CN104047856A - 双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器。根据本发明的转子两级增焓压缩机，包括：低压气缸、弹性设置在低压气缸的滑片槽中的低压滑片；高压气缸、弹性设置在高压气缸的滑片槽中的高压滑片；设置在低压气缸和高压气缸之间以隔离低压气缸和高压气缸的泵体隔板、推动低压滚子和高压滚子运动的曲轴、驱动曲轴转动的电机；支撑曲轴并设置在高压气缸上部的上法兰和设置在低压气缸下部的下法兰、与下法兰密封形成中压腔的下法兰盖板以及与中压腔相连通的增焓口；增焓口的设置位置相对低压滑片的位置沿曲轴的旋转方向的圆心角为θ，其中，90°≤θ≤270°。本发明通过优化增焓口位置，提高压缩机的效率，降低功耗。

Description

双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器。

背景技术

现有技术中，通过在双转子两级压缩机上设置增焓口对压缩机增焓，从而有效地降低压缩机的排气温度，提高压缩机的效率。但是，现有技术中，增焓口一般设置在低压气缸或者下法兰上，并没有对增焓口的设置位置进行较深入的研究。本发明的研究人员通过研究发现，增焓口的设置位置，对压缩机中低压腔冷媒吸气过热损失、高压腔冷媒吸气过热损失以及冷媒的流动阻力都有一定的影响，较大的吸气过热损失和较大的流动阻力都会增加压缩机的耗功，进而降低压缩机的性能。

发明内容

本发明旨在提供一种提高压缩机能效比的双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器。

本发明提供了一种双转子两级增焓压缩机，包括：低压气缸、弹性设置在低压气缸的滑片槽中的低压滑片、设置在低压气缸中并始终与低压滑片的端部和低压气缸内周面接触的低压滚子；高压气缸、弹性设置在高压气缸的滑片槽中的高压滑片、设置在高压气缸中并始终与高压滑片的端部和高压气缸内周面接触的高压滚子；设置在低压气缸和高压气缸之间以隔离低压气缸和高压气缸的泵体隔板、推动低压滚子和高压滚子运动的曲轴、驱动曲轴转动的电机；支撑曲轴并设置在高压气缸上部的上法兰和设置在低压气缸下部的下法兰、与下法兰密封形成中压腔的下法兰盖板以及与中压腔相连通的增焓口；增焓口的设置位置相对低压滑片的位置沿曲轴的旋转方向的圆心角为θ，其中，90°≤θ≤270°。

进一步地，100°≤θ≤200°。

进一步地，θ=135°或者θ=180°。

进一步地，增焓口设置在低压气缸或者下法兰上。

进一步地，双转子两级增焓压缩机还包括与增焓口相连接以对中压腔补气增焓的增焓组件；增焓组件包括设置在增焓口内部的增焓泵体吸气管和与增焓泵体吸气管相连接的增焓管，以及设置在双转子两级增焓压缩机的壳体上以对增焓管固定的增焓管固定件。

进一步地，增焓组件还包括套设在增焓泵体吸气管外部并与双转子两级增焓压缩机的壳体相连接的增焓壳体吸气管，以及设置在增焓泵体吸气管内部的增焓密封圈。

进一步地，增焓管固定件包括与增焓管相配合的增焓管压板和将增焓管压板固定在双转子两级增焓压缩机的壳体上的增焓管固定螺钉，以及设置在增焓管压板与增焓管之间的增焓管减振垫圈。

本发明还提供了一种空调器，包括前述的双转子两级增焓压缩机。

本发明还提供了一种热泵热水器，包括前述的双转子两级增焓压缩机。

根据本发明的双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器，通过对增焓口位置的优化，选择将增焓口设置在沿曲轴的旋转方向相对低压滑片的位置的圆心角为90°至270°的范围内，在该范围中，对中压腔中注入增焓气体，有效降低低压腔冷媒吸气过热损失和高压腔冷媒吸气过热损失，与此同时能够有效降低增焓导致的中压腔中冷媒流动阻力增大的程度，从而降低压缩机的总耗功量，提升压缩机的性能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的结构示意图；

