专利名称：可变容量旋转压缩机及改变其容量的方法
技术领域：
本发明总体构思涉及一种可变容量旋转压缩机以及改变其容量的方法，更具体地讲，涉及这样一种可变容量旋转压缩机以及改变该压缩机的容量的方法，其中，通过调节设置在旋转压缩机中的叶片限制时间和/或释放时间的比例，可实现连续的容量改变而不停止压缩机的操作。
背景技术：
通常，可变容量压缩机具有根据所需负载可改变的压缩容量，并且通常分成匀速压缩机和变速压缩机。
匀速压缩机是一种通常以匀速旋转的压缩机，但是可以通过使压缩机的旋转方向从向前变成向后或者从向后变成向前在两个阶段改变其容量，从而实现压缩机容量的改变。第2004-0097746号韩国专利公布公开了一种匀速压缩机的例子。
第2004-0097746号韩国专利公开描述了一种旋转压缩机，该压缩机包括具有预定尺寸的内部体积的气缸、用气缸的内周表面限定流体箱的同时在气缸里旋转的辊子以及在流体箱中以预定角度相互隔开布置的多个进气口。根据驱动轴的旋转方向选择性地打开多个进气口以使旋转压缩机的压缩容量根据旋转方向在两个阶段改变。
变速压缩机是一种通过调节压缩机每分钟旋转使压缩容量可以改变的压缩机。通过变频器实现每分钟旋转的调节，所述变频器附到用于使压缩机旋转的电机上并适于调节电机的每分钟旋转。第2001-0018242号韩国专利公布公开了变速压缩机的例子。
第2001-0018242号韩国专利公布描述了一种具有变频器的压缩机，所述变频器检测室内和室外温度，并通过使用与预置的室内温度之间的温度差、被操作的室内单元的冷却能力等来计算压缩机的全部负载和电动机的旋转频率，并基于计算的旋转频率来控制电动机装置，从而实现压缩机压缩容量的改变。
在如上所述的传统匀速压缩机中，为了实现容量的改变，压缩机不得不停止预定时间将向前的方向转换成向后的方向或者将向后的方向转换成向前的方向，并且仅可能在两个阶段实现压缩机容量的改变，所以在这方面受到了限制。为了使压缩机容量多样化，需要为将要排放的一部分致冷剂设置旁路，这就存在这样的问题，例如操作效率变差并且制造成本增加。
在传统的变速度压缩机中，虽然压缩机容量的连续改变是可以的，但是变速压缩机需要高成本的变频器来调节压缩机每分钟的旋转以实现压缩机容量的改变，因此，具有增加制造成本的问题。
发明内容
本发明总体构思在于提供一种可变容量旋转压缩机以及使用该可变容量旋转压缩机的容量改变方法，该可变容量旋转压缩机通过使用具有简单结构的低成本的控制装置能够实现连续的容量改变。
本发明总体构思还在于提供一种可变容量旋转压缩机以及改变该压缩机的容量的方法，该可变容量旋转压缩机在可变压缩容量的整个范围内显示了最高的效率。
本发明总体构思的其它方面和优点一部分将在以下的描述中阐述，一部分将从描述中变得清楚或者可通过本发明总体构思的时间而学习到。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种可变容量旋转压缩机来实现，该可变容量旋转压缩机包括壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，根据所述辊子的旋转沿着导向凹槽向前和向后运动，所述导向凹槽沿着所述压缩室的径向方向形成在所述壳体中；叶片控制装置，通过调节叶片的限制和释放来控制叶片是否连续接触所述辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述叶片控制装置，以调节所述叶片的限制时间和释放时间的比例来改变所述压缩机的压缩容量。
所述导向凹槽可包括密封室以容纳所述叶片的后端，所述叶片控制装置可基于所述控制信号通过调节施加到密封室中的压力来调节所述叶片的限制和释放。
所述叶片控制装置可包括高压管，将所述密封室连接到所述压缩机的排放侧；低压管，将所述密封室连接到所述压缩机的吸入侧；流动通道选择器，将所述密封室选择性地连接到所述高压管或者低压管。
所述流动通道选择器可以是通过所述控制信号开关的3相阀，所述叶片的限制时间和释放时间的比例通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种可变容量旋转压缩机来实现，该可变容量旋转压缩机包括壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，根据所述辊子的旋转沿着导向凹槽向前和向后运动，所述导向凹槽沿着所述压缩室的径向方向形成在所述壳体中；叶片控制装置，通过调节叶片的限制和释放来控制叶片连续接触所述辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述叶片控制装置，以在预置时间周期内调节所述叶片的限制时间和释放时间来改变所述压缩机的压缩容量。
