专利名称：多级旋转压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多级旋转压缩机，更具体地讲，涉及一种减小驱动载荷和防止由急剧的压力上升而引起的故障的多级旋转压缩机。
背景技术：
日本特开第2004-19599号(于2004年1月22日公开)中公开的多级旋转压缩机包括第一下压缩室和第二上压缩室。在操作中，当制冷气体依次通过第一压缩室和第二压缩室时首先在第一压缩室中被压缩到中间压力，然后，在第二压缩室中被压缩到更高压力，从而以足够高的压力状态被排放到压缩机的密封壳体中。
旋转压缩机还包括第一轮子和第二轮子，在各自的压缩室内离心地旋转；第一叶片和第二叶片，当根据第一轮子或第二轮子的旋转在关联的压缩室的径向往复时，每个叶片用作将压缩室中关联的一个压缩室分隔为吸入空间和排放空间；第一叶片弹簧和第二叶片弹簧，将叶片向轮子压迫。
由于叶片弹簧的弹性和密封壳的高内压，当第一叶片和第二叶片在各自的压缩室内被向内压迫以压缩制冷剂时，分别与第一轮子和第二轮子外周紧密地接触。
然而，上述多级旋转压缩机经受第一压缩室内和密封壳内的压力差，因为在压缩操作期间，第二压缩室和密封壳保持高的内压，而第一压缩室保持低于密封壳内压的中间内压。压力差引起第一叶片以不必要大的力压迫第一轮子的外周，导致驱动载荷的增加。
因此，虽然由于第二压缩室和密封壳之间存在不显著的压力差，所以第二叶片以适中的力压迫第二轮子，但是第一压缩室和密封壳之间大的压力差可能增加第一叶片对第一轮子外周的压力，导致第一叶片和第一轮子之间大的摩擦磨损。而且，增加的驱动载荷引起能量损失。
多级旋转压缩机的另一个问题是如果在初始操作期间制冷液体被引入第一压缩室，则第一压缩室的内压会突然升高(即高于中间压力)。因为通过第一压缩室的制冷剂再一次在第二压缩室内被压缩而不是被直接排放到密封壳内，突然的压力升高在压缩机内产生过载，阻碍压缩机的平滑的开始。
发明内容
为了解决上述问题提出了本发明。本发明一方面提供这样一种多级旋转压缩机，其减小第一压缩室的内部和第一压缩室周围空间的压力差以达到减小由第一叶片引起的摩擦，从而造成可忽略的驱动载荷。
本发明的另一方面提供一种排除第一压缩室内突然的压力升高的风险从而防止压缩机的故障的多级旋转压缩机。
在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，而部分通过描述会变得清楚或者通过实施本发明可以了解。
根据一方面，本发明的示例性实施例提供一种多级旋转压缩机，包括安装在密封壳内以压缩气体的第一压缩单元和第二压缩单元，气体首先在第一压缩单元内被压缩然后在第二压缩单元内被第二次压缩，其中，密封壳的内部被分为包括第一压力室和第二压力室的多个空间，第一压力室围绕第一压缩单元并被保持在第一压缩单元的排放压力，第二压力室围绕第二压缩单元并被保持在第二压缩单元的排放压力。
第一压缩单元可包括第一圆筒体，限定第一压缩室；第一轮子，在第一压缩室内偏心地旋转以压缩气体；第一叶片，根据第一轮子的旋转在第一压缩室的径向往复运动以将第一压缩室的内部分为吸入空间和排放空间，并且第二压缩单元可包括第二圆筒体，限定第二压缩室；第二轮子，在第二压缩室内偏心地旋转以压缩气体；第二叶片，根据第二轮子的旋转在第二压缩室的径向往复运动以将第二压缩室的内部分为吸入空间和排放空间。
第一压缩单元可位于第二压缩单元之下，压缩机可还包括第一分隔件，位于第一圆筒体和第二圆筒体之间以将第一压缩室和第二压缩室互相分开并将密封壳的内部分为第一压力室和第二压力室；第二分隔件，位于第一压缩单元下面以将密封壳的内部分为第一压力室和第一压力室下面的油池。
