CN104763634B - 双级压缩机和具有其的制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双级压缩机和具有其的制冷设备。双级压缩机包括壳体和压缩机构。压缩机构设在壳体内，压缩机构包括：一级压缩部件、二级压缩部件、隔板及曲轴。一级压缩部件包括一级气缸，二级压缩部件包括位于一级气缸的上方的二级气缸，一级气缸内设有滚子和滑片，二级气缸内设有叶轮。隔板设在两级气缸之间，隔板上设有气体通道，通道进气口与一级气缸的内腔连通，通道出气口与二级气缸的内腔连通，在竖直方向上，通道进气口与通道出气口相错开。根据本发明的双级压缩机效率高，制冷/制热性能好。其中，通道进、出气口在竖直方向上错开，可避免一级气缸的间歇式排气冲击叶轮，提高了压缩机运行平稳性，降低了噪音。

Description

双级压缩机和具有其的制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种双级压缩机和具有该双级压缩机的制冷设备。

背景技术

相关技术材料提及的双级压缩机，通常指其中的两级压缩部件均为(滚动活塞型)旋转式压缩结构的压缩机，结构类型单一。而且旋转式压缩结构的排气的特点是只在滚子转动的180°的范围内进行排气，排气具有间歇性，这样就严重影响了双级压缩机的效率。虽然现有技术中通过设置中间腔体(中压腔)来缓解排气间歇的问题，但这样的结构吸气通道过长，制冷剂气体容易受到泵体内部高温环境的加热，影响性能差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。为此，本发明需要提出一种双级压缩机，该双级压缩机的效率高、制冷/制热性能好。

本发明还需要提出一种具有该双级压缩机的制冷设备。

根据本发明实施例的双级压缩机，包括：壳体；压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括：一级压缩部件和二级压缩部件，所述一级压缩部件包括一级气缸，所述二级压缩部件包括二级气缸，所述二级气缸位于所述一级气缸的上方，所述一级气缸内设有滚子和可往复运动且止抵在所述滚子上的滑片，所述二级气缸内设有叶轮；隔板，所述隔板设在所述一级压缩部件和所述二级压缩部件之间，所述隔板上设有气体通道，所述气体通道的通道进气口与所述一级气缸的内腔连通，所述气体通道的通道出气口与所述二级气缸的内腔连通，在竖直方向上，所述通道进气口与所述通道出气口相错开；曲轴，所述曲轴包括主体部和形成在所述主体部上的偏轴部，所述滚子套设在所述偏轴部上，所述叶轮套设在所述主体部上。

根据本发明实施例的双级压缩机，通过将旋转压缩部件和离心压缩部件结合为一体，从而可利用离心压缩部件的优点来提升双级压缩机的效率，即离心压缩部件的排气连续、不间断，而且排气温升小，从而可以克服现有技术中双级压缩机中的各个压缩部件均为旋转压缩部件的缺点，进而可以提升双级压缩机的效率和制冷/制热性能。其中，两个压缩部件之间的隔板上设置通道进气口与通道出气口相错开的气体通道，可避免旋转压缩部件的间歇式排气冲击到离心压缩部件的叶轮，提高了双级压缩机运行的平稳性，降低了噪音。

可选地，所述气体通道形成为绕所述曲轴的枢转轴线设置的弧形通道。

在一些实施例中，所述隔板包括：下隔板，所述通道进气口设在所述下隔板上；上隔板，所述上隔板盖合在所述下隔板上以与所述下隔板限定出所述气体通道，所述通道出气口设在所述上隔板上。由此，可便于气体通道的加工成形。

具体地，所述上隔板的下表面上设有上凹槽，所述通道出气口连通所述上凹槽；所述下隔板的上表面上设有下凹槽，所述通道进气口连通所述下凹槽，所述下凹槽与所述上凹槽构成所述气体通道。

有利地，所述二级气缸的内腔横截面从下向上逐渐减小，所述叶轮的下端的外缘尺寸大于所述叶轮的上端的外缘尺寸。由此叶轮可以更好地设置在二级气缸内。

在一些实施例中，所述压缩机构的上轴承的下端面设有与所述二级气缸的内腔连通的扩压槽，所述上轴承上的轴承排气孔连通所述扩压槽。由此，可提高二级压缩部件的压缩比，从而可以提高双级压缩机的容积效率。

具体地，所述扩压槽为环形，且所述扩压槽的横截面尺寸在从所述气体通道的所述通道出气口向所述轴承排气孔的方向上逐渐增大。由此，可以使从气体通道排出的制冷剂气体的压力量大，压缩比更高，进而双级压缩机的工作效率更高。

