CN102086869A

CN102086869A - 回转压缩机

Info

Publication number: CN102086869A
Application number: CN2010105835165A
Authority: CN
Inventors: 龙玟徹; 李允熙; 崔允诚
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: KR101587170B1; US20110135526A1; KR20110064280A; CN102086869B; US8485805B2

Abstract

公开了一种回转压缩机，其中吸入孔是贯穿中间板形成的，用以将制冷剂分配到两个汽缸中，并且联结螺栓的用于将汽缸联结到中间板的适合的尺寸(长度)可被确定，由此可使两个汽缸的叶片槽在两个汽缸的联结过程中可能发生的变形最小化，由此可减小叶片的摩擦损耗以及叶片与叶片槽之间的泄漏损失，从而增进压缩机的功能。本发明的回转压缩机包括：多个汽缸，每个汽缸具有压缩空间和用于压缩制冷剂的转动活塞和叶片；中间板，被安装在汽缸之间以分隔压缩空间；多个支承件，被设置为覆盖汽缸的外表面，与中间板一起构成汽缸中的压缩空间；以及多个联结螺栓，穿过要被联结到中间板的两侧表面的支承件和汽缸而被***。

Description

回转压缩机

技术领域

本发明涉及一种能够经由单个吸入通道将制冷剂供给到多个压缩空间的回转压缩机。

背景技术

通常，制冷剂压缩机被用在利用蒸汽压缩制冷循环(以下称作“制冷循环”)的冰箱或空调中，并且利用了以实质恒速驱动的恒速型压缩机以及转速受控的变频式压缩机(inverter type compressor)。

在密封外壳的内部空间中安装有驱动马达以及由驱动马达操控的压缩机的制冷剂压缩机被称作密封式压缩机，在外壳的外部单独地安装有驱动马达的制冷剂压缩机被称作开放式压缩机。大多数家用冰箱或商用冰箱中使用密封式压缩机。

回转压缩机采用利用转动活塞和叶片的制冷剂压缩机构，转动活塞在汽缸的压缩空间中偏心地旋转，叶片将汽缸的压缩空间分隔为吸入室和排放室。

近来，提出了一种双回转压缩机，双回转压缩机包括多个汽缸并使所有的汽缸运转或使至少一个汽缸空转。

双回转压缩机可采用独立式吸收机构或集成式吸收机构；在独立式吸收机构中，吸入管分别被连接到两个汽缸；在集成式吸收机构中，共同的吸入管被连接到两个汽缸之一，或者一个共同的吸入管被连接到中间板，中间板被设置于两个汽缸之间以分隔压缩空间。

在双回转压缩机中，用多个联结螺栓沿轴向方向在两侧联结两个汽缸、位于两个汽缸之间的中间板以及用于覆盖两个汽缸以形成每个压缩空间的多个支承件。

然而，现有技术的双回转压缩机具有以下的问题。当联结螺栓被联结到两个汽缸之一时，汽缸可能在联结螺栓的联结过程中发生变形，由此引起被***汽缸中以在汽缸内往复运动的叶片不稳定地动作，导致压缩功能下降。即，当联结螺栓穿过支承件和中间板而被联结到汽缸之一时，该汽缸即因联结螺栓在进行联结时产生的夹持力而变形，由此引起***叶片中的叶片槽不稳定地扭曲。因此，叶片与叶片槽之间的摩擦力增大，或者叶片弯曲而使转动活塞的密封力减小，由此使压缩机的压缩功能下降。

发明内容

因此，为了解决现有技术的上述问题，本发明的一个方案是提供一种回转压缩机，其能够通过减小在联结汽缸和支承件时汽缸可能发生的变形来稳定叶片的动作，并由此增进压缩机的压缩功能。

为了实现如本说明书具体地和概括地描述的本发明的这些和其它的优点以及目的，提供一种回转压缩机，其包括：多个汽缸，每个汽缸具有压缩空间并具有用于在压缩空间中压缩制冷剂的转动活塞和叶片；中间板，被安装在多个汽缸之间以分隔每个压缩空间，并具有允许制冷剂分配到压缩空间中的一个吸入通道；多个支承件，每个支承件被设置为覆盖每个汽缸的外表面，与中间板一起构成每个汽缸中的压缩空间；以及多个联结螺栓，穿过要被联结到中间板的两侧表面的支承件和汽缸而被***；其中联结螺栓具有螺栓长度H_b，螺栓长度H_b与汽缸的厚度H_c1和H_c2以及中间板的厚度成比例，由以下公式确定：

A \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}} < H_{b} < B \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}} .

