專利名稱：多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉的是旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，特別涉及的是多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)背景技術(shù)壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用在各產(chǎn)業(yè)中。壓縮機(jī)是指接收由電機(jī)等動力源傳遞的動力，通過對空氣或冷媒以及其他特殊氣體施加壓縮，增加壓縮工作氣體壓力的一種裝置。壓縮機(jī)根據(jù)壓縮的方式分為容積型壓縮機(jī)和渦輪型壓縮機(jī)，其中容積型壓縮機(jī)(Positive displacement compressor)采用通過減小體積而增加其壓力的壓縮方式；渦輪型壓縮機(jī)(Turbo compressor)采用將氣體的運動能量轉(zhuǎn)換為壓力能量的壓縮方式。在容積型壓縮機(jī)中，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)主要用于如空調(diào)等空氣調(diào)節(jié)設(shè)備中，近來隨著空調(diào)的功能不斷增加的趨勢，對容量可調(diào)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的要求也越來越顯著。
至今為止，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的冷媒采用CFC系列的含氯冷媒。因為這種冷媒存在破壞臭氧層，從而導(dǎo)致地球暖化的現(xiàn)象，其使用正在被限制，也因此激勵著對能取代現(xiàn)有冷媒技術(shù)的研究和開發(fā)。以目前的開發(fā)形勢，替代冷媒很可能會是二氧化碳。地球暖化問題的研究不僅局限在替代冷媒的領(lǐng)域，還要同時提高設(shè)備的效率。因為目前的大部分電能還是通過燃燒煤炭等燃料的方式獲取，而燃燒煤炭等燃料時產(chǎn)生的二氧化碳才是導(dǎo)致地球暖化罪魁禍?zhǔn)住?br> 在被稱之為冷凍系統(tǒng)之心臟的壓縮機(jī)中，人們最關(guān)注的問題是怎樣將保留現(xiàn)有壓縮機(jī)性能的前提下，提供一種適用對地球環(huán)境無害的替代冷媒。因此，出現(xiàn)了一種容量可調(diào)且可以使用替代冷媒的壓縮機(jī)—具有多個壓縮單元的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。
在普通的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，對各自將冷媒進(jìn)行吸入、壓縮和排出的多個壓縮單元，以及對壓縮單元進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動單元將被容納在密封容器內(nèi)。
在上述壓縮單元中，隨著驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸將一體形成多個離心凸輪，且各離心凸輪的外周面將被嵌入柱塞并進(jìn)行固定。柱塞位于氣缸的內(nèi)部，并在與氣缸內(nèi)經(jīng)接觸的狀態(tài)下進(jìn)行往復(fù)運動。在氣缸內(nèi)部，將通過與柱塞接觸的滾環(huán)分隔為吸氣室和壓縮室。上述驅(qū)動單元由可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成，并與壓縮單元一起被容納到密封容器的內(nèi)部。
在如上所述普通的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，柱塞與氣缸的內(nèi)徑進(jìn)行接觸并反復(fù)地對冷媒進(jìn)行吸入、壓縮和排出。在負(fù)荷較大而需要以更大的容量運行以下簡稱正常模式時，分別驅(qū)動多個壓縮單元；當(dāng)負(fù)荷較小而需要以較小的容量運行從而減少電能消耗以下簡稱省電模式時，采用阻攔吸入到一部分壓縮單元中的冷媒的方法，當(dāng)滾環(huán)(Vane)向后移動之后利用固定片(Piece)等進(jìn)行固定，清除吸入室和壓縮室之間的分隔狀態(tài)，從而使柱塞進(jìn)行空轉(zhuǎn)Idling而無法對冷媒進(jìn)行壓縮的方法。
