CN111120321A

CN111120321A - 压缩机和制冷系统

Info

Publication number: CN111120321A
Application number: CN201811290444.8A
Authority: CN
Inventors: 达拉
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明公开了一种压缩机和制冷系统，所述压缩机包括：驱动机构；上气缸组件，所述上气缸组件具有上压缩腔；下气缸组件，所述下气缸组件具有下压缩腔；上曲轴，所述上曲轴沿其周向可转动地配合在所述上压缩腔内且与所述驱动机构传动连接；下曲轴和离合器，所述下曲轴沿其周向可转动地配合在所述下压缩腔内，所述离合器安装在所述下气缸组件下方且与所述下曲轴传动连接，所述下曲轴在所述离合器的作用下沿其轴向可移动以与所述上曲轴连接或分离。根据本发明的压缩机，能够在常规工况下高效运行、在低温制热或高温制冷工况下保证足够的能力，并且，结构紧凑，无需改变压缩机构。

Description

压缩机和制冷系统

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种压缩机和具有所述压缩机的制冷系统。

背景技术

相关技术中的空调，制冷剂气体的密度随着温度的变化而显著变化，例如，R410A在10℃时的饱和蒸汽密度为41.9kg/m³,而在-30℃时，制冷剂密度仅仅为10.5kg/m³。通常，为了保证空调具有较高的能效，排量会设计得相对较小，导致在低温制热等工况下的冷媒流量明显不足。

为了提升低温制热能力，会采用喷气增焓、两级压缩中间补气等技术手段，这些技术手段可以提升低温制热能力，但是，在常规工况下实施会影响能效，而为了保证常规工况下的能效，排量的设计比较有限，导致低温制热量依然不足。

同时，补气增焓技术虽然可以提升制热量，但是，在以逆止阀结构为例的补气增焓技术中，逆止阀占用的空间会形成余隙容积，从而会影响能效，尤其是在常规工况下，例如普通的制冷工况，当室外温度不超过35℃、冷凝温度不高、蒸发温度不低、具备较大的过冷度时，此时，由于喷气孔、截止阀的存在反而会导致性能恶化。

另外，常规的变容、喷气耦合技术也存在类似问题，且由于结构限制，目前的变容压缩机其排量的变化幅度非常有限。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩机，所述压缩机具有排量可变、能效高、低温制热能力强且结构紧凑等优点。

本发明还提出一种具有所述压缩机的制冷系统。

根据本发明第一方面实施例的压缩机，包括：驱动机构；上气缸组件，所述上气缸组件具有上压缩腔；下气缸组件，所述下气缸组件具有下压缩腔；上曲轴，所述上曲轴沿其周向可转动地配合在所述上压缩腔内且与所述驱动机构传动连接；下曲轴和离合器，所述下曲轴沿其周向可转动地配合在所述下压缩腔内，所述离合器安装在所述下气缸组件下方且与所述下曲轴传动连接，所述下曲轴在所述离合器的作用下沿其轴向可移动以与所述上曲轴连接或分离。

根据本发明实施例的压缩机，通过离合器控制下曲轴和上曲轴的连接和分离，可以实现压缩机的排量可变，满足在部分负荷运行时无空转，从而能够在常规工况下高效运行、在低温制热或高温制冷工况下保证足够的能力；并且，由于离合器设在下气缸组件下方，离合器的设置并不影响上气缸组件和下气缸组件之间的同轴度和冷媒流路，结构紧凑、变动小。

另外，根据本发明实施例的压缩机还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述下曲轴的下偏心部可转动地配合在所述下压缩腔内，所述下压缩腔的轴向高度大于所述下曲轴的下偏心部的轴向高度。

根据本发明的一些实施例，所述离合器包括：固定部，所述固定部安装在所述下气缸组件下方；滑动部，所述滑动部在连接位置和分离位置之间可滑动地设在所述固定部上，所述滑动部与所述下曲轴相连，所述滑动部在所述连接位置时将所述下曲轴向上提起以使所述下曲轴和所述上曲轴连接在一起，所述滑动部在所述分离位置时允许所述下曲轴与所述上曲轴分离。

根据本发明的一些实施例，所述上气缸组件包括：上轴承和第一隔板，所述第一隔板具有连接孔；第一气缸，所述第一气缸设在所述上轴承和所述第一隔板之间，所述第一气缸具有第一压缩腔，所述上曲轴的第一偏心部可转动地配合在所述第一压缩腔内，所述上曲轴的下端配合在所述连接孔内。

