CN109667760B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

一种压缩机，包含一旋转动力源、一第一流体压缩腔室、一第二流体压缩腔室以及一阀门装置。旋转动力源具有一转轴。旋转动力源同时驱动第一、二流体压缩腔室内的压缩机构使一流体依序经第一流体压缩腔室、第二流体压缩腔室的双段压缩。第二流体压缩腔室具有一第一流体出口以及一第二流体出口，第一流体出口距离旋转动力源较第二流体出口近。阀门装置用以控制第一流体出口的开启或封闭，即可于适当时机切换较佳的压缩方式，使压缩机的电能使用效率能进一步提高。

Description

压缩机

技术领域

本发明是关于一种压缩机，特别是关于一种单机双段压缩机。

背景技术

节能减碳是目前各企业推行其产品或服务时努力的方向之一，对于电器而言要求的就是电源使用效率需逐渐的提高。压缩机是空调设备的重要部份之一，用以压缩空调设备中使用的冷媒。压缩机的高电源使用效率也是众厂家努力追求的方向之一。

发明内容

本发明提出一种创新的压缩机，解决先前技术的问题。

于本发明的一实施例中，一种压缩机包含一旋转动力源、一第一流体压缩腔室、一第二流体压缩腔室以及一阀门装置。旋转动力源具有一转轴。旋转动力源同时驱动第一流体压缩腔室、第二流体压缩腔室内的压缩机构使一流体依序经第一流体压缩腔室、第二流体压缩腔室的分段压缩。第二流体压缩腔室具有一第一流体出口以及一第二流体出口，第一流体出口距离旋转动力源较第二流体出口近。阀门装置用以控制第一流体出口的开启或封闭。

于本发明的一实施例中，第一流体压缩腔室、第二流体压缩腔室位于旋转动力源的同一侧。

于本发明的一实施例中，第一流体压缩腔室、第二流体压缩腔室位于旋转动力源的两相对侧。

于本发明的一实施例中，阀门装置为一控制阀，其包含一压力腔、一轴杆以及一滑块阀门，压力腔驱动轴杆沿一滑动方向控制滑块阀门，而能开启或封闭第一流体出口。

于本发明的一实施例中，上述滑动方向平行转轴的长度方向。

于本发明的一实施例中，上述滑动方向垂直转轴的长度方向。

于本发明的一实施例中，压缩机还包含一控制器，其连接至阀门装置，用以于第一时间段开启第一流体出口，并于第二时间段封闭第一流体出口。

于本发明的一实施例中，压缩机还包含一温度感测器，其连接至控制器，借以量测流体的温度。

于本发明的一实施例中，旋转动力源为一电动马达。

于本发明的一实施例中，第二流体压缩腔室的第一流体出口、第二流体出口连通至一总流体出口。

综上所述，本发明的单机双段压缩机，通过其第二流体压缩腔室的流体输出口开关控制，可切换为单段压缩或双段压缩。因此，当某特定流体的温度与其压缩过程中的压缩比大小与功耗的关系得知后，即可于适当时机切换较佳的压缩方式(单段压缩或双段压缩)，使压缩机的电能使用效率能进一步提高。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1、图2是绘示依照本发明一实施例的一种压缩机的剖面图，其中图1、图2分别是压缩机的两种不同的使用模式；

图3、图4是绘示依照本发明另一实施例的一种压缩机的剖面图，其中图3、图4分别是压缩机的两种不同的使用模式；

图5是绘示本发明的压缩机的阀门装置控制方块图；以及

图6是绘示本发明的压缩机的压缩机构的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。

本发明的技术态样是一种单机双段压缩机，以下将搭配图1～图6来说明单机双段压缩机的具体实施方式。

请参照图1、图2，图1、图2是绘示依照本发明一实施例的一种压缩机的剖面图，其中图1、图2分别是压缩机的双段压缩模式以及单段压缩模式。

压缩机100a包含一旋转动力源102、一第一流体压缩腔室104、一第二流体压缩腔室106以及一阀门装置。旋转动力源102具有一转轴108。在本实施例中，第一流体压缩腔室104与第二流体压缩腔室106分别位于旋转动力源102的两相对侧。例如，第一流体压缩腔室104位于转轴108的一端，而第二流体压缩腔室106位于转轴108的另一相对端。位于第一流体压缩腔室104的(流体)压缩机构连接至转轴108的一端，而位于第二流体压缩腔室106的(流体)压缩机构连接至转轴108的另一相对端。因此，旋转动力源102同时驱动第一、二流体压缩腔室内的压缩机构使一流体(例如冷媒)可依序经第一、二流体压缩腔室的分段压缩。