所述叶片的限制时间和释放时间的每个可以是所述压缩机的一个周期时间(one turn time)的整数倍，所述限制时间和释放时间的总和可以是与一个预置时间周期对应的时间。
所述导向凹槽可包括密封室以容纳所述叶片的后端，所述叶片控制装置可基于所述控制信号通过调节施加到密封室中的压力来调节所述叶片的限制时间和释放时间。
所述叶片控制装置可包括高压管，将所述密封室连接到所述压缩机的排放侧；低压管，将所述密封室连接到所述压缩机的吸入侧；流动通道选择器，将所述密封室选择性地连接到所述高压管或者低压管。
所述流动通道选择器可以是通过所述控制信号开关的3相阀，所述叶片的限制时间和释放时间通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
所述控制器可执行控制操作，以在一个时间周期内使所述叶片的限制时间减少，并且使所述叶片的释放时间增加以增加压缩容量。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种可变容量旋转压缩机来实现，该可变容量旋转压缩机包括壳体，具有彼此分开的第一压缩室和第二压缩室；第一辊子和第二辊子，分别在所述第一压缩室和第二压缩室中旋转，同时分别与所述第一压缩室和第二压缩室的内周表面接触；第一叶片和第二叶片，分别根据所述第一辊子和第二辊子的旋转分别沿着第一导向凹槽和第二导向凹槽向前和向后运动，所述第一导向凹槽和第二导向凹槽分别沿着所述第一压缩室和第二压缩室的径向方向形成在所述壳体中；第一叶片控制装置，通过使用施加到所述第一叶片上的压力调节第一叶片的限制时间和释放时间，以控制第一叶片是否连续接触所述第一辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述第一叶片控制装置，以调节所述第一叶片的限制时间和释放时间的比例来改变所述压缩机的压缩容量。
所述第一导向凹槽可包括第一密封室以容纳所述第一叶片的后端，所述第一叶片控制装置可基于所述控制信号调节施加到所述第一叶片上的压力并且将所述压力施加到所述第一密封室。
所述第一叶片控制装置可包括第一高压管，将所述第一密封室连接到所述压缩机的排放侧；第一低压管，将所述第一密封室连接到所述压缩机的吸入侧；第一流动通道选择器，将所述第一密封室选择性地连接到所述第一高压管或者第一低压管。
所述第一流动通道选择器可以是通过所述控制信号开关的3相阀，所述第一叶片的限制时间和释放时间的比例通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
所述第二导向凹槽可包括第二密封室以容纳所述第二叶片的后端，所述压缩机还可包括第二叶片控制装置，所述第二叶片控制装置基于所述控制信号通过调节施加到所述第二密封室中的压力来调节所述第二叶片的限制时间和释放时间。
所述第一压缩室和所述第二压缩室具有不同的压缩容量。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种改变可变容量旋转压缩机的容量的方法来实现，所述可变容量旋转压缩机具有壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，将所述压缩室的内部分成低压部分和高压部分，以根据所述辊子的旋转沿着所述压缩室的径向方向向前和向后地运动，所述方法包括以下步骤根据所述室内单元的操作状态计算空调负载；基于所述计算的空调负载通过调节所述叶片的限制时间和释放时间的比例来与所述计算的空调负载对应地改变所述压缩室的压缩容量。
当所述叶片被限制时，所述叶片可不与所述辊子的外周表面连续地接触，当所述被限制的叶片被释放时，所述叶片可与所述辊子的外周表面连续地接触。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种可变容量旋转压缩机来实现，该可变容量旋转压缩机包括主体，形成压缩室，所述压缩室在其中具有辊子；叶片，可运动地设置在所述主体中，以在向前的位置和向后的位置之间运动；控制器，产生控制信号以根据释放时间和限制时间控制所述叶片，以改变所述压缩室的压缩容量同时保持压缩室的连续操作，在所述释放时间期间所述叶片在所述向前的位置和向后的位置之间运动，在所述限制时间期间所述叶片保持在向后的位置中。
所述压缩机还包括叶片控制装置，所述叶片控制装置基于所述产生的控制信号通过从向后的位置释放所述叶片和通过在向前的位置限制所述叶片来调节所述叶片的运动。
