CN113027731B - 一种压缩机排气量的微电机调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机排气量的微电机调节装置，设于气缸上，气缸上设有气缸孔，本压缩机排气量的微电机调节装置还包括旋转开关和微电机，微电机固定在气缸上，微电机输出端与旋转开关连接，气缸上还设有泄流孔，旋转开关位于气缸孔和泄流孔的连通气道上并可切换气缸孔和泄流孔间的连通状态。本发明还公开了该压缩机排气量的微电机调节装置的工作方法。本发明通过微电机带动旋转开关实现气缸孔与泄流孔的连通和阻断，通过控制冷媒气体的输出量实现制冷量的调节，有别于变转速压缩机的制冷量调节方式，可不受压缩机电机转速低限限制，可输出比变转速压缩机在最低转速下制冷量更低的制冷量，因此具有更大的制冷量输出调节范围。

Description

一种压缩机排气量的微电机调节装置

技术领域

本发明涉及制冷压缩机，更具体地说，它涉及一种压缩机排气量的微电机调节装置。

背景技术

随着国民经济的发展，人民生活水平的逐步提高。消费者对冰箱、冷柜的节能、保湿保鲜等要求越来越高。压缩机作为冰箱、冷柜的核心部件，是制冷器具各项品质提升的关键。在压缩机内部，气缸是主要工作部件之一。根据制冷***技术特性，制冷器具在不同环温下对压缩机制冷量需求差异很大。例如，16℃环温下冰箱热负荷只有32℃环温下热负荷的一半左右，这就在客观上要求，16℃环温下压缩机提供更小的制冷量输出，以保证冰箱***的高效运行；同时16℃环温下压缩机小制冷量输出可以减少因压缩机制冷量输出过大引起的箱内温度波动。因此，为了满足冰箱在不同环境温度下运行时的制冷量需求差异，保证制冷***高效运行，宽制冷量高效压缩机是一种客观需求。目前行业内变转速压缩机可实现宽制冷量输出，较大程度上满足制冷器具不同环温下的高效制冷需求。但近年来随着制冷***效率要求不断提升，对压缩机制冷量宽度范围提出了更高要求，尤其希望变转速压缩机能提供更小的制冷量输出以满足制冷***在低环温下高效运行，进一步降低低环温下制冷***耗电量。目前的变转速压缩机通过转速变化调节制冷量输出，因受润滑***、减振***等特性限制，最低转速设计在1000rpm左右，转速进一步降低的难度较大。定转速压缩机气缸排量输出恒定，在制冷***使用中，通过调节其运行时间与开机率控制一段时间内的平均制冷量输出，满足不同环温下制冷***的制冷量需求。但这种制冷量调节方式相对于变转速压缩机而言效率略差；且低环温下压缩机制冷量输出远大于***制冷量需求，***运行效率偏低、箱内温度控制精度略差。因此，需要设计一种能有别于变转速调节方式的压缩机排气量调节装置，可实现制冷压缩机在相同转速下产生不同的排气量和制冷量，使得定转速压缩机可以实现变制冷量输出，同时对于变转速压缩机而言也是一种较好的辅助性制冷量调节结构。公开号为CN108317072A的发明专利于2018年7月24日公开了一种气缸容积可调式直线压缩机，包括外壳，以及设置在所述外壳中的定子、活塞和气缸，所述活塞的头部可滑动的设置在所述气缸中，所述气缸沿其轴线方向可调节的安装在定子上。但是该发明压缩机气缸容积的调节仅能在出厂时进行，并不能在用户使用时进行，因而不能根据不同环境温度下运行时的制冷量需求差异调节制冷量输出，降低制冷***综合耗电量。

发明内容

现有技术中，在低环温条件下，定转速压缩机的制冷量输出过剩，变转速压缩机则因最低转速存在极限导致制冷量输出仍然偏大，为克服这一缺陷，本发明提供了一种可使同一压缩机可实现不同排气量及制冷量输出，且不受压缩机电机转速限制，具有更大制冷量输出调节范围，节能降耗效果更好的压缩机排气量的微电机调节装置。

