专利名称：绕动叶片式压缩机的变容装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绕动叶片式压缩机，尤其是绕动叶片式压缩机的变容装置，其能够通过简单操纵转动阀片在内、外压缩腔中进行常规运行和空载运行，从而根据运行模式轻易地改变压缩机的容量。
背景技术：
一般地，绕动叶片式压缩机构造为通过具有进口的气缸内的绕动叶片的绕动运动来压缩引入气缸的制冷剂气体。已提出根据形状分类的各种类型的绕动式压缩机。
图1是说明传统的回转类绕动式压缩机的整体结构的纵向剖面图。如图1所示，驱动装置D和置于驱动装置D下方的压缩装置P安装于壳体1内，且驱动装置D和压缩装置P与外界是隔绝密封的。驱动装置D和压缩装置P通过具有偏心部件6a的垂直曲轴6相互连接。
驱动装置D包括定子2，固定置于壳体1内；转子3，置于定子2内用于转动曲轴6，该曲轴6在转子3通电时垂直延伸穿过转子3。
压缩装置P包括通过曲轴6的偏心部件6a在气缸5内进行绕动运动的绕动叶片4。当绕动叶片4在气缸5内进行绕动运动时，会压缩通过进口51引入气缸5内的制冷剂气体。气缸5具有内环52。在气缸5的内环52与内壁之间界定了环形操作空间53。绕动叶片4的卷体40在操作空间53内进行绕动运动。结果，在卷体40的内部和外部分别形成了压缩腔。
在压缩装置P的上方和下方置有支撑曲轴6两端的主框架7和辅助框架7a。辅助框架7a具有通过节流阀(muffler)8形成的排出腔8a。排出腔8a与垂直延伸穿过压缩装置P和主框架7的管状排出通道9连接，这样，压缩制冷剂气体通过排出通道9排出到壳体1内。
未说明的附图标记11表示进口管，12表示出口管，10a表示用于阻止绕动叶片4的卷体40转动的奥德姆环。
当向驱动装置D供电时，驱动装置D的转子3转动，于是，垂直延伸穿过转子3的曲轴6也转动。当曲轴6转动时，与曲轴6的偏心部件6a连接的绕动叶片4进行绕动运动。
结果，绕动叶片4的卷体40在气缸5的操作空间53内进行绕动运动，从而在分别形成在卷体40内、外部的压缩腔体内，压缩通过进口51引入到气缸5中的制冷剂气体。压缩制冷剂气体通过形成在气缸5和辅助框架7a上的内、外出口(图中未显示)排出到排出腔8a中。所排出的高压制冷剂气体通过排出通道9引入到壳体1中。最后，压缩制冷剂气体通过出口管12从壳体1中排出。
图2是俯视截面图，示出了图1所示的传统的绕动式压缩机的压缩操作。
如图2所示，压缩装置P的绕动叶片4的卷体40在气缸5的操作空间53内进行绕动运动，如箭头所示，从而压缩通过进口51引入到操作空间53内的制冷剂气体。以下将详细介绍绕动叶片4的卷体40的绕动运动。
在压缩装置P的绕动叶片4的卷体40的初始绕动位置(即，位于0度绕动位置)，当外压缩腔B2与进口51和外出口53b未连通时，制冷剂气体通过进口51引入到位于卷体40内的内吸入腔A1中，而压缩在位于卷体40外的外压缩腔B2中进行。制冷剂气体在内压缩腔A2中被压缩，同时，压缩制冷剂气体从内压缩腔A2中排出。
在压缩装置P的绕动叶片4的卷体40的90度绕动位置，仍然在外压缩腔B2内进行压缩，几乎全部制冷剂气体都通过内出口53a从内压缩腔A2排出。在此阶段，出现了外吸入腔B1，从而使制冷剂通过进口51引入到外吸入腔B1内。
在压缩装置P的绕动叶片4的卷体40的180度绕动位置，内吸入腔A1消失。具体地讲，内吸入腔A1变为了内压缩腔A2，于是，压缩在内压缩腔A2中进行。在此阶段，外压缩腔B2与外出口53b连通。于是，压缩制冷剂气体通过外出口53b从外压缩腔B2排出。
在压缩装置P的绕动叶片4的卷体40的270度绕动位置，几乎全部压缩制冷剂气体都通过外出口53b从外压缩腔B2排出，并且压缩仍然在内压缩腔A2中进行。并且，在外吸入腔B1中也开始进行压缩。当压缩装置P的绕动叶片4进一步进行绕动90度时，外吸入腔B1消失。具体地讲，外吸入腔B1变为外压缩腔B2，于是，压缩在外压缩腔B2中继续进行。结果，压缩装置P的绕动叶片4的卷体40返回到绕动叶片4的绕动运动的初始位置。这样，就完成了压缩装置P的绕动叶片4的卷体40的360度周期的绕动运动。压缩装置P的绕动叶片4的卷体40持续进行着绕动运动。
未说明的附图标记55表示用于在高压与低压部分之间保持密封的滑动部分。
图3是俯视截面图，示出了图1所示的传统的绕动叶片式压缩机的压缩装置的另一个例子。
