专利名称：可变容量旋转式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种旋转式压缩机，尤其是，涉及一种可变容量旋转式压缩机，该可变容量旋转式压缩机设计为通过安装到旋转轴的偏心单元压缩操作在其具有不同容量的两个压缩室中的任一个内进行。
背景技术：
一般，压缩机安装在诸如空调和冰箱的制冷系统中，该制冷系统运行以利用制冷循环冷却给定空间中的空气。在制冷系统中，压缩机运行以压缩通过制冷回路循环的制冷剂。制冷系统的冷却容量根据压缩机的压缩容量确定。由此，当压缩机被设计为根据要求变化其压缩容量时，制冷系统可以在考虑诸如实际温度和预定温度之间的差值的几个因素的最优条件下运行，由此允许给定空间中的空气有效冷却并节省能量。
在制冷系统中使用了各种压缩机。压缩机一般分成两类(即，旋转式压缩机和往复式压缩机)。本发明涉及旋转式压缩机，下面将详细描述。
传统的旋转式压缩机包括密封外壳，定子和转子安装在密封外壳中。旋转轴穿过转子。偏心凸轮一体设置在旋转轴的外表面上。滚子设置在压缩室中以在偏心凸轮上旋转。
上述结构的旋转式压缩机操作如下。当旋转轴转动时，偏心凸轮和滚子在压缩室中执行偏心转动。此时，气态制冷剂吸入压缩室并且然后被压缩，之后，压缩的制冷剂排出密封外壳的外面。
然而，传统的旋转式压缩机的问题是旋转式压缩机的压缩容量固定，因此不可能根据环境温度和预定参考温度之间的差值改变压缩容量。
具体地说，当环境温度显著高于预定参考温度时，压缩机必须在大容量压缩模式下运行，以迅速降低环境温度。同时，当环境温度和预定参考温度之间的差值不大，压缩机必须在小容量压缩模式下运行，以节省能量。然而，不可能根据环境温度和预定参考温度之间的差值改变旋转式压缩机的容量，因此传统的旋转式压缩机不能有效地解决温度的变化，由此导致能量浪费。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供一种可变容量旋转式压缩机，其如此构造，即压缩操作通过安装到旋转轴的离心单元在具有不同容量的两个压缩室的任意一个中进行，从而根据需要改变压缩容量。
本发明的另一方面是提供一种可变容量旋转式压缩机，其设计为防止由于当旋转轴转动时压缩室的压力变化引起的偏心衬套在特定的范围内比旋转轴旋转得快。
本发明的上述和/或其它方面通过提供一种可变容量旋转式压缩机实现，所述可变容量旋转式压缩机包括上压缩室和下压缩室，旋转轴，上偏心凸轮和下偏心凸轮，上偏心衬套和下偏心衬套，槽，锁定销，以及上制动单元和下制动单元。所述上压缩室和下压缩室具有不同的内部容量。旋转轴穿过所述上压缩室和所述下压缩室。上偏心凸轮和下偏心凸轮设置在所述旋转轴上。上偏心衬套和下偏心衬套分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上。槽设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的预定位置。锁定销操作以与所述槽配合将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置。上制动单元和下制动单元同时操作以分别防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的任一个在所述上偏心凸轮或所述下偏心凸轮上滑动。
所述上制动单元可以包括在所述上偏心凸轮的第一预定位置处形成的第一上套口和第二上套口，分别可移动地设定在所述第一上套口和所述第二上套口内的第一上制动球和第二上制动球，以及第一上制动孔和第二上制动孔，所述第一上制动孔和第二上制动孔形成在所述上偏心衬套的第二预定位置处，所述第一上制动孔和第二上制动孔的直径小于所述第一上制动球和所述第二上制动球中的每一个的直径。所述下制动单元可以包括在所述下偏心凸轮的第三预定位置处形成的第一下套口和第二下套口，分别可移动地设定在所述第一下套口和所述第二下套口内的第一下制动球和第二下制动球，以及第一下制动孔和第二下制动孔，所述第一下制动孔和第二下制动孔形成在所述下偏心衬套的第四预定位置处，所述第一下制动孔和第二下制动孔的直径分别小于所述第一下制动球和所述第二下制动球中的每一个的直径。
所述锁定销可以在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮之间的位置从所述旋转轴伸出。所述槽可以设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间，并且可以具有允许在从所述槽的第一端到所述旋转轴的中心延伸的第一线和从所述槽的第二端到所述旋转轴的中心延伸的第二线之间的夹角是180°的长度。
所述第一上套口和所述第二上套口可以形成在所述上偏心凸轮上并且彼此相对，并且所述第一下套口和所述第二下套口可以在与所述第一上套口和所述第二上套口的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心凸轮上并彼此相对。
类似地，所述第一上制动孔和所述第二上制动孔可以形成在所述上偏心衬套上并且彼此相对，并且所述第一下制动孔和所述第二下制动孔在与所述第一上制动孔和所述第二上制动孔的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心衬套上并彼此相对。
由此，当所述锁定销接触所述槽的第一端并且所述上偏心衬套转动为与所述旋转轴偏心最大时，由离心力的作用，所述第一上制动球和所述第二上制动球可以分别插入所述第一上制动孔和所述第二上制动孔内，并且所述第一下制动球和所述第二下制动球可以分别插入所述第一下制动孔和所述第二下制动孔内，以防止所述上偏心衬套滑动。
当所述锁定销接触所述槽的第二端并且所述下偏心衬套转动为与所述旋转轴偏心最大时，由离心力的作用，所述第一上制动球和所述第二上制动球可以分别插入所述第二上制动孔和所述第一上制动孔内，并且所述第一下制动球和所述第二下制动球可以分别插入所述第二下制动孔和所述第一下制动孔内，以防止所述下偏心衬套滑动。
