CN110513289A - 可变容量涡旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开可变容量涡旋式压缩机，在静涡旋盘上设有泄载孔和泄载通道，泄载孔通过泄载通道与泄载机构连通，泄载机构用于切换吸气压力腔和中间压缩腔的连通状态；在静涡旋盘的中心位置设有排气孔，在排气孔上设有排气阀，排气阀用于切换排气压力腔和排气孔的连通状态；在静涡旋盘上还设有旁通孔，在旁通孔上设有旁通阀，旁通阀用于切换排气压力腔和与旁通孔连通的对应压缩腔的连通状态。本发明通过泄载机构切换吸气压力腔和中间压缩腔的连通状态，调节了涡旋的容量，设置的排气阀避免了泄载时因有效型线缩短导致的几何压缩比降低造成的欠压缩。设置有旁通阀避免了全载时因有效型线过长导致的几何压缩比过大造成的过压缩，提高了压缩机的压缩效率。

Description

可变容量涡旋式压缩机
技术领域
本发明具体涉及一种可变容量涡旋式压缩机。
背景技术
由于环境条件的变化，致冷和空气调节系统会在相当宽范围的负载工况下运行。而压缩机容量可调节，能有效提高制冷系统在变工况及变负荷下的效率。除了变频变速技术，机械式变容量技术因其可靠性及低成本，有极大的应用价值。
在申请号为：96121579.8，发明名称为：具有容量调节系统的涡旋机的专利申请中，其公开了涡旋压缩机包含泄载通道，可将涡旋压缩腔与吸气区连通。而泄载机构包括电磁阀，可将高压区引入，驱动环形阀座旋转，将泄载通道与吸气区连通，实现泄载。
但是其具有以下缺点：
1)当涡旋处于泄载状态时，涡旋几何压缩比降低，在大多工况，压缩机欠压缩运行，效率降低，运行范围减小。
2)当涡旋全载运行时，涡旋几何压缩比较大，大多工况，压缩机处于过压缩运行，效率降低，运行范围缩小。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种可变容量涡旋式压缩机。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
可变容量涡旋式压缩机，包括：壳体以及设置于壳体内的动涡旋盘和静涡旋盘，壳体内具有封闭空间，该封闭空间被隔离分成吸气压力腔和排气压力腔，动涡旋盘与静涡旋盘之间形成中间压缩腔，在静涡旋盘上设有泄载孔和泄载通道，泄载孔通过泄载通道与泄载机构连通，泄载机构用于切换吸气压力腔和中间压缩腔的连通状态；
在静涡旋盘的中心位置设有排气孔，在排气孔上设有排气阀，排气阀用于切换排气压力腔和排气孔的连通状态，当排气孔的压力低于排气压力腔的压力时，排气阀关闭，避免了欠压缩；
在静涡旋盘上还设有旁通孔，旁通孔设置于靠近排气孔的外侧，在旁通孔上设有旁通阀，旁通阀用于切换排气压力腔和与旁通孔连通的对应压缩腔的连通状态，当与旁通孔连通的对应压缩腔的压力高于排气压力腔的压力时，旁通阀打开。
本发明通过泄载机构切换吸气压力腔和中间压缩腔的连通状态，当中间压缩腔与吸气压力腔连通时，实现部分泄载；当中间压缩腔与吸气压力腔不连通时，压缩机满载。
设置的排气阀，避免了泄载时因有效型线缩短导致的几何压缩比降低造成的欠压缩。
设置有旁通阀，避免了全载时因有效型线过长导致的几何压缩比过大造成的过压缩，提高了压缩机的压缩效率。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，静涡旋盘上的涡旋型线的最大展开角大于1080。
采用上述优选的方案，针对可变容量的应用特点，采用大展开角，长型线涡旋，在泄载时，仍能有足够的型线实现一定的压缩比。
作为优选的方案，在静涡旋盘上设有多组泄载孔组件，每组泄载孔组件通过一条泄载通道与泄载机构连通，且组泄载孔组件包括：多个泄载孔。
采用上述优选的方案，多个泄载孔结构更稳定。
作为优选的方案，泄载孔所在位置与静涡旋盘的涡旋型线最外侧边所在位置相差320-380度。
采用上述优选的方案，结构更合理。
作为优选的方案，在静涡旋盘上设有两个或两个以上的旁通孔，且多个旁通孔设置于所述排气孔的相对两侧。
采用上述优选的方案，压缩机的结构更稳定。
作为优选的方案，旁通孔设置于静涡旋盘涡旋型线展开角为270～540度的位置处。
采用上述优选的方案，压缩机的性能更佳。
