專利名稱：功率可調(diào)節(jié)的渦旋壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)的功率調(diào)節(jié)(capacity modulation)。更具體的，涉及通過控制一室內(nèi)的流體壓力來對螺旋壓縮機(jī)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，該室內(nèi)的流體壓力把兩個(gè)渦旋件偏壓到一起。
背景技術(shù)：
為更好地適應(yīng)空調(diào)及制冷系統(tǒng)受到的寬范圍負(fù)載，往往希望對該系統(tǒng)的壓縮機(jī)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。人們已經(jīng)采用多種不同方法來提供這種功率調(diào)節(jié)特性。這些方法包括從控制壓縮機(jī)的吸入口到使經(jīng)壓縮的排出氣旁流回該壓縮機(jī)的吸入壓區(qū)域。對于螺旋壓縮機(jī)來說，常常通過采用一種延遲吸入方法來實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，該方法包括在沿著渦卷的若干位置處設(shè)置孔口，當(dāng)該孔口打開時(shí)，允許最初形成在相互嚙合的渦卷之間的壓縮室與壓縮機(jī)的吸入?yún)^(qū)連通，從而延遲形成封閉壓縮室的點(diǎn)，由此延遲開始壓縮吸入氣體的點(diǎn)。這種功率調(diào)節(jié)方法實(shí)際上具有減小壓縮機(jī)的壓縮比的效果。盡管這些延遲吸入系統(tǒng)能有效地降低壓縮機(jī)的功率，但它們僅能給壓縮機(jī)提供預(yù)定的卸載量，且該卸載量取決于卸載孔口沿著渦卷的位置。雖然可通過在不同位置設(shè)置多個(gè)卸載孔口來實(shí)現(xiàn)多級卸載，但這種方法成本高且需要額外空間來容納用以打開和關(guān)閉每組孔口的單獨(dú)控制件。即使采用多個(gè)卸載孔口，采用這種延遲吸入技術(shù)通常也不能在0％至100％之間控制壓縮機(jī)的功率。
最近，已經(jīng)通過在壓縮機(jī)的操作循環(huán)過程中周期性地使兩渦旋件軸向或徑向分離預(yù)定時(shí)間來實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)卸載并由此實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。為便于軸向卸載或軸向分離兩渦旋件，在該兩渦旋件之一內(nèi)或其附近形成一種偏壓件；此偏壓件與壓縮機(jī)的壓力室或排放室內(nèi)的一種壓縮流體源連通。該偏壓件內(nèi)的流體被周期性地釋放到壓縮機(jī)的吸入?yún)^(qū)域以便于卸載該壓縮機(jī)。
盡管這些現(xiàn)有裝置實(shí)地運(yùn)行良好，但它們的設(shè)計(jì)需要附加特定偏壓件和用以控制增壓流體流動(dòng)的控制系統(tǒng)。
對功率調(diào)節(jié)的螺旋壓縮機(jī)的繼續(xù)開發(fā)已經(jīng)旨在于為降低功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的成本而簡化功率調(diào)節(jié)裝置，以及簡化這些功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總體制造、設(shè)計(jì)和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種功率調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)使一種現(xiàn)有的中間壓室周期性地排氣至吸入壓，從而調(diào)節(jié)該壓縮機(jī)的功率。在壓縮機(jī)中采用該現(xiàn)有中間壓室以把兩渦旋件偏壓到一起，以及使一浮動(dòng)密封件偏壓成與一隔板或外殼接觸，從而密封一位于該壓縮機(jī)的排出壓與吸入壓區(qū)域之間的泄漏通道。
自隨后提供的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它應(yīng)用范圍將變得明顯。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，盡管該詳細(xì)說明和特定示例表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但它們僅僅是示意性的，并不意味著對本發(fā)明范圍的限制。
附圖的簡要說明附圖表示目前打算用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，在這些圖中

圖1是一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，該壓縮機(jī)采用依照本發(fā)明的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；圖2是圖1所示壓縮機(jī)的斷片圖，表示一種處于封閉或未調(diào)節(jié)狀態(tài)的閥環(huán)；圖3是圖1所示壓縮機(jī)的頂視圖，其中，外殼的頂部被移除；圖4是表示一種變形閥環(huán)的一部分的放大示意圖；圖5是包括在圖1所示壓縮機(jī)中的閥環(huán)的透視圖；圖6和7分別是沿圖4中線6-6和線7-7的圖4所示閥環(huán)的剖視圖；圖8是表示渦旋組件的斷片剖視圖，該渦旋組件形成了圖1所示壓縮機(jī)的一部分；圖9是包括在圖1所示壓縮機(jī)中的驅(qū)動(dòng)組件的放大詳視圖；圖10是圖1所示壓縮機(jī)的透視圖，其中，部分外殼被拆除；
圖11是圖1所示壓縮機(jī)的斷片剖視圖，表示設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)渦旋件內(nèi)的增壓流體供應(yīng)通道；圖12是包括在圖1所示壓縮機(jī)中的電磁閥組件的放大剖視圖；圖13是類似于圖12的示意圖，但表示一種變形的電磁閥組件；圖14是類似于圖9的示意圖，但表示一種變形的適合用于圖13所示電磁閥組件的驅(qū)動(dòng)組件；圖15是類似于圖12和13的示意圖，但表示依據(jù)本發(fā)明的另一種電磁閥組件實(shí)施例；圖16是類似于圖1的一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，但采用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；圖17是一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，其采用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；圖18是類似于圖17的垂直剖視圖，但電磁閥組件設(shè)置在壓縮機(jī)外殼的外部；圖19是一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，其采用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；圖20是類似于圖19的垂直剖視圖，但電磁閥組件設(shè)置在壓縮機(jī)外殼的外部；圖21是一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，其采用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；圖22是類似于圖21的垂直剖視圖，但電磁閥組件設(shè)置在壓縮機(jī)外殼的外部；圖23是一種螺旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖，其采用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)；以及圖24是類似于圖23的垂直剖視圖，但電磁閥組件設(shè)置在壓縮機(jī)外殼的外部。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明以下對優(yōu)選實(shí)施例的說明在本質(zhì)上僅僅是示意性的，決不意味著對本發(fā)明、其應(yīng)用或用途進(jìn)行限制。
