專利名稱：可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)，更具體而言，涉及必要時(shí)能夠通過排放壓縮室的制冷劑氣體來控制制冷能力的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)，以及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)主要應(yīng)用于空調(diào)器。最近，由于空調(diào)器具有多種功能，需要可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)。作為改變回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)容量的方法，通過應(yīng)用變頻電機(jī)控制回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的變頻方法已經(jīng)眾所周知。然而，這種技術(shù)具有以下缺點(diǎn)。首先，由于變頻電機(jī)昂貴，造價(jià)增加。第二，由于空調(diào)器被用作冷卻裝置，在低溫狀態(tài)下提高制冷能力的過程比在高溫狀態(tài)下提高制冷能力更為困難。
因此最近，借助于外排容量切換，用于通過將壓縮在氣缸中的一部分制冷劑氣體旁通至氣缸外部來改變壓縮室容量的制冷能力改變方法(此后將被稱為外排容量切換技術(shù))正被提出用來代替變頻方法。
作為外排容量切換技術(shù)，一種用于控制制冷能力的數(shù)字壓縮技術(shù)被提出來，它將用于通過臨時(shí)停止被操作壓縮機(jī)而使制冷能力為零的節(jié)能驅(qū)動(dòng)(此后稱為模式0驅(qū)動(dòng))結(jié)合于用于以100％驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)(此后稱為模式1驅(qū)動(dòng))。
例如，如果模式1驅(qū)動(dòng)執(zhí)行7秒而模式0驅(qū)動(dòng)執(zhí)行3秒，在總的10秒中獲得相當(dāng)于70％的制冷能力。通過用時(shí)間控制模式1驅(qū)動(dòng)和模式0驅(qū)動(dòng)來控制制冷能力的壓縮機(jī)被稱為數(shù)字壓縮機(jī)。該數(shù)字壓縮機(jī)因?yàn)椴恍枰冾l而能夠以低廉的成本制造，并且具有出色的效率和可靠性。
然而，雖然數(shù)字壓縮方法已經(jīng)應(yīng)用于公共事業(yè)的渦旋式壓縮機(jī)，大多數(shù)數(shù)字壓縮技術(shù)并未應(yīng)用于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的具體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有基于數(shù)字壓縮技術(shù)的實(shí)際機(jī)構(gòu)的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法。
為了實(shí)現(xiàn)如這里所包含并寬泛說明的這些及其他利益，根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括具有連接于蒸發(fā)器的吸氣管和連接于冷凝器的排氣管的殼體；固定在殼體中的氣缸，具有位于其中心用于在滾動(dòng)活塞執(zhí)行繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮制冷劑的內(nèi)部空間、具有沿徑向穿透地形成在內(nèi)部空間處并連接于吸氣管的入口、具有徑向葉片狹槽，該葉片狹槽用于支撐通過沿徑向接觸滾動(dòng)活塞而將內(nèi)部空間分為壓縮室和吸入室的葉片，并具有用于在其圓周表面上排放制冷劑氣體的排放口；用于覆蓋氣缸上下側(cè)從而密封該內(nèi)部空間的多個(gè)支承板，在一個(gè)支承板上具有用于將氣缸的排放口連接于入口的旁通孔，并在該旁通孔的中心處具有用于將壓縮氣體排入殼體中的另一排放口；安裝在每個(gè)排放口一端用于開合該排放口的多個(gè)排放閥；接合于支承板以選擇性地開合支承板的旁通孔從而將一部分壓縮制冷劑排放到入口的變?nèi)萘繂卧灰约坝糜趯⒈硥翰煌毓┙o到變?nèi)萘繂卧獜亩沟米內(nèi)萘繂卧筛鶕?jù)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式開合該旁通孔的背壓切換單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)包括具有連接于蒸發(fā)器的吸氣管和連接于冷凝器的排氣管的殼體；固定在殼體中的氣缸，具有位于其中心用于在滾動(dòng)活塞執(zhí)行繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮制冷劑的內(nèi)部空間、具有沿徑向穿透地形成在內(nèi)部空間處并連接于吸氣管的入口、具有沿徑向的葉片狹槽，該葉片狹槽用于支撐通過沿徑向接觸滾動(dòng)活塞而將內(nèi)部空間分為壓縮室和吸入室的葉片，并在其圓周表面上具有用于排放制冷劑氣體的排放口；用于覆蓋氣缸上下側(cè)從而密封該內(nèi)部空間的多個(gè)支承板，它具有用于將從氣缸的排放口排放的壓縮氣體排入殼體的另一排放口；安裝在每個(gè)排放口一端用于開合該排放口的多個(gè)排放閥；用于將介于氣缸的排放口與支承板的排放口之間的制冷劑管連接于氣缸入口的旁通管；以及安裝在旁通管的中間以選擇性地開合該支承板的旁通管從而將一部分壓縮制冷劑排放到入口的變?nèi)萘繂卧?br>
