻各压缩装置的排出侧与其它压缩装置的吸入侧或外壳10的密闭空间S相连通。冷冻循环系统中的蒸发器出口通过设置在外壳10上的多个冷媒吸入管11，12，13与各压缩装置30，40，50相连通，而冷冻循环系统中的冷凝器入口则通过贯通设置在外壳10上的冷媒排出管14与外壳10的密闭空间S相连通。驱动装置20主要包括定子21、转子22和旋转轴23。定子21固定在外壳10的内部，其与外部电源相连接；转子22与定子21相隔一定间隙而安装在定子21的内部，其能够在与定子21的相互作用下进行旋转；旋转轴23与转子22结合为一体，其能够将驱动力传递给压缩装置30，40，50。由于驱动装置20是采用恒速电机，因此其比具有控制驱动器的变频电机价格低廉且更为可行，但是根据情况也可以采用变频电机。第1压缩装置30主要包括第1气缸31、下部轴承32、第1中间轴承33、第1滚环34、图中未示出的第1叶片、第1排出阀35以及下部消声器36。第1气缸31具有环形结构，其安装在外壳10的内部；第1中间轴承33以及下部轴承32分别覆盖在第1气缸31的上、下两侧，从而一同构成第1内部空间V1，并且沿径向及轴向支撑旋转轴23；第1滚环34套在旋转轴23的下侧偏心部外部，其可在第1气缸31的第1内部空间V1中进行旋转，从而压缩冷媒；为了能够与第1滚环34的外圆周面相接触，图中未示出的第1叶片设置在第1气缸31的内部，其可以沿径向进行移动，从而能够将第1气缸31的第1内部空间V1分成第1吸入室和第1压缩室；第1排出阀35固定在下部轴承32上，其用于开闭与第1压缩室相连通的第1排出孔32a，从而控制从第1压缩室排出的冷媒；下部消声器36安装在下部轴承32的下部，并且能够罩住第1排出阀35。另外，下部消声器36的一侧还设有贯通外壳10且通过后面将要叙述的第1转换阀65a与第1排出侧连接管62a和第1旁通侧连接管63a相连的第1排出导向管37。第2压缩装置40主要包括第2气缸41、第2中间轴承42、第2滚环43、图中未示出的第2叶片以及第2排出阀44。第2气缸41具有环形结构，其位于第1气缸31的上侧，并且与第1中间轴承33相接触；第2中间轴承42固定在第2气缸41的上部，从而一同构成第2内部空间V2，同时沿轴向支撑旋转轴23；第2滚环43套在旋转轴23的中间偏心部外部，其能够在第2气缸41的第2内部空间V2中进行旋转，从而压缩冷媒；为了能够与第2滚环43的外圆周面相接触，图中未示出的第2叶片设置在第2气缸41的内部，其可以沿径向进行移动，从而能够将第2气缸41的第2内部空间V2分成第2吸入室和第2压缩室；第2排出阀44固定在第2中间轴承42的一侧，其用于开闭与第2压缩室相连通的第2排出孔42a，从而控制从第2压缩室排出的冷媒。另外，第2中间轴承42的内部还形成有能够安装第2排出阀44的排出流路42b，而排出流路42b的出口则设有贯通外壳10且通过后面将要叙述的第2转换阀65b与第2排出侧连接管62b和第2旁通侧连接管63b相连的第2排出导向管45。第3压缩装置50主要包括第3气缸51、上部轴承52、第3滚环53、图中未示出的第3叶片、第3排出阀54以及上部消声器55。第3气缸51具有环形结构，其位于第2气缸41的上侧，并且与第2中间轴承42相接触；上部轴承52固定在第3气缸51的上部，从而一同构成第3内部空间V3，并且沿径向支撑旋转轴23；第3滚环53套在旋转轴23的上侧偏心部外部，其能够在第3气缸51的第3内部空间V3中进行旋转，从而压缩冷媒；为了能够与第3滚环53的外圆周面相接触，图中未示出的第3叶片设置在第3气缸51的内部，其可以沿径向进行移动，从而能够将第3气缸51的第3内部空间V3分成第3吸入室和第3压缩室；第3排出阀54固定在上部轴承52的一侧，其用于开闭与第3压缩室相连通的第3排出孔52a，从而控制从第3压缩室排出的冷媒；上部消声器55安装在上部轴承52的上部，并且能够罩住第3排出阀54。此外，第1气缸31、第2气缸41以及第3气缸51的容积均不相同，但是考虑到第3气缸51的排出侧位于外壳10的内部，从而将第3气缸51的容积设计成最小，第2气缸41居中，而第1气缸31设计成最大。连接装置60主要包括第1吸入侧连接管61a、第2吸入侧连接管61b、第3吸入侧连接管61c、第1排出侧连接管62a、第2排出侧连接管62b、第1开闭阀64a、第2开闭阀64b、第1旁通侧连接管63a、第2旁通侧连接管63b、第1转换阀65a以及第2转换阀65b。