КОМПРЕССОР Российский патент 2018 года по МПК F04C18/02 F04C28/18 F04C28/26 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты осуществления раскрытия относятся к спиральному компрессору переменной производительности.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В целом, спиральный компрессор относится к устройству для сжатия хладагента путем относительного движения путем объединения неподвижной спирали и орбитальной спирали, каждая из которых имеет виток в форме винта. Спиральный компрессор является более эффективным, имеет меньшую вибрацию, тише, компактнее и легче по сравнению с поршневым компрессором и роторным компрессором, поэтому спиральный компрессор широко используется в устройствах циклического охлаждения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Компрессор воздушного кондиционера, как правило, сконфигурирован так, чтобы иметь охлаждающую способность из соображений максимальной охлаждающей способности. Тем не менее, охлаждающая способность может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды, и компрессор часто может приводиться в действие, когда охлаждающая нагрузка ниже максимальной охлаждающей способности.

Как упоминалось выше, когда компрессор приводится в действие в состоянии, в котором нагрузка ниже, чем максимальная охлаждающая нагрузка, охлаждающая способность компрессора может быть больше, чем нагрузка и, следовательно, компрессору может потребоваться выполнение включения/выключения для правильного приведения в действие. Поэтому потребление электроэнергии может быть увеличено, а эффективность может быть снижена.

Для уменьшения этих затруднений, можно использовать компрессор, имеющий структуру переменной производительности. Структура переменной производительности компрессора может включать в себя структуру, выполненную с возможностью регулирования крутящего момента путем использования инверторного двигателя, и структуру, выполненную с возможностью обхода хладагентом выпускного узла и узла всасывания. Однако структура, имеющая инверторный двигатель, может иметь ограничения в снижении скорости, обусловленном утечкой и трудностью в подаче масла при малой скорости вращения, а обходная структура может иметь сложность при сборке и управлении и, таким образом, надежность может быть снижена.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Одним аспектом раскрытия является обеспечение компрессора, способного изменять производительность сжатого хладагента путем соединения узла сжатия с узлом всасывания, когда разность между давлением на выходе и давлением всасывания меньше, чем заданное давление.

Дополнительные аспекты раскрытия будут частично изложены далее в описании, и, частично, будут очевидны из описания, или могут быть уяснены при использовании раскрытия на практике.

В соответствии с одним аспектом раскрытия компрессор может включать в себя корпус, неподвижную спираль, прикрепленную к внутренней части корпуса, орбитальную спираль, предусмотренную для вращения в или перемещения вокруг неподвижной спирали, узел сжатия, образованный неподвижной спиралью и орбитальной спиралью, и выполненный с возможностью иметь объем, который уменьшается при движении по направлению к центру неподвижной спирали и орбитальной спирали согласно вращению (перемещению) орбитальной спирали, узел всасывания, выполненный с возможностью всасывания хладагента, который должен быть передан в узел сжатия, и выпускной узел, к которому хладагент, сжатый узлом сжатия, выпускается. Неподвижная спираль может включать в себя обходной путь потока, выполненный с возможностью соединения узла всасывания с узлом сжатия, цилиндрическое пространство, предусмотренное на обходном пути потока, и двухпозиционный клапан, расположенный для перемещения назад и вперед в цилиндрическом пространстве для открытия/закрытия обходного пути потока согласно разности между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания.

Двухпозиционный клапан может открывать обходной путь потока, когда разность между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания меньше заданного давления, и может закрывать обходной путь потока, когда разность между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания больше, чем заданное давление.

Компрессор может включать в себя упругий элемент, расположенный в цилиндрическом пространстве, для смещения двухпозиционного клапана упругим образом так, что двухпозиционный клапан может открывать обходной путь потока.

Упругий элемент может включать в себя спиральную пружину.

Неподвижная спираль может включать в себя узел поддержки упругого элемента, выполненный с возможностью поддержки одного конца упругого элемента.

Один конец упругого элемента может поддерживаться узлом поддержки упругого элемента, а другой конец упругого элемента может поддерживаться двухпозиционным клапаном.

Обходной путь потока может включать в себя путь потока узла всасывания, выполненный с возможностью соединения узла всасывания с цилиндрическим пространством, и путь потока узла сжатия, выполненный с возможностью соединения узла сжатия с цилиндрическим пространством.

Неподвижная спираль может включать в себя путь потока выпускного узла, выполненный с возможностью соединения выпускного узла с цилиндрическим пространством.

Двухпозиционный клапан может включать в себя первый узел сжатия, сжимаемый посредством давления всасывания узла всасывания, второй узел сжатия, сжимаемый посредством выпускного давления выпускного узла, и образованный на противоположной стороне от первого узла сжатия в направлении движения двухпозиционного клапана, и узел открывания, выполненный с возможностью открытия/закрытия обходного пути потока.

Неподвижная спираль может включать в себя пластинчатый узел, имеющий витковый узел, продолжающийся по направлению к нижней стороне, а цилиндрическое пространство может быть образовано внутри пластинчатого узла.

Неподвижная спираль может включать в себя пластинчатый узел, имеющий витковый узел, продолжающийся к нижней стороне, и корпус клапана, соединенный с верхней поверхностью пластинчатого узла, причем цилиндрическое пространство может быть образовано внутри корпуса клапана.