為了實(shí)現(xiàn)如這里所包含并寬泛說明的這些及其他利益，根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供一種用于驅(qū)動(dòng)可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的方法，包括在執(zhí)行電力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)需要降低制冷能力時(shí)，相繼執(zhí)行用于通過在變?nèi)萘繂卧]合旁通孔或旁通管的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)以實(shí)現(xiàn)最大制冷能力的電力驅(qū)動(dòng)模式，以及用于在變?nèi)萘繂卧蜷_旁通孔或旁通管時(shí)將氣缸中全被壓縮的制冷劑排放到氣缸的吸入室的節(jié)能驅(qū)動(dòng)模式。
本發(fā)明的前述及其它目的、特征、方面和利益將在從本發(fā)明中結(jié)合所附附圖的下列詳細(xì)說明中變得更顯而易見。
包括在這里以提供對(duì)本發(fā)明的更多理解并結(jié)合構(gòu)成本說明書一部分的這些附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例并與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖中圖1是顯示具有根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的空調(diào)器的管路圖；圖2是沿圖3中直線III-III觀察的剖視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一個(gè)實(shí)施例；圖3是沿圖2中直線I-I觀察的剖視圖；圖4是沿圖2中直線II-II觀察的剖視圖；
圖5和6是分別顯示在根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的電力驅(qū)動(dòng)(power driving)和節(jié)能驅(qū)動(dòng)(saving mode)的剖視圖；圖7是顯示在具有根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的空調(diào)器中的制冷劑流的管路圖；以及圖8是顯示在具有根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的空調(diào)器中的制冷劑流的管路圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例做出詳細(xì)參考說明，其實(shí)例顯示在附圖中。
此后，根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法將參考所附附圖的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。圖1是顯示具有根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的空調(diào)器的管路圖，圖2是沿圖3中直線III-III觀察的剖視圖，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，圖3是沿圖2中直線I-I觀察的剖視圖，圖4是沿圖2中直線II-II觀察的剖視圖，圖5和6是分別顯示在根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的電力驅(qū)動(dòng)和節(jié)能驅(qū)動(dòng)的剖視圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)包括吸氣管SP和排氣管DP連接其上的殼體1、設(shè)置在殼體1的頂部以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用力的電機(jī)單元、以及設(shè)置在殼體1底部以通過從電機(jī)單元產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)作用力壓縮制冷劑的壓縮單元。