本发明的技术方案是：一种压缩机排气量的微电机调节装置，设于气缸上，气缸上设有气缸孔，本压缩机排气量的微电机调节装置还包括旋转开关和微电机，微电机固定在气缸上，微电机输出端与旋转开关连接，气缸上还设有泄流孔，气缸孔和泄流孔间通过气缸内部的气道连通，旋转开关位于气缸孔和泄流孔的连通气道上并可切换气缸孔和泄流孔间的连通状态。旋转开关可以连通气缸孔和泄流孔，或者阻断气缸孔和泄流孔间的连通，使得压缩机具备满功率工作和非满功率工作两种工作模式。常态下，气缸孔和泄流孔互不连通，压缩机处于满功率工作模式，进入气缸孔的冷媒气体被气缸孔内的活塞压缩后全部输出，进入制冷管道；如环境温度较低，则启动微电机，驱动旋转开关运动，连通气缸孔和泄流孔，使压缩机处于非满功率工作模式。满功率工作模式下的压缩机与普通压缩机无异。进入非满功率工作模式时，进入气缸孔的冷媒气体在被活塞压缩的过程中有一部分进入泄流孔排出，由于冷媒的中途泄漏流失，最终参与压缩及输出的冷媒气体少于最初进入气缸孔的冷媒输入量，而制冷***的制冷量主要取决于压缩机的冷媒输出量，即排气量，因此，非满功率工作模式下的压缩机经过一个工作循环后，制冷量小于常态下采用满功率工作模式的压缩机的制冷量。相对于变转速压缩机，本压缩机排气量的微电机调节装置可产生并输出比在最低转速下最小制冷量更低的制冷量；而对于定转速压缩机，采用了本压缩机排气量的微电机调节装置后可实现两种工作模式的转换，获得不同档次的压缩机排气量及制冷量，更好地满足不同工况下的制冷量需求，产生更好的节能降耗效果。

作为优选，旋转开关转动连接在气缸上，旋转开关内设有轴向孔，旋转开关的周面上设有径向孔，径向孔与轴向孔连通。此种结构的旋转开关自身具有连通功能，本发明中的气缸设计及加工时，气缸孔、泄流孔通过气路连接，旋转开关安装在气缸孔、泄流孔间的连通气路节点上，在微电机驱动下转动时，轴向孔、径向孔分别与气缸孔、泄流孔位置对准后，即可实现气缸孔和泄流孔间的连通；反之，径向孔与泄流孔存在错位时，即阻断气缸孔与泄流孔连通。因此旋转开关旋转到不同位置时，即可选择不同的压缩机工作模式，获得不同的排气量。

作为优选，气缸上设有开口于气缸侧面的圆槽，圆槽与气缸孔连通，旋转开关适配嵌入圆槽内，泄流孔与圆槽轴线相交，轴向孔连通气缸孔，泄流孔的入口位于圆槽内壁上，旋转开关在微电机的驱动下，径向孔与泄流孔的入口在重叠和错位两种状态间切换。圆槽用于放置所述的旋转开关，实现旋转开关在气缸上的转动连接，同时，圆槽的腔体构成泄流孔与气缸孔间的连接气道，旋转开关在微电机的驱动下在圆槽内转动，径向孔与泄流孔的入口重叠时，泄流孔通过径向孔、轴向孔与气缸孔实现连通，此时压缩机进入非满功率工作模式，气缸的活塞压缩冷媒气体时，在活塞越过圆槽所对应位置之前，部分冷媒气体被挤入旋转开关，再经径向孔进入泄流孔，最终排出，使得活塞与气缸孔封闭端内参与压缩及输出的冷媒气体的量少于最初吸入气缸孔内的冷媒气体的量，仅当活塞越过圆槽所对应位置之后，活塞与气缸孔封闭端之间的冷媒气体才不再减少；径向孔与泄流孔的入口错位时，泄流孔与气缸孔间的气路被旋转开关阻断，此时压缩机进入满功率工作模式，吸入气缸孔内的冷媒气体没有流失，全部参与压缩及输出。