Корпус клапана может включать в себя нижний корпус, соединенный с верхней поверхностью пластинчатого узла, и выполненный с возможностью образования части цилиндрического пространства, промежуточный корпус, соединенный с нижним корпусом, и выполненный с возможностью образования остальной части цилиндрического пространства, и крышку корпуса, соединенную с промежуточным корпусом, и снабженную путем потока выпускного узла, выполненным с возможностью соединения цилиндрического пространства с выпускным узлом.

Неподвижная спираль может включать в себя пластинчатый узел, имеющий витковый узел, продолжающийся к нижней стороне, корпус клапана, соединенный с верхней поверхностью пластинчатого узла, при этом часть цилиндрического пространства может быть образована в пластинчатом узле, а остальная часть цилиндрического пространство может быть образована внутри корпуса клапана.

Двухпозиционный клапан может иметь цилиндрическую форму.

Двухпозиционный клапан может иметь сферическую форму.

Двухпозиционный клапан может быть предусмотрен, чтобы быть подвижным назад и вперед в вертикальном направлении в цилиндрическом пространстве.

Двухпозиционный клапан может быть предусмотрен, чтобы быть подвижным назад и вперед в горизонтальном направлении в цилиндрическом пространстве.

В соответствии с одним аспектом раскрытия, компрессор может включать в себя корпус, неподвижную спираль, прикрепленную к внутренней стороне корпуса, орбитальную спираль, предусмотренную для вращения на или перемещения вокруг неподвижной спирали и выполненную с возможностью образования узла всасывания и узла сжатия с неподвижной спиралью, выпускной узел, к которому хладагент, сжатый посредством узла сжатия выпускается, цилиндрическое пространство, предусмотренное в неподвижной спирали, путь потока узла всасывания, выполненный с возможностью соединения цилиндрического пространства с узлом всасывания, путь потока узла сжатия, выполненный с возможностью соединения цилиндрического пространства с узлом сжатия, путь потока выпускного узла, выполненный с возможностью соединения цилиндрического пространства к выпускному узлу, двухпозиционный клапан, предназначенный для перемещения назад и вперед в цилиндрическом пространстве и выполненный с возможностью соединения/разъединения пути потока узла всасывания и пути потока узла сжатия согласно разности между выпускным давлением выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания, и упругий элемент, предусмотренный в цилиндрическом пространстве для поддержки двухпозиционного клапана упругим образом.

Двухпозиционный клапан может включать в себя первый узел сжатия, сжимаемый посредством давления всасывания узла всасывания, второй узел сжатия, сжимаемый посредством выпускного давления выпускного узла, и образованный на противоположной стороне от первого узла сжатия в направлении движения двухпозиционного клапана, и узел открывания, выполненный с возможностью открытия/закрытия пути потока узла сжатия.

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Высокая эффективность воздушного кондиционера может быть достигнута при условии низкой нагрузки, что соответствует большинству реальных условий нагрузки.

Структура переменной производительности, имеющая обходную структуру, может быть предусмотрена в неподвижной спирали внутри корпуса так, что сборка и надежность могут быть улучшены.

Когда компрессор активирован, двухпозиционный клапан может быть открыт и, таким образом, может быть уменьшена нагрузка, прилагаемая к компрессору.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Данные и/или другие аспекты станут очевидными и более понятными из последующего описания вариантов осуществления, рассматриваемых вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид, иллюстрирующий внешний вид компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия;

Фиг.2 представляет собой вид в сечении, схематично иллюстрирующий конфигурацию компрессора по фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора по фиг.1;

Фиг.4 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора по фиг.1;

Фиг.5 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.1 открыт;

Фиг.6 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.1 закрыт;

Фиг.7 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия;

Фиг.8 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.7 открыт;

Фиг.9 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.7 закрыт;

Фиг.10 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия;

Фиг.11 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 открыт;

Фиг.12 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 закрыт;

Фиг.13 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия открыт;

Фиг.14 представляет собой вид в сечении, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.13 закрыт;

Фиг.15 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую сопоставление между охлаждающей нагрузкой и охлаждающей способностью компрессора постоянной скорости согласно температуре окружающей среды; и

Фиг.16 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую сопоставление между охлаждающей нагрузкой и охлаждающей способностью двухступенчатого компрессора переменной производительности согласно температуре окружающей среды.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссылка далее будет осуществлена в деталях к вариантам осуществления настоящего раскрытия, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые ссылочные позиции ссылаются на одинаковые элементы.

Далее будут подробно описаны примеры осуществления настоящего раскрытия.

Фиг.1 представляет собой вид, иллюстрирующий внешний вид компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Фиг.2 представляет собой вид в сечении, схематично иллюстрирующий конфигурацию компрессора по фиг.1. Фиг.15 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую сопоставление между охлаждающей нагрузкой и охлаждающей способностью компрессора постоянной скорости согласно температуре окружающей среды. Фиг.16 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую сопоставление между охлаждающей нагрузкой и охлаждающей способностью двухступенчатого компрессора переменной производительности согласно температуре окружающей среды.

Со ссылкой к фигурам 1 и 2, компрессор 1 может включать в себя корпус 10, имеющий закрытое внутреннее пространство, узел 30 механизма сжатия, сжимающий охладитель, и узел 20 приводного механизма, предусмотренный для обеспечения движущей силы к узлу 30 механизма сжатия.

