CN111075717A - 涡旋压缩机以及具有其的空调器 - Google Patents

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CN111075717A CN201911426197.4A CN201911426197A CN111075717A CN 111075717 A CN111075717 A CN 111075717A CN 201911426197 A CN201911426197 A CN 201911426197A CN 111075717 A CN111075717 A CN 111075717A
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魏会军
方琪
刘双来
单彩侠
律刚
赵玉晨
赵豪川
董航江
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Abstract

本申请提供一种涡旋压缩机，包括静涡盘和动涡盘；静涡盘和动涡盘互相啮合以形成压缩腔；静涡盘上设置有用于将压缩腔内气体排出的排气孔；排气孔包括第一排气孔和第二排气孔；以第一排气孔打开，第二排气孔关闭为第一排气状态；以第一排气孔关闭、第二排气孔打开为第二排气状态；涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态的压缩比不同；涡旋压缩机还包括切换机构，切换机构用于使涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态之间切换。根据本申请的涡旋压缩机以及具有其的空调器，使得涡旋压缩机内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机能效，提升空调系统节能效果。

Description

涡旋压缩机以及具有其的空调器
技术领域
本申请属于空调器技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机以及具有其的空调器。
背景技术
目前，涡旋压缩机因其效率高、体积小、质量轻、运行平稳等特点被广泛运用于制冷空调和热泵等领域。一般来说，涡旋压缩机由密闭壳体、静涡旋盘、动涡旋盘、支架、曲轴、防自转机构和电机构成，动、静涡旋盘的型线均是螺旋形，动涡旋盘相对静涡旋盘偏心并相差180°安装，于是在动、静涡旋盘间形成了多个月牙形空间。在动涡旋盘以静涡旋盘的中心为旋转中心并以一定的旋转半径作无自转的回转平动时，外圈月牙形空间便会不断向中心移动，此时，冷媒被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压冷媒被排出泵体，完成压缩过程。
但是，由于涡旋压缩机为定压比，即内压比为定值，但是空调器运行时蒸发压力和冷凝压力随环境温度不断变化，即外压比为变化值。内压比＝外压比时，涡旋压缩机与系统需求达到最佳匹配状态，无附加功率损失；内压比＞外压比时，涡旋压缩机出现压缩过度，排气孔处高压气体等容膨胀，会产生附加功率损失；内压比＜外压比时，涡旋压缩机出现压缩不足，排气孔处高压气体等容压缩，会产生附加功率损失。
因此，如何提供一种使得涡旋压缩机内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机能效，提升空调系统节能效果的涡旋压缩机以及具有其的空调器成为本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种涡旋压缩机以及具有其的空调器，使得涡旋压缩机内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机能效，提升空调系统节能效果。
为了解决上述问题，本申请提供一种涡旋压缩机，包括静涡盘和动涡盘；静涡盘和动涡盘互相啮合以形成压缩腔；静涡盘上设置有用于将压缩腔内气体排出的排气孔；排气孔包括第一排气孔和第二排气孔；以第一排气孔打开，第二排气孔关闭为第一排气状态；以第一排气孔关闭、第二排气孔打开为第二排气状态；涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态的压缩比不同；涡旋压缩机还包括切换机构，切换机构用于使涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态之间切换。