图2是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的剖视结构示意图；

图3是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的第一分解结构示意图；

图4是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的第二分解结构示意图；

图5a是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的低压气缸的俯视结构示意图；

图5b是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的低压气缸的剖视结构示意图；

图5c是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的低压气缸的仰视结构示意图；

图6a是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的下法兰的俯视结构示意图；

图6b是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的下法兰的剖视结构示意图；

图6c是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的下法兰的仰视结构示意图；

图7a是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第一实施例的结构示意图；

图7b是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第二实施例的结构示意图；

图7c是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第三实施例的结构示意图；

图7d是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第四实施例的结构示意图；

图7e是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第五实施例的结构示意图；

图7f是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的增焓口位置的第六实施例的结构示意图；

图8是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的能效比随增焓口位置的变化关系曲线图；

图9是根据本发明的双转子两级增焓压缩机的低压滑片与排气口和吸气口的关系示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的双转子两级增焓压缩机，包括：低压气缸10、弹性设置在低压气缸10的滑片槽中的低压滑片11、设置在低压气缸10中并始终与低压滑片11的端部和低压气缸10内周面接触的低压滚子12；高压气缸20、弹性设置在高压气缸20的滑片槽中的高压滑片、设置在高压气缸20中并始终与高压滑片的端部和高压气缸20内周面接触的高压滚子22；设置在低压气缸10和高压气缸20之间以隔离低压气缸10和高压气缸20的泵体隔板30、推动低压滚子12和高压滚子22运动的曲轴40、驱动曲轴40转动的电机50；支撑曲轴40并设置在高压气缸20上部的上法兰23和设置在低压气缸10下部的下法兰13、与下法兰13密封形成中压腔16的下法兰盖板14、设置在低压气缸10或者下法兰13上的并与中压腔16相连通的增焓口15；增焓口15的设置位置相对低压滑片11的位置沿曲轴40的旋转方向的圆心角为θ，其中，90°≤θ≤270°。本发明通过对增焓口15位置的优化，选择将增焓口15设置在沿曲轴40的旋转方向相对低压滑片11的位置的圆心角为90°至270°的范围内，在该范围中，对中压腔16中注入增焓气体，有效地降低增焓导致中压腔16中冷媒流动阻力增大的程度，即减小冷媒在中压腔16中的压降，从而降低压缩机的功耗，提升压缩机的性能。

通过实验分析，增焓口15的位置合理设置，不仅能够降低中压腔16中的冷媒压降，另外，能够降低压缩机的过热损失。一般情况下，增焓补气和吸气存在温差，且增焓补气温度高于吸气温度，如果增焓口15与吸气口相距过近，增焓补气将加热吸气，增焓口15越靠近越易提高吸气温度，从而增加了过热损失，导致制冷系数的下降；这样增焓口离吸气口越远越能减少过热损失。同时，增焓口远离排气口有利于补气与低压气缸的排气充分混合，混合充分有利于降低中压腔16中的气体温度，从而减少过热损失，降低压缩机的总功耗。

如图9所示，低压气缸的吸气口和排气口分别设置在低压滑片的两侧，而且与低压滑片之间的距离对压缩机的性能具有较大的影响。一般地，吸气口19前边缘角β的存在会造成在压缩过程开始前吸入的气体向吸气口19回流，导致输气量下降，为了减少β造成的不良影响，β取值越小对输气量的影响越小，但是需要考虑气缸滑片槽强度，β取值不能无限小。即应该使吸气口19尽量接近气缸滑片槽，且吸气口19的孔口宽度不宜过大，研究表明β取值在30°至35°范围时对输气量的影响不明显。排气口后边缘角α会影响余隙容积的大小，α值越小余隙容积越小，压缩机的余隙损失越小，越能减少压缩机的功率，从而提升压缩机的能效比。应该使排气口尽量接近气缸滑片槽，但是需要综合考虑气缸滑片槽壁厚，综合考虑，通常α取值为30°至35°。

综上所述，增焓口15需要远离吸气口和排气口，并结合图7a至图7f中，θ分别为90°、100°、135°、180°、200°、270°时低压气缸10上的增焓口15与低压滑片11、吸气口的位置示意图，从图中可以较为清楚的看出，在低压气缸10上相对低压滑片11的位置沿曲轴40的旋转方向的圆心角为90°至270°的范围内，增焓口15相对吸气口和排气口的距离均较为合适。

