CN104251206A - 一种旋转式双级压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转式双级压缩机，包括用于容纳泵体的外壳，所述泵体包括依次堆叠设置的高压压缩部和低压压缩部，所述低压压缩部包括第一压缩部和第二压缩部，低压隔板组件将所述第一压缩部与所述第二压缩部隔离，所述低压隔板组件上形成有空腔，所述第一压缩部上设置有第一吸气口和第一排气口，所述第二压缩部上设置有第二吸气口和第二排气口，所述第一排气口和所述第二排气口分别与所述空腔连通，所述高压压缩部设置有高压吸气口，所述高压吸气口与所述空腔连通，由于该第一压缩部和第二压缩部均进行低压压缩，增加了低压压缩部的排气量，能够使高压压缩部有饱和的吸气，较之同缸径的双级压缩机排量较高。

Description

一种旋转式双级压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，更具体地说，涉及一种旋转式双级压缩机。

背景技术

现有滚动转子式双级压缩机一般为双缸双级，双级压缩机一是在排量上比双缸单级要小，二是转动的平衡性不如双缸单级。但单级压缩机的能效及制热能力上都比双级压缩机存在较大差距，而双缸双级压缩机的排量扩大。

现一般通过扩大压缩机直径来扩大双级压缩机排量，这将导致压缩机本身的成本及空调整机制造成本的上升。为了扩大压缩机的排量，并且用于双级或多级压缩，现也有一些针对多缸多级压缩机的研究，例如现有技术中有一种可变容量型多气缸旋转式压缩机，通过对吸排气流道的控制，进而实现双级压缩。

该可变容量型多气缸旋转式压缩机是通过以如下方式实现双级压缩的，即在壳体外部，设置多个吸入侧连接管，多个旁通侧连接管、多个排出侧连接管、多个开闭阀以及多个转换阀。多个关闭阀控制从蒸发器到吸气管之间的冷媒是否流通。多个旁通侧连接管分别将第一压缩装置和第二压缩装置的排出侧与第二压缩装置和第三压缩装置的吸入侧连接管相连，并用转换阀控制第二和第三压缩装置压缩后的冷媒流向。通过壳体外部的几个阀门控制冷媒的流动方向，实现一级、两级以及三级压缩。

这种方式固然可以实现多级压缩机，但这种依靠众多管道和阀门来多级压缩，一是外部管路众多，阀门众多，导致压缩机的制造较为工艺复杂，且压缩机成本高；二、这种方式下能实现双级压缩，但却不能增大双级压缩的排量；三、这种方式下，压缩内部吸排气流道过长且流道复杂，将影响到压缩机能效；四、无法实现增焓功能，不能进一步提高压缩机的能力。

发明内容

本发明目的在于提供一种旋转式双级压缩机，以解决现有的小缸径双级压缩机排量小的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种旋转式双级压缩机，包括用于容纳泵体的外壳，所述泵体包括依次堆叠设置的高压压缩部和低压压缩部，所述低压压缩部包括第一压缩部和第二压缩部，低压隔板组件将所述第一压缩部与所述第二压缩部隔离，所述低压隔板组件上形成有空腔，所述第一压缩部上设置有第一吸气口和第一排气口，所述第二压缩部上设置有第二吸气口和第二排气口，所述第一排气口和所述第二排气口分别与所述空腔连通，所述高压压缩部设置有高压吸气口，所述高压吸气口与所述空腔连通。

进一步的，所述低压隔板组件包括叠置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板上设置有第一凹槽，所述第二隔板上设置有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成所述空腔。

进一步的，所述第一凹槽和所述第二凹槽均为弧形凹槽。

进一步的，所述第一压缩部、第一隔板、第二隔板和第二压缩部依次叠置，所述第一凹槽上设置有用于控制第一排气口开闭的第一排气阀片组件，所述第二凹槽上设置有用于控制第二排气口开闭的第二排气阀片组件。