電機(jī)單元包括由固定在殼體1中并接收從外部施加的電力的定子Ms，以及以一定空氣間隙設(shè)置在定子Ms中并在與定子Ms相互作用的同時(shí)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子Mr。
該壓縮單元包括環(huán)狀并安裝在殼體1中的氣缸10、用于覆蓋氣缸10的上下側(cè)并從而形成內(nèi)部空間V的主支承板(以下將被稱為主支承件)20和副支承板(以下將被稱為副支承件)30、插入轉(zhuǎn)子Mr并由主支承件20和副支承件30支撐以傳遞旋轉(zhuǎn)作用力的轉(zhuǎn)軸40、可轉(zhuǎn)動(dòng)地接合于轉(zhuǎn)軸40的偏心部41并在氣缸10的內(nèi)部空間執(zhí)行壓縮制冷劑的繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)活塞50、接合于氣缸10以在徑向上可動(dòng)從而接觸滾動(dòng)活塞50的外圓周面而將氣缸10的內(nèi)部空間V分為吸入室和壓縮室的葉片60、以及接合于主支承件20的排放口21一端以進(jìn)行開合的排放閥70。
該壓縮單元還包括提供在主支承件20一側(cè)以改變壓縮室容量的變?nèi)萘繂卧?0、以及連接于變?nèi)萘繂卧?0以根據(jù)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式由壓差操作變?nèi)萘繂卧?0的背壓切換單元90。
氣缸10形成為環(huán)形從而滾動(dòng)活塞50可執(zhí)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且葉片狹槽11在氣缸10的一側(cè)形成為線形從而葉片60可在徑向上執(zhí)行線性運(yùn)動(dòng)。此外，連接于吸氣管SP的入口12沿氣缸徑向穿透地形成于葉片狹槽11的一側(cè)。第一連接孔13穿透形成在入口12的相對(duì)側(cè)，與主支承件的第二排放口23平行，第一連接孔13以后將被描述為沿軸向觀察時(shí)在平面內(nèi)投影呈正方形。沿徑向穿透氣缸10的內(nèi)部空間V并被此后將進(jìn)行描述的第一排放閥71開合的第一排放口14形成在第一連接孔13的一側(cè)。此外，用于通過此后將進(jìn)行描述的旁通孔22連接第一連接孔13和入口12的第二連接孔15形成在垂直于入口12的部分。
主支承件20包括形成在其中心用于沿徑向支撐轉(zhuǎn)軸40的支承孔21、形成在主支承件20中用于連接氣缸10的第一連接孔13與第二連接孔的旁通孔22、形成在旁通孔22當(dāng)中以及氣缸10的葉片狹槽11一側(cè)并且具有用于將壓縮的制冷劑排放到殼體1中的第二排放閥72的第二排放口23、以及沿垂直于葉片狹槽11的方向形成在介于第二排放口23與第二連接孔15之間的旁通孔22當(dāng)中以插入此后將描述的變?nèi)萘繂卧?0的滑閥81的閥孔24。
第二排放口23形成為在對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)活塞50基于葉片狹槽11旋轉(zhuǎn)大約345°的方向的位置處具有與第一排放口14相同的直徑。此外，旁通孔22優(yōu)選形成為具有與第一連接孔13或第二連接孔15大致相同的直徑。
閥孔24以一定深度形成在主支承件20一側(cè)的外圓周面上。此外，閥孔24的側(cè)面形成為壁面，用于支撐此后將進(jìn)行描述的閥簧82的一端或用于支撐滑閥81的第一壓力單元81a的背面。閥孔24的另一端被打開，用于支撐滑閥81的第二壓力單元81b的背面的閥止擋件83插入其中。
用于通過連接背壓切換單元90的第一連接管92和第二連接管93而將高氣壓或低氣壓供給給滑閥81的第一背壓孔24a和第二背壓孔83a分別形成在閥孔24的壁面中心和閥止擋件83的中心。
如圖3至6所示，變?nèi)萘繂卧?0包括可滑動(dòng)地插入閥孔24并通過由背壓切換單元90產(chǎn)生的壓差在閥孔24中移動(dòng)以開合該旁通孔22的滑閥81、用于彈性支撐滑閥81的運(yùn)動(dòng)方向并當(dāng)閥簧兩端具有相同壓力時(shí)將滑閥81移動(dòng)到一個(gè)位置以閉合該旁通孔22的至少一個(gè)閥簧82、以及用于閉合閥孔24以避免滑閥82與閥孔24分離的閥止擋件83。
該滑閥81包括可滑動(dòng)地接觸閥孔24內(nèi)圓周面并定位在閥孔24的壁面處用于通過接收來自背壓切換單元90的壓力而開合該旁通孔22的第一壓力單元81a、可滑動(dòng)地接觸閥孔24的內(nèi)圓周面并定位在閥止擋件83處用于通過接收來自背壓切換單元90的壓力而開合該旁通孔22的第二壓力單元81b、以及用于連接該兩個(gè)壓力單元81a和81b并具有介于其外圓周面和閥孔24之間從而連接于該旁通孔22的氣體通道的連接單元81c。
