專利名稱：防止在停機(jī)時(shí)無動(dòng)力反向運(yùn)行的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靠近壓縮機(jī)排氣管路的閥，該閥可防止經(jīng)壓縮的制冷劑倒流到壓縮機(jī)泵送單元中，并防止由此導(dǎo)致的在壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)出現(xiàn)的壓縮機(jī)反向運(yùn)行。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)可用于絕大多數(shù)的制冷劑壓縮應(yīng)用場(chǎng)合。在壓縮機(jī)中，制冷劑通常被引入吸氣腔，該吸氣腔圍繞用于壓縮機(jī)泵送單元的馬達(dá)。吸入的制冷劑冷卻馬達(dá)，并最終移動(dòng)到壓縮機(jī)泵送單元的壓縮腔內(nèi)，并在其中被壓縮，制冷劑再流經(jīng)排氣端口以便進(jìn)入排氣腔。從排氣腔，制冷劑流入壓縮機(jī)排氣管，并隨后向下游進(jìn)入制冷劑系統(tǒng)的下一個(gè)部件。
廣泛使用的一種常用壓縮機(jī)類型是渦旋式壓縮機(jī)。在渦旋式壓縮機(jī)中，第一渦旋件具有基部和從基部延伸的大致螺旋形的渦卷部，第二渦旋件具有基部和從其基部延伸的大致螺旋形的渦卷部。兩個(gè)渦卷部相互配合以便限定壓縮腔。第一渦旋件受迫相對(duì)于第二渦旋件轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)兩個(gè)渦旋件彼此轉(zhuǎn)動(dòng)式，壓縮腔的尺寸減小，因此可壓縮夾在其中的制冷劑。
渦旋式壓縮機(jī)具有這樣的問題，即，所謂的在無動(dòng)力輸入的情況下出現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)。渦旋式壓縮機(jī)優(yōu)選為沿優(yōu)選方向受驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。如果第一渦旋件沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則可能出現(xiàn)不希望的噪音和對(duì)壓縮機(jī)的潛在損壞，這是由于轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件超速運(yùn)行和軸配重而造成的。
在渦旋式壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，非常大量的制冷劑存在在冷凝器中以及在壓縮機(jī)下游的排氣管路附近。在停機(jī)時(shí)，經(jīng)壓縮的制冷劑膨脹經(jīng)過壓縮腔，并且反向驅(qū)動(dòng)正在轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件。這是不希望的。
有時(shí)安裝在渦旋式壓縮機(jī)中的排氣止回閥用于阻止制冷劑膨脹經(jīng)過渦旋件，并由此防止反向旋轉(zhuǎn)。該止回閥可能具有可靠性的問題，這是由于止回閥在長(zhǎng)期使用之后可能磨損和疲勞斷裂。因此，對(duì)于在無動(dòng)力輸入情況下的反向旋轉(zhuǎn)及其相關(guān)的內(nèi)部止回閥的使用還存在問題。
在螺桿式壓縮機(jī)中也存在相似的問題，如果沒有適當(dāng)?shù)难b置來阻止制冷劑的反向流動(dòng)的話，在螺桿式壓縮機(jī)中制冷劑可能膨脹經(jīng)過螺桿壓縮元件。螺桿元件的反向旋轉(zhuǎn)可能損壞螺桿式壓縮機(jī)的螺桿。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明所披露的實(shí)施例中，電磁閥設(shè)置在排氣管中或在壓縮機(jī)殼體外部靠近壓縮機(jī)的排氣管路中。優(yōu)選的是，在壓縮機(jī)馬達(dá)停機(jī)之后，該閥馬上關(guān)閉。如果在壓縮機(jī)馬達(dá)停機(jī)之前或壓縮機(jī)馬達(dá)停機(jī)時(shí)立即關(guān)閉該閥，則可能出現(xiàn)制冷劑壓力增大的潛在問題，這是因?yàn)樵谕C(jī)之后該馬達(dá)將在一短時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)正向運(yùn)行。然而，如果該閥在馬達(dá)停機(jī)之后的一長(zhǎng)時(shí)間段之后才關(guān)閉，則來自冷凝器和排氣管路的制冷劑將反向膨脹流經(jīng)渦旋件，從而使得渦旋件反向運(yùn)行。因此，對(duì)于優(yōu)化性能而言在短的時(shí)間范圍內(nèi)關(guān)閉該閥是非常必要的。這樣，在披露的實(shí)施例中，優(yōu)選的是，該閥在停機(jī)之后的0.1-1.0秒之間關(guān)閉。本發(fā)明披露了電磁閥，但是使用其它類型的閥也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在另一特征中，高壓開關(guān)定位在該電磁閥的上游。如果該電磁閥在壓縮機(jī)運(yùn)行的過程不經(jīng)意地關(guān)閉，該高壓開關(guān)將快速地感測(cè)到壓力的不希望的增大。如果檢測(cè)到過壓情況，該高壓開關(guān)優(yōu)選為與控制器連接，該控制器使得馬達(dá)停機(jī)。