如图3所示，在气缸5中形成有环形操作空间53。环形操作空间53具有彼此被封闭部分58分开的相对端。在操作空间53的一端设有侧进口51。在操作空间53的另一端设有内、外出口53a和53b。
卷体40构造为其长度小于操作空间53的长度。卷体40以卷体40位于进口侧的一端与操作空间53之间形成一个吸入通道的方式置于操作空间53内。在出口侧且在卷体40的一端的滑动部分55保持着内、外压缩腔之间的密封。
尽管操作空间53的其它部分基本上是环形的，但是出口侧的操作空间53却具有线性部分59。因此，滑动部分55置于操作空间53的线性部分59内，从而能够使滑动部分55做线性往复运动。从操作空间53的排气孔57排出的压缩制冷剂气体的排出压力，使滑动部分55紧密接触于卷体40出口侧的一端，从而在高压与低压部分之间保持密封。
同时，例如冰箱、空调等制冷装置或空调装置的节能操作进行如下。当冰箱内的温度或装有空调的房间内的温度达到预定温度时，冰箱或空调的压缩机停止运行。另一方面，当冰箱内的温度或房间内的温度超过预定温度时，冰箱或空调的压缩机开始运行。这样，压缩机的运行重复开始和停止。一般地，压缩机开始运行时的能耗高于压缩机正常运行时的能耗。而且，由于压缩机的突然中断和突然启动，导致了在压缩机内的压缩气体与压缩机的部件之间的相互干扰，于是，压缩机的部件被过早地损耗，从而缩短了压缩机的使用寿命。
因此，需要能改变压缩机的容量，而不必如上述那样重复开停压缩机的运行。逆变器系统可以用于改变压缩机的容量。在逆变器系统中，控制马达的转动次数以改变压缩机的容量。然而，逆变器系统存在需要昂贵的电路控制设备和相关的部件的问题。因此，压缩机的生产成本增加了，于是，产品的竞争力降低了。
发明内容
本发明是鉴于上述问题完成的，本发明的目的是提供一种绕动叶片式压缩机的变容装置，这种绕动叶片式压缩机在绕动叶片在气缸内进行绕动运动时，在绕动叶片的内部和外部形成内、外压缩腔，该变容装置能够通过简单操纵转动阀片在内、外压缩腔中进行常规运行和空载运行，从而根据运行模式轻易地改变压缩机的容量。
根据本发明，通过提供一种绕动叶片式压缩机的变容装置能够实现上述和其它目的，包括气缸，具有制冷剂气体进口和制冷剂气体出口；绕动叶片的卷体，用于在气缸界定的操作空间中进行绕动运动从而压缩引入到气缸内的制冷剂气体；辅助框架，用于支撑气缸的一端；转动阀片，设于气缸与辅助框架之间，用于开启和封闭连接在气缸吸入孔与出口之间的连通通道，该气缸吸入孔与气缸的进口连接。
优选的，气缸的操作空间是环形的且具有线性部分，该环形具有相互分离的相对端，该线性部分在操作空间的一端沿切线方向形成，以及卷体的长度小于操作空间的长度，卷体以其一端与操作空间之间形成开口的方式置于操作空间内。
优选的，气缸的操作空间可以被卷体分成内、外压缩腔，出口包括一对分别与内、外压缩腔连通的内出口和外出口。
优选的，变容装置还包括密封装置，与卷体的一端连接，该密封装置是线性滑动部分，用于在具有线性滑动接触面的操作空间的线性部分中进行线性往复运动，该线性滑动部分的一侧与绕动叶片的卷体的该一端接触。
优选的，变容装置还包括加压装置，在气缸与线性滑动部分的另一侧紧邻处，用于向线性滑动部分施加压力，从而使线性滑动部分与卷体的该一端紧密接触。
优选的，加压装置是气体排出孔，在操作空间内与线性滑动部分的另一侧紧邻处，用于排出气体，从而使排出气体所产生的压力施加到线性滑动部分上。
优选的，转动阀片具有排出压力连通孔，该排出压力连通孔与气体排出孔和辅助框架的气体吸入孔连通。
优选的，在气缸的一个表面设有阀操作槽，阀操作槽包括气缸吸入孔和气缸的内、外出口。
优选的，阀操作槽是环形的，阀操作槽外圆周部分的预定位置处设有连接部分操作槽，连接部分操作槽与阀操作槽连通。
优选的，阀操作槽是扇形的，阀操作槽外圆周部分的预定位置处设有连接部分操作槽，连接部分操作槽与阀操作槽连通。
优选的，转动阀片与阀操作槽的形状相同，转动阀片设有连通通道，用于将连通进口与内、外连通出口之间连通，该连通进口与气缸吸入孔对应，该内、外连通出口与气缸的内、外出口分别对应，且转动阀片的连通通道的后部设有分别对应于气缸的内、外出口的内、外阀出口，该内、外阀出口与连通通道不连通。
优选的，辅助框架设有分别与内、外阀出口连通的内、外出口。
优选的，转动阀片的外圆周部分的预定位置处设有传动机构连接部分，传动机构连接部分以杆状形式向外延伸出预定长度，并且该传动机构连接部分可转动地设于连接部分操作槽内。