盡管本發(fā)明適合用在多種不同類型的渦旋機(jī)中，包括密封機(jī)、空轉(zhuǎn)機(jī)以及非密封機(jī)，但出于示例目的，這里將描述本發(fā)明用在一種“低側(cè)”類型(即，其中利用密封外殼內(nèi)的吸入氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)，如圖1表示的垂直剖視圖中說明的)的密封渦旋式制冷電動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)10中?？偟膩碚f，壓縮機(jī)10包括圓筒狀密封外殼12，該外殼12的上端具有端蓋14。該端蓋14具有制冷劑排出管接頭16，該排出管接頭16內(nèi)選擇性地具有普通排出閥。固定到該外殼上的其它部件包括橫向延伸的隔板18，在把端蓋14焊接到外殼12上的同一點(diǎn)處，圍繞隔板18的周緣把該隔板18焊接到該外殼12上；由兩部分組成的主軸承箱20，按照任何理想的方式在多個(gè)點(diǎn)處將該主軸承箱20固定到外殼12上；以及吸入氣體進(jìn)入管接頭22，其被設(shè)置成與位于該外殼12內(nèi)部的壓縮機(jī)10的吸入壓區(qū)域連通。
馬達(dá)定子24壓配合在機(jī)架26內(nèi)，而該機(jī)架26反過來又壓配合在外殼12內(nèi)。其上端具有偏心曲柄銷30的曲柄軸28可轉(zhuǎn)動(dòng)地軸頸連接在主軸承箱20中的軸承32內(nèi)以及機(jī)架26中的第二軸承34內(nèi)。該曲柄軸28的下端具有通常直徑較大的同軸抽油孔36，該孔36與徑向朝外偏斜的直徑較小孔38連通，該孔38自孔36起向上延伸至曲柄軸28的頂部。按照慣例，外殼12的內(nèi)底部裝滿潤滑油，位于曲柄軸28底部的孔36是初始泵，該初始泵與作為二次泵的孔38協(xié)作共同把潤滑液抽吸至需要潤滑的壓縮機(jī)10的所有各個(gè)部分。
利用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該曲柄軸28，該馬達(dá)包括定子24和轉(zhuǎn)子42，該定子24具有穿過其的繞組40，該轉(zhuǎn)子42壓配合在曲柄軸28上且具有一個(gè)或多個(gè)配重44。在緊鄰馬達(dá)繞組40的附近提供一種馬達(dá)保護(hù)器46，這樣如果馬達(dá)超過其正常溫度范圍，該馬達(dá)保護(hù)器46將斷開該馬達(dá)。
主軸承箱20的上表面提供有環(huán)形的平坦的推力軸承面48，一種旋轉(zhuǎn)渦旋件50設(shè)置在該軸承面48上，該旋轉(zhuǎn)渦旋件50包括一端板52，該端板52的上表面上具有普通的螺旋葉片或包繞部(wrap)54，該端板52的下表面上具有一環(huán)形平坦的推力面56，以及一種其內(nèi)具有軸頸軸承60的圓筒狀輪轂58自該端板52起向下延伸，一種具有內(nèi)孔的傳動(dòng)襯套62可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在該軸頸軸承60內(nèi)，而曲柄銷30可被帶動(dòng)地設(shè)置在該內(nèi)孔中。該曲柄銷30的一個(gè)表面(未表示)是平面，該表面與傳動(dòng)襯套62內(nèi)孔的一部分中的一個(gè)平表面?zhèn)鲃?dòng)接合，以提供一種允許徑向傳動(dòng)的布置，如本受讓人的美國專利No.4,877,382所表示的，在此引入該專利的公開內(nèi)容以供參考。
包繞部54與一構(gòu)成不旋轉(zhuǎn)渦旋件66的一部分的不旋轉(zhuǎn)螺旋包繞部64嚙合，按照給該渦旋件66提供有限徑向運(yùn)動(dòng)的任何理想方式把該不旋轉(zhuǎn)渦旋件66安裝到主軸承箱20上。具體的安裝方式與本發(fā)明無關(guān)。為了更詳細(xì)地說明該不旋轉(zhuǎn)渦旋件的懸架系統(tǒng)，參見受讓人的美國專利No.5,055,010，在此引入該專利的公開內(nèi)容以供參考。
不旋轉(zhuǎn)渦旋件66具有位于中央的排出通道，該排出通道與向上敞開的凹腔72連通，該凹腔72經(jīng)由隔板18內(nèi)的孔74與由端蓋14和該隔板18限定的排放消音室(discharge muffler chamber)76流體連通。一種減壓閥設(shè)置在該排放消音室76與外殼12的內(nèi)部之間。當(dāng)排出壓與吸入壓之間的壓差為某特定值時(shí)，該減壓閥將打開以使增壓氣體排出該排放消音室76。具有平行同軸側(cè)壁的環(huán)形凹腔80位于該不旋轉(zhuǎn)渦旋件66的上表面內(nèi)，環(huán)形浮動(dòng)密封件82密封設(shè)置在該同軸側(cè)壁內(nèi)并進(jìn)行相對軸向運(yùn)動(dòng)，該密封件82用于隔離凹腔80的底部與存在于吸入和排出壓下的氣體，這樣就可經(jīng)由一通道84(未表示)使該凹腔80與一種中間流體壓力源流體連通。因此，利用由作用在渦旋件66中央部分上的排出壓所產(chǎn)生的力以及由作用在凹腔80底部上的中間流體壓力所產(chǎn)生的力把該不旋轉(zhuǎn)渦旋件66軸向偏壓向旋轉(zhuǎn)渦旋件50。此軸向偏壓和用于支承該渦旋件66以進(jìn)行有限軸向運(yùn)動(dòng)的各種方法更詳細(xì)地公開在本受讓人的前述美國專利No.4,877,328中。
利用包括一環(huán)狀件86的普通歐氏聯(lián)軸節(jié)防止該兩渦旋件相對轉(zhuǎn)動(dòng)，該環(huán)狀件86具有可滑動(dòng)地設(shè)置在渦旋件66的兩徑向相對槽90(表示了其中一個(gè))內(nèi)的第一對銷鍵88(表示了其中一個(gè))以及可滑動(dòng)地設(shè)置在渦旋件50的兩徑向相對槽內(nèi)的第二對銷鍵(未表示)。
現(xiàn)在參照圖2。盡管浮動(dòng)密封件82的詳細(xì)構(gòu)造不是本發(fā)明的一部分，但出于示例目的，該密封件82是一種同軸多層構(gòu)造且包括一環(huán)形底板100，該底板100具有若干等間隔的直立一體凸起102。一環(huán)形墊圈106設(shè)置在該板100上，且具有若干用于容納凸起102的等間隔孔。一上密封板110設(shè)置在該墊圈106的頂部上，且具有若干用于容納凸起102的等間隔孔。一向上凸出的平面密封唇口116圍繞該密封板110的內(nèi)周緣設(shè)置。如118所示，通過用型鐵彎曲每個(gè)凸起102的端部把該組件緊固到一起。
因此，整個(gè)密封組件提供了三個(gè)不同密封件；即，124處的內(nèi)徑密封件、128處的外徑密封件以及130處的頂密封件。密封件124位于墊圈106的內(nèi)周緣與凹腔80的內(nèi)壁之間。該密封件124使得在凹腔80底部內(nèi)處于中間壓下的流體與在凹腔72內(nèi)處于排出壓下的流體相互隔離。密封件128位于墊圈106的外周緣與凹腔80的外壁之間，其使得在凹腔80底部內(nèi)處于中間壓下的流體與在外殼12內(nèi)處于吸入壓下的流體相互隔離。密封件130位于密封唇口116與一環(huán)繞隔板18內(nèi)的孔74的環(huán)形耐磨環(huán)之間，其使得處于吸入壓下的流體與橫過該密封組件頂部且處于排出壓下的流體相互隔離。該密封件82的詳細(xì)構(gòu)造類似于在美國專利No.5,156,539中描述的那種密封件，因而在此引入該專利的公開內(nèi)容以供參照。
