CN204783668U - 多气缸旋转压缩机及具有其的制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多气缸旋转压缩机及具有其的制冷循环装置。多气缸旋转压缩机包括电动机部、多个压缩机构部和两个轴承，每个所述压缩机构部包括一个气缸、曲轴、滚子和滑片，设于第一个气缸的滑片背压室包括对滑片的后端部施加弹性力以使滑片的前端部与滚子的周壁接触的弹簧；除第一个气缸外的各气缸的滑片背压室连接有切换高压气体与低压气体来进行供应的压力控制用配管，以控制各气缸室是否进行有效压缩。根据本实用新型的多气缸旋转压缩机，可同时通过转速和变化有效压缩作用的压缩机构部的个数来实现大范围的负荷调节。

Description

多气缸旋转压缩机及具有其的制冷循环装置

技术领域

本实用新型涉及制冷领域，尤其是涉及一种多气缸旋转压缩机及具有其的制冷循环装置。

背景技术

在单台压缩机的制冷循环装置中，仅通过转速控制来调节冷媒循环量，通常不能适应负荷剧烈变换的需要，因此将多台压缩机并联使用在同一制冷循环系统中，可以大大拓宽制冷循环系统的负荷容量范围，但是在多台压缩机并联的制冷循环装置中，各台压缩机的冷冻机油与冷媒的混合流体会一同进入制冷循环装置中的管路、冷凝器和蒸发器，而冷冻机油和冷媒的混合流体与冷媒的流动情况并不一致，因此很难保证返回各台压缩机的油量与各台压缩机排出的油量一致，运转中的各台压缩机会出现回油不均匀，可能导致压缩机油面下降，从而损坏压缩机。

为了保证各台压缩机回油均匀，通常需要在制冷循环装置中增加油分离器、电磁阀和油量平衡回路等，但构成和控制比较复杂，成本会大幅增加。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种多气缸旋转压缩机，可同时通过转速和变化有效压缩作用的压缩机构部的个数来实现大范围的负荷调节。

本实用新型还提出一种具有上述多气缸旋转压缩机的制冷循环装置。

根据本实用新型的多气缸旋转压缩机，其在密封壳体内收容了经由曲轴连接的电动机部、多个压缩机构部和两个轴承，每个所述压缩机构部包括一个气缸、曲轴、滚子和滑片，每个所述气缸的内径部形成有供低压气体导入的气缸室，并且设有经由滑片槽与这些气缸室连通的滑片背压室；每个所述曲轴具有被收容在相应的所述气缸的所述气缸室内的偏心部；每个所述滚子与相应的所述曲轴的偏心部嵌合，随着所述曲轴的旋转而在相应的所述气缸室内偏心旋转；每个所述滑片可被自由移动地收容在相应的所述滑片槽中，并在其前端部与所述滚子周壁抵接的状态下将所述气缸室分成两个室；多个所述气缸隔着中间隔板设置；所述两个轴承分别设于所述多个气缸的端面，与所述中间隔板一起覆盖所述气缸室；设于第一个气缸的所述滑片背压室包括对所述滑片的后端部施加弹性力以使所述滑片的前端部与所述滚子的周壁接触的弹簧；除所述第一个气缸外的各气缸的所述滑片背压室连接有切换高压气体与低压气体来进行供应的压力控制用配管，以控制所述各气缸室是否进行有效压缩。

根据本实用新型的多气缸旋转压缩机，通过改变有效进行压缩的气缸的个数，在一个密封壳体内的冷媒循环量可以进行变更，与现有的变频压缩机仅转速变化带来的变化量，变化范围更宽，同时由于多气缸旋转压缩机R包括多个气缸室，且多个气缸室可控制是否进行有效压缩，因此在单台压缩机的制冷循环装置中，可同时通过转速和变化有效压缩作用的压缩机构部的个数来实现大范围的负荷调节。

在本实用新型的一些实施例中，所述多个压缩机构部的所述曲轴可进行组合、分离。

可选地，可进行组合、分离的两个所述曲轴之间通过凹槽和凸起配合以固定连接。

进一步可选地，所述凹槽和所述凸起的横截面分别形成为“十”形状。

在本实用新型的具体实施例中，所述压缩机构部为偶数个且分成多对，每对所述压缩机构部共用一个所述曲轴。

优选地，可进行组合、分离的两个所述曲轴的连接部具有间隙。

根据本实用新型的制冷循环装置，包括根据本实用新型上述的多气缸旋转压缩机。

附图说明

图1为本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机的截面图；

图2为本实用新型实施例的曲轴连接部示意图；

图3为本实用新型的压缩机效率和转速变化曲线、有效的压缩机构部的冷媒循环量特性。

附图标记：

R··多气缸旋转压缩机、2··密封壳体、3··排气管、4··冷凝器、5··膨胀阀、6··蒸发器、7··吸气管、21··定子、22··转子、23a～23b··曲轴、24a～24d··压缩机构部、25a～25d··气缸、26a～26d··滚子、27a～27d··滑片、28a··轴承、28f··轴承、28b～28e··中间隔板、29··油泵机构、30a～30d··滑片背压室、31a～31d··压力切换管、32a～32d··压力切换阀、34··弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图3详细描述根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R，其中该多气缸旋转压缩机R可以应用在制冷循环装置中，上述制冷循环装置可以为空调器、车载制冷空调等需要制冷或制热的装置。