优选地，静涡盘包括静盘端部和设置于静盘端部上的静盘涡卷；第一排气孔与动涡盘中心轴线之间的距离为d1；第二排气孔与动涡盘中心轴线之间的距离为d2；其中d1≠d2；
和/或；涡旋压缩机在第一排气状态的压缩比为ε1；涡旋压缩机在第二排气状态的压缩比为ε2；其中ε1：ε2＝1：0.76～0.84；
和/或，第一排气孔的横截面为第一圆形面，第一圆形面的直径为d3；第二排气孔的横截面积为第二圆形面，第二圆形面的直径为d4；静盘涡卷的卷厚为d5；静盘涡卷的涡旋型线的节距为d6；其中d5<d3<d6；d5<d4<d6；和/或，d3≠d4。
优选地，静盘端部上设置有安装腔；安装腔连通第一排气孔和第二排气孔；切换阀包括阀芯；阀芯设置于安装腔内；以阀芯封堵第一排气孔、打开第二排气孔为第一位置；以阀芯封堵第二排气孔、打开第一排气孔为第二位置；阀芯在第一位置和第二位置之间可活动。
优选地，阀芯将安装腔分隔为第一施力室和第二施力室；第一施力室内设置有第一施力件；第二施力室内设置有第二施力件；第一施力件用于对阀芯提供第一作用力；第二施力件用于对阀芯提供第二作用力；阀芯在第一作用力和第二作用力的作用下滑动。
优选地，第一施力件为弹性件；弹性件设置于阀芯与第一施力室的内壁之间；
和/或，阀芯与第二施力室形成滑动密封结构；
和/或，第一作用力与第二作用力的方向相反；
和/或，静涡盘上开设有压力孔，压力孔连通至第二施力室；压力孔用于引导流体进入第二施力室以对阀芯提供第二作用力。
优选地，第一排气孔与第二施力室之间的距离为S1；第二排气孔与第二施力室之间的距离为S2；其中S1<S2。
优选地，安装腔设置于静盘端部内，安装腔将第一排气孔分隔为第一部分和第二部分；安装腔将第二排气孔分隔为第三部分和第四部分；第一部分、第二部分、第三部分以及第四部分均与安装腔连通。
优选地，阀芯上设置有连通通道；当涡旋压缩机在第一排气状态时，阀芯阻隔第三部分和第四部分，连通通道连通第一部分和第二部分；当涡旋压缩机在第二排气状态时，阀芯阻隔第一部分和第二部分；连通通道连通第三部分和第四部分。
根据本申请的再一方面，提供了一种空调器，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机为上述的涡旋压缩机。
优选地，空调器还包括第一换热器、节流元件和第二换热器，涡旋压缩机、第一换热器、第一换热器和节流元件以及第二换热器通过管路连接形成冷媒循环系统；当静涡盘上设置有压力孔时，第一换热器与压力孔连通。
优选地，当所述空调器的外压比大于涡旋压缩机的压缩比时；涡旋压缩机切换至第一排气状态和第二排气状态中压缩比较大的一个；当空调器的外压比小于涡旋压缩机的压缩比时；涡旋压缩机切换至在第一排气状态和第二排气状态中压缩比较小的一个。
本申请提供的涡旋压缩机以及具有其的空调器，涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态时的压缩比不同；使得涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态之间切换，使得涡旋压缩机内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机能效，提升空调系统节能效果。
附图说明
图1为本申请实施例的涡旋压缩机的结构示意图；
图2为本申请实施例的静涡盘的结构示意图；
图3为本申请实施例的切换机构的结构示意图；
图4为本申请实施例的静涡盘与切换机构的安装结构示意图；
图5为本申请实施例的静涡盘与切换机构的安装结构示意图；
图6为本申请实施例的空调器的流程示意图。
附图标记表示为：
1、静涡盘；2、动涡盘；31、第一排气孔；311、第一部分；312、第二部分；32、第二排气孔；321、第三部分；322、第四部分；4、切换机构；41、阀芯；42、连通通道；43、弹性件；5、安装腔；51、第一施力室；52、第二施力室；53、压力孔；61、涡旋压缩机；62、四通阀；63、第一换热器；64、节流装置；65、第二换热器；66、压力管。
