CN105508241B - 一种涡旋压缩机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种涡旋压缩机及其控制方法,主要用于解决非对称式的涡旋压缩机在关闭増焓时两压缩腔存在压差容易漏气的问题。包括能交替进气和排气的第一压缩腔和第二压缩腔,以及増焓进气通道;所述増焓进气通道通过控制装置与所述第一压缩腔和所述第二压缩腔相连接,所述控制装置用于在増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔与所述増焓进气通道相连通,以及在关闭増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔之间不连通。通过在关闭増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔之间不连通可有效解决关闭増焓时的漏气问题。

Description

一种涡旋压缩机及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及压缩机领域,具体涉及一种涡旋压缩机及其控制方法。
背景技术
[0002] 采用传统涡旋压缩机的空调系统在冬季制热时,随着环境温度下降,压缩机吸气 冷媒密度下降,吸气质量流量也随之下降,会出现吸气量不足,严重影响制热量,同时压比 增加,排气温度会明显上升,影响压缩机可靠性。且随着环境温度降低,情况逐渐恶化。
[0003] 为了改善此问题引入了涡旋喷气增焓技术,即在涡旋压缩机静盘处开设增焓通 道,将系统中经过闪蒸器或板式换热器的饱和气体通过增焓通道,引入压缩腔,增加制热时 的质量流量,明显提升了低温时的制热量,同时降低排气温度,在制冷时蒸发器前后焓差增 力口,制冷量也会增加。增焓补气通道阻力损失越小,补气量越大时,增焓效果越明显,相对单 腔补气、双腔交替补气的情况,双腔同时补气量最大。
[0004] 传统涡旋压缩机采用的是对称结构型线,由于两对吸气、压缩腔完全对称,压力相 等,在带增焓结构时,可实现两腔同时补气,但对称结构存在不足,两对吸气腔同时吸气,同 时压缩及排气,此方法存在吸气腔吸气通道长,吸气阻力大,影响吸气量,同时排气损失大 的问题。改用非对称型线可避免上述问题,两个腔交替吸气、排气,容积效率高,流动阻力损 失小,若采用双腔同时补气,在关闭增焓时,由于两腔的压力不等,高压腔会向低压腔泄漏, 增加功耗。
发明内容
[0005] 有鉴于此,本发明提供一种能在増焓时对两个压缩腔同时补气,在关闭増焓时又 可防止高压腔向低压腔泄露的涡旋压缩机。
[0006] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] —种涡旋压缩机,包括能交替进气和排气的第一压缩腔和第二压缩腔,以及増焓 进气通道;所述増焓进气通道通过控制装置与所述第一压缩腔和所述第二压缩腔相连接, 所述控制装置用于在増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔与所述増焓进气通道相 连通,以及在关闭増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔之间不连通。
[0008] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,所述控制装置在关闭増焓时,使所述第一压缩腔 和所述第二压缩腔中的至少一个与所述増焓进气通道之间不连通。
[0009] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,包括动涡旋盘和静涡旋盘,所述第一压缩腔和所 述第二压缩腔形成在所述动涡旋盘和静涡旋盘之间;所述増焓进气通道设在所述静涡旋盘 内,并且所述増焓进气通道通过第一连接通道和第二连接通道分别连接所述第一压缩腔和 第二压缩腔;所述控制装置用于同时打开所述第一连接通道和所述第二连接通道,或者关 闭所述第一连接通道和所述第二连接通道中的至少一个。