有利地，所述连接孔的内直径为D，所述上曲轴的下端的外直径为d1，所述连接孔与所述上曲轴之间的间隙为δ1，δ1＝D-d1，0.5‰≤δ1/d1≤2‰。

可选地，所述下曲轴的上端配合在所述连接孔内。

有利地，所述连接孔的内直径为D，所述下曲轴的上端的外直径为d2，所述连接孔与所述下曲轴之间的间隙为δ2，δ2＝D-d2，0.5‰≤δ2/d2≤2‰。

在本发明的一些具体实施例中，所述下气缸组件包括：下轴承，所述离合器安装在所述下轴承上；第二气缸，所述第二气缸设在所述下轴承和所述上气缸组件之间，所述第二气缸具有第二压缩腔，所述下曲轴的第二偏心部可转动地配合在所述第二压缩腔内。

进一步地，所述第二气缸与所述上气缸组件之间设有第二隔板，所述第二隔板设有围绕所述下曲轴设置的适配孔和与所述第二压缩腔连通的排气孔，所述下曲轴的上端配合在所述适配孔内或所述连接孔的下端配合在所述适配孔内。

在本发明的一些实施例中，所述下气缸组件还包括：第三隔板，所述第三隔板设在所述第二气缸和所述下轴承之间；第三气缸，所述第三气缸设在所述第三隔板和所述下轴承之间且具有第三压缩腔，所述下曲轴的第三偏心部可转动地配合在所述第三压缩腔内。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括根据本发明第一方面实施例所述的压缩机。

根据本发明实施例的制冷系统，利用如上所述的压缩机，能够在常规工况下高效运行、在低温制热或高温制冷工况下保证足够的能力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的压缩机的剖视图；

图2是根据本发明实施例的压缩机的剖视图。

附图标记：

压缩机10、

上气缸组件100、上轴承110、第一隔板120、连接孔121、第一气缸130、第一压缩腔131、

下气缸组件200、下轴承210、第二气缸220、第二压缩腔221、第二隔板230、第三隔板240、第三气缸250、第三压缩腔251、

上曲轴300、第一偏心部301、下曲轴400、第二偏心部401、第三偏心部402、

离合器500、固定部510、滑动部520。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的压缩机10。例如，压缩机10为旋转式压缩机。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的压缩机10，包括：驱动机构、上气缸组件100、下气缸组件200、上曲轴300、下曲轴400和离合器500。

具体而言，上气缸组件100具有上压缩腔。下气缸组件200具有下压缩腔，下气缸组件200位于上气缸组件100下方。上曲轴300沿其周向可转动地配合在上压缩腔内，上曲轴300与驱动机构传动连接以由驱动机构驱动旋转，例如，驱动机构为电机，上曲轴300与电机的转子相连。下曲轴400沿其周向可转动地配合在下压缩腔内，离合器500安装在下气缸组件200的下方，下曲轴400与离合器500传动连接，下曲轴400在离合器500的作用下沿其轴向可移动以与上曲轴300连接或分离。

由此，在常规工况下压缩机10所需的排量较小，压缩机10部分负荷运行，此时，由于下曲轴400与上曲轴300分离，故，电机驱动上曲轴300转动、下曲轴400不转动，仅上气缸组件100工作；在低温制热或高温制冷工况下压缩机10所需的排量较大，压缩机10全负荷运行，此时，由于下曲轴400与上曲轴300连接在一起，故，电机驱动上曲轴300和下曲轴400一起转动，上气缸组件100和下气缸组件200都工作。

根据本发明实施例的压缩机10，通过离合器500控制下曲轴400和上曲轴300的连接和分离，可以根据需要改变压缩机10的排量，满足在部分负荷运行时无空转，从而能够在常规工况下(小排量)高效运行、在低温制热或高温制冷工况下(大排量)保证足够的能力；并且，由于离合器500设在下气缸组件200下方，离合器500的设置并不影响上气缸组件100和下气缸组件200之间的同轴度和冷媒流路，结构紧凑、变动小。

