致冷循環機的製作方法
2023-04-24 21:28:21 1
專利名稱：致冷循環機的製作方法
技術領域：
本發明與一致冷循環機有關，它包括一具有一壓縮機構的壓縮機，在出口處設置一單向閥而且致冷循環系統的其它元件以閉合迴路相連。
最近，一種渦卷式(渦形)壓縮機由於其良好性能愈來愈廣泛地應用於空調機上(一種致冷循環機的應用)。
一渦卷式壓縮機有一靜止的渦卷d組成的壓縮機構h，該靜止渦卷殼有一端板a，一螺旋形卷繞體b從端部a的內面垂直地向外突出，而周壁c包住卷(纏)繞體b，一迴轉的渦卷g有一端壁e和從端板e的內面垂直方向突出的螺旋卷繞體f，如圖5和圖6所示。
靜止渦卷d和迴轉渦卷g都與它們的卷繞體b和f裝配在一起，並相互以一定的角度嚙合以形成用於卷繞體b和f之間壓縮的密封空間i。
迴轉渦卷g繞著靜止渦卷d的中心轉動，例如通過在頂端有一偏心銷k的驅動軸m並由一變頻器控制的馬達(未示出)來驅動。
通過迴轉渦卷g繞著靜止渦卷d的中心轉動，密封空間i從周邊部分移到中心部分而使容積變小，利用密封空間i容積的減小而達到氣體的壓縮。
迴轉渦卷g設置有防止迴轉渦卷g繞著其自身中心轉動的裝置，諸如「十字形」圈，雖然圖中並未示出。
通過把帶有室外風扇的室外熱交換器，膨漲閥，帶有室內風扇的室內熱交換器以及致冷系統的其它元件(都未在圖上示出)連到壓縮機h，構成一個空調器(閉路致冷循環)。
壓縮機h通常設置在帶有一防止回流的單向閥O的出口n處。
由於其簡單的結構一個自由閥體型的閥用於單向閥O，一個自由閥體型的單向閥O由下列部件組成在出口孔n的中間處形成的閥室P，用閥室P的上遊和下遊端壁面形成的上遊閥座q和下遊閥座r以及一閥體s放在閥室p內且在這些閥座之間自由移動。
當排氣壓力從上遊作用，閥體s被壓到下遊閥座r以打開出口孔，當排氣壓力從下遊作用則閥體s被壓到上遊閥座q以關閉出口孔。
單向閥O關閉了出口孔n從而防止氣體回流進入壓縮機h以及防止由於回流引起的壓縮機反轉。
當壓縮機h停轉時，由於閥體s兩側之間的壓差Pd-Po所產生的力，在下遊閥座r的閥體s被壓向上遊閥座q。這裡，Pd是在下遊閥座r處閥體s下遊側的排氣壓力，如圖5中假想線所示和Po是閥室p內的氣體壓力，已知壓差Pd-Po根據吸入和排出壓力差△P(Pd-Ps，其中的Ps為吸入壓力)而改變。
當壓縮機在低轉速(小△P)下工作時，壓差Pd-Po較小，例如在室內和室外空氣溫差很小進行乾燥和冷卻工作運轉的情況。
閥體s通過致冷氣體中所含的油而粘結在閥座r上。
因此，當隨著小的吸入和排出壓力差△P而空調器停下來時且壓差Pd-Po並不大到足以超過粘滯力而移動閥體s，則閥體s並不很快移到關閉位置。
由於單向閥O的延遲關閉，就發生了氣體通過出口孔n回流到壓縮機h且引起產生很大噪音的壓縮機h反轉。
本發明就是在這樣的背景下產生的，因此本發明的目的是提供一種能防止單向閥延遲關閉的致冷循環機。
為了達到上述目的，權利要求1所限定的致冷循環機在關機操作時，具有提高壓縮機轉速的裝置以及當壓縮機在高速運行下保持一定時間時，具有停止機器運轉的裝置。
權利要求2所限定的致冷循環機具有使產生穿過冷凝器氣流的風扇裝置停轉以及當風扇停轉後預定時間C超過而停止機器運轉的裝置。
在權利要求1所限定的致冷循環機中，在機器停轉前，壓縮機的轉速是提高的且壓縮機在高轉速運轉一定時間後，致冷循環機才停轉。
通過壓縮機的這種高速運轉，吸入和排出壓力差增加到足以在閥體兩側之間產生高的壓差而超過機器停轉時的粘滯力而把閥體移向關閉位置。
在權利要求2所限定的致冷循環機中，在致冷循環機停轉前產生穿過冷凝器氣流的風扇就停轉了而在用於冷凝器的風扇停轉一定時間後才停轉致冷循環機。
