CN108050066A - 一种压缩机及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种压缩机及制冷循环装置，涉及压缩机制冷技术领域。主要采用的技术方案为：压缩机包括壳体及设置在壳体中的驱动组件、压缩组件及膨胀组件；其中，压缩组件与驱动组件驱动连接，用于在驱动组件的驱动下对制冷剂进行多级压缩处理；膨胀组件与驱动组件连接；膨胀组件用于对经压缩组件压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理。一种制冷循环装置包括上述的压缩机。本发明主要用于提供一种既能对制冷剂进行多级压缩、又能对多级压缩处理后的制冷剂进行膨胀并回收膨胀功的压缩机及制冷循环装置，以减少每级压力差、降低制冷剂的泄漏量及压缩机功耗，从而提高压缩机及制冷循环装置的性能系数。

Description

一种压缩机及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及一种压缩机制冷技术领域，特别是涉及一种压缩机及制冷循环装置。

背景技术

目前，在制冷行业中，普遍使用的制冷剂主要为CFC和HCFC。但是，CFC和HCFC制冷剂对臭氧层有破坏作用、以及产生温室效应。近年来，业内人士进行代替制冷剂CFC和HCFC的研究工作；其中，二氧化碳具有ODP＝0、GWP＝1、不破坏臭氧层、不污染环境、来源丰富、价格便宜及优良的传热性能等优点，因此被作为制冷剂可能的替代物而受到关注。与CFC和HCFC相比，二氧化碳的临界温度低(31.1℃)、临界压力高(7.37MPa)，当其作为制冷剂时，主要形式为跨临界制冷循环，性能系数比常规制冷剂循环低20％以上；主要原因是二氧化碳的运行压力和压力差都很高，节流损失更大，为了提高循环制冷性能，其中一个技术路径是提高压缩机的性能。

现有技术主要公开以下两种以二氧化碳作为制冷剂的压缩机。第一种压缩机为一种滚动转子式中背压二氧化碳压缩机，采用双级原理，具体地，该压缩机有两个气缸，其中一个气缸为一级压缩缸，另外一个气缸为二级压缩缸；低压制冷剂先流入压缩机底部的一级压缩缸，在压缩结构的作用下被压缩至中间压力，直接排放到压缩机壳体中，然后在中间冷却器中冷却后流入压缩机上部的二级气缸，制冷剂在二级气缸中被压缩至高压后排出。第二种压缩机为带膨胀机构的涡流转子压缩机，膨胀机构为涡流形式，压缩机构为滚动转子形式，涡流与转子部分采用同轴设计，使流入膨胀机构的制冷剂膨胀，和电动机共同驱动主轴旋转，由此驱动压缩机构压缩，这样通过制冷循环过程中回收动力并在压缩过程中加以利用，由此提高制冷循环性能。

但是，本发明的发明人发现上述两种以二氧化碳作为制冷剂的压缩机至少分别存在如下技术问题：

(1)上述第一种压缩机由于需要对制冷剂进行双极压缩处理，相对于单级压缩机而言，压缩机的功耗较大。

(2)上述第二种压缩机在大压力差的工况下，存在制冷剂泄露偏大、功耗高等技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种既能对制冷剂进行多级压缩、又能对压缩处理后的制冷剂进行膨胀并回收膨胀功的压缩机及制冷循环装置，主要目的在于减少每级压力差、降低制冷剂的泄漏量及压缩机功耗，以提高压缩机及制冷循环装置的性能系数。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种压缩机，其中，所述压缩机包括：

壳体；

驱动组件，设置在所述壳体中；

压缩组件，设置在所述壳体中，且所述压缩组件与所述驱动组件驱动连接，用于在所述驱动组件的驱动下对制冷剂进行多级压缩处理；

膨胀组件，设置在所述壳体中，且所述膨胀组件与所述驱动组件连接；其中，所述膨胀组件用于对经所述压缩组件压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，所述压缩机还包括第一冷却器；其中，