选择一台型号为QXAT-D20zF030的双转子两级增焓压缩机，在国标工况下，通过调节增焓口15的位置，得到如图8所示的能效比与增焓口位置的变化关系曲线图。在图8中，压缩机的能效比随着增焓口位置角度的增大先显著提升，当角度增大到90°时，能效比提高幅度开始变得平缓，在100°到200°区间，能效比无明显变化，在200°到270°区间，能效比开始平缓地降低，当角度增大到270°时，能效比开始急剧地降低。即较优选的增焓口设置位置为相对低压滑片11的位置沿曲轴40的旋转方向的圆心角为100°至200°之间。

如图7c和7d所示，当θ为135°和180°以及两者之间的其他数值时，增焓口15相对吸气口和排气口具有较合适的距离，定位方便，便于加工，结合上述实验，在上述范围内，能效比较优，增焓口15设置的最优选的值为135°和180°。

在本发明的双转子两级增焓压缩机中，如图1所示，分液器焊接固定在压缩机的壳体上，低压气缸10通过螺钉固定在下法兰13上，分液器通过吸气管与低压气缸10的吸气口相连通，下法兰盖板14通过螺钉固定在下法兰13下方并与下法兰13形成中压腔16。

高压气缸20通过螺钉与上法兰23固定的同时与泵体隔板30相连，上法兰23焊接在壳体上，曲轴40穿过下法兰13、低压气缸10、下法兰盖板14、泵体隔板30、高压气缸20、上法兰23，低压滚子12套设在曲轴40的下偏心部上，高压滚子22套在曲轴40的上偏心部上，排气管焊接在上盖组件上，上盖组件焊接在壳体上。

如图2所示，当增焓口15设置在低压气缸10上时，在低压气缸10的侧壁和下法兰13上设置有冷媒流道从而使增焓口15对与中压腔16相连通。如图1所示，压缩机外部设置有增焓组件，增焓组件与增焓口15相连接，从而对中压腔16补气增焓。

具体地，如图1所示，增焓组件包括设置在增焓口15内部的增焓泵体吸气管61和与增焓泵体吸气管61相连接的增焓管62，以及设置在双转子两级增焓压缩机的壳体上以对增焓管62固定的增焓管固定件63。增焓组件还包括套设在增焓泵体吸气管61外部并与双转子两级增焓压缩机的壳体相连接的增焓壳体吸气管64，以及设置在增焓泵体吸气管61内部的增焓密封圈65。一般地，增焓壳体吸气管64焊接在壳体上，增焓泵体吸气管61通过与其过盈配合的增焓密封圈65压紧在低压气缸10的增焓口15的内壁上，增焓管62通过焊接与增焓壳体吸气管64和增焓泵体吸气管61相连通。

增焓管固定件63包括与增焓管62相配合的增焓管压板63a和将增焓管压板63a固定在双转子两级增焓压缩机的壳体上的增焓管固定螺钉63b，以及设置在增焓管压板63a与增焓管62之间的增焓管减振垫圈63c。采用增焓管压板63a与增焓管减振垫圈63c配合，能够较好的固定增焓管62，从而在一定程度上减轻压缩机振动对增焓管62的影响。

如图2至4、图5a至图6c所示，低压气缸10和下法兰13上设置有与中压腔16相连通的低压气缸排气通道17；下法兰13、低压气缸10、泵体隔板30和高压气缸20上设置有与中压腔16相连通的高压气缸进气通道18。结合图2至图6c，冷媒流通过程简述如下，在电机50（转子组件、定子组件）的驱动下，压缩机运转，从冷媒循环系统回来的冷媒一部分通过分液器进入到低压气缸10中，经过一级压缩从低压气缸10的排气口经过低压气缸排气通道17排到下法兰13与下法兰盖板14形成的中压腔16中，冷媒的另一部分从冷媒循环系统的另一回路进入增焓管62，再进入增焓泵体吸气管61，通过低压气缸10上的增焓口15流入中压腔16中，并与低压气缸10的排气在中压腔16中混合，形成中压的混合冷媒流体，该流体再通过下法兰13、低压气缸10、泵体隔板30和高压气缸20上的高压气缸进气通道18泵入高压气缸20并压缩成高压冷媒流体，通过上法兰23排出至由壳体、上盖组件包围的空间内，并最终从排气管排入到冷媒循环系统（蒸发器或冷凝器）中，参与冷媒循环，即完成压缩机的一次双级压缩并进行增焓的工作过程。