可选地，压缩机10可以为立式压缩机。在本申请下面的描述中，以压缩机10为立式压缩机为例进行说明。当然，本领域内的技术人员可以理解，压缩机10还可以为卧式压缩机(图未示出)。这里，需要说明的是，“立式压缩机”可以理解为压缩机的气缸的中心轴线垂直于压缩机的安装面的压缩机，例如，如图1和图2所示，气缸的中心轴线沿竖直方向延伸。相应地，“卧式压缩机”可以理解为气缸的中心轴线平行于压缩机的安装面的压缩机。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，下曲轴400的下偏心部可转动地配合在下压缩腔内，下压缩腔的轴向高度大于下曲轴400的下偏心部的轴向高度，从而保证下曲轴400可以在下压缩腔内上下移动。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，离合器500为电磁离合器500，离合器500包括：固定部510和滑动部520。固定部510安装在下气缸组件200下方。滑动部520在连接位置和分离位置之间可滑动地设在固定部510上，滑动部520与下曲轴400相连，滑动部520在连接位置时将下曲轴400向上提起以使下曲轴400和上曲轴300连接在一起，滑动部520在分离位置时允许下曲轴400与上曲轴300分离。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，上气缸组件100包括：上轴承110、第一隔板120和第一气缸130。第一隔板120具有连接孔121。第一气缸130设在上轴承110和第一隔板120之间，第一气缸130具有第一压缩腔131(即上压缩腔)，上曲轴300的第一偏心部301可转动地配合在第一压缩腔131内，上曲轴300的下端配合在连接孔121内。

有利地，连接孔121的内直径为D，上曲轴300的下端的外直径为d1，连接孔121与上曲轴300之间的间隙为δ1，δ1＝D-d1，0.5‰≤δ1/d1≤2‰，从而利于保证上曲轴300和下曲轴400之间的同轴度。

可选地，如图1和图2所示，下曲轴400的上端配合在连接孔121内，从而易于保证上曲轴300和下曲轴400之间的同轴度。这样，第一隔板120还具备轴承的作用，对于上曲轴300而言第一隔板120可视为副轴承、对于下曲轴400而言第一隔板120可视为主轴承。

有利地，连接孔121的内直径为D，下曲轴400的上端的外直径为d2，连接孔121与下曲轴400之间的间隙为δ2，δ2＝D-d2，0.5‰≤δ2/d2≤2‰，从而上曲轴300和下曲轴400之间的同轴度更好。可以理解，d1与d2可以相等或者不相等，相应地，连接孔121可以设计成两端等径孔或两端异径孔。

在本发明的一些具体实施例中，如图1和图2所示，下气缸组件200包括：下轴承210和第二气缸220。离合器500的固定部510安装在下轴承210上。第二气缸220设在下轴承210和上气缸组件100之间，第二气缸220具有第二压缩腔221(即下压缩腔)，下曲轴400的第二偏心部401可转动地配合在第二压缩腔221内。

如此，压缩机10被构造成双缸压缩机，可以理解，上气缸组件100和下气缸组件200还包括滑片和活塞，第一气缸130和第二气缸220在上下方向上设置，第一隔板120设在这两个气缸之间，每个气缸具有与压缩腔连通的滑片槽，两个活塞分别沿对应的压缩腔的内壁可滚动，两个滑片分别可移动地设在对应的滑片槽内，气缸加载工作时，滑片的内端与对应的活塞的外周壁止抵以将压缩腔分隔成吸气腔和排气腔，待压缩的冷媒通入吸气腔，经过对应的气缸的压缩后从排气腔排出至气缸外。其中，方向“内”可以理解为朝向气缸中心的方向，其相反方向被定义为“外”，即远离气缸中心的方向。

这样，压缩机10具有单缸运行和双缸运行两种工作模式。

进一步地，如图1和图2所示，为了便于设置与第二压缩腔221连通的排气孔，第二气缸220与第一隔板120之间设有第二隔板230，第二隔板230设有围绕下曲轴400设置的适配孔。其中，下曲轴400的上端可以配合在适配孔内，即，上曲轴300的下端与下曲轴400的上端分别配合在不同的孔内；当然，为了保证上曲轴300和下曲轴400更好的同轴度，连接孔121的下端配合在适配孔内，即，上曲轴300的下端和下曲轴400的上端配合在同一个孔(连接孔121)内。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，下气缸组件200还包括：第三隔板240和第三气缸250。第三隔板240设在第二气缸220和下轴承210之间。第三气缸250设在第三隔板240和下轴承210之间，第三气缸250具有第三压缩腔251(即下压缩腔)，下曲轴400的第三偏心部402可转动地配合在第三压缩腔251内。如此，压缩机10被构造成三缸压缩机10。