经所述压缩组件压缩处理后的制冷剂先通过所述第一冷却器冷却后，再经所述膨胀组件膨胀处理。

优选地，所述压缩组件包括：

一级压缩结构，所述一级压缩结构对由蒸发器排出的制冷剂进行一级压缩处理；

二级压缩结构，所述二级压缩结构对一级制冷剂进行二级压缩处理；其中，所述一级制冷剂包括经所述一级压缩结构一级压缩处理后的制冷剂。

优选地，所述压缩机包括补气通道，用于向压缩机内补入气态制冷剂；

其中，所述一级制冷剂还包括由所述补气通道补入的制冷剂。

优选地，所述压缩机还包括第二冷却器；其中，

所述一级制冷剂先通过第二冷却器冷却后再经所述二级压缩结构进行二级压缩处理。

优选地，所述一级压缩结构包括：

一级气缸，所述一级气缸上设有第一吸气口和第一排气口；其中，所述第一吸气口用于连通蒸发器的出口；

一级滚子，所述一级滚子安置在所述一级气缸中，且所述一级滚子在所述驱动组件的驱动下配合一级气缸对制冷剂进行一级压缩处理；

一级腔体，所述一级腔体与所述第一排气口连通，以使一级压缩后的制冷剂排放到所述一级腔体中。

优选地，所述二级压缩结构包括：

二级气缸，所述二级气缸上设有第二吸气口和第二排气口；其中，所述第二吸气口将一级制冷剂吸入所述二级气缸中；

二级滚子，所述二级滚子安置在所述二级气缸中，且所述二级滚子在所述驱动组件的驱动下配合二级气缸对一级制冷剂进行二级压缩处理；

二级腔体，所述二级腔体与所述第二排气口连通，以使二级压缩后的制冷剂排放到所述二级腔体中。

优选地，所述一级气缸和二级气缸的容积比为0.5-1.35。

优选地，所述壳体上设置有排气管路，且所述排气管路与所述壳体的内腔连通；其中，

当压缩机包括第二冷却器时，所述一级腔体与所述壳体的内腔连通，且所述排气管路用于连通第二冷却器的进口，第二冷却器的出口与所述二级气缸上的第二吸气口连通；或

所述一级腔体与所述二级气缸上的第二吸气口连通，所述二级腔体与所述壳体的内腔连通，且所述排气管路用于连通第一冷却器的进口。

优选地，所述膨胀组件包括：

第一膨胀气缸，所述第一膨胀气缸上设置有第三吸气口和第三排气口；

第一滚子，所述第一滚子安置在所述第一膨胀气缸中；

其中，所述第三吸气口用于将经所述压缩组件多级压缩处理后的制冷剂吸入所述第一膨胀气缸中；所述第一滚子用于在所述驱动组件的驱动下对吸入所述第一膨胀气缸中的制冷剂进行膨胀处理；经膨胀处理后的制冷剂由所述第三排气口排出；

其中，当所述压缩机连接第一冷却器时，所述第三吸气口与第一冷却器的出口连接。

优选地，所述膨胀组件还包括第一腔体，其中，

所述第一腔体与所述第三排气口连通，且所述第一腔体上设置有第四排气口，以将膨胀组件膨胀处理后的制冷剂排到与压缩机连接的换热部件上。

优选地，所述第一膨胀气缸的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55。

优选地，所述膨胀组件还包括：

第二膨胀气缸，所述第二膨胀气缸上设有第四吸气口和第五排气口；其中，所述第四吸气口与所述第三排气口连通；

第二滚子，所述第二滚子安置在所述第二膨胀气缸中，且所述第二滚子与所述驱动组件驱动连接。

优选地，所述驱动组件包括曲轴和用于驱动曲轴运转的驱动结构；所述驱动结构包括电机定子、电机转子；其中，

所述压缩组件、膨胀组件套装在所述曲轴上；

其中，当所述壳体上设置有排气管路时，所述壳体的腔体内的制冷剂在吸入排气管路前先经过所述驱动结构，以对驱动结构进行冷却降温。

优选地，所述曲轴上的在高于所述驱动结构位置处安装有挡油板，用于分离冷冻油。

优选地，所述压缩组件位于所述驱动结构的下方；

所述膨胀组件位于所述驱动结构的上方；或所述膨胀组件位于所述驱动结构的下方。

另一方面，本发明的实施例提供一种制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置包括上述的压缩机。

优选地，所述制冷循环装置还包括：

蒸发器，所述蒸发器的进口用于连通所述膨胀组件连通，所述蒸发器的出口用于连通所述压缩组件。

优选地，当所述压缩机包括补气通道时，所述制冷循环装置还包括经济器；其中，

所述经济器的进口与所述膨胀组件连通；

所述经济器上设置有第一出口和第二出口，所述第一出口连通所述蒸发器的进口，用于将液态制冷剂输送至蒸发器；所述第二出口连通所述补气通道，用于将闪发出的气态制冷剂通过补气通道补入压缩机中。

优选地，所述经济器和蒸发器之间连通的管路上还设置有膨胀机构，用于降低制冷剂运行的动力。

与现有技术相比，本发明的压缩机及制冷循环装置至少具有下列有益效果：

本实施例提供的压缩机能对制冷剂进行多级压缩处理，能减少每级压力差，降低泄漏量，提高压缩机的容积效率；同时通过膨胀组件对压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理，并使驱动组件利用制冷剂膨胀产生的动力驱动压缩组件，从而降低压缩机功耗。另外，对制冷剂进行多级压缩处理、对压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理，并吸收膨胀功对压缩机及制冷循环装置的性能起到协同作用，使得压缩机及制冷循环装置的性能系数高。

进一步地，本发明实施例提供的压缩机还包括设置在壳体外的第一冷却器；其中，经压缩组件压缩处理后的制冷剂先通过第一冷却器冷却后，再经膨胀组件膨胀处理。这样设置，能避免压缩机的机身温度高，保护压缩机，提高压缩效率。