該壓縮機(jī)優(yōu)選是“低側(cè)”類型的，這種類型某種程度上允許進(jìn)入該進(jìn)氣管接頭22的吸入氣體逸入外殼12內(nèi)以幫助冷卻馬達(dá)。只要該吸入氣體充分回流，馬達(dá)就將保持在預(yù)期的溫度界限內(nèi)。但當(dāng)這種流動(dòng)極劇下降時(shí)，冷卻損失最終會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)保護(hù)器46跳閘并使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
因此如前所述，渦旋式壓縮機(jī)10是典型的這種渦旋式制冷壓縮機(jī)。在工作中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋件50相對于不旋轉(zhuǎn)渦旋件66轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)由進(jìn)氣管接頭22引入下部室內(nèi)的吸入氣體將被吸入運(yùn)動(dòng)流體腔中。當(dāng)該運(yùn)動(dòng)流體腔向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，此吸入氣體就被壓縮并隨后經(jīng)由不旋轉(zhuǎn)渦旋件66內(nèi)的向上敞開凹腔72以及隔板18內(nèi)的排出孔74排入消音室76內(nèi)。接著，經(jīng)壓縮的制冷劑經(jīng)由排出管接頭16供應(yīng)給制冷系統(tǒng)。
在為某種特定用途選擇制冷壓縮機(jī)時(shí)，人們通常會(huì)選擇具有足夠功率的壓縮機(jī)以為此用途所預(yù)計(jì)的最不利工作條件提供充足的制冷劑流，也可選擇具有稍大功率的壓縮機(jī)以提供額外的安全余度(marginof safety)。但是，此“最壞情況”的不利條件在實(shí)際工作中極少遇到，因此壓縮機(jī)的這種過大功率將導(dǎo)致該壓縮機(jī)在其絕大部分工作時(shí)間里在輕負(fù)載條件下操作。這種操作導(dǎo)致系統(tǒng)的總體工作效率降低。相應(yīng)的，為改進(jìn)在通常遇到的工作條件下的總體工作效率，同時(shí)仍然使制冷壓縮機(jī)適應(yīng)“最壞情況”的工作條件，該壓縮機(jī)10具有一種功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)允許該壓縮機(jī)在所要求的用以滿足系統(tǒng)需要的功率下操作。
該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括可移動(dòng)地安裝在不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上的環(huán)形閥環(huán)150、支承在該外殼內(nèi)的驅(qū)動(dòng)組件152以及用于控制該驅(qū)動(dòng)組件的操作的控制系統(tǒng)154。
如參照圖2和5-7可最清楚看到的，閥環(huán)150包括近似圓形的主體部156，該主體部156上提供有一對基本徑向相對且徑向向內(nèi)伸出的突出部158和160，這一對突出部的預(yù)定軸向尺寸和預(yù)定周向尺寸基本相同?；鞠嗤抑芟蜓由斓倪m當(dāng)導(dǎo)向面162，164和166，168分別提供在突出部158和160的軸向相對側(cè)附近。另外，兩對基本相同、周向延伸且軸向隔開的導(dǎo)向面170，172和174，176提供在主體部156上，該導(dǎo)向面170，172和174，176被設(shè)置為相互基本徑向相對的關(guān)系且與各個(gè)突出部158和160周向間隔大約90°。如所示，導(dǎo)向面172和174像導(dǎo)向面162和166那樣自主體部156起徑向向內(nèi)稍稍突出。優(yōu)選的，導(dǎo)向面172，174和162，166全部軸向?qū)R且沿著一圓的圓周布置，該圓的半徑略小于主體部156的半徑。類似的，導(dǎo)向面170和176像導(dǎo)向面164和168那樣自主體部156起徑向向內(nèi)稍稍突出，優(yōu)選的，該導(dǎo)向面170和176與導(dǎo)向面164和168軸向?qū)R。同時(shí)，該導(dǎo)向面170，176和164，168沿著一圓的圓周布置，該圓的半徑略小于主體部156的半徑且優(yōu)選基本等于導(dǎo)向面172，174和162，166所沿著的那個(gè)圓的半徑。主體部156還包括一周向延伸的階臺(tái)部178，該階臺(tái)部178的一端包括一軸向延伸且面向圓周方向的止動(dòng)面180。該階臺(tái)部178位于突出部160與導(dǎo)向面170，172之間。還提供一在該階臺(tái)部178的一端附近軸向向上延伸的銷件182。閥環(huán)150可由適當(dāng)金屬例如鋁制成或者選擇性地由適當(dāng)聚合物形成，該銷件182可被壓入閥環(huán)150內(nèi)的一適當(dāng)孔中或者與之形成一體。
如前面所提到的，閥環(huán)150設(shè)計(jì)用以可移動(dòng)地安裝到不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上。為容納該閥環(huán)150，不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上包括一徑向向外面對的圓柱形側(cè)壁部184，該側(cè)壁部184具有形成在其上端附近內(nèi)的一環(huán)形槽186。為了能把閥環(huán)150安裝到不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上，一對徑向相對、基本相同且徑向向內(nèi)延伸的凹槽188和190提供在該不旋轉(zhuǎn)渦旋件66內(nèi)，如參照圖3所最清楚看到的，每個(gè)凹槽都通向槽186。該凹槽188和190的周向延伸尺寸略大于閥環(huán)150上的突出部158和160的周向長度。
槽186的尺寸被設(shè)定為當(dāng)閥環(huán)安裝到不旋轉(zhuǎn)渦旋件上時(shí)其可移動(dòng)地容納突出部158和160，以及凹槽188和190的尺寸被設(shè)定為能把突出部158和160移入槽186內(nèi)。另外，圓柱形部分184具有這樣一種直徑，該直徑使得導(dǎo)向面162，164，166，168，170，172，174和176相對于不旋轉(zhuǎn)渦旋件66可滑動(dòng)地支承閥環(huán)150的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
不旋轉(zhuǎn)渦旋件66還包括一對通常徑向相對且徑向延伸的通道192和194，該通道192和194通向槽186的內(nèi)表面且通常徑向向內(nèi)延伸過不旋轉(zhuǎn)渦旋件66的端板。一條軸向延伸通道196使該通道192的內(nèi)端與環(huán)形凹腔80流體連通，而第二條軸向延伸通道198使該通道194的內(nèi)端與環(huán)形凹腔80流體連通。
如參照圖9所最清楚看到的，驅(qū)動(dòng)組件152包括活塞氣缸組件200和回動(dòng)彈簧組件202。該活塞氣缸組件200包括具有一孔的殼體204，該殼體204限定了自其一端起向內(nèi)延伸的氣缸206，活塞208可移動(dòng)地設(shè)置在該氣缸206內(nèi)。該活塞208的外端210自殼體204的一端起軸向向外伸出，且其內(nèi)包括一細(xì)長或者橢圓形孔212，該孔212適于容納構(gòu)成閥環(huán)150一部分的銷182。該細(xì)長或者橢圓形孔212設(shè)計(jì)用于在工作過程中提供該銷182相對于活塞端部210線性運(yùn)動(dòng)的弧形運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)尺寸的安裝法蘭216固定到該殼體204的懸垂部分214上，該安裝法蘭216適于通過螺栓220把該殼體204固定到一種適當(dāng)法蘭件218上。該法蘭218反過來又例如通過軸承箱20被適當(dāng)?shù)刂С性谕鈿?2內(nèi)。