這樣通過停轉冷凝器側的風扇，由於減小了熱交換的效率，冷凝器上遊側的氣體壓力上升，結果形成了吸入壓力和排出壓力差增加，因此吸入壓力和排出壓力差增加到足以在閥體兩側之間產生一足夠大的壓差且超過致冷循環機停轉時的粘滯力而把閥體移向關閉位置。
如上所述，本發明能夠解決單向閥延遲關閉的問題，該單向閥的延遲關閉會引起普通的致冷循環機中壓縮機的反轉。
圖1是本發明第一實施例的空調器總體結構的圖示;
圖2是示出單向閥結構和壓縮機的單向閥周圍部分的放大剖視圖;
圖3是示出本發明的第一實施例中控制壓縮機運轉的流程圖。
圖4是示出本發明的第二實施例中控制室外風扇動轉的流程圖;
圖5是示出設有自由閥體型普通單向閥的壓縮機中壓縮機構結構的剖視圖;
圖6是示出靜止外罩和迴轉外罩嚙合的剖視圖;
圖7是示出單向閥關閉行程中延遲時間相對於吸入和排出壓差的坐標圖。
在下文中，參照圖1和圖3的一實施例，而描述本發明。圖1表示採用本發明的致冷循環機之空調器的整體結構，在該實施例中，標號1a表示一渦卷式壓縮機(封閉壓縮機)，渦卷式壓縮機1a有一在空心圓柱體垂直方向延伸而形成的封閉殼體1。
一排出蓋2設置在靠近殼體1的上端把殼體1的內部分隔成上高壓段3和下低壓段4。
在殼體1的下低壓段4內，一電動機5安置在其下部而一個壓縮機構6則安置在其上部。
電動機5有一緊固在殼體1內的定子8和一在定子8內裝在軸7上的轉子9。定子8的繞阻的端頭10安置在殼體1的周面上並與一個電流換向器10a相連。
壓縮機構6由鋁製成且由裝配在一起的一個靜止渦卷11和一個迴轉渦卷16所組成。
靜止渦卷11有一端板12，螺旋形卷繞體13從端板12的內面垂直方向突出(相似於圖6的卷繞體)和圍繞卷繞體13的周壁14，在端板12的中心還有一個出口孔15。
旋轉渦卷16有一端板17和一螺旋形卷繞體18從端板17的內面垂直方向突出(相似於圖6中的卷繞體，在端板17的外表面中部有一轂套19。
靜止渦卷11和迴轉渦卷16安裝在一起，而渦卷的卷繞體13和18相互以一定角度，例如180°，嚙合在一起，藉助端板12和17以及卷繞體13和18(如圖6所示二個卷繞體13和18之間的封閉空間)形成若干彎月形的密封空間20，該密封空間20限制了致冷氣體，當密封空間容積變小時就壓縮致冷氣體並把氣體排入到出口孔15。
所以裝配在一起的渦卷11和16固定在排出蓋2和低壓段4上部的主架21之間充當隔層，這時靜止渦卷11在上側而迴轉渦卷16則在下側。
迴轉渦卷16的端板17是由主架21上側所形成的水平支撐面21a可滑動地支撐著。
靜止渦卷11緊固到從支架21周邊部分突出的支撐件21b上，但在垂直方向上可動且用彈簧22壓向迴轉渦卷16，更詳細地說，靜止渦卷11具有從端板12的圓周徑向突出的託架23，該託架23緊固到支撐件21b的頂部而彈簧22則插在託架23和支撐件21b之間。
一個設置在靜止渦卷11周壁14中的進口孔(未示出)通過圍繞周壁14的空間29，在架21上的開孔(未示出)以及低壓段4與進口管30相連，這樣，致冷氣體從殼體外面流入到壓縮機構6內。
軸7向上延伸到迴轉渦卷16的轂套19底端的下方，而軸7的頂端部分卻由主架21孔內的一個上軸承26可轉動地支撐。軸7的頂端設有一個而上突出的偏心銷27，偏心銷27容納在軸襯25的孔25a內，通過在軸套19孔內的軸承24可轉動地支持。藉助該結構，迴轉渦卷16通過偏心銷27來驅動繞著靜止渦卷11的中心(軸7的中心)而旋轉。
通過合適裝置可防止迴轉渦卷16繞其自身中心而轉動，諸如一「十字形圈」就能使迴轉渦卷16繞軸7的中心轉動但可防止迴轉渦卷16繞其自身中心轉動，該「十字形圈」放在迴轉渦卷16的端板17和主架21的支撐面21a之間。
由於迴轉渦卷16繞著軸7的中心旋轉，密封空間20從周邊部分轉移到中心，而容積變小從而致冷氣體壓縮而推出到出口孔15。
端板12在其頂側有與端板12同軸地向上延伸的內圓柱突起31和外圓柱突起32。