优选的，传动机构连接部分由传动机构操作，传动机构是螺线管。
优选的，转动阀片的连通进口的一侧设有吸入压力连通槽，在压缩机空载运行时，该吸入压力连通槽与滑动部分的后表面连通。
通过结合附图的下述详细描述，本发明的上述及其它目的、特征和其它优点将能够得到清楚地理解，其中图1是说明传统绕动叶片式压缩机的整体结构的纵向截面图；图2是说明图1所示的传统绕动叶片式压缩机的压缩操作的俯视截面图；
图3是说明图1所示的传统的绕动叶片式压缩机的压缩装置的另一个例子的俯视截面图；图4是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的分解立体图；图5A是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的转动阀片的上部的立体图；图5B是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的转动阀片的下部的立体图；图6A是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的常规运行的俯视图；图6B是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的空载运行的俯视图；图7是说明根据本发明第二优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的分解立体图；图8是说明根据本发明第二优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的转动阀片下部的立体图；图9是说明根据本发明的绕动叶片式压缩机的变容装置的滑动部分在排出压力下的位置的俯视截面图；及图10是说明根据本发明的绕动叶片式压缩机的变容装置的滑动部分在吸入压力下的位置的俯视截面图。
具体实施例方式
现在结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
图4是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的分解立体图。
在气缸5的下表面形成有阀操作槽110(在图中，阀操作槽110形成在缸体5的上表面上)。阀操作槽110包括与气缸5的侧进口51连通的气缸吸入孔111，以及与气缸5中的内、外压缩腔连接的内、外出口53a和53b。在阀操作槽110上可转动设有与阀操作槽110的形状相同的转动阀片120。
参见图5A，转动阀片120包括连通进口121，对应于阀操作槽110的气缸吸入孔111；内、外连通出口122和122a，分别对应于气缸5的内、外出口53a和53b。连通进口121经由连通通道124与内、外连通出口122和122a连通，连通通道124是上部开放的槽形。在内、外连通出口122和122a的后部，分别形成有与连通通道124不连通的内、外阀出口123和123a。在转动阀片120的外圆周部分的预定位置处，设有杆状的传动机构连接部分125。相应地，在阀操作槽110的外圆周部分的预定位置处设有连接部分操作槽112，在连接部分操作槽112内，传动机构连接部分125能够沿着阀操作槽110的外圆周方向转动。连接部分操作槽112与阀操作槽110连通。
在通电时进行线性往复运动的螺线管(图中未显示)用作传动机构。然而，可以不受限制地使用任何种类的传动机构，只要其能够通过传动机构连接部分125使转动阀片120在阀操作槽110中以交替方向转动即可。
在辅助框架7a和气缸5上分别设有气体吸入孔7d和气体排出孔57，使通过设于辅助框架7a的内侧和外侧的内、外出口7b和7c排出的压缩制冷剂气体的压力能够施加到操作空间53内部，从而在压缩机常规运行时，在气缸5的封闭部分58与滑动部分55之间形成一个背压腔(back pressurechamber)。为了防止气体吸入孔7d和气体排出孔57不能通过转动阀片120相互连通，在转动阀片120上还设有排出压力连通孔126，该排出压力连通孔126可以在压缩机常规运行时与气体吸入孔7d和气体排出孔57连通。
如图5B所示，在转动阀片120的连通进口121上设有线性吸入压力连通槽127，该线性吸入压力连通槽127与滑动部分5的后表面连接，这样，在压缩机空载运行时，吸入压力能够施加到在操作空间53的另一侧的滑动部分55的后表面上。
