CN204239249U - 一种旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压缩机领域，公开了一种旋转式压缩机，壳体组件的内部设有相互独立的一级压缩机构和二级压缩机构，在壳体组件内设有第一冷媒通道和第二冷媒通道；经一级压缩机构压缩后的冷媒可经过第一冷媒通道进入二级压缩机构中二次压缩后由壳体组件的出口排出；经一级压缩机构压缩后的冷媒还可经过第二冷媒通道直接通过壳体组件出口排出。本实用新型中的旋转式压缩机机具有两个相对独立并分别由不同电机驱动的压缩机构，通过切换不同的工作模式既能够完成单级压缩机的工作又能够实现双级增焓压缩机的工作，同时克服了单级压缩机和二级増焓压缩机的缺陷，使得本实用新型中的旋转式压缩机能够适用的工作范围更广。

Description

一种旋转式压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，更具体的公开了一种旋转式压缩机。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动流体机械，是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的冷媒气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的冷媒气体，为制冷循环提供动力，从而依次实现压缩、冷凝(放热)、膨胀、蒸发(吸热)的制冷循环。

现有技术中的空调用压缩机主要采用旋转式压缩机，根据压缩机的压缩方式，大致分为单级压缩机和双级压缩机。现有传统的单级旋转式压缩机包括泵体组件、电机组件、壳体以及其他零部件，由电机组件提供旋转动力供泵体组件压缩冷媒。压缩机气缸吸入低压冷媒后，直接压缩为对于工况所需的高温高压冷媒，上述为单级压缩机的工作方式。单级压缩机在轻负荷工况下能效较好，但在大压缩比的工况下，单级压缩机存在低温制热能力和高温制冷能力差、能效低、排气温度高、压缩机轴承系统负载大、能适应的工况范围小等缺点，因此使用范围不广。

为了解决单级压缩机存在的缺陷，目前采用了双级增焓压缩机，双级增焓压缩机采用双级压缩，压缩机构分为一级压缩气缸和二级压缩气缸。其工作过程为：一级压缩气缸吸入低压冷媒并压缩至中压后，一级压缩气缸从制冷系统中引入中压冷媒混合，即在一级和二级压缩间采用中压补气增焓，混合后的中压冷媒进入二级压缩气缸，二级压缩气缸对冷媒进行再次压缩至对应工况下的高压冷媒。经过上述压缩过程，压缩机实现了大压缩比，明显提升了低温制热量，同时压缩机的排气温度低，在一定程度上扩展了压缩机运行的范围；在超低温制热过程中和高温制冷过程中都存在很好的性能优势。由于二级压缩机将负载分为两次压缩完成，压缩机的轴承系统受力小，压缩机的可靠性高。但现有技术中的二级增焓压缩机存在一级压缩气缸和二级压缩气缸之间的容积是固定的，即压缩容积比是固定的。由于压缩容积比是固定的，因此某一个固定的压缩容积比只能在一定工况范围内采用增焓补气方式才能体现出能效优势，适用的工况范围受到一定限制。比如所使用的压缩机为大容积比的二级増焓压缩机时，该压缩机在轻负荷工况下能效优势不明显。由于双级增焓压缩机目前采用固定容积比，且只能双级运行，因此高能效的运行工况范围仍然较小。

申请号为200810054017.X的中国专利公开了一种旋转式压缩机，包括壳体、设置在壳体内的压缩机的旋转轴、设置在旋转轴上的偏心部以及设置在壳体内的压缩结构部和机械结构部,所述的机械结构部包括:分别紧贴在气缸的上下两侧的上轴承和下轴承,以及在壳体内的上部设置有由上定子和上转子组成的上电机驱动部,在壳体内的下部设置有由下定子和下转子组成的下电机驱动部,所述的压缩结构部设置在上电机驱动部和下电机驱动部之间。但该专利只是使用两个电机同时驱动一个旋转轴，在一定程度上解决了由于一般压缩机只在旋转轴的一端设置转子和定子造成的压缩机工作过程中振动、噪音大的问题，并没有解决现有压缩机只能单独进行单级压缩或是单独进行两级压缩，且压缩过程中的能效不高、适用范围狭小的问题。

因此，市场亟需一种旋转式压缩机，同时具有普通单级压缩机和二级増焓补气压缩的优势，能够在全工况范围内实现压缩机工作高能效。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提出一种既能够进行单级压缩又能够进行二级増焓压缩的旋转式压缩机，该压缩机包含有两套能够分别独立运行的压缩机构，通过调节两套压缩机构电机的转速比，能够实现对压缩机运行工况的自由调节，使得压缩机的工况适用范围更广。

为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种旋转式压缩机，包括壳体组件，所述壳体组件的内部设有相互独立的一级压缩机构和二级压缩机构，所述一级压缩机构和二级压缩机构分别由第一驱动装置和第二驱动装置驱动运行，在所述壳体组件内设有第一冷媒通道和第二冷媒通道；其中，经所述一级压缩机构压缩后的冷媒可经过第一冷媒通道进入所述二级压缩机构中二次压缩后由所述壳体组件的出口排出；经所述一级压缩机构压缩后的冷媒还可经过第二冷媒通道直接通过壳体组件出口排出。

进一步的，所述第二冷媒通道内设有单向阀。

进一步的，所述一级压缩机构包括一级压缩曲轴、1个套设在所述一级压缩曲轴上的一级压缩气缸以及分别设在所述一级压缩气缸两侧的第一一级副轴承和第一一级主轴承；所述二级压缩机构包括二级压缩曲轴、1个套设在所述二级压缩曲轴上的二级压缩气缸以及分别设在所述二级压缩气缸两侧的第一二级主轴承和第一二级副轴承；第一一级副轴承端面与第一二级副轴承端面相贴合，并在所述第一一级副轴承和第一二级副轴承之间形成封闭腔体；所述第一冷媒通道和第二冷媒通道均经过所述封闭腔体。