压缩机可还包括压力调节通道，穿过第一分隔件形成以将第一压力室和第二压力室相通；和压力调节阀，设置在压力调节通道上，当第一压力室的压力比预置压力大时，打开压力调节通道以允许气体从第一压力室流向第二压力室，当第一压力室的压力比预置压力小时，关闭压力调节通道。
压力调节阀可以是簧片阀以在第二压力室一侧关闭压力调节通道的出口。
压缩机可还包括压力调节通道，在第一压力室和第二压力室之间用于将二者相通；和压力调节阀，当第一压力室的压力比预置压力大时，打开压力调节通道以允许气体从第一压力室流向第二压力室，和当第一压力室的压力比预置压力小时，关闭压力调节通道。
第一叶片可以暴露到第一压力室以被第一压力室的压力压迫，第二叶片可以暴露到第二压力室以被第二压力室的压力压迫。
油池通过通道可以与第二压力室相通以保持与第二压力室相同的压力。
压缩机可还包括连接管，设置在密封壳的外部以将气体从第一压力室传送到第二压缩单元的吸入端口。
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明示例性实施例的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中图1是根据本发明示例性实施例的多级旋转压缩机的垂直截面视图；图2是沿图1的II-II′线的横截面视图；图3是沿图1的III-III′线的横截面视图；图4是图1的多级旋转压缩机内设置的压力调节阀的透视图。
具体实施例方式
现在将详细描述本发明的示例性实施例，其例子表示在附图中，其中，相同标号始终指示相同部件。下面通过参照附图描述实施例以解释本发明。
图1是根据本发明实施例的多级旋转压缩机的垂直截面视图。如图1所示，本发明的多级旋转压缩机包括密封壳10；马达驱动装置20，安装在密封壳10的上部以产生旋转力；制冷剂压缩装置，安装在密封壳10的下部并且由旋转轴21连接到马达驱动装置20上。
马达驱动装置20包括圆筒形定子22，固定在密封壳10的内周；转子23，可转动地布置在定子22内并在其空心部分结合到旋转轴21上。
压缩装置包括第一压缩单元30和位于第一压缩单元30之上的第二压缩单元50。第一压缩单元30首先压缩吸入的制冷剂，接着第二压缩单元50将第一压缩单元30压缩的制冷剂压缩到比第一压缩单元30压力更高的压力。
图2是沿图1的II-II′线的横截面视图。
参照图1和2，第一压缩单元30包括第一圆筒体32，限定第一圆筒形压缩室31；第一偏心部分33，在第一压缩室31内设置于旋转轴21的周围。此外，第一轮子34可旋转地结合到第一偏心部分33的外周以偏心地旋转并且其外周与限定第一压缩室31的第一圆筒体32的内周局部接触。根据第一轮子34的这种偏心旋转，第一叶片35在第一压缩室31的径向往复以将第一压缩室31的内部空间分隔为吸入空间和排放空间。第一叶片弹簧36将第一叶片35向第一轮子34压迫。
第一压缩单元30还包括第一支持构件37，该第一支持构件37连接到第一圆筒体32的下表面以封闭第一压缩室31的下开口端并可旋转地支持旋转轴21。第一圆筒体32具有用于制冷剂吸入管11的连接的第一吸入端口38，并且第一支持构件37具有用于在第一压缩室31内压缩的制冷剂的排放的第一排放端口39。第一吸入端口38和第一排放端口39位于第一叶片35的两侧。第一支持构件37在其下部区域设置有第一排放室40以减小由第一排放端口39排放的压缩的制冷气体的噪音和震动。第一盖41封闭第一排放室40的下开口端。第一支持构件37还具有多个侧通孔42和43以将第一排放室40和密封壳10的内部相通。
图3是沿图1的III-III′线的横截面视图。