作为优选的方案，排气阀和旁通阀为一体式结构，即为排气旁通阀。
采用上述优选的方案，安装便捷，且压缩机的性能更佳。
作为优选的方案，排气旁通阀包括：
阀片，包括：阀片本体、覆盖于排气孔上方的排气阀片以及覆盖于旁通孔上方的旁通阀片，排气阀片和旁通阀片为弹性舌片式阀片；
阀座，设置于阀片上，且结构与阀片相匹配；
紧固件，用于将阀座、阀片本体与静涡旋盘连接。
采用上述优选的方案，配合采用舌片式排气旁通阀，在泄载时，避免了大压缩比工况时的欠压缩造成的压缩效率降低；配合使用舌片式旁通阀，避免了全载时，低压缩比工况时的过压缩造成的压缩效率降低。
作为优选的方案，泄载机构为活塞式泄载机构。
采用上述优选的方案，采用活塞式泄载，结构更简单，更可靠。
作为优选的方案，泄载机构具体包括：外接管、接头、活塞、回弹弹簧以及泄载管；
泄载管安装于静涡旋盘上，且泄载管上设与泄载通道相连通的泄载口，泄载口可与吸气压力腔和中间压缩腔连通；
活塞安装于泄载管内，且活塞的一端通过回弹弹簧与静涡旋盘弹性连接，外接管通过接头与泄载管连接；
当高压气体流经外接管和接头，给活塞以压力，驱动活塞移动，泄载口被活塞堵住，吸气压力腔和中间压缩腔不连通；
当低压气体流经外接管和接头，活塞在回弹弹簧的作用下移动，泄载口打开，吸气压力腔和中间压缩腔连通。
采用上述优选的方案，结构简单。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可变容量涡旋式压缩机的爆炸图。
图2为本发明实施例提供的可变容量涡旋式压缩机的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的静涡旋盘的主视图。
图4为本发明实施例提供的静涡旋盘的后视图。
图5为本发明实施例提供的泄载机构的剖视图。
图6为本发明实施例提供的可变容量涡旋式压缩机泄载时的剖视图。
图7为本发明实施例提供的可变容量涡旋式压缩机全载时的剖视图。
其中：1、壳体，2、静涡旋盘，3、泄载孔，4、泄载通道，5、泄载机构，51、外接管，52、接头，53、活塞，54、回弹弹簧，55、泄载管，551、泄载口，56、密封圈，6、排气孔，7、旁通孔，8、排气旁通阀，81、阀片本体，82、排气阀片，83、旁通阀片，84、阀座，85、紧固件；
a、吸气压力腔，b、排气压力腔，c、中间压缩腔。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，可变容量涡旋式压缩机的其中一些实施例中，如图1-4所示，可变容量涡旋式压缩机包括：壳体1以及设置于壳体1内的动涡旋盘(图中未示出)和静涡旋盘2，壳体1内具有封闭空间，该封闭空间被隔离分成吸气压力腔a和排气压力腔b，动涡旋盘与静涡旋盘2之间形成中间压缩腔c，在静涡旋盘2上设有泄载孔3和泄载通道4，泄载孔3通过泄载通道4与泄载机构5连通，泄载机构5用于切换吸气压力腔a和中间压缩腔c的连通状态；
在静涡旋盘2的中心位置设有排气孔6，在排气孔6上设有排气阀，排气阀用于切换排气压力腔b和排气孔6的连通状态，当排气孔6的压力低于排气压力腔b的压力时，排气阀关闭；当涡旋继续旋转压缩，排气孔6内的压力升高到大于排气腔b的压力时，排气阀打开。
在静涡旋盘2上还设有旁通孔7，旁通孔7设置于靠近排气孔6的外侧，在旁通孔7上设有旁通阀，旁通阀用于切换排气压力腔b和与旁通孔7连通的对应压缩腔的连通状态，当与旁通孔7连通的对应压缩腔的压力高于排气压力腔b的压力时，旁通阀打开。
本发明通过泄载机构5切换吸气压力腔a和中间压缩腔c的连通状态，当中间压缩腔c与吸气压力腔a连通时，实现部分泄载；当中间压缩腔c与吸气压力腔a不连通时，压缩机满载。
当中间压缩腔c的压力低于排气压力腔b的压力时，排气阀关闭，中间压缩腔c继续压缩直至中间压缩腔c的压力大于排气压力腔b的压力，避免了欠压缩。
旁通孔7设置在离排气孔6较近的一侧，当旁通孔7所在的压缩腔压力大于排气区时，旁通阀被顶开，对应压缩腔与排气压力腔b连通，避免了过压缩。