具体实施方式
结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种涡旋压缩机，包括静涡盘1和动涡盘2；静涡盘1和动涡盘2互相啮合以形成压缩腔；静涡盘1上设置有用于将压缩腔内气体排出的排气孔；排气孔包括第一排气孔31和第二排气孔32；以第一排气孔31打开，第二排气孔32关闭为第一排气状态；以第一排气孔31关闭、第二排气孔32打开为第二排气状态；涡旋压缩机61在第一排气状态和第二排气状态的压缩比不同；涡旋压缩机61还包括切换机构4，切换机构4用于使涡旋压缩机61在第一排气状态和第二排气状态之间切换；涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态时的压缩比不同；使得涡旋压缩机在第一排气状态和第二排气状态之间切换，使得涡旋压缩机61内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机能效，提升空调系统节能效果；且本申请中未采用辅助排气孔，没有辅助排气孔的无用余隙容积，提升压缩机泵体工作效率，提升整机能效；也无需采用泵体泄压阀及排气阀，可以提升压缩机低噪声振动效果，提升可靠性水平。
进一步地，静涡盘1包括静盘端部和设置于静盘端部上的静盘涡卷；第一排气孔31与动涡盘2中心轴线之间的距离为d1；第二排气孔32与动涡盘2中心轴线之间的距离为d2；其中d1≠d2；
和/或；涡旋压缩机61在第一排气状态的压缩比为ε1；涡旋压缩机61在第二排气状态的压缩比为ε2；其中ε1：ε2＝1：0.76～0.84；
和/或，第一排气孔31的横截面为第一圆形面，第一圆形面的直径为d3；第二排气孔32的横截面积为第二圆形面，第二圆形面的直径为d4；静盘涡卷的卷厚为d5；静盘涡卷的涡旋型线的节距为d6；其中d5<d3<d6；d5<d4<d6；和/或，d3≠d4第一排气孔31和第二排气孔32的位置不同，或者第一排气孔31与第二排气孔32的孔径大小不同，均能使得第一排气孔31与第二排气孔32对应的压缩比不同，控制结构调节不同的排气孔开启或关闭：当内压比＞外压比工况时，控制结构移动与压比较小的排气孔连通；当内压比＜外压比工况时，控制结构移动与压比较大的排气孔连通，实现压缩机61不同压比输出。外压比为压缩机吸气口与排气口的压力之比。
结合参见图2所示，本申请还公开了一些实施例，静盘端部上设置有安装腔5；安装腔5连通第一排气孔31和第二排气孔32；切换阀包括阀芯41；阀芯41设置于安装腔5内；以阀芯41封堵第一排气孔31、打开第二排气孔32为第一位置；以阀芯41封堵第二排气孔32、打开第一排气孔31为第二位置；阀芯41在第一位置和第二位置之间可活动。
结合参见图3-5所示，本申请还公开了一些实施例，阀芯41将安装腔5分隔为第一施力室51和第二施力室52；第一施力室51内设置有第一施力件；第二施力室52内设置有第二施力件；第一施力件用于对阀芯41提供第一作用力；第二施力件用于对阀芯41提供第二作用力；阀芯41在第一作用力和第二作用力的作用下滑动。
进一步地，第一施力件为弹性件43；弹性件43设置于阀芯41与第一施力室51的内壁之间；
和/或，阀芯41与第二施力室52形成滑动密封结构；
和/或，第一作用力与第二作用力的方向相反；
和/或，静涡盘1上开设有压力孔53，压力孔53连通至第二施力室52；压力孔53用于引导流体进入第二施力室52以对阀芯41提供第二作用力。
进一步地，第一排气孔31与第二施力室52之间的距离为S1；第二排气孔32与第二施力室52之间的距离为S2；其中S1<S2。
进一步地，安装腔5设置于静盘端部内，安装腔5将第一排气孔31分隔为第一部分311和第二部分312；安装腔5将第二排气孔32分隔为第三部分321和第四部分322；第一部分311、第二部分312、第三部分321以及第四部分322均与安装腔5连通。