[0010] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,所述控制装置是电磁阀。
[0011] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,所述电磁阀包括缸体、铁芯、线圈、弹簧和活塞, 所述铁心和所述线圈设于所述缸体内的一端,所述线圈套设于所述铁芯的外部;所述活塞 可滑动的设置在所述缸体内,并用于同时打开所述第一连接通道和所述第二连接通道,或 者关闭所述第一连接通道和所述第二连接通道中的至少一个;所述弹簧用于向所述活塞施 加远离所述缸体的弹性力。
[0012]优选的,在前述的涡旋压缩机中,所述活塞可在一第一位置和一第二位置之间运 动,在所述第一位置,所述活塞封闭所述第一连接通道和/或所述第二连接通道;在所述第 二位置,所述第一连接通道和所述第二连接通道与所述増焓进气通道相连通。
[0013]优选的,在前述的涡旋压缩机中,所述涡旋压缩机还包括吸气管和排气管;所述控 制装置包括控制阀和三通阀,其中控制阀包括缸体和活塞;所述活塞可滑动的设置在所述 缸体内,所述活塞和所述缸体之间形成气室,所述活塞用于同时打开所述第一连接通道和 所述第二连接通道,或者关闭所述第一连接通道和所述第二连接通道中的至少一个;所述 三通阀的第一端连接所述排气管,第二端连接所述吸气管,第三端连接所述气室;所述三通 阀可在第一状态和第二状态之间切换,在第一状态下,所述排气管与所述气室连通,所述活 塞关闭所述第一连接通道和所述第二连接通道中的至少一个;在第二状态下,所述吸气管 与所述气室连通,所述活塞同时打开所述第一连接通道和所述第二连接通道。
[0014] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,在増焓时,所述三通阀处于第二状态;在关闭増 焓时,所述三通阀处于第一状态。
[0015] 优选的,在前述的涡旋压缩机中,述活塞在靠近所述气室一侧和/或在远离气室一 侧设有弹簧。
[0016] 本发明的另一目的在于提供一种用于涡旋压缩机的控制方法,具体方案为:所述 涡旋压缩机包括能交替进气和排气的第一压缩腔和第二压缩腔,以及増焓进气通道;其特 征在于:所述方法包括:在増焓时使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔与所述増焓进气通 道相连通,以及在关闭増焓时断开所述第一压缩腔与所述第二压缩腔之间的连接。
[0017] 本发明的有益效果是:
[0018] 1、通过设置控制装置,在关闭増焓时使第一压缩腔和第二压缩腔之间不连通,这 样可有效防止关闭増焓时,高压腔向低压腔漏气,增加功耗。
[0019] 2、在关闭増焓时,控制装置使所述第一压缩腔和所述第二压缩腔中的至少一个与 所述増焓进气通道之间不连通,这样第一压缩腔和第二压缩腔不同时与増焓进气通道相连 通,可防止通过増焓进气通道漏气。
[0020] 3、控制装置采用电磁阀,通过可滑动的活塞实现第一连接通道和第二连接通道的 开闭控制,结构简单,便于制造。
[0021] 4、控制装置采用气动的控制阀,并通过三通阀与压缩机的进气管和排气管相连 通,通过改变三通阀内的流向,改变控制阀的状态。
[0022] 5、本申请的控制方法,应用在具有交替进气和排气的两个压缩腔的非对称式祸旋 压缩机上,在増焓时使两个压缩腔同时与増焓进气通道相连通,进行増焓补气;在关闭増焓 时,使两个压缩腔之间互不连通,避免因压差导致的漏气。
附图说明
[0023]通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和 优点将更为清楚,在附图中:
[0024] 图la是本发明的第一实施方式的涡旋压缩机在控制装置处于关闭状态下的示意 图。
[0025] 图lb是图la中的控制装置的局部放大图。
[0026] 图2a是本发明的第一实施方式的涡旋压缩机在控制装置处于开启状态下的示意 图。
[0027] 图2b是图2a中的控制装置的局部放大图。