所述控制器可在预定的压缩时间周期内产生控制信号来控制使其限制时间减少和使释放时间增加，以增加所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机连续的操作。所述控制器可在预定的压缩时间周期内产生控制信号来控制使限制时间增加和使释放时间减少，以减小所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机连续的操作。
所述压缩机还可包括第二压缩室；第二叶片，设置在所述第二压缩室中以在第二向前的位置和第二向后的位置之间运动。所述控制器可保持所述第二压缩室的不变的压缩容量。所述控制器可产生第二控制信号以根据释放时间和限制时间控制所述第二叶片，以改变所述第二压缩室的压缩容量同时保持压缩室的连续操作，在所述释放时间期间所述第二叶片在所述第二向前的位置和第二向后的位置之间运动，在所述限制时间期间所述第二叶片保持在第二向后的位置。
所述压缩机还可包括第二叶片控制装置，基于产生的控制信号通过从所述向后的位置释放所述第二叶片和通过将第二叶片限制在所述向后的位置中来调节所述第二叶片的运动。所述控制器可控制与所述压缩室的空载操作和压缩操作对应的所述释放时间和限制时间，以使所述压缩容量改变而不停止所述压缩机的操作。
本发明总体构思的上述和/或其它方面和作用可通过提供一种改变可变容量旋转压缩机的容量的方法来实现，所述可变容量旋转压缩机包括主体，形成压缩室，所述压缩室在其中具有辊子；叶片，可运动地设置在所述主体中，以在向前的位置和向后的位置之间运动，所述方法包括控制释放时间和限制时间以改变所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机的连续操作，在所述释放时间期间，叶片在向前的位置和向后的位置之间运动，在所述限制时间期间，叶片保持在向后的位置。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中图1是示出根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机的剖视图；图2是沿着图1的II-II’线剖开的剖视图；图3A和图3B是示出根据本发明总体构思实施例的图1的可变容量旋转压缩机在第一压缩室中在空载旋转阶段和压缩操作阶段的剖视图；图4是示出根据本发明总体构思的另一实施例的可变容量旋转压缩机的剖视图；图5是示出根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机的示意性控制方框图；图6是示出根据本发明总体构思实施例的施加到图1的可变容量旋转压缩机的叶片控制装置上的控制信号的曲线图；图7是示出根据本发明总体构思实施例的图1的可变容量旋转压缩机的叶片的限制时间和释放时间的比例的例子的表格；图8是示出根据本发明总体构思实施例的图4的可变容量旋转压缩机的效率和压缩容量之间的关系的曲线图；图9是示出使根据本发明总体构思实施例的可变容量旋转压缩机的容量改变的方法的流程图。
具体实施例方式
现在将详细描述本发明总体构思的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下，将参照附图描述实施例以解释本发明的总体构思。
图1、图2、图3A和图3B是根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机的视图。如图1所示，本实施例的旋转压缩机包括安装在密封容器10的上部中的电动机装置20、安装在密封容器10的下部中并通过旋转轴21连接到电动机装置20上的压缩装置30。
电动机装置20包括固定到密封容器10的内表面上的圆柱形定子22和可旋转地安装在定子中并具有结合到旋转轴21上的中心部分的转子23。如果对电动机装置20供电，则转子23旋转以驱动通过旋转轴21连接到其上的压缩装置30。
压缩装置30包括具有相互分开的上部第一压缩室31和下部第二压缩室32的壳体。压缩装置30还包括适于由旋转轴21操作并且分别设置在第一压缩室31中的第一压缩单元40和第二压缩室32中的第二压缩单元50。
压缩装置30的壳体包括限定第一压缩室31的上部第一体33、位于第一体33下面限定第二压缩室32的下部第二体34、位于第一体33和第二体34之间将第一压缩室31和第二压缩室32相互分开的中间板35以及将第一压缩室31的上侧开口和第二压缩室32的下侧开口分别封闭地构成的第一凸缘36和第二凸缘37。第一凸缘36和第二凸缘37分别安装在第一体33的顶部和第二体34的底部，以一起支撑旋转轴21。安装旋转轴21以使其穿过第一压缩室31和第二压缩室32的中心并且连接到第一压缩室31和第二压缩室32中的第一压缩单元40和第二压缩单元50。
