CN1955473A - 多级旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多级旋转压缩机，包括有外壳；驱动单元；从所述驱动单元接受驱动力，压缩单元，所述压缩单元设置为第1压缩单元及第2压缩单元；与第1压缩单元连接有第1吸入管及第1控制阀；与第2压缩单元连接有第2吸入管；与第2压缩单元连接有腔体；连接所述腔体和第1控制阀的有连接管及第2控制阀；有选择地导流冷媒。有益效果是该多级旋转压缩机的结构对得到1次压缩的冷媒再次进行压缩，可达到很高的排出压力，可以提高压缩效率；不需要设置单独部件的空间，其制造工序简单，降低动力消耗，具有节电效果；通过采用价格低廉的定速电机，达到变化功率的设计要求，可以降低制造成本。

Description

多级旋转压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别是一种用于空调上的多级旋转压缩机。

背景技术

空调是把室内温度保持在设定的状态，创造宜人的室内环境的设备。

空调包括制冷循环系统。所述制冷循环系统包括对冷媒进行压缩的压缩机、让上述压缩机压缩的冷媒、向外放出热量的冷凝器，对上述冷凝器冷凝的冷媒进行减压的膨胀阀，让流过上述膨胀阀的冷媒蒸发，使之吸收外部热量的蒸发器。

上述压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器由连接管相互连接，形成一个制冷循环系统。

上述制冷循环系统中，随着接通电源，压缩机开始工作，压缩机排出的高温高压冷媒依次流过冷凝器、膨胀阀、蒸发器，再次流入压缩机。通过反复进行上述过程，让冷凝器放出热量，并让蒸发器吸收外部热量、产生冷气，把冷凝器产生的热量和蒸发器产生的冷气有所选择地供向室内，为室内创造宜人的环境。

通常，压缩机把电能转换成动能，并利用动能对冷媒进行压缩。上述压缩机包括产生动力的电机和接收上述电机的动力、对冷媒进行压缩的压缩装置。根据对冷媒进行压缩的方式，上述压缩机可分为旋转式压缩机(rotarycompressor)、涡轮压缩机(scroll compressor)、往返式压缩机(reciprocalcompressor)等多种种类。

这种压缩机中，旋转式压缩机和涡轮压缩机等主要用于空调。

研究、制造上述空调的过程中，最重要的要素是最大限度地降低制造成本、最大限度地降低空调工作时的能量消耗，以提高产品的竞争力。

最近，随着全世界的油消耗量增加，油的价格正逐渐增加。因此，研制可以最大限度地降低耗电量的空调，成为一个重要课题。另外，最大限度地降低耗电量，也有助于解决环境问题。

让空调以耗电量最低的方式进行工作的条件之一是，使之按室内空间的负载，即温度条件进行工作。即，室内温度急剧上升时，为了保持室内温度，根据室内温度的温度急剧变化(过负载)条件，让空调产生更多的冷气，当室内温度与设定温度之间的差异不大时，让空调产生较少的冷气，使室内温度保持设定的温度。

为满足上述条件的要素之一是对制冷循环系统的主要部件一一压缩机排出的冷媒量进行调节。通常，多级旋转式压缩机，其旋转活塞与缸体的内径发生一点接触，连续进行冷媒的吸入、压缩、排出。当负载大、需要以大功率进行工作时，分别驱动压缩单元即可。这时，压缩机的功率等于各压缩单元所排出的冷媒量之合。当负载小、需要以小功率进行工作、降低耗电量时，切断流入压缩单元的冷媒或让叶片后退后，用切片固定，消除吸入室和压缩室的划分，不让旋转活塞压缩冷媒、使之进行空转。

在节能模式中让叶片后退、并对此进行固定的方式，存在一定的问题。即，需要确保设置切片等单独部件的空间，而且增加了制造工序。另外，切片反复地对叶片进行冲击，随着时间的流逝，有可能对其表面产生破坏，引发磨损或产生异物等问题。

作为调节压缩机排出冷媒量的另一方法，可以采用变速电机，改变电机的转速，调节压缩机的冷媒排出量。即，根据空调所设室内空间的条件变化，调节驱动电机的转速、调节压缩机排出的冷媒量。通过改变压缩机的冷媒排出量，调节冷凝器和蒸发器产生的热量和冷气量。

