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可变容量的涡旋式压缩机

申请号 CN02143907.9 申请日 2002-09-27 公开(公告)号 CN100400884C 公开(公告)日 2008-07-09
申请人 丹福斯曼纽罗普公司; 发明人 C·安塞尔; Y·罗森; J·德贝尔纳迪;
摘要 一种 压缩机 包括至少一个旁通 阀 (14),该 旁通阀 布置在该压缩机的壳体(2)内的低压区域中,该旁通阀包括一腔体(17),其通过第一管(13)与至少一个压缩腔(8)相连并通过第二管(20,22)与低压区域相连,这两个管子的开口彼此靠近,使得这两个管子可以由阀板(19)切断,该阀 门 可以在限定该腔体(17)的壁的引导下在腔体(17)中自由移动,第三管(25)用来传送阀门控制 流体 ,该管开口于该阀腔(17)的下壁。该阀门在不施加控制流体时会在重 力 作用下打开。
权利要求

1.一种可变容量的涡旋式压缩机,其包括一固定涡旋件(4)和一 活动涡旋件(5),所述涡旋件布置在一密闭的壳体(2)内,该活动涡 旋件(5)由达(7)驱动以转动运动,以便与固定涡旋件(4)一起 限定出多对压缩腔(8),所述压缩腔的容积在转动运动的过程中向着 所述涡旋件中心的方向减小,该压缩机具有至少一个吸入腔和一中心输 出通道(10),该吸入腔布置在该壳体(2)内的低压区域(9)中,以 用来向所述压缩腔提供流体,该中心输出通道用于接收由压缩腔压缩的 流体,该通道上装配有单向并连接到由固定涡旋件(4)部分地限 定的高压腔,其特征在于,该压缩机包括至少一个旁通阀(14),该旁 通阀布置在该压缩机的壳体(2)内的低压区域中,该旁通阀包括一腔 体(17),该腔体通过第一管(13)与至少一个压缩腔(8)相连并通 过第二管(20,22)与低压区域相连,这两个管的开口彼此靠近,使得 这两个管可以被一阀板(19)关断,该阀板可以在限定该腔体(17)的 壁的引导下在腔体(17)中自由移动,第三管(25)用来传送所述阀板 的控制流体,该管通向该阀的腔体(17)的下壁,并且该旁通阀(14) 由容纳在封闭体内的本体(16)来限定,该本体(16)由该压缩机壳体 来限定。
2.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述第一管(13)和 所述第二管(20,22)沿垂直方向开口并且在同一平面中朝向下,该平 面限定用于阀板(19)的阀座(18)的位置,该阀板(19)大致扁平的 盘形。
3.如权利要求1或2所述的压缩机,其特征在于,所述第二管使得该 阀与低压区域相通,该第二管包括一环形槽(20),该环形槽形成于该 腔体(17)的壁上,该腔体形成用于该阀板(19)的阀座,该管通向至 少一个平行于该阀的轴线的开口并与低压区域连通,同时与至少一个压 缩腔相连的所述第一管(13)通向该阀座的中心。
4.如权利要求3所述的压缩机,其特征在于,该旁通阀包括多个使 环形槽(20)与低压区域连通的开口(22)。
5.如权利要求1-4中的任意一项所述的压缩机,其特征在于,该 阀的腔体(17)的下侧形成用于阀板(19)的止动件,并且输送控制流 体管(25)通向该腔体的下侧,该下侧包括一中心开口(23),该中心 开口的尺寸确定成便于使得阀板(19)仅在其周边处置靠在该下侧上。
6.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,输送控制流体的第三 管(25)穿过压缩机壳体(2)并从位于压缩机外侧的流体源供给控制 流体。
7.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,使得旁通阀与至少一 个压缩腔(8)连通的第一管(13)包括形成于该固定涡旋件中的垂直 和平孔中的一部分。
8.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,使得该旁通阀与至少 一个压缩腔连通的第一管包括一个或两个形成于该固定涡旋件中的通 道,该通道通向位于压缩机的高压区域中布置的管道并延伸到压缩机中 直至旁通阀。
9.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,包含阀板(19)的腔 体(17)具有一校准的泄漏装置,其在控制流体的供给停止时使得容纳 有控制流体的室中的压下降。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种可变容量的涡旋式压缩机