参照图1和3，第二压缩单元50包括第二圆筒体52，限定第二圆筒形压缩室51；第二偏心部分53，设置在第二压缩室51内在旋转轴21的周围。第二偏心部分53与第一偏心部分33具有180°的相角。此外，第二轮子54可旋转地结合到第二偏心部分53的外周以偏心地旋转并且其外周与限定第二压缩室51的第二圆筒体52的内周局部接触。根据第二轮子54的这种偏心旋转，第二叶片55在第二压缩室51的径向往复以将第二压缩室51的内部空间分隔为吸入空间和排放空间。第二叶片弹簧56将第二叶片55向第二轮子54压迫。
第二压缩单元50还包括第二支持构件57，该第二支持构件57连接到第二圆筒体52的上表面以封闭第二压缩室51的上开口端并可旋转地支持旋转轴21。第二圆筒体52具有第二吸入端口58，并且第二支持构件57具有用于在第二压缩室51内压缩的制冷剂的排放的第二排放端口59。第二吸入端口58和第二排放端口59位于第二叶片55的两侧。第二支持构件57在其上部区域设置有第二排放室60以减小由第二排放端口59排放的压缩的制冷气体的噪音和震动。第二盖61封闭第二排放室60的上开口端。第二支持构件57还具有侧通孔62以将第二排放室60和密封壳10的内部相通。
第一压缩单元30和第二压缩单元50被位于第一圆筒体32和第二圆筒体52之间的盘形第一分隔件70互相分开。这意味着第一压缩室31和第二压缩室51分开。盘形第一分隔件70大小是其外周与密封壳10内周以气密的方式紧密接触，从而将密封壳10的内部空间分为第一下压力室45和第二上压力室65。第一压力室45通过插到第一支持构件37外周和密封壳10内周之间的环形第二分隔件71与其下面的油池47分开。连接管13设置在密封壳10的外部以将第一压力室45与第二吸入端口58相通，从而使通过第一压缩单元30压缩的第一压力室45的制冷气体能被提供给第二压缩单元50的第二吸入端口58。图1也示出了最后将第二压力室65内的高压制冷气体排放到外部的排放管12和安装在制冷剂吸入管11的储蓄器14。
上述结构是用来将被首先在第一压缩单元30内压缩的制冷气体由连接管13提供给第二压缩单元50使得制冷气体接着被压缩到高压，也用来使从第二压缩单元50排放到第二压力室65的高压制冷气体从设置在密封壳10上表面的排放管12排放。从而，第一压缩单元30周围的第一压力室45保持第一压缩单元30的排放压力，第二压缩单元50周围的第二压力室65保持比第一压力室45的排放压力高的第二压缩单元50的排放压力。而且，上述结构用来将第一压力室45的压力施加在第一叶片35上和将第二压力室65的压力施加在第二叶片55上。因此，第一叶片35和第二叶片55的每个在其面对密封壳10内周的一端露在第一压力室45或第二压力室65中以与第一压力室45或第二压力室65相通。这是为了基本平衡第一压缩室31的压力和第一压缩单元30外部的第一压力室45的压力从而防止第一叶片35过度压迫第一轮子34的外周。同样，也为了基本平衡第二压缩室51的压力和第二压缩单元50外部的第二压力室65的压力从而防止第二叶片55过度压迫第二轮子54的外周。
再次参照图1和3，第一分隔件70具有压力调节通道81以将第一压力室45和第二压力室65相通。如果第一压力室45的压力上升到超过一开始的预置压力，则这种压力调节通道81允许制冷气体从第一压力室45流向第二压力室65。压力调节通道81设置有压力调节阀82，该压力调节阀82当第一压力室45的压力比预置压力大时打开压力调节通道81，当第一压力室45的压力比预置压力小时关闭压力调节通道81。参照图4，压力调节阀82形成为传统的簧片阀，只有在需要时才可选择地在第二压力室65的一侧将压力调节通道81的出口打开。基于压力调节阀82的弹性，确定第一压力室45的预置压力。这是允许压力调节阀82仅仅在第一压力室45的压力影响下执行打开操作，从而确保制冷气体从第一压力室45到第二压力室65的仅单向通过。