Корпус 10 может быть образован объединенным с основным корпусом 11, образованным в форме цилиндра, имеющего открытые верхний свой конец и нижний свой конец, верхним корпусом 12, закрывающим открытый верхний конец, и нижним корпусом 13, закрывающим открытый нижний конец. Нижняя пластина 19, которая должна устойчиво поддерживаться нижней частью, и закрепляющий элемент 18, который должен быть закреплен с наружным узлом, могут быть предусмотрены в корпусе 10.

Всасывающий трубопровод 33, к которому подводится хладагент, может быть соединен с одной стороной корпуса 10, а выпускной трубопровод 14, из которого сжатый хладагент выпускается, может быть соединен с другой стороной корпуса 10.

Узел 20 приводного механизма может быть предусмотрен в нижнем участке корпуса 10. Узел 20 приводного механизма может включать в себя статор 24, предусмотренный на внешней стороне, ротор 23, вращающийся внутри статора 24, и вал 21 вращения, установленный с внутренней стороны ротора 23, для вращения с ротором 23 для передачи крутящего момента узла 20 приводного механизма к узлу 30 механизма сжатия.

На верхнем конце вала 21 вращения может быть предусмотрен эксцентриковый узел 25, образованный для смещения к одной стороне относительно центра вращения вала 21 вращения. Эксцентриковый узел 25 может быть соединен с узлом 53 соединения вала орбитальной спирали 50, так что крутящий момент может быть передан к орбитальной спирали 50. Внутри вала 21 вращения путь 22 подачи потока масла может быть образован в направлении вала 21 вращения. На нижнем концевом участке пути 22 подачи потока масла может быть предусмотрен масляный насос (не показан).

На верхнем участке или нижнем участке ротора 23 может быть установлен балансировочный груз 17 для корректировки несбалансированного состояния вращения при вращении ротора 23.

На внутреннем верхнем участке и внутреннем нижнем участке корпуса 10 может быть предусмотрена верхняя рама 15 и нижняя рама 16 для закрепления различных структур внутри корпуса 10. В центре верхней рамы 15 может быть предусмотрен опорный узел 15а вала для вращательной поддержки вала 21 вращения.

Узел 30 механизма сжатия может включать в себя неподвижную спираль 60, прикрепленную к внутренней стороне корпуса 10, и орбитальную спираль 50, расположенную на нижней стороне неподвижной спирали 60, и выполненную с возможностью вращения. Неподвижная спираль 60 и орбитальная спираль 50 могут быть предусмотрены на верхней стороне верхней рамы 15.

Неподвижная спираль 60 может включать в себя пластинчатый узел 62, образованный в форме, по существу, или приблизительно плоской круглой пластины, и узел 61 неподвижного витка, выступающий из нижней поверхности пластинчатого узла 62. Узел 61 неподвижного витка может иметь спиральную форму. В частности, узел 61 неподвижного витка может иметь эвольвентную форму или форму алгебраической спирали.

Неподвижная спираль 60 может быть неподвижно соединена с верхней рамой 15. Неподвижная спираль 60 может быть привинчена к верхней раме 15. Для этого, в неподвижной спирали 60 может быть образовано винтовое соединительное отверстие 65a (см. Фиг.3). Винтовое соединительное отверстие 65а может быть образовано на узле 65 фланца (см. фиг.3)

Орбитальная спираль 50 может включать в себя пластинчатый узел 52, образованный в форме, по существу, или приблизительно плоской круглой пластины, и узел 51 орбитального витка, выступающий из верхней поверхности пластинчатого узла 52. В центре нижней поверхности пластинчатого узла 52 может быть предусмотрен соединительный узел 53 вала, который должен быть соединен с валом 21 вращения. Узел 51 орбитального витка может иметь спиральную форму. В частности, узел 51 орбитального витка может иметь эвольвентную форму или форму алгебраической спирали.

Узел 61 неподвижного витка неподвижной спирали 60 и узел 51 орбитального витка орбитальной спирали 50 могут быть зацеплены друг с другом, так что могут быть образованы узел 41 сжатия, сжимающий хладагент, и узел 40 всасывания, осуществляющий всасывание хладагента, который должен быть передан в узел 41 сжатия. Узел 41 сжатия может сжимать хладагент таким образом, что объем узла 41 сжатия может быть уменьшен при перемещении к центру неподвижной спирали 60 и орбитальной спирали 50 согласно вращению орбитальной спирали 50. Хладагент, сжатый узлом сжатия, может быть выпущен в выпускной узел 42.

В центре неподвижной спирали 60 может быть образовано выпускное отверстие 63, выполненное с возможностью выпуска хладагента, сжатого узлом 41 сжатия, в выпускной узел 42 на верхней стороне корпуса 10. В выпускном отверстии 63 может быть предусмотрен элемент 70 предотвращения обратного потока для предотвращения обратного потока хладагента. Всасывающая линия (отверстие) 64 может быть предусмотрена на стороне неподвижной спирали 60 для приема хладагента, который вводится через всасывающий трубопровод 33. Как представлено на фиг.3, всасывающая линия (отверстие) 64 может быть расположена на внешней периферийной стороне пластинчатого узла 62 и образована (например, полностью) на верхнем участке узла 65 фланца.