在该公式中，变量A可处于15＜A＜20的范围内，而变量B可处于25＜B＜30的范围内。

在另一方案的一个示例性实施例中，提供一种回转压缩机，其包括：多个汽缸，每个汽缸具有压缩空间并具有用于在压缩空间中压缩制冷剂的转动活塞和叶片；中间板，被安装在多个汽缸之间以分隔每个压缩空间，并具有允许制冷剂分配到压缩空间中的一个吸入通道；多个支承件，每个支承件被设置为覆盖每个汽缸的外表面，与中间板一起构成每个汽缸中的压缩空间；以及多个联结螺栓，穿过要被联结到中间板的两侧表面的支承件和汽缸而被***，其中，联结螺栓的沿厚度方向被联结到中间板的两侧的螺栓长度彼此相同。

在另一方案的一个示例性实施例中，提供一种回转压缩机，其包括：多个汽缸，每个汽缸具有压缩空间并具有用于在压缩空间中压缩制冷剂的转动活塞和叶片；中间板，被安装在多个汽缸之间以分隔每个压缩空间，并具有允许制冷剂分配到压缩空间中的一个吸入通道；多个支承件，每个支承件被设置为覆盖每个汽缸的外表面，与中间板一起构成每个汽缸中的压缩空间；以及多个联结螺栓，穿过要被联结到中间板的两侧表面的支承件和汽缸而被***，其中，联结螺栓的沿厚度方向被联结到中间板的两侧的深度彼此相同。

通过下面结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述的和其它的目的、特征、方面以及优点将变得更明显。

附图说明

包含附图为的是提供对本发明的进一步的理解，并且附图被结合到本说明书中构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例并与文字描述结合用于阐述本发明的原理。

在附图中：

图1是示出具有回转压缩机的制冷循环的示意图；

图2是示出图1的回转压缩机内部的纵向剖视图；

图3是示出图2的压缩单元的被联结状态的正视图；

图4是示出图2的压缩单元的被联结状态的纵向剖视图；

图5是示出在回转压缩机中利用基于图4所示的公式1的联结螺栓时实际变形的叶片的示意图；

图6A和图6B是示出应用根据本发明的组成比率的叶片槽变形量的比较结果以及由此观察到的能量效率的视图；

图7是示出作为根据本发明的回转压缩机的一个实例的容量可变型回转压缩机的纵向剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图描述根据示例性实施例的回转压缩机的细节。为了参照附图进行简要描述起见，相同或等效的部件使用相同的附图标记，并将不对它们进行重复描述。

图1是示出具有回转压缩机的制冷循环的示意图，图2是示出图1的回转压缩机内部的纵向剖视图，图3是示出图2的压缩单元的被联结状态的正视图，而图4是示出图2的压缩单元的被联结状态的纵向剖视图；

如图1所示，根据一个示例性实施例的回转压缩机1可具有吸入侧，同时具有排出侧；其中吸入侧被连接到蒸发器4的出口侧；排出侧被连接到冷凝器2的吸入侧，从而形成封闭回路的制冷循环的一部分，排出侧被依次连接到冷凝器2、膨胀装置3以及蒸发器4。收集器5被连接于蒸发器4的出口侧与压缩机1的吸入侧之间，收集器5能够将从蒸发器4输送到压缩机1的制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂。

如图2所示，压缩机1可包括：马达单元200，被设置在密封外壳100的内部空间中的上侧，用以产生驱动力；以及第一和第二压缩单元300、400，被设置在密封外壳100的内部空间中的下侧，用以利用由马达单元200产生的驱动力来压缩制冷剂。