但是，作为压缩机的驱动电机采用变速电机时，由于变速电机的价格昂贵、提高产品成本，会导致价格竞争力下降。

从而，需要采用普通的定速电机、驱动压缩机的同时，对压缩机排出的冷媒量进行调节，根据空调所设室内温度条件，使空调的功率发生变化。

发明内容

本发明是为了解决上述问题，本发明的目的为提供一种多级旋转压缩机，根据室内温度变化、改变功率的同时，最大限度地降低制造成本。

本发明的另一目的为提供一种多级旋转压缩机，在冷媒排出量较小的节能模式中，同时使用多个压缩单元的同时，得到节电效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种多级旋转压缩机，包括有在内部形成封闭空间的外壳；安装在所述外壳中，产生驱动力的驱动单元；从所述驱动单元接受驱动力，对冷媒进行压缩的压缩单元，其中：所述压缩单元设置为第1压缩单元及第2压缩单元；与第1压缩单元连接有向第1压缩单元导流冷媒的第1吸入管；安装在所述第1吸入管上设有对冷媒吸入量进行控制的第1控制阀；与第2压缩单元连接有向第2压缩单元导流冷媒的第2吸入管；与第2压缩单元连接有通过开闭对所述第2压缩单元排出的冷媒量进行控制的第2排出阀及对所述第2压缩单元排出的冷媒、进行暂时储存的腔体；连接所述腔体和第1控制阀的有连接管；在所述腔体上设置有第2控制阀；有所选择地导流冷媒，让第2压缩单元排出的冷媒直接流入第1压缩单元或让冷媒在各个压缩单元中被压缩1次后排出。

本发明的效果是该多级旋转压缩机具有如下优点：

第1，本发明对得到1次压缩的冷媒再次进行压缩，可以达到很高的排出压力，可以提高压缩效率。另外，由于再压缩时利用已压缩过的冷媒，不仅可以降低向处于排出压状态的外壳内部的泄漏，还能大幅降低传向吸入侧低温冷媒的热量。

第2，本发明与现有技术的节能模式时让叶片后退并固定的方式相比，不需要设置单独部件的空间，其制造工序简单。不需要安装用于固定叶片的切片，解决了由此带来的磨耗以及发生异物等问题，提高产品的信誉度。

第3，由于在节能模式中也全部使用多个压缩单元，可以提高电机以及压缩机的效率，而且与动力模式相比，由于再次对已压缩的冷媒进行压缩，可以降低动力消耗，具有节电效果。

第4，通过采用价格低廉的定速电机，达到变化功率的设计要求，可以降低制造成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例纵剖面图；

图2为本发明第一实施例以动力模式工作时的状态剖面示意图；

图3为本发明第一实施例以节能模式工作时的状态剖面示意图；

图4为本发明第二实施例纵剖面图；

图5为本发明第二实施例以动力模式工作时的状态剖面示意图；

图6为本发明第二实施例以节能模式工作时的状态剖面示意图；

图7为本发明第三实施例纵剖面图。

图中：

100：外壳                 110：排出管

130：储液罐               200：驱动单元

210：定子                 220：转子

230：旋转轴               300：第1压缩单元

310：第1缸体              320：上部轴承

330：第1内部空间          340：第1摇摆滚环

350：中间轴承             360：第1排出孔

370：第1排出阀            400：第2压缩单元

410：第2缸体              430：第2内部空间

440：第2摇摆滚环             450：下部轴承

460：第2排出孔               470：第2排出阀

500：第1控制阀               510：第4控制阀

520：第3控制阀               600：第2控制阀

610：开闭阀                  620：弹簧

630：第1连通孔               640：第2连通孔

650：罩                      710：第1吸入管

720：连接管                  730：第2吸入管

740：腔                      800：螺线管

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的多级旋转压缩机，进行详细说明。

图1为本发明第1实施例纵剖面图。

本发明的多级旋转压缩机包括在内部形成封闭空间的外壳100；安装在上述外壳100中，产生驱动力的驱动单元200；从上述驱动单元200接受驱动力，对冷媒进行压缩的第1压缩单元300以及第2压缩单元400；向第1压缩单元300导流冷媒的第1吸入管710；安装在上述第1吸入管710对冷媒吸入量进行控制的第1控制阀500；向第2压缩单元400导流冷媒的第2吸入管730；通过开闭对上述第2压缩单元400排出的冷媒量进行控制的第2排出阀470，对上述第2压缩单元400排出的冷媒、进行暂时储存的腔体740；设置在上述腔体740上的第2控制阀600；连接上述腔体740和第1控制阀500的连接管720。本发明通过有所选择地导流冷媒，让第2压缩单元400排出的冷媒直接流入第1压缩单元300、或让冷媒在各个压缩单元300、400中被压缩1次后排出。