第1吸入侧连接管61a、第2吸入侧连接管61b及第3吸入侧连接管61c是从储液罐A的出口侧分支而形成，并通过各冷媒吸入管11，12，13而连接在各气缸31，41，51的吸入侧；第1排出侧连接管62a从第1排出导向管37连通到外壳10的内部；第2排出侧连接管62b从第2排出导向管45连通到外壳10的内部；第1旁通侧连接管63a从第1排出导向管37及第1排出侧连接管62a分支而形成，并且连接到第2吸入侧连接管61b上；第2旁通侧连接管63b从第2排出导向管45及第2排出侧连接管62b分支而形成，并且连接到第3吸入侧连接管61c上；第1开闭阀64a和第2开闭阀64b分别安装在第2吸入侧连接管61b和第3吸入侧连接管61c上；而第1转换阀65a和第2转换阀65b则分别安装在排出导向管37，45、排出侧连接管62a，62b以及旁通侧连接管63a，63b的连接点位置。另外，所述的开闭阀64a，64b均为单向阀，并且与连接旁通侧连接管63a，63b的位置相比，其以位于冷媒流入侧为宜。而转换阀65a，65b则最好采用三通阀。
下面对本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机的运转情况进行说明当驱动装置20上的定子21接通电源时，转子22将产生旋转，从而带动旋转轴23一同转动，从而将驱动装置20的旋转力传递给第1压缩装置30、第2压缩装置40以及第3压缩装置50，而且还可以根据空调器所需的容量适当地调整各开闭阀64a，64b和转换阀65a，65b，从而确定出是以能够产生大容量制冷力的强力模式运转还是以产生小容量制冷力的节能模式运转。例如，如图2所示，当以强力模式运转时，第1开闭阀64a和第2开闭阀64b需全都开启，此时来自蒸发器的冷媒将流入第1压缩装置30、第2压缩装置40以及第3压缩装置50，从而在各压缩装置30，40，50内对冷媒进行压缩。与此同时，调整第1转换阀65a，使第1排出导向管37和第1排出侧连接管62a相连通，另外调整第2转换阀65b，使第2排出导向管45和第2排出侧连接管62b相连通，这样从各压缩装置30，40，50排出的冷媒将直接排向外壳10的密闭空间S，由此产生100％的制冷力。相反，如图3所示，当以节能模式1运转时，将第2开闭阀64b开启而将第1开闭阀64a关闭，此时来自蒸发器的冷媒将直接流入第1压缩装置30和第3压缩装置50。与此同时，调整第1转换阀65a，使第1排出导向管37和第1旁通侧连接管63a相连通，另外调整第2转换阀65b，使第2排出导向管45和第2排出侧连接管62b相连通，这样在第1压缩装置30内经过第1次压缩的冷媒将经过第1排出导向管37、第1旁通侧连接管63a以及第2吸入侧连接管61b而流入第2压缩装置40的内部进行第2次压缩，然后通过第2排出导向管45和第2排出侧连接管62b而排向外壳10的密闭空间S。与此同时，流入第3压缩装置50的冷媒在其内部经过压缩后直接向外壳10的密闭空间S排出，因此节能模式1运转过程中仅仅产生与第1压缩装置30和第3压缩装置50的容积相对应的制冷力。另外，如图4所示，当以节能模式2运转时，将第1开闭阀64a开启而将第2开闭阀64b关闭，此时来自蒸发器的冷媒将直接流入第1压缩装置30和第2压缩装置40。与此同时，调整第1转换阀65a，使第1排出导向管37和第1排出侧连接管62a相连通，另外调整第2转换阀65b，使第2排出导向管45和第2旁通侧连接管63b相连通，这样流入第1压缩装置30的冷媒在其内部经过压缩后将直接排向外壳10的密闭空间S。与此同时，在第2压缩装置40内经过第1次压缩的冷媒将经过第2排出导向管45、第2旁通侧连接管63b以及第3吸入侧连接管61c而流入第3压缩装置50的内部进行第2次压缩，然后直接排至外壳10的密闭空间S，因此在节能模式2运转过程中只产生与第1压缩装置30和第2压缩装置40的容积相对应的制冷力。此外，如图5所示，当以节能模式3运转时，将第1开闭阀64a和第2开闭阀64b全都关闭，此时来自蒸发器的冷媒将直接流入第1压缩装置30。与此同时，调整第1转换阀65a和第2转换阀65b，使第1排出导向管37和第2排出导向管45分别与第1旁通侧连接管63a以及第2旁通侧连接管63b相连通，这样流入第1压缩装置30的冷媒在其内部经过第1次压缩之后将流入第2压缩装置40中，并在第2压缩装置40经过第2次压缩后流入第3压缩装置50而进行第3次压缩，最后排向外壳10的密闭空间S，因此在节能模式3运转过程中只产生与第1压缩装置30的容积相对应的制冷力。作为参考，上述的实施例是以三个压缩装置为例进行了说明，但是具有四个或者四个以上压缩装置的旋转式压缩机也可采用这一方式。
权利要求