通道222設(shè)置在懸垂部分214內(nèi)，且自其下端起向上延伸并通向一條橫向延伸的通道224，該通道224反過來又通向氣缸206的內(nèi)端。提供在懸垂部分214內(nèi)的第二橫向延伸通道226穿過該懸垂部分214的側(cè)壁向外敞開且其內(nèi)端與通道222連通。第二條較小的橫向延伸通道228自流通道222起朝著與流通道224相反的方向延伸，且穿過殼體204的端壁230向外敞開。
設(shè)置一種自殼體204起直立的銷件232，回動(dòng)彈簧234的一端與該銷件232連接，其另一端與銷182的延伸部分連接。該回動(dòng)彈簧234具有這樣一種長度和強(qiáng)度，當(dāng)經(jīng)由通道228完全排空氣缸206時(shí)，該長度和強(qiáng)度能把閥環(huán)150和活塞208推到圖9所示位置。
如參照圖1，10和12所最清楚看到的，控制系統(tǒng)154包括一閥體236，該閥體236具有徑向向外延伸的凸緣238，該凸緣238的一側(cè)上具有一錐形面240。把該閥體236插入外殼12內(nèi)的孔242中，并使錐形面240與孔243的周緣鄰接，然后將其焊接到該外殼12上，而圓柱形部分244自該外殼12起向外突出。閥體236的圓柱形部分244包括直徑擴(kuò)大的螺紋孔246，該螺紋孔246軸向向內(nèi)延伸且通入凹入?yún)^(qū)域248。
閥體236包括一殼體250，該殼體250具有自近似平面的上表面254起向下延伸且與第二橫向延伸通道256相交的第一通道252，該通道256朝外通向外殼12中的孔242區(qū)域。第三通道258也自表面254起向下延伸且與第四橫向延伸通道260相交，該通道260朝外通入位于閥體236端部內(nèi)的凹入?yún)^(qū)域248。
集管262通過適當(dāng)固定件密封固定在表面254上，且其包括用以連接每個(gè)流休管路264和266的一端以使該流體管路264和266與相應(yīng)的通道258和252密封性流體連通的管接頭。
螺線管組件268被設(shè)計(jì)成密封固定到閥體236上且其包括細(xì)長管形件270，螺紋管件272密封固定到該管形件的敞開端上。該螺紋管件272適于螺紋接合在孔246內(nèi)且經(jīng)由O形環(huán)274密封在該孔246內(nèi)。柱塞276可移動(dòng)地設(shè)置在管形件270內(nèi)，且利用壓向該管形件270封閉端的彈簧278從那里向外偏壓該柱塞276。閥件280提供在該柱塞276的外端上，且與閥座282相協(xié)作以選擇性地封堵通道256。螺線圈284設(shè)置在管形件270上，且經(jīng)由擰到該管形件270外端上的螺母將該螺線圈284固定到該管形件270上。
為給驅(qū)動(dòng)組件152供應(yīng)增壓流體，一條軸向延伸的通道286自敞開凹腔72起向下延伸并與一條位于不旋轉(zhuǎn)渦旋件66內(nèi)且通常徑向延伸的通道288連通。如參照圖11所最清楚看到的，該通道288徑向延伸且穿過不旋轉(zhuǎn)渦旋件66的圓周側(cè)壁向外敞開。流體管路264的另一端與通道288密封連通，由此就可自敞開凹腔72把一批增壓流體供應(yīng)給閥體236。一周向延伸孔290設(shè)置在閥環(huán)150內(nèi)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置該孔290以使得流體管路264能夠穿過，同時(shí)允許該閥環(huán)150相對于不旋轉(zhuǎn)渦旋件66轉(zhuǎn)動(dòng)。
為把增壓流體從閥體236供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)組件的活塞氣缸組件200，流體管路266自該閥體236起延伸并與設(shè)置在殼體204的懸垂部分214內(nèi)的通道226連通。
僅通過對準(zhǔn)突出部158和160與相應(yīng)凹槽188和190并將該突出部158和160移入環(huán)形槽186內(nèi)，就可容易地把閥環(huán)150組裝到不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上。隨后，轉(zhuǎn)動(dòng)該閥環(huán)150至理想位置，且突出部158和160的軸向上下面與導(dǎo)向面162，164，166，168，170，172，174和176相協(xié)作以把該閥環(huán)150可移動(dòng)地支承在不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上。隨后，把驅(qū)動(dòng)組件152的殼體204放置到安裝法蘭218上，且活塞端部210容納著銷182。接著，使彈簧234的一端與銷232連接。隨后，使該彈簧234的另一端與銷182連接，由此完全裝配過程。
盡管通常在裝配閥環(huán)150之前利用適當(dāng)螺栓292把不旋轉(zhuǎn)渦旋件66固定到主軸承箱20上，但在某些情況下優(yōu)選在不旋轉(zhuǎn)渦旋件66裝配到主軸承箱20上之前把這種連續(xù)功率調(diào)節(jié)部件裝配到該不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上。這僅通過沿著閥環(huán)150的圓周提供若干適當(dāng)布置的弧形切口294就可容易地實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。這些切口為固定螺栓292提供通路，閥環(huán)裝配在不旋轉(zhuǎn)渦旋件66上。
工作時(shí)，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器296探測到的系統(tǒng)工作條件指示需要壓縮機(jī)10全功率時(shí)，控制模塊298就響應(yīng)于來自該傳感器296的信號(hào)給螺線管組件268的螺線圈284通電，由此導(dǎo)致柱塞276脫離與閥座282的接合，從而使通道256與260流體連通。接著，就允許基本處于排出壓下的增壓流體從敞開凹腔72經(jīng)由通道286，288，流體管路264，通道258，260，256，252，流體管路266以及通道226，222和224流至氣缸206。然后，此流體壓力導(dǎo)致活塞208相對于氣缸206向外移動(dòng)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)閥環(huán)150以把突出部158和160移入密封覆蓋通道192和194的關(guān)系。于是，這將防止位于凹腔80內(nèi)的中間壓氣體經(jīng)由通道192和194排出或放出。因此，壓縮機(jī)10將在其全功率下操作。
當(dāng)負(fù)載情況變化到不需要壓縮機(jī)10全功率時(shí)，傳感器296就給控制器298提供表示這種情況的信號(hào)，該控制器298反過來又切斷供應(yīng)給螺線管組件268的螺線圈284的電流。于是，柱塞276在彈簧278的偏壓作用下向外移動(dòng)，從而使閥件280移動(dòng)至與閥座282密封接合，由此封堵通道256并阻止增壓流體流過。應(yīng)注意的是，凹入?yún)^(qū)域248與敞開凹腔72持繼流體連通，因此不斷地受到排出壓。此排出壓有助于偏壓閥件280，使該閥件280與閥座282流密性密封接合同時(shí)保持這種關(guān)系。