举例而言，第二偏心部401的轴向高度小于第二压缩腔221的轴向高度，第三偏心部402的轴向高度小于第三压缩腔251的轴向高度，以使下曲轴400在一定范围内上下自由活动。当电磁离合器500通电时，如图1所示，由于电磁力的作用，滑动部520将下曲轴400向上提起，此时，下曲轴400与上曲轴300连接在一起，从而下曲轴400与上曲轴300同步旋转；当电磁离合器500不通电时，如图2所示，滑动部520将位于较低位置，此时，上曲轴300与下曲轴400之间存在一定的安全距离，上曲轴300旋转时，下曲轴400不会随之一起旋转。

可以理解，当压缩机10为三缸或三缸以上的压缩机时，三缸或三缸以上的压缩机的其它构成例如活塞、滑片等与双缸压缩机大体相同，在此不再赘述。

根据本发明实施例的压缩机10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统，包括根据本发明第一方面实施例所述的压缩机10。例如，该制冷系统可以为空调系统。

在空调的使用过程中，可以采用压缩机10小排量运行(仅第一气缸工作)应对常规工况，采用压缩机10全排量运行应对低温制热或高温制冷或快速制冷制热工况。

根据本发明实施例的制冷系统，利用如上所述的压缩机10，能够在常规工况下高效运行、在低温制热或高温制冷工况下保证足够的能力。

根据本发明实施例的制冷系统的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

驱动机构；

上气缸组件，所述上气缸组件具有上压缩腔；

下气缸组件，所述下气缸组件具有下压缩腔；

上曲轴，所述上曲轴沿其周向可转动地配合在所述上压缩腔内且与所述驱动机构传动连接；

下曲轴和离合器，所述下曲轴沿其周向可转动地配合在所述下压缩腔内，所述离合器安装在所述下气缸组件下方且与所述下曲轴传动连接，所述下曲轴在所述离合器的作用下沿其轴向可移动以与所述上曲轴连接或分离。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述下曲轴的下偏心部可转动地配合在所述下压缩腔内，所述下压缩腔的轴向高度大于所述下曲轴的下偏心部的轴向高度。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述离合器包括：

固定部，所述固定部安装在所述下气缸组件下方；

滑动部，所述滑动部在连接位置和分离位置之间可滑动地设在所述固定部上，所述滑动部与所述下曲轴相连，所述滑动部在所述连接位置时将所述下曲轴向上提起以使所述下曲轴和所述上曲轴连接在一起，所述滑动部在所述分离位置时允许所述下曲轴与所述上曲轴分离。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述上气缸组件包括：

上轴承和第一隔板，所述第一隔板具有连接孔；

第一气缸，所述第一气缸设在所述上轴承和所述第一隔板之间，所述第一气缸具有第一压缩腔，所述上曲轴的第一偏心部可转动地配合在所述第一压缩腔内，所述上曲轴的下端配合在所述连接孔内。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述连接孔的内直径为D，所述上曲轴的下端的外直径为d1，所述连接孔与所述上曲轴之间的间隙为δ1，δ1＝D-d1，0.5‰≤δ1/d1≤2‰。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述下曲轴的上端配合在所述连接孔内。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述连接孔的内直径为D，所述下曲轴的上端的外直径为d2，所述连接孔与所述下曲轴之间的间隙为δ2，δ2＝D-d2，0.5‰≤δ2/d2≤2‰。

8.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述下气缸组件包括：

下轴承，所述离合器安装在所述下轴承上；

第二气缸，所述第二气缸设在所述下轴承和所述上气缸组件之间，所述第二气缸具有第二压缩腔，所述下曲轴的第二偏心部可转动地配合在所述第二压缩腔内。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述第二气缸与所述上气缸组件之间设有第二隔板，所述第二隔板设有围绕所述下曲轴设置的适配孔和与所述第二压缩腔连通的排气孔，所述下曲轴的上端配合在所述适配孔内或所述连接孔的下端配合在所述适配孔内。

10.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述下气缸组件还包括：

第三隔板，所述第三隔板设在所述第二气缸和所述下轴承之间；

第三气缸，所述第三气缸设在所述第三隔板和所述下轴承之间且具有第三压缩腔，所述下曲轴的第三偏心部可转动地配合在所述第三压缩腔内。

11.一种制冷系统，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的压缩机。