Узел 44 размещения кольца Олдхема может быть предусмотрен между орбитальной спиралью 50 и верхней рамой 15. Кольцо 43 Олдхема может быть выполнено с возможностью дозволения орбитальной спирали 50 поворачиваться (вращаться или двигаться) вокруг неподвижной спирали 60 и предотвращения собственного вращения. Кольцо 43 Олдхема может быть размещено в узле 44 размещения кольца Олдхема.

В нижней части корпуса 10 может быть предусмотрен накопитель 80 для масла. Нижний конец вала 21 вращения может быть увеличен до накопителя 80 для масла, так что масло, хранящееся в накопителе 80 для масла, может быть поднято через путь 22 потока подачи масла для вала 21 вращения.

Масло, хранящееся в накопителе 80 для масла, может накачиваться масляным насосом (не показан), установленным на нижнем конце вала 21 вращения, и затем может быть поднято до верхнего конца вала 21 вращения вдоль пути 22 потока подачи масла, образованному внутри вала 21 вращения. Масло, достигающее верхнего конца вала 21 вращения, может подаваться между каждым компонентом согласно вращению орбитальной спирали 50 и может выполнять смазывающее действие.

В неподвижной спирали 60 может быть предусмотрена структура переменной производительности. В неподвижной спирали 60 может быть образован обходной путь 100 потока для связывания узла 40 всасывания и узла 41 сжатия. В обходном пути 100 потока может быть предусмотрен двухпозиционный клапан 150 для открытия/закрытия обходного пути 100 потока согласно разности давления между давлением на выходе выпускного узла 42 и давлением всасывания узла 40 всасывания. Корпус 170 клапана может быть соединен с верхней поверхностью пластинчатого узла 62 неподвижной спирали 60.

Структура переменной производительности может быть выполнена с возможностью снижения производительности компрессора, чтобы компрессор мог приводиться в действие без необходимости включения/выключения привода обычного компрессора, когда нагрузка ниже, чем максимальная охлаждающая нагрузка.

Как иллюстрировано на Фиг.15, в целом, охлаждающая нагрузка может изменяться согласно температуре окружающей среды. То есть охлаждающая нагрузка может быть увеличена по мере того, как температура окружающей среды будет выше, и охлаждающая нагрузка может быть уменьшена по мере того, как температура окружающей среды будет ниже.

В целом, охлаждающая способность компрессора может быть сконфигурирована в соответствии с максимальной охлаждающей способностью. Поэтому, когда нагрузка ниже максимальной охлаждающей способности (например, когда температура окружающей среды равна А), охлаждающая способность может быть больше, чем нагрузка, и, таким образом, может произойти потеря L. Соответственно, компрессор может выполнять включение/выключение привода и, таким образом, потребление электроэнергии может быть увеличено, а эффективность может быть уменьшена.

Как иллюстрировано на Фиг.16, потеря L1 может быть компенсирована за счет уменьшения скорости вращения посредством использования инверторного двигателя. То есть, охлаждающая способность компрессора при низкоскоростном режиме (производительность 2) может быть ниже, чем охлаждающая способность компрессора при высокоскоростном режиме (производительность 1).

Однако, когда скорость вращения слишком низкая, может возникнуть утечка и трудность в подаче масла, и, следовательно, может быть ограничение в снижении скорости вращения. Поэтому, потеря L2 все еще может происходить.

Структура снижения производительности компрессора согласно вариантам осуществления раскрытия может уменьшать производительность сжатого хладагента, так что потеря L2 может быть компенсирована (снижена) больше. Структура снижения производительности компрессора согласно вариантам осуществления раскрытия может связывать узел 40 всасывания с узлом 41 сжатия для того, чтобы позволить сжатие хладагента начинать практически позже с определенной разностью фаз, так что производительность сжатого хладагента может быть снижена.

Структура снижения производительности компрессора согласно раскрытым в данном документе вариантам осуществления может быть сконфигурирована таким образом, что когда разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания меньше заданного давления Pr, производительность компрессора может снижаться, а когда разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания больше, чем заданное давление Pr, производительность компрессора может не снижаться. То есть структура снижения производительности компрессора согласно вариантам осуществления может управляться на основе разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания. В качестве альтернативы, структура снижения производительности может управляться на основе степени Pd/Ps сжатия между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания.

Как упоминалось выше, причина, по которой структура снижения производительности компрессора приводится в действие на основе разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания, может заключаться в том, что разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания может изменяться в зависимости от условий нагрузки.

Например, по мере того, как охлаждающая способность больше, разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания и степень Pd/Ps сжатия между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания может быть увеличена, а когда охлаждающая способность меньше, разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания и степень Pd/Ps сжатия между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания может быть уменьшена.

Следовательно, структура снижения производительности согласно вариантам осуществления может снизить способность сжатия при низкой нагрузке и, наоборот, структура снижения производительности может сжать до заданной максимальной способности сжатия при высокой нагрузке. Когда структура снижения производительности согласно вариантам осуществления применяется к инверторному компрессору, производительность компрессора может быть уменьшена больше при режиме низкой скорости, таким образом, оптимизированная эффективность может быть достигнута. Кроме того, структура снижения производительности согласно вариантам осуществления может применять компрессор с постоянной скоростью, а также инверторный компрессор. Описание структуры снижения производительности будет описана ниже.