參照以下的詳細(xì)描述和附圖，可更好地理解本發(fā)明的這些和其他的特征。在附圖中圖1是依據(jù)本發(fā)明的制冷劑循環(huán)的示意圖；圖2示出了可選擇的部件；和圖3示出了另一可選擇的部件。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的壓縮機(jī)20具有壓縮機(jī)泵送單元22。吸氣管24將吸入的制冷劑輸送到吸氣壓力腔25。從該吸氣壓力腔25，制冷劑可向上流入壓縮腔27，該壓縮腔形成在轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件30和不轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件32之間。對(duì)于采用渦旋件的壓縮機(jī)泵送單元22而言已知的是，如上所述，在停機(jī)時(shí)可能出現(xiàn)無動(dòng)力輸入情況下的反向旋轉(zhuǎn)的問題。盡管本發(fā)明示出了渦旋式壓縮機(jī)，但是具有無動(dòng)力輸入情況下的反向旋轉(zhuǎn)的問題的任何類型的壓縮機(jī)(例如螺桿式壓縮機(jī))均可借助本發(fā)明獲得有益的技術(shù)效果。
所示的排氣腔34位于緊靠固定渦旋件32的下游。如圖所示，沒有設(shè)置止回閥以便分隔開排氣腔34和離開固定渦旋件端口36的制冷劑出口。在這種情況下，止回閥的作用由閥部件40來代替。如圖所示，制冷劑從排氣腔34流經(jīng)排氣管38，并向下游朝向冷凝器48、主膨脹裝置50、和蒸發(fā)器52流動(dòng)。
盡管本發(fā)明所示的壓縮機(jī)20具有緊靠下游的冷凝器48，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的壓縮機(jī)還可用于選擇性地將制冷劑從排氣管38引導(dǎo)到冷凝器48或蒸發(fā)器52的制冷劑循環(huán)。這種選擇性的引導(dǎo)可借助例如采用四通換向閥122來實(shí)現(xiàn)(參見圖2)。這種制冷劑循環(huán)可用于熱泵系統(tǒng)，并且對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是公知的。另外，該制冷劑系統(tǒng)還可提供有蒸氣噴射、液體噴射、或旁通卸載能力(參見圖3)。
馬達(dá)37驅(qū)動(dòng)一軸39，以便使得轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件30相對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件32進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管所示的不轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件32是固定渦旋件，但是本發(fā)明也可覆蓋不轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋件可軸向移動(dòng)的渦旋式壓縮機(jī)。
本說明書所述的本發(fā)明涉及一種由電磁閥控制器44操縱的閥部件40，以便阻止來自冷凝器48的制冷劑在壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)經(jīng)排氣管38反向流動(dòng)。同樣，還可采用其它類型的截止閥。
如圖所示，控制器46與閥控制器44進(jìn)行通信連接，并且還與用于馬達(dá)37的(位于壓縮機(jī)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的)截止閥47進(jìn)行通信連接。另外，可選的高壓開關(guān)42感測(cè)排氣管38中的壓力，并與控制器46進(jìn)行通信連接。
當(dāng)控制器46使得馬達(dá)37停機(jī)時(shí)，其促動(dòng)電磁閥控制器44以便驅(qū)動(dòng)該閥40到關(guān)閉位置，如圖1所示。在該促動(dòng)之前，該閥40處于縮回位置，在該位置其不阻止流經(jīng)排氣管38的流動(dòng)。對(duì)于安全考慮而言，優(yōu)選的是，采用這樣類型的閥，該閥在供應(yīng)給該閥的動(dòng)力被切斷之后可保持常開的位置。