第一压缩单元40和第二压缩单元50包括第一偏心轮部分41和第二偏心轮部分51，分别在第一压缩室31和第二压缩室32中围绕着旋转轴21布置；第一辊子42和第二辊子52，分别可旋转地结合到第一偏心轮部分41和第二偏心轮部分51的外周表面上，以与第一压缩室31和第二压缩室32的内周表面旋转地接触。第一偏心轮部分41和第二偏心轮部分51相对于旋转轴21以相反的偏心方向布置以保持二者之间的平衡。
第一压缩单元40和第二压缩单元50还分别包括第一叶片43和第二叶片53。在第一叶片43和第二叶片53根据第一辊子42和第二辊子52的旋转在第一压缩室31和第二压缩室32的径向方向上向前和向后的运动的同时，第一叶片43和第二叶片53划分第一压缩室31和第二压缩室32。如图1和图2所示，第一叶片43和第二叶片53被容纳在第一叶片导向凹槽44和第二叶片导向凹槽54中，以使第一叶片43和第二叶片53的向前运动和向后运动分别由第一叶片导向凹槽44和第二叶片导向凹槽54引导，所述第一叶片导向凹槽44和第二叶片导向凹槽54在第一压缩室31和第二压缩室32的径向方向上纵向地延伸。叶片弹簧55安装在第二叶片导向凹槽54中，并且适于向着第二辊子52压缩第二叶片以使第二叶片53将第二压缩室32分开。
如图2所示，第一密封室46形成在第一叶片导向凹槽44的后侧，并且适于容纳第一叶片43的后端。第一密封室46通过中间板35和第一凸缘36与密封容器10的内部空间分开。第一密封室46能够容纳预定量的气体，并且由具有比第一叶片43宽度更大的直径的圆柱形扩张部分46a限定。第一叶片43的后端可由曲面43a形成，以降低在第一叶片43向后运动期间当第一叶片43的后端与第一密封室46的圆柱形扩张部分46a碰撞时产生的噪声。为了加强噪声降低的效果，振动吸收构件(未示出)可安装在第一叶片43或者圆柱形扩张部分46a的后端的碰撞位置。
在本实施例中，设置第一叶片控制装置60以将吸入压力施加到第一密封室46中来限制第一叶片43向后运动的状态，或者将排放压力施加到第一密封室46中来释放被限制的第一叶片43，从而允许第一叶片43向前和向后的运动。通过将吸入压力施加到第一密封室46中来限制第一叶片43，和将排放压力施加到第一密封室46中来释放被限制的第一叶片43，第一叶片控制装置60使第一压缩室31处于压缩操作或者空载旋转状态，从而可改变压缩容量。以下将描述第一叶片控制装置60的具体结构和操作。
第一体33和第二体34分别具有吸入孔73，连接到吸入管71和72上以将气体吸入到第一压缩室31和第二压缩室32中；排放孔75和76(见图1)，将分别在第一压缩室31和第二压缩室32中被压缩的气体排放到密封容器10中。如果压缩机工作，则密封容器10的内部由通过排放孔75和76排放的压缩气体保持在高压状态。在密封容器10中的压缩气体通过位于密封容器10顶部的排放管77(见图1)被引导到外部。这里，第一次被吸入的气体在通过吸入管71和72被引导到各压缩室31和32的吸入孔73之前先穿过储存器78。
如图1所示，叶片控制装置60包括第一连接管61，直接连接到第一叶片导向凹槽44后侧的第一密封室46；第一高压管62，将第一连接管61连接到排放管77；第一低压管63，将第一连接管61连接到吸入管70；第一流动通道选择器64，将第一连接管61选择性地与第一高压管62或者第一低压管63连接。延伸通过第一高压管62、第一流动通道选择器64和第一连接管61的流动通道限定了高压流动通道以将排放压力传送到第一密封室46中。此外，延伸通过第一低压管63、第一流动通道选择器64和第一连接管61的流动通道限定了低压流动通道以将吸入压力传送到第一密封室46中。第一流动通道选择器64安装在第一连接管61、第一高压管62和第一低压管63相互连接的位置，其示例可以是包括电动操作的3相阀。第一连接管61具有连接到第一凸缘36的出口，第一凸缘36具有连通通道36a以将第一连接管61和第一密封室46直接连通。在另一个示例中，第一叶片控制装置60的第一连接管61可连接到中间板35，中间板35可具有与第一密封室46连通的连通通道。
现在，将描述第一叶片控制装置60的操作。
如图1和图2所示，当第一流动通道选择器64工作以将第一高压管62与第一连接管61连通时，排放压力被施加到第一密封室46。
因此，排放压力向着第一压缩室31推动第一叶片43，从而使第一叶片43根据如图2所示的第一辊子42的偏心旋转执行向前和向后的运动。另一方面，当第一流动通道选择器64工作以将第一低压管53与第一连接管61连通时，吸入压力被施加到第一密封室46。在这种情况下，如图3A所示，第一叶片43停止在其向后运动的状态，从而使第一压缩室31空载旋转(称为“限制状态”)。具体地讲，如果吸入压力被施加到第一密封室46，则在第一压缩室31中的压力变成大于或者等于第一密封室46中的压力。这是因为除了施加到第一压缩室31中的吸入压力之外，由第一辊子42的偏心旋转在第一压缩室31中引起轻微的压缩操作。