也可以將具有控制驅(qū)動器的變極電機(jī)(Inverter motor)用作驅(qū)動單元，通過調(diào)整其速度達(dá)到調(diào)整冷媒容量的目的。
但是如上所述的普通旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及其運行方法存在如下缺點。
第一，對吸入到壓縮單元中的冷媒進(jìn)行阻攔的方式，無法實現(xiàn)各種不同容量的變化。
第二，在省電模式下使?jié)L環(huán)向后移動并對其進(jìn)行固定的方式，需要另行安裝如固定片等部件，并需要配備安裝上述部件所需的空間，從而增加生產(chǎn)工序。
第三，隨著固定片長時間反復(fù)地對滾環(huán)進(jìn)行沖擊，表面產(chǎn)生損害，并且導(dǎo)致產(chǎn)生磨損或雜質(zhì)，從而降低其質(zhì)量。
第四，在采用空轉(zhuǎn)或阻攔冷媒吸入的方式時，因為無法使用一部分壓縮單元，所以會降低壓縮機(jī)的效率。
第五，當(dāng)變極電機(jī)用作驅(qū)動單元時，因為其價格較高而提高生產(chǎn)成本，因此，目前需要一種在價格比較低廉的定速電機(jī)實現(xiàn)容量調(diào)節(jié)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種不僅根據(jù)室內(nèi)溫度的變化調(diào)節(jié)其容量，還能使生產(chǎn)成本降到最低的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，本發(fā)明的另一目的在于提供一種當(dāng)為減少冷媒的排出量而以省電模式工作時，同時使用多個壓縮單元的狀態(tài)下實現(xiàn)省電效果的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，該多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)包括內(nèi)部形成密閉控件的外殼；安裝于外殼中用于產(chǎn)生驅(qū)動力的驅(qū)動單元；通過接收由驅(qū)動單元傳遞的驅(qū)動力對冷媒壓縮的第1壓縮單元及第2壓縮單元，將冷媒引導(dǎo)到第1壓縮單元中的第1吸入管；安裝于第1吸入管中用于對吸入冷媒進(jìn)行控制的控制閥；將冷媒引導(dǎo)到第2壓縮單元中的第2吸入管；通過覆蓋對第2壓縮單元的排出冷媒進(jìn)行控制的第2排出閥，對第2壓縮單元中排出的冷媒進(jìn)行暫時保存的腔；連接腔和控制閥的連接管；通過貫通第1壓縮單元以及第2壓縮單元，對腔和外殼的密封空間進(jìn)行連通的冷媒流路；安裝在冷媒流路中對冷媒流路進(jìn)行開關(guān)的限制閥。
所述控制閥為三通閥。
所述冷媒流路以環(huán)形構(gòu)成，且以垂直貫通在其內(nèi)部形成用于對冷媒進(jìn)行壓縮的內(nèi)部空間的各壓縮單元的氣缸；在氣缸一側(cè)形成上下覆蓋形式有的上側(cè)軸承、中間軸承、下側(cè)軸承。
所述限制閥為簧片閥。
所述驅(qū)動單元使用定速電機(jī)。
在所述第1壓縮單元以及第2壓縮單元中，用于對壓縮冷媒進(jìn)行吸入和壓縮的內(nèi)部空間容量各不相同。
在所述第1吸入管和第2吸入管中只有其中的一個與儲液罐連接。
所述第1吸入管以及第2吸入管的吸入一側(cè)各自與對冷媒中的氣態(tài)液體進(jìn)行分離的儲液罐連接。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明對被壓縮后的冷媒再次進(jìn)行壓縮，能達(dá)到較高的排出壓力，從而能提高其體積效率。此外，因為再次壓縮時使用已經(jīng)被壓縮后的冷媒，能減少向排出壓力的外殼內(nèi)部的泄漏，并大幅減少傳遞到吸入方低溫冷媒中的熱量。同時，本發(fā)明相對于在省電模式下向后移動滾環(huán)并進(jìn)行固定的方式，不需要配備單獨的部件和安裝空間，生產(chǎn)工序簡單。由于不再需要使用固定片對后退的滾環(huán)進(jìn)行固定，因此可以避免磨損及異物產(chǎn)生等問題，從而提高其產(chǎn)品的穩(wěn)定性能和質(zhì)量。
本發(fā)明在省電模式下仍然使用多個壓縮單元，能提高電機(jī)及壓縮機(jī)的效率。由于對被壓縮后的冷媒再次進(jìn)行壓縮，所需要的動力相對于正常模式更少，從而實現(xiàn)省電效果。利用價格比較低廉的定速電機(jī)調(diào)節(jié)容量，能節(jié)省成本。