排出蓋2有一圓柱形突出部34，它向下延伸並裝納突起31和32之間形成的凹槽33內。
U形密封件35插在突起34的周面和各個突起31與32之間的環形空間內以允許靜止渦卷11垂直移動時的氣密封。
一個空間36是由端板12的內圓柱突起32的頂端與排出蓋2的中心部分之間的空間組成，空間36與端板12的出口孔15相通且由內U形密封件35密封以形成一高壓空間，而由內和外的U形密封件密封且位於圍繞著高壓空間的端板12和排出蓋2之間的空間37，通過一個在端板12上的導壓開孔，與在中間壓縮過程的密封空間20相通形成一中壓空間。
因此高壓空間內的致冷氣體壓力變成排出壓力而空間37內的壓力變成中壓壓力，而且在空間36和37內的致冷氣體壓力抵銷壓縮機構6內的致冷氣體壓力，從而防止了靜止渦卷11不會被內壓指起。
一個由硬材料組成的環形抗磨損板40嵌入到迴轉渦卷16的端板12內面的周邊部分上，而迴轉渦卷16與靜止渦卷11的周壁14的底端為滑動接觸。抗磨損板40防止由於作用在靜止渦卷11的力通過周壁14使端板12的內面，迅速磨損這是通過運行時把它翹起來實現的。
端板12的出口孔15穿過空間36延伸到排出蓋1並且分開成圍繞著空間36在排出蓋1徑向方向形成的若干個支孔。每個支孔15在高壓段3處開口用作卸壓室43。
一個防止致冷氣體回流的單向閥42放入出口孔15，一種自由閥體型的閥用作單向閥42，該單向閥42的結構以及單向閥周圍部分連圖2的放大剖視圖內示出。
在圖2所示的單向閥42的結構中，空間36組成了閥室60，閥室60為圓柱形，其直徑大於端板12的出口孔15的直徑。在端板12上的出口孔15開在閥室60的上遊側，而出口孔15的分支下遊部分從閥室60的周邊延伸到卸壓室43。
閥室60的上遊端面用作第一閥座61(關閉位置)和閥室60的下遊端面用作第二閥座62(打開位置)。
圓盤形狀的閥體63可動地放在閥室60內且在第一閥座61和第二閥座62之間自由移動。
藉助這種結構，當排氣壓力從上遊側加上則閥體63就壓向下遊的第二閥座62以打開出口孔15，而當返回氣體壓力從下遊側加上則閥體63就壓向上遊的第一閥座61以關閉出口孔15。
這樣當壓縮機1a停止工作時，單向閥42就關閉出口孔15以防止致冷氣體回流。
把閥室60與卸壓室43相通的開孔60a開在閥室60的下遊端壁上，當壓縮機1a停止工作時，開孔60a使卸壓室43的氣壓加到在第二閥座62處閥體63的背側上而把閥體63移向第一閥座61。
出口管44安置在殼體1頂壁的外表面上，卸壓室43與出口管44相通且卸壓室43的氣體穿過出口接頭44而流出。
軸7的底端部伸向殼體1的底壁且由位於低壓段4下部的下支架45可轉動地支撐著。
在下支架45的底側設有一油泵49，在此實施例中，該油泵是一個迴轉柱塞泵，採用了包含有一個由軸7帶動的偏心轉子46和一個圍繞偏心轉子46滑動裝配的環48，通過環48的向前運動而擠出油，油泵49也可來用其它型式的泵。油泵49的進口(未示出)與在殼體1底部的油箱51相通且把油51中的油51a吸入，油泵49的出口與壓縮機構6滑動接觸的部分相通，穿過開在軸7內的油孔50把油輸到要潤滑的部分。
油泵49的出口還設有一保險閥49a當油壓超過一預定值時，用來把油返回油箱51。
因此，標號52表示一端蓋，該端蓋罩住安置在殼體1外表面上的接線端子10。
在渦卷壓縮機1a的出口管44和進口管30之間的結構如上文所述，致冷循環系統的部件都連到封閉環路上以組成一個包括室外熱交換器64(冷凝器)，膨脹閥65，室內熱交換器66(蒸發器)以及蓄壓器67的空調系統69。
室外熱交換器64包括一個用來加速熱交換器與室外空氣之間熱交換的戶外風扇64a(風扇在冷凝器側)而室內熱交換器66包括一個用來加速熱交換器與室內空氣之間熱交換的戶內風扇66a(風扇在蒸發器側)。戶內風扇66a通過熱交換器使室內空氣循環。