可选地，所述扩压槽相对于所述气体通道的所述通道出气口与所述轴承排气孔之间的连线对称设置。由此，可以使扩压槽的结构更加简单，制造容易。

可选地，所述叶轮通过螺纹连接、销键连接或摩擦焊接固定在所述曲轴的所述主体部上。

根据本发明实施例的制冷设备，包括根据本发明上述实施例所述的双级压缩机。由于双级压缩机具有上述优点，因此，通过设置该双级压缩机可使制冷系统的效率和制冷/制热性能得到提高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的双级压缩机的结构示意图；

图2是图1中圈示B部放大图；

图3是根据本发明实施例的隔板的分解示意图。

附图标记：

双级压缩机100；

壳体20；壳体进气口201；壳体排气口202；进气管203；

压缩机构10；

一级压缩部件1；一级气缸11；滚子12；

二级压缩部件2；二级气缸21；叶轮22；

隔板3；气体通道30；上隔板31；下隔板32；下凹槽321；通道进气口e；通道出气口c；扩压槽33；

曲轴4；主体部41；安装台阶结构411；偏轴部42；

上轴承5；轴承排气孔51；下轴承6；

电机组件30。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“高度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的双级压缩机100。

根据本发明实施例的双级压缩机100，如图1所示，包括壳体20、电机组件30和压缩机构10。壳体20构成密封容器，电机组件30和压缩机构10设在壳体20内，压缩机构10包括一级压缩部件1、二级压缩部件2、隔板3和曲轴4。其中，电机组件30的结构及工作原理已为现有技术所公开，这里不再详细描述。

壳体20上设有壳体进气口201和壳体排气口202。一级压缩部件1的吸气口与壳体进气口201相连通，二级压缩部件2的吸气口与一级压缩部件1的出气口连通，二级压缩部件2的出气口与壳体排气口202相连通。

二级压缩部件2设在一级压缩部件1的上方，隔板3设在一级压缩部件1和二级压缩部件2之间。具体地，一级压缩部件1包括一级气缸11，二级压缩部件2包括二级气缸21，二级气缸21位于一级气缸11的上方，隔板3设置在二级气缸21和一级气缸11之间。压缩机构10还包括上轴承5和下轴承6，上轴承5设在一级气缸11的上端面上，下轴承6设在二级气缸21的下端面上，下轴承6、一级气缸11及隔板3合围出一级气缸11的内腔，上轴承5、二级气缸21及隔板3合围出二级气缸21的内腔。

其中，在本发明的实施例中，一级气缸11内设有滚子12和可往复运动且止抵在滚子12上的滑片，二级气缸21内设有叶轮22。曲轴4包括主体部41和形成在主体部41上的偏轴部42，滚子12套设在偏轴部42上，叶轮22套设在主体部41上，曲轴4转动时可以同时带动滚子12和叶轮22在相应气缸内转动。可选地，叶轮22通过螺纹连接、销键连接或摩擦焊接等方式固定在曲轴4的主体部41上。

参照图1和图2，隔板3上设有气体通道30，气体通道30的通道进气口e与一级气缸11的内腔连通，气体通道30的通道出气口c与二级气缸21的内腔连通，在竖直方向上，通道进气口e与通道出气口c相错开。也就是说，双级压缩机100通过隔板3上的气体通道30连通一级压缩部件1的出气口和二级压缩部件2的吸气口。

双级压缩机100工作时，制冷剂气体从壳体进气口201经一级压缩部件1的吸气口进入到一级压缩部件1内进行一次压缩，再依次经过一级压缩部件1的出气口、隔板3上的气体通道30和二级压缩部件2的吸气口进入二级压缩部件2内进行二次压缩，最后再依次经二级压缩部件2的出气口和壳体排气口202排出双级压缩机100，由此完成制冷剂的两次压缩过程。

需要说明的是，设有滚子12的压缩部件可以称为旋转压缩部件，具体地，制冷剂气体进入到旋转压缩部件内，通过滚子12在气缸内的转动从而提升其压力。设有叶轮22的压缩部件可以称为离心压缩部件，具体地，制冷剂气体进入到该离心压缩部件内后，通过叶轮22的高速旋转，将制冷剂气体的速度提升，再经过扩压结构降低气体流速从而提高制冷剂气体压力。这种组合式的双级压缩机采用了组合压缩，它包括了定频压缩机和变频压缩机这两种压缩机的组合性能。可选地，滚子12和滑片的结构可以与现有技术中的旋转式压缩机中的滚子和滑片的结构相同，叶轮22的结构也可以与现有技术中的离心式压缩机中的叶轮结构相同，例如，叶轮22为涡轮排气轴流扇叶，在此不再赘述。