在其他实施例中，第一流体压缩腔室与第二流体压缩腔室亦可设计位于旋转动力源的同一侧(未绘示于图面)，例如第一流体压缩腔室与第二流体压缩腔室均位于转轴的同一端，其内的流体压缩机构均连接至转轴的同一端。在其他实施例中，流体压缩腔室亦能设计三个或更多，并无限定于2个。此外，阀门装置亦可设计为两个或更多(例如每个流体压缩腔室均配备一个阀门装置)，使流体压缩比的控制更为弹性。

请参照图6，在本案的实施例中，位于流体压缩腔室内的压缩机构为一双螺杆机构。即双螺杆机构包含一主动螺杆以及一从动螺杆，其中的主动螺杆连接至转轴。具体而言，位于第一流体压缩腔室104的主动螺杆104a连接至转轴108的一端，位于第二流体压缩腔室106的主动螺杆106a连接至转轴108的另一相对端。两主动螺杆104a与主动螺杆106a同时随转轴108转动，且分别带动从动螺杆104b以及从动螺杆106b转动。流体即被主动螺杆与从动螺杆之间连续空间的变化所压缩并输出。虽本案实施例的压缩机构为一双螺杆机构，但并不限定于双螺杆机构，其他压缩机构亦能适用。

于本发明的实施例中，主动螺杆104a与从动螺杆104b的直径大于主动螺杆106a与从动螺杆106b转动的直径，主动螺杆104a与从动螺杆104b的长度亦大于主动螺杆106a与从动螺杆106b转动的长度。因此，第一流体压缩腔室104所能产生的流体压缩比大于第二流体压缩腔室106的流体压缩比。在其他实施例中，各流体压缩腔室的压缩比的大小并不限定于上述状况。

请再参照图1、图2，第一流体压缩腔室104与第二流体压缩腔室106依序执行流体的第一段压缩以及第二段压缩。若两段均执行时，流体的压缩比较高，若仅执行单一段时，流体的压缩比较低。具体而言，第一流体压缩腔室104与第二流体压缩腔室106均执行压缩时的流体压缩比高于仅使用第一流体压缩腔室104执行压缩时的流体压缩比。在本发明的实施例中，可控制第二流体压缩腔室106是否执行流体压缩，借以控制流体的压缩比。

第二流体压缩腔室106具有一第一流体出口112c以及一第二流体出口112b，借以控制是否执行压缩。第二流体压缩腔室106的第一、二流体出口均连通至一总流体出口112a。第一流体出口112c以及第二流体出口112b均开启时，因第二流体压缩腔室大体已无封闭性，故等同于无执行流体压缩，对于旋转动力源102也会减轻负载。当第一流体出口112c封闭而第二流体出口112b开启时，第二流体压缩腔室才能执行流体压缩，对于旋转动力源102即产生负载。无论第二流体压缩腔室106的第一、二流体出口的开启与否，第二流体压缩腔室106的压缩机构均随转轴108同步转动，但执行流体压缩时显然对产生旋转动力源102较大负载。

在本发明的实施例中，第一流体出口112c距离旋转动力源102较第二流体出口112b近，因此第一流体出口112c封闭时，第二流体压缩腔室106的大部分内壁是大致贴近内部的压缩机构，始能执行流体压缩。第二流体出口112b位于第二流体压缩腔室106的末端，远离旋转动力源102，不另设阀门控制，均为开启状态，作为压缩后流体的出口。当第一流体出口112c开启时，第一流体出口112c与第二流体出口112b均连通至总流体出口112a。当第一流体出口112c封闭时，仅第二流体出口112b连通至总流体出口112a。

在图1、图2中，阀门装置为油压或气压控制阀110，其包含压力腔110a、轴杆110b以及滑块阀门110c。轴杆110b的一端位于压力腔110a内，轴杆110b的另一端连接至滑块阀门110c。压力腔110a驱动轴杆110b沿一滑动方向114a控制滑块阀门110c，而能开启或封闭第一流体出口112c。于此实施例中，滑动方向114a垂直于转轴108的长度方向，换言之，轴杆110b的长度方向亦垂直于转轴108的长度方向。

当旋转动力源102为一电动马达时，若前述第一段压缩(由第一流体压缩腔室104所执行)以及第二段压缩(由第二流体压缩腔室106所执行)同时执行时，旋转动力源102的功耗较大且流体压缩比较大。若仅执行第一段压缩时，旋转动力源102的功耗较小且流体压缩比较小。然而，对流体(例如冷媒)而言，本发明观察到流体于不同的状态时(例如不同的压力)，对高、低压缩比的负载或功耗可能差异很大。因此，适当的调配单段压缩或双段压缩的应用时机，有助于提升旋转动力源102用电效能。