容納在氣缸206內(nèi)的增壓流體將經(jīng)由排出通道228流回壓縮機(jī)10的吸入?yún)^(qū)域內(nèi)，由此彈簧234能使閥體回轉(zhuǎn)至通道192和194不再被突出部158和160封堵的位置。該彈簧234還相對于氣缸206向內(nèi)移動(dòng)活塞208。在這個(gè)位置，環(huán)形凹腔80內(nèi)的中間壓流體將經(jīng)由通道192和194排出或放出。所排出的中間壓流體解除了迫使不旋轉(zhuǎn)渦旋件66與旋轉(zhuǎn)渦旋件50密封嚙合的偏壓力，以在排出壓區(qū)域與吸入壓區(qū)域之間產(chǎn)生漏縫。此漏縫導(dǎo)致壓縮機(jī)10的功率移動(dòng)至零功率。彈簧300向上推動(dòng)浮動(dòng)密封件82，并維持頂密封件130處的密封關(guān)系。
應(yīng)注意的是，閥環(huán)150在調(diào)節(jié)位置與未調(diào)節(jié)位置之間的移動(dòng)速度與排氣通道228和供應(yīng)管路的相對尺寸直接相關(guān)。換句話說，由于通道228連續(xù)不斷地向壓縮機(jī)10的吸入壓區(qū)域敞開，當(dāng)螺線管組件268的螺線圈284通電時(shí)，來自敞開凹腔72的一部分增壓流體將連續(xù)不斷地排向該吸入壓區(qū)域。利用通道228的相對尺寸控制排向該區(qū)域的流體體積。但是，當(dāng)縮小該通道228的尺寸時(shí)，用以排空氣缸206所需要的時(shí)間也增加，從而增加了自下降功率轉(zhuǎn)換到全功率所需要的時(shí)間。
盡管以上實(shí)施例已經(jīng)描述了利用一條設(shè)置在殼體204內(nèi)的通道228來釋放氣缸206的致動(dòng)壓力從而使壓縮機(jī)10返回至下降功率，但也可除去此通道228而采用位于閥體236內(nèi)的排放通道來代替它。這種實(shí)施例表示在圖13和14中。圖13表示一種包括排放通道(ventpassage)312的變形閥體236′，該排放通道312操作用以連續(xù)不斷地使通道252排放至吸入壓并因此經(jīng)由管路266使氣缸206排放至吸入壓。而圖14表示一種變形的活塞氣缸組件200′，該組件200′除去了排放通道228。閥體236′及活塞氣缸組件200′的操作和功能與以上所公開的基本相同。相應(yīng)的，閥體236和236′、活塞氣缸組件200和200′的對應(yīng)部分基本相同且每個(gè)對應(yīng)部分都用相同的參考數(shù)字標(biāo)示。
盡管以上實(shí)施例提供了高效且成本較低的功率調(diào)節(jié)裝置，但也可采用一種三通電磁閥，在這種電磁閥中也利用閥門組來控制氣缸206的排放。這種裝置表示在圖15中，且將參照圖15描述這種裝置。在這種實(shí)施例中，閥體314按照如上所述相同的方式固定到外殼12上且包括細(xì)長的中央孔316，滑閥318可移動(dòng)地設(shè)置在該中央孔316內(nèi)。該滑閥318穿過殼體12向外伸入螺線圈320中，且適于當(dāng)該螺線圈320通電時(shí)自閥體314起向外縱向移動(dòng)。盤簧322操作用以當(dāng)線圈320斷電時(shí)將滑閥318偏壓到閥體314內(nèi)。
滑閥318包括細(xì)長且軸向延伸的中央通道324，利用塞子326堵塞該中央通道324的內(nèi)端。提供三組通常徑向延伸且軸向隔開的通道328，330，332，每組都包括一條或多條自中央通道324起向外延伸的通道，且每組分別通向軸向隔開的環(huán)形槽334，336和338。反過來，閥體314具有第一高壓供應(yīng)通道340，該通道340通向孔316且適于與流體管路264連通以給該閥體314供應(yīng)增壓流體。閥體內(nèi)的第二通道342也通向孔316且其外端適于與流體管路266連通以使該孔316與氣缸206流體連通。閥體314內(nèi)也提供有排放通道344，該通道344的一端通向孔316，而另一端通入殼體12的吸入壓區(qū)域。
工作時(shí)，當(dāng)螺線圈斷電時(shí)，滑閥318位于使環(huán)形槽334與通道342連通且環(huán)形槽338與通道344連通從而連續(xù)不斷地使氣缸206排氣的位置。此時(shí)，滑閥318被設(shè)置成使通道340的軸向相對側(cè)上存在環(huán)形密封件，從而阻止來自敞開凹腔72的增壓流體流動(dòng)。當(dāng)希望啟動(dòng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)以增大壓縮機(jī)10的功率時(shí)，就給螺線圈320通電，從而使滑閥318自閥體314起向外移動(dòng)。這將導(dǎo)致環(huán)形槽338移出與排放通道344的流體連通，同時(shí)環(huán)形槽336移動(dòng)至與高壓供應(yīng)通道340連通。由于通道342仍然與環(huán)形槽334流體連通，來自通道340的增壓流體將經(jīng)由滑閥318內(nèi)的通道330和328供應(yīng)給氣缸206?；y318上也可提供額外適當(dāng)軸向隔開的環(huán)形密封件，以確保該滑閥318與孔316之間的密封關(guān)系。
如上所述，該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能把壓縮機(jī)10的功率控制為100％功率或零功率。同時(shí)，通過采用一種脈沖寬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制以上所述功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可將該壓縮機(jī)10的功率設(shè)定為零功率與100％功率之間的任意點(diǎn)，以提供該壓縮機(jī)10的完全控制。例如，對螺線管組件268進(jìn)行脈沖寬度調(diào)節(jié)控制將為壓縮機(jī)10提供0％至100％之間任意位置的功率控制。
現(xiàn)在參照圖16，表示了一種渦旋壓縮機(jī)10′。該壓縮機(jī)10′與壓縮機(jī)10相同，只是除去了橫向延伸隔板18，以及浮動(dòng)密封件82限定了頂密封件130，該頂密封件130現(xiàn)在位于密封唇口116與設(shè)置在端蓋14上的環(huán)形耐磨環(huán)132之間。在這種實(shí)施例中，頂密封件130也使處于吸入壓下的流體與橫過密封組件82頂部且處于排出壓下的流體相互隔離。排出管接頭16′設(shè)置在端蓋14上且位于該端蓋14內(nèi)的一孔74的上方以限定一種直流排放壓縮機(jī)。一合適的接頭76′將排出管接頭16′固定到端蓋14上。
該壓縮機(jī)10′的其余部件與以上所述壓縮機(jī)10相同，因此不再重復(fù)。以上針對壓縮機(jī)10描述的功能、操作及優(yōu)點(diǎn)也適用于壓縮機(jī)10′。
現(xiàn)在參照圖17，所示壓縮機(jī)410包括近似圓筒狀的密封外殼12，端蓋14焊接到該外殼12的上端處。該端蓋14具有制冷劑排出管接頭16，該排出管接頭16內(nèi)可具有普通排出閥(未表示)。固定到該外殼上的其它主要部件包括進(jìn)氣管接頭22；橫向延伸隔板18，在把端蓋14焊接到外殼12上的同一點(diǎn)處，圍繞隔板18的周緣把該隔板18焊接到該外殼12上；由兩部分組成的主軸承箱20；以及機(jī)架26。該機(jī)架26位于殼體12內(nèi)且支承著該由兩部分組成的主軸承箱20和馬達(dá)定子24。其上端具有偏心曲柄銷30的驅(qū)動(dòng)軸或曲柄軸28可轉(zhuǎn)動(dòng)地軸頸連接在主軸承箱20中的軸承32內(nèi)以及機(jī)架26中的第二軸承34內(nèi)。該曲柄軸28的下端具有直徑較大的同軸孔36，該孔36與徑向朝外偏斜的直徑較小孔38連通，該孔38自孔36起向上延伸至曲柄軸28的頂部。外殼12的內(nèi)底部裝滿潤滑油，孔36用作一泵以沿著曲柄軸28向上抽吸潤滑液且抽入孔38中，并最終抽至需要潤滑的壓縮機(jī)10的所有各個(gè)部分。