当第一压缩室31和第一密封室46根据吸入压力处于受压的状态时，第一叶片根据第一辊子的偏心旋转而向后运动，并且受到限制以使其不能向前运动。这样，不存在在第一压缩室31中致冷剂吸入部分和排放部分的区分，导致进入到第一压缩室31中的致冷剂仅沿着第一压缩室31循环而没有实质的压缩冲程(空载操作)。在图3A中，在第一叶片43中示出的箭头表示通过压力差施加到第一叶片43上的力，在第一连接管61中示出的箭头表示当第一连接管61与第一高压管62的连接断开而与第一低压管63连通时导致的致冷剂压力中的改变。
相反地，如果排放压力施加到第一密封室46，则在第一密封室46中的压力变成大于第一压缩室31中的压力，从而导致第一叶片根据第一辊子42的偏心旋转向前和向后运动，以实现在第一压缩室31中的压缩操作(称为“限制释放状态”)，即，压缩操作。
在本实施例中，如上所述，在第一叶片控制装置60的控制下选择性地限制第一叶片43的操作，以使第一压缩室31处于压缩操作或者空载旋转状态，从而使压缩容量改变。具体地讲，如果数字控制信号施加到第一流动通道选择器64以调节第一叶片43的限制时间和/或释放时间的比例，则第一压缩室31的压缩容量可基于全部压缩容量从0％到100％变化。以下将参照图6和图7描述压缩容量的改变。
图7是示出根据本发明总体构思的实施例根据需要的负载控制图1的压缩容量的改变以及叶片的限制时间和释放时间的示例的表格。图7的表格是在下面的条件下获得的容量改变期是20秒，准备了两个具有不同压缩容量的压缩室，仅有一个压缩室设置有叶片控制装置，一个压缩室(具有叶片控制装置)与另一个压缩室(不具有叶片控制装置)的容量比例是7∶3。
参照图1至图3B和图7，上部第一压缩室31的压缩容量可在预定时间周期改变，每个时间周期可以是释放第一叶片43所需的时间T_f和限制第一叶片43所需的时间T_p之和。在图7中，每个预定周期设置成20秒。在预定时间周期(每个周期是释放第一叶片43所需的时间T_f和限制第一叶片43所需的时间T_p之和，在图7中，每个周期被设置成20秒)上部第一压缩室31的压缩容量改变，上部第一压缩室31的压缩容量可通过调节时间T_f和T_p来改变，从而可使整个压缩容量改变。
这里，考虑到第二压缩室32连续执行压缩操作，计算上部第一压缩室31的压缩容量。例如，为了保证50％的容量，除了下部第二压缩室32的压缩容量，上部第一压缩室31还要充入全部容量的20％。在这种情况下，应该将时间T_f(在上部第一压缩室31中执行压缩操作所需的时间)调节为占预定时间周期20秒的大约6/20(与释放第一叶片43所需的时间6秒对应)。在负载大于30％但是小于100％时这样的比例调节是必须的，并且这样的比例调节可以通过调节施加到第一流动通道选择器64上的数字控制信号的脉冲宽度简单地实现。图6示出了在指定为“中间负载”的区域中负载在30％到100％之间的情况下控制信号的示例。
上述的预定时间周期可以由用户大概按照期望设置。预定时间周期越短，处理负载改变的响应越块，但是这样具有噪声过大等问题。另一方面，预定时间周期越长，处理负载改变的响应越慢，但是这样具有减少噪声等优点。
图6的术语“仅全部负载”指由于将排放压力施加到第一密封室46而使第一叶片43产生向前和向后的运动，上部第一压缩室31和下部第二压缩室32执行压缩操作的状态。在“仅全部负载”状态中，仅将与“全部”值对应的控制信号施加到第一流动通道选择器64。另一方面，图6的“仅部分负载”指由于将吸入压力施加到第一密封室46以限制第一叶片43，下部第二压缩室32执行压缩操作，上部第一压缩室31执行空载旋转的状态。在“仅部分负载”状态中，仅将与“部分”值对应的控制信号施加到第一流动通道选择器64。当施加与“全部”值相关的控制信号时，第一流动通道选择器64将第一连接管61连接到第一高压管62，反之，当施加与“部分”值相关的控制信号时，第一流动通道选择器64将第一连接管61连接到第一低压管63。
在与本实施例一致的旋转压缩机中，如上所述，下部第二压缩室32连续执行压缩操作。因此，容量改变范围脱离(depart from)下部第二压缩室32的压缩容量，并且旋转压缩机实现了部分容量改变。
图4是示出根据本发明总体构思的另一实施例的可变容量旋转压缩机的剖视图。本实施例的压缩机可包括用于控制第二叶片的限制的第二叶片控制装置80和第一叶片控制装置60。因此，在本实施例的压缩机中，在第二叶片导向凹槽54的后侧限定第二密封室56。第二叶片控制装置80包括第二连接管81，连接到第二凸缘37以与第二密封室56直接连通；第二高压管82，从第一高压管62延伸出以连接到第二连接管81；第二低压管83，从第一低压管63延伸出以连接到第二连接管81；第二流动通道选择器84，将第二连接管81与第二高压管82或者第二低压管83选择性地连通。第二叶片控制装置80的操作原理与第一叶片控制装置60的操作原理相同或者相似。