Фиг.3 представляет собой вид, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора по фиг.1. Фиг.4 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора по фиг.1. Фиг.5 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.1 открыт. Фиг.6 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.1 закрыт. Фиг.10 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Фиг.11 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 открыт. Фиг.12 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 закрыт. Стрелка, изображенная на фигурах 5 и 6, может представлять направление действия давления Ps всасывания и давления Pd на выходе, подаваемого к двухпозиционному клапану.

Со ссылкой к фигурам 3-6, будет описана структура снижения производительности согласно одному варианту осуществления раскрытия.

Корпус 170 клапана может быть соединен с верхней поверхностью неподвижной спирали 60. Корпус 170 клапана может включать в себя нижний корпус 173, соединенный с верхней поверхностью неподвижной спирали 60, промежуточный корпус 172, соединенный с нижним корпусом 173, и крышку 171 корпуса, соединенную с промежуточным корпусом 172. Корпус 170 клапана может быть соединен с неподвижной спиралью 60 посредством винтового элемента S, но не ограничивается этим. Корпус 170 клапана может быть образован за одно целое или может быть образован одним или двумя компонентами.

Неподвижная спираль 60 может быть снабжена обходным путем 100 потока, выполненным с возможностью соединения узла 40 всасывания с узлом 41 сжатия, цилиндрическим пространством 140, предусмотренным на обходном пути 100 потока, и двухпозиционным клапаном 150, подвижным назад и вперед в цилиндрическом пространстве 140, для открытия/закрытия обходного пути 100 потока согласно разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания.

Обходной путь 100 потока может включать в себя путь 110 потока узла всасывания, соединяющий цилиндрическое пространство 140 с узлом 40 всасывания, путь 120 потока узла сжатия, соединяющий цилиндрическое пространство 140 с узлом 41 сжатия. В данном документе, Pm может представлять собой давление узла 41 сжатия. Хладагент может всасываться в узел 40 всасывания, сжиматься в узле 41 сжатия и выпускаться в выпускной узел 42. Соответственно, может быть сформировано соотношение Ps<Pm<Pd. В неподвижной спирали 60 может быть образован путь 130 потока выпускного узла, соединяющий цилиндрическое пространство 140 с выпускным узлом 42.

Двухпозиционный клапан 150, расположенный в цилиндрическом пространстве 140, может быть расположен, чтобы быть подвижным назад и вперед в вертикальном направлении. То есть, цилиндрическое пространство 140 может быть образовано как длинное (вытянутое в продольном направлении) в вертикальном направлении. Двухпозиционный клапан может быть предусмотрен подвижным назад и вперед в горизонтальном направлении или в диагональном направлении.

Двухпозиционный клапан 150 может быть образован в форме цилиндра, по существу, или приблизительно. Двухпозиционный клапан 150 может включать в себя первый узел 151 сжатия, сжимаемый посредством давления Ps всасывания узла 40 всасывания, и второй узел 152 сжатия, сжимаемый посредством давления Pd на выходе выпускного узла 42. Первый узел 151 сжатия и второй узел 152 сжатия могут быть расположены напротив друг друга (т.е. на противоположных сторонах двухпозиционного клапана 150).

Двухпозиционный клапан может включать в себя открывающий узел 153, открывающий/закрывающий обходной путь 100 потока. Открывающий узел 153 может быть предусмотрен на боковой стороне двухпозиционного клапана 150.

В цилиндрическом пространстве 140 может быть предусмотрен упругий элемент 160 для поддержки двухпозиционного клапана 150 упругим образом. Упругий элемент 160 может включать в себя спиральную пружину. Один конец упругого элемента 160 может поддерживаться узлом поддержки упругого элемента, а другой конец упругого элемента 160 может поддерживаться двухпозиционным клапаном 150.

В частности, другой конец упругого элемента 160 может поддерживаться первым узлом 151 сжатия двухпозиционного клапана 150. То есть, упругий элемент 160 может быть расположен на стороне пути 110 потока узла всасывания, а не на стороне пути 130 потока выпускного узла относительно двухпозиционного клапана 150.

Упругий элемент 160 может быть расположен для того, чтобы позволить двухпозиционному клапану 150 быть упруго смещаемым по направлению пути 130 потока выпускного узла. То есть, упругий элемент 160 может смещать двухпозиционный клапан 150 по направлению пути 130 потока выпускного узла упругим образом, так, что двухпозиционный клапан 150 может соединять путь 110 потока узла всасывания с путем 120 потока узла сжатия.

На стороне пути 130 потока выпускного узла цилиндрического пространства 140, может быть предусмотрен ограничительный узел 142, выполненный с возможностью регулировки расстояния перемещения двухпозиционного клапана 150.

Используя вышеупомянутую конфигурацию, двухпозиционный клапан 150 может перемещаться назад и вперед посредством результирующей силы, силы, прикладываемой к двухпозиционному клапану 150 посредством разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания, и силы, прикладываемой к двухпозиционному клапану 150 упругой силой упругого элемента 160.

Следовательно, коэффициент упругости упругого элемента 160 может стать фактором, определяющим разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания, который представляет собой заданное давление Pr открытия или закрытия обходного пути 100 потока. То есть, путем регулировки коэффициента упругости упругого элемента 160, может быть установлена разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания, которая представляет собой заданное давление Pr открытия или закрытия обходного пути 100 потока.

Согласно другому аспекту раскрытия, заданное давление Pr может быть установлено путем создания площади сечения первого узла 151 сжатия и площади сечения второго узла 152 сжатия, отличающихся друг от друга, вместо использования упругого элемента 160.