優(yōu)選的是，該促動(dòng)在信號(hào)已經(jīng)發(fā)送以便使得馬達(dá)37停機(jī)之后的一短的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。這使得馬達(dá)停止正向旋轉(zhuǎn)，并在該閥40阻擋經(jīng)壓縮的制冷劑流動(dòng)之前，防止進(jìn)一步的壓縮。另一方面，所希望的是，該閥40移動(dòng)成便于在停機(jī)之后立即阻止所述流動(dòng)，以便防止制冷劑從下游位置反向回流經(jīng)過排氣管38，并防止?jié)撛诘臒o動(dòng)力輸入情況下的反向運(yùn)行狀況。在所述實(shí)施例中，該時(shí)間段在0.1-1.0秒之間。當(dāng)然，其它時(shí)間段也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
另外，由于閥控制器44可能出現(xiàn)故障并驅(qū)動(dòng)該閥40至其關(guān)閉位置，因此當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，采用了高壓開關(guān)42。如果高壓開關(guān)42感測(cè)到排氣管38中的壓力高于預(yù)期的或所希望的壓力，其向控制器46發(fā)送一信號(hào)?？刂破?6隨后在操作中使得馬達(dá)37停機(jī)，以便評(píng)價(jià)該故障。如果在所采用的電磁閥兩側(cè)的壓力差超過某一預(yù)定數(shù)值則迫使該電磁閥打開，采用這樣的電磁閥也落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，在這種情況下根本不需要采用高壓開關(guān)42。
圖2示出了壓縮機(jī)120，同樣，該壓縮機(jī)可以是螺桿式或渦旋式壓縮機(jī)，或者容易出現(xiàn)無動(dòng)力輸入情況下的反向旋轉(zhuǎn)的任何類型的壓縮機(jī)。圖2和圖3所示的任何詳細(xì)內(nèi)容均可用于螺桿式壓縮機(jī)或以上所述的渦旋式壓縮機(jī)。如圖所示，用作上述閥的閥40安裝在壓縮機(jī)120的排氣管路上。如圖2所示，壓縮機(jī)120是具有四通閥122的熱泵系統(tǒng)的一部分，該四通閥可選擇性地引導(dǎo)制冷劑流向室外熱交換器48或室內(nèi)熱交換器52。這樣，本發(fā)明可在冷卻模式或供熱模式下應(yīng)用。
圖3示出了另一可行的部件。在圖3中，同樣，壓縮機(jī)120可以是螺桿式或渦旋式壓縮機(jī)。節(jié)約器熱交換器202提供了節(jié)約器功能以及將先前壓縮的制冷劑的一部分噴射回到壓縮機(jī)120的中間壓縮腔中。圖2和圖3所示的部件是公知的。正是由于引入了閥40以及可選的高壓開關(guān)42才使得本發(fā)明具有創(chuàng)造性。
盡管已經(jīng)披露了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種變型。因此，后附的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被認(rèn)真地研究以便確定本發(fā)明的真正的范圍和實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，其包括壓縮機(jī)殼體和壓縮機(jī)泵送單元；用于驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)泵送單元的馬達(dá)；所述壓縮機(jī)泵送單元是容易在無動(dòng)力輸入情況下出現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)的類型，所述壓縮機(jī)泵送單元具有壓縮腔，其用于壓縮制冷劑并將經(jīng)壓縮的制冷劑輸送到排氣腔中；帶動(dòng)力的截止閥，以便在所述排氣腔與下游的熱交換器之間的位置處阻止制冷劑流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)泵送單元是渦旋式壓縮機(jī)泵送單元。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)泵送單元是螺桿式壓縮機(jī)泵送單元。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥位于壓縮機(jī)排氣管上。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥位于壓縮機(jī)排氣管路上。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，用于控制所述帶動(dòng)力的截止閥的控制器在所述馬達(dá)停機(jī)之后在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)促動(dòng)所述帶動(dòng)力的截止閥。