第一壓力單元81a形成為比該旁通孔22的直徑更長(zhǎng)。優(yōu)選地，用于插入閥簧82的彈簧安裝槽81d朝向第一壓力單元81a的中心形成在第一壓力單元81a的后端以使閥的長(zhǎng)度最小化。
該背壓切換單元90包括連接于吸氣管SP和排氣管DP以將變?nèi)萘繂卧?0交替連接于設(shè)置在變?nèi)萘繂卧?0兩側(cè)的吸氣管SP和排氣管DP的壓力切換閥組件91、用于將壓力切換閥組件91的高壓側(cè)入口96a連接于排氣管DP的高壓連接管92、用于將壓力切換閥組件91的低壓側(cè)入口96b連接于吸氣管SP的低壓連接管93、用于將壓力切換閥組件91的第一出口96c連接于變?nèi)萘繂卧?0的第一壓力單元81a的第一連接管94、以及用于將壓力切換閥組件91的第二出口96d連接于變?nèi)萘繂卧?0的第二壓力單元81b的第一連接管95。
該壓力切換閥組件91包括用于形成連接于排氣管DP的高壓側(cè)入口96a、連接于吸氣管SP的低壓側(cè)入口96b、連接于第一連接管94的第一出口96c以及連接于第二連接管95的第二出口96d的切換閥罩96；可滑動(dòng)地連接于切換閥罩96的內(nèi)部以有選擇地將低壓側(cè)入口96b連接于第一出口96c并將高壓側(cè)入口96a連接于第二出口96d，或?qū)⒌蛪簜?cè)入口96b連接于第二出口96d并將高壓側(cè)入口96a連接于第一出口96c的切換閥97；安裝在切換閥罩96一側(cè)用于通過外加電力移動(dòng)該切換閥97的電磁體98；以及形成為壓簧用于當(dāng)施加于電磁體98的電力被切斷時(shí)回復(fù)切換閥97的切換閥彈簧99。
優(yōu)選地，電磁體98具有小尺寸并要求消耗功率小于約15瓦/小時(shí)，以求提高其可靠性并降低制造成本和消耗功率。
未說明的參考數(shù)字2表示冷凝器、3表示膨脹器、4表示蒸發(fā)器、5表示儲(chǔ)液器、6表示冷凝器風(fēng)扇、7表示蒸發(fā)器風(fēng)扇、31表示支承孔、73表示第一排放閥止擋件、以及74表示第二排放閥止擋件。
根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的操作將在下面進(jìn)行說明。
當(dāng)電力供給至電機(jī)單元，轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)并且滾動(dòng)活塞50在氣缸10的內(nèi)部空間V中執(zhí)行繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)從而形成葉片60之間的容量。滾動(dòng)活塞50將制冷劑吸入該容量中，壓縮該制冷劑，然后將該制冷劑排放到殼體1中。該制冷劑氣體通過排氣管DP排放到制冷循環(huán)裝置的冷凝器2中，繼而穿過膨脹器3和蒸發(fā)器4，之后通過吸氣管SP被抽吸進(jìn)入氣缸10的內(nèi)部空間V，重復(fù)此過程。
可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)根據(jù)該可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)所應(yīng)用空調(diào)器的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而執(zhí)行模式0驅(qū)動(dòng)(節(jié)能驅(qū)動(dòng))或模式1驅(qū)動(dòng)(電力驅(qū)動(dòng))，這將在此后進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
當(dāng)壓縮機(jī)停止并且系統(tǒng)處于均衡壓力狀態(tài)時(shí)，滑閥81在其兩端具有相同的壓力。因此，滑閥81如圖5所示被閥簧82推動(dòng)到附圖左側(cè)并停止。旁通孔22由滑閥81的第一壓力單元81a閉合。
在此狀態(tài)下，如果壓縮機(jī)工作，通過氣缸10的入口12吸入壓縮機(jī)的制冷劑被滾動(dòng)活塞50壓縮從而處于高壓狀態(tài)并通過第一出口14和第一連接孔13被引入旁通孔22中。當(dāng)滑閥81閉合該旁通孔22時(shí)該制冷劑氣體克服第二排放閥72并通過第二排放口23排入殼體1。然后，制冷劑氣體循環(huán)通過冷凝器2、膨脹器3和蒸發(fā)器4，從而執(zhí)行壓縮驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)被稱為模式1驅(qū)動(dòng)的100％制冷能力。
在這種狀態(tài)下，如果壓縮機(jī)連續(xù)工作，從壓縮機(jī)到膨脹器3一直保持高壓并且從膨脹器3到吸氣管SP一直保持低壓，從而產(chǎn)生高壓與低壓之間的壓差。通常，一分鐘足以產(chǎn)生該壓差。如果背壓切換單元90的電磁體98被關(guān)閉，第一連接管94被連接于高壓側(cè)入口96a而第二連接管95被連接于低壓側(cè)入口96b。其結(jié)果是如圖5所示，滑閥81的第一壓力單元81a閉合該旁通孔22(模式1驅(qū)動(dòng))。