上述外壳100贯穿排出管110、第1吸入管710以及第2吸入管730。

上述驱动单元200包括固定在上述外壳100内部，接通外部电源的定子210，隔着一定空隙安装在上述定子210的内部、与上述定子相互作用、进行旋转的转子220，一体形成在上述转子220上、向各压缩单元300、400传达动力、具有两个偏心部的旋转轴230。

上述驱动单元200由定速电机构成为宜。定速电机通常比变速电机价格低廉。

上述压缩单元由第1压缩单元300和第2压缩单元400构成，上述第1压缩单元300包括具有环形结构、设置在外壳100内部的第1缸体310，覆盖上述第1缸体310的上下两侧、形成第1内部空间330的同时、向半径方向支撑旋转轴230的上部轴承320以及中间轴承350，插入在上述转轴230上侧偏心部、在第1缸体310的第1内部空间330中旋转、对冷媒进行压缩的第1旋转滚环340，可以向第1缸体310的半径方向移动、可以紧压在上述第1旋转滚环340的外围面，把上述第1缸体310的第1内部空间330划分为第1吸入室和第1压缩室的第1叶片(图略)，可开闭地结合在形成于上述上部轴承320并与地1压缩室连通的第1排出孔360前端、对上述第1压缩室排出的冷媒量进行调节的第1排出阀370。

上述第2压缩单元400包括具有环形结构、位于上述第1缸体310下侧、与上述中间轴承350接触的第2缸体410，与上述第2缸体410的顶面结合、与之一起形成第2内部空间430、按半径方向支撑上述转轴230的下部轴承450，可旋转地结合在上述转轴230下侧偏心部、位于上述第2缸体410的第2内部空间430中，对冷媒进行压缩的第2旋转滚环440，可以向第2缸体410的半径方向移动、可以紧压在上述第2旋转滚环440的外围面，把上述第2缸体410的第2内部空间430划分为第2吸入室和第2压缩室的第2叶片(图略)，可开闭地结合在形成于上述下部轴承450一侧并与第2压缩室连通的第2排出孔460前端的第2排出阀470。

虽然，可以让上述第1缸体310的第1内部空间330的体积和第2缸体410第2内部空间430的体积相同，但为了进行更加细微的功率变化，让两者体积相互不同为宜。

上述第1吸入管710以及第2吸入管730的吸入侧与对冷媒进行气液分离的储液罐130连接。上述储液罐130对从外部流入的冷媒进行气液分离，只把气体成分排送到第1吸入管710和第2吸入管730。上述第1吸入管和第2吸入管中的某一个也可以在不经过上述储液罐130的情况下，直接与压缩单元连接。

上述第1控制阀500由三向阀(3 way valve)构成为宜。上述第1控制阀500也可以与微处理器连接，接受其控制。

上述腔740以气密状态设置在上述第2压缩单元400的下部，也就是说在下部轴承450的下部)，可以防止冷媒泄漏。

上述腔740设计成可同时起消声器作用的结构为宜，以便实现压缩机运行时的低噪音。

上述第2控制阀600是单向阀(check valve)的一种；包括与上述腔740连通的第1连通孔630；覆盖上述第1连通孔630的罩650；位于上述罩650内部，开闭上述第1连通孔630的开闭阀610；连接在上述开闭阀610一侧面的弹簧620；贯穿形成在上述罩650的一侧，与上述外壳100连通的第2连通孔640。

下面，对本发明的作用和效果进行说明。

图2为本发明第1实施例以动力模式工作时的状态剖面示意图。

如图所示，在对冷媒需求量大的动力模式中，通过操作第1控制阀500让冷媒在连接管720内部不流动，使冷媒流入第1压缩单元300。另外，让冷媒通过第2吸入管730流入第2压缩单元400。