进一步的，所述一级压缩机构包括一级压缩曲轴，依次套设于所述一级压缩曲轴上的第二一级副轴承、第一一级压缩气缸、第二一级压缩气缸、第二一级主轴承；所述第二一级副轴承和第二一级主轴承分别紧贴所述第一一级压缩气缸和第二一级压缩气缸；所述二级压缩机构包括二级压缩曲轴，依次套设于所述二级压缩曲轴上的第二二级副轴承、第一二级压缩气缸、第二二级压缩气缸、第二二级主轴承；所述第二二级副轴承和第二二级主轴承分别紧贴所述第一二级压缩气缸和第二二级压缩气缸；所述第二一级副轴承与第二二级副轴承之间设有分隔板，所述分隔板与第二一级副轴承之间形成一级上排气腔，所述分隔板与第二二级副轴承之间形成二级下排气腔，所述分隔板上设有通孔；所述第一冷媒通道和第二冷媒通道均经过所述一级上排气腔。

进一步的，所述第一一级副轴承的底面上设有用于连通所述封闭腔体和一级压缩气缸的出口的第一一级副轴承排气口；

所述第一二级副轴承上设有用于连通所述二级压缩气缸的进口与封闭腔体的吸气通道；所述第一二级主轴承上设有用于连通所述二级压缩气缸的出口与壳体组件出口的第一二级主轴承排气孔；

第一一级副轴承排气口、封闭腔体、吸气通道、第一二级主轴承排气孔依次连通形成第一冷媒通道。

进一步的，所述二级压缩气缸上设有二级压缩气缸排气通孔，所述第一二级副轴承上设有用于连通所述封闭腔体和所述二级压缩气缸排气通孔的排气通道；所述第一一级副轴承排气口、封闭腔体、第一二级副轴承的排气通道、二级压缩气缸排气通孔依次连通形成第二冷媒通道；所述二级压缩气缸排气通孔中设置有单向阀。

进一步的，所述一级压缩气缸的进口与分液器相连接，所述一级压缩气缸内安装有一级压缩滚子，所述一级压缩滚子套于所述一级压缩曲轴的偏心部；所述第一一级副轴承的侧壁上设有用于与増焓补气部件相连接的连接孔。

进一步的，所述第一一级压缩气缸和第二一级压缩气缸之间设有一级压缩气缸隔板；所述第一二级压缩气缸和第二二级压缩气缸之间设有二级压缩气缸隔板；所述第一一级压缩气缸的曲轴偏心部与第二一级压缩气缸的曲轴偏心部同轴错开设置；所述第一二级压缩气缸的曲轴偏心部与第二二级压缩气缸的曲轴偏心部同轴错开设置。

进一步的，所述第二一级副轴承、第一一级压缩气缸、第二一级压缩气缸、第二一级主轴承之间通过一级下排气通道相连通；

所述第二一级副轴承的下方设有密封盖，所述密封盖与第二一级副轴承之间形成一级下排气腔；所述一级上排气腔、第二二级副轴承、第二二级压缩气缸、第二一级压缩气缸、第二二级主轴承之间通过二级中压吸气通道相连通；所述第二一级主轴承上设有第二一级主轴承排气通孔，所述第二一级主轴承排气通孔用于连通所述第二一级压缩气缸的出口和一级下排气腔；所述第二一级主轴承排气通孔、下排气腔、一级下排气通道、一级上排气腔、分隔板上的通孔、二级中压吸气通道依次连通形成第二冷媒通道。

进一步的，所述第二二级副轴承、第二二级压缩气缸、第二一级压缩气缸、第二二级主轴承之间通过二级高压排气通道相连通；所述第二二级副轴承上设有用于连通所述第一二级压缩气缸的出口和所述二级下排气腔的第二二级副轴承排气通孔；所述第二一级副轴承上设有用于连通所述一级上排气腔和第一一级压缩气缸的第二一级副轴承排气通孔；所述第二二级主轴承上设有用于连通所述第二二级压缩气缸的出口和所述壳体组件出口的第二二级主轴承排气通孔；所述第二一级副轴承排气通孔、一级上排气腔、分隔板上的通孔、二级高压排气通道、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第一支路；同时，所述所述第二一级主轴承排气通孔、下排气腔、一级下排气通道、一级上排气腔、分隔板上的通孔、二级中压吸气通道、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第二支路；所述二级中压吸气通道中设置有单向阀。

进一步的，所述第一一级压缩气缸和第二一级压缩气缸分别与分液器相连通；所述第二一级副轴承与増焓补气部件相连通。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中的旋转式压缩机具有两套分别独立的压缩机构，且每套压缩机构分别由独立的驱动装置进行驱动，能够根据实际工作状况的需要实现二级増焓压缩模式和单机压缩模式。在进行二级増焓压缩模式时，增焓补气部件可以对一级压缩机构和二级压缩机构之间形成的封闭腔体进行补气增焓。单级压缩运行模式时，一级压缩机构运行，二级压缩机构停止时，关闭增焓补气部件，一级压缩机构直接完成冷媒的压缩过程，且上述两种压缩机工作模式能够根据运行工况进行自由切换。在进行双级增焓压缩模式时，一级压缩机构和二级压缩机构的排量比可以自由调节。