与图1至图3B示出的先前实施例不同，本实施例的旋转压缩机即使在下部第二压缩室32中也可实现容量改变，从而在本实施例中下部第二压缩室32容量的改变可在从压缩机最大容量的0％到100％的范围内。然而，在这种情况下，与先前实施例相比，结构复杂了并且制造成本增加了。当然可以理解的是，在具有单个压缩室的压缩机设置控制叶片的叶片控制装置的情况下，容量改变可以从0％到100％的整个范围内。
图8是示出根据本发明总体构思实施例的图4的可变容量旋转压缩机的效率和压缩容量之间的关系的曲线图。从图8的表示传统匀速压缩机效率的虚线可以看出，在第二阶段压缩容量与空调负载一致的情况下，传统压缩机的效率高。然而，在压缩容量与空调负载不一致的点A和点B，被排放的一部分致冷剂不得不通过旁路强制实现所需负载，导致了效率变差。另一方面，在与本实施例一致的旋转压缩机(图8中的“新压缩机”)中，作为使用第一叶片控制装置60和第二叶片控制装置80来调节第一叶片43和第二叶片53的限制时间和释放时间的比例的结果，可以实现高效率而不用致冷剂旁路以强制提升在点A和点B的压缩容量。此外，传统匀速压缩机需要停止所需的预定时间以改变压缩容量，但是本实施例的旋转压缩机可以实现压缩容量的改变而不需要被停止，从而比传统压缩机的效率更高。
以下，将参照图5和图9描述改变根据本发明总体构思的实施例的压缩机容量的方法。
假设具有多个室内单元401a至401d的一对多空调(multi-type airconditioner)，在操作S910，控制器410利用多个室内单元401a至401d的操作状态、预置温度与每个室内温度之间的温度差、每个室内单元的制冷性能等来计算所需的总的空调负载。然后，在操作S920，控制器410计算与计算的总的空调负载对应的压缩机的压缩容量。具体地讲，参照图1至图3B，考虑到下部第二压缩室32被连续保持在受压状态的事实，计算在上部第一压缩室31中实现的压缩容量(操作S920)。而且，参照图4，由于上部第一压缩室31和下部第二压缩室32可实现容量改变，所以在考虑到上部第一压缩室31和下部第二压缩室32的压缩容量和全部压缩容量的情况下，计算在上部第一压缩室31和下部第二压缩室32的每个中实现的压缩容量(操作S920)。
在操作S930，基于计算的每个压缩室的压缩容量，确定叶片(例如，图1和图4中示出的第一叶片43和第二叶片53)的限制时间和/或释放时间的比例。如果考虑到控制时间周期将叶片的限制时间和/或释放时间的比例被预置并存成表格，则压缩容量的改变可更加有效地实现。控制器410将与叶片的限制时间和/或释放时间的预置比例对应的控制信号施加到叶片控制装置(例如，图1和图4中示出的第一叶片控制装置60和第二叶片控制装置80)，以改变压缩容量。作为基于接收施加到叶片上的控制信号，根据预置比例来执行叶片(例如，叶片43和53)的限制和释放的结果，所需的压缩过程和空载旋转被以预定频率重复，从而保证与空调负载对应的压缩容量(操作S940)。
从以上描述中可以清楚，根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机可以以低成本使压缩容量连续改变。
此外，根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机在可变容量的整个范围内可以最有效地实现压缩操作。
此外，根据本发明总体构思的实施例的可变容量旋转压缩机可实现容量的连续改变而不用执行压缩机的停止操作。
虽然已经显示和描述了根据本发明总体构思的几个实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明总体构思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压缩机，包括壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，根据所述辊子的旋转沿着导向凹槽向前和向后运动，所述导向凹槽沿着所述压缩室的径向方向形成在所述壳体中；叶片控制装置，通过调节叶片的限制和释放来控制叶片是否连续接触所述辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述叶片控制装置，以调节所述叶片的限制时间和释放时间的比例来改变所述压缩机的压缩容量。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述导向凹槽包括密封室以容纳所述叶片的后端，所述叶片控制装置基于所述控制信号通过调节施加到密封室中的压力来调节所述叶片的限制和释放。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中，所述叶片控制装置包括高压管，将所述密封室连接到所述压缩机的排放侧；低压管，将所述密封室连接到所述压缩机的吸入侧；流动通道选择器，将所述密封室选择性地连接到所述高压管或者低压管。