向驱动单元200接通电源后，转轴230进行旋转，第1旋转滚环340和第2旋转滚环440在各缸体的内部空间330、430进行旋转运动，在与第1叶片(图略)以及第2叶片(图略)之间形成空间，吸入冷媒。流过储液罐130的冷媒中，一部分通过第1吸入管710流入第1压缩单元300，得到压缩后通过第1排出孔360被排向外壳100内部。流过储液罐130的其他一部分冷媒通过第2吸入管730流入第2压缩单元400，得到压缩后通过上述第2排出孔460被排向腔740内部。排出到腔740的冷媒，在达到一定压力以上时，其压力大于第2控制阀600的弹簧620弹力，推开开闭阀610，通过第1连通孔630和第2连通孔640排向外壳100内部。从上述第1压缩单元300和第2压缩单元400分别排出的冷媒，让外壳100内部处于饱和状态，并通过排出管被排向外壳100外部，反复进行上述过程。

在以动力模式工作的情况下，第1以及第2压缩单元以并联结构分别压缩、排出冷媒，让冷媒在外壳100内部汇流后，通过排出管流动到压缩机的外部，与节能模式相比，其冷媒排出量更大。

图3为本发明第1实施例以节能模式工作时的状态剖面示意图。

如图所示，通过操作第1控制阀500，让流过储液罐130的吸入冷媒不能流入第1压缩单元300，只让流过连接管720的冷媒流入第1压缩单元300。流过储液罐130的冷媒，通过第2吸入管730，全量流入第2压缩单元400，得到压缩后通过第2排出孔460排向腔740内部。暂存于腔740内的冷媒，通过连接管720，被吸入到第1压缩单元300，再次被压缩。再次压缩的冷媒，通过第1排出孔360被排出到外壳100内部，被排出管导流到外部冷冻系统。这里，上述外壳100内部的压力是排出压，高于腔740内部的压力，让第2控制阀600的开闭阀610处于关闭状态，使腔740内的冷媒，全量通过连接管720流入第1压缩单元300。

总之，在以节能模式工作时，上述第2压缩单元400压缩的冷媒，流动到第1压缩单元300内部，被再次压缩。即，各压缩单元处于串联状态，让冷媒依次流过第2压缩单元400和第1压缩单元300后排出，可以降低冷媒排出量，并得到高压缩比。不仅如此，为了得到适当的排出压力，进行2阶段的压缩过程，特别是对于第1压缩单元，由于吸入第2压缩单元400压缩过的冷媒，其消耗的动能较小。因此，在节能模式中，第1和第2压缩单元的动能消耗之合，小于动力模式，因此具有节电效果。

另外，本发明具有控制单元，在可以不使用高价变速电机的情况下，使用价格低廉的定速电机，实现动力模式和节能模式，实现功率变换，可以降低制造成本。

下面，对本发明第2实施例进行说明。图4为本发明第2实施例纵剖面图。与第1实施例相同的结构，引用相同的符号，并省略其说明。

本实施例的多级旋转压缩机包括在内部形成封闭空间的外壳100；安装在上述外壳100中，产生驱动力的驱动单元200；从上述驱动单元200接受驱动力，对冷媒进行压缩的第1压缩单元300以及第2压缩单元400；向第1压缩单元300导流冷媒的第1吸入管710；安装在上述第1吸入管710，对冷媒吸入量进行控制的第3控制阀520；向第2压缩单元400导流冷媒的第2吸入管730；通过开闭对上述第2压缩单元400排出的冷媒量进行控制的第2排出阀470，对上述第2压缩单元400排出的冷媒、进行暂时储存的腔740；设置在上述腔体740上的第2控制阀600；连接上述腔体740和第1吸入管710的连接管720；设置在上述连接管720上，对冷媒进行控制的第4控制阀510。本发明通过有所选择地导流冷媒，让第2压缩单元400排出的冷媒直接流入第1压缩单元300、或让冷媒在各个压缩单元300、400中被压缩1次后排出。

上述第3控制阀520和第4控制阀510分别由双向阀(2 way valve)构成为宜。上述第3控制阀520和第4控制阀510也可以连接在微处理器，得到其控制。

图7为本发明第3实施例纵剖面图。如图所示，代替上述第4控制阀510，采用螺线管800，把螺线管800设置在上述连接管720上，对冷媒的流动进行控制。

下面，对第2实施例的工作原理进行说明。

图5为本发明第2实施例以动力模式工作时的状态剖面示意图。

如图所示，在冷媒需求量大的动力模式中，开放第3控制阀520，封闭第4控制阀510，让冷媒通过第1吸入管710流入第1压缩单元，并让冷媒通过第2吸入管730流入第2压缩单元400。流入上述第1压缩单元300的冷媒被压缩后，通过第1排出孔360，排向外壳100内部。流入第2压缩单元400的冷媒，被压缩后，通过第2排出孔460，被排向腔体740内部。排出到腔体740内的冷媒，在达到一定以上压力时，其压力大于第2控制阀600的弹簧620弹力，推开开闭阀610，通过第1连通孔630和第2连通孔640，排向外壳100内部。第1压缩单元300和第2压缩单元400排出的冷媒，让外壳100内部处于饱和状态，并通过排出管排向外壳100外部，反复进行上述过程。