標號70表示一個微處理器為基礎的控制電路，該控制電路70連到起到開機與關機或設定溫度等的控制板(或遙控裝置)71，還連到變頻器10a，戶外風扇64a和戶內風扇66。
通過根據由溫度感受器所測到的室溫與控制板71設定的溫度之差來改變輸到壓縮機1a的電流頻率則控制電路70具有根據室內的負荷(空調的負荷)來控制壓縮機1a轉速的功能。
控制電路70還操作與壓縮機1a協同工作的戶內風扇64a和戶外風扇66a。
當控制板71工作使空調機停止運行時(提高壓氣機轉速的裝置)，控制電路70還具有在高轉速下操作壓縮機1a的功能。控制電路70中斷了空調機的運行，也就是在一定時間後，壓縮機1a，室外風扇64a和戶內風扇66a都已經超時運行(用於中斷系統工作的裝置)，該功能增大了吸入和排出之壓力差△P以致該壓差Pd-Po變得大到足以在機器停轉時迅速移動閥體63。
下文參照圖3所示的流程圖將詳細敘述壓縮機1a的運行。當操作控制板71轉到致冷工作狀態，控制電路70使變頻器用相應於由溫度感受器測到的室溫與控制板71上設定的溫度之間溫差的頻率來驅動壓縮機1a的馬達5。
當馬達5的轉子9開始轉動，此轉動通過軸7傳到油泵49。
然後，油泵46的偏心轉子46被驅動旋轉，且向前運動地移動環48。油箱51內的油51a從油泵49進口吸入並從出口排出，油泵49排出的油51a通過油孔50輸到需要用油的壓縮機構部分6。
馬達5的轉動通過軸7，偏心銷27和轂套19也傳到迴轉渦卷16。
於是迴轉渦卷被驅動繞著靜止渦卷的中心而轉動同時藉助「十字環」28防止繞其自身中心而轉動。
通過迴轉渦卷16的轉動，當二個渦卷從周邊移到中心，靜止渦卷11和迴轉渦卷16之間形成的密封空間20容積變小。
致冷氣體穿過進口管30、低壓段4、主架(未示出)的開孔，在周壁14上的進口孔(未示出)而進入周壁14和卷繞體13、18之間的空間，隨後進入和被限制在密封空間20內。
密封空間所感的氣體，當密封空間容積變小時就受到壓縮，並排入到中心部分的出口孔15。
由於排氣的推動，單向閥42的閥體63從上遊的第一閥座61移到下遊的第二閥座62，如圖所示雙點的點劃線，從而打開了出口孔15。
隨後，排氣穿過出口孔15的分支部分進入卸壓室43從壓縮機1a流出並進入出口管44。
在壓縮機構6內，在高壓空間36(閥室60)內的致冷氣體壓力變成排出壓力，而空間37內的壓力變成中壓。在空間36和空間37內的氣壓抵銷密封空間20內的氣壓，從而防止靜止渦卷11不會被內壓所推起，所以密封空間20內所限定的氣體被壓縮而不會洩漏。
結果來自壓縮機1a的致冷氣體開始通過室外熱交換器64(冷凝器)，膨脹閥65，室內熱交換器66以及蓄壓器67而循環不息。
於是控制電路70起動了戶外風扇64a和戶內風扇66a而運轉。
從而致冷氣體在室外熱交換器64內冷凝而排出熱氣並在室內蒸發器66內蒸發以便在房間內釋放冷氣。
這樣房間內根據空調的負荷，由動力運轉來進行致冷。
當操作控制板71控制掉機器關機，控制電路70發出提高壓縮機1a的轉速信號，該壓縮機1a的高速運轉維持一定的時間。
這樣吸入壓力和排出壓力之差△P增大以致閥體63兩側之間的壓差Pd-Po變大到當機器停轉時足以迅速移動閥體63。
在空調器停止工作以前，壓縮機1a的高轉速運行保證了閥體63兩側之間的壓差Pd-Po大到在機器停轉機時，足以能迅速移動閥體63，即使對於室內和室外空氣溫差很小情況下的乾燥運轉或致冷運轉也是如此。
在已到達預定時間之後，控制電路70發出停止壓縮機1a，戶外風扇64a和戶內風扇66a的信號來中斷空調器的運行。
當空調器的運行中斷時，壓向第二閥座62的閥體63，由於閥體63兩側之間的壓差超過了圖1和圖2粗實線所示油的粘滯力而移向第一閥61從而關閉了出口孔15。