圖1是本發(fā)明實施例縱向剖面圖；圖2是本發(fā)明實施例在正常模式工作狀態(tài)剖面圖；圖3是本發(fā)明實施例在省電模式工作狀態(tài)剖面圖。
***附圖主要部分的符號說明料***100外殼 110排出管130儲液罐 200驅(qū)動單元210定子 220轉(zhuǎn)子230旋轉(zhuǎn)軸 300第1壓縮單元310第1氣缸 320上側(cè)軸承330第1內(nèi)部空間 340第1柱塞350中間軸承 360第1排出孔370第1排出閥400第2壓縮單元410第2氣缸 430第2內(nèi)部空間440第2柱塞 450下側(cè)軸承460第2排出孔470第2排出閥500限制閥 710第1吸入管715控制閥 720連接管730第2吸入管740腔具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明實施例縱向剖面圖。
如圖所示，本發(fā)明的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，包括在內(nèi)部形成密閉控件的外殼100；安裝于外殼100中用于產(chǎn)生驅(qū)動力的驅(qū)動單元200；通過接收由驅(qū)動單元200傳遞的驅(qū)動力，對冷媒進(jìn)行壓縮的第1壓縮單元300及第2壓縮單元400；將冷媒引導(dǎo)到第1壓縮單元300中的第1吸入管710；安裝于第1吸入管710中，用于對吸入冷媒進(jìn)行控制的控制閥715；將冷媒引導(dǎo)到第2壓縮單元400中的第2吸入管730；通過覆蓋對第2壓縮單元400的排出冷媒進(jìn)行控制的第2排出閥470，對第2壓縮單元400中排出的冷媒進(jìn)行暫時保存的腔740；連接腔740和控制閥715的連接管720；通過貫通第1壓縮單元300以及第2壓縮單元400，對腔740和外殼100的密封空間進(jìn)行連通的冷媒流路600；安裝在冷媒流路600中，對冷媒流路600進(jìn)行開關(guān)的限制閥500。
上述外殼100以貫通凸出管110、第1吸入管710以及第2吸入管730的方式形成。
上述驅(qū)動單元200包括固定在外殼100的內(nèi)部從外部接入電源的定子210；在定子210的內(nèi)部以間隔一定空隙的方式安裝，在與定子發(fā)生相互作用的過程中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子220；與轉(zhuǎn)子220形成為一體用于將驅(qū)動力傳遞到各壓縮單元300，400中，具有兩個離心部的旋轉(zhuǎn)軸230。
如上所述的驅(qū)動單元200采用定速電機(jī)為宜，因為定速電機(jī)的價格相對低于具有控制驅(qū)動器的變極電機(jī)。
上述壓縮單元包括第1壓縮單元300和第2壓縮單元400。其中第1壓縮單元300，包括安裝于外殼100內(nèi)部的環(huán)狀的第1氣缸310；通過覆蓋第1氣缸310的上下兩側(cè)共同形成第1內(nèi)部空間330，并在半徑方向?qū)πD(zhuǎn)軸230進(jìn)行支撐的上側(cè)軸承320和中間軸承350；插入到旋轉(zhuǎn)軸230的上側(cè)離心部，在第1氣缸310的第1內(nèi)部空間330中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)過程中對冷媒進(jìn)行壓縮的第1柱塞340；為了使其與第1柱塞340的外周面壓接，以能沿著第1氣缸310的半徑方向移動的方式結(jié)合，將第1氣缸310的第1內(nèi)部空間330分隔為第1吸入室和第1壓縮室的第1滾環(huán)(圖中未標(biāo)出)；以可以開關(guān)的方式與在上述上側(cè)軸承320中形成且與第1壓縮室連通的第1排出孔360的前端結(jié)合，對第1壓縮室中排出的冷媒進(jìn)行調(diào)節(jié)的第1排出閥370。
上述第2壓縮單元400，包括位于第1氣缸310的下方并與中間軸承350接觸的環(huán)狀的第2氣缸410；通過結(jié)合到第2氣缸410的上側(cè)面共同形成第2內(nèi)部空間430，并在半徑方向以及軸方向?qū)πD(zhuǎn)軸230進(jìn)行支撐的下側(cè)軸承450；以旋轉(zhuǎn)的方式與旋轉(zhuǎn)軸230的下側(cè)離心部結(jié)合，對位于第2氣缸410的第2內(nèi)部空間430的冷媒進(jìn)行壓縮的第2柱塞440；為了使其與第2柱塞440的外周面壓接，以沿著第2氣缸410的半徑方向移動的方式結(jié)合，將第2氣缸410的第2內(nèi)部空間430分隔為第2吸入室和第2壓縮室的第2滾環(huán)(圖中未標(biāo)出)；以開關(guān)的方式與在下側(cè)軸承450一側(cè)形成且與第2壓縮室連通的第2排出孔460前端結(jié)合的第2排出閥470。