旁通孔7和排气孔6设置于静涡旋盘2的排气压力腔b，设置的排气阀，避免了泄载时因有效型线缩短导致的几何压缩比降低造成的欠压缩。设置有旁通阀，避免了全载时因有效型线过长导致的几何压缩比过大造成的过压缩，提高了压缩机的压缩效率。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，静涡旋盘2上的涡旋型线的最大展开角大于1080度。
采用上述优选的方案，针对可变容量的应用特点，采用大展开角，长型线涡旋，在泄载时，仍能有足够的型线实现一定的压缩比，静涡旋盘2上的涡旋型线的最大展开角具体可以为1170～1260度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，
在静涡旋盘2上设有多组泄载孔3组件，每组泄载孔3组件通过一条泄载通道4与泄载机构5连通，且组泄载孔3组件包括：多个泄载孔3。
采用上述优选的方案，多个泄载孔3结构更稳定。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，
泄载孔3所在位置与静涡旋盘2的涡旋型线最外侧边所在位置相差320-380度。
采用上述优选的方案，结构更合理。泄载孔3与涡旋型线最外侧相差360度左右，且泄载孔3多采用多孔或长孔结构。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在静涡旋盘2上设有两个旁通孔7，且两个旁通孔7分别设置于排气孔6的相对两侧。
采用上述优选的方案，压缩机的结构更稳定。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，旁通孔7设置于静涡旋盘2涡旋型线展开角为270～540度的位置处。
采用上述优选的方案，压缩机的性能更佳。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，排气阀和旁通阀为一体式结构，即为排气旁通阀8。
采用上述优选的方案，安装便捷，且压缩机的性能更佳。
进一步，排气旁通阀8包括：
阀片，包括：阀片本体81、覆盖于排气孔6上方的排气阀片82以及覆盖于旁通孔7上方的旁通阀片83，排气阀片82和旁通阀片83为弹性舌片式阀片；
阀座84，设置于阀片上，且结构与阀片相匹配；
紧固件85，用于将阀座84、阀片本体81与静涡旋盘2连接。
采用上述优选的方案，配合采用舌片式排气旁通阀8，在泄载时，避免了大压缩比工况时的欠压缩造成的压缩效率降低；配合使用舌片式旁通阀，避免了全载时，低压缩比工况时的过压缩造成的压缩效率降低。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，泄载机构5为活塞53式泄载机构5。
采用上述优选的方案，采用活塞53式泄载，结构更简单，更可靠。
如图4所示，进一步，泄载机构5具体包括：外接管51、接头52、活塞53、回弹弹簧54以及泄载管55；
泄载管55安装于静涡旋盘2上，且泄载管55上设与泄载通道4相连通的泄载口551，泄载口5551可与吸气压力腔a和中间压缩腔c连通；
活塞53安装于泄载管55内，且活塞53的一端通过回弹弹簧54与静涡旋盘2弹性连接，外接管51通过接头52与泄载管55连接；
当高压气体流经外接管51和接头52，给活塞53以压力，驱动活塞53移动，泄载口被活塞53堵住，吸气压力腔a和中间压缩腔c不连通；
当低压气体流经外接管51和接头52，活塞53在回弹弹簧54的作用下移动，泄载口打开，吸气压力腔a和中间压缩腔c连通。
采用上述优选的方案，结构简单。在其他实施例中，外接管51与接头52之间通过密封圈56密封，接头52与泄载管55之间通过密封圈56密封，泄载管55与活塞53之间通过密封圈56密封，可以有效提高密封效果。
外置的阀可分别将压缩机的低压区及高压区与泄载机构5连通，如图6所示，泄载时，泄载机构5与低压区连通，活塞53在压差或弹簧的作用下移动，泄载通道4将中间压缩腔c的气体导入压缩机的吸气压力腔a，实现部分泄载。如图7所示，全载时，泄载机构5与高压区连通，驱动活塞53向另一侧移动，封堵中间压缩腔c和吸气压力腔a的连通通道，压缩机满载。