相反，如圖6所示，如果電源施加于背壓切換單元90的電磁體98，先導(dǎo)閥開啟，切換閥97通過克服切換閥彈簧99的彈力移動(dòng)，從而將高壓側(cè)出口96a連接于第二連接管95并將低壓側(cè)入口96b連接于第一連接管94。因此，排氣管DP的高壓制冷劑氣體經(jīng)由第二連接管95被引入滑閥81的第二壓力單元81b。然后，當(dāng)高氣壓形成于第二壓力單元81b的壓力表面時(shí)滑閥81克服閥簧82的彈力并移動(dòng)至附圖的右側(cè)。因此，滑閥81的連接單元81c定位在旁通孔22的中間并打開旁通孔22。穿過氣缸10的第一排放口14被引入旁通孔22的制冷劑氣體不是被相對(duì)具有高壓的殼體1的內(nèi)壓排放到第二排放口23，而是穿過旁通孔22和第二連接孔15流回到氣缸10的入口12。因此，壓縮機(jī)執(zhí)行節(jié)能驅(qū)動(dòng)，即，被稱為模式2驅(qū)動(dòng)的具有0％制冷能力的非壓縮驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)壓縮機(jī)要停止時(shí)，該壓縮機(jī)可停止在模式1驅(qū)動(dòng)中或模式0驅(qū)動(dòng)中。由于模式1驅(qū)動(dòng)時(shí)壓縮驅(qū)動(dòng)而模式0是非壓縮驅(qū)動(dòng)，該壓縮機(jī)優(yōu)選停止在模式0驅(qū)動(dòng)中以減少壓縮機(jī)的振動(dòng)。在壓縮機(jī)停止后經(jīng)歷很長(zhǎng)一段時(shí)間，例如超過3分鐘時(shí)，用于保持模式0驅(qū)動(dòng)的壓差消失從而壓縮機(jī)只能以模式1驅(qū)動(dòng)的方式工作。
模式0驅(qū)動(dòng)必須維持多久或者壓縮機(jī)是否能在停止后在模式0驅(qū)動(dòng)下工作等根據(jù)是否產(chǎn)生了用于維持模式0驅(qū)動(dòng)的高壓與低壓之間的壓差來確定。壓差通過使用壓差傳感器獲得，并且壓差是否產(chǎn)生通過檢測(cè)壓縮機(jī)在從模式0驅(qū)動(dòng)切換到模式1驅(qū)動(dòng)后的工作持續(xù)時(shí)間、壓縮機(jī)已經(jīng)停止的時(shí)間以及冷凝器2和蒸發(fā)器4的溫度來判斷。如果冷凝器2和蒸發(fā)器4的溫度在預(yù)定范圍之內(nèi)，判定該壓差產(chǎn)生。在上述檢測(cè)因素中，冷凝器2和蒸發(fā)器4的溫度在經(jīng)濟(jì)方面是最有利的。
用于控制根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的制冷能力的方法將在下面進(jìn)行解釋。
當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，系統(tǒng)繼不正常制冷循環(huán)之后由正常制冷循環(huán)連續(xù)執(zhí)行在模式1驅(qū)動(dòng)中的正常驅(qū)動(dòng)。當(dāng)室溫接近預(yù)定溫度時(shí)，由于模式1驅(qū)動(dòng)中制冷能力過度，制冷能力逐步降低，從而使室溫達(dá)到預(yù)定溫度。例如，在將制冷能力(Qm)降至80％的情況下，模式1驅(qū)動(dòng)與模式0驅(qū)動(dòng)之間的驅(qū)動(dòng)時(shí)間比(m)被設(shè)定為4∶1。
即，m＝模式1驅(qū)動(dòng)/(模式1驅(qū)動(dòng)+模式0驅(qū)動(dòng))＝0.8制冷能力(Qm)＝0.8×100％＝80％在將制冷能力例如降至20％的情況下，該m值被設(shè)為0.2。模式1驅(qū)動(dòng)與模式0驅(qū)動(dòng)之間的驅(qū)動(dòng)時(shí)間比(m)是1∶4。
在使用模式S(停止)驅(qū)動(dòng)的情況下，模式0驅(qū)動(dòng)由模式S驅(qū)動(dòng)代替。在模式0驅(qū)動(dòng)下控制壓縮機(jī)時(shí)，即使在無載狀態(tài)下也存在部件損耗、電機(jī)損耗和氣阻損耗，大于模式1驅(qū)動(dòng)所要求消耗功率10％的消耗功率是必需的。然而，模式S驅(qū)動(dòng)具有零損耗，因?yàn)閴嚎s機(jī)是停止的。
根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的另一實(shí)施例將在下面進(jìn)行解釋。
在上述實(shí)施例中，變?nèi)萘繂卧鐖D7所示安裝在壓縮機(jī)殼體中。然而，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，變?nèi)萘繂卧鐖D8所示安裝在壓縮機(jī)殼體外部。
具體而言，旁通管100從介于氣缸10的第一排放口14與主支承件20的第二排放口23之間的第一連接孔13向殼體1的外部延伸形成。旁通管100的另一端連接于吸氣管SP，更確切講，連接于儲(chǔ)液器5的入口。用于開合該旁通管100的磁力閥110安裝在該旁通管100的中間。