本实用新型中的二级増焓压缩机由于具有两个相对独立并分别由不同电机驱动的压缩机构，通过相应的控制方法进行控制，通过切换不同的工作模式，既能够完成单级压缩机的工作又能够实现双级增焓压缩机的工作，同时克服了单级压缩机和二级増焓压缩机的缺陷，使得本实用新型中的旋转式压缩机能够适用的工作范围更广。本实用新型中的压缩机具备可变排量比的双级增焓压缩机的优点的同时，又有普通单级压缩机的功能，极大的拓展了压缩机高能效运行范围，实现全工况范围的高能效优势。

附图说明

图1是实用新型实施例一提出的旋转式压缩机的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提出的一级压缩机构与二级压缩机构之间的装配结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提出的旋转式压缩机在二级増焓压缩运行时的示意图；

图4是图3中区域A的局部放大图；

图5是本实用新型实施例一提出的旋转式压缩机在单机压缩运行时的示意图；

图6是是图5中区域B的局部放大图；

图7是本实用新型实施例二提出的旋转式压缩机的结构示意图；

图8是本单电机二级増焓压缩机在第一工况下运行时的能效趋势示意图；

图9是本实用新型实施例一提出的旋转式压缩机在第二工况下运行时的二级増焓压缩运行时的能效趋势示意图。

图中：

1、上盖组件；2、冷凝器；3、截止阀；4、闪蒸器；5、膨胀阀；6、蒸发器；7、壳体；8、増焓补气部件；9、二级电机定子；10、二级电机转子；11、二级压缩曲轴；12、第一二级主轴承；121、第一二级主轴承排气孔；13、二级压缩气缸；131、二级压缩气缸排气通孔；14、二级压缩滑片；15、单向阀；15’、单向阀；16、二级压缩滚子；17、第一二级副轴承；171、通气孔；172、吸气通道；173、第一二级副轴承端面；18、封闭腔体；19、第一一级副轴承；191、第一一级副轴承排气口；192、第一一级副轴承端面；193、连接孔；20、一级压缩滚子；21、一级压缩气缸；22、一级压缩滑片；23、第一一级主轴承；24、一级压缩曲轴；25、一级电机转子；26、一级电机定子；27、下盖；28、支架；29、分液器；30、二级压缩气缸隔板；31、一级压缩气缸隔板；32、分隔板；33、二级下排气腔；34、一级上排气腔；35、密封盖；36、二级高压排气通道；37、二级中压吸气通道；38、一级下排气通道；39、一级下排气腔；40、第二一级副轴承；41、第二一级主轴承；42、第一一级压缩气缸；43、第二一级压缩气缸；44、第二二级副轴承；45、第二二级主轴承；46、第一二级压缩气缸；47、第二二级压缩气缸；48、通孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提出一种旋转式压缩机，包括壳体组件，壳体组件的内部设有相互独立的一级压缩机构和二级压缩机构，一级压缩机构和二级压缩机构分别由第一驱动装置和第二驱动装置驱动运行，在壳体组件内设有第一冷媒通道和第二冷媒通道；其中，经一级压缩机构压缩后的冷媒可经过第一冷媒通道进入二级压缩机构中二次压缩后由壳体组件的出口排出；经一级压缩机构压缩后的冷媒还可经过第二冷媒通道直接通过壳体组件出口排出。作为进一步的实施方式，第二冷媒通道内设有单向阀。

还提出了一种用于控制上述旋转式压缩机的控制方法，通过分别控制第一驱动装置、第二驱动装置的转速，以及増焓补气部件的通断，调节所述旋转式压缩机的压缩模式。

下面通过两个具体的实施方式对本实用新型中的技术方案进行详细的解释说明。

实施例一

如图1所示，是本实施例提出的旋转式压缩机，包括壳体组件，壳体组件的内部设有相互独立的一级压缩机构和二级压缩机构。壳体组件的外部连接有分液器29和增焓补气部件8，分液器9和増焓补气部件8均连接至一级压缩机构。其中，一级压缩机构由第一驱动装置进行驱动，二级压缩机构由第二驱动装置进行驱动，作为一种优选的实施方式，第一驱动装置和第二驱动装置均为电机驱动。

壳体组件整体放置在支架28上，包括上盖组件1、壳体7和下盖27，上述三者形成一个完整的腔体，该腔体的内部用于盛放一级压缩机构和二级压缩机构等部件。

第一驱动装置包括一级电机转子25和一级电机定子26，一级电子定子26固定在壳体7的内壁上，一级电机转子25固定在一级压缩曲轴24的长轴端。第二驱动装置包括二级电机转子10和二级电机定子9，二级电机定子9固定在壳体7的内壁上，二级电机转子10固定在二级压缩曲轴11的长轴端。

本实施例中的一级压缩机构整体固定在壳体7上，包括一级压缩曲轴24，以及套设在一级压缩曲轴24上的一个一级压缩气缸21、第一一级副轴承19和第一一级主轴承23，一级压缩气缸21设置在第一一级主轴承23和第一一级副轴承19之间，第一一级副轴承19和第一一级主轴承23分别设在一级压缩气缸21的两侧，一级压缩气缸21与分液器29相连接。一级压缩气缸21内部安装有一级压缩滚子20和一级压缩滑片22，在安装时，一级压缩滚子20套设于一级压缩曲轴24的偏心部，一级压缩滑片22将一级压缩滚子20、一级压缩气缸21、第一一级副轴承19、第一一级主轴承23之间的空间分割成高压腔和低压腔。一级电机转子25带动一级压缩曲轴24的长轴端转动，进而给一级压缩机构提供动力，带动一级压缩机构旋转并压缩冷媒。