Как иллюстрировано на фиг.5, когда разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания меньше заданного давления Pr, которое ниже условия низкой нагрузки, двухпозиционный клапан 150 может быть перемещен по направлению пути 130 потока выпускного узла и соединяет путь 110 потока узла всасывания к пути 120 потока узла сжатия. Соответственно, обходной путь 100 потока может быть открыт.

Как иллюстрировано на Фиг. 6, когда разность Pd-Ps между давлением Pd на выходе и давлением Ps всасывания больше заданного давления Pr, которое ниже условия высокой нагрузки, двухпозиционный клапан 150 может быть перемещен по направлению пути 110 потока узла всасывания и освобождает соединение пути 110 потока узла всасывания и путь 120 потока узла сжатия. Соответственно, обходной путь 100 потока может быть закрыт.

Цилиндрическое пространство 140 может включать в себя нижнее цилиндрическое пространство 140a, образованное в нижнем корпусе 173 корпуса 170 клапана, и верхнее цилиндрическое пространство 140b, образованное в промежуточном корпусе 172 корпуса 170 клапана.

Путь 120 потока узла сжатия может быть образован путем соединения первого пути 120a потока узла сжатия, образованного в пластинчатом узле 62 неподвижной спирали 60, со вторым путем 120b потока узла сжатия, образованном в нижнем корпусе 173 корпуса 170 клапана.

Путь 130 потока выпускного узла может быть образован в крышке 171 корпуса 170 клапана.

Фиг.7 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Фиг.8 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.7 открыт. Фиг.9 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.7 закрыт. Фиг.10 представляет собой развернутый вид в перспективе, иллюстрирующий основной участок обходной структуры компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Фиг.11 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 открыт. Фиг.12 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.10 закрыт. Стрелка, изображенная на фигурах 8, 9, 11 и 12 может представлять направление действия давления Ps всасывания и давления Pd на выходе, прикладываемое к двухпозиционному клапану.

Со ссылкой к фигурам 7-9, будет описана обходная структура компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия. Одинаковые части, которые обсуждались ранее, будут иметь одинаковые ссылочные позиции, и их описание будет опущено.

Корпус 270 клапана может быть соединен с верхней поверхностью неподвижной спирали 60. Пластинчатый узел 62 неподвижной спирали 60 может включать в себя выступающий узел 62а, выступающий по направлению к верхней стороне. Корпус 270 клапана может быть соединен с выступающим узлом 62а. Корпус 270 клапана может быть соединен с выступающим узлом винтовым элементом S.

Неподвижная спираль 60 может быть снабжена обходным путем 200 потока, соединяющим узел 40 всасывания с узлом 41 сжатия, цилиндрическое пространство 240, предусмотренное на обходном пути 200 потока, и двухпозиционный клапан 250, подвижный назад и вперед в цилиндрическом пространстве 240, для открытия/закрытия обходного пути 200 потока согласно разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания.

Обходной путь 200 потока может включать в себя путь 210 потока узла всасывания, соединяющий цилиндрическое пространство 240 с узлом 40 всасывания, путь 220 потока узла сжатия, соединяющий цилиндрическое пространство 240 с узлом 41 сжатия. В неподвижной спирали 60 может быть образован путь 230 потока выпускного узла, соединяющий цилиндрическое пространство 240 с выпускным узлом 42.

Двухпозиционный клапан 250, расположенный в цилиндрическом пространстве 240, может быть расположен, чтобы быть подвижным назад и вперед в вертикальном направлении. То есть, цилиндрическое пространство 240 может быть образовано как длинное (вытянутое в продольном направлении) в вертикальном направлении. Альтернативно, двухпозиционный клапан 250 может быть предусмотрен чтобы быть подвижным назад и вперед в горизонтальном направлении или в диагональном направлении.

Двухпозиционный клапан 250 может быть образован в форме цилиндра, по существу, или приблизительно. Двухпозиционный клапан 250 может включать в себя первый узел 251 сжатия, сжимаемый посредством давления Ps всасывания узла 40 всасывания, и второй узел 252 сжатия, сжимаемый посредством давления Pd на выходе выпускного узла 42. Первый узел 251 сжатия и второй узел 252 сжатия могут быть расположены напротив друг друга (т.е. на противоположных сторонах двухпозиционного клапана 250).

Двухпозиционный клапан 250 может включать в себя открывающий узел 253, открывающий/закрывающий обходной путь 200 потока. Открывающий узел 253 может быть предусмотрен на боковой стороне двухпозиционного клапана 250.

Однако, форма двухпозиционного клапана 350 не ограничивается цилиндром и, как показано на фигурах 10-12, двухпозиционный клапан 350 может быть образован в форме сферы. Двухпозиционный клапан 350 может иметь сферическую форму, так что может быть уменьшено трение между двухпозиционным клапаном 350 и цилиндрическим пространством 240, и, таким образом, стабильность движения двухпозиционного клапана 350 может быть улучшена.

В цилиндрическом пространстве 240 может быть предусмотрен упругий элемент 260 для поддержки двухпозиционного клапана 250 упругим образом. Упругий элемент 260 может быть спиральной пружиной. Один конец упругого элемента 260 может поддерживаться узлом 241 поддержки упругого элемента, а другой конец упругого элемента 260 может поддерживаться двухпозиционным клапаном 250.