利用電馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該曲柄軸28，該電馬達(dá)包括馬達(dá)定子24和馬達(dá)轉(zhuǎn)子42，該定子24具有穿過其的繞組40，該轉(zhuǎn)子42壓配合在曲柄軸28上且具有上部和下部配重。
由兩部分組成的主軸承箱20的上表面提供有平坦的推力軸承面48，旋轉(zhuǎn)渦旋件50設(shè)置在該軸承面48上，該旋轉(zhuǎn)渦旋件50的上表面上具有普通的螺旋葉片或包繞部54。一種其內(nèi)具有軸頸軸承60的圓筒狀輪轂58自該旋轉(zhuǎn)渦旋件50的下表面起向下凸出，一種具有內(nèi)孔的傳動(dòng)襯套62可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在該軸頸軸承60內(nèi)，而曲柄銷30可被帶動(dòng)地設(shè)置在該內(nèi)孔中。該曲柄銷30的一個(gè)表面是平面，該表面與形成在傳動(dòng)襯套62內(nèi)孔的一部分中的一個(gè)平表面(未表示)傳動(dòng)接合，以提供一種允許徑向傳動(dòng)的布置。在旋轉(zhuǎn)渦旋件50與軸承箱20之間還提供歐氏聯(lián)軸節(jié)。將該歐氏聯(lián)軸節(jié)鍵固定到旋轉(zhuǎn)渦旋件50和不旋轉(zhuǎn)渦旋件466之間，以防止旋轉(zhuǎn)渦旋件50轉(zhuǎn)動(dòng)。
還提供具有包繞部64的不旋轉(zhuǎn)渦旋件466，該包繞部64被設(shè)置成與旋轉(zhuǎn)螺旋件50的包繞部54嚙合。不旋轉(zhuǎn)渦旋件466具有位于中央的排出通道，該排出通道與向上敞開的凹腔72連通，該凹腔72反過來又經(jīng)由隔板18內(nèi)的孔74與由端蓋14和該隔板18限定的排放消音室76流體連通。具有平行同軸側(cè)壁的環(huán)形凹腔80位于該不旋轉(zhuǎn)渦旋件466的上表面內(nèi)，環(huán)形浮動(dòng)密封件82密封設(shè)置在該同軸側(cè)壁內(nèi)并進(jìn)行相對軸向運(yùn)動(dòng)，該密封件82用于隔離凹腔80的底部與存在于吸入壓下的氣體及存在于排出壓下的氣體，這樣就可經(jīng)由通道84使該凹腔80與處于中間流體壓力下的氣體源流體連通。因此，利用由作用在渦旋件466中央部分上的排出壓所產(chǎn)生的力以及由作用在凹腔80底部上的中間流體壓力所產(chǎn)生的力把該不旋轉(zhuǎn)渦旋件466軸向偏壓向旋轉(zhuǎn)渦旋件50以增強(qiáng)包繞部的頂部密封。通過作用于環(huán)形耐磨環(huán)132的一種密封使排出氣體與處于吸入壓下的氣體相互隔離，該耐磨環(huán)132安裝在隔板18上。不旋轉(zhuǎn)渦旋件466設(shè)計(jì)用以一種適當(dāng)方式安裝到軸承箱20上，該適當(dāng)方式將提供不旋轉(zhuǎn)渦旋件466的有限軸向(不旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)。
該壓縮機(jī)410優(yōu)選是“低側(cè)”類型的，這種類型在某種程度上允許進(jìn)入該進(jìn)氣管接頭22的吸入氣體逸入外殼內(nèi)以幫助冷卻馬達(dá)。只要該吸入氣體充分回流，馬達(dá)就將保持在預(yù)期的溫度界限內(nèi)。但當(dāng)這種流動(dòng)停止時(shí)，冷卻損失將會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)保護(hù)器跳閘并使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的閥允許中間壓下的氣體流至吸入壓區(qū)域，然后允許排出壓傾泄至吸入壓。通過用處于中間壓下的氣體進(jìn)行工作而不是直接用處于排出壓下的氣體，能顯著降低該閥的尺寸復(fù)雜性和成本。在一種實(shí)施例中，利用內(nèi)部螺線管操縱該閥，而在另一種實(shí)施例中，利用外部螺線管操縱該閥?？梢韵嘈牛景l(fā)明的所有實(shí)施例都能應(yīng)用于任何類型的渦旋壓縮機(jī)。
圖17表示的本發(fā)明實(shí)施例采用以上所述雙重壓力平衡方案來軸向平衡不旋轉(zhuǎn)渦旋件466和用于分離排出氣壓與吸入氣壓的浮動(dòng)密封件82。
電磁閥412可操作地打開和封閉位于不旋轉(zhuǎn)渦旋件466內(nèi)的通道414。該通道414從在壓縮機(jī)410工作過程中處于中間壓下的凹腔80底部起延伸至容納處于吸入氣壓下的吸入氣體的壓縮機(jī)410區(qū)域。
工作時(shí)，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器296探測到的系統(tǒng)工作條件指示需要壓縮機(jī)410全功率時(shí)，控制模塊298就響應(yīng)于來自該傳感器296的信號(hào)給電磁閥412通電，從而阻止通道414與該壓縮機(jī)410的吸入?yún)^(qū)域連通，該壓縮機(jī)410將在全功率下工作。
當(dāng)負(fù)載情況變化到不需要壓縮機(jī)410全功率時(shí)，傳感器296就給控制器298提供表示這種情況的信號(hào)，該控制器298反過來又切斷供應(yīng)給電磁閥412的電流，從而使通道414與該壓縮機(jī)410的吸入?yún)^(qū)域連通。環(huán)形凹腔80內(nèi)的中間壓將經(jīng)由該通道414排出或放出，以解除迫使不旋轉(zhuǎn)渦旋件466與旋轉(zhuǎn)渦旋件50密封嚙合的偏壓力。彈簧300向上推動(dòng)浮動(dòng)密封件82，并維持頂密封件130處的密封關(guān)系。不旋轉(zhuǎn)渦旋件466將偏離旋轉(zhuǎn)渦旋件50，從而在排出壓區(qū)域與吸入壓區(qū)域之間產(chǎn)生漏縫。此漏縫導(dǎo)致壓縮機(jī)410的功率移動(dòng)至零。
如上所述，該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能把壓縮機(jī)410的功率控制為100％功率或零功率。同時(shí)，通過采用一種脈沖寬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制電磁閥412，可將該壓縮機(jī)410的功率設(shè)定為零功率與100％功率之間的任意點(diǎn)，以提供該壓縮機(jī)410的完全控制。換句話說，電磁閥412的脈沖寬度調(diào)節(jié)控制將為壓縮機(jī)410提供0％至100％之間任意位置的功率控制。
現(xiàn)在參照圖18，表示了一種壓縮機(jī)410′。該壓縮機(jī)410′與壓縮機(jī)410相同，只是把電磁閥412更換為電磁閥412′。與位于外殼12內(nèi)部的電磁閥412相反，該電磁閥412′位于外殼12的外部。流體管422穿過安裝在外殼12上的一種管接頭424，以使電磁閥412′與凹腔80連通。流體管426在電磁閥412′與吸入氣體進(jìn)入管接頭22之間延伸，以使該電磁閥412′與壓縮機(jī)410′的吸入壓區(qū)域連通。該壓縮機(jī)410′和電磁閥412′的功能及操作與以上針對壓縮機(jī)410和電磁閥412所述的相同。
現(xiàn)在參照圖19，表示了一種渦旋壓縮機(jī)410″。該壓縮機(jī)410″與壓縮機(jī)410相同，只是除去了橫向延伸隔板18，以及浮動(dòng)密封件82限定了頂密封件130，該頂密封件130現(xiàn)在位于密封唇口116與設(shè)置在端蓋14上的環(huán)形耐磨環(huán)132之間。在這種實(shí)施例中，頂密封件130也使處于吸入壓下的流體與橫過密封組件82頂部且處于排出壓下的流體相互隔離。排出管接頭16′設(shè)置在端蓋14內(nèi)且穿過該端蓋14內(nèi)的一孔74″以限定一種直流排放壓縮機(jī)。