进一步的，在所述高压吸气口和所述空腔之间设置有增焓组件，所述增焓组件包括增焓口和增焓腔，所述增焓腔与所述增焓口连通，所述高压吸气口通过所述增焓腔与所述空腔连通。

进一步的，所述增焓组件设置在所述泵体的外部。

进一步的，所述第一凹槽上设置有与所述增焓腔连通的空腔排气口。

进一步的，所述空腔排气口通过设置在所述第一压缩部上的中间流道与所述增焓腔连通。

进一步的，所述高压压缩部容积与所述低压压缩部容积之和的比值σ的范围为：0.4≤σ≤1。

进一步的，所述高压压缩部容积与所述低压压缩部容积之和的比值σ的范围为：0.7≤σ≤0.9。

进一步的，靠近高压压缩部的第一压缩部的气缸缸高与远离高压压缩部的第二压缩部的气缸缸高之比θ的范围为：0.5≤θ≤2。

进一步的，所述缸高之比θ＝1。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的旋转式双级压缩机，由于设置了两个低压级压缩组件，该两个低压级压缩组件均进行低压压缩，经低压压缩部第一压缩部和第二压缩部压缩后的中压气体排量较大，在进行二级压缩时保证高压级压缩部有足够的吸入量，如此通过增加低压压缩部的排量，保证高压压缩部有饱和吸气量，提高了同样缸径双级压缩机的压缩能力和压缩排量，拓宽了同缸径压缩机的应用范围。

本发明的另一方面提供了一种具有上述旋转式双级压缩机的空调器和热泵热水器，由上旋转式双级压缩机具有的有益效果可知，具有该旋转式双级压缩机的空调器和热泵热水器也具有其相同的技术效果。在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明旋转式双级压缩机整机结构示意图；

图2为本发明旋转式双级压缩机泵体结构示意图；

图3为本发明旋转式双级压缩机冷媒流通示意图；

图4为本发明旋转式双级压缩机整机立体结构图；

图5为本发明旋转式双级压缩机第一隔板结构示意图；

图6为本发明旋转式双级压缩机第二隔板结构示意图；

图7为本发明旋转式双级压缩机第一压缩部第一气缸的结构示意图；

图8为本发明旋转式双级压缩机第一压缩部第一气缸的剖面图；

图9为本发明的旋转式双级压缩机高压压缩部容积之和与低压压缩部容积之和的比值σ与压缩机COP指数关系的曲线图；以及

图10为本发明的旋转式双级压缩机第一压缩部的缸高和与第二压缩部的缸高之比θ与压缩机COP指数关系的曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式

图1、示出了本发明旋转式双级压缩机具体结构，包括由上盖组件1、外壳主体17和下盖18围成的外壳用于容纳泵体，泵体固定在在外壳主体17上，电机的定子3与外壳主体固定，转子4通过曲轴5驱动泵体，中间隔板9将依次堆叠设置在曲轴5上的高压压缩部和低压压缩部隔离，上法兰6和下法兰16分别设置在高压压缩部和低压压缩部的两端，低压压缩部包括由第一气缸14与第一滚子15构成的第一压缩部和由第二气缸10与第二滚子11构成的第二压缩部，包括第一隔板13和第二隔板12的低压隔板组件将第一压缩部与所述第二压缩部隔离，低压隔板组件上形成有空腔100，参见附图7、8，第一压缩部上的第一气缸14上设置有第一吸气口141和第一排气口143，参见附图4，第二压缩部的第二气缸10上设置有第二吸气口101和第二排气口(未示出)，所述第一排气口143和所述第二排气口分别与所述空腔100连通，所述高压压缩部设置有高压吸气口，所述高压吸气口与所述空腔100连通。

本发明旋转式双级压缩机的低压压缩部包括第一压缩部和第二压缩部，该第一压缩部和第二压缩部均进行低压压缩，增加了低压压缩部的排气量，能够使高压压缩部有饱和的吸气，较之同缸径的双级压缩机排量较高。