此外，油路可以沿所述旋转轴轴向形成。在这种情况下，所述第一上套口和所述第二上套口可以通过第一上连接通道和第二上连接通道与所述油路连通，并且所述第一下套口和所述第二下套口可以通过所述第一下连接通道和所述第二下连接通道与所述油路连通，从而允许油压和离心力作用在所述第一上制动球和所述第二上制动球以及所述第一下制动球和所述第二下制动球上。
本发明的上述和/或其它方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中，变得明显和更加容易理解，其中图1是描述根据本发明实施例的可变容量旋转式压缩机的内部结构的剖视图；图2是包含在图1所示可变容量式旋转式压缩机中的偏心单元的分解透视图，其中偏心单元的上偏心衬套和下偏心衬套与旋转轴分开；图3是描述当旋转轴沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行压缩操作而没有滑动的上压缩室的剖视图；图4是描述当旋转轴沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行空转的下压缩室的、与图3对应的剖视图；图5是描述当旋转轴沿第一方向旋转时上偏心衬套的剖视图，其中上偏心衬套通过图2所示的偏心单元在第一预定位置不滑动；图6是描述当旋转轴沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行压缩操作而没有滑动的下压缩室的剖视图；图7是描述当旋转轴沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元在其中执行空转的上压缩室的、与图6对应的剖视图；以及图8是描述当旋转轴沿第二方向旋转时下偏心衬套的剖视图，其中下偏心衬套通过图2所示的偏心单元在第二预定位置不滑动。
具体实施例方式
现在详细介绍本发明的实施例，其示例如附图所示，其中全文以相同的标号表示相同的元件。下面参照附图描述实施例以说明本发明。
图1是描述根据本发明实施例的可变容量旋转式压缩机。如图1所示，可变容量旋转式压缩机包括密封外壳10、驱动单元20和压缩单元30安装在外壳10内。驱动单元20产生旋转力，而压缩单元30利用驱动单元20的旋转力压缩气体。驱动单元20包括圆筒形的定子22、转子23以及旋转轴21。圆筒形的定子22固定安装到密封外壳10的内表面。转子23可旋转地安装在圆筒形定子22中。所述旋转轴21安装为穿过转子23的中心，并且与转子23一起沿附图中描述为逆时针方向的第一方向或附图中描述为顺时针方向的第二方向旋转。
压缩单元30包括壳体33、上凸缘35和下凸缘36，以及隔离板34。壳体33限定了上和下压缩室31和32，上和下压缩室31和32都是圆筒形的但是其中具有不同的容量。上凸缘35和下凸缘36分别安装在壳体33的上端和下端，以便可旋转地支撑旋转轴21。隔离板34置于上压缩室31和下压缩室32之间，以便由此分隔上压缩室31和下压缩室32。
上压缩室31可以沿垂直方向高于下压缩室32，由此上压缩室31可以具有比下压缩室32更大的容量。由此，与下压缩室32相比大量的气体可以在上压缩室31内压缩，由此允许可变容量旋转式压缩机具有可变的容量。
此外，当下压缩室32比上压缩室31高时，下压缩室32的容量比上压缩室31的容量大，由此允许大量的气体在下压缩室32内被压缩。
此外，偏心单元40放置在上压缩室31和下压缩室32内，以便根据旋转轴21的转动方向在上压缩室31或下压缩室32内执行压缩操作。上制动单元80和下制动单元90设置在偏心单元40的预定位置以平稳操作偏心单元40。下面将参照图2至8描述偏心单元40以及上制动单元80和下制动单元90的结构和操作。
上滚子37和下滚子38分别放置在上压缩室31和下压缩室32内，以可转动地配合在偏心单元40上。上入口端口63和上出口端口65(见图3)形成在壳体33的预定位置，以与上压缩室31连通。下入口端口64和下出口端口66(见图6)形成在壳体33的预定位置以与下压缩室32连通。
上叶片61位于上入口端口63和上出口端口65之间，并且由上支撑弹簧61a沿径向偏压以便与上滚子37(见图3)紧密接触。此外，下叶片62位于下入口端口64和下出口端口66之间并且由下支撑弹簧62a沿径向偏压以与下滚子38(见图6)紧密接触。
此外，制冷剂出口管69a从其中包含制冷剂的积蓄器69延伸。在包含在积蓄器69内的制冷剂中，仅仅气态制冷剂通过制冷剂出口管69a流入可变容量旋转式压缩机内。通路控制单元70安装在制冷剂出口管69a的预定位置。通路控制单元70操作以开启或关闭第一或第二入口通路67或68，由此将气态制冷剂供给其中执行压缩操作的上压缩室31的上入口端口63和下压缩室32的下入口端口64中的一个。阀单元71安装在通路控制单元70内，以便沿水平方向可移动。阀单元71操作以通过与上入口端口63连接的第一入口通路67和与下入口端口64连接的第二入口通路68之间的压力差开启第一或第二入口通路67或68，由此将气态制冷剂供给上入口端口63或下入口端口64。
此外，预定量的油11包含在密封外壳10的下部，以润滑并且冷却压缩部分30的几个接触部分。油路12沿旋转轴21轴向形成并且与旋转轴21的中心轴C1-C1偏心，并且通过由于旋转轴21的转动产生的离心力操作以向上移动油11。多个供油孔13沿径向形成在旋转轴21中，以与油路12连通，由此将通过油路12向上流动的油11供给接触部分。
下面将参照图2描述根据本发明实施例的旋转轴21和偏心单元40。
图2是包含在图1所示的变容量旋转式压缩机内的偏心单元40的分解透视图，其中偏心单元40的上偏心衬套51和下偏心衬套52与旋转轴21分开。如图2所示，偏心单元40包括上偏心凸轮41和下偏心凸轮42。上偏心凸轮41和下偏心凸轮42设置在旋转轴21上，以分别被放置在上压缩室31和下压缩室32内。上偏心衬套51和下偏心衬套52分别配合在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42上。锁定销43设置在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42之间的预定位置。预定长度的槽53设置在上偏心衬套51和下偏心衬套52之间的预定位置以与锁定销43接合。偏心单元40还包括上制动单元80和下制动单元90。上制动单元80和下制动单元90操作以防止上偏心衬套51和下偏心衬套52分别在相应的预定位置在上偏心凸轮41或下偏心凸轮42上滑动。