对于本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.可变容量涡旋式压缩机，包括：壳体以及设置于所述壳体内的动涡旋盘和静涡旋盘，所述壳体内具有封闭空间，该封闭空间被隔离分成吸气压力腔和排气压力腔，所述动涡旋盘与所述静涡旋盘之间形成中间压缩腔，在所述静涡旋盘上设有泄载孔和泄载通道，所述泄载孔通过泄载通道与泄载机构连通，所述泄载机构用于切换所述吸气压力腔和所述中间压缩腔的连通状态；其特征在于，
在所述静涡旋盘的中心位置设有排气孔，在所述排气孔上设有排气阀，所述排气阀用于切换所述排气压力腔和所述排气孔的连通状态，当所述排气孔的压力低于所述排气压力腔的压力时，所述排气阀关闭；
在所述静涡旋盘上还设有旁通孔，所述旁通孔设置于靠近所述排气孔的外侧，在所述旁通孔上设有旁通阀，所述旁通阀用于切换所述排气压力腔和与所述旁通孔连通的对应压缩腔的连通状态，当与所述旁通孔连通的对应压缩腔的压力高于所述排气压力腔的压力时，所述旁通阀打开。
2.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述静涡旋盘上的涡旋型线的最大展开角大于1080度。
3.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，在所述静涡旋盘上设有多组泄载孔组件，每组泄载孔组件通过一条泄载通道与所述泄载机构连通，且组泄载孔组件包括：多个泄载孔。
4.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述泄载孔所在位置与所述静涡旋盘的涡旋型线最外侧边所在位置相差320-380度。
5.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，在所述静涡旋盘上设有两个或两个以上的所述旁通孔，且多个所述旁通孔设置于所述排气孔的相对两侧。
6.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述旁通孔设置于所述静涡旋盘涡旋型线展开角为270～540度的位置处。
7.根据权利要求1所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述排气阀和旁通阀为一体式结构，即为排气旁通阀。
8.根据权利要求7所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述排气旁通阀包括：
阀片，包括：阀片本体、覆盖于所述排气孔上方的排气阀片以及覆盖于所述旁通孔上方的旁通阀片，所述排气阀片和旁通阀片为弹性舌片式阀片；
阀座，设置于所述阀片上，且结构与所述阀片相匹配；
紧固件，用于将阀座、阀片本体与静涡旋盘连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述泄载机构为活塞式泄载机构。
10.根据权利要求9所述的可变容量涡旋式压缩机，其特征在于，所述泄载机构具体包括：外接管、接头、活塞、回弹弹簧以及泄载管；
所述泄载管安装于所述静涡旋盘上，且所述泄载管上设与所述泄载通道相连通的泄载口，所述泄载口可与所述吸气压力腔和所述中间压缩腔连通；
所述活塞安装于所述泄载管内，且所述活塞的一端通过所述回弹弹簧与所述静涡旋盘弹性连接，所述外接管通过接头与所述泄载管连接；
当高压气体流经所述外接管和接头，给所述活塞以压力，驱动所述活塞移动，所述泄载口被所述活塞堵住，所述吸气压力腔和所述中间压缩腔不连通；
当低压气体流经所述外接管和接头，所述活塞在所述回弹弹簧的作用下移动，所述泄载口打开，所述吸气压力腔和所述中间压缩腔连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110966184A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 苏州旋凌科技有限公司 具有主动泄压结构的涡旋
WO2024002338A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 谷轮环境科技（苏州）有限公司 定涡旋组件、涡旋压缩机及加工定涡旋组件的方法

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