转动阀片120可以为各种形式。例如，转动阀片120可以是对应于阀操作槽110的环形120a。或者，转动阀片120可以是图8中显示的扇形120b，这将在下文详细描述。然而，需要注意的是，转动阀片120的形状是不受限制的，只要在动力从传动机构传递到转动阀片120时转动阀片120能够转动即可。
未说明的附图标记128和129表示固定部分，通过该固定部分，转动阀片120用螺钉固定于气缸5和辅助框架7a上。优选的，固定部分128和129是使转动阀片120能够不受阻碍地转动的延伸孔或槽。
图6A是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的常规运行的俯视图，图6B是说明根据本发明第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置的空载运行的俯视图。
如图6A所示，在绕动叶片式压缩机的变容装置常规运行时，转动阀片120的内、外阀出口123和123a分别与气缸5的内、外出口53a和53b连通。然而，转动阀片120的连通通道124内的连通进口121和内、外连通出口122和122a与气缸5的气缸吸入孔111和内、外出口53a和53b并不分别连通。结果，连通进口121和内、外连通出口122和122a被封闭。
于是，通过气缸5的侧进口51引入到气缸内的制冷剂气体在气缸5中被压缩，然后通过气缸5的内、外出口53a和53b、转动阀片120的内、外阀出口123和123a、以及辅助框架7a的内、外出口7b和7c从气缸5排出。这样，就在气缸5内进行了压缩。
此时，转动阀片120的排出压力连通孔126与辅助框架7a的气体吸入孔7d以及气缸5的气体排出孔57连通。于是，一部分通过辅助框架7a的内、外出口7b和7c排出到排出腔内的压缩制冷剂气体，通过辅助框架7a的气体吸入孔7d、转动阀片120的排出压力连通孔126、以及气缸5的气体排出孔57，被排出到操作空间53中，这形成了背压腔，如图9所示。通过排出气体所产生的压力，实现了滑动部分55的密封。
未说明的附图标记130表示与转动阀片120的传动机构连接部分125连接的传动机构，用于使转动阀片120以交替方向转动。
另一方面，如图6B所示，在绕动叶片式压缩机的变容装置空载运行时，转动阀片120的连通进口121和内、外连通出口122和122a分别与气缸5的气缸吸入孔111和内、外出口53a和53b连通。然而，转动阀片120的内、外阀出口123和123a与气缸5的内、外出口53a和53b并不分别连通。结果，转动阀片120的内、外阀出口123和123a被封闭。
于是，通过气缸5的侧进口51引入到气缸中的制冷剂气体，通过气缸吸入孔111引入到转动阀片120的连通进口121中，沿着连通通道124被引导，然后通过转动阀片120的内、外阀出口123和123a以及气缸5的内、外出口53a和53b被引入到气缸5中。这样，就进行了空载运行。
此时，转动阀片120的吸入压力连通槽127的末端位于滑动部分55的后表面。因此，通过气缸5的侧进口51和气缸吸入孔111引入的制冷剂气体的压力，通过吸入压力连通槽127施加在滑动部分55的后表面上。同时，如图10所示，滑动部分55紧密压接于操作空间53的线性部分59的末端。于是，卷体40的内部和外部相互连通。
图7和图8说明了根据本发明第二优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置。根据本发明第二优选实施例的绕动叶片式压缩机的变容装置除了转动阀片120是扇形120b以外，在结构和操作上都与根据本发明的第一优选实施例的绕动叶片式压缩机的结构和操作一致。因此，对于根据本发明第二优选实施例的绕动叶片式压缩机的压缩装置，将不再给予详细描述。然而，应当注意的是，只要转动阀片120能正常运行，转动阀片120的形状是不限的。
从上述描述可见，本发明提供了一种绕动叶片式压缩机的变容装置，该绕动叶片式压缩机在绕动叶片在气缸内进行绕动运动时具有形成于绕动叶片内部和外部的内、外压缩腔，该变容装置能够通过简单操纵转动阀片在内、外压缩腔中进行常规运行和空载运行，从而根据运行模式轻易地改变压缩机的容量。因此，本发明具有获得绕动叶片式压缩机的经济效率，降低能耗并且防止绕动叶片式压缩机由于重复启动和停止运行造成的部件使用寿命的减少的效果，从而提高了绕动叶片式压缩机的性能和可靠性。