當(dāng)該磁力閥110關(guān)閉，根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)執(zhí)行壓縮驅(qū)動(dòng)(模式1驅(qū)動(dòng))以實(shí)現(xiàn)100％的制冷能力。然而，當(dāng)磁力閥110打開時(shí)，可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)執(zhí)行非壓縮驅(qū)動(dòng)(模式0驅(qū)動(dòng))，以將經(jīng)過氣缸10的第一排放口13排放的制冷劑氣體旁通到例如儲(chǔ)液器5等的系統(tǒng)低壓側(cè)以實(shí)現(xiàn)0％制冷能力。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，用于驅(qū)動(dòng)變?nèi)萘繂卧?0的背壓切換單元90可被去除，并且該變?nèi)萘繂卧?0不必安裝在壓縮機(jī)的殼體1中，從而使結(jié)構(gòu)比上述實(shí)施例中更為簡(jiǎn)化。
因此，主要應(yīng)用于家用空調(diào)器的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用低廉的成本制造并且容易進(jìn)行控制，從而提高壓縮機(jī)的可靠性。
在本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，模式切換要經(jīng)常在模式1驅(qū)動(dòng)和模式0驅(qū)動(dòng)之間執(zhí)行，從而控制制冷能力。此外，通過控制模式1驅(qū)動(dòng)和模式0驅(qū)動(dòng)中的驅(qū)動(dòng)時(shí)間來將制冷能力任意控制在對(duì)應(yīng)于100％到20％的范圍內(nèi)，從而降低造價(jià)并相比變頻回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)更提高效率和可靠性。
此外，在本發(fā)明中，制冷劑通過使用具有低廉成本和高可靠性的背壓切換單元實(shí)現(xiàn)旁通，從而降低執(zhí)行模式切換所需消耗動(dòng)力并提高可靠性。
此外，在本發(fā)明中，排放口形成在氣缸的圓周表面上，從而避免死容積增加而效率降低。
此外，在本發(fā)明中，壓縮機(jī)停止時(shí)旁通孔閉合，從而當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)使壓縮機(jī)功能立即執(zhí)行從而提高壓縮機(jī)的功能。
根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法被應(yīng)用于構(gòu)成家用電器的制冷循環(huán)裝置，并特別應(yīng)用于具有制冷循環(huán)裝置的空調(diào)器，從而提高空調(diào)器的效率并降低消耗的電力。
在根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法中，第一排放口形成在氣缸處，連接于第一排放口以將壓縮氣體排入殼體的第二排放口形成在主支承件處，并且具有旁通閥以將壓縮的制冷劑氣體提供至入口的旁通孔形成在介于第一排放口與第二排放口之間的主支承件處。因此，在執(zhí)行壓縮機(jī)的容量外排驅(qū)動(dòng)時(shí)制冷能力大大降低，該容量外排驅(qū)動(dòng)可維持很長(zhǎng)一段時(shí)間，從而多樣地控制空調(diào)器并降低壓縮機(jī)和壓縮機(jī)所應(yīng)用的空調(diào)器不必要的電力損失。
此外，由于滑閥的背壓快速精確地通過使用具有低廉成本和高可靠性的先導(dǎo)閥進(jìn)行切換，本發(fā)明的方法可廣泛地應(yīng)用到具有經(jīng)常改變制冷能力功能的壓縮機(jī)或空調(diào)器。因此，壓縮機(jī)或空調(diào)器的效率得以避免下降。
此外，在本發(fā)明中，旁通閥安裝在壓縮機(jī)殼外部，從而去除背壓切換單元并因此簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)。
由于本發(fā)明可具體表達(dá)為幾種形式而不脫離其精神或?qū)嵸|(zhì)特征，還應(yīng)理解為上述實(shí)施例不受上述描述的任何細(xì)節(jié)所限制，除非另作說明，而應(yīng)寬泛解釋為處于如所附權(quán)利要求限定的精神和范圍之內(nèi)，因此所有落入該權(quán)利要求邊界內(nèi)的改變和修改或這種邊界的等效物意欲被所附權(quán)利要求包含。
權(quán)利要求