请参照图3、图4，图3、图4是绘示依照本发明另一实施例的一种压缩机的剖面图，其中图3、图4分别是压缩机的双段压缩模式以及单段压缩模式。相似地，压缩机100b同样包含一旋转动力源102、一第一流体压缩腔室104、一第二流体压缩腔室106以及一阀门装置。不同之处主要在于阀门装置，具体而言，阀门装置为油压或气压控制阀120，其包含压力腔120a、轴杆120b以及滑块阀门120c。轴杆120b的一端位于压力腔120a内，轴杆120b的另一端连接至滑块阀门120c。压力腔120a驱动轴杆120b沿一滑动方向114b控制滑块阀门120c，而能开启或封闭第一流体出口116c。于此实施例中，滑动方向114b平行于转轴108的长度方向，换言之，轴杆120b的长度方向亦平行于转轴108的长度方向。

于本实施例中，第二流体压缩腔室106具有一第一流体出口116c以及一第二流体出口116b，借以控制是否执行压缩。第二流体压缩腔室106的第一、二流体出口均连通至一总流体出口116a。第一流体出口116c以及第二流体出口116b均开启时，因第二流体压缩腔室106大体已无封闭性，故等同于无执行流体压缩，对于旋转动力源102也会减轻负载。当第一流体出口116c封闭而第二流体出口116b开启时，第二流体压缩腔室106才能执行流体压缩，对于旋转动力源102即产生负载。无论第二流体压缩腔室106的第一、二流体出口的开启与否，第二流体压缩腔室106的压缩机构均随转轴108同步转动，但执行流体压缩时显然对产生旋转动力源102较大负载。

在本发明的实施例中，第一流体出口116c距离旋转动力源102较第二流体出口116b近，因此第一流体出口116c封闭时，第二流体压缩腔室106的大部分内壁贴近内部的压缩机构，始能执行流体压缩。第二流体出口116b位于第二流体压缩腔室106的末端，远离旋转动力源102，不另设阀门控制，均为开启状态，作为压缩后流体的出口。当第一流体出口116c开启时，第一流体出口116c与第二流体出口116b均连通至总流体出口116a。当第一流体出口116c封闭时，仅第二流体出口116b连通至总流体出口116a。

请参照图5，其绘示本发明的压缩机的阀门装置控制方块图。本发明目前观察到流体的温度或压力与其压缩过程中的压缩比大小与功耗存在关系。因此，可通过控制器130连接且控制油压或气压控制阀(110或120)，即控制第二流体压缩腔室106的第一流体出口(112c或116c)的开启或封闭。例如，控制器130可控制油压或气压控制阀(110或120)于第一时间段开启第一流体出口(112c或116c)，并于第二时间段封闭第一流体出口(112c或116c)。控制器130连接亦可连接至一温度感测器140，并藉温度感测器140感测压缩后输出流体的温度且回馈至控制器130。于本实施例中，控制器130为一可程式控制器，借以根据已观察得知的流体温度与其压缩过程中的压缩比大小与功耗存在关系，控制油压或气压控制阀(110或120)。虽本发明使用温度或压力为指标控制单、双段压缩的切换时间点，其他物理或化学特性亦可能作为控制指标，因此不限定于此。此外，因各种流体(例如冷媒)于不同温度、压力或压缩比所需的压缩功耗差异很大，并无法提出标准化的数据作为节能的标准。

综上所述，本发明的单机双段压缩机，通过其第二流体压缩腔室的流体输出口开关控制，可切换为单段压缩或双段压缩。因此，当某特定流体的温度与其压缩过程中的压缩比大小与功耗的关系得知后，即可于适当时机切换较佳的压缩方式(单段压缩或双段压缩)，使压缩机的电能使用效率能进一步提高。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，于不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种压缩机，其特征在于，包含：

一旋转动力源，具有一转轴；

一第一流体压缩腔室；

一第二流体压缩腔室，该旋转动力源同时驱动该第一流体压缩腔室、该第二流体压缩腔室内的压缩机构使一流体依序经该第一流体压缩腔室、该第二流体压缩腔室的分段压缩，其中该第二流体压缩腔室具有一第一流体出口以及一第二流体出口，该第一流体出口距离该旋转动力源较该第二流体出口近；以及

一阀门装置，用以控制该第一流体出口的开启或封闭，该阀门装置为一控制阀，其包含一压力腔、一轴杆以及一滑块阀门，该压力腔驱动该轴杆沿垂直该转轴的长度方向滑动控制该滑块阀门，而能开启或封闭该第一流体出口。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，该第一流体压缩腔室、该第二流体压缩腔室位于该旋转动力源的同一侧。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，该第一流体压缩腔室、该第二流体压缩腔室位于该旋转动力源的两相对侧。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包含一控制器，其连接至该阀门装置，借以于第一时间段开启该第一流体出口，并于第二时间段封闭该第一流体出口。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，还包含一温度感测器，其连接至该控制器，借以量测流体的温度。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，该旋转动力源为一电动马达。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，该第二流体压缩腔室的该第一流体出口、该第二流体出口连通至一总流体出口。

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