用于容纳低压压缩部压缩后排出的中间压力气体的空腔100，设置位置影响着排气阻力，参见附图5、6，本发明在第一隔板13上设置有第一凹槽131，在第二隔板12上设置有第二凹槽121，第一隔板13和第二隔板12叠置时，第一凹槽131和第二凹槽121互相配合形成所述空腔100。

由第一凹槽131和第二凹槽121围成的空腔100设置在独立的第一隔板13和第二隔板12上，可方便的加工，较好的减少压缩机的加工成本。

空腔100的设置对排气有着影响，经过本发明人的研究发现，空腔100的形状对排气阻力也有着较大的影响，本发明中将第一凹槽131和所述第二凹槽121均设置成弧形凹槽不但可以减小排气阻力，在研究中发明人还发现互相凹槽还具有较好的降噪效果。

本发明为了优化排气流道，减小阻力，将第一压缩部、第一隔板13、第二隔板12和第二压缩部依次叠置，第一隔板13紧靠第一压缩部，第一凹槽131上设置有用于控制第一排气口143开闭的第一排气阀片组件133，第一凹槽131中设置有与第一排气口143相对应的空腔第一进气孔132，阀片通过控制空腔第一进气口132进而控制第一排气口143开闭；第二凹槽121上设置有用于控制第二排气口(图中未示出)开闭的第二排气阀片组件，第二凹槽121中设置有与第二排气口相对应的空腔第二进气孔122，阀片通过控制空腔第二进气口122进而控制第二排气口开闭。

双级压缩机在极端气候条件下压缩能力会急剧下降，为了使本发明的旋转式双级压缩机能够极端气候条件下具有更好的压缩能力，本发明在高压压缩部的吸气口(未示出)和空腔100之间设置有增焓组件19，增焓组件19通过第一中间连接管191与空腔100连通，通过第二中间连接管192与高压压缩部的吸气口连通，压缩机所在的制冷或者制热系统中的中间压力气体通过该增焓组件19的增焓口193对压缩机进行补气，进一进的提高的压缩机压缩能力，增焓口193连通增焓腔190，高压吸气口通过增焓腔190与所述空腔100连通。

如图2、图3所示，压缩机的结构可以将增焓组件19设置在泵体的外部，也可以将增焓组件19设置在压缩机内部，作为本实施方式的拓展，空腔100可以开设一个口用于将系统中的中间压力的气体补入空腔，此时空腔100充当增焓腔190。

在本实施方式中，为了使空腔100中的气体能够顺畅的流通，第一凹槽121上设置有与增焓腔100连通的空腔排气口134。根据第一隔板13的结构，空腔排气口134可以直接与增焓腔190连通。本发明中第一隔板13设计的比较薄，为了保证第一隔板13的机械强度，在第一气缸14开设中间流道142，空腔排气口134通过设置在第一压缩部第一气缸14上的中间流道142与增焓腔190连通。

本发明旋转式双级压缩机的工作原理参见附图3：在电机的拖动下，泵体运转，从旋转式双级压缩机所在系统流回来的一部分制冷剂a通过分液器部件2进入第二气缸10和第一气缸14中经过第一次压缩后的中间压力气体排出至低压隔板组件的空腔100中，然后流经第一气缸14的中间流道142进入增焓腔190中，同时另一部分制冷剂通过旋转式双级压缩机所在系统的另一回路经增焓口193进入增焓腔190，其与经第一压缩部和第二压缩部压缩后排出至空腔100中的制冷剂混合，形成中压的混合制冷剂b，混合后的制冷剂b再被吸入高压压缩部进行第二次压缩，经过第二次压缩后的高压气体c经上法兰的排气口排出至壳体的上部空间，通过排气管排出压缩机进入系统，至此完成压缩机内部制冷剂的一次循环。