图6为本发明第2实施例以节能模式工作时的状态剖面示意图。

如图所示，封闭第3控制阀520并开放第4控制阀510，使流过储液罐130的冷媒不能流入第1压缩单元300，只让流过连接管720的冷媒流入第1压缩单元300。流过储液罐130的冷媒通过第2吸入管730，全部流入第2压缩单元400，得到压缩后，通过第2排出孔460，被排向腔体740内部。暂存于上述腔体740内的冷媒，通过连接管720，被吸入到第1压缩单元300，再次被压缩。再次压缩的冷媒，通过第1排出孔360被排出到外壳100内部，被排出管110导流到外部冷冻系统。这里，上述外壳100内部的压力是排出压，高于腔体740内部的压力，让第2控制阀600的开闭阀610处于关闭状态，使腔体740内的冷媒，全量通过连接管720流入第1压缩单元300。

Claims (10)

1、一种多级旋转压缩机，包括有在内部形成封闭空间的外壳；安装在所述外壳中，产生驱动力的驱动单元；从所述驱动单元接受驱动力，对冷媒进行压缩的压缩单元，其特征是：

所述压缩单元设置为第1压缩单元(300)及第2压缩单元(400)；

与第1压缩单元(300)连接有向第1压缩单元导流冷媒的第1吸入管(710)；

安装在所述第1吸入管(710)上设有对冷媒吸入量进行控制的第1控制阀(500)；

与第2压缩单元(400)连接有向第2压缩单元导流冷媒的第2吸入管(730)；

与第2压缩单元(400)连接有通过开闭对所述第2压缩单元(400)排出的冷媒量进行控制的第2排出阀(470)及对所述第2压缩单元(400)排出的冷媒、进行暂时储存的腔体(740)；连接所述腔体(740)和第1控制阀(500)的有连接管(720)；

在所述腔体(740)上设置有第2控制阀(600)；

有所选择地导流冷媒，让第2压缩单元(400)排出的冷媒直接流入第1压缩单元(300)或让冷媒在各个压缩单元中被压缩1次后排出。

2、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述第1控制阀(500)是三向阀。

3、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：在上述第1吸入管上只安装有对冷媒吸入量进行控制的第3控制阀(520)；在所述连接管(720)上安装有对冷媒进行控制的第4控制阀(510)；有所选择地导流冷媒，让第2压缩单元(400)排出的冷媒直接流入第1压缩单元(300)或让冷媒在各个压缩单元中被压缩1次后排出。

4、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述第2控制阀(600)包括与所述腔体(740)连通的第1连通孔(630)；

对所述第1连通(630)进行覆盖的罩(650)；

位于所述罩(650)内部对第1连通孔(630)进行开闭的开闭阀(610)；

连接在所述开闭阀(610)一侧面的有弹(620)；

贯穿形成在所述罩(650)的一侧并与所述外壳(100)连通的第2连通孔(640)。

5、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述驱动单元(200)的产生驱动力电机是由定速电机构成的。

6、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：是述第1压缩单元(300)及第2压缩单元(400)，两者吸入冷媒进行压缩的内部空间容积相互不同。

7、根据权利要求1所述的多级旋转压缩机，其特征是：只有所述第1吸入管(710)或第2吸入管(730)中的某一个与储液罐连接。

8、根据权利要求1或3所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述第1吸入管(710)和第2吸入管(730)的吸入侧分别与分离气液的储液罐(130)连接。

9、根据权利要求3所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述第3控制阀(520)和所述第4控制阀(510)分别是双向阀。

10、根据权利要求3所述的多级旋转压缩机，其特征是：所述第3控制阀(520)是双向阀，设置在所述连接管(720)上对冷媒的流动进行控制的是螺线管(800)。

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