1.可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括具有連接于蒸發(fā)器的吸氣管和連接于冷凝器的排氣管的殼體；固定在殼體中的氣缸，具有位于其中心用于在滾動(dòng)活塞執(zhí)行繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮制冷劑的內(nèi)部空間、具有沿徑向穿透地形成在內(nèi)部空間處并連接于吸氣管的入口、具有徑向葉片狹槽，該葉片狹槽用于支撐通過沿徑向接觸滾動(dòng)活塞而將內(nèi)部空間分為壓縮室和吸入室的葉片，并具有用于在其圓周表面上排放制冷劑氣體的排放口；用于覆蓋氣缸上下側(cè)從而密封該內(nèi)部空間的多個(gè)支承板，在一個(gè)支承板上具有用于將氣缸的排放口連接于入口的旁通孔，并在該旁通孔的中心處具有用于將壓縮氣體排入殼體中的另一排放口；安裝在每個(gè)排放口一端用于開合該排放口的多個(gè)排放閥；接合于支承板以選擇性地開合支承板的旁通孔從而將一部分壓縮制冷劑排放到入口的變?nèi)萘繂卧?；以及用于將背壓不同地供給到變?nèi)萘繂卧獜亩沟米內(nèi)萘繂卧筛鶕?jù)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式開合該旁通孔的背壓切換單元。
2.可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括具有連接于蒸發(fā)器的吸氣管和連接于冷凝器的排氣管的殼體；固定在殼體中的氣缸，具有位于其中心用于在滾動(dòng)活塞執(zhí)行繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮制冷劑的內(nèi)部空間、具有沿徑向穿透地形成在內(nèi)部空間處并連接于吸氣管的入口、具有沿徑向的葉片狹槽，該葉片狹槽用于支撐通過沿徑向接觸滾動(dòng)活塞而將內(nèi)部空間分為壓縮室和吸入室的葉片，并在其圓周表面上具有用于排放制冷劑氣體的排放口；用于覆蓋氣缸上下側(cè)從而密封該內(nèi)部空間的多個(gè)支承板，它具有用于將從氣缸的排放口排放的壓縮氣體排入殼體的另一排放口；安裝在每個(gè)排放口一端用于開合該排放口的多個(gè)排放閥；用于將介于氣缸的排放口與支承板的排放口之間的制冷劑管連接于氣缸入口的旁通管；以及安裝在旁通管的中間以選擇性地開合該支承板的旁通管從而將一部分壓縮制冷劑排放到入口的變?nèi)萘繂卧?br>
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓縮機(jī)，其中該多個(gè)排放口分別形成在最大壓縮角度。
4.如權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其中多個(gè)排放口形成為具有相同的直徑。
5.如權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其中多個(gè)排放口形成為具有相同的彈性系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中支承板具有垂直于其中的旁通孔的閥孔，并且變?nèi)萘繂卧惭b在該閥孔中。
7.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中變?nèi)萘繂卧苫瑒?dòng)地插入閥孔中并借助于背壓切換單元的壓差在閥孔中移動(dòng)用于開合該旁通孔的滑閥；用于彈性支撐滑閥運(yùn)動(dòng)方向并在閥簧兩端具有相同壓力時(shí)將滑閥移入一個(gè)位置以閉合該旁通孔的至少一個(gè)閥簧；以及用于閉合該閥孔從而避免該滑閥從閥孔分離的閥止擋件。
8.如權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)，其中該滑閥包括多個(gè)位于旁通孔兩側(cè)并可滑動(dòng)地接觸閥孔內(nèi)圓周面的壓力單元，用于通過接收來自背壓切換單元的壓力開合該旁通孔；以及用于彼此連接該多個(gè)壓力單元并具有介于其外圓周面與閥孔之間的氣體通道的連接單元。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中該閥簧被安裝成在滑閥兩端具有相同壓力時(shí)滑閥的一個(gè)壓力單元可閉合該旁通孔。
10.如權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)，其中滑閥的壓力單元具有用于將閥簧插入其中并固定的彈簧安裝槽。
11.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中閥孔在軸向上在其兩側(cè)表面設(shè)置有連接于背壓切換單元的出口的第一背壓孔和第二背壓孔。
12.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中該背壓切換單元包括連接于吸氣管和排氣管用于交替將變?nèi)萘繂卧B接于設(shè)置在變?nèi)萘繂卧獌蓚?cè)的吸氣管和排氣管的壓力切換閥；用于將壓力切換閥組件的第一出口連接于變?nèi)萘繂卧粋?cè)的第一連接管；以及用于將壓力切換閥組件的第二出口連接于變?nèi)萘繂卧硪粋?cè)的第二連接管。