1.一种可变容量型多气缸旋转式压缩机，其特征在于所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机主要包括外壳(10)、驱动装置(20)、至少三个以上的压缩装置(30，40，50)以及连接装置(60)；其中，外壳(10)的内部形成有密闭空间(S)，并且其上设有与密闭空间(S)相连通的冷媒排出管(14)；驱动装置(20)安装在外壳(10)的内部，其能够产生驱动力；至少三个以上的压缩装置(30，40，50)设置在外壳(10)的内部，其能够利用驱动装置(20)提供的驱动力来压缩冷媒；连接装置(60)能够将冷冻循环系统中的蒸发器出口与各压缩装置(30，40，50)的吸入侧相连，同时将各压缩装置(30，40，50)的排出侧与相邻的其它压缩装置(30，40，50)的吸入侧相连或与外壳(10)的密闭空间(S)直接相连通，并能够根据运转模式改变冷媒的流动方向。
2.根据权利要求1所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机，其特征在于所述的各压缩装置(30，40，50)的容量均不相同。
3.根据权利要求1或2所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机，其特征在于所述的连接装置(60)主要包括多个吸入侧连接管(61a，61b，61c)、多个旁通侧连接管(63a，63b)、多个排出侧连接管(62a，62b)、多个开闭阀(64a，64b)以及多个转换阀(65a，65b)；其中，多个吸入侧连接管(61a，61b，61c)分别将冷冻循环系统中的蒸发器出口与各压缩装置(30，40，50)的吸入侧相连；多个旁通侧连接管(63a，63b)分别将第1压缩装置(30)和第2压缩装置(40)的排出侧与第2压缩装置(40)和第3压缩装置(50)的吸入侧连接管(61b，61c)相连；多个排出侧连接管(62a，62b)分别将第1压缩装置(30)和第2压缩装置(40)的排出侧及各旁通侧连接管(63a，63b)与外壳(10)的密闭空间(S)相连；多个开闭阀(64a，64b)分别安装在各吸入侧连接管(61b，61c)上，其用于调整吸入冷媒的流动方向；而多个转换阀(65a，65b)则安装在各旁通侧连接管(63a，63b)和排出侧连接管(62a，62b)之间，以用于调整排出冷媒的流动方向。
4.根据权利要求3所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机，其特征在于所述的转换阀(65a，65b)是安装在旁通侧连接管(63a，63b)和排出侧连接管(62a，62b)相连接位置的三通阀。
5.一种如权利要求1所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机的运转方法，其特征在于所述的可变容量型多气缸旋转式压缩机的运转方法包括当以强力模式运转时，打开所有的开闭阀(64a，64b)，从而使冷媒从蒸发器流入到各压缩装置(30，40，50)中，并经各压缩装置(30，40，50)压缩之后排向外壳(10)的密闭空间(S)；而当以节能模式运转时，仅打开部分开闭阀(64a，64b)，从而使冷媒从蒸发器流入到相应的压缩装置(30，40，50)中，同时开闭阀(64a，64b)关闭的压缩装置(30，40，50)将根据设置在相邻的其它压缩装置(30，40，50)排出侧的转换阀(65a，65b)的调整来重新吸入在相邻压缩装置(30，40，50)中经过第1次压缩的冷媒，并在进行第2次压缩之后向外壳(10)的密闭空间(S)排出。
全文摘要
本发明公开了一种可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法。可变容量型多气缸旋转式压缩机主要包括外壳、驱动装置、至少三个以上的压缩装置以及连接装置。本发明提供的可变容量型多气缸旋转式压缩机及其运转方法即使在使用恒速电机时也能以四级来控制压缩机的容量，所以成本低，并且还能够将压缩机的容量细分成多个等级，因此可使空调器的功能多样化，从而能够为用户提供更加舒适的环境，并可通过降低耗电量来提高能效。
文档编号F04C23/00GK1955476SQ20051001568
公开日2007年5月2日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年10月27日
发明者李承俊, 朴峻弘, 裴英珠 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司