作为优选，圆槽深度小于气缸侧面至气缸孔的距离，圆槽内端设有直径小于圆槽的通气孔，通气孔连通圆槽和气缸孔。圆槽与通气孔间存在直径差，使得圆槽不直接贯通至气缸孔，圆槽内端仍可对旋转开关构成轴向定位，确保旋转开关与微电机可靠连接。

作为优选，旋转开关与微电机输出端键连接。键连接方式结构简单，传动效率高。

作为另选，旋转开关与微电机输出端铆接。铆接方式结构简单，连接可靠。

所述压缩机排气量的微电机调节装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一.设定模式转换触发温度；

步骤二.压缩机在模式转换触发温度及以下的环温下工作时，在微电机控制下旋转开关旋转至径向孔与泄流孔的入口重叠；压缩机在模式转换触发温度以上的环温下工作时，在微电机控制下旋转开关旋转至径向孔与泄流孔的入口错开。

本压缩机排气量的微电机调节装置通过该方法可实现满功率工作模式和非满功率工作模式两种工作模式的转换，获得不同档次的压缩机排气量及制冷量，更好地满足不同工况下的制冷量需求，产生更好的节能降耗效果。

本发明的有益效果是：

制冷量输出调节范围更大。本发明通过微电机带动旋转开关实现气缸孔与泄流孔的连通和阻断，通过控制冷媒气体的输出量实现制冷量的调节，有别于变转速压缩机的制冷量调节方式，可不受压缩机电机转速低限限制，可输出比变转速压缩机在最低转速下制冷量更低的制冷量，因此具有更大的制冷量输出调节范围。

更好地适应不同工况，节能降耗效果更佳。本发明通过微电机对旋转开关的控制，可实现两种工作模式的转换，获得不同档次的压缩机排气量及制冷量，更好地满足不同工况下的制冷量需求，产生更好的节能降耗效果。

附图说明

图1为本发明的一种拆解结构示意图；

图2为本发明中旋转开关的一种结构示意图；

图3为本发明的一种侧视图；

图4为本发明的一种俯视图；

图5为本发明中泄流孔与气缸孔连通时的局部结构示意图；

图6为本发明中泄流孔与气缸孔阻断时的局部结构示意图。

图中，1-气缸，1a-通气孔，1b-圆槽，1c-泄流孔，1d-气缸孔，2-旋转开关，2a-轴向孔，2b-径向孔，3-微电机，4-曲轴箱。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图6所示，一种压缩机排气量的微电机调节装置，设于气缸1上，气缸1安装在一曲轴箱4上，气缸1和曲轴箱4又整体置于一封闭的壳体内，气缸1上设有气缸孔1d，曲轴箱4上的曲轴通过连杆带动一活塞在气缸孔1d内往复运动，进行冷媒气体压缩。本压缩机排气量的微电机调节装置还包括旋转开关2和微电机3，微电机3固定在气缸1上，微电机3输出端的转轴与旋转开关2通过键连接。气缸1上设有开口于气缸1侧面的圆槽1b，圆槽1b深度小于气缸1侧面至气缸孔1d的距离，圆槽1b内端设有与圆槽1b、轴向孔2a均同轴且直径小于圆槽1b的通气孔1a，通气孔1a连通圆槽1b和气缸孔1d，通气孔1a为直孔。旋转开关2呈圆柱状并适配嵌入到圆槽1b内，旋转开关2内设有一端开放的轴向孔2a，轴向孔2a始终连通气缸孔1d，旋转开关2的周面上还设有一径向孔2b，径向孔2b与轴向孔2a连通。气缸1上还设有泄流孔1c，泄流孔1c与圆槽1b垂直相交，泄流孔1c的轴线与气缸孔1d的轴线平行，泄流孔1c的入口位于圆槽1b内壁上，泄流孔1c的出口与气缸孔1d的入口位于气缸1的同一端，均在朝向活塞驱动轴的一面上。微电机3与一控制器电连接，控制器的输入端连接有用于监测制冷设备外部环境温度的环温传感器。旋转开关2在微电机3的驱动下，径向孔2b与泄流孔1c的入口可以在重叠和错位两种状态间切换。