背景技术

冷压缩机能够向一种装置的高压侧供给压缩后的制冷剂气体。在 空调装置、制冷装置或装置中,压缩机可以以突然启动的方式循环 运转,每次喷射持续几分钟,每小时几次。循环时间的确定依赖于蒸发 器这一侧对冷量的要求以及冷凝器这一侧的外部环境温度。所需的气态 制冷剂的质量流量根据这些条件而有所不同。尤其是,需要对压缩机的 排量根据按照惯例限定该装置的条件进行调节。为此,有可能采用几个 压缩机组合起来使其能够通过选择多个需要运转的压缩机来满足这种 要求。
另一种方案是只采用一个具有功率调节装置的压缩机。该功率调节 装置可以以各种方式获得:
改变压缩机的轴的速度(速度可变);
对压缩机的吸入侧进行节流(入口压可变);
使得部分制冷剂重复循环(排量或容量可变)。
一种涡旋式压缩机由一封闭的壳体限定,该壳体包括吸气腔,该吸 气腔的压力较低并向压缩段供给气体,该压缩段包括两个涡旋件,即固 定涡旋件和活动涡旋件,该活动涡旋件受到达的驱动并转动。该气体 被吸进由两个涡旋件限定的位于周边的压缩腔中,该周边压缩腔比中心 压缩腔的体积大。因此,在活动涡旋件转动期间,由这两个固定和活动 涡旋件限定的压缩腔的体积从外侧向内减小,使得气体被压缩,直到其 到达该压缩段的中心,该中心具有一排出孔和/或一装配有与压缩机的 高压区域相连的单向的管子。本发明的目的在提供一种排量或容量可 变的压缩机。
文献US4846633描述了一可变容量的涡旋式压缩机,其中该固定涡旋 件上装配有旁通装置,该装置能够使得每个气体进入其中的周边压缩腔 与低压容腔连通,为此,每个旁通装置都包括一个形成于该固定涡旋件 中的腔体,该腔体包括一个与该压缩机的压段的压缩腔相通的和与压缩 机的低压腔相通的小孔。这两个相应的小孔可以采用同一个的阀进行 切断和/或打开。该阀门在其相反的一侧受到用来保持该阀门压靠在其 阀座上的压力的作用,也就是说,在要使用最大的压缩机容积时,将所 述的压缩腔与压缩段和压力腔分开。当压缩机的工作容积减小时,就减 小作用在门阀上的压力,提升门阀并使得高压段的所述的压缩腔与低压 腔连通。为了实现该运动,一个弹簧与该阀门相配合,并沿着开启该阀 门的方向起作用,因为开启动作需要一定的推力并需要避免波动现象。
由于输送控制流体的管子穿过该高压封闭区域的壳体,在涡旋式压 缩机的情况中,这种结构实现起来在技术上比较困难,其中固定涡旋件 部分地限定压缩机的高压区域。

发明内容

具体地说,本发明目的在于提供一种后面所述类型的涡旋式压缩 机。
本发明的目的是为了提供一种可变容量的涡旋式压缩机,其中采用 简单而又可靠的装置就可以实现容量的改变,该装置还不需要对固定涡 旋件中的旁通装置的腔体进行加工,并且其中所用的部件易于加工且能 够进行改变以适于各种旁通回路结构。
为此,本发明所涉及的这种涡旋压缩机包括一固定涡旋件以及一活 动涡旋件,所述涡旋件布置在一密闭的壳体内,该活动涡旋件由马达驱 动以转动运动,以便与固定涡旋件一起限定出多对压缩腔,所述压缩腔 的容积在转动运动的过程中向着所述涡旋件中心的方向减小,该压缩机 具有至少一个吸入腔和一中心输出通道,该吸入腔布置在该壳体内的低 压区域中,以用来向所述压缩腔提供流体,该中心输出通道用于由压缩 腔压缩的流体,该通道上装配有止回阀门并供给到由固定涡旋件部分地 限定的高压腔,其特征在于,该压缩机包括至少一个旁通阀,该旁通阀 布置在该压缩机的壳体内的低压区域中,该旁通阀包括一腔体,该腔体 通过第一管与至少一个压缩腔相连并通过第二管与低压区域相连,这两 个管的开口彼此靠近,使得这两个管可以被一阀板关断,该阀板可以在 限定该腔体的壁的引导下在腔体中自由移动,第三管用来传送所述阀板 的控制流体,该管通向该阀的腔体的下壁,并且该旁通阀由特殊目的的 本体限定,该本体容纳在由该压缩机壳体限定的封闭体内。
该装置使其能够从流量为100%的额定工作状态转换到容量减小的 工作状态,例如流量减小40%。为此,为了从额定工作状态转换到容量 降低的工作状态,有必要开启与每个压缩腔相关的阀,这些压缩腔可以 被排空,使得该压缩腔通过该阀与压缩机的低压区相通。需要指出的 是,与旁通阀结合的阀板受到重力的作用,这就意味着一旦控制流体的 压力降低,该阀板就会转换到其开启位置而不需要采用弹簧。而且,假 设阀板在重力作用下开启,那么就不会存在其颤动现象。需要指出的 是,在压缩机启动时,该阀板开启,这是因为该装置不会将高压流体输 送到旁通阀中,并且这会降低马达的启动力矩。
根据本发明的实施例,所述第一管和所述第二管在同一平面中指向 下且沿垂直方向开口,并形成用于阀板的阀座,该阀板大致扁平,例如 呈盘形。
根据本发明的一个特征,所述第二管使得该阀与低压区域相通,该 第二管包括一环形槽,该环形槽形成于该腔体的壁上,该腔体形成用于 该阀板的阀座,该管通向至少一个平行于该阀的轴线的开口并与低压区 域连通,同时与至少一个压缩腔相连的所述第一管通向该阀座的中心。 该环形槽的横断面根据该阀板和其阀座之间的所需的支承面积进行确 定,从而获得理想的密封平和理想的密封速度。
有利的是,该旁通阀包括多个使环形槽与低压区域连通的开口。
根据本发明的另一个特征,该阀的腔体的下侧形成用于阀板的止动 件,并且输送控制流体管通向该腔体的下侧,该下侧包括一中心开口, 该中心开口的尺寸确定成,使得阀板与腔体的下侧的接触面积较小,尤 其是使得阀板仅在其周边处置靠在该下侧上。
根据本发明的另一个特征,输送控制流体的第三管穿过压缩机壳体 并从位于压缩机外侧的流体源供给控制流体。该阀可以根据冷凝器中的 压力进行控制或根据蒸发器中的低压进行控制。
根据本发明的一个实施例,使得旁通阀与至少一个压缩腔连通的第 一管包括形成于该固定涡旋件中的垂直和水平孔中的一部分。
需要指出的是,如果固定涡旋件是一个铸件,那么就能够通过采用 聚苯乙烯嵌入物的铸造方法在其中形成各管。
根据本发明的另一个实施例,使得该旁通阀与至少一个压缩腔连通 的第一管包括一个或两个形成于该固定涡旋件中的通道,该通道通向位 于压缩机的高压区域中布置的管道并延伸到压缩机中直至旁通阀。
此外,包含阀板的腔体具有一校准的泄漏装置,其在控制流体的供 给停止时使得容纳有控制流体的室中的压力下降。该泄漏装置可以包括 一形成于该阀体中的孔或由各种形成该阀的组件之间的间隙。
附图说明
在各种情况下,本发明将借助于下述说明并参照示意性附图将会得 到清楚的理解,该说明采用非限制性举例来表描述该压缩机的一个实施 例:
图1是装配有一个容纳在外壳和马达之间的旁通阀的压缩机的纵向 剖视图;
图2是该旁通阀的透视图;和
图3和4分别是位于关闭位置和位于开启位置的两个纵向剖视图。