4.如权利要求3所述的压缩机，其中，所述流动通道选择器是通过所述控制信号开关的3相阀，所述叶片的限制时间和释放时间的比例通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
5.一种可变容量旋转压缩机，包括壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，根据所述辊子的旋转沿着导向凹槽向前和向后运动，所述导向凹槽沿着所述压缩室的径向方向形成在所述壳体中；叶片控制装置，通过调节叶片的限制和释放来控制叶片是否连续接触所述辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述叶片控制装置，以在预置时间周期内调节所述叶片的限制时间和释放时间来改变所述压缩机的压缩容量。
6.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述叶片的限制时间和释放时间的每个是所述压缩机的一个周期时间的整数倍，所述限制时间和释放时间的总和是与一个预置时间周期对应的时间。
7.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述导向凹槽包括密封室以容纳所述叶片的后端，所述叶片控制装置基于所述控制信号通过调节施加到密封室中的压力来调节所述叶片的限制时间和释放时间。
8.如权利要求7所述的压缩机，其中，所述叶片控制装置包括高压管，将所述密封室连接到所述压缩机的排放侧；低压管，将所述密封室连接到所述压缩机的吸入侧；流动通道选择器，将所述密封室选择性地连接到所述高压管或者低压管。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中，所述流动通道选择器是通过所述控制信号开关的3相阀，所述叶片的限制时间和释放时间通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
10.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述控制器执行控制操作，以在一个时间周期内使所述叶片的限制时间减少，并且使所述叶片的释放时间增加以增加压缩容量。
11.一种可变容量旋转压缩机，包括壳体，具有彼此分开的第一压缩室和第二压缩室；第一辊子和第二辊子，分别在所述第一压缩室和第二压缩室中旋转，同时分别与所述第一压缩室和第二压缩室的内周表面接触；第一叶片和第二叶片，分别根据所述第一辊子和第二辊子的旋转分别沿着第一导向凹槽和第二导向凹槽向前和向后运动，所述第一导向凹槽和第二导向凹槽分别沿着所述第一压缩室和第二压缩室的径向方向形成在所述壳体中；第一叶片控制装置，通过使用施加到所述第一叶片上的压力调节第一叶片的限制时间和释放时间，以控制第一叶片是否连续接触所述第一辊子的外周表面；控制器，将控制信号输出到所述第一叶片控制装置，以调节所述第一叶片的限制时间和释放时间的比例来改变所述压缩机的压缩容量。
12.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述第一导向凹槽包括第一密封室以容纳所述第一叶片的后端，所述第一叶片控制装置基于所述控制信号调节施加到所述第一叶片上的压力并且将所述压力施加到所述第一密封室。
13.如权利要求12所述的压缩机，其中，所述第一叶片控制装置包括第一高压管，将所述第一密封室连接到所述压缩机的排放侧；第一低压管，将所述第一密封室连接到所述压缩机的吸入侧；第一流动通道选择器，将所述第一密封室选择性地连接到所述第一高压管或者第一低压管。
14.如权利要求13所述的压缩机，其中，所述第一流动通道选择器是通过所述控制信号开关的3相阀，所述第一叶片的限制时间和释放时间的比例通过调整施加到所述3相阀上的控制信号的脉冲宽度来调节。
15.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述第二导向凹槽包括第二密封室以容纳所述第二叶片的后端，所述压缩机还包括第二叶片控制装置，所述第二叶片控制装置基于所述控制信号通过调节施加到所述第二密封室中的压力来调节所述第二叶片的限制时间和释放时间。