上述第1氣缸310的內(nèi)部空間330的體積和第2氣缸410的第2內(nèi)部空間430的體積可以相同，但為了實現(xiàn)多種容量之間的調(diào)節(jié)，以不同體積形成為宜。
上述第1吸入管710以及第2吸入管730的吸入一側(cè)與用于對冷媒中的氣態(tài)液體進(jìn)行分離的儲液罐130連接。上述儲液罐130在從外部接收冷媒的一個儲液罐管135中分離氣態(tài)液體之后，將純氣體成分傳送到第1吸入管710和第2吸入管730。而在第1吸入管或第2吸入管中，其中一個可以不通過儲液罐130而直接連接到壓縮單元中。
上述控制閥715使用三通閥3為宜，且為了對其閥門進(jìn)行控制，上述控制閥715與微型處理器連接。
為了防止冷媒發(fā)生泄漏，腔740緊密地安裝在第2壓縮單元400的下方更準(zhǔn)確地說是下側(cè)軸承450的下方并保持密封。
此外，為了降低壓縮機(jī)運行時產(chǎn)生的噪音，對腔740進(jìn)行設(shè)計時使其同時利用消聲器的作用為宜。
詳細(xì)地說，冷媒流路以垂直貫通上側(cè)軸承320、第1氣缸310、中間軸承350、第2氣缸410以及下側(cè)軸承450的一側(cè)的方式形成。
上述限制閥500使用簧片閥為宜?；善y是指一種薄板形狀，隨著氣體的壓力差進(jìn)行彎曲從而起到自動開關(guān)作用的閥門。上述限制閥，包括以薄板形狀形成的主體和用于固定主體的固定部510。
下面，對本發(fā)明的作用及效果進(jìn)行說明。
圖2是本發(fā)明實施例在正常模式工作狀態(tài)剖面圖。如圖所示，當(dāng)在冷媒的需求量較大的正常模式下工作時，首先對控制閥715進(jìn)行操作阻止冷媒在連接管720中的流動，使冷媒流入第1壓縮單元300，同時使冷媒通過第2吸入管730流入到第2壓縮單元400。
當(dāng)為驅(qū)動單元200接通電源時，旋轉(zhuǎn)軸230開始旋轉(zhuǎn)且第1柱塞340和第2柱塞440在各自的氣缸內(nèi)部空間330，340進(jìn)行往復(fù)運動，并在第1滾環(huán)(圖中未標(biāo)出)以及第2滾環(huán)(圖中未標(biāo)出)之間形成容積從而吸入冷媒。在通過儲液罐130之后的冷媒，一部分將通過第1吸入管710被吸入到第1壓縮單元300中，并在被壓縮之后通過第1排出孔360排出到外殼100的內(nèi)部。通過儲液罐130之后剩余部分的冷媒，通過第2吸入管730被吸入到第2壓縮單元400中，并在被壓縮之后通過第2排出孔460排出到腔740的內(nèi)部。當(dāng)腔740內(nèi)部的冷媒達(dá)到一定壓力以上時，限制閥500將被彎曲從而使冷媒流動到外殼100中的密封空間中。各自從第1壓縮單元300和第2壓縮單元400中排出的冷媒將填滿外殼100的內(nèi)部，然后通過排出管排出到外殼100的外部，依次循環(huán)執(zhí)行上述過程。
如上所述，在正常模式下工作時，上述第1壓縮單元以及第2壓縮單元將被并聯(lián)，從而各自對冷媒進(jìn)行壓縮和排出，并在外殼100內(nèi)部聚集之后通過排出管移動到壓縮機(jī)的外部，因此其冷媒的排出量相對于后續(xù)要說明的省電模式更多。
圖3是本發(fā)明實施例在省電模式工作狀態(tài)剖面圖。如圖所示，通過操作控制閥715，使通過儲液罐130之后的吸入冷媒無法直接流入第1壓縮單元300，只讓經(jīng)過連接管720的冷媒流入第1壓縮單元300。此時，通過儲液罐130之后的冷媒將通過第2吸入管730全部被吸入到第2壓縮單元400中，被壓縮之后通過第2排出孔460排出到腔740內(nèi)部。暫時保存到腔740內(nèi)部的冷媒通過連接管720流入到第1壓縮單元300并被再次壓縮。而被再次壓縮之后的冷媒將通過第1排出孔360排出到外殼100的內(nèi)部，最后通過排出管引導(dǎo)到外部的冷凍系統(tǒng)。在上述情況下，因為外殼100內(nèi)部的壓力為排出壓而高于腔740內(nèi)部的壓力，因此限制閥500不會被開放，腔740內(nèi)部的全部冷媒都將通過連接管720流入到第1壓縮單元中。