进一步地，阀芯41上设置有连通通道42；当涡旋压缩机61在第一排气状态时，阀芯41阻隔第三部分321和第四部分322，连通通道42连通第一部分311和第二部分312；当涡旋压缩机61在第二排气状态时，阀芯41阻隔第一部分311和第二部分312；连通通道42连通第三部分321和第四部分322，当第二施力室52内的流通压力小于弹性件43的弹力时，阀芯41移动使得第一排气孔31被封堵，第二排气孔32与连通通道42连通，避免了涡旋压缩机61出现欠压缩，消除排气口处高压气体等容压缩的附加功耗；当第二施力室52内的流通压力大于弹性件43的弹力时，阀芯41移动使得第二排气孔32被封堵，第一排气孔31与连通通道42连通，避免了压缩机61出现过压缩，消除排气口处高压气体等容膨胀的附加功耗。
涡旋压缩机61在密封容器内容纳有压缩机构和驱动部分。压缩机构由静涡旋盘组件、动涡旋盘、防自转机构十字滑环构成，驱动部分主要由电机与曲轴构成。涡旋压缩机工作过程中，由驱动部分驱动动涡旋盘运转，其与静涡旋盘相互啮合从而形成月牙形压缩腔。随着曲轴的旋转，制冷剂经过吸气管进入压缩机的压缩机构的吸气腔，动涡旋盘作继续回转平动并始终保持良好的啮合状态，吸气腔不断向中心推移，容积不断缩小，腔体内压力不断被进行压缩；当压缩终了达预定压缩比时，制冷剂由静涡旋盘的排气口排出，进入密封容器上部空间，经静涡旋盘与上支架排气通道进入电机上部空间与密封容器下部空间，对电机进行冷却，然后经排气管排出压缩机外。
结合参见图6所示，根据本申请的实施例，一种空调器，包括涡旋压缩机61，涡旋压缩机61为上述的涡旋压缩机61。
进一步地，空调器还包括第一换热器63、节流元件64和第二换热器65，涡旋压缩机61、第一换热器63、第一换热器63和节流元件64以及第二换热器65通过管路连接形成冷媒循环系统；当静涡盘1上设置有压力孔53时，第一换热器63与压力孔53连通。
进一步地，第一换热器63通过压力管66连通至压力孔53。
进一步地，当空调器的外压比大于涡旋压缩机61的压缩比时；涡旋压缩机61切换至第一排气状态和第二排气状态中压缩比较大的一个；当空调器的外压比小于涡旋压缩机61的压缩比时；涡旋压缩机61切换至在第一排气状态和第二排气状态中压缩比较小的一个，实现涡旋压缩机61不同压比输出，实现压缩内压比与系统实际需求压力比匹配，避免附加功耗，提升涡旋压缩机61能效，提升空调系统节能效果。
进一步地，空调器还包括四通阀62和气液分离器。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种涡旋压缩机，包括静涡盘(1)和动涡盘(2)；所述静涡盘(1)和所述动涡盘(2)互相啮合以形成压缩腔；所述静涡盘(1)上设置有用于将所述压缩腔内气体排出的排气孔；其特征在于，所述排气孔包括第一排气孔(31)和第二排气孔(32)；以第一排气孔(31)打开，第二排气孔(32)关闭为第一排气状态；以第一排气孔(31)关闭、第二排气孔(32)打开为第二排气状态；所述涡旋压缩机(61)在所述第一排气状态和所述第二排气状态的压缩比不同；所述涡旋压缩机(61)还包括切换机构(4)，所述切换机构(4)用于使所述涡旋压缩机(61)在第一排气状态和第二排气状态之间切换。
2.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述静涡盘(1)包括静盘端部和设置于静盘端部上的静盘涡卷；所述第一排气孔(31)与所述动涡盘(2)中心轴线之间的距离为d1；所述第二排气孔(32)与所述动涡盘(2)中心轴线之间的距离为d2；其中d1≠d2；
和/或；所述涡旋压缩机(61)在所述第一排气状态的压缩比为ε1；所述涡旋压缩机(61)在所述第二排气状态的压缩比为ε2；其中ε1：ε2＝1：0.76～0.84；
和/或，所述第一排气孔(31)的横截面为第一圆形面，所述第一圆形面的直径为d3；所述第二排气孔(32)的横截面积为第二圆形面，所述第二圆形面的直径为d4；所述静盘涡卷的卷厚为d5；所述静盘涡卷的涡旋型线的节距为d6；其中d5<d3<d6；d5<d4<d6；和/或，d3≠d4。