需要进一步说明的是，旋转式压缩结构排气的特点是只在滚子转动的180°的范围内进行排气，排气具有间歇性。而在本发明实施例中，由于滚子12和滑片设在一级气缸11内，即一级压缩部件1为旋转压缩部件，叶轮22设在二级气缸21内，即二级压缩部件2为离心压缩部件，如果一级压缩部件1的排气直接排入二级气缸21的内腔，则一级压缩部件1间隔式的排气会对叶轮22产生较大冲击，导致叶轮22的不稳定，因此在本发明实施例中，通道进气口e和通道出气口c在竖直方向上错开，一级压缩部件1在进入气体通道30内进行了缓冲，然后才由通道出气口c流入二级气缸21的内腔。

另外，将气体通道30的通道进气口e和通道出气口c在竖直方向上错开，使通道进气口e和通道出气口c不拘泥于位于同一竖直线上，也方便了压缩机构10内部构件的排布。具体而言，在一级压缩部件1内，气体通道30的通道进气口e相当于一级压缩部件1的排气口，一级压缩部件1的吸气口及排气口的位置需要满足滚子12的活动规律要求。同时，在二级压缩部件2内，气体通道30的通道出气口c相当于二级压缩部件2的吸气口，为保证二级压缩部件2的压缩效率，气体通道30的通道出气口c也需要合理设置。因此通道进气口e和通道出气口c可不位于同一竖直线上，也降低了比级压缩机100的设计难度。

根据本发明实施例的双级压缩机100，通过将旋转压缩部件和离心压缩部件结合为一体，从而可利用离心压缩部件的优点来提升双级压缩机100的效率，即离心压缩部件的排气连续、不间断，而且排气温升小，从而可以克服现有技术中双级压缩机100中的各个压缩部件均为旋转压缩部件的缺点，进而可以提升双级压缩机100的效率和制冷/制热性能。其中，两个压缩部件之间的隔板3上设置通道进气口e与通道出气口c相错开的气体通道30，可避免旋转压缩部件的间歇式排气冲击到离心压缩部件的叶轮22，提高了双级压缩机100运行的平稳性，降低了噪音。

在一些实施例中，如图1-图3所示，隔板3包括：下隔板32和上隔板31，通道进气口e设在下隔板32上，上隔板31盖合在下隔板32上以与下隔板32限定出气体通道30，通道出气口c设在上隔板31上。将隔板3分为上下两层分别制造，可便于气体通道30的加工成型。

具体地，上隔板31的下表面上设有上凹槽，通道出气口c连通上凹槽。下隔板32的上表面上设有下凹槽321，通道进气口e连通下凹槽321，下凹槽321与上凹槽构成气体通道30。当然，本发明实施例的隔板3的结构不限于此，例如如图3所示，仅下隔板32的上表面上设有下凹槽321，上隔板31盖合在下隔板32上以闭合下凹槽321形成气体通道30，其中，下凹槽321的一端设有贯通下隔板32的厚度的通孔以构成通道进气口e，上隔板31上对应下凹槽321的另一端处设有贯通上隔板31的厚度的通孔以构成通道出气口c。

如图3所示，优选地，气体通道30形成为绕曲轴4的枢转轴线设置的弧形通道。

可选地，一级压缩部件1的吸气口形成在一级气缸11的侧壁上，双级压缩机100的进气管203与一级压缩部件1的吸气口连通，由此一级压缩部件1可以构成径向进气、轴向出气的结构。但是本发明并不限于此，一级压缩部件1还可以构造成轴向进气、轴向出气的结构，或者一级压缩部件1还可以构造成轴向进气、径向出气的结构，只要可以保证一级压缩部件1和二级压缩部件2之间的气体连通即可。

如图1所示，二级气缸21的内腔横截面从下向上逐渐减小，叶轮22的下端的外缘尺寸大于叶轮22的上端的外缘尺寸，由此气流可通过叶轮22实现径向向轴向的离心增压，二级气缸21的内腔形状的设置使叶轮22可以更好地设置在二级气缸21内。优选地，二级气缸21的内周面为锥面，当然，二级气缸21的内周面也可为弧形面，即二级气缸21带有配合叶轮22的弧度或锥度。

可选地，曲轴4的主体部41上可以设有安装台阶结构411，该安装台阶结构411的外径大于曲轴4的主体部41的外径，叶轮22套设在安装台阶结构411的外部，由此可以使叶轮22更好地安装在曲轴4的主体部41上，安装更加稳定。

有利地，叶轮22的叶数为N，N为大于2的自然数，叶轮22的轴线与双级压缩机100的轴线同轴。

其中，由于叶轮22由曲轴4直接提供动力，叶轮22与曲轴4的转速相同，叶轮可通过扇叶大小或形状及流道形状来改变离心力的大小，从而调节气体压缩的压比。

具体地，叶轮22的材料和结构需具备耐高温、高压的特性，同时要适合压缩机冷媒和油的环境。优选地，叶轮22为铝合金件、不锈钢件等，由此，叶轮22强度好，重量轻，可靠性好。