本实施例中的二级压缩机构也是整体固定在壳体7上，二级压缩机构包括二级压缩曲轴11，以及套设于二级压缩曲轴11上的第一二级主轴承12、第一二级副轴承17、一个二级压缩气缸13，二级压缩气缸13设置在第一二级主轴承12和第一二级副轴承17之间，第一二级主轴承12和第一二级副轴承17分别紧贴在二级压缩气缸13的上下两侧。二级压缩气缸13内设置有二级压缩滚子16和二级压缩滑片14，二级压缩滚子16套于二级压缩曲轴11的偏心部，二级压缩滑片14将二级压缩滚子16、二级压缩气缸13、第一二级主轴承12、第一二级副轴承17之间形成的腔体分隔成高压强腔和低压腔。二级电机转子10带动二级压缩曲轴11的长轴端转动，进而给二级压缩机构提供动力，带动二级压缩机构旋转并压缩冷媒。

在本实施例中，一级压缩机构置于二级压缩机构的下方，两者之间通过螺钉固定连接，以使得一级压缩机构和二级压缩机构之间能够相连通，从而使冷媒能够在一级压缩机构和二级压缩机构之间流通。第一一级副轴承端面192与第一二级副轴承端面173相贴合，并在第一一级副轴承19和第一二级副轴承17之间形成封闭腔体18；第一冷媒通道和第二冷媒通道均经过封闭腔体18。

一级压缩机构和二级压缩机构之间的连接关系如图2所示，第一一级副轴承191的底面上设有用于连通封闭腔体18和一级压缩气缸21的出口的第一一级副轴承排气口191；第一二级副轴承17上设有用于连通二级压缩气缸13的进口与封闭腔体18的吸气通道172；第一二级主轴承12上设有用于连通二级压缩气缸13的出口与壳体组件出口的第一二级主轴承排气孔121；第一一级副轴承排气口191、封闭腔体18、吸气通道172、第一二级主轴承排气孔121依次连通形成第一冷媒通道。第一一级副轴承19的外圆处开设有一个圆形孔，该圆形孔即为连接孔193，连接孔193用于和增焓补气部件8相连接，使増焓补气部件8中的冷媒进入到压缩机构中，给封闭腔体18增焓补气。第一一级副轴承排气口191用于将一级压缩气缸21中的冷媒排至封闭腔体18中。二级压缩气缸13上设有二级压缩气缸排气通孔131，第一二级副轴承17上设有用于连通封闭腔体18和二级压缩气缸排气通孔131的排气通道；第一一级副轴承排气口191、封闭腔体18、第一二级副轴承17的排气通道、二级压缩气缸排气通孔131依次连通形成第二冷媒通道；单向阀15设置在二级压缩气缸排气通孔131中。第一二级副轴承17上开设有一个通孔，该通孔即为通气孔171，通气孔171与二级压缩气缸13的二级压缩气缸排气通孔131相连接，将封闭腔体18中的冷媒输送至二级压缩气缸13中。当封闭腔体18中的压力高于壳体组件内的压力时，单向阀15开启，冷媒再封闭腔体与二级压缩气缸13中流通，封闭腔体18中的冷媒排出至壳体组件内；当壳体组件中的压力高于封闭腔体18内的压力时，单向阀15关闭，冷媒不流通。

本实施例中一级压缩机构和二级压缩机构是相互独立的压缩系统，分别由不同的电机驱动其自由开停并可以分别进行速度调节。压缩机的压缩模式具体分为一级压缩模式和二级増焓压缩模式。其中，一级压缩模式为：

调节第一驱动装置的转速ω₁＝f₁，第二驱动装置的转速ω₂＝0，同时控制増焓补气部件8关闭，旋转式压缩机启动一级压缩模式，冷媒经过一级压缩机构压缩后经过第二冷媒通道直接通过壳体组件出口排出。

二级増焓压缩模式为：依次调节第一驱动装置的转速ω₁＝f₁，第二驱动装置的转速ω₂＝f₂，同时控制増焓补气部件8开启，旋转式压缩机启动二级増焓压缩模式，冷媒依次经过一级压缩机构压缩、増焓补气部件8补气后，通过第一冷媒通道进入二级压缩机构中进行压缩并由壳体组件的出口排出。

在本实施例的具体实施过程中，一级压缩机构的驱动电机的一级电机转子25的转速为ω₁，二级压缩机构的驱动电机的二级电机转子10的转速为ω₂。一级压缩机构的一级压缩气缸21的容积设定为V₁和二级压缩机构的二级压缩气缸的容积设定为V₂，二级压缩气缸13与一级压缩气缸21的容积比ε＝V₂/V₁的数值落在0.5—1.2之间，且一旦容积比确定之后为一个固定值。

由于本实施例中的旋转式压缩机具有相对独立的一级压缩机构和二级压缩机构，因此本实施例中的压缩机能够根据在使用过程中的不同工况，可以选择一级压缩机构和二级压缩机构一起工作，也可以选择仅单独使用一级压缩机构进行工作，即可以自由选择双级压缩增焓运行或者单级压缩运行，并且可以在两种工况下自由切换。

下面分别对本实施例中的压缩机处于双级压缩増焓运行和单机压缩运行状态下的具体工作运转情况进行详细的描述。当本实施例中的压缩机切换至双级压缩增焓运行状态时，一级电机转子25转速ω₁＝f₁，二级电机转子10的转速ω₂＝f₂。先启动一级压缩机构，一级电机转子25带动一级压缩机构进行压缩，然后启动二级电机转子10，二级电机转子10带动二级压缩机构进行压缩。完成上述启动工作后，一级压缩气缸21吸入来自分液器29的低压冷媒，一级压缩气缸21中的吸气压力为Ps。一级压缩气缸21中经过压缩的冷媒经过第一一级副轴承19的第一一级副轴承排气口191排至封闭腔体18中，此时封闭腔体18内的压力为Pm。由于二级压缩机构也在运转，因此二级压缩气缸通过一二级副轴承17的吸气通道172从封闭腔体18中吸入中压冷媒。此时二级压缩机构在进行吸气运行，封闭腔体18内的压力为Pm小于壳体组件中的压力Pd₁，即Pm<Pd₁。因此单向阀15封闭不导通，封闭腔体18中的全部冷媒进入二级压缩气缸13中，如图3、图4所示。