本压缩机排气量的微电机调节装置应用于冰箱上，常态下旋转开关2处于关闭状态，即阻断气缸孔1d和泄流孔1c间的连通，亦即压缩机的默认工作模式为满功率工作模式。

本压缩机排气量的微电机调节装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一.设定模式转换触发温度，该模式转换触发温度为16℃，该步骤可由制冷设备设计人员通过冰箱上的主控程序按需设定；

步骤二.压缩机在16℃及以下的环温下工作时，所述控制器输出工作信号，启动微电机3，驱动旋转开关2旋转至径向孔2b与泄流孔1c的入口重叠，压缩机进入非满功率工作模式，气缸1的活塞压缩冷媒气体时，在活塞越过圆槽1b所对应位置，具体而言越过通气孔1a之前，部分冷媒气体被挤入旋转开关2的轴向孔2a，再经径向孔2b进入泄流孔1c，最终排出到所述的壳体内，使得活塞与气缸孔1d封闭端内参与压缩及输出的冷媒气体的量少于最初吸入气缸孔1d内的冷媒气体的量，仅当活塞越过圆槽1b所对应位置，具体而言越过通气孔1a之后，活塞与气缸孔1d封闭端之间的冷媒气体才不再减少；压缩机在16℃以上的环温下工作时，微电机3不动作，维持旋转开关2的径向孔2b与泄流孔1c的入口错开的状态，此时泄流孔1c与气缸孔1d间的气路被旋转开关阻断，压缩机处于满功率工作模式，吸入气缸孔1d内的冷媒气体没有流失，全部参与压缩及输出。

实施例2：

旋转开关2与微电机3输出端铆接。模式转换触发温度为18℃。其余同实施例1。

Claims (5)

1.一种压缩机排气量的微电机调节装置，设于气缸（1）上，气缸（1）上设有气缸孔（1d），其特征是还包括旋转开关（2）和微电机（3），微电机（3）固定在气缸（1）上，微电机（3）输出端与旋转开关（2）连接，气缸（1）上还设有泄流孔（1c），气缸孔（1d）和泄流孔（1c）间通过气缸（1）内部的气道连通，旋转开关（2）位于气缸孔（1d）和泄流孔（1c）的连通气道上并可切换气缸孔（1d）和泄流孔（1c）间的连通状态，旋转开关（2）转动连接在气缸（1）上，旋转开关（2）内设有轴向孔（2a），旋转开关（2）的周面上设有径向孔（2b），径向孔（2b）与轴向孔（2a）连通，气缸（1）上设有开口于气缸（1）侧面的圆槽（1b），圆槽（1b）与气缸孔（1d）连通，旋转开关（2）适配嵌入圆槽（1b）内，泄流孔（1c）与圆槽（1b）轴线相交，轴向孔（2a）连通气缸孔（1d），泄流孔（1c）的入口位于圆槽（1b）内壁上，旋转开关（2）在微电机（3）的驱动下，径向孔（2b）与泄流孔（1c）的入口在重叠和错位两种状态间切换。

2.根据权利要求1所述的压缩机排气量的微电机调节装置，其特征是圆槽（1b）深度小于气缸（1）侧面至气缸孔（1d）的距离，圆槽（1b）内端设有直径小于圆槽（1b）的通气孔（1a），通气孔（1a）连通圆槽（1b）和气缸孔（1d）。

3.根据权利要求1所述的压缩机排气量的微电机调节装置，其特征是旋转开关（2）与微电机（3）输出端键连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机排气量的微电机调节装置，其特征是旋转开关（2）与微电机（3）输出端铆接。

5.权利要求1所述的压缩机排气量的微电机调节装置的工作方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一.设定模式转换触发温度；

步骤二.压缩机在模式转换触发温度及以下的环温下工作时，在微电机（3）控制下旋转开关（2）旋转至径向孔（2b）与泄流孔（1c）的入口重叠；压缩机在模式转换触发温度以上的环温下工作时，在微电机（3）控制下旋转开关（2）旋转至径向孔（2b）与泄流孔（1c）的入口错开。

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