7.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥在向所述馬達(dá)供應(yīng)的動(dòng)力被切斷后超過0.1秒之后由所述控制器來促動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其特征在于，在向所述馬達(dá)供應(yīng)的動(dòng)力被切斷之后的0.1-1.0秒之間所述控制器促動(dòng)所述帶動(dòng)力的截止閥。
9.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，壓力開關(guān)位于所述帶動(dòng)力的截止閥的上游，該壓力開關(guān)與用于所述電動(dòng)馬達(dá)的控制器進(jìn)行通信連接，該壓力開關(guān)在操作中識(shí)別所述帶動(dòng)力的截止閥上游的不希望的高壓，并且如果感測(cè)到不希望的高壓則停止該馬達(dá)的運(yùn)行。
10.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是電磁動(dòng)力閥。
11.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，如果壓力超過安全壓力，所述帶動(dòng)力的截止閥從其關(guān)閉位置打開。
12.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是常開閥。
13.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，一壓力差開關(guān)定位成便于感測(cè)所述帶動(dòng)力的截止閥兩側(cè)的壓力差，所述壓力差開關(guān)與用于所述帶動(dòng)力的截止閥的控制器進(jìn)行通信連接，所述壓力差開關(guān)在操作中識(shí)別所述帶動(dòng)力的截止閥兩側(cè)的不希望的高壓力差，并且如果感測(cè)到不希望的高壓力差則停止該馬達(dá)的運(yùn)行。
14.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，如果壓力差超過安全壓力差，所述帶動(dòng)力的截止閥從其關(guān)閉位置打開。
15.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是設(shè)置有流動(dòng)旁通裝置的閥，當(dāng)該閥兩側(cè)的壓力差超過安全壓力差時(shí)該流動(dòng)旁通裝置打開。
16.一種制冷劑循環(huán)，其包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)是容易在無動(dòng)力輸入情況下出現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)的類型，所述壓縮機(jī)具有壓縮腔，其用于壓縮制冷劑并將經(jīng)壓縮的制冷劑輸送到排氣腔中；位于該壓縮機(jī)下游的熱交換器，制冷劑從該排氣腔流向下游的所述熱交換器；和帶動(dòng)力的截止閥，以便在所述排氣腔與下游的熱交換器之間的位置處阻止制冷劑流動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述壓縮機(jī)泵送單元是渦旋式壓縮機(jī)泵送單元。
18.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述壓縮機(jī)泵送單元是螺桿式壓縮機(jī)泵送單元。
19.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥位于壓縮機(jī)排氣管上。
20.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥位于壓縮機(jī)排氣管路上。
21.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，用于控制所述帶動(dòng)力的截止閥的控制器在所述馬達(dá)停機(jī)之后在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)促動(dòng)所述帶動(dòng)力的截止閥。
22.如權(quán)利要求21所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥在向所述馬達(dá)供應(yīng)的動(dòng)力被切斷后超過0.1秒之后由所述控制器來促動(dòng)。
23.如權(quán)利要求21所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，在向所述馬達(dá)供應(yīng)的動(dòng)力被切斷之后的0.1-1.0秒之間所述控制器促動(dòng)所述帶動(dòng)力的截止閥。