冷媒进入到二级压缩机构中进行二级压缩后，通过第一二级主轴承12的第一二级主轴承排气孔121排出到压缩机的壳体组件中，使壳体组件中充满高压冷媒，此时壳体组件中的压力为Pd₂。最终壳体组件内的冷媒通过压缩机上盖组件1的排气管进入空调系统中。如图3并结合图1所示，冷媒从上盖组件1的排气管进入冷凝器2中进行换热后冷媒温度降低后，通过膨胀阀5进行一级节流膨胀，而后进入闪蒸器4变为中温中压冷媒，根据压缩机需要运行的工况对闪蒸器4中的压力进行调节，闪蒸器4中的压力为Pt,要保证闪蒸器4中的压力Pt>Pm。在具体使用过程中，需要根据压缩机和空调系统的实际运转情况打开截止阀3，将闪蒸器4中的部分冷媒引入至增焓补气部件8中。由于在运行过程闪蒸汽4中的压力Pt>Pm，因此増焓补气部件8中的冷媒从第一一级副轴承19的连接孔193进入封闭腔体18中同从一级压缩气缸21中的冷媒进行混合。闪蒸器4中的冷媒除了进入增焓补气部件8中对封闭腔体18进行补气增焓外，还有部分冷媒通过膨胀阀5进行二级节流，形成低温低压冷媒进入蒸发器6中进行换热，并最终再次进入分液器29中进而进入到压缩机中进行循环。

在使用上述压缩机进行双级压缩増焓运行时，一级压缩机构的实际排气量为V₁*f₁，二级压缩机构的实际排气量为V₂*f₂，一级压缩机构与二级压缩机构的实际排气量比，简称排量比λ表示为λ＝(V₂*f₂)/(V₁*f₁)＝ε*(f₂/f₁)，在实际运行过程中的排量比λ可以根据压缩机需要进行工作的不同的工况进行调节。不同的工况，对应有一个最佳的实际运行的排量比λ和增焓补气压力Pt，保证压缩机能效能够达到最高。

对于传统的单电机双级增焓压缩机，其容积比是固定的，由于只有一个电机，因此一级压缩机构和二级压缩机构的转速也是固定的，所以排量比λ就等于容积比ε，即λ＝ε。如图8所示，是传统单电机二级増焓压缩机在第一工况下运行状态的能效趋势，当单电机的容积比ε＝V₂/V₁＝0.8时，在这种排量比下，使用单电机増焓双级压缩机能实现最高能效。如图9所示，当在第二工况下运行时，当使用单电机容积比为0.8时的压缩机，能效较差。在第二工况下使用排量比为1.1的本申请中的二级増焓压缩机能效最好。

由于实际使用过程中，空调系统的运行工况是随着室内外环境温度不断变化而变化的，传统的单机双级增焓压缩机具有固定排量比，因此没办法兼顾各种工况。而本实用新型的特点在于有两套独立控制转速的压缩机构，可以通过改变一级压缩机构的转速f₁和二级压缩机构的转速f₂来调节进而实现不同的排量比λ。

在第一工况下运行时，压缩机的物理容积比仍为ε＝0.8，调节转速一级电机转子25和二级电机转子10的转速，使f₂＝f₁，排量比λ＝ε*(f₂/f₁)＝0.8，能效最高。当压缩机在第二工况下运行时，通过调整f₂和f₁的转速，使得转速比f₂/f₁＝1.375，这时排量比λ＝ε*(f₂/f₁)＝0.8*1.375＝1.1，仍然可以保证使用本实施例中的压缩机能效最高。

此外，当使用过程中需要小排量比时，可以减小f₂/f₁的转速比，以保证各种工况都能调整到一个最佳排量比，保证压缩机能效最高。

上面对本实施例中的压缩机在二级増焓压缩工作状态下的运行过程进行了详细的描述。但在使用过程中，在某些轻负荷的工况下，双级压缩增焓运行并没有能效优势，此时单级压缩运行反而能效高。如图5所示，是本实施例中的压缩机在单级压缩运行过程中的状态，在需要单级运行时，将二级压缩机构停止运行，将二级电机转子10的转速ω₂调整为0。一级压缩机构正常运转，保持一级电机转子25的转速ω₁＝f₁。在上述工作状态下，一级电机转子25带动一级压缩机构进行压缩，一级压缩气缸21吸入来自分液器29的低压冷媒，此时一级压缩气缸的吸气压力为Ps’,一级压缩气缸21压缩冷媒后，冷媒通过第一一级副轴承19的第一一级副轴承排气口191排至封闭腔体18。断开截止阀3，闪蒸器4中的冷媒不会被引入到增焓补气部件8中，同时也不会逆流。如图6所示，由于二级电机转子10不运转，因此二级压缩气缸13不能通过第一二级副轴承17的吸气通道172吸入封闭腔体18中的中压冷媒。这时封闭腔体18内的压力Pm’会不断升高，当封闭腔体18中的压力上升至Pm’>Pd’时,Pd’为壳体组件中的压力值，此时单向阀15会一直保持打开状态，封闭腔体18中的全部冷媒通过单向阀15排到压缩机的壳体组件中，使壳体组件内部充满高压冷媒，最终壳体组件内的冷媒通过压缩机上盖组件1的排气管进入空调系统中。