如图1所示，根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R，其在密封壳体2内收容了经由曲轴连接的电动机部、多个压缩机构部24a-24d和两个轴承28a、28f，每个压缩机构部包括一个气缸、曲轴、滚子和滑片，每个气缸的内径部形成有供低压气体导入的气缸室，并且设有经由滑片槽与这些气缸室连通的滑片背压室；每个曲轴具有被收容在相应的气缸的气缸室内的偏心部。

每个滚子与相应的曲轴的偏心部嵌合，随着曲轴的旋转而在相应的气缸室内偏心旋转。

每个滑片可被自由移动地收容在相应的滑片槽中，并在其前端部与滚子周壁抵接的状态下将气缸室分成两个室。

多个气缸25a～25d隔着中间隔板设置。两个轴承28a、28f分别设于多个气缸25a～25d的端面，与中间隔板一起覆盖气缸室。

设于第一个气缸25a的滑片背压室30a包括对滑片27a的后端部施加弹性力以使滑片27a的前端部与滚子26a的周壁接触的弹簧34。

除第一个气缸25a外的各气缸25b-25d的滑片背压室30b-30d连接有切换高压气体与低压气体来进行供应的压力控制用配管，以控制各气缸室是否进行有效压缩。

换言之，根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R，包括密封壳体2、电动机部和多个压缩机构部24a～24d。其中电动机部和多个压缩机构部24a～24d分别设在密封壳体2内，且电动机部与多个压缩机构部24a～24d通过曲轴连接。电机部包括定子21和转子22。

每个压缩机构部包括一个气缸、曲轴、滚子和滑片。多个气缸25a～25d在曲轴的长度方向上依次排布设置。每个气缸具有气缸室和通过滑片槽与气缸室连通的滑片背压室。每相邻的两个气缸之间夹持有中间隔板，轴承28a放置在第一个气缸25a上，轴承28f放置在最后一个气缸25d上，轴承28a、轴承28f和多个中间隔板28b～28e配合以间隔开多个气缸室。

第一个压缩机构部24a的曲轴的上端与转子22相连以由转子22驱动转动，多个压缩机构部的曲轴相连。每个曲轴包括偏心部，多个偏心部分别收纳在多个气缸室内。每个气缸室内还收纳有滚子，每个滚子外套在相应的偏心部上以由偏心部驱动偏心转动。每个气缸的偏心槽内设有可往复运动的滑片，每个滑片的前端部可止抵在相应的滚子的外周壁上以将相应的气缸室分割成两个室。

第一个气缸25a的滑片背压室30a内设有弹簧34，该弹簧34对第一个气缸25a的滑片槽内的滑片27a的后端部施加弹性力以使该滑片27a的前端部始终止抵在滚子26a的外周壁上。

除去第一个气缸25a的其余气缸25b-25d的滑片背压室30b-30d分别在低压环境和高压环境之间切换，当其中一个气缸的滑片背压室内的环境为高压环境时，相应的气缸的滑片的后端部和前端部之间存在压力差，在压力差的作用下，相应的滑片的前端部止抵在相应的滚子的外周壁上以将气缸室分割成两个室，从而该气缸可以进行压缩工作。

因此，通过控制除去第一个气缸25a的其余气缸25b-25d的处于高压环境的滑片背压室的个数，可以控制进行压缩的气缸的个数，从而实现多气缸旋转式压缩机的压缩量的调整。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R，通过改变有效进行压缩的气缸的个数，在一个密封壳体2内的冷媒循环量可以进行变更，与现有的变频压缩机仅转速变化带来的变化量，变化范围更宽，同时由于多气缸旋转压缩机R包括多个气缸室，且多个气缸室可控制是否进行有效压缩，因此在单台压缩机的制冷循环装置中，可同时通过转速和变化有效压缩作用的压缩机构部的个数来实现大范围的负荷调节。

在本实用新型的一些实施例中，多个压缩机构部24a～24d的曲轴可进行组合、分离。也就是说，多个压缩机构部24a～24d的曲轴是可拆卸地，从而便于多气缸旋转压缩机R的加工成型，同时满足多气缸旋转压缩机R对气缸、曲轴和滚子之间的装配间隙的要求。在本实用新型的具体示例中，压缩机构部为偶数个且分成多对，每对压缩机构部共用