如上所述，在省電模式下工作時，上述第2壓縮單元400中壓縮的冷媒將移動到第1壓縮單元300并被再次壓縮。即壓縮單元被串聯(lián)，從而使冷媒依次通過第2壓縮單元400和第1壓縮單元300被壓縮并排出，因此雖然冷媒的排出量相對較小，但卻可以達(dá)到較高的壓縮比例。此外，為了獲得指定水準(zhǔn)的排出壓力，會經(jīng)過兩個階段的壓縮過程，尤其是在第1壓縮單元300中吸入的是通過第2壓縮單元400壓縮至一定程度后的冷媒，因此所需要的動力非常小。所以在省電模式下工作時，第1壓縮單元以及第2壓縮單元所需動力的和將小于正常模式，從而實現(xiàn)節(jié)電效果。
此外，因為本發(fā)明具有控制單元，所以在不使用高價變極電機(jī)而使用價格較低廉的定速電機(jī)的狀態(tài)下，仍然可以通過正常模式和省電模式實現(xiàn)容量的調(diào)節(jié)，從而降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，該多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)包括內(nèi)部形成密閉控件的外殼；安裝于外殼中用于產(chǎn)生驅(qū)動力的驅(qū)動單元；通過接收由驅(qū)動單元傳遞的驅(qū)動力對冷媒壓縮的第1壓縮單元及第2壓縮單元，其特征在于，將冷媒引導(dǎo)到第1壓縮單元中的第1吸入管；安裝于第1吸入管中用于對吸入冷媒進(jìn)行控制的控制閥；將冷媒引導(dǎo)到第2壓縮單元中的第2吸入管；通過覆蓋對第2壓縮單元的排出冷媒進(jìn)行控制的第2排出閥，對第2壓縮單元中排出的冷媒進(jìn)行暫時保存的腔；連接腔和控制閥的連接管；通過貫通第1壓縮單元以及第2壓縮單元，對腔和外殼的密封空間進(jìn)行連通的冷媒流路；安裝在冷媒流路中對冷媒流路進(jìn)行開關(guān)的限制閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，所述控制閥為三通閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，所述冷媒流路以環(huán)形構(gòu)成，且以垂直貫通在其內(nèi)部形成用于對冷媒進(jìn)行壓縮的內(nèi)部空間的各壓縮單元的氣缸；在氣缸一側(cè)形成上下覆蓋形式有的上側(cè)軸承、中間軸承、下側(cè)軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，所述限制閥為簧片閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動單元使用定速電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，在所述第1壓縮單元以及第2壓縮單元中，用于對壓縮冷媒進(jìn)行吸入和壓縮的內(nèi)部空間容量各不相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，在所述第1吸入管和第2吸入管中只有其中的一個與儲液罐連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其特征在于，所述第1吸入管以及第2吸入管的吸入一側(cè)各自與對冷媒中的氣態(tài)液體進(jìn)行分離的儲液罐連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多階段旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)包括外殼；安裝于外殼中的驅(qū)動單元；第1壓縮單元及第2壓縮單元，第1吸入管；安裝于第1吸入管中的控制閥；第2吸入管；第2排出閥；對第2壓縮單元中排出的冷媒進(jìn)行暫時保存的腔；連接腔和控制閥的連接管；貫通第1壓縮單元以及第2壓縮單元的冷媒流路；安裝在冷媒流路中的限制閥。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明對被壓縮后的冷媒再次壓縮，能達(dá)到較高的排出壓力，提高其體積效率，減少外殼內(nèi)部的泄漏，并大幅減少傳遞到吸入方低溫冷媒中的熱量。本發(fā)明是在省電模式下向后移動滾環(huán)并進(jìn)行固定的方式，不需要配備單獨的部件和安裝空間，生產(chǎn)工序簡單，避免磨損及異物產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性能和質(zhì)量。
文檔編號F04C23/00GK1955474SQ20051001567
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者李承俊, 車剛旭 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司