具体实施方式

图1中所示的压缩机包括一密封的外壳2,其内安装由一本体3,该本 体支承着压缩段,该压缩段具有一固定涡旋件4和一活动涡旋件5。该活 动涡旋件受到马达7的轴6的驱动而转动,从而与固定涡旋件限定一压缩 腔8,该压缩腔的体积在转动运动过程中向着该涡旋件4,5的中心方向 减小。该压缩腔自位于压缩机的低压区域9中的吸入腔以大致对称并成 对地方式被充注。压缩后的气体经过出口管10离开,通过图中没有示出 的闸门阀流向高压腔12。
因为本发明的目的是为了调节压缩机的容量以与所需输送的功率相 适应,通过改变压缩腔的工作容积,两个对称的压缩腔8每个都通过管 子13与旁通阀14相连。这两个管子13汇合到单个管子中,该管通过一指 向下的垂直连接器15与阀14相连。该旁通阀14位于该压缩机的低压区域 中,包括一本体16,在该主体16中形成有一个圆柱形腔体17,该腔体在 其顶部具有一表面18,该表面形成用于一阀板19的阀座,图3所示的是 与压缩腔相连的管子处于关闭位置。在阀座18中形成有一个环形槽20, 该环形槽通向外侧,也就是说,经两个开口22通向压缩机的低压区域。 一开口23通向该腔体17的下壁,通过连接器24供给由管路25输送的控制 流体,该管路穿过压缩机的外壳2。开口23的尺寸这样确定,即减小阀 板19与腔体17的下侧的的接触面积,尤其是使得阀板19仅仅以其周边抵 靠在该下侧。这样限定的接触面积使其能够避免阀板19与其阀座18之间 的任何冲击,这种冲击是由于启动延迟造成的,如果存在渗透的油液的 话,这种启动延迟是由于阀板19卡在阀体16中所导致的。当需要采用压 缩机的全部容量时,该控制流体将阀板19压靠在位于顶部的阀座上,如 图3所示。当压缩机的容量需要减小时,控制流体的压力就会返回到低 压值,以便阀板从其图3所示的位置移动到图4所示的位置,因此使得容 纳在压缩腔8中的流体流过管路13和连接器15达到环形槽20和开口22, 以通向低压区域。
校准孔27形成于阀的本体16中,并使得容纳在腔体中的控制流体逸 出从而使得阀板在停止供给控制流体时改变位置。
正如前述说明所清楚表述的那样,本发明通过使得可变容量的压缩 机具有简单而又可靠的结构而对现有技术进行了大的改进。
不用说,本发明并不限于该压缩机的在上面以举例方式描述的实施 例;相反,它还包括该实施例的所有的可替代形式。因此,尤其是,该 管可以由在高压腔中的该固定涡旋件之上的回路管组成;孔22可以相 对与阀体16横向开口;阀门可以因此具有盘型并被压靠在阀座18上, 如上所述,或者其厚度可以使其呈圆柱形,使其在关闭位置能关闭这些 横向孔22;该压缩机可以具有两个旁通阀,这两个旁通阀可以同步控制 或这不同步控制。