本实施例中的二级増焓压缩机由于具有两个相对独立并分别由不同电机驱动的压缩机构，因此通过切换不同的工作模式，既能够完成单级压缩机的工作又能够实现双级增焓压缩机的工作，同时克服了单级压缩机和二级増焓压缩机的缺陷，使得本实施例中的旋转式压缩机能够适用的工作范围更广。本实施例中的压缩机具备可变排量比的双级增焓压缩机的优点的同时，又有普通单级压缩机的功能，极大的拓展了压缩机高能效运行范围，实现全工况范围的高能效优势。

实施例二

如图7所示，本实施例相对于实施例一的区别在于，本实施例中的一级压缩机构包括一级压缩曲轴24，依次套设于一级压缩曲轴24上的第二一级副轴承40、第一一级压缩气缸42、第二一级压缩气缸43、第二一级主轴承41；二级压缩机构包括二级压缩曲轴11，依次套设于二级压缩曲轴11上的第二二级副轴承44、第一二级压缩气缸46、第二二级压缩气缸47、第二二级主轴承45。即本实施例中的一级压缩机构中设有两个压缩气缸，二级压缩机构中也设有两个压缩气缸，且每个压缩气缸上均设有压缩滚子、压缩滑片，压缩滚子和压缩滑片的具体设置方式与实施例一中的设置方式相同。

第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43之间设有一级压缩气缸隔板31，第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43分别具有与分液器29相连通的吸气口，第一二级压缩气缸46和第二二级压缩气缸47之间设有二级压缩气缸隔板30。作为更进一步的实施方式，第一一级压缩气缸42的曲轴偏心部与第二一级压缩气缸43的曲轴偏心部同轴错开设置；第一二级压缩气缸46的曲轴偏心部与第二二级压缩气缸47的曲轴偏心部同轴错开设置。第二一级副轴承40与第二二级副轴承44之间设有分隔板32，分隔板32与第二一级副轴承40之间形成一级上排气腔34，分隔板32与第二二级副轴承44之间形成二级下排气腔33，分隔板32上设有通孔48；第一冷媒通道和第二冷媒通道均经过一级上排气腔34。

其中，第二一级副轴承40和第二一级主轴承41分别紧贴第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43。第二二级副轴承44和第二二级主轴承45分别紧贴第一二级压缩气缸46和第二二级压缩气缸47。第二一级副轴承40、第一一级压缩气缸42、第二一级压缩气缸43、第二一级主轴承41之间通过一级下排气通道38相连通；第二一级副轴承40的下方设有密封盖35，密封盖35与第二一级副轴承40之间形成一级下排气腔39；一级上排气腔34、第二二级副轴承44、第二二级压缩气缸47、第二一级压缩气缸43、第二二级主轴承45之间通过二级中压吸气通道37相连通；第二一级主轴承41上设有第二一级主轴承排气通孔，第二一级主轴承排气通孔用于连通第二一级压缩气缸43的出口和一级下排气腔39；第二一级主轴承排气通孔、下排气腔39、一级下排气通道38、一级上排气腔34、分隔板32上的通孔48、二级中压吸气通道37依次连通形成第二冷媒通道。第二二级副轴承44、第二二级压缩气缸47、第二一级压缩气缸43、第二二级主轴承45之间通过二级高压排气通道36相连通；第二二级副轴承44上设有用于连通第一二级压缩气缸46的出口和二级下排气腔33的第二二级副轴承排气通孔；第二一级副轴承40上设有用于连通一级上排气腔34和第一一级压缩气缸42的第二一级副轴承排气通孔；第二二级主轴承45上设有用于连通第二二级压缩气缸47的出口和壳体组件出口的第二二级主轴承排气通孔；第二一级副轴承排气通孔、一级上排气腔34、分隔板32上的通孔48、二级高压排气通道36、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第一支路；同时，第二一级主轴承排气通孔、下排气腔39、一级下排气通道38、一级上排气腔34、分隔板32上的通孔48、二级中压吸气通道37、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第二支路；单向阀15’设置在二级中压吸气通道37中。

作为更进一步的实施方式，二级中压吸气通道37上设有单向阀15’。第二一级副轴承40的下方设有密封盖35，密封盖35与第二一级副轴承40之间形成一级下排气腔39，防止第二一级压缩气缸中的冷媒直接进入到壳体组件中。

本实施例中的一级压缩机构和二级压缩机构的运行原理与实施例一中的相同。本实施例中的一级压缩机构和二级压缩机构分别是独立的压缩系统，分别由一级电机转子25和二级电机转子10驱动并可分别自由调节转速。其中，驱动一级压缩机构的一级电机转子25的转速为ω₁，驱动二级压缩机构二级电机转子10的转速为ω₂。一级压缩机构的第一一级压缩气缸42与第二一级压缩气缸43的容积的和为V₁，当然，第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43的容积可以不同，但本实施例中为了方便对其工作原理进行讲解，将两个气缸的容积设定为相同的。二级压缩机构的第一二级压缩气缸46和第二二级压缩气缸47的容积的和设定为V₂，两个气缸的容积也可以不相同。一级压缩机构与二级压缩机构的容积比ε＝V₂/V₁的值在0.5—1.2之间。