上偏心凸轮41和下偏心凸轮42整体装配到旋转轴21上，以与旋转轴21的中心轴线C1-C1偏心。上偏心凸轮41和下偏心凸轮42定位成与上偏心凸轮41的上偏心线L1-L1和下偏心凸轮42的下偏心线L2-L2对应。在这种情况下，上偏心线L1-L1定义为将从旋转轴21最大突出的上偏心凸轮41的最大偏心部分连接到从旋转轴21最小突出的上偏心凸轮41的最小偏心部分的线。此外，下偏心线L2-L2定义为将从旋转轴21最大突出的下偏心凸轮42的最大偏心部分连接到从旋转轴21最小突出的下偏心凸轮42的最小偏心部分的线。
锁定销43包括螺纹杆44和头部45。头部45的直径比螺纹杆44的直径稍大，并且头部45形成在螺纹杆44的端部。此外，螺纹孔46在上偏心凸轮41和下偏心凸轮42之间形成在旋转轴21上，以便与上偏心凸轮41和下偏心凸轮42的最大偏心部分成大约90°。锁定销43的螺纹杆44以螺纹紧固方法插入螺纹孔46内，以将锁定销43锁定到旋转轴21。
上偏心衬套51和下偏心衬套52通过将上偏心衬套51和下偏心衬套52彼此连接的连接部分54彼此成整体。槽53围绕连接部分54的一部分形成并且槽53的宽度稍大于锁定销43的头部45的直径。
由此，当通过连接部分54彼此一体连接的上偏心衬套51和下偏心衬套52配合在旋转轴21上并且锁定销43通过槽53插入到旋转轴21的螺纹孔46时，锁定销43安装到旋转轴21上同时与槽53接合。
当旋转轴21在这种状态下沿第一或第二方向旋转时，上偏心衬套51和下偏心衬套52不转动，直到锁定销43与槽53的第一和第二端53a和53b中的一端接触。当锁定销43与槽53的第一端53a或第二端53b接触时，上偏心衬套51和下偏心衬套52与旋转轴21一起沿第一方向或第二方向旋转。
在这种情况下，将上偏心衬套51的最大偏心部分连接到其最小偏心部分的第一偏心线L3-L3位于与将槽53的第一端53a连接到连接部分54中心的线成约90°的位置。此外，将下偏心衬套52的最大偏心部分连接到其最小偏心部分的第二偏心线L4-L4位于与将槽53的第二端53b连接到连接部分54中心的线成约90°的位置。
此外，上偏心衬套51的第一偏心线L3-L3和下偏心衬套52的第二偏心线L4-L4定位在共同的平面上，但是上偏心衬套51的最大偏心部分布置为与下偏心衬套52的最大偏心部分相对。在从槽53的第一端53a到旋转轴21中心延伸的直线和从槽53的第二端53b到旋转轴21中心延伸的直线之间的夹角为180°。槽53围绕连接部分54的一部分形成。
在上述构造的偏心单元40内，上制动单元80设置在上偏心凸轮41和上偏心衬套51之间，同时下制动单元90设置在下偏心凸轮42和下偏心衬套52之间。
上制动单元80包括第一和第二上套口81和82。第一和第二上套口81和82在上偏心凸轮41外表面上通过钻孔形成并且彼此相对。第一和第二上制动球85和86分别设置在第一和第二上套口81和82内。第一和第二上制动孔87和88在上偏心衬套51的内表面上通过钻孔形成并且彼此相对。
第一和第二上制动球85和86的直径分别稍小于第一和第二上套口81和82的直径，同时稍大于第一和第二上制动孔87和88的直径。由此，第一和第二上制动球85和86分别可移动地设置在第一和第二上套口81和82内。当在这种状态下产生离心力时，第一和第二上制动球85和86分别向外移动以分别插入第一和第二上制动孔87和88内，由此防止上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动或防止下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。
第一和第二上套口81和82设计为通过第一和第二上连接通道83和84与沿旋转轴21轴向形成的油路12连通，以增强第一和第二上制动球85和86的操作效果并且防止上偏心衬套51和下偏心衬套52滑动。根据上述结构，油11通过第一和第二上连接通道83和84从油路12供应到第一和第二上套口81和82。此时，油11产生的油压作用在第一和第二上制动球85和86上，以沿向外的方向移动第一和第二上制动球85和86。由此，第一和第二上制动球85和86分别与第一和第二上制动孔87和88更紧密接触(即压力接触)，由此有效地防止上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动或下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。
由于第一和第二上制动孔87和88中的每一个都是从上偏心衬套51的内表面到其外表面钻孔，因此供给第一和第二上套口81和82的油11通过第一和第二上制动球85和86与第一和第二上制动孔87和88之间的间隙流到上偏心衬套51的外面。这种结构防止了第一和第二上制动球85和86分别被油压固定在第一和第二上制动孔87和88内，同时允许上偏心衬套51和装配在上偏心衬套51上的上滚子37之间的接触部分(见图3)被润滑。
沿上偏心凸轮41的上偏心线L1-L1形成以彼此相对的第一和第二上套口81和82布置在与锁定销43角度间隔大约90°的位置。此外，沿上偏心衬套51的第一偏心线L3-L3形成以彼此相对的第一和第二上制动孔87和88布置在与槽53的第一端53a角度间隔大约90°的位置。
当旋转轴21以图2中描述为逆时针方向的第一方向转动时，第一上套口81被定位为引导锁定销43，同时与锁定销43角度间隔为90°的第一角。此外，第二上套口82被定位为跟随锁定销43，同时与锁定销43角度间隔为90°的第二角。再者，第一上制动孔87被定位为引导槽53的第一端53a，同时与第一端53a角度间隔为90°的第三角。第二上制动孔88被定位为跟随槽53的第一端53a，同时与第一端53a角度间隔为90°的第四角。
由此，当锁定销43接触槽53的第一端53a并且旋转轴21沿第一方向与上偏心衬套51和下偏心衬套52一起转动时，第一上套口81与第一上制动孔87对准并且第二上套口82与第二上制动孔88对准。此时，第一上制动球85和第二上制动球86分别插入第一上制动孔87和第二上制动孔88内，由此防止上偏心衬套51滑动。