[0028] 图3a是本发明的第二实施方式的涡旋压缩机在控制装置处于关闭状态下的示意 图。
[0029] 图3b是本发明的第二实施方式的涡旋压缩机在控制装置处于开启状态下的示意 图。
[0030] 图4a是图3a中的控制阀的局部放大图。
[0031] 图4b是图3b中的控制阀的局部放大图。
具体实施方式
[0032] 以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下 文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有 这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过 程、流程、元件并没有详细叙述。
[0033] 下面对实施方向中的上下方向定义如下:如图la中所示,从压缩机转子14至静涡 旋盘17的方向为上方,与上方相反的方向为下方。
[0034]实施例一是本发明的涡旋压缩机的第一实施方式。
[0035] 如图la所示,涡旋压缩机包括外壳15,外壳15内设有驱动电机、曲轴9、动涡旋盘3、 静涡旋盘17;驱动电机包括转子14和定子8,转子14通过曲轴9与动涡旋盘3相连接以带动动 涡旋盘3转动。动涡旋盘3上设有动侧涡卷体,静涡旋盘17上设有静侧涡卷体(图中未示出), 动侧涡卷体和静侧涡卷体之间形成能交替进气和排气的第一压缩腔17a和第二压缩腔17b; 壳体15上设有吸气管18和排气管16,分别用于向两个压缩腔内供给气体以及将压缩后的气 体排出压缩机,涡旋压缩机还具有増焓进气通道2,増焓进气通道2,设置在静涡旋盘17的固 定底座17d内,一端与压缩机外部的闪发器或者板式换热器相连接(图中未示出),另一端连 接两个压缩腔,用于在増焓时将系统中经过闪发器或板式换热器的饱和气体通过增焓进气 通道2,引入两个压缩腔,增加制热时的质量流量,提升低温时的制热量,同时降低排气温 度,在制冷时蒸发器前后焓差增加,制冷量也会增加。具体的増焓过程为,涡旋压缩机通过 吸气管18将低温低压的冷媒吸入,随着曲轴9旋转,带动动涡旋盘3转动,压缩腔容积不断减 小,压缩气体,同时从系统的闪发器或板式换热器流出的饱和气体,通过增焓进气通道2进 入压缩腔与之混合,冷却压缩腔中的气体,混合后气体经过继续压缩,变成高温高压的气体 从静盘排气口 17c排出,进入上部的排气缓冲腔,再经过静盘17和支架5的流通孔进入电机 上腔,少部分气体直接从排气管16排出,其余气体沿着定子8切边,进入电机下腔,冷却电机 后,再绕过定子8切边回到电机上腔,从排气管16排出压缩机。
[0036]涡旋压缩机还包括控制装置,増焓进气通道2通过控制装置与所述第一压缩腔17a 和所述第二压缩腔17b相连接,控制装置用于在増焓时使所述第一压缩腔17a和第二压缩腔 17b与所述増焓进气通道相连通,以及在关闭増焓时使所述第一压缩腔17a和所述第二压缩 腔17b之间不连通。这样当关闭増焓时,第一压缩腔17a和第二压缩腔17b交替的进气和排 气,二者之间存在压力差,但由于所述第一压缩腔17a和所述第二压缩腔17b之间不连通,因 此不会因压力差的存在而导致气体泄漏进而增加压缩机的功耗。
[0037] 作为一种较优的实施方式,控制装置在关闭増焓时,使所述第一压缩腔17a和所述 第二压缩腔17b中的至少一个与所述増焓进气通道2之间不连通。这样第一压缩腔17a和第 二压缩腔17b之间就不能通过増焓进气通道2而互相连通,
[0038] 优选的,所述増焓进气通道2通过第一连接通道17e和第二连接通道17f分别连接 所述第一压缩腔17a和第二压缩腔17b;所述控制装置用于同时打开所述第一连接通道17e 和所述第二连接通道17f,或者关闭所述第一连接通道17e和所述第二连接通道17f中的至 少一个;如图la、lb、2a、2b所示,实施方式一采用的是同时关闭第一连接通道I7e和所述第 二连接通道17f的方式,但关闭第一连接通道17e和所述第二连接通道17f其中的任一个即 可实现使两个压缩腔之间互不连通。