进一步地，本发明实施例提供的压缩机还包括补气通道，用于向压缩机内补入气态制冷剂，通过这样设置，使得压缩机具有补气增焓功能，进一步能提高压缩机的容积效率和制冷量。

进一步地，本发明实施例提供的压缩机还包括设置在壳体外的第二冷却器；其中，一级制冷剂先通过第二冷却器冷却后再经二级压缩结构进行二级压缩处理；通过这样设置，能避免压缩机的机身温度高，保护压缩机。

进一步地，本发明实施例提供的压缩组件中的一级气缸和二级气缸的容积比为0.5-1.35、第一膨胀气缸的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55在此，通过冷冻工况的分析和验证结构，将一级气缸和二级气缸的容积比设置成0.5-1.35、第一膨胀气缸的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55有利于提高压缩机的性能。

综上，本发明实施例提供的压缩机及制冷循环装置为双级压缩带级间补气增焓结构形式，相比单级压缩，能减小每级压力差，降低泄漏量，提高压缩机的容积效率和制冷量；同时通过膨胀组件回收膨胀功，降低压缩机功耗，提高压缩机和循环系统的性能系数；以及可以使跨临界循环制冷装置的性能系数得到较大幅度的提升。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的第一种制冷循环装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的第二种压缩机的结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的第三种压缩机的结构示意图；

图4是本发明的实施例提供的第四种压缩机的结构示意图；

图5是本发明的实施例提供的第五种压缩机的结构示意图；

图6是本发明的实施例提供的第六种压缩机的结构示意图；

图7是本发明的实施例提供的第七种压缩机的结构示意图；

图8是本发明的实施例提供的第八种压缩机的结构示意图；

图9是本发明的实施例提供的第九种压缩机的结构示意图；

图10是本发明的实施例提供的第十种压缩机的结构示意图；

图11是本发明的实施例提供的第十一种压缩机的结构示意图；

图12是图1所示制冷循环装置的结构简化图；

图13是本发明的实施例提供的第二种制冷循环装置的结构简化图；

图14是本发明的实施例提供的第三种制冷循环装置的结构简化图；

图15是本发明的实施例提供的第四种制冷循环装置的结构简化图；

图16是本发明的实施例提供的制冷循环装置的压焓图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

本实施例提供一种压缩机，如图1所示，本实施例的压缩机包括：壳体(其中，壳体由上盖11、壳身12及下盖13组成)及设置在壳体中的驱动组件2、压缩组件及膨胀组件4。其中，压缩组件与驱动组件2驱动连接，用于在驱动组件2的驱动下对制冷剂进行多级压缩处理(在此的多级压缩处理指的是：气体从吸入压缩机开始，经过多次(至少两次)升压而达到所需要的工作压力)。膨胀组件4与驱动组件2连接；其中，膨胀组件4用于对经压缩组件压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理，且驱动组件2能和膨胀组件4产生的动力共同驱动压缩组件。

本实施例提供的压缩机能对制冷剂进行多级压缩处理，能减少每级压力差，降低泄漏量，提高压缩机的容积效率；同时通过膨胀组件对压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理，并使驱动组件和制冷剂膨胀产生的动力共同驱动压缩组件，从而降低压缩机功耗。另外，对制冷剂进行多级压缩处理、对压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理，并吸收膨胀功对压缩机及制冷循环装置的性能起到协同作用，使得压缩机及制冷循环装置的性能系数高。

较佳地，压缩机还包括第一冷却器90；第一冷却器90设置在壳体之外其中，经压缩组件压缩处理后的制冷剂先通过第一冷却器90冷却后，再经膨胀组件4膨胀处理。这样设置，能避免压缩机的机身温度高，保护压缩机，还能提高膨胀组件的膨胀效率。第一冷却器90的进口、出口与压缩机1连接(具体地，第一冷却器90的进口与二级压缩结构的排气口连通、第一冷却器90的出口与膨胀组件的吸气口连通)。

较佳地，压缩机还包括补气通道5，用于向压缩机内补入气态制冷剂，通过这样设置，使得压缩机具有补气增焓功能，进一步能提高压缩机的容积效率和制冷量。

另外，本实施例及下述实施例所述的压缩机主要以二氧化碳作为制冷剂。

实施例2

较佳地，本实施例提供一种压缩机，与上一实施例相比，如图1所示，本实施例进一步对压缩组件进行如下设计：

本实施例中的压缩组件包括一级压缩结构31和二级压缩结构32。其中，一级压缩结构31对由蒸发器95的排出的制冷剂进行一级压缩处理；二级压缩结构32对一级制冷剂进行二级压缩处理。其中，一级制冷剂包括由一级压缩结构31压缩处理后的制冷剂。较佳地，一级制冷剂还包括由补气通道5补入的制冷剂。较佳地，压缩机还包括第二冷却器91(第二冷却器91设置在壳体外，第二冷却器91的进口与压缩机1的一级制冷剂的排气口连通，第二冷却器91的出口与二级压缩结构连通)；其中，一级制冷剂先通过第二冷却器91冷却后再经二级压缩结构32进行二级压缩处理。通过这样设置，能避免压缩机的机身温度高，保护压缩机。