本发明中，在不设置增焓组件的情况下，制冷剂流向为经过第一压缩部和第二压缩部压缩后的中间压力气体排出至低压隔板组件的空腔100中，然后流经第一气缸14的中间流道142进入高压压缩部进行第二级压缩。本发明中为了便于说明书方案，高压压缩部设置为一个，包括第一高压气缸7和与其配合的第一高压滚子8。在本方案的精神范围内，也可以将高压压缩部设置为多个，以便进一步的提高压缩机的压缩能力和排气量。

从上述的技术方案可以看出，由于设置了两个低压级压缩部，该两个低压级压缩部均进行低压压缩，经低压压缩部第一压缩部和第二压缩部压缩后的中压气体排量较大，在进行二级压缩时保证高压级压缩部有足够的吸入量，如此通过增加低压压缩部的排量，保证高压压缩部有饱和吸气量，提高了同样缸径双级压缩机的压缩能力和压缩排量，拓宽了同缸径压缩机的应用范围。

参见附图9，经实验，本发明提供的旋转式双级压缩机高压压缩部容积之和与低压压缩部容积之和的比值σ在0.4≤σ≤1的范围内，压缩机的性能较优，特别地，当σ在0.7≤σ≤0.9的范围时，压缩机的性能达到最优。

参见附图10，经实验，本发明提供的旋转式双级压缩机靠近高压压缩部的第一压缩部的缸高和远离高压压缩部的第二压缩部的缸高之比θ在0.5≤θ≤2的范围内，压缩机的性能较优，特别地，当θ＝1时，压缩机的性能达到最优。

本发明的另一方面提供了一种具有上述旋转式双级压缩机的空调器和热泵热水器，由上旋转式双级压缩机具有的有益效果可知，具有该旋转式双级压缩机的空调器和热泵热水器也具有其相同的技术效果。在此不再赘述。

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 (10)

1.一种旋转式双级压缩机，包括用于容纳泵体的外壳，所述泵体包括依次堆叠设置的高压压缩部和低压压缩部，其特征在于，所述低压压缩部包括依次叠置的第一压缩部和第二压缩部，低压隔板组件将所述第一压缩部与所述第二压缩部隔离，所述低压隔板组件上形成有空腔，所述第一压缩部上设置有第一吸气口和第一排气口，所述第二压缩部上设置有第二吸气口和第二排气口，所述第一排气口和所述第二排气口分别与所述空腔连通，所述高压压缩部设置有高压吸气口，所述高压吸气口与所述空腔连通。

2.根据权利要求1所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述低压隔板组件包括叠置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板上设置有第一凹槽，所述第二隔板上设置有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成所述空腔。

3.根据权利要求2所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽均为弧形凹槽。

4.根据权利要求3所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述高压压缩部、所述第一压缩部、第一隔板、第二隔板和第二压缩部依次叠置，所述第一凹槽上设置有用于控制第一排气口开闭的第一排气阀片组件，所述第二凹槽上设置有用于控制第二排气口开闭的第二排气阀片组件。

5.根据权利要求1至4任一项所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，在所述高压吸气口和所述空腔之间设置有增焓组件，所述增焓组件包括增焓口和增焓腔，所述增焓腔与所述增焓口连通，所述高压吸气口通过所述增焓腔与所述空腔连通，在所述第一隔板的第一凹槽上设置有与所述增焓腔连通的空腔排气口。

6.根据权利要求5所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述增焓组件设置在所述泵体的外部。

7.根据权利要求6所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述空腔排气口通过设置在所述第一压缩部上的中间流道与所述增焓腔连通。

8.根据权利要求1所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述高压压缩部容积与所述低压压缩部容积之和的比值σ的范围为：0.4≤σ≤1。

9.根据权利要求8所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，所述高压压缩部容积与所述低压压缩部容积之和的比值σ的范围为：0.7≤σ≤0.9。

10.根据权利要求1所述的旋转式双级压缩机，其特征在于，靠近高压压缩部的第一压缩部的气缸缸高与远离高压压缩部的第二压缩部的气缸缸高之比θ的范围为：0.5≤θ≤2。