13.如權(quán)利要求12所述的壓縮機(jī)，其中該壓力切換閥組件包括用于形成連接于排氣管的高壓側(cè)入口、連接于吸氣管的低壓側(cè)入口、連接于第一連接管的第一出口以及連接于第二連接管的第二出口的切換閥罩；可滑動(dòng)地接合于切換閥罩內(nèi)部以有選擇地將低壓側(cè)入口連接于第一出口并將高壓側(cè)入口連接于第二出口，或?qū)⒌蛪簜?cè)入口連接于第二出口并將高壓側(cè)入口連接于第一出口的切換閥；安裝在切換閥罩一側(cè)用于通過施加的電力移動(dòng)該切換閥的電磁體；以及用于當(dāng)施加于該電磁體的電力被切斷時(shí)回復(fù)該切換閥的彈性部件。
14.如權(quán)利要求12所述的壓縮機(jī)，其中變?nèi)萘繂卧怯糜诟鶕?jù)電源供應(yīng)開合該旁通管的電磁閥。
15.如權(quán)利要求14所述的壓縮機(jī)，其中該電磁閥安裝在殼體外圍。
16.用于驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求1或2所述可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)的方法，包括在執(zhí)行電力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)需要降低制冷能力時(shí)，相繼執(zhí)行用于通過在變?nèi)萘繂卧]合旁通孔或旁通管的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)以實(shí)現(xiàn)最大制冷能力的電力驅(qū)動(dòng)模式，以及用于在變?nèi)萘繂卧蜷_旁通孔或旁通管時(shí)將氣缸中全被壓縮的制冷劑排放到氣缸的吸入室的節(jié)能驅(qū)動(dòng)模式。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中通過檢測(cè)高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的壓差來決定是否連續(xù)執(zhí)行節(jié)能驅(qū)動(dòng)模式。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中如果冷凝器和蒸發(fā)器的溫度處于預(yù)定范圍內(nèi)，通過判斷高壓和低壓之間的壓差有效而延長(zhǎng)節(jié)能驅(qū)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中壓縮機(jī)通過在執(zhí)行電力驅(qū)動(dòng)模式之前先執(zhí)行節(jié)能驅(qū)動(dòng)模式而工作。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括停止模式，用于通過計(jì)算壓縮機(jī)的適當(dāng)制冷能力在需要將壓縮機(jī)的制冷能力降至零時(shí)，通過切斷電源停止該壓縮機(jī)。
全文摘要
公開的是可變?nèi)萘炕剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)及其驅(qū)動(dòng)方法。在該壓縮機(jī)中，第一排放口(11)形成在氣缸(10)處，連接于第一排放口(14)用于將壓縮氣體排入殼體(1)的第二排放口(23)形成在主支承件(20)處，并且具有旁通閥(80)用于將壓縮的制冷劑氣體提供至入口(12)的旁通孔(22)形成在介于第一排放口(14)與第二排放口(23)之間的主支承件(20)處。因此在執(zhí)行壓縮機(jī)的容量外排驅(qū)動(dòng)時(shí)制冷能力大大降低，并且該容量外排驅(qū)動(dòng)可維持很長(zhǎng)一段時(shí)間，從而多樣地控制空調(diào)器并降低壓縮機(jī)以及壓縮機(jī)所應(yīng)用的空調(diào)器的不必要電力損失。此外，由于滑閥(81)的背壓快速精確地通過使用具有低廉成本和高可靠性的先導(dǎo)閥(90)進(jìn)行切換，該方法可廣泛地應(yīng)用到具有經(jīng)常改變制冷能力功能的壓縮機(jī)或空調(diào)器。因此，壓縮機(jī)或空調(diào)器的效率得以避免下降。此外，旁通閥(110)安裝在壓縮機(jī)殼體外部，從而去除附加的背壓切換單元并因此簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F04C28/00GK1993553SQ200580026545
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者小津政雄 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社