较佳地，如图1所示，本实施例中的一级压缩结构31、二级压缩结构32的具体结构设计如下：

一级压缩结构31包括：一级气缸311、一级滚子312及一级腔体310。一级气缸311上设有第一吸气口313和第一排气口；其中，第一吸气口313用于连通蒸发器95的排气口。一级滚子312安置在一级气缸311中，且一级滚子312在驱动组件2的驱动下配合一级气缸311对制冷剂进行一级压缩处理。一级腔体310与第一排气口连通，以使一级压缩后的制冷剂排放到一级腔体310中。如图1所示压缩机的结构，相对于二级压缩结构、膨胀组件，一级压缩结构31位于最下方，一级腔体310开设在下法兰15上，且一级腔体310由下法兰15与下盖板14围成的封闭腔体。

二级压缩结构32包括：二级气缸321、二级滚子322及二级腔体。二级气缸上设有第二吸气口323和第二排气口；其中，第二吸气口323用于吸入一级制冷剂。二级滚子322安置在二级气缸321中，且二级滚子在驱动组件2的驱动下配合二级气缸321对制冷剂进行二级压缩处理。二级腔体与第二排气口连通，以使二级压缩后的制冷剂排放到二级腔体中。如图1所述压缩机的结构，二级腔体设置在中隔板17上，且由中隔板17和上隔板18围成的密封腔体，二级腔体用于储存二级压缩后的制冷剂，其上开设有二级压缩结构的总排气口324，以与第一冷却器90连通。

较佳地，一级气缸311和二级气缸321的容积比为0.5-1.35；在此，通过冷冻工况的分析和验证结构，将一级气缸311和二级气缸321的容积比设置成0.5-1.35，有利于提高压缩机的性能。

较佳地，壳体上设置有排气管路8(较佳地，排气管路8设置在上盖11上)，且排气管路8与壳体的内腔(即，压缩机内腔)连通；在此，壳体为全封闭的结构。在此，有以下两种设计方案：图1所示压缩机结构为第一种方案，即，一级腔体310与壳体的内腔连通，且排气管路8用于连通第二冷却器91的进口、第二冷却器91的出口与二级气缸321上的第二吸气口323连通；对于该种方案，一级腔体310内的一级制冷剂依次从下到上经过一级气缸311、下隔板16、二级气缸321、中隔板17、上隔板18、第一膨胀气缸41、排气腔10及上法兰19上的流通通道进入壳体的内腔中。若制冷循环装置未设置第二冷却器时：如图8和图9所示的压缩机结构为第二种方案：一级腔体310与二级气缸321的第二吸气口连通，二级腔体与壳体的内腔连通，且排气管路8用于连通第一冷却器90的进口。如图8所示，一级腔体直接与二级气缸321的吸气口连通，二级压缩后的制冷剂进入二级腔体中，并依次经过第一膨胀气缸41、排气腔及上法兰上的流通通道进入壳体的内腔中。如图9所示，一级腔体上的排气口314直接通过压缩机外部通道与二级气缸321的吸气口323连通，经二级压缩后的制冷剂进入二级腔体中，并依次经过第一膨胀气缸41、排气腔及上法兰上的流通通道进入壳体的内腔中。

较佳地，若排气管路8与一级腔体连通(如图1至图7、图10及图11)，则补气通道5与一级腔体直接连通(如图1至图6、图10及图11)；或补气通道与壳体的内腔直接连通(如图7所示，补气通道5直接设置在壳体上)；或者可以与一级腔体和壳体内腔之间的流通通道连通。如图8和图9所示，若排气管路8与二级腔体连通，则补气通道5与一级腔体直接连通。

实施例3

较佳地，本实施例提供一种压缩机，与上述实施例相比，如图1至图11所示，本实施例主要对膨胀组件4进行如下设计：

本实施例中的膨胀组件4主要包括：第一膨胀气缸41和第一滚子42；其中，第一膨胀气缸41上设置有第三吸气口411和第三排气口。第一滚子42安置在第一膨胀气缸41中。第三吸气口411用于将经压缩组件多级压缩处理后的制冷剂吸入第一膨胀气缸41中；第一滚子42用于在驱动组件2的驱动下对吸入第一膨胀气缸41中的制冷剂进行膨胀处理；经膨胀处理后的制冷剂由第三排气口排出。其中，当压缩机连接第一冷却器90时，第三吸气口411与第一冷却器的出口连接。在此，第一膨胀气缸不需要对制冷剂进行压缩，高压制冷剂在第一膨胀气缸内部的容积变化(由小变大)会从高压变成低压，制冷剂的状态由气态变成液态两相态，在状态改变过程中，制冷剂对第一膨胀气缸做功，可以回收部分损失功，提高压缩机的压缩效率。