从第一和第二压缩单元300、400两者或者从第一压缩单元300排出的制冷剂使外壳100的内部空间保持在排放压力状态。允许制冷剂被吸到第一压缩单元300与第二压缩单元400之间的一个气体吸入管140可被连接到外壳100的下部的主要表面，而允许在第一压缩单元300和第二压缩单元400中被压缩的制冷剂排放到制冷***内的一个气体排出管250可被连接到外壳100的上端。气体吸入管140可***到中间连接管(未示出)中，由此被焊接到中间连接管以进行连接，中间连接管***到中间板130的吸入通道131中，这将在下面描述。

马达单元200可包括：定子210，通过外壳100的内圆周表面被固定；转子220，可旋转地被设置于定子210内；以及曲柄轴230，被冷缩装配到转子220，从而可与转子220一起旋转。马达单元200可为恒速马达或变频马达(inverter motor)。然而考虑到制造成本，如果需要，马达单元200可利用恒速马达来使第一压缩单元300和第二压缩单元400之一空转，从而转变压缩机的操作模式。

曲柄轴230可包括：轴部231，被联结到转子220；以及第一和第二偏心部232、233，形成于轴部231的下部，相对于轴部231的左右两侧偏心。第一和第二偏心部232和233可通过在它们之间大约180°的相位差来对称地形成。将在下面描述的第一和第二转动活塞320和420可以分别被可旋转地联结到第一和第二偏心部232、233。

第一压缩单元300可包括：第一汽缸310，呈环形形状，并被安装在外壳100内；第一转动活塞320，被可旋转地联结到曲柄轴230的第一偏心部232，以通过在第一汽缸310的第一压缩空间V1中的轨道运动压缩制冷剂；第一叶片330，沿径向被可移动地联结到第一汽缸310，使得第一叶片的一侧的密封表面接触第一转动活塞320的外圆周表面以将第一汽缸310的第一压缩空间V1分隔为第一吸收室和第一排出室；以及叶片弹簧340，被实现为压缩弹簧，用以弹性支撑第一叶片330的后侧。

第二压缩单元400可包括：第二汽缸410，呈环形形状，并被安装在外壳100内第一汽缸310的下方；第二转动活塞420，被可旋转地联结到曲柄轴230的第二偏心部233，以通过在第二汽缸410的第二压缩空间V2中的轨道运动压缩制冷剂；第二叶片430，沿径向被可移动地联结到第二汽缸410，并接触第二转动活塞420的外圆周表面以将第二汽缸410的第二压缩空间V2分隔为第二吸收室和第二排出室，或与第二转动活塞420的外圆周表面分离以使第二吸收室与第二排出室连通；以及叶片弹簧440，被实现为压缩弹簧，用以弹性支撑第二叶片430的后侧。

在此，参照图2，第一汽缸310和第二汽缸410可分别包括：第一叶片槽311和第二叶片槽411，形成在第一和第二压缩空间V1、V2的内圆周表面的一侧，用以允许第一和第二叶片330、430的线性往复运动；以及第一吸入口312(吸入凹槽、吸入缝隙等)和第二吸入口412，形成在第一和第二叶片槽311、411的一侧，用以引导制冷剂进入第一和第二压缩空间V1、V2内。

通过对第一汽缸310的下表面边缘和第二汽缸410的上表面边缘分别进行倒角，第一吸入口312和第二吸入口412可形成有倾角；上述倾角分别朝向第一汽缸310和第二汽缸410，与中间板130的将在下面说明的分叉孔133的上端和分叉孔134的下端接触。

上支承板(以下称作“上支承件”)110可覆盖第一汽缸310的上侧，而下支承板(以下称作“下支承件”)120可覆盖第二汽缸410的下侧。与两个支承件110和120一起形成第一和第二压缩空间V1、V2的中间板130可被安装在第一汽缸310的下侧与第二汽缸410的上侧之间。

上支承件110和下支承件120可呈圆盘形状。第一支承部112和第二支承部122分别具有轴孔113和123；第一支承部112和第二支承部122可从上支承件110和下支承件120的中央突出，以沿径向支撑曲柄轴230的轴部231。