虽然为了说明目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将来可能推导出不同的修改、补充或替换都不脱离权利要求书中公开的本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种绕动叶片式压缩机的变容装置，包括气缸，具有制冷剂气体进口和制冷剂气体出口；绕动叶片的卷体，用于在气缸所界定的操作空间中进行绕动运动，以压缩引入到气缸内的制冷剂气体；辅助框架，用于支撑气缸的一端；以及转动阀片，置于气缸与辅助框架之间，用于开启或封闭连接在气缸吸入孔与出口之间的连通通道，该气缸吸入孔与气缸的制冷剂气体进口连通。
2.如权利要求1所述的变容装置，其中气缸内的操作空间为环形并且具有线性部分，该环形具有相互分离的相对端，该线性部分在操作空间的一端沿切线方向形成，以及卷体设置为其长度小于操作空间的长度，卷体以卷体的一端与操作空间之间形成开口的方式置于操作空间中。
3.如权利要求2所述的变容装置，其中气缸的操作空间被卷体分为内、外压缩腔，以及该制冷剂气体出口包括一对分别与内、外压缩腔连通的内、外出口。
4.如权利要求2所述的变容装置，还包括密封装置，与卷体的一端接触，该密封装置是用于在具有线性滑动接触表面的操作空间的线性部分内进行线性往复运动的线性滑动部分，该线性滑动部分的一侧与绕动叶片的卷体的该一端相接触。
5.如权利要求4所述的变容装置，还包括加压装置，在气缸紧邻线性滑动部分的另一侧处，用于向线性滑动部分施加压力，使线性滑动部分与卷体的该一端紧密接触。
6.如权利要求5所述的变容装置，其中加压装置是气体排出孔，在操作空间内紧邻线性滑动部分的另一侧处，用于使气体通过该气体排出孔排出，从而排出气体产生的压力施加在线性滑动部分上。
7.如权利要求6所述的变容装置，其中转动阀片具有排出压力连通孔，该排出压力连通孔与气体排出孔和辅助框架的气体吸入孔连通。
8.如权利要求1所述的变容装置，其中气缸的一个表面设有阀操作槽，该阀操作槽包括气缸吸入孔和气缸的该内、外出口。
9.如权利要求8所述的变容装置，其中阀操作槽是环形的，以及阀操作槽的外圆周部分的预定位置处设有连接部分操作槽，该连接部分操作槽与阀操作槽连通。
10.如权利要求8所述的变容装置，其中阀操作槽是扇形的，以及阀操作槽的外圆周部分的预定位置处设有连接部分操作槽，该连接部分操作槽与阀操作槽连通。
11.如权利要求9或10所述的变容装置，其中转动阀片的形状与阀操作槽的形状相同，转动阀片具有连通通道，用于将连通进口与内、外连通出口连通，该连通进口对应于该气缸吸入孔，该内、外连通出口分别对应于气缸的该内、外出口，以及转动阀片的连通通道后部设有分别对应于气缸的该内、外出口的内、外阀出口，该内、外阀出口与连通通道不连通。
12.如权利要求11所述的变容装置，其中辅助框架上具有分别连通内、外阀出口的内、外出口。
13.如权利要求11所述的变容装置，其中转动阀片的外圆周部分的预定位置处设有传动机构连接部分，该传动机构连接部分以杆状形式向外延伸预定长度，以及传动机构连接部分可转动地置于连接部分操作槽内。
14.如权利要求13所述的变容装置，其中传动机构连接部分由传动机构操作。
15.如权利要求14所述的变容装置，其中传动机构是螺线管。
16.如权利要求11所述的变容装置，其中转动阀片在其连通进口的一侧设有吸入压力连通槽，在压缩机空载运行时，该吸入压力连通槽与滑动部分的后表面侧连通。
全文摘要
本发明公开了一种绕动叶片式压缩机的变容装置，其能够通过简单操纵转动阀片来在内、外压缩腔中进行常规运行和空载运行，从而根据运行模式轻易地改变压缩机的容量。变容装置包括置于气缸与辅助框架之间的转动阀片，用于在传动机构沿着往复方向转动时开启或封闭连接在气缸的进口与气缸的内、外出口之间的连通通道。因此，本发明具有减少能耗、防止由于绕动叶片式压缩机重复开、停运行而缩短绕动叶片式压缩机部件的使用寿命的效果，因此，提高了绕动叶片式压缩机的性能和稳定性。
文档编号F04C18/344GK1828057SQ20051009155
公开日2006年9月6日 申请日期2005年8月23日 优先权日2005年3月4日
发明者黄善雄, 刘东原 申请人:Lg电子株式会社