较佳地，如图1至图9所示，膨胀组件还包括第一腔体，其中，第一腔体与第三排气口连通，且第一腔体上设置有第四排气口，该第四排气口作为膨胀组件的总排气口43，用于将膨胀组件膨胀处理后的制冷剂排到与压缩机连接的换热部件(如，经济器93)上。

较佳地，第一膨胀气缸41的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55；通过冷冻工况的分析和验证结构，第一膨胀气缸41的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55，有利于提高压缩机的性能。

较佳地，如图11所示，膨胀组件还包括：第二膨胀气缸47和第二滚子48；其中，第二膨胀气缸47上设有第四吸气口和第五排气口；其中，第四吸气口与第五排气口连通；第二滚子48安置在第二膨胀气缸47中，且第二滚子48与驱动组件驱动连接。第五排气口作为膨胀组件的总排气口，用于将膨胀组件膨胀处理后的制冷剂排到与压缩机连接的换热部件(如，经济器93)上。

本实施例中的膨胀组件可以为单缸膨胀形式(仅设置第一膨胀气缸)和双缸膨胀形式(同时设置第一膨胀气缸和第二膨胀气缸)，在第一膨胀气缸的基础上进一步设置第二膨胀气缸，可以提高膨胀效率。另外本实施例通过设置膨胀气缸形式，使得膨胀效率比涡旋形式的高，生产工艺性好，成本低。

实施例4

较佳地，本实施例提供一种压缩机，与上述实施例相比，如图1所示，本实施例的驱动组件设计如下：驱动组件2包括电机，具体地，驱动组件包括驱动结构和曲轴23；驱动结构包括电机定子21、电机转子22；其中，压缩组件、膨胀组件套装在电机的曲轴23上。

电机的定子21套装在转子22外，转子22套装在曲轴23上。接线柱111设置在圆弧形的上盖11上，通过电源线与定子21连接；当接线柱111通电后，电机定子21与电机转子22之间产生磁拉力，驱动装配在电机转子22中间的曲轴23高速旋转。曲轴23上设置有三个偏心部，在这三个偏心部分别装有一级滚子、二级滚子及第一滚子，分别在一级气缸、二级气缸及第一膨胀气缸内进行旋转压缩。

较佳地，排气管路8的进口位于电机定子21、电机转子22的上方，以使壳体的腔体内的制冷剂在吸入排气管路8前先经过电机上的电机定子21和电机转子22，以对电机定子21、电机转子22进行冷却降温。

较佳地，曲轴23上的在高于电机转子22的位置处安装有挡油板7(优选在曲轴23上的高于转子5mm的位置处)，以分离冷冻油。另外，本实施例中的压缩机的底部设有蓄油池，底部充满冷冻油110；具体由泵体组件、壳体及下盖13组成，且曲轴23的下端连接有油泵6。

实施例5

在上述实施例的基础上，本实施例进一步对图1至图11所示的压缩机结构详细进行如下说明：

在此，先以如图1所示的压缩机的结构为例进行详细说明：如图1所示，图1所示的压缩机壳体为全封闭式的圆桶状密闭容器，收纳装配在壳体上部的驱动结构，容器下部的泵体组件。泵体组件包括压缩组件和膨胀组件4，压缩组件由两个独立一级压缩结构31和二级压缩结构32组成。一级压缩结构31包括一级气缸311、一级滚子312及由设置在下法兰15上的一级腔体310构成。二级压缩结构由二级气缸321、二级滚子322、及设置在中隔板17上的二级腔体构成(二级腔体由上隔板18与中隔板17形成密闭的空腔，用以存储二级气缸压缩后的制冷剂)；在此，二级气缸321位于一级气缸311上，且一级气缸311和二级气缸321之间设置有下隔板16。膨胀组件4包括第一膨胀气缸41、第一滚子42、设置在排气腔10上的第一腔体(上法兰19与排气腔10之间形成密闭的空腔为第一腔体，用以存储第一膨胀气缸41膨胀后的制冷剂，在排气腔10的侧面有膨胀组件的总排气口43，与制冷系统的经济器相连接)；其中，排气腔10上连接有上法兰19，第一膨胀气缸41和中隔板17之间设置有上隔板18。压缩组件3与膨胀组件4同轴设计，制冷剂在膨胀组件内膨胀推动曲轴23旋转，将力矩传递到压缩组件3上。在中隔板17和下法兰15上均带有排气阀组件。在第一膨胀气缸41上面的上法兰19和排气腔10，在一级气缸311下面的下法兰15，均起到支撑、密封作用。