[0039] 优选的,控制装置是电磁阀20,所述电磁阀20包括缸体、铁芯201、线圈204、弹簧 202和活塞203,其中缸体至少部分的设置在在静涡旋盘17的固定底座17d内,所述铁芯201 和所述线圈204设于所述缸体内的一端,所述线圈204套设于所述铁芯201的外部;所述活塞 203可滑动的设置在所述缸体内,并用于同时打开所述第一连接通道17e和所述第二连接通 道17f,或者关闭所述第一连接通道17e和所述第二连接通道I7f中的至少一个;所述弹簧 202用于向所述活塞203施加远离所述缸体的弹性力。优选的,活塞203上设有至少一个柱塞 203b,所述活塞203用于封闭第一连接通道17e和所述第二连接通道17f中的至少一个。如图 lb和2b中所示,本实施方式中柱塞2〇3上设置有两个柱塞203b,分别与两个连接通道17e和 17f位置相对应,可同时封闭两个连接通道We和17f,从而使第一压缩腔17a和第二压缩腔 17b之间互不连通。活塞203可在线圈204、铁芯201、和弹簧202的共同作用下一第一位置和 一第二位置之间运动。当系统不需要増焓时,线圈204不通电,弹簧将活塞203推至第一位 置,此时活塞203封闭所述第一连接通道17e和/或第二连接通道I7f;本实施例中采用的是 同时封闭两个连接通道的方式,如图la、lb中所示;当系统需要増焓时,线圈204通电,铁芯 201吸附活塞2〇3克服弹簧202的弹性力运动到第二位置,所述第一连接通道17e和所述第二 连接通道17f与所述増焓进气通道2相连通,増焓进气通道2为两个压缩腔17a和17b进行増 焓补气,如图2a、2b中所示。这样通过线圈2〇4电流通断,控制铁芯201上的电磁力,开启和关 闭电磁阀,实现第一压缩腔17a和第二压缩腔17b与増焓进气通道2之间的连通或者断开。对 于非对称的涡旋压缩机,在关闭増焓时,可有效避免两压缩腔之间的串气问题,减小余隙容 积的影响,重复压缩功减小,能效提升。
[0040] 实施例二
[0041]实施例二是本申请的涡旋压缩机的另一种实施方式,与实施例一相比,其区别在 于控制装置的结构不同。如图33、313、4&、413所示,本实施例中,控制装置包括控制阀30和三 通阀26,其中控制阀包括缸体和活塞303;缸体的至少部分形成在静涡旋盘丨7的固定底座 17d上,所述活塞303可滑动的设置在所述缸体内,所述活塞3〇3和所述缸体之间形成气室 305,所述活塞303用于同时打开所述第一连接通道17e和所述第二连接通道I7f,或者关闭 所述第一连接通道17e和所述第二连接通道17f中的至少一个;所述三通阀26的第一端26a 连接所述排气管16,第二端26b连接所述吸气管18,第三端26c连接所述气室305。三通阀26 优选采用电磁换向阀。
[0042] 所述三通阀26可在第一状态和第二状态之间切换,在第一状态下,所述排气管16 与所述气室305连通,将排气管16中压力气体通过连接管路引入气室305内,高压气体作用 在活塞303的上部,活塞303受压差作用向下运动,关闭所述第一连接通道17e和所述第二连 接通道17f中的至少一个;如图3&、313、43、413所示,实施方式二采用的是同时关闭第一连接 通道17e和所述第二连接通道17f的方式,但关闭第一连接通道17e和所述第二连接通道17f 其中的任一个也是可行的,其中活塞303下部的柱塞303b为两个或一个都可以;进而阻断第 一压缩腔17a和第二压缩腔二17b之间冷媒交换,此时系统为关闭増焓状态,如图3a和图4a 所示。在第二状态下,所述吸气管18与所述气室305连通,将吸气管18中吸气压力引入到气 室305中,活塞303下部为压缩腔中的中间压力,大于活塞303上端的吸气压力,在压力差的 作用下,活塞303向上运动,增焓进气通道2能够与第一压缩腔17a和第二压缩腔17b连通,顺 利实现两个压缩腔同时增焓,此时系统为増焓状态,参见图3b和4b。优选的,控制阀30还包 括弹簧302,所述弹簧302可设置在活塞303的靠近气室305的一侧和/或远离气室305的一 侧,弹簧302主要起到在活塞303换向时缓冲防止活塞303撞击缸体产生异响的作用,同时也 能对活塞的开启和关闭所要满足的压力差进行调节;本实施方式中,将弹簧302设置在了活 塞303的靠近气室305的一侧。