相反，当锁定销43接触槽53的第二端53b并且旋转轴21沿第二方向与上偏心衬套51和下偏心衬套52一起转动时，第一上套口81与第二上制动孔88对准并且第二上套口82与第一上制动孔87对准。此时，第一上制动球85和第二上制动球86分别插入第二上制动孔88和第一上制动孔87内，由此防止下偏心衬套52滑动。
除了下制动单元90设置在下偏心凸轮42和下偏心衬套52之间之外，下制动单元90的大体结构保持与上制动单元80相同。
下制动单元90包括第一和第二下套口91和92。第一和第二下套口91和92在下偏心凸轮42外表面上通过钻孔形成并且彼此相对。第一和第二下制动球95和96分别设置在第一和第二下套口91和92内。第一和第二下制动孔97和98在下偏心衬套52的内表面上通过钻孔形成并且彼此相对。
第一和第二下制动球95和96的直径分别稍小于第一和第二下套口91和92的直径，同时稍大于第一和第二下制动孔97和98的直径。由此，第一和第二下制动球95和96分别可移动地设置在第一和第二下套口91和92内。当在这种状态下产生离心力时，第一和第二下制动球95和96分别向外移动以分别插入第一和第二下制动孔97和98内，由此防止上偏心衬套51或下偏心衬套52分别在上偏心凸轮41或在下偏心凸轮42上滑动。
第一和第二下套口91和92设计为通过第一和第二下连接通道93和94与沿旋转轴21轴向形成的油路12连通，以增强第一和第二下制动球95和96的操作效果，分别防止上偏心衬套51和/或下偏心衬套52滑动。根据上述结构，油11通过第一和第二下连接通道93和94从油路12供应到第一和第二下套口91和92。此时，油11产生的油压作用在第一和第二下制动球95和96上，以沿向外的方向移动第一和第二下制动球95和96。由此，第一和第二下制动球95和96分别与第一和第二下制动孔97和98更紧密接触(即压力接触)，由此有效地防止上偏心衬套51或下偏心衬套52分别在上偏心凸轮41或下偏心凸轮42上滑动。
由于第一和第二下制动孔97和98中的每一个都是从下偏心衬套52的内表面到其外表面钻孔，因此供给第一和第二下套口91和92的油11通过第一和第二下制动球95和96与第一和第二下制动孔97和98之间的间隙流到下偏心衬套52的外面。这种结构防止了第一和第二下制动球95和96分别被油压固定在第一和第二下制动孔97和98内，同时允许下偏心衬套52和装配在下偏心衬套52上的下滚子38之间的接触部分(见图6)被润滑。
沿下偏心凸轮42的上偏心线L2-L2形成以彼此相对的第一和第二下套口91和92布置在与锁定销43角度间隔大约90°的位置。此外，沿下偏心衬套52的第一偏心线L3-L3形成以彼此相对的第一和第二下制动孔97和98布置在与槽53的第二端53b角度间隔大约90°的位置。
当旋转轴21以图2中描述为顺时针方向的第二方向转动时，第一下套口91被定位为引导锁定销43，同时与锁定销43角度间隔为90°的第五角。此外，第二下套口92被定位为跟随锁定销43，同时与锁定销43角度间隔为90°的第六角。再者，第一下制动孔97被定位为引导槽53的第二端53b，同时与第二端53b角度间隔为90°的第七角。第二下制动孔98被定位为跟随槽53的第二端53b，同时与第二端53b角度间隔90°的第八角。
由此，当锁定销43接触槽53的第二端53b并且旋转轴21沿第二方向与上偏心衬套51和下偏心衬套52一起转动时，第一下套口91与第二下制动孔98对准，并且第二下套口92与第一下制动孔97对准。此时，第一下制动球95和第二下制动球96分别插入第二下制动孔98和第一下制动孔97内，由此防止下偏心衬套52滑动。
相反，当锁定销43接触槽53的第一端53a并且旋转轴21沿第一方向与上偏心衬套51和下偏心衬套52一起转动时，第一下套口91与第一下制动孔97对准并且第二下套口92与第二下制动孔98对准。此时，第一下制动球95和第二下制动球96分别插入第一下制动孔97和第二下制动孔98内，由此防止上偏心衬套51滑动。
下面将参照图3至8描述通过根据本发明实施例的偏心单元40在上或下压缩室31或32内压缩气态制冷剂的操作。
图3是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行压缩操作而没有滑动的上压缩室31的剖视图。图4是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时通过图2所示的偏心单元10在其中执行空转的下压缩室32的、与图3对应的剖视图。图5是描述当旋转轴21沿第一方向旋转时上偏心衬套51的剖视图，其中上偏心衬套51通过图2所示的偏心单元40在预定位置不滑动。
如图3所示，当旋转轴21沿图3中描述为逆时针方向的第一方向旋转时，从旋转轴21伸出的锁定销43在预定的角度旋转，同时与设置在上偏心衬套51和下偏心衬套52之间预定位置的槽53接合。当锁定销43在预定角度旋转并且被槽53的第一端53a锁定时，上偏心衬套51与旋转轴21一起旋转。此时，由于下偏心衬套52通过连接部分54一体连接到上偏心衬套51，因此下偏心衬套52与上偏心衬套51一起转动。
当锁定销43接触槽53的第一端53a时，上偏心凸轮41的最大偏心部分与上偏心衬套51的最大偏心部分对准。在这种情况下，上偏心衬套51旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1偏心最大。由此，上滚子37旋转，同时与限定上压缩室31的壳体33的内表面接触，从而执行压缩操作。
再者，上制动单元80的第一上套口81和第二上套口82分别与第一上制动孔87和第二上制动孔88对准。第一上制动球85和第二上制动球86分别由通过油路12供给到第一上连接通道83和第二上连接通道84的油11的压力以及由离心力与第一上制动孔87和第二上制动孔88紧密接触，由此上偏心衬套51旋转，同时被上偏心凸轮41约束。