在一级气缸311侧面设有第一吸气口313，下法兰15侧面设有补气通道5，在二级气缸321侧面设有第二吸气口323，在第一膨胀气缸41的侧面设有第三吸气口411，在排气腔10的侧面设有第四排气口，作为膨胀组件的总排气口43，中隔板17的侧面设有二级压缩结构的总排气口324。另外，其中补气通道5即可以在下法兰15的侧面，也可以设置在一级气缸311、下隔板16、二级气缸321、中隔板17、上隔板18、第一膨胀气缸41、上法兰19的侧面(在下法兰15、一级气缸311、下隔板16、二级气缸321、中隔板7、上隔板18、第一膨胀气缸41、排气腔10、上法兰19上均有中间流通通道，通道的为圆形、弧形、方形或其余不规则形状。)。膨胀组件4的总排气口43、第一膨胀气缸41的吸气口411、二级压缩结构的总排气口324、二级气缸321的吸气口323、一级气缸311的吸气口313、补气通道5均焊接在壳体上，保证了压缩机的可靠性。下盖板14与下法兰15形成密闭的以及腔体，用以存储混合一级制冷剂(包括：一级气缸311压缩后的制冷剂和经济器93通过补气通道5补入的中压制冷剂)。

另外，油泵12安装在曲轴23的下端，随着曲轴23的旋转从蓄油池抽吸供油，并通过曲轴23内的流通孔将冷冻油送到各个摩擦副中，保证压缩机在各种工况下的良好润滑，提高压缩机的可靠性。

与图1所示压缩机的结构相比，图2至图6所示压缩机的结构中膨胀组件、一级压缩结构及二级压缩结构在壳体内上下的安置位置进行相应的调整。具体地，相对于图1所示的压缩机结构(图1中，从上到下依次设置膨胀组件、二级压缩结构、一级压缩结构)，图2所示压缩机的结构仅仅将膨胀组件(第一膨胀气缸41、第一腔体)和二级压缩结构(二级气缸321、二级腔体)的位置进行调换一下(图2中，从上到下依次设置二级压缩结构、膨胀组件及一级压缩结构)。图3所示压缩机的结构在图1所示结构的基础上，调换了一级压缩结构和二级压缩结构的位置(图3中，从上到下依次设置膨胀组件、一级压缩结构、二级压缩结构)。图4所示压缩机的结构在图2所示压缩机结构的基础上，又调换了一级压缩结构和二级压缩结构的位置(图4中，从上到下依次设置一级压缩结构、膨胀组件及二级压缩结构)。图5所示的压缩机结构在图2所示压缩机结构的基础上，又调换了膨胀组件和一级压缩结构的位置(图5中，从上到下依次设置二级压缩结构、一级压缩结构、膨胀组件)。图6所示的压缩机结构在图4所示压缩机结构的基础上，又调换了二级压缩结构和膨胀组件的位置(图6中，从上到下依次设置一级压缩结构、二级压缩结构及膨胀组件)。

图7所示的压缩机结构与图1所示压缩机结构相比，补气通道5的设置位置由直接与一级腔体连通，改为与壳体的内腔直接连通。

图1至图7所示的压缩机中的排气管路排出的是第一级压力的制冷剂。

图8所示的压缩机结构与图1所示的压缩机结构相比，一级压缩结构中的一级腔体直接与二级气缸的吸气口连通，二级腔体通过泵体组件内部中间流通通道与壳体的内腔连通。排气管路排出第二级压力的制冷剂。

图9所示的压缩机结构与图8所示的压缩机结构相比，一级压缩结构中的一级腔体通过外部通道与二级气缸的吸气口连通，二级腔体通过泵体组件内部中间流通通道与壳体的内腔连通。排气管路排出的第二级压力的制冷剂。

图1至图9所示的压缩机中的压缩组件、膨胀组件均位于驱动结构的下方。

图10所示的压缩机与图1所示的压缩机结构相比，膨胀组件安置在驱动结构的上方，且第一膨胀气缸41上下两侧通过法兰定位。

图11所示的压缩机在图10所示的压缩机的基础上，又在第一膨胀气缸41的基础上增加第二膨胀气缸47，第二膨胀气缸内设置有第二滚子48。第一膨胀气缸41和第二膨胀气缸47之间由隔板46隔开，在第一膨胀气缸41的上方设置有第一法兰44、在第二膨胀气缸47的下方设置有第二法兰45定位。

实施例6

如图1、图12至图15所示，本实施例的制冷循环装置包括上述任一实施例所述的压缩机1。

具体地，制冷循环装置还包括蒸发器95；其中，蒸发器95的进口用于连通膨胀组件4的总排气口连通，蒸发器的出口用于连通压缩组件(一级压缩结构的吸气口)。

较佳地，压缩机1包括补气通道5时，制冷循环装置还包括经济器93；其中，经济器93的进口与膨胀组件的总排气口连通。经济器93上设置有第一出口和第二出口，第一出口连通蒸发器95的进口，用于将液态制冷剂输送至蒸发器95；第二出口连通补气通道5，用于将闪发出的气态制冷剂通过补气通道5补入压缩机1中。较佳地，经济器93的作用是闪发出中压气态制冷剂。