所以，防止了單向閥42的延遲關閉操作，結果也就防止了由於延遲引起的壓縮機1a的反轉以及由於壓縮機反轉引起的噪音。
因為本實施例中採用了常規的變頻器控制的壓縮機，在空調機停轉以前的一定時間會立刻提高空調器中壓縮機1a的轉速，所以不會引起成本增加。
圖4示出第二實施例的操作流程圖。
也可不提高壓縮機1a的轉速，第二實施例中先停轉戶外風扇64，然後在到達一定時間後，再停轉空調器。
在致冷運作中(停止戶外風扇的裝置)，當操作控制板71停止空調器運轉時，控制電路70中斷空調器的運轉，也就是中斷壓氣縮1a，戶內風扇66a的運轉。
當操作控制板71停止空調器的運轉，具有上述功能的控制電路70首先停轉用於外熱交換器64(冷凝器)的戶外風扇64a，隨後當戶外風扇64a停轉以後到達一定時間再停轉壓縮機1a和戶內風扇66a。
如果戶外風扇64a在其它裝置停轉以前就先停轉，由於熱交換效率的降低而引起的冷凝壓力的改變，氣壓就會在戶外熱交換器64的上遊側升高。
藉助該效應，閥體63兩側之間的壓差Pd-Po變大到超過油的粘滯力，如上述第一實施例所述那樣，足以使閥體63移動到第一閥座61。
因此，當壓縮機1a停轉時，單向閥42的閥體43迅速移向關閉位置。
結果，在第二實施例中防止了單向閥42的延遲關閉，因此也就防止了由於延遲關閉而引起的壓縮機1a的反轉。
因為在其它裝置停轉前的一定時間，第二實施例正好停轉戶外風扇64a，所以也就不會引起成本增加。
第二實施例的空調器結構並未示出，因為它和第一實施例的空調器結構完全相同。
雖然所敘述的只是本發明應用到空調器的一個實施例，本發明也能應用到採用設置一自由閥體型單向閥的壓縮機的各種熱交換系統。
如上所述，權利要求1和2所限定的本發明能在閥體兩側之間產生壓差，該壓差大到在熱交換系統停止工作時超過油的粘滯力，足以移動閥體到關閉位置。
因此，當壓縮機停轉時，單向閥的閥體能無延遲地移到關閉位置，結果防止了氣體的回流以及由於氣體回流引起的壓縮機反轉。
再則，因為本發明所用的都是普通設備，本發明不會引起成本的增加。
權利要求
1.一個致冷循環機有一壓縮機，該壓縮機具有一個在其出口設置一單向閥的壓縮機構和一用來驅動壓縮機構的變頻器帶動的馬達以及連在閉合迴路中致冷循環系統的其它元件，單向閥在出口的上遊側有一第一閥座，在出口的下遊側有一第二閥座和一個在第一閥座和第二閥座之間自由移動的閥體，而且當流體壓力從上遊側加上就打開出口，當流體壓力從下遊側加上就關閉出口，其特徵在於還有當致冷循環機關機時，用來提高上述壓縮機轉速的裝置；當上述壓縮機維持高轉速運轉一定時間後用來中斷致冷循環機運轉的裝置。
2.一個致冷循環機有一壓縮機，該壓縮機具有一個在其出口設置一單向閥的壓縮機構和一用來驅動壓縮機構的變頻器帶動的馬達，一冷凝器，一用來產生穿過冷凝器氣流的風扇以及連在閉合迴路中致冷循環系統的其它元件，單向閥在出口的上遊側有一第一閥座，在出口的下遊側有一第二閥座和一個在第一閥座和第二閥座之間自由移動的閥體，而且當流體壓力從上遊側加上就打開出口，當流體壓力從下遊側加上就關閉出口，其特徵在於還有當致冷循環機關機時，用來中斷已在上述冷凝器進行熱交換的風扇的裝置;和當上述風扇停轉後到達一定時間，用來中斷上述致冷循機運轉的裝置。
全文摘要
一致冷循環機其特徵在於，有當致冷循環機停轉和停轉後過一定時間時用來提高壓縮機轉速或中斷產生穿過冷凝器氣流的風扇的硬體或軟體裝置。此吸入和排出壓力差增大至一定程度以致在閥體兩側之間產生足夠大的壓差而超過致冷循環機停轉時油的粘滯力，使機器停止時閥體移向關閉位置。
文檔編號F04C28/06GK1103943SQ94105829
公開日1995年6月21日 申請日期1994年5月20日 優先權日1993年8月30日
發明者武田公溫, 鵜飼徹三, 鈴木一弘, 佐藤和弘 申請人:三菱重工業株式會社