同时，如图4所示，下偏心凸轮42的最大偏心部分与下偏心衬套52的最小偏心部分接触。在这种情况下，下偏心衬套52旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1同心。由此，下滚子38旋转，同时与限定下压缩室32的壳体33的内表面相距预定间隔，从而不执行压缩操作并且空转在其中进行。
再者，下制动单元90的第一下套口91和第二下套口92分别与第一下制动孔97和第二下制动孔98对准。此时，第一下制动球95和第二下制动球96分别由通过油路12供给到第一下连接通道93和第二上连接通道94的油11的压力以及由离心力与第一下制动孔97和第二下制动孔98紧密接触，由此，上偏心凸轮41与上偏心衬套51一起旋转，同时被上制动单元80进一步约束。
由此，当旋转轴21沿第一方向旋转时，通过上入口端口63流到上压缩室31的气态制冷剂在容量比下压缩室32大的上压缩室31内由上滚子37压缩，并且随后通过上出口端口65从上压缩室31排出。然而，在容量比上压缩室31小的下压缩室32内不执行压缩操作。从而，可变容量旋转式压缩机以较大容量压缩模式运行。
此外，如图3所示，当上滚子37与上叶片61接触时，压缩气态制冷剂的操作完成并且开始吸入气态制冷剂的操作。此时，没有通过上出口端口65从上压缩室31排出的一些压缩的气体返回上压缩室31并且再次膨胀，由此对上滚子37和上偏心衬套51沿旋转轴21的旋转方向施加压力。上偏心衬套51比旋转轴21旋转得快，从而使上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。
当旋转轴21在这种状态下进一步旋转时，锁定销43与槽53的第一端53a相碰，以使上偏心衬套51以与旋转轴21的速度相同的速度旋转。此时，由于锁定销43和槽53相碰而会产生噪音并且会损坏锁定销43和槽53。
然而，通过上制动单元80和下制动单元90的操作，偏心单元40防止了上偏心衬套51滑动。
如图5所示，当上滚子37与上叶片61接触时，一些气态制冷剂通过上出口端口65返回上压缩室31并且再次膨胀，由此产生作用力Fs。力Fs沿作为第一方向的旋转轴21的旋转方向作用在上偏心衬套51上，由此上偏心衬套51在上偏心凸轮41上滑动。然而，由于通过离心力和油压，第一上制动球85和第二上制动球86(见图3)与第一上制动孔87和第二上制动孔88紧密接触，并且第一下制动球95和第二下制动球96(见图4)与第一下制动孔97和第二下制动孔98紧密接触，因此上偏心凸轮41和下偏心凸轮42以及上偏心衬套51和下偏心衬套52转动，同时彼此约束。从而，由第一上制动球85和第二上制动球86以及第一下制动球95和第二下制动球96产生防止上偏心衬套51滑动的阻力Fr，从而最大限度地防止了上偏心衬套51滑动。
此外，当旋转轴21停止转动时，第一上制动球85和第二上制动球86以及第一下制动球95和第二下制动球96不受离心力和油压的影响。此时，第一上制动球85和第二上制动球86分别移动到第一上套口81和第二上套口82内，同时第一下制动球95和第二下制动球96分别移动到第一下套口91和第二下套口92内。在这种状态下，当旋转轴21沿第二方向旋转时，锁定销43与槽53的第二端53b接触，由此在下压缩室32内执行压缩操作。下面将描述在下压缩室32内执行的压缩操作。
图6是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行压缩操作而没有滑动的下压缩室32的剖视图。图7是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时通过图2所示的偏心单元40在其中执行空转的上压缩室31的、与图6对应的剖视图。图8是描述当旋转轴21沿第二方向旋转时下偏心衬套52的剖视图，其中下偏心衬套52通过图2所示的偏心单元40在预定位置不滑动。
如图6所示，当旋转轴21沿图6中描述为顺时针方向的第二方向旋转时，可变容量旋转式压缩机与图3和4中的操作相对地运行，由此使压缩操作仅仅在下压缩室32内执行。
即，当旋转轴21沿第二方向旋转时，从旋转轴21伸出的锁定销43与槽53的第二端53b接触，由此使上偏心衬套51和下偏心衬套52沿第二方向转动。
在这种情况下，下偏心凸轮42的最大偏心部分与下偏心衬套52的最大偏心部分接触，由此下偏心衬套52旋转，同时与旋转轴21的中心线C1-C1偏心最大。由此，下滚子38旋转，同时与限定下压缩室32的壳体33的内表面接触，从而执行压缩操作。
同时，如图7所示，上偏心凸轮41的最大偏心部分与上偏心衬套51的最小偏心部分接触。在这种情况下，上偏心衬套51旋转，同时与旋转轴21的中心轴线C1-C1同心。由此，上滚子37旋转，同时与限定上压缩室31的壳体33的内表面相距预定间隔，从而不执行压缩操作并且空转在其中进行。
由此，通过下入口端口64流到下压缩室32的气态制冷剂在容量比上压缩室31小的下压缩室32内由下滚子38压缩，并且随后通过下出口端口66从下压缩室32排出。然而，在容量比下压缩室32大的上压缩室31内不执行压缩操作。从而，可变容量旋转式压缩机以较小容量压缩模式运行。
此外，如图6所示，当下滚子38与下叶片62接触时，压缩气态制冷剂的操作完成并且开始吸入气态制冷剂的操作。此时，没有通过下出口端口66从下压缩室32排出的一些压缩的气体返回下压缩室32并且再次膨胀，由此对下滚子38和下偏心衬套52沿旋转轴21的旋转方向施加压力。下偏心衬套52比旋转轴21旋转得快，从而使下偏心衬套52在下偏心凸轮42上滑动。
当旋转轴21在这种状态下进一步旋转时，锁定销43与槽53的第二端53b相碰以使下偏心衬套52以与旋转轴21的速度相同的速度旋转。此外，由于锁定销43和槽53的相碰而会产生噪音并且会损坏锁定销43和槽53。
然而，上偏心衬套51和下偏心衬套52以当旋转轴21沿第一方向旋转时由上制动单元80和下制动单元90约束的上偏心衬套51和下偏心衬套52的方式共同的方式被约束，由此防止滑动和碰撞。
由此，通过上制动单元80和下制动单元90的操作偏心单元40防止下偏心衬套52滑动。