较佳地，经济器93和蒸发器95之间连通的管路上还设置有膨胀机构94，用于降低制冷剂运行的动力。较佳地，膨胀机构94主要包括膨胀阀、膨胀机、节流阀等。

较佳地，第一冷却器90、第二冷却器91的冷却方式可以是风冷，也可以是水冷。

图1、图12所示制冷循环装置的工作原理如下：接线柱111通电后，电机定子21与电机转子22之间产生磁拉力，驱动装配在电机转子22中间的曲轴23高速旋转，曲轴23带有三个偏心部，在三个偏心部上分别装有一级滚子312、二级滚子322、第一滚子42，且一级滚子312、二级滚子322、第一滚子42分别在17第一级气缸、20第二级气缸、24第一膨胀气缸内进行旋转。一级气缸311从蒸发器95中吸入低温低压的制冷剂后，将一级压缩后的制冷剂排到下盖板14与下法兰15形成一级腔体310中，经济器95闪发出的中压制冷剂通过补气通道5，同时进入一级腔体310，与经一级压缩后的制冷剂进行混合后通过一级气缸311、下隔板16、二级气缸321、中隔板17、上隔板18、第一膨胀气缸41、排气腔10、上法兰19的中间流通通道进入到压缩机壳体的内腔中，壳体内部的压力为第一级排气压力，并对电机定子与电机转子进行冷却降温，同时挡油板7对制冷剂进行油气分离，分离后的制冷剂通过排气管路8到第二冷却器91进行冷却后，通过二级气缸321上的第二吸气口324进入二级气缸321中进行压缩，二级压缩后的制冷剂通过二级压缩结构的总排气口324进入到第一气体冷却器90中进行放热，然后放热后的制冷剂通过第一膨胀气缸41的吸气口411进入到第一膨胀气缸41中进行制冷剂膨胀，在第一膨胀气缸41内形成低压两相制冷剂，最后通过膨胀组件的总排气口43的进入到经济器93中，部分制冷剂在此闪发出中压气态制冷剂由补气通道5喷射进压缩机1的内部，余下的液态制冷剂，通过膨胀机构94降压后，进入蒸发器95吸热形成气态制冷剂，最后进入压缩机，由此形成制冷循环。

对于图13所示的制冷循环装置(与图8、图9所示的压缩机对应)，与图1和图12的制冷循环装置的不同之处在于：未设置第二冷却器，一级制冷剂不进入压缩机的壳体内腔中，而是直接进入二级气缸321中进行二级压缩，因此没有一级压缩后进行中间冷却这路制冷循环。

对于图14所示的制冷循环装置，与图1和图12所示的制冷循环装置的不同之处在于：膨胀组件为双缸膨胀单元；制冷剂在二级压缩结构压缩处理后，先进入第一膨胀气缸进行膨胀处理、再进入第二膨胀气缸进行膨胀处理。

对于图15所示的制冷循环装置，与图14的不同之处在于，未设置第二冷却器，一级制冷剂不进入压缩机的壳体内腔中，而是直接进入二级气缸321中进行二级压缩，因此没有一级压缩后进行中间冷却这路制冷循环。

另外，参见图16所示，图16为本发明实施例提供的制冷系统的压焓图。其中，5-6h表示等焓膨胀(节流阀实现)，5-6S表示等熵膨胀(理想状况，实际难以实现)，5-6表示实际膨胀机膨胀过程，焓差5-6h表示单位质量制冷剂膨胀回收能量。

综上所述，本发明实施例提供的压缩机及制冷循环装置为双级压缩带级间补气增焓结构形式，相比单级压缩，能减小每级压力差，降低泄漏量，提高压缩机的容积效率和制冷量；同时通过膨胀组件回收膨胀功，降低压缩机功耗，提高压缩机和循环系统的性能系数；以及可以使跨临界循环制冷装置的性能系数得到较大幅度的提升。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

壳体；

驱动组件，设置在所述壳体中；

压缩组件，设置在所述壳体中，且所述压缩组件与所述驱动组件驱动连接，用于在所述驱动组件的驱动下对制冷剂进行多级压缩处理；

膨胀组件，设置在所述壳体中，且所述膨胀组件与所述驱动组件连接；其中，所述膨胀组件用于对经所述压缩组件压缩处理后的制冷剂进行膨胀处理。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括第一冷却器；其中，

经所述压缩组件压缩处理后的制冷剂先通过所述第一冷却器冷却后，再经所述膨胀组件膨胀处理。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩组件包括：

一级压缩结构，所述一级压缩结构对由蒸发器排出的制冷剂进行一级压缩处理；

二级压缩结构，所述二级压缩结构对一级制冷剂进行二级压缩处理；其中，所述一级制冷剂包括经所述一级压缩结构一级压缩处理后的制冷剂。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括补气通道，用于向压缩机内补入气态制冷剂；