В частности, другой конец упругого элемента 260 может поддерживаться первым узлом 251 сжатия двухпозиционного клапана 250. То есть, упругий элемент 260 может быть расположен на стороне пути 210 потока узла всасывания, а не на стороне пути 230 потока выпускного узла относительно двухпозиционного клапана 250.

Упругий элемент 260 может быть расположен для того, чтобы позволить двухпозиционному клапану 250 быть упруго смещаемым по направлению пути 230 потока выпускного узла. То есть, упругий элемент 260 может упруго смещать двухпозиционный клапан 250 по направлению к пути 130 потока выпускного узла, так что двухпозиционный клапан 250 может соединять путь 210 потока узла всасывания с путем 220 потока узла сжатия.

На стороне пути 230 потока выпускного узла цилиндрического пространства 240, может быть предусмотрен ограничительный узел 242, выполненный с возможностью регулировки расстояния перемещения двухпозиционного клапана 250.

Цилиндрическое пространство 240 может включать в себя нижнее цилиндрическое пространство 240a, образованное в выступающем узле 62a пластинчатого узла 62, и верхнее цилиндрическое пространство 240b, образованное в корпусе 270 клапана. Путь 230 потока выпускного узла может быть образован в корпусе 270 клапана.

Работа двухпозиционного клапана 250 может быть такой же, как описано в предыдущих вариантах осуществления (например, относительно фигур 4-6) раскрытия и, таким образом, ее описание будет опущено.

Используя вышеупомянутую конфигурацию, количество компонентов может быть меньше, чем в варианте осуществления, обсуждаемом со ссылкой к фигурам 4-6 и, таким образом, сборка может быть улучшена.

Фиг.13 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора в соответствии с вариантом осуществления раскрытия открыт. Фиг.14 представляет собой вид сечения, иллюстрирующий состояние, в котором обходной путь потока компрессора по фиг.13 закрыт. Те же самые части, которые представлены в вышеупомянутых вариантах осуществления, будут иметь одинаковые ссылочные позиции, и их описание будет опущено. Стрелка, изображенная на фигурах 13 и 14 может представлять направление действия давления Ps всасывания и давления Pd на выходе, подаваемого к двухпозиционному клапану.

Неподвижная спираль 60 может быть снабжена обходным путем 400 потока, выполненным с возможностью соединения узла 40 всасывания с узлом 41 сжатия, цилиндрическим пространством 440, предусмотренным на обходном пути 400 потока, и двухпозиционным клапаном 450, подвижным назад и вперед в цилиндрическом пространстве 440, для открытия/закрытия обходного пути 400 потока согласно разности Pd-Ps между давлением Pd на выходе выпускного узла 42 и давлением Ps всасывания узла 40 всасывания.

Обходной путь 400 потока может включать в себя путь 410 потока узла всасывания, соединяющий цилиндрическое пространство 440 с узлом 40 всасывания, путь 420 потока узла сжатия, соединяющий цилиндрическое пространство 440 с узлом 41 сжатия.

В неподвижной спирали 60 может быть образован путь 430 потока выпускного узла, соединяющий цилиндрическое пространство 440 с выпускным узлом 42.

Обходной путь 400 потока, цилиндрическое пространство 440, путь 410 потока узла всасывания, путь 420 потока узла сжатия и путь 430 потока выпускного узла могут быть образованы внутри пластинчатого узла 62 неподвижной спирали 60.

Следовательно, структура снижения производительности может не выступать наружу из пластинчатого узла 62 неподвижной спирали 60, так, что толщина неподвижной спирали 60 может быть минимизирована.

Двухпозиционный клапан 450, расположенный в цилиндрическом пространстве 440, может быть предусмотрен быть подвижным назад и вперед в горизонтальном направлении. То есть, цилиндрическое пространство 440 может быть образовано как длинное (вытянутое в продольном направлении) в горизонтальном направлении.

Двухпозиционный клапан 450 может быть образован в форме цилиндра, приблизительно. Двухпозиционный клапан 450 может включать в себя первый узел 451 сжатия, сжимаемый посредством давления Ps всасывания узла 40 всасывания, и второй узел 452 сжатия, сжимаемый посредством давления Pd на выходе выпускного узла 42. Первый узел 451 сжатия и второй узел 452 сжатия могут быть расположены напротив друг друга (т.е. на противоположных сторонах двухпозиционного клапана 450).

Двухпозиционный клапан 450 может включать в себя открывающий узел 453, открывающий/закрывающий обходной путь 400 потока. Открывающий узел 453 может быть предусмотрен на боковой стороне двухпозиционного клапана 450.

В цилиндрическом пространстве 440 может быть предусмотрен упругий элемент 460 для поддержки двухпозиционного клапана 450 упругим образом. Один конец упругого элемента 460 может поддерживаться узлом 441 поддержки упругого элемента, а другой конец упругого элемента 460 может поддерживаться двухпозиционным клапаном 450.

В частности, другой конец упругого элемента 460 может поддерживаться первым узлом 451 сжатия двухпозиционного клапана 450. То есть, упругий элемент 460 может быть расположен на стороне пути 410 потока узла всасывания, а не на стороне пути 430 потока выпускного узла относительно двухпозиционного клапана 450.