使用本发明的上述压力调节装置，当由于在压缩机的初始操作中制冷液体被引入第一压缩室31使第一压缩室31的压力突然上升到超过第二压力室65的压力时，第一压力室45的制冷气体通过压力调节通道81流到第二压力室65内，从而将第一压力室45的压力降低到第二压力室65的压力。这种压力平衡功能有效地防止压缩机的过载和确保其平滑的开始。而且，这排除了第一叶片35和第一轮子34之间摩擦的风险。而在现有技术中，当由于第一压力室45内突然的压力上升使第一叶片35过度压迫第一轮子34时就会发生的第一叶片35和第一轮子34的摩擦。
再次参照图1，根据本发明的多级旋转压缩机包括限定在旋转轴21内的供油通道24，以使密封壳10底部区域内的油池47的油能够被提供给第一压缩单元30和第二压缩单元50的摩擦部分作为润滑剂。为了平衡油池47和第二压力室65的压力，通道85设置在密封壳10的上部区域的第二压力室65和油池47之间。如图1和3所示，通道85由连续地延伸通过第一圆筒体32、第二分隔件70、第二圆筒体52、第一压力室45和第二分隔件71的管子形成。在这种情况下，通道85不将第一压力室45和油池47相通。
通过使用通道85，油池47的内压能够保持与第二压力室65一样的高压，这就允许油被顺利地提供给具有与油池47一样压力的第二压缩单元50和具有比油池47压力低的第一压缩单元30。
下文将解释上述构造的多级旋转压缩机的一般操作。
如果第一压缩单元30和第二压缩单元50被马达驱动装置20的电力驱动，制冷剂经制冷剂吸入管11被吸入第一吸入端口38并且在通过第一压缩室31时被第一次压缩。压缩的制冷剂通过第一排放端口39和排放室40排放到第一压力室45内。从而，第一压力室45保持第一压缩单元30的排放压力。
接着，在第一压力室45内的制冷剂由连接管13吸入第二压缩单元50然后当通过第二压缩室51时被二次压缩到更高压力。之后，制冷剂通过第二排放端口59和第二排放室60被排放到密封壳10上部区域的第二压力室65内。从而，第二压力室65保持比第一压力室45压力更高的第二压缩单元65的排放压力，最后，制冷剂由密封壳10上表面的排放管12从第二压力室65排放到外面。
在如上所述的压缩操作期间，第一压缩室31内部和第一压缩单元30外部的第一压力室45之间压力差不大，从而防止第一叶片35过度压迫第一轮子34的外周。同样，第二压缩室51内部和第二压缩单元50外部的第二压力室65之间压力差不大，从而防止第二叶片55过度压迫第二轮子54的外周。因此，本发明的压缩机与现有技术的压缩机相比具有减小旋转轴21驱动载荷的优点。
就油池47来说，因为其内压保持与第二压力室65相同的高压，所以存储在油池47的油能够被顺利地提供给第一压缩单元30和第二压缩单元50。
利用本发明，即使在压缩机初始操作中制冷液体进入第一压缩室31而引起第一压缩单元30的突然的压力上升超过预置压力使得第一压力室45的压力变得比第二压力室65的压力高，通过压力调节通道81将第一压力室45的制冷气体排放到第二压力室65也能容易地降低第一压力室45的压力。结果，在压缩机初始操作中不存在过载，并且压缩机能够平滑地开始。
上述描述可以清楚的是，本发明提供多级旋转压缩机，其构造方式是密封壳的内部空间被分为围绕第一压缩单元的第一压力室和围绕第二压缩单元的第二压力室。这种结构对减小第一压缩单元内外之间的压力差和第二压力单元内外之间的压力差是有效的，从而使第一叶片和第一轮子之间以及第二叶片和第二轮子之间的摩擦变小。结果，与现有技术的多级旋转压缩机相比本发明能够减小驱动载荷和提高寿命。
而且，本发明用来当第一压缩单元的压力突然地上升时通过压力调节通道将制冷气体从第一压力室排放到第二压力室，能够减小第一压力室的压力。这就具有防止第一压缩单元的过度压力上升和排除压缩机故障风险的效果。
此外，根据本发明，油池的内压保持比第一压力室更高的第二压力室的压力，从而能够从油池顺利地将油提供给第一压缩单元和第二压缩单元。