其中，所述一级制冷剂还包括由所述补气通道补入的制冷剂。

5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括第二冷却器；其中，

所述一级制冷剂先通过所述第二冷却器冷却后再经所述二级压缩结构进行二级压缩处理。

6.根据权利要求3-5任一项所述的压缩机，其特征在于，所述一级压缩结构包括：

一级气缸，所述一级气缸上设有第一吸气口和第一排气口；其中，所述第一吸气口用于连通蒸发器的出口；

一级滚子，所述一级滚子安置在所述一级气缸中，且所述一级滚子在所述驱动组件的驱动下配合一级气缸对制冷剂进行一级压缩处理；

一级腔体，所述一级腔体与所述第一排气口连通，以使一级压缩后的制冷剂排放到所述一级腔体中。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述二级压缩结构包括：

二级气缸，所述二级气缸上设有第二吸气口和第二排气口；其中，所述第二吸气口将一级制冷剂吸入所述二级气缸中；

二级滚子，所述二级滚子安置在所述二级气缸中，且所述二级滚子在所述驱动组件的驱动下配合二级气缸对一级制冷剂进行二级压缩处理；

二级腔体，所述二级腔体与所述第二排气口连通，以使二级压缩后的制冷剂排放到所述二级腔体中。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述一级气缸和二级气缸的容积比为0.5-1.35。

9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述壳体上设置有排气管路，且所述排气管路与所述壳体的内腔连通；其中，

当压缩机包括第二冷却器时，所述一级腔体与所述壳体的内腔连通，且所述排气管路用于连通第二冷却器的进口，第二冷却器的出口与所述二级气缸上的第二吸气口连通；或

所述一级腔体与所述二级气缸上的第二吸气口连通，所述二级腔体与所述壳体的内腔连通，且所述排气管路用于连通第一冷却器的进口。

10.根据权利要求1-5、7-9任一项所述的压缩机，其特征在于，所述膨胀组件包括：

第一膨胀气缸，所述第一膨胀气缸上设置有第三吸气口和第三排气口；

第一滚子，所述第一滚子安置在所述第一膨胀气缸中；

其中，所述第三吸气口用于将经所述压缩组件多级压缩处理后的制冷剂吸入所述第一膨胀气缸中；所述第一滚子用于在所述驱动组件的驱动下对吸入所述第一膨胀气缸中的制冷剂进行膨胀处理；经膨胀处理后的制冷剂由所述第三排气口排出；

其中，当所述压缩机连接第一冷却器时，所述第三吸气口与第一冷却器的出口连接。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述膨胀组件还包括第一腔体，其中，

所述第一腔体与所述第三排气口连通，且所述第一腔体上设置有第四排气口，以将膨胀组件膨胀处理后的制冷剂排到与压缩机连接的换热部件上。

12.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述第一膨胀气缸的吸气容积与膨胀容积比为2.0-5.55。

13.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述膨胀组件还包括：

第二膨胀气缸，所述第二膨胀气缸上设有第四吸气口和第五排气口；其中，所述第四吸气口与所述第三排气口连通；

第二滚子，所述第二滚子安置在所述第二膨胀气缸中，且所述第二滚子与所述驱动组件驱动连接。

14.根据权利要求1-5、7-9、11-13任一项所述的压缩机，其特征在于，所述驱动组件包括曲轴和用于驱动曲轴运转的驱动结构；所述驱动结构包括电机定子、电机转子；其中，

所述压缩组件、膨胀组件套装在所述曲轴上；

其中，当所述壳体上设置有排气管路时，所述壳体的腔体内的制冷剂在吸入排气管路前先经过所述驱动结构，以对驱动结构进行冷却降温。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，所述曲轴上的在高于所述驱动结构位置处安装有挡油板，用于分离制冷剂中的冷冻油；和/或

所述膨胀组件位于所述驱动结构的上方；或所述膨胀组件位于所述驱动结构的下方。

16.一种制冷循环装置，其特征在于，所述制冷循环装置包括权利要求1-15任一项所述的压缩机。

17.根据权利要求16所述的制冷循环装置，其特征在于，所述制冷循环装置还包括：

蒸发器，所述蒸发器的进口用于连通所述膨胀组件连通，所述蒸发器的出口用于连通所述压缩组件。

18.根据权利要求17所述的制冷循环装置，其特征在于，当所述压缩机包括补气通道时，所述制冷循环装置还包括经济器；其中，

所述经济器的进口与所述膨胀组件连通；

所述经济器上设置有第一出口和第二出口，所述第一出口连通所述蒸发器的进口，用于将液态制冷剂输送至蒸发器；所述第二出口连通所述补气通道，用于将闪发出的气态制冷剂通过补气通道补入压缩机中。

19.根据权利要求18所述的制冷循环装置，其特征在于，

所述经济器和蒸发器之间连通的管路上还设置有膨胀机构，用于降低制冷剂运行的动力。