該壓縮機(jī)410″的其余部件與以上針對壓縮機(jī)410所述相同，因此不再重復(fù)。以上針對壓縮機(jī)410描述的功能、操作及優(yōu)點(diǎn)也適用于壓縮機(jī)410″。
現(xiàn)在參照圖20，表示了一種渦旋壓縮機(jī)410。該壓縮機(jī)410與壓縮機(jī)410′相同，只是除去了橫向延伸隔板18，以及浮動(dòng)密封件82限定了頂密封件130，該頂密封件130現(xiàn)在位于密封唇口116與設(shè)置在端蓋14上的環(huán)形耐磨環(huán)132之間。在這種實(shí)施例中，頂密封件130也使處于吸入壓下的流體與橫過密封組件82頂部且處于排出壓下的流體相互隔離。排出管接頭16′設(shè)置在端蓋14內(nèi)且穿過該端蓋14內(nèi)的一孔74″以限定一種直流排放壓縮機(jī)。
該壓縮機(jī)410的其余部件與以上針對壓縮機(jī)410′所述相同，因此不再重復(fù)。以上針對壓縮機(jī)410′和410描述的功能、操作及優(yōu)點(diǎn)也適用于壓縮機(jī)410。
現(xiàn)在參照圖21，表示依照本發(fā)明另一種實(shí)施例的壓縮機(jī)510。該壓縮機(jī)510密封端蓋514與不旋轉(zhuǎn)渦旋件566之間的流體壓力。排出管接頭516和吸入管接頭522固定在該端蓋514上，以提供一種直流排放渦旋壓縮機(jī)以及使減壓氣體流回該壓縮機(jī)510。不旋轉(zhuǎn)渦旋件566設(shè)計(jì)用以代替不旋轉(zhuǎn)渦旋件66或以上所述任何其它不旋轉(zhuǎn)渦旋件。如圖21所示，由于一密封系統(tǒng)520位于端蓋514與不旋轉(zhuǎn)渦旋件566之間，因此位于壓縮機(jī)510的吸入壓區(qū)域與排出壓區(qū)域之間的隔板已經(jīng)被除去。
該不旋轉(zhuǎn)渦旋件566包括螺旋包繞部64，且其限定了環(huán)形凹腔580、外部密封槽582以及內(nèi)部密封槽584。通道586相互連接該環(huán)形凹腔580和外部密封槽582。環(huán)形凹腔580位于外部密封槽582與內(nèi)部密封槽584之間，且經(jīng)由一種流體通道84給該環(huán)形凹腔580提供增壓流體，該流體通道84通向由不旋轉(zhuǎn)渦旋件566的不旋轉(zhuǎn)螺旋包繞部64和旋轉(zhuǎn)渦旋件50的旋轉(zhuǎn)螺旋包繞部54所限定的一種流體腔。經(jīng)由該流體通道84提供的增壓流體處于中間壓下或者說處于壓縮機(jī)的吸入壓與排出壓之間的壓力下。環(huán)形凹腔580內(nèi)的流體壓力把不旋轉(zhuǎn)渦旋件566偏壓向旋轉(zhuǎn)渦旋件50，以增強(qiáng)該兩渦旋件之間的尖端密封特性。
一彈轉(zhuǎn)密封件(flip seal)590位于外部密封槽582內(nèi)，以及一種彈轉(zhuǎn)密封件592位于內(nèi)部密封槽584內(nèi)。該彈轉(zhuǎn)密封件590密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與端蓋514以使環(huán)形凹腔580與吸入壓隔離。該彈轉(zhuǎn)密封件592密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與端蓋514以使環(huán)形凹腔580與排出壓隔離。
類似于以上所述實(shí)施例，壓縮機(jī)510采用以上所述雙重壓力平衡方案來軸向平衡不旋轉(zhuǎn)渦旋件466，但沒有采用使排出氣壓與吸入氣壓分離的浮動(dòng)密封件。
電磁閥512可操作地打開和封閉位于不旋轉(zhuǎn)渦旋件566內(nèi)的通道534。該通道534從在壓縮機(jī)510工作過程中處于中間壓下的環(huán)形凹腔580底部起延伸至容納處于吸入氣壓下的吸入氣體的壓縮機(jī)510區(qū)域。
工作時(shí)，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器296探測到的系統(tǒng)工作條件指示需要壓縮機(jī)510全功率時(shí)，控制模塊298就響應(yīng)于來自該傳感器296的信號(hào)給電磁閥532通電，從而阻止通道534與該壓縮機(jī)510的吸入?yún)^(qū)域連通，該壓縮機(jī)510將在全功率下工作。
當(dāng)負(fù)載情況變化到不需要壓縮機(jī)510全功率時(shí)，傳感器296就給控制器298提供表示這種情況的信號(hào)，該控制器298反過來又切斷供應(yīng)給電磁閥532的電流，從而使通道534與該壓縮機(jī)510的吸入?yún)^(qū)域連通。環(huán)形凹腔580內(nèi)的中間壓將經(jīng)由該通道534排出或放出，以解除迫使不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與旋轉(zhuǎn)渦旋件50密封嚙合的偏壓力。不旋轉(zhuǎn)渦旋件566將偏離旋轉(zhuǎn)渦旋件50，從而在排出壓區(qū)域與吸入壓區(qū)域之間產(chǎn)生漏縫。此漏縫導(dǎo)致壓縮機(jī)510的功率移動(dòng)至零。
如上所述，該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能把壓縮機(jī)510的功率控制為100％功率或零功率。同時(shí)，通過采用一種脈沖寬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制電磁閥532，可將該壓縮機(jī)510的功率設(shè)定為零功率與100％功率之間的任意點(diǎn)，以提供該壓縮機(jī)510的完全控制。換句話說，電磁閥532的脈沖寬度調(diào)節(jié)控制將為壓縮機(jī)510提供0％至100％之間任意位置的功率控制。
現(xiàn)在參照圖22，表示了一種壓縮機(jī)510′。該壓縮機(jī)510′與壓縮機(jī)510相同，只是把電磁閥532更換為電磁閥532′。與位于外殼12內(nèi)部的電磁閥532相反，該電磁閥532′位于外殼12的外部。流體管542穿過安裝在端蓋514上的一種管接頭544，以使電磁閥532′與凹腔580連通。流體管546在電磁閥532′與吸入氣體進(jìn)入管接頭522之間延伸或者與壓縮機(jī)510′的吸入室連接，以使該電磁閥532′與壓縮機(jī)510′的吸入壓區(qū)域連通。該壓縮機(jī)510′和電磁閥532′的功能及操作與以上針對壓縮機(jī)510和電磁閥532所述的相同。
現(xiàn)在參照圖23，表示了一種渦旋壓縮機(jī)510″。該壓縮機(jī)510″與壓縮機(jī)510相同，只是附加了橫向延伸隔板18以為該壓縮機(jī)510″限定出排出消音室76。彈轉(zhuǎn)密封件590密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與隔板18以使環(huán)形凹腔580與吸入壓隔離；而彈轉(zhuǎn)密封件592密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與隔板18以使環(huán)形凹腔580與排出壓隔離。類似于圖1所示，排出管接頭16(圖23中未表示)固定到端蓋14上。
該壓縮機(jī)510″的其余部件與以上針對壓縮機(jī)510所述相同，因此不再重復(fù)。以上針對壓縮機(jī)510描述的功能、操作及優(yōu)點(diǎn)也適用于壓縮機(jī)510″。
現(xiàn)在參照圖24，表示了一種渦旋壓縮機(jī)510。該壓縮機(jī)510與壓縮機(jī)510′相同，只是附加了橫向延伸隔板18以為該壓縮機(jī)510限定出排出消音室76。彈轉(zhuǎn)密封件590密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與隔板18以使環(huán)形凹腔580與吸入壓隔離；而彈轉(zhuǎn)密封件592密封接合不旋轉(zhuǎn)渦旋件566與隔板18以使環(huán)形凹腔580與排出壓隔離。類似于圖1所示，排出管接頭16(圖24中未表示)固定到端蓋14上。