虽然已表示和描述了本发明的实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对实施例进行修改。
权利要求
1.一种多级旋转压缩机，包括安装在密封壳内以压缩气体的第一压缩单元和第二压缩单元，所述气体首先在所述第一压缩单元内被压缩然后在所述第二压缩单元内被第二次压缩，其中，所述密封壳的内部被分为包括第一压力室和第二压力室的多个空间，所述第一压力室围绕所述第一压缩单元并被保持在所述第一压缩单元的排放压力，所述第二压力室围绕所述第二压缩单元并被在保持所述第二压缩单元的排放压力。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一压缩单元包括第一圆筒体，限定第一压缩室；第一轮子，在所述第一压缩室内偏心地旋转以压缩所述气体；第一叶片，根据所述第一轮子的旋转在所述第一压缩室的径向往复运动以将所述第一压缩室的内部分为吸入空间和排放空间，并且其中，所述第二压缩单元包括第二圆筒体，限定第二压缩室；第二轮子，在所述第二压缩室内偏心地旋转以压缩所述气体；第二叶片，根据所述第二轮子的旋转在所述第二压缩室的径向往复运动以将所述第二压缩室的内部分为吸入空间和排放空间。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中，所述第一压缩单元位于所述第二压缩单元之下，其中，所述压缩机还包括第一分隔件，位于所述第一圆筒体和所述第二圆筒体之间以将所述第一压缩室和所述第二压缩室互相分开并将所述密封壳的内部分为所述第一压力室和所述第二压力室；和第二分隔件，位于所述第一压缩单元下面以将所述密封壳的内部分为所述第一压力室和所述第一压力室下面的油池。
4.如权利要求3所述的压缩机，还包括压力调节通道，穿过所述第一分隔件形成以将所述第一压力室和所述第二压力室相通；和压力调节阀，设置在所述压力调节通道上，当所述第一压力室的压力比预置压力大时，打开所述压力调节通道以允许所述气体从所述第一压力室流向所述第二压力室，当所述第一压力室的压力比预置压力小时，关闭所述压力调节通道。
5.如权利要求4所述的压缩机，其中，所述压力调节阀是簧片阀以在所述第二压力室一侧关闭压力调节通道的出口。
6.如权利要求1所述的压缩机，还包括压力调节通道，在所述第一压力室和所述第二压力室之间用于将二者相通；和压力调节阀，当所述第一压力室的压力比预置压力大时，打开所述压力调节通道以允许所述气体从所述第一压力室流向所述第二压力室，和当所述第一压力室的压力比预置压力小时，关闭所述压力调节通道。
7.如权利要求2所述的压缩机，其中，所述第一叶片暴露到所述第一压力室以被所述第一压力室的压力压迫，所述第二叶片暴露到所述第二压力室以被所述第二压力室的压力压迫。
8.如权利要求3所述的压缩机，其中，所述油池通过通道与所述第二压力室相通以保持与所述第二压力室相同的压力。
9.如权利要求1所述的压缩机，还包括连接管，设置在密封壳的外部以将所述气体从所述第一压力室传送到所述第二压缩单元的吸入端口。
全文摘要
一种减小驱动载荷和防止由于突然的压力升高引起的故障的多级旋转压缩机。这种类型的压缩机包括安装在密封壳内以压缩气体的第一压缩单元和第二压缩单元，气体首先在第一压缩单元内被压缩然后在第二压缩单元内被第二次压缩，其中，密封壳的内部被分为包括第一压力室和第二压力室的多个空间，第一压力室围绕第一压缩单元并被保持在第一压缩单元的排放压力，第二压力室围绕第二压缩单元并被保持在第二压缩单元的排放压力。
文档编号F04C18/356GK1807897SQ200510087768
公开日2006年7月26日 申请日期2005年8月8日 优先权日2005年1月18日
发明者赵成旭 申请人:三星电子株式会社