本发明还提供了一种空调器，包括前述的双转子两级增焓压缩机，通过合理的设置增焓口，有效地降低冷媒流道阻力和冷媒过热损失，从而减少压缩机及空调器的总耗功量，提高压缩机及空调器的能效比。

本发明还提供了一种热泵热水器，包括前述的双转子两级增焓压缩机，通过合理的设置增焓口，有效地降低冷媒流道阻力和冷媒过热损失，从而减少压缩机及热泵热水器的总耗功量，提高压缩机及热泵热水器的能效比。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的双转子两级增焓压缩机及具有其的空调器、热泵热水器。通过对增焓口位置的优化，选择将增焓口设置在沿曲轴的旋转方向相对低压滑片的位置的圆心角为90°至270°的范围内，在该范围中，对中压腔中注入增焓气体，有效降低低压腔冷媒吸气过热损失和高压腔冷媒吸气过热损失，与此同时能够有效降低增焓导致的中压腔中冷媒流动阻力增大的程度，从而降低压缩机的总耗功量，提升压缩机的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双转子两级增焓压缩机，包括：

低压气缸（10）、弹性设置在所述低压气缸（10）的滑片槽中的低压滑片（11）、设置在所述低压气缸（10）中并始终与所述低压滑片（11）的端部和所述低压气缸（10）内周面接触的低压滚子（12）；

高压气缸（20）、弹性设置在所述高压气缸（20）的滑片槽中的高压滑片、设置在所述高压气缸（20）中并始终与所述高压滑片的端部和所述高压气缸（20）内周面接触的高压滚子（22）；

设置在所述低压气缸（10）和所述高压气缸（20）之间以隔离所述低压气缸（10）和所述高压气缸（20）的泵体隔板（30）、推动所述低压滚子（12）和所述高压滚子（22）运动的曲轴（40）、驱动所述曲轴（40）转动的电机（50）；

支撑所述曲轴（40）并设置在所述高压气缸（20）上部的上法兰（23）和设置在所述低压气缸（10）下部的下法兰（13）、与所述下法兰（13）密封形成中压腔（16）的下法兰盖板（14）以及与所述中压腔（16）相连通的增焓口（15）；

其特征在于，所述增焓口（15）的设置位置相对所述低压滑片（11）的位置沿所述曲轴（40）的旋转方向的圆心角为θ，其中，90°≤θ≤270°。

2.根据权利要求1所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，100°≤θ≤200°。

3.根据权利要求2所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，θ=135°或者θ=180°。

4.根据权利要求1所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，所述增焓口（15）设置在所述低压气缸（10）或者所述下法兰（13）上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，

所述双转子两级增焓压缩机还包括与所述增焓口（15）相连接以对所述中压腔（16）补气增焓的增焓组件；

所述增焓组件包括设置在所述增焓口（15）内部的增焓泵体吸气管（61）和与所述增焓泵体吸气管（61）相连接的增焓管（62），以及设置在所述双转子两级增焓压缩机的壳体上以对所述增焓管（62）固定的增焓管固定件（63）。

6.根据权利要求5所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，

所述增焓组件还包括套设在所述增焓泵体吸气管（61）外部并与所述双转子两级增焓压缩机的壳体相连接的增焓壳体吸气管（64），以及设置在所述增焓泵体吸气管（61）内部的增焓密封圈（65）。

7.根据权利要求6所述的双转子两级增焓压缩机，其特征在于，

所述增焓管固定件（63）包括与所述增焓管（62）相配合的增焓管压板（63a）和将所述增焓管压板（63a）固定在所述双转子两级增焓压缩机的壳体上的增焓管固定螺钉（63b），以及设置在所述增焓管压板（63a）与所述增焓管（62）之间的增焓管减振垫圈（63c）。

8.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至7中任一项所述的双转子两级增焓压缩机。

9.一种热泵热水器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至7中任一项所述的双转子两级增焓压缩机。