如图8所示，当下滚子38与下叶片62接触时，一些气态制冷剂通过下出口端口66返回下压缩室32并且再次膨胀，由此产生作用力Fs。力Fs沿作为第二方向的旋转轴21的旋转方向作用在下偏心衬套52上，由此下偏心衬套52在上偏心凸轮42上滑动。然而，由于通过离心力和油压，第二下制动球96和第一下制动球95(见图6)与第一下制动孔97和第二下制动孔98紧密接触，并且第二上制动球86和第一上制动球85(见图7)与第一上制动孔87和第二上制动孔88紧密接触，因此下偏心凸轮42和上偏心凸轮41以及下偏心衬套52和上偏心衬套51转动，同时彼此约束。从而，由第一下制动球95和第二下制动球96以及第一上制动球85和第二上制动球86产生防止下偏心衬套52滑动的阻力Fr，从而最大限度地防止了下偏心衬套52滑动。
此外，当旋转轴21停止转动时，第一下制动球95和第二下制动球96以及第一上制动球85和第二上制动球86不受离心力和油压的影响。此时，第一上制动球85和第二上制动球86分别移动到第一上套口81和第二上套口82内，同时第一下制动球95和第二下制动球96分别移动到第一下套口91和第二下套口92内。在这种状态下，当旋转轴21沿第一方向旋转时，锁定销43与槽53的第一端53a接触，由此在上压缩室31内执行压缩操作。
从上面的描述可以明显看出，本发明提供了一种可变容量旋转式压缩机，其设计为由沿第一方向或第二方向转动的偏心单元在具有不同容量的上压缩室和下压缩室中的任一个中执行压缩操作，由此根据需要改变变容量旋转式压缩机的压缩容量。
此外，本发明提供一种可变容量旋转式压缩机，其在上偏心凸轮和上偏心衬套之间具有上制动单元，并且在下偏心凸轮和下偏心衬套之间具有下制动单元，由此防止当偏心单元沿第一方向或第二方向转动时上偏心衬套或下偏心衬套滑动，由此允许上偏心衬套和下偏心衬套平稳转动。
尽管上面示出并且描述了本发明的实施例，但是，对于本领域的技术人员而言很明显，在不脱离本发明原则和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种可变容量旋转式压缩机，包括具有不同内部容量的上压缩室和下压缩室；穿过所述上压缩室和所述下压缩室的旋转轴；设置在所述旋转轴上的上偏心凸轮和下偏心凸轮；分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上的上偏心衬套和下偏心衬套；设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的第一预定位置处的槽；用于与所述槽配合将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置的锁定销；以及同时被操作以分别防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的任一个在所述上偏心凸轮或所述下偏心凸轮上滑动的上制动单元和下制动单元。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于所述上制动单元包括在所述上偏心凸轮的第二预定位置处形成的第一上套口和第二上套口，分别可移动地设定在所述第一上套口和所述第二上套口内的第一上制动球和第二上制动球，以及第一上制动孔和第二上制动孔，所述第一上制动孔和第二上制动孔形成在所述上偏心衬套的第三预定位置处，所述第一上制动孔和第二上制动孔的直径分别小于所述第一上制动球和所述第二上制动球的直径；以及所述下制动单元包括在所述下偏心凸轮的第四预定位置处形成的第一下套口和第二下套口，分别可移动地设定在所述第一下套口和所述第二下套口内的第一下制动球和第二下制动球，以及第一下制动孔和第二下制动孔，所述第一下制动孔和第二下制动孔形成在所述下偏心衬套的第五预定位置处，所述第一下制动孔和第二下制动孔的直径分别小于所述第一下制动球和所述第二下制动球的直径。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机，其特征在于所述锁定销在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮之间的位置从所述旋转轴伸出，并且所述槽设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间以与所述锁定销接合，并且具有允许在从所述槽的第一端到所述旋转轴的中心延伸的第一线和从所述槽的第二端到所述旋转轴的中心延伸的第二线之间的夹角是180°的长度。
4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于所述第一上套口和所述第二上套口形成在所述上偏心凸轮上并且彼此相对，并且所述第一下套口和所述第二下套口在与所述第一上套口和所述第二上套口的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心凸轮上并彼此相对。
5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机，其特征在于所述第一上制动孔和所述第二上制动孔形成在所述上偏心衬套上并且彼此相对，并且所述第一下制动孔和所述第二下制动孔在与所述第一上制动孔和所述第二上制动孔的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心衬套上并彼此相对。
6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于当所述锁定销接触所述槽的第一端并且所述上偏心衬套转动为与所述旋转轴偏心最大时，由离心力的作用，所述第一上制动球和所述第二上制动球分别插入所述第一上制动孔和所述第二上制动孔内，并且所述第一下制动球和所述第二下制动球分别插入所述第一下制动孔和所述第二下制动孔内，以防止所述上偏心衬套滑动。
7.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于当所述锁定销接触所述槽的第二端并且所述下偏心衬套转动为与所述旋转轴偏心最大时，由离心力的作用，所述第一上制动球和所述第二上制动球分别插入所述第二上制动孔和所述第一上制动孔内，并且所述第一下制动球和所述第二下制动球分别插入所述第二下制动孔和所述第一下制动孔内，以防止所述下偏心衬套滑动。