中间板130可呈环形形状，其内径与***其中的曲柄轴230的偏心部一样宽。中间板130的一侧图示为具有吸入通道，该吸入通道用于允许吸气管140与第一吸入口312和第二吸入口412连通，这将在下面说明。吸入通道131可包括：吸入孔132，其与吸气管140连通；以及第一和第二分叉孔133、134，其用于允许第一和第二吸入口132、412与吸入孔132连通。

吸入孔132可形成为从中间板130的外圆周表面沿径向具有预定的深度。

第一和第二分叉孔133和134可从吸入孔132的内端朝向第一和第二吸入口312、412倾斜预定的角度，即，基于吸入孔132的中心线处于0°到90°范围内的角度，更确切地为处于30°到60°范围内的角度。

未描述的附图标记350表示第一排出阀，附图标记360表示第一***，附图标记450表示第二排出阀，附图标记460表示第二***。

以下将描述在具有上述构造的回转压缩机中，每个压缩空间中压缩制冷剂的过程。

也就是说，如果将动力供给到马达单元200的转子210以使转子210旋转，则曲柄轴230与转子220一起旋转从而将转子单元200的旋转力传递到第一和第二压缩单元300、400。第一压缩单元300内的第一转动活塞320和第二压缩单元400内的第二转动活塞420分别在第一压缩空间V1和第二压缩空间V2中偏心旋转。因此，第一叶片330和第二叶片430在形成具有180°相位差的压缩空间V1和V2的状态下与第一和第二转动活塞320、420一起压缩制冷剂。

例如，如果在第一压缩空间V1中开始吸入过程，则制冷剂经由收集器5和吸入管140被引入中间板130的吸入通道131内。制冷剂随后经由第一汽缸310的第一吸入口312流入第一压缩空间V1内，从而在第一压缩空间中被压缩。

在第一压缩空间V1中的压缩过程进行期间，在第二汽缸410的与第一压缩空间V1有180°相位差的第二压缩空间V2中开始吸入过程。因此，第二汽缸410的第二吸入口412与吸入通道131连通，使得制冷剂经由第二汽缸410的第二吸入口412被吸入第二压缩空间V2内，从而在第二压缩空间中被压缩。

在此，第一叶片330和430可被可滑动地联结到设置在第一汽缸310和第二汽缸410处的第一叶片槽311和第二叶片槽411，以响应于第一转动活塞320和第二转动活塞420的轨道运动而进行径向往复运动，由此将第一压缩空间V1和第二压缩空间V2各自分隔为吸收室和排出室。

然而，如果第一和第二汽缸310、410在第一和第二压缩单元300、400的组装中发生变形，则所有的叶片槽311和411扭曲或者两个壁面之间的间隔变得不均匀从而对正在进行直线往复运动的叶片330和430构成障碍。因此，可能在叶片330与叶片430之间以及叶片槽311与叶片槽411之间引起摩擦，或在它们之间产生间隙(空隙)，由此引起制冷剂的泄漏。因此，避免汽缸310和410在压缩单元300和400的组装中发生变形对于增进压缩机的功能非常重要。

因此，本发明的目的是：通过将用于组装压缩单元的联结螺栓联结到位于汽缸之间的中间板而不是直接联结到汽缸，避免汽缸因联结螺栓的夹持力而发生扭曲，同时还通过限制联结螺栓的长度(即夹持长度)克服汽缸扭曲的问题。

为此，如图3和图4所示，联结螺栓可包括：第一联结螺栓150，用于将上支承件110和第一压缩单元300联结到中间板130；以及第二联结螺栓160，用于将下支承件120和第二压缩单元400联结到中间板130。

例如，上支承件110和第一汽缸310可分别包括多个通孔111和315，通孔111和315沿圆周方向形成而在轴向上彼此同心匹配。因此，第一联结螺栓150可穿过上支承件110的通孔111和第一汽缸310的通孔315被***，以联结到中间板130的上侧。下支承件120和第二汽缸410也可分别包括多个通孔121和415，通孔121和415沿圆周方向形成而在轴向上彼此同心匹配。因此，第二联结螺栓160可穿过下支承件120的通孔121和第二汽缸410的通孔415被***，以联结到中间板130的下侧。中间板130也可设有多个联结孔135，联结孔135以预定的间隔沿圆周方向形成，使得从上支承件110贯穿式地形成的通孔111和315可与从下支承件120贯穿式地形成的通孔121和415同心匹配。