本实施例中的压缩机可以根据运行工况的不同，自由选择双级压缩增焓运行或者单机单级压缩运行，并可以在上述两种工作状态之间进行自由切换。

当本实施例中的压缩机选用双级增焓压缩运行时，一级电机转子25和二级电机转子10都运转，一级电机转子25的转速为ω₁＝f₁，二级电机转子10的转速为ω₂＝f₂。压缩机运转时，一级压缩机构的第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43分别从分液器29中吸入的低压冷媒，此时第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43中的吸气压力为Ps,一级电机转子25的转速为ω₁，一级压缩机构压缩冷媒后，第一一级压缩气缸42压缩的冷媒通过第二一级副轴承40的排气口排出到一级上排气腔34中，第二一级压缩气缸43压缩的冷媒通过第二一级主轴承41的排气口排出到一级下排气腔39中，并继续通过一级下排气通道38进入到一级上排气腔34中。此时来自增焓补气部件8中的增压补气冷媒也进入到一级上排气腔34中与通过一级排气通道38进入到一级上排气腔34中的冷媒进行混合。上述两股冷媒混合后通过二级中压吸气通道37进入到第一二级压缩气缸46的吸气口，进而进入到第一二级压缩气缸46和第二二级压缩气缸47中进行二级压缩。冷媒在二级压缩机构中进行完二级压缩后，第一二级压缩气缸46的冷媒通过第二二级副轴承44的排气口排出到二级下排气腔33中，而后通过二级高压排气通道36排出到壳体组件中。而第二二级压缩气缸47中的冷媒通过第二二级主轴承45的排气口直接排出到壳体组件的内部。

由于二级压缩机构一直在吸气，因此二级中压吸气通道37中的压力Pm低于壳体组件内的压力Pd,所以单向阀15’始终保持关闭状态不导通，即可以实现双级压缩增焓运行，通过二级増焓压缩后的冷媒同实施例一中的二级増焓压缩一样进入到空调系统中，在此不再进行描述。

使用本实施例中的压缩机实现单级压缩运行时，通过将二级电机转子10的转速ω₂设为0，使得二级压缩机构停止运行，而一级压缩机构的转速ω₁＝f₁，保持正常运行即可实现单级压缩运行。

在进行单级压缩运行时，一级电机转子25带动一级压缩机构进行压缩，第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43分别吸入来自分液器29的低压冷媒，第一一级压缩气缸42和第二一级压缩气缸43中的吸气压力为Ps’,其中第一一级压缩气缸42中的冷媒经过压缩后通过第二一级副轴承40的排气口排出到一级上排气腔34中，第二一级压缩气缸43中经过压缩的冷媒通过第二一级主轴承41的排气口排出到一级下排气腔39中，并通过一级下排气通道38进入到一级上排气腔34中进行混合。

同时，关闭来自增焓补气部件8，阻止増焓补气部件8中的中压补气冷媒进入到一级上排气腔34中。一级上排气腔34中的冷媒进行混合，混合后的冷媒进入到二级中压吸气通道37中。由于二级压缩机构不运转，因此第一二级压缩气缸46和第二二级压缩气缸47不吸气，二级中压吸气通道37中的压力Pm’不断升高。当Pm’>Pt’时，单向阀15’将会一直保持打开状态，一级压缩机构中压缩的冷媒直接排出到壳体组件中，最后进入到空调系统中，从而实现了单级压缩运行。

本实施例中的一级压缩机构和二级压缩机构中分别设有两个压缩气缸，能够使得压缩机构在运转时更加平稳，压缩机的振动噪声小，同时压缩机的制冷量也能够得到扩大。

本实用新型中的一级压缩机构和二级压缩机构中压缩气缸的数量可以相同也可以不同，且压缩气缸的数量并不仅限于2个，数量还可以更多。同时，本实用新型中的第一驱动装置和第二驱动装置并不仅限于电机驱动。本申请中技术方案也适用于卧式压缩机等旋转式压缩机。

本实用新型中的旋转式压缩机具有两套分别独立的压缩机构，且每套压缩机构分别由独立的驱动装置进行驱动，能够根据实际工作状况的需要实现二级増焓压缩模式和单机压缩模式。在进行二级増焓压缩模式时，增焓补气部件可以对一级压缩机构和二级压缩机构之间形成的封闭腔体进行补气增焓。单级压缩运行模式时，一级压缩机构运行，二级压缩机构停止时，关闭增焓补气部件，一级压缩机构直接完成冷媒的压缩过程，且上述两种压缩机工作模式能够根据运行工况进行自由切换。在进行双级增焓压缩模式时，一级压缩机构和二级压缩机构的排量比可以自由调节。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种旋转式压缩机，包括壳体组件，所述壳体组件的内部设有相互独立的一级压缩机构和二级压缩机构，所述一级压缩机构和二级压缩机构分别由第一驱动装置和第二驱动装置驱动运行，其特征在于：在所述壳体组件内设有第一冷媒通道和第二冷媒通道；

其中，经所述一级压缩机构压缩后的冷媒可经过第一冷媒通道进入所述二级压缩机构中二次压缩后由所述壳体组件的出口排出；

经所述一级压缩机构压缩后的冷媒还可经过第二冷媒通道直接通过壳体组件出口排出。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第二冷媒通道内设有单向阀(15、15’)。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述一级压缩机构包括一级压缩曲轴(24)、1个套设在所述一级压缩曲轴(24)上的一级压缩气缸(21)以及分别设在所述一级压缩气缸(21)两侧的第一一级副轴承(19)和第一一级主轴承(23)；

所述二级压缩机构包括二级压缩曲轴(11)、1个套设在所述二级压缩曲轴(11)上的二级压缩气缸(13)以及分别设在所述二级压缩气缸(13)两侧的第一二级主轴承(12)和第一二级副轴承(17)；

第一一级副轴承端面(192)与第一二级副轴承端面(173)相贴合，并在所述第一一级副轴承(19)和第一二级副轴承(17)之间形成封闭腔体(18)；

所述第一冷媒通道和第二冷媒通道均经过所述封闭腔体(18)。

4.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述一级压缩机构包括一级压缩曲轴(24)，依次套设于所述一级压缩曲轴(24)上的第二一级副轴承(40)、第一一级压缩气缸(42)、第二一级压缩气缸(43)、第二一级主轴承(41)；