24.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，壓力開關(guān)位于所述帶動(dòng)力的截止閥的上游，該壓力開關(guān)與用于所述電動(dòng)馬達(dá)的控制器進(jìn)行通信連接，該壓力開關(guān)在操作中識(shí)別所述帶動(dòng)力的截止閥上游的不希望的高壓，并且如果感測(cè)到不希望的高壓則停止該馬達(dá)的運(yùn)行。
25.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是電磁動(dòng)力閥。
26.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，如果壓力超過安全壓力，所述帶動(dòng)力的截止閥從其關(guān)閉位置打開。
27.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是常開閥。
28.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，一壓力差開關(guān)定位成便于感測(cè)所述帶動(dòng)力的截止閥兩側(cè)的壓力差，所述壓力差開關(guān)與用于所述帶動(dòng)力的截止閥的控制器進(jìn)行通信連接，所述壓力差開關(guān)在操作中識(shí)別所述帶動(dòng)力的截止閥兩側(cè)的不希望的高壓力差，并且如果感測(cè)到不希望的高壓力差則停止該馬達(dá)的運(yùn)行。
29.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，如果壓力差超過安全壓力差，所述帶動(dòng)力的截止閥從其關(guān)閉位置打開。
30.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，所述帶動(dòng)力的截止閥是設(shè)置有流動(dòng)旁通裝置的閥，當(dāng)該閥兩側(cè)的壓力差超過安全壓力差時(shí)該流動(dòng)旁通裝置打開。
31.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，該制冷劑循環(huán)是空調(diào)循環(huán)。
32.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，該制冷劑循環(huán)是熱泵循環(huán)。
33.如權(quán)利要求16所述的制冷劑循環(huán)，其特征在于，該制冷劑循環(huán)包括節(jié)約器支路。
34.一種控制壓縮機(jī)的方法，其包括以下步驟(1)在壓縮機(jī)泵送單元內(nèi)壓縮制冷劑，該壓縮機(jī)泵送單元是是容易在無動(dòng)力輸入情況下出現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)的類型；(2)切斷向用于驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)泵送單元的馬達(dá)供應(yīng)的動(dòng)力；和(3)借助促動(dòng)一帶動(dòng)力的閥，阻止經(jīng)壓縮的制冷劑流動(dòng)膨脹經(jīng)過該壓縮機(jī)泵送單元。
全文摘要
一種防止壓縮機(jī)的無動(dòng)力輸入的反向旋轉(zhuǎn)的方法，其包括將電磁閥設(shè)置在壓縮機(jī)排氣口附近。該閥優(yōu)選為在馬達(dá)動(dòng)力切斷之后立即促動(dòng)，以便阻止制冷劑流動(dòng)而膨脹回到壓縮機(jī)的壓縮腔。所述的壓縮機(jī)是渦旋式壓縮機(jī)，也可以是螺桿式壓縮機(jī)。這兩種壓縮機(jī)在經(jīng)壓縮的制冷劑從壓縮機(jī)排氣口經(jīng)壓縮元件再次膨脹到壓縮機(jī)吸氣口時(shí)容易出現(xiàn)不希望的無動(dòng)力反向旋轉(zhuǎn)。通過阻止制冷劑流動(dòng)，防止了無動(dòng)力反向旋轉(zhuǎn)。高壓開關(guān)直接設(shè)置在電磁閥上游，如果在壓縮機(jī)正常運(yùn)行中閥出現(xiàn)故障并阻止制冷劑流動(dòng)，則立即使得壓縮機(jī)停機(jī)。該高壓開關(guān)防止壓縮機(jī)在排氣管被阻擋的情況下繼續(xù)運(yùn)行，這是通過向控制器發(fā)送一信號(hào)從而切斷壓縮機(jī)馬達(dá)的動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)的。壓力差開關(guān)可按相似方式使用，以用于避免閥兩側(cè)的不希望的壓力差。另外，閥本身可以設(shè)置流動(dòng)旁通裝置，以便在閥兩側(cè)的壓力差超過安全極限時(shí)打開。
文檔編號(hào)F25B49/00GK101018988SQ200580030559
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者M·F·塔拉斯, A·利夫森, T·J·多布邁爾 申請(qǐng)人:開利公司