8.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于还包括沿所述旋转轴轴向形成的油路；第一上连接通道和第二上连接通道，所述第一上套口和所述第二上套口通过所述第一上连接通道和所述第二上连接通道与所述油路连通；以及第一下连接通道和第二下连接通道，所述第一下套口和所述第二下套口通过所述第一下连接通道和所述第二下连接通道与所述油路连通以允许油压和离心力作用在所述第一上制动球和所述第二上制动球以及所述第一下制动球和所述第二下制动球上。
9.一种可变容量旋转式压缩机，包括具有不同内部容量的上压缩室和下压缩室；穿过所述上压缩室和所述下压缩室的旋转轴；设置在所述旋转轴上以沿共同的方向与所述旋转轴偏心的上偏心凸轮和下偏心凸轮；分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上以便沿相对的方向与所述旋转轴偏心的上偏心衬套和下偏心衬套；设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的第一预定位置处并且具有第一端和第二端的槽；用于根据所述旋转轴的旋转方向与所述槽的所述第一端或所述第二端接触以将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置的锁定销；以及同时被操作以分别防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的任一个在所述上偏心凸轮或所述下偏心凸轮上滑动的上制动单元和下制动单元。
10.根据权利要求9所述的旋转式压缩机，其特征在于所述上制动单元包括在所述上偏心凸轮的第二预定位置处形成的第一上套口和第二上套口，分别可移动地设定在所述第一上套口和所述第二上套口内的第一上制动球和第二上制动球，以及第一上制动孔和第二上制动孔，所述第一上制动孔和第二上制动孔形成在所述上偏心衬套处，并且所述第一上制动孔和第二上制动孔的直径小于所述第一上制动球和所述第二上制动球中的每一个的直径；以及所述下制动单元包括在所述下偏心凸轮的第四预定位置处形成的第一下套口和第二下套口，分别可移动地设定在所述第一下套口和所述第二下套口内的第一下制动球和第二下制动球，以及第一下制动孔和第二下制动孔，所述第一下制动孔和第二下制动孔形成在所述下偏心衬套的第五预定位置处，并且所述第一下制动孔和第二下制动孔的直径小于所述第一下制动球和所述第二下制动球中的每一个的直径。
11.根据权利要求10所述的旋转式压缩机，其特征在于所述第一上套口和所述第二上套口形成在所述上偏心凸轮上并且彼此相对，并且所述第一下套口和所述第二下套口在与所述第一上套口和所述第二上套口的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心凸轮上并彼此相对。
12.根据权利要求11所述的旋转式压缩机，其特征在于所述第一上制动孔和所述第二上制动孔形成在所述上偏心衬套上并且彼此相对，并且所述第一下制动孔和所述第二下制动孔在与所述第一上制动孔和所述第二上制动孔的角度位置共同的角度位置形成在所述下偏心衬套上并彼此相对。
13.根据权利要求12所述的旋转式压缩机，其特征在于还包括沿所述旋转轴轴向形成的油路；第一上连接通道和第二上连接通道，所述第一上套口和所述第二上套口通过所述第一上连接通道和所述第二上连接通道与所述油路连通；以及第一下连接通道和第二下连接通道，所述第一下套口和所述第二下套口通过所述第一下连接通道和所述第二下连接通道与所述油路连通以允许油压和离心力作用在所述第一上制动球和所述第二上制动球以及所述第一下制动球和所述第二下制动球上。
14.根据权利要求10所述的旋转式压缩机，其特征在于当所述锁定销接触所述槽的第一端并且所述旋转轴与所述上偏心衬套和所述下偏心衬套一起沿第一方向转动时，所述第一上套口与所述第一上制动孔对准并且所述第二上套口与所述第二上制动孔对准，从而所述第一上制动球和所述第二上制动球分别插入所述第一上制动孔和所述第二上制动孔内，以防止所述上偏心衬套滑动，并且当所述锁定销接触所述槽的第二端并且所述旋转轴与所述上偏心衬套和所述下偏心衬套一起沿第二方向转动时，所述第一上套口与所述第二上制动孔对准并且所述第二上套口与所述第一上制动孔对准，从而所述第一上制动球和所述第二上制动球分别插入所述第二上制动孔和所述第一上制动孔内，以防止所述下偏心衬套滑动。
15.一种可变容量旋转式压缩机，具有上压缩室和下压缩室，所述可变容量旋转式压缩机包括分别设置在所述上压缩室和所述下压缩室内的上偏心凸轮和下偏心凸轮；分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上的上偏心衬套和下偏心衬套；设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间的槽；用于与所述槽配合将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置的锁定销；以及分别被操作以防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的一个或两个相对于所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮中的一个或两个滑动的上制动单元和下制动单元。
16.根据权利要求15所述的旋转式压缩机，其特征在于所述上压缩室和所述下压缩室具有不同的压缩容量。
17.根据权利要求15所述的旋转式压缩机，其特征在于所述上制动单元包括可从所述上偏心凸轮的预定位置伸出的第一上可伸出部分和第二上可伸出部分，以及第一上接收部分和第二上接收部分，所述第一上接收部分和所述第二上接收部分形成在所述上偏心衬套内，以便当所述第一上可伸出部分和所述第二上可伸出部分伸出时接收所述第一上可伸出部分和所述第二上可伸出部分；以及所述下制动单元包括可从所述下偏心凸轮的预定位置伸出的第一下可伸出部分和第二下可伸出部分，以及第一下接收部分和第二下接收部分，所述第一下接收部分和所述第二下接收部分形成在所述下偏心衬套内，以便当所述第一下可伸出部分和所述第二下可伸出部分伸出时接收所述第一下可伸出部分和所述第二下可伸出部分。