可选地，二级气缸21内可以形成扩压结构，这样在叶轮22的驱动下制冷剂气体的速度得到提升后可以在二级气缸21内进行扩压，这样可以使二级压缩部件2的结构更加紧凑，从而可以降低双级压缩机100的上下方向的高度。当然本发明并不限于此，如图1所示，压缩机构10的上轴承5的下端面设有与二级气缸21的内腔连通的扩压槽33，上轴承5上的轴承排气孔51连通扩压槽33，也就是说，扩压结构可以形成在上轴承5上，这样可以提高扩压结构的容积，进而可以提高二级压缩部件2的压缩比，进而可以提高双级压缩机100的容积效率。

可选地，扩压槽33为环形，扩压槽33的中心可以与曲轴4的旋转中心重合。优选地，扩压槽33相对于气体通道30的通道出气口c与轴承排气孔51之间的连线对称设置，其中该连线是指气体通道30的通道出气口c的中心与轴承排气孔51的轴线之间的水平连线，也就是说扩压槽33的俯视图中，扩压槽33为轴对称结构。由此，可以使扩压槽33的结构更加简单，制造容易。

其中，扩压槽33的横截面尺寸在从气体通道30的通道出气口c向轴承排气孔51的方向上逐渐增大，也就是说如图1所示的双级压缩机100的剖视图中，扩压槽33的横截面尺寸从左向右逐渐增大，由此，可以使从气体通道30排出的制冷剂气体的压力最大，压缩比更高，进而双级压缩机100的工作效率更高。

进一步地，二级气缸21的内周壁的顶部设有夹缝，叶轮22驱动气体向外向上流动时，气体流入夹缝内，然后沿上轴承5的下端面流入扩压槽33内。

根据本发明实施例的制冷系统，包括根据本发明上述实施例的双级压缩机100，由于双级压缩机100具有上述优点，因此，通过设置该双级压缩机100从而可使制冷系统的效率和制冷/制热性能得到提高。

可选地，该制冷系统可以是冰箱、空调等设备。其具体的制冷循环结构、电器结构等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种双级压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括：

一级压缩部件和二级压缩部件，所述一级压缩部件包括一级气缸，所述二级压缩部件包括二级气缸，所述二级气缸位于所述一级气缸的上方，所述一级气缸内设有滚子和可往复运动且止抵在所述滚子上的滑片，所述二级气缸内设有叶轮；

隔板，所述隔板设在所述一级压缩部件和所述二级压缩部件之间，所述隔板上设有气体通道，所述气体通道的通道进气口与所述一级气缸的内腔连通，所述气体通道的通道出气口与所述二级气缸的内腔连通，在竖直方向上，所述通道进气口与所述通道出气口相错开；

曲轴，所述曲轴包括主体部和形成在所述主体部上的偏轴部，所述滚子套设在所述偏轴部上，所述叶轮套设在所述主体部上。

2.根据权利要求1所述的双级压缩机，其特征在于，所述气体通道形成为绕所述曲轴的枢转轴线设置的弧形通道。

3.根据权利要求1所述的双级压缩机，其特征在于，所述隔板包括：

下隔板，所述通道进气口设在所述下隔板上；

上隔板，所述上隔板盖合在所述下隔板上以与所述下隔板限定出所述气体通道，所述通道出气口设在所述上隔板上。

4.根据权利要求3所述的双级压缩机，其特征在于，所述上隔板的下表面上设有上凹槽，所述通道出气口连通所述上凹槽；

所述下隔板的上表面上设有下凹槽，所述通道进气口连通所述下凹槽，所述下凹槽与所述上凹槽构成所述气体通道。

5.根据权利要求1所述的双级压缩机，其特征在于，所述二级气缸的内腔横截面从下向上逐渐减小，所述叶轮的下端的外缘尺寸大于所述叶轮的上端的外缘尺寸。

6.根据权利要求1所述的双级压缩机，其特征在于，所述压缩机构的上轴承的下端面设有与所述二级气缸的内腔连通的扩压槽，所述上轴承上的轴承排气孔连通所述扩压槽。

7.根据权利要求6所述的双级压缩机，其特征在于，所述扩压槽为环形，且所述扩压槽的横截面尺寸在从所述气体通道的所述通道出气口向所述轴承排气孔的方向上逐渐增大。

8.根据权利要求6所述的双级压缩机，其特征在于，所述扩压槽相对于所述气体通道的所述通道出气口与所述轴承排气孔之间的连线对称设置。

9.根据权利要求1所述的双级压缩机，其特征在于，所述叶轮通过螺纹连接、销键连接或摩擦焊接固定在所述曲轴的所述主体部上。

10.一种制冷设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的双级压缩机。