該壓縮機(jī)510的其余部件與以上針對壓縮機(jī)510′和510所述相同，因此不再重復(fù)。以上針對壓縮機(jī)510′和510描述的功能、操作及優(yōu)點(diǎn)也適用于壓縮機(jī)510。
本發(fā)明說明書在實(shí)質(zhì)上僅僅是示意性的，因此，不脫離本發(fā)明要旨的變形應(yīng)在本發(fā)明范圍內(nèi)。這種變形不應(yīng)被看作脫離了本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機(jī)，包括第一渦旋件，具有自第一端板向外突出的第一螺旋包繞部，所述第一渦旋件限定了一凹腔；第二渦旋件，具有自第二端板向外突出的第二螺旋包繞部，所述第二螺旋包繞部與所述第一螺旋包繞部互相嚙合，所述渦旋件被安裝成可相互作有限的軸向運(yùn)動(dòng)，通過位于所述凹腔內(nèi)的增壓流體所述渦旋件被偏向壓彼此；驅(qū)動(dòng)件，用于使所述渦旋件相互轉(zhuǎn)動(dòng)，由此所述螺旋包繞部將生成位于處于吸入壓下的吸入壓區(qū)域與處于排出壓下的排出壓區(qū)域之間的體積逐漸變化的腔；密封件，位于所述凹腔內(nèi)，該密封件通過所述增壓流體被偏壓向所述渦旋壓縮機(jī)的一部件，以封閉位于所述密封件與所述部件之間的自所述排出壓區(qū)域起延伸至所述吸入壓區(qū)域的第一泄漏通道；以及閥組件，用于釋放所述增壓流體，由此使得所述渦旋件相互軸向移動(dòng)以打開位于所述吸入壓區(qū)域與所述排出壓區(qū)域之間的第二泄漏通道，從而調(diào)節(jié)所述壓縮機(jī)的輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述增壓流體被釋放到所述渦旋壓縮機(jī)的所述吸入壓區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件是電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，按照一種脈沖調(diào)制方式操作所述電磁閥，以調(diào)節(jié)所述渦旋壓縮機(jī)的功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述增壓流體處于所述吸入壓與所述排出壓之間的壓力下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述渦旋壓縮機(jī)還包括外殼，所述第一和第二渦旋件設(shè)置在所述外殼內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件設(shè)置在所述外殼的外部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件與所述外殼連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述渦旋壓縮機(jī)還包括吸入氣體入口，所述閥組件與所述吸入氣體入口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括穿過所述外殼延伸的管，所述管使所述凹腔與所述閥組件相互流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一渦旋件限定了位于所述凹腔與所述管之間的通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件設(shè)置在所述外殼內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件與所述第一渦旋件連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一渦旋件限定了位于所述凹腔與所述閥組件之間的通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥組件包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述第一渦旋件上的環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括用于轉(zhuǎn)動(dòng)所述環(huán)的線性驅(qū)動(dòng)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括用于轉(zhuǎn)動(dòng)所述環(huán)的閥件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥件是電磁閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，按照一種脈沖調(diào)制方式操縱所述電磁閥，以調(diào)節(jié)所述渦旋壓縮機(jī)的功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述密封件包括與所述第一渦旋件接合的唇口密封件。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括外殼，所述第一和第二渦旋件設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述密封件包括與所述外殼接合的唇口密封件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述外殼包括一端蓋，所述唇口密封件與所述端蓋接合。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括使所述吸入壓區(qū)域與所述排出壓區(qū)域隔開的隔板，所述密封件是與所述隔板接合的唇口密封件。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述部件是一外殼，所述第一和第二渦旋件設(shè)置在所述外殼內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述外殼包括一端蓋，所述部件是所述外殼的所述端蓋。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述部件是一使所述吸入壓區(qū)域與所述排出壓區(qū)域隔開的隔板。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于，所述密封件包括第一唇口密封件，位于所述第一渦旋件與所述渦旋壓縮機(jī)的所述部件之間，所述第一唇口密封件使所述凹腔與所述排出壓區(qū)域隔開；以及第二唇口密封件，位于所述第一渦旋件與所述渦旋壓縮機(jī)的所述部件之間，所述第二唇口密封件使所述凹腔與所述吸入壓區(qū)域隔開。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，還包括位于所述凹腔內(nèi)的用于迫使所述密封件與所述部件接合的偏壓件。
全文摘要
一種渦旋壓縮機(jī)，具有容納增壓流體的偏壓室，該室內(nèi)的增壓流體把兩渦旋件偏壓到一起。一閥組件與該偏壓室連通，且其根據(jù)需要釋放增壓流體以解除把兩渦旋件偏壓到一起的負(fù)載。當(dāng)偏壓負(fù)載被解除后，兩渦旋件就分離，從而在排出壓區(qū)域與吸入壓區(qū)域之間產(chǎn)生一泄漏通道以降低該渦旋壓縮機(jī)的功率。
文檔編號(hào)F04C18/02GK1576605SQ20041006346
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者納塔利·格雷特, 基里爾·伊格納季耶夫 申請人:科普蘭公司