18.根据权利要求15所述的旋转式压缩机，其特征在于所述上压缩室和所述下压缩室分别包括上入口端口和下入口端口；所述旋转式压缩机还包括第一入口通路和第二入口通路，所述第一入口通路和所述第二入口通路用于分别将制冷剂供给所述上压缩室的上入口端口和所述下压缩室的下入口端口；以及通路控制单元，所述通路控制单元用于开启或关闭所述第一入口通路或所述第二入口通路并且允许制冷剂仅仅供给到所述上压缩室的上入口端口和所述下压缩室的下入口端口中的一个，从而压缩操作在供给制冷剂的压缩室内执行。
19.根据权利要求18所述的旋转式压缩机，其特征在于所述通路控制单元包括阀单元，所述阀单元安装在所述通路控制单元内并且可移动，并沿第一方向延伸以通过与所述上入口端口连接的所述第一入口通路和与所述下入口端口连接的所述第二入口通路之间的压力差开启所述第一入口通路和所述第二入口通路中的一个，以将制冷剂仅仅供给所述上入口端口和所述下入口端口中的一个。
20.根据权利要求15所述的旋转式压缩机，其特征在于还包括旋转轴，所述旋转轴与所述上偏心衬套和所述下偏心衬套互相连接，从而当所述旋转轴沿第一方向或第二方向旋转时，所述上偏心衬套和所述下偏心衬套不转动，直到所述锁定销与所述槽的第一端和第二端中的一个接触，并且当所述锁定销与所述槽的第一端或第二端接触时，所述上偏心衬套和所述下偏心衬套与所述旋转轴一起沿第一方向或第二方向旋转。
21.根据权利要求17所述的旋转式压缩机，其特征在于还包括转动所述上偏心衬套和所述下偏心衬套的旋转轴；沿所述旋转轴延伸形成的油路；以及多个连接通道，所述第一上可伸出部分和所述第二上可伸出部分以及所述第一下可伸出部分和所述第二下可伸出部分通过所述多个连接通道与所述油路连通，以允许油压和转动的所述上偏心衬套和所述下偏心衬套的离心力作用在所述第一上可伸出部分和所述第二上可伸出部分以及所述第一下可伸出部分和所述第二下可伸出部分上，以伸入各个所述第一上接收部分和所述第二上接收部分以及所述第一下接收部分和所述第二下接收部分中。
22.一种可变容量旋转式压缩机，具有上压缩室和下压缩室，所述可变容量旋转式压缩机包括分别可转动地设置在所述上压缩室和所述下压缩室内的上偏心凸轮和下偏心凸轮；分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上的上偏心衬套和下偏心衬套；配置单元，所述配置单元用于可改变地配置所述上偏心衬套和所述下偏心衬套，以在所述上压缩室和下压缩室中的一个内提供压缩操作并且在所述上压缩室和所述下压缩室中的剩余一个内提供空转；以及分别被操作以防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的一个或两个相对于所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮中的一个或两个滑动的上制动单元和下制动单元。
23.一种可变容量旋转式压缩机，具有上压缩室和下压缩室，所述可变容量旋转式压缩机包括分别可转动地设置在所述上压缩室和所述下压缩室内的上偏心凸轮和下偏心凸轮；上偏心衬套和下偏心衬套，所述上偏心衬套和下偏心衬套分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上，并且可改变地配置，从而在所述上压缩室和下压缩室中的一个内提供压缩操作并且在所述上压缩室和所述下压缩室中的剩余一个内提供空转；以及分别被操作以防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的一个或两个相对于所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮中的一个或两个滑动的上制动单元和下制动单元。
24.一种可变容量旋转式压缩机，包括具有不同内部容量的上压缩室和下压缩室，所述可变容量旋转式压缩机包括分别可转动地设置在所述上压缩室和所述下压缩室内的上偏心凸轮和下偏心凸轮，所述上偏心凸轮和下偏心凸轮在所述上压缩室和所述下压缩室内沿共同的方向偏心；上偏心衬套和下偏心衬套，所述上偏心衬套和下偏心衬套分别配合在所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮上，并且在所述上压缩室和所述下压缩室内沿相对的方向偏心；设置在所述上偏心衬套和所述下偏心衬套之间并且具有第一端和第二端的槽；用于与所述槽配合将所述上偏心衬套或所述下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置的锁定销；以及分别被操作以防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套中的一个或两个相对于所述上偏心凸轮和所述下偏心凸轮中的一个或两个滑动的上制动单元和下制动单元。
25.一种可变容量旋转式压缩机，包括具有不同内部容量的上压缩室和下压缩室，所述可变容量旋转式压缩机包括穿过所述上压缩室和所述下压缩室并且在其中可旋转地移动的旋转轴；与所述旋转轴相连接的上偏心衬套和下偏心衬套；以及补偿单元，所述补偿单元用于当所述旋转轴转动时通过补偿所述上压缩室和所述下压缩室中的一个或两个的压力变化防止所述上偏心衬套和所述下偏心衬套比所述旋转轴转得快。
全文摘要
一种可变容量旋转式压缩机，能够防止偏心衬套比旋转轴转得快，可变容量旋转式压缩机包括具有不同内部容量的上压缩室和下压缩室，以及上偏心凸轮和下偏心凸轮设置在其上以便沿共同的方向与旋转轴偏心的旋转轴。上偏心衬套和下偏心衬套分别配合在上偏心凸轮和下偏心凸轮上，槽设置在上偏心衬套和下偏心衬套之间。锁定销将上偏心衬套或下偏心衬套的位置改变到最大偏心位置。上制动单元和下制动单元分别设置在上偏心凸轮和上偏心衬套之间，以及下偏心凸轮和下偏心衬套之间。上制动单元和下制动单元分别包括第一和第二上制动球，以及第一和第二下制动球，以约束上偏心衬套和下偏心衬套。
文档编号F04C18/356GK1576600SQ20041003511
公开日2005年2月9日 申请日期2004年4月23日 优先权日2003年7月24日
发明者李仁柱, 李承甲, 金哲宇 申请人:三星电子株式会社