所述第二一级副轴承(40)和第二一级主轴承(41)分别紧贴所述第一一级压缩气缸(42)和第二一级压缩气缸(43)；

所述二级压缩机构包括二级压缩曲轴(11)，依次套设于所述二级压缩曲轴(11)上的第二二级副轴承(44)、第一二级压缩气缸(46)、第二二级压缩气缸(47)、第二二级主轴承(45)；

所述第二二级副轴承(44)和第二二级主轴承(45)分别紧贴所述第一二级压缩气缸(46)和第二二级压缩气缸(47)；

所述第二一级副轴承(40)与第二二级副轴承(44)之间设有分隔板(32)，所述分隔板(32)与第二一级副轴承(40)之间形成一级上排气腔(34)，所述分隔板(32)与第二二级副轴承(44)之间形成二级下排气腔(33)，所述分隔板(32)上设有通孔(48)；

所述第一冷媒通道和第二冷媒通道均至少部分的经过所述一级上排气腔(34)。

5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第一一级副轴承(191)的底面上设有用于连通所述封闭腔体(18)和一级压缩气缸(21)的出口的第一一级副轴承排气口(191)；

所述第一二级副轴承(17)上设有用于连通所述二级压缩气缸(13)的进口与封闭腔体(18)的吸气通道(172)；

所述第一二级主轴承(12)上设有用于连通所述二级压缩气缸(13)的出口与壳体组件出口的第一二级主轴承排气孔(121)；

第一一级副轴承排气口(191)、封闭腔体(18)、吸气通道(172)、第一二级主轴承排气孔(121)依次连通形成第一冷媒通道。

6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述二级压缩气缸(13)上设有二级压缩气缸排气通孔(131)，所述第一二级副轴承(17)上设有用于连通所述封闭腔体(18)和所述二级压缩气缸排气通孔(131)的排气通道；

所述第一一级副轴承排气口(191)、封闭腔体(18)、第一二级副轴承(17)的排气通道、二级压缩气缸排气通孔(131)依次连通形成第二冷媒通道；

所述二级压缩气缸排气通孔(131)中设置于单向阀(15)。

7.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述一级压缩气缸(21)的进口与分液器(29)相连接，所述一级压缩气缸(21)内安装有一级压缩滚子(20)，所述一级压缩滚子(20)套于所述一级压缩曲轴(24)的偏心部；

所述第一一级副轴承(19)的侧壁上设有用于与増焓补气部件(8)相连接的连接孔(193)。

8.根据权利要求4所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第一一级压缩气缸(42)和第二一级压缩气缸(43)之间设有一级压缩气缸隔板(31)；

所述第一二级压缩气缸(46)和第二二级压缩气缸(47)之间设有二级压缩气缸隔板(30)；

所述第一一级压缩气缸(42)的曲轴偏心部与第二一级压缩气缸(43)的曲轴偏心部同轴错开设置；

所述第一二级压缩气缸(46)的曲轴偏心部与第二二级压缩气缸(47)的曲轴偏心部同轴错开设置。

9.根据权利要求8所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第二一级副轴承(40)、第一一级压缩气缸(42)、第二一级压缩气缸(43)、第二一级主轴承(41)之间通过一级下排气通道(38)相连通；

所述第二一级副轴承(40)的下方设有密封盖(35)，所述密封盖(35)与第二一级副轴承(40)之间形成一级下排气腔(39)；

所述一级上排气腔(34)、第二二级副轴承(44)、第二二级压缩气缸(47)、第二一级压缩气缸(43)、第二二级主轴承(45)之间通过二级中压吸气通道(37)相连通；

所述第二一级主轴承(41)上设有第二一级主轴承排气通孔，所述第二一级主轴承排气通孔用于连通所述第二一级压缩气缸(43)的出口和一级下排气腔(39)；

所述第二一级主轴承排气通孔、下排气腔(39)、一级下排气通道(38)、一级上排气腔(34)、分隔板(32)上的通孔(48)、二级中压吸气通道(37)依次连通形成第二冷媒通道。

10.根据权利要求9所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第二二级副轴承(44)、第二二级压缩气缸(47)、第二一级压缩气缸(43)、第二二级主轴承(45)之间通过二级高压排气通道(36)相连通；

所述第二二级副轴承(44)上设有用于连通所述第一二级压缩气缸(46)的出口和所述二级下排气腔(33)的第二二级副轴承排气通孔；

所述第二一级副轴承(40)上设有用于连通所述一级上排气腔(34)和第一一级压缩气缸(42)的第二一级副轴承排气通孔；

所述第二二级主轴承(45)上设有用于连通所述第二二级压缩气缸(47)的出口和所述壳体组件出口的第二二级主轴承排气通孔；

所述第二一级副轴承排气通孔、一级上排气腔(34)、分隔板(32)上的通孔(48)、二级高压排气通道(36)、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第一支路；

同时，所述所述第二一级主轴承排气通孔、下排气腔(39)、一级下排气通道(38)、一级上排气腔(34)、分隔板(32)上的通孔(48)、二级中压吸气通道(37)、第二二级主轴承排气通孔依次连通形成第一冷媒通道的第二支路；

所述二级中压吸气通道(37)中设置有单向阀(15’)。

11.根据权利要求4所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述第一一级压缩气缸(42)和第二一级压缩气缸(43)分别与分液器(29)相连通；

所述第二一级副轴承(40)与増焓补气部件(8)相连通。