[0043] 优选的,排气管16与所述三通阀26的第一端26a之间连接有节流装置27。节流装置 27主要是适当降低引入到活塞303上部的压力,可降低三通阀26切换时活塞303处产生的噪 声,同时提高此处可靠性。
[0044]与实施例一不同,实施例二通过压力切换装置,控制进入气室305中的气体压力, 改变活塞303上部气体压力,利用上下压力差,控制活塞303不同方向运动,进而实现増焓或 者关闭増焓。
[0045] 实施例三
[0046]实施例三涉及一种用于涡旋压缩机的控制方法,所述涡旋压缩机包括能交替进气 和排气的第一压缩腔和第二压缩腔,以及増焓进气通道;所述方法包括:在増焓时使所述第 一压缩腔和所述第二压缩腔与所述増焓进气通道相连通,以及在关闭増焓时断开所述第一 压缩腔与所述第二压缩腔之间的连接。通过这样控制,使得増焓时能够对两个压缩腔进行 増焓补气,在关闭増焓时,也可避免两个压缩腔之间由于压差而产生串气的问题。
[0047]优选的,在关闭増焓时,使所述第一压缩腔与所述第二压缩腔中的至少一个与所 述増焓进气通道不连通,这样即能实现断开第一压缩腔与第二压缩腔之间的连接。
[0048]此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且 附图不一定是按比例绘制的。
[0049]同时,应当理解,示例实施例被提供,以使本公开是全面的,并将其范围充分传达 给本领域技术人员。很多特定细节(例如特定部件、设备和方法的示例)被给出以提供对本 公开的全面理解。本领域技术人员将明白,不需要采用特定细节,示例实施例可以以很多不 同的形式被实施,并且示例实施例不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施例中, 众所周知的设备结构以及众所周知的技术没有详细描述。
[0050] 当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接 到”另一元件或层时,其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或 层,或者可存在中间元件或层。相比之下,当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上 “直接被接合到、直接被连接到或直接被联接到另一兀件或层时,可不存在中间元件 或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如,“之间”与“直接在 之间”,“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的,术语“和/或”包括一个或更多关联的所列 项目中的任一或全部组合。
[0051] 虽然术语第一、第二、第三等在此可被用于描述各个元件、部件、区域、层和/或区 段,但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应该被这些术语限制。这些术语可仅用于将 —个元件、部件、区域、层或区段与另一元件、区域、层或区段区分开。诸如“第一”、“第二”的 术语和其它数值术语当在此使用时不意味着次序或顺序,除非上下文明确指出。因而,下面 讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段,而不背离 示例实施例的教导。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个 以上。

Claims (10)