3.根据权利要求2中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述静盘端部上设置有安装腔(5)；所述安装腔(5)连通所述第一排气孔(31)和所述第二排气孔(32)；所述切换阀包括阀芯(41)；所述阀芯(41)设置于所述安装腔(5)内；以所述阀芯(41)封堵所述第一排气孔(31)、打开第二排气孔(32)为第一位置；以所述阀芯(41)封堵所述第二排气孔(32)、打开第一排气孔(31)为第二位置；所述阀芯(41)在所述第一位置和第二位置之间可活动。
4.根据权利要求3中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述阀芯(41)将所述安装腔(5)分隔为第一施力室(51)和第二施力室(52)；所述第一施力室(51)内设置有第一施力件；所述第二施力室(52)内设置有第二施力件；所述第一施力件用于对所述阀芯(41)提供第一作用力；所述第二施力件用于对所述阀芯(41)提供第二作用力；所述阀芯(41)在所述第一作用力和所述第二作用力的作用下滑动。
5.根据权利要求4中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一施力件为弹性件(43)；所述弹性件(43)设置于所述所述阀芯(41)与所述第一施力室(51)的内壁之间；
和/或，所述阀芯(41)与所述第二施力室(52)形成滑动密封结构；
和/或，所述第一作用力与所述第二作用力的方向相反；
和/或，所述静涡盘(1)上开设有压力孔(53)，所述压力孔(53)连通至所述第二施力室(52)；所述压力孔(53)用于引导流体进入所述第二施力室(52)以对所述阀芯(41)提供第二作用力。
6.根据权利要求5中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一排气孔(31)与所述第二施力室(52)之间的距离为S1；所述第二排气孔(32)与所述第二施力室(52)之间的距离为S2；其中S1<S2。
7.根据权利要求3中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述安装腔(5)设置于所述静盘端部内，所述安装腔(5)将所述第一排气孔(31)分隔为第一部分(311)和第二部分(312)；所述安装腔(5)将所述第二排气孔(32)分隔为第三部分(321)和第四部分(322)；所述第一部分(311)、第二部分(312)、第三部分(321)以及第四部分(322)均与所述安装腔(5)连通。
8.根据权利要求7中所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述阀芯(41)上设置有连通通道(42)；当所述涡旋压缩机(61)在第一排气状态时，所述阀芯(41)阻隔所述第三部分(321)和所述第四部分(322)，所述连通通道(42)连通所述第一部分(311)和所述第二部分(312)；当涡旋压缩机(61)在第二排气状态时，所述阀芯(41)阻隔所述第一部分(311)和所述第二部分(312)；所述连通通道(42)连通所述第三部分(321)和所述第四部分(322)。
9.一种空调器，包括涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机(61)为权利要求1-8中任一项所述的涡旋压缩机(61)。
10.根据权利要求9中所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括第一换热器(63)、节流元件(64)和第二换热器(65)，所述涡旋压缩机(61)、所述第一换热器(63)和所述节流元件(64)以及所述第二换热器(65)通过管路连接形成冷媒循环系统；当所述静涡盘(1)上设置有所述压力孔(53)时，所述第一换热器(63)与所述压力孔(53)连通。
11.根据权利要求9中所述的空调器，其特征在于，当所述空调器的外压比大于所述涡旋压缩机(61)的压缩比时；所述涡旋压缩机(61)切换至第一排气状态和第二排气状态中压缩比较大的一个；当所述空调器的外压比小于所述所述涡旋压缩机(61)的压缩比时；所述涡旋压缩机(61)切换至在第一排气状态和第二排气状态中压缩比较小的一个。
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