16.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述第一压缩室和所述第二压缩室具有不同的压缩容量。
17.一种改变可变容量旋转压缩机的容量的方法，所述可变容量旋转压缩机具有壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，将所述压缩室的内部分成低压部分和高压部分，以根据所述辊子的旋转沿着所述压缩室的径向方向向前和向后地运动，所述方法包括以下步骤根据所述室内单元的操作状态计算空调负载；基于所述计算的空调负载通过调节所述叶片的限制时间和释放时间的比例来与所述计算的空调负载对应地改变所述压缩室的压缩容量。
18.如权利要求17所述的方法，其中，当所述叶片被限制时，所述叶片不与所述辊子的外周表面连续地接触，当所述被限制的叶片被释放时，所述叶片与所述辊子的外周表面连续地接触。
19.一种可变容量旋转压缩机，包括主体，形成压缩室，在所述压缩室中具有辊子；叶片，可运动地设置在所述主体中，以在向前的位置和向后的位置之间运动；控制器，产生控制信号以根据释放时间和限制时间控制所述叶片，以改变所述压缩室的压缩容量同时保持压缩室的连续操作，在所述释放时间期间所述叶片在所述向前的位置和向后的位置之间运动，在所述限制时间期间所述叶片保持在向后的位置中。
20.如权利要求19所述的压缩机，还包括叶片控制装置，基于所述产生的控制信号通过从向后的位置释放所述叶片和通过在向前的位置限制所述叶片来调节所述叶片的运动。
21.如权利要求19所述的压缩机，其中，所述控制器在预定的压缩时间周期内产生控制信号来控制使得限制时间减少和使得释放时间增加，以增加所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机连续的操作。
22.如权利要求19所述的压缩机，其中，所述控制器在预定的压缩时间周期内产生控制信号来控制使得限制时间增加和使得释放时间减少，以减小所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机连续的操作。
23.如权利要求19所述的压缩机，还包括第二压缩室；第二叶片，设置在所述第二压缩室中以在第二向前的位置和第二向后的位置之间运动。
24.如权利要求23所述的压缩机，其中，所述控制器保持所述第二压缩室的不变的压缩容量。
25.如权利要求23所述的压缩机，其中，所述控制器产生第二控制信号以根据释放时间和限制时间控制所述第二叶片，以改变所述第二压缩室的压缩容量同时保持压缩室的连续操作，在所述释放时间期间所述第二叶片在所述第二向前的位置和第二向后的位置之间运动，在所述限制时间期间所述第二叶片保持在第二向后的位置。
26.如权利要求19所述的压缩机，还包括第二叶片控制装置，基于产生的控制信号通过从所述向后的位置释放所述第二叶片和通过将第二叶片限制在所述向后的位置中来调节所述第二叶片的运动。
27.如权利要求19所述的压缩机，其中，所述控制器控制与所述压缩室的空载操作和压缩操作对应的所述释放时间和限制时间，以使所述压缩容量改变而不停止所述压缩机的操作。
28.一种改变可变容量旋转压缩机的压缩容量的方法，所述可变容量旋转压缩机包括主体，形成压缩室，在所述压缩室中具有辊子；叶片，可运动地设置在所述主体中，以在向前的位置和向后的位置之间运动，所述方法包括控制释放时间和限制时间以改变所述压缩室的压缩容量同时保持所述压缩机的连续操作，在所述释放时间期间，叶片在向前的位置和向后的位置之间运动，在所述限制时间期间，叶片保持在向后的位置中。
全文摘要
本发明的总体构思公开了一种可变容量旋转压缩机以及使用该可变容量旋转压缩机的容量改变方法，该可变容量旋转压缩机包括壳体，具有压缩室；辊子，在压缩室中旋转同时与所述压缩室的内周表面接触；叶片，根据所述辊子的旋转沿着导向凹槽向前和向后运动，所述导向凹槽沿着所述压缩室的径向方向形成在所述壳体中；叶片控制装置，通过调节叶片的限制和释放来控制叶片是否连续接触所述辊子的外周表面；控制器，为了改变压缩容量将控制信号输出到所述叶片控制装置，以调节所述叶片的限制时间和释放时间的比例。
文档编号F04C28/00GK101054977SQ200710078778
公开日2007年10月17日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年4月12日
发明者李祯培, 李文珠, 李仁柱, 赵成海, 韩敬俊, 成春模, 辛昌珠 申请人:三星电子株式会社