第一和第二联结螺栓150、160可分别包括：螺栓头部151和161；以及联结部152和162，其从螺栓头部151和161延伸以穿过通孔111、315和121、415而被联结到联结孔135。

在此，可利用下面的公式限制联结螺栓150和160各自的联结部152和162的长度，以减小汽缸的变形。

即，可依据公式1确定每个联结螺栓150、160的螺栓长度H_b，如下所示，该螺栓长度与汽缸310和410的厚度H_c1、H_c2和中间板310的厚度H_m成比例。

A \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}} < H_{b} < B \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}}

公式1

此公式中，变量A处于15＜A＜20的范围内，更精确地为17.93；变量B处于25＜B＜30的范围内，更精确地为27.91。

另外，关于联结螺栓150和160的联结部152和162的长度(即H_b)，在中间板130的两侧沿厚度方向联结的长度可优选地形成为，可与进入中间板130内联结的深度相同，以减小汽缸310和410的变形。

优选地，沿厚度方向被联结到中间板130两侧的联结螺栓150和160的总联结深度可不超过中间板130的厚度的三分之二，以减小汽缸310和410的变形。

图5是示出在回转压缩机中利用基于公式1的联结螺栓时叶片槽的实际变形状态的示意图，图6A和图6B是示出应用上述公式1的组成比率的叶片槽变形量的比较结果以及由此观察到的能量效率的视图。

图5、图6A和图6B示出，当联结装置的长度C处于大约A＜C＜B的范围内时，展示出最高能量效率EER；上述长度C需要满足叶片槽311、411的两个相对的壁面之间的最小间隔W_min，以允许叶片330、430进行往复运动，其中C＝H_b×H_m/(H_c1+H_c2)，W_min＝3.2(+0.075，-0.050)。在图5中，W是叶片槽311、411的两个相对的壁之间在任何变形之前的间隔，W_1，min是叶片槽的右壁的最小变形间隔，W_2，min是叶片槽的左壁的最小变形间隔，W_1，max是叶片槽的右壁的最大变形间隔，而W_2，max是叶片槽的左壁的最大变形间隔。

如图5、图6A和图6B所示，可证明：当联结单元的满足叶片槽311和411的两个壁面之间的最小间隔{(Wmin)＝3.2(+0.075，-0.050)}的长度{C＝H_b×H_m/(H_c1+H_c2)}处于大约A＜B＜C的范围内时，实现了最大的能量效率EER。

即，当联结单元的长度C小于变量A时，能量效率大幅下降。相反，当联结单元的长度C大于变量B时，与前述状况相比，能量效率相对平缓地下降。

因此，可理解的是，高能量效率是在当联结单元的长度C大于变量A而小于变量B时取得的，这表明：在这种情况下，汽缸变形量被最小化，且由此可最大程度地减小叶片的摩擦损耗以及叶片与转动活塞之间的泄漏损失。

因此，根据以上详细描述的回转压缩机可避免汽缸的叶片槽在两个汽缸的联结过程中发生变形，由此可减小叶片的摩擦损耗以及叶片与叶片槽之间的泄漏损失，从而增进压缩机的功能。

以下将描述根据另一实施例的回转压缩机。

即，前面的实施例示出了第一叶片和第二叶片在受压时分别与转动活塞接触。然而，如图7所示，本示例性实施例示出了双回转压缩机的容量可变的回转压缩机，其中，与外壳100的内部空间分隔的叶片室413形成在一个压缩单元(即附图中的第二压缩单元)的叶片430的后侧，用于选择性地提供抽吸压力或排放压力的模式转换单元500被连接到叶片室413，用于通过压差来选择性地限制叶片430的运动的限制单元(未给出附图标记)被设置在叶片430的侧表面处。与前面的实施例相似，联结螺栓被联结到中间板以及联结螺栓的联结部的长度依据前述公式1来确定的设置可同样应用于根据另一实施例的容量可变的回转压缩机。可通过前面的描述了解工作的效率，因此省略详细的描述。