1. 一种涡旋压缩机,包括能交替进气和排气的第一压缩腔(17a)和第二压缩腔(17b), 以及増焓进气通道(2);其特征在于,所述増丨含进气通道(2)通过控制装置与所述第一压缩 腔(17a)和所述第二压缩腔“7b)相连接,所述控制装置用于在増丨含时使所述第一压缩腔 (17a)和所述第二压缩腔(l7b)与所述増焓进气通道(2)相连通,以及在关闭増焓时使所述 第一压缩腔(17a)和所述第二压缩腔(1%)之间不连通。
2. 如权利要求1所述的祸旋压缩机,其特征在于:所述控制装置在关闭増洽时,使所述 第一压缩腔(17a)和所述第二压缩腔(1%)中的至少一个与所述増焓进气通道(2)之间不连 通。
3. 如权利要求2所述的涡旋压缩机,其特征在于:包括动祸旋盘(3)和静祸旋盘(17),所 述第一压缩腔(17a)和所述第二压缩腔(17b)形成在所述动祸旋盘(3)和静祸旋盘(17)之 间;所述増焓进气通道⑵设在所述静满旋盘(17)内,并且所述増{含进气通道⑵通过第一 连接通道(17e)和第二连接通道(17f)分别连接所述第一压缩腔(l7a)和所述第二压缩腔 (17b);所述控制装置用于同时打开所述第一连接通道(17e)和第二连接通道(nf),或者关 闭第一连接通道(17e)和第二连接通道(Hf)中的至少一个。
4. 如权利要求3所述的涡旋压缩机,其特征在于:所述控制装置是电磁阀。
5. 如权利要求4所述的涡旋压缩机,其特征在于:所述电磁阀(20)包括缸体、铁芯 (201)、线圈(204)、弹簧(202)和活塞(203),所述铁芯(201)和所述线圈(204)设于所述缸体 内的一端,所述线圈(2〇4)套设于所述铁芯(201)的外部;所述活塞(203)可滑动的设置在所 述缸体内,并用于同时打开所述第一连接通道(17e)和第二连接通道(17f),或者关闭所述 第一连接通道(17e)和第二连接通道(l7f)中的至少一个;所述弹簧(202)用于向所述活塞 (203)施加远离所述缸体的弹性力。
6. 如权利要求5所述的涡旋压缩机,其特征在于:所述活塞(203)可在一第一位置和一 第二位置之间运动,在所述第一位置,所述活塞(2〇3)封闭所述第一连接通道(17e)和/或所 述第二连接通道(17f);在所述第二位置,所述第一连接通道(17e)和所述第二连接通道 (17f)与所述増焓进气通道(2)相连通。
7. 如权利要求3所述的涡旋压缩机,其特征在于:所述涡旋压缩机还包括吸气管(18)和 排气管(16);所述控制装置包括控制阀(30)和三通阀(26),其中控制阀(30)包括缸体和活 塞(303);所述活塞(303)可滑动的设置在所述缸体内,所述活塞(303)和所述缸体之间形成 气室(305),所述活塞(303)用于同时打开所述第一连接通道(17e)和第二连接通道(17f), 或者关闭所述第一连接通道(17e)和第二连接通道(17f)中的至少一个;所述三通阀(26)的 第一端(26a)连接所述排气管(16),第二端(26b)连接所述吸气管(18),第三端(26c)连接所 述气室(305);所述三通阀(26)可在第一状态和第二状态之间切换,在第一状态下,所述排 气管(16)与所述气室(305)连通,所述活塞(303)关闭所述第一连接通道(17e)和第二连接 通道(17f)中的至少一个;在第二状态下,所述吸气管(18)与所述气室(305)连通,所述活塞 (303)同时打开所述第一连接通道(17e)和第二连接通道(17f)。
8. 如权利要求7所述的涡旋压缩机,其特征在于:在増焓时,所述三通阀(26)处于第二 状态;在关闭増焓时,所述三通阀(26)处于第一状态。
9.如权利要求7所述的涡旋压缩机,其特征在于:所述活塞(303)在靠近所述气室(305) 一侧和/或在远离气室(305) —侧设有弹簧(302)。
10.—种用于涡旋压缩机的控制方法,所述涡旋压缩机包括能交替进气和排气的第一 压缩腔(17a)和第二压缩腔(17b),以及増焓进气通道;其特征在于:所述方法包括:在増焓 时使所述第一压缩腔(17a)和所述第二压缩腔(1%)与所述増焓进气通道相连通,以及在关 闭増焓时断开所述第一压缩腔(l?a)与所述第二压缩腔(1几)之间的连接。
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