Упругий элемент 460 может быть расположен для того, чтобы позволить двухпозиционному клапану 450 быть упруго смещаемым по направлению пути 430 потока выпускного узла. То есть, упругий элемент 460 может упруго смещать двухпозиционный клапан 450 по направлению пути 430 потока выпускного узла, так, что двухпозиционный клапан 450 может соединять путь 410 потока узла всасывания с путем 420 потока узла сжатия.

На стороне пути 430 потока выпускного узла цилиндрического пространства 440, может быть предусмотрен ограничительный узел 442, выполненный с возможностью регулировки расстояния перемещения двухпозиционного клапана 450.

Работа двухпозиционного клапана 450 может быть такой же, как та, что представлена в вышеупомянутых вариантах осуществления, и поэтому ее описание будет опущено.

Хотя было показано и описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники примут во внимание, что изменения могут быть сделаны в этих вариантах осуществления без отступления от принципов и духа изобретения, область применения которого задана в формуле и ее эквивалентах

Изобретение относится к спиральному компрессору переменной производительности. Компрессор включает в себя неподвижную спираль 60. Спираль 60 включает в себя обходной путь 200 потока, выполненный с возможностью соединения узла 40 всасывания с узлом 41 сжатия, цилиндрическое пространство 240, предусмотренное на пути 200, и двухпозиционный клапан 250, предназначенный для перемещения назад и вперед в пространстве 240 для открытия/закрытия пути 200 согласно разности между давлением на выпуске выпускного узла 42 и давлением всасывания узла 40. Спираль 60 содержит пластинчатый узел, имеющий выступающий узел на его верхней поверхности. Изобретение направлено на обеспечение способности изменения производительности сжатого хладагента. 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Компрессор, содержащий:

- корпус;

- неподвижную спираль, прикрепленную к внутренней стороне корпуса;

- орбитальную спираль, установленную с возможностью движения вокруг неподвижной спирали;

- узел сжатия, образованный неподвижной спиралью и орбитальной спиралью и выполненный с возможностью иметь объем, который уменьшается в то время, когда узел сжатия перемещается по направлению к центру неподвижной спирали и орбитальной спирали согласно перемещению орбитальной спирали;

- узел всасывания, выполненный с возможностью всасывания хладагента, который должен быть поставлен к узлу сжатия; и

- выпускной узел, к которому хладагент, сжатый узлом сжатия, выпускается;

при этом неподвижная спираль содержит обходной путь потока, выполненный с возможностью соединения узла всасывания с узлом сжатия, цилиндрическое пространство, предусмотренное на обходном пути потока, и клапан, предназначенный для перемещения назад и вперед в цилиндрическом пространстве для открытия/закрытия обходного пути потока согласно разности между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания,

при этом неподвижная спираль содержит пластинчатый узел, имеющий выступающий узел на его верхней поверхности, и корпус клапана, соединенный с выступающим узлом, при этом цилиндрическое пространство включает в себя нижнее цилиндрическое пространство, образованное в выступающем узле пластинчатого узла, и верхнее цилиндрическое пространство, образованное в корпусе клапана.

2. Компрессор по п.1, в котором клапан выполнен с возможностью открытия обходного пути потока, когда разность между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания меньше, чем заданное давление, и закрытия обходного пути потока, когда разность между давлением на выходе выпускного узла и давлением всасывания узла всасывания больше, чем заданное давление.

3. Компрессор по п.1, дополнительно содержащий:

упругий элемент, расположенный в цилиндрическом пространстве, для смещения клапана упругим образом так, чтобы клапан открывал обходной путь потока.

4. Компрессор по п.3, в котором упругий элемент содержит спиральную пружину.

5. Компрессор по п.3, в котором неподвижная спираль содержит узел поддержки упругого элемента, выполненный с возможностью поддержки упругого элемента.

6. Компрессор по п.5, в котором другой конец упругого элемента поддерживается клапаном.

7. Компрессор по п.1, в котором обходной путь потока содержит путь потока узла всасывания, выполненный с возможностью соединения узла всасывания с цилиндрическим пространством, и путь потока узла сжатия, выполненный с возможностью соединения узла сжатия с цилиндрическим пространством.

8. Компрессор по п.1, в котором неподвижная спираль содержит путь потока выпускного узла, выполненный с возможностью соединения выпускного узла с цилиндрическим пространством.

9. Компрессор по п.1, в котором клапан содержит:

- первый узел сжатия, сжимаемый посредством давления всасывания узла всасывания;

- второй узел сжатия, сжимаемый посредством давления на выходе выпускного узла, при этом второй узел сжатия образован на противоположной стороне первого узла сжатия по направлению движения клапана; и

- открывающий узел, выполненный с возможностью открытия и закрытия обходного пути потока.

10. Компрессор по п.1, в котором корпус клапана содержит:

- нижний корпус, соединенный с верхней поверхностью пластинчатого узла и выполненный с возможностью образования части цилиндрического пространства;

- промежуточный корпус, соединенный с нижним корпусом и выполненный с возможностью образования остающейся части цилиндрического пространства; и

- крышку корпуса, соединенную с промежуточным корпусом и снабженную путем потока выпускного узла, выполненного с возможностью соединения цилиндрического пространства с выпускным узлом.

11. Компрессор по п.1, в котором клапан предусмотрен, чтобы быть подвижным назад и вперед в вертикальном направлении в цилиндрическом пространстве.