根据本发明的回转压缩机被形成为：吸入孔是贯穿中间板形成的，用以将制冷剂分配到两个汽缸中；并且联结螺栓的用于将汽缸联结到中间板的适合的尺寸(长度)可被限定，由此可使两个汽缸的叶片槽在这两个汽缸的联结过程中可能发生的变形最小化，且因此可减小叶片的摩擦损耗以及叶片与叶片槽之间的泄漏损失，从而增进压缩机的功能。

根据本发明的回转压缩机可广泛地应用于制冷***，例如家用或商用空调等。

前面的实施例和优点仅是示例性的，而不应被解释为对本发明的限制。本发明的教导可很容易地应用于其它类型的设备。本说明书意在进行说明，而不是用于限定权利要求的范围。多种替换方案、变型方案以及修改方案对本领域的技术人员将是显而易见的。可用多种方式结合在此描述的示意性实施例的特征、结构、方法以及其它特征获得附加和/或可替换的示例性实施例。

由于可在不背离本发明的特征的情况下以多种形式实现本发明的特征，所以还应该理解的是，上述的实施例不限于以上描述的任何细节，除非另外指出，而应该解释为广泛地包含于所附权利要求限定的范围内，因此，在权利要求的界限和边界或者这种界限和边界的等效范围内的所有的修改和变型都旨在被所附权利要求涵盖。

Claims

1.一种回转压缩机，其特征在于，包括：

多个汽缸，每个汽缸具有压缩空间并具有用于在所述压缩空间中压缩制冷剂的转动活塞和叶片；

中间板，被安装在所述汽缸之间以分隔每个压缩空间；

多个支承件，每个支承件被设置为覆盖每个汽缸的外表面，与所述中间板一起构成每个汽缸中的所述压缩空间；以及

多个联结螺栓，穿过要被联结到所述中间板的两侧表面的所述支承件和所述汽缸而被***；

其中，所述联结螺栓具有螺栓长度H_b，该螺栓长度H_b与所述汽缸的厚度H_c1和H_c2以及所述中间板的厚度成比例，由以下公式确定：

A \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}} < H_{b} < B \frac{H_{C 1} + H_{C 2}}{H_{m}} .

2.如权利要求1所述的回转压缩机，其中，变量A处于15＜A＜20的范围内，而变量B处于25＜B＜30的范围内。

3.如权利要求2所述的回转压缩机，其中，所述联结螺栓的沿厚度方向被联结到所述中间板的两侧的螺栓长度彼此相同。

4.如权利要求2所述的回转压缩机，其中，所述联结螺栓的沿厚度方向被联结到所述中间板的两侧的深度彼此相同。

5.如权利要求2所述的回转压缩机，其中，所述联结螺栓的沿厚度方向被联结到所述中间板的两侧的总联结深度大于所述中间板的厚度。

6.如权利要求1所述的回转压缩机，其中，每个所述汽缸包括吸入口，而所述中间板包括一个吸入通道，所述吸入通道与所述汽缸的所述吸入口连通以允许制冷剂被分配到所述压缩空间中。

7.如权利要求6所述的回转压缩机，其中，所述吸入通道包括：

吸入孔，沿径向形成，与吸气管连通；以及

分叉孔，分别从所述吸入孔的末端朝向所述汽缸分叉以与所述汽缸的所述吸入口连通。

8.如权利要求7所述的回转压缩机，其中，所述分叉孔被形成为与所述吸入口平齐。

9.如权利要求1所述的回转压缩机，其中，至少一个所述汽缸包括与外壳的内部空间隔离的叶片室；

其中，模式转换单元被连接到所述叶片室，以依据操作模式将排放压力或抽吸压力选择性地提供到所述叶片室，使得所述叶片能够与所述转动活塞通过受压而接触、或者与所述转动活塞分离；

其中，至少一个所述汽缸包括叶片限制单元，所述叶片限制单元用于限制或释放被可滑动地联结到所述汽缸的所述叶片。

10.如权利要求9所述的回转压缩机，其中，所述叶片限制单元在所述叶片的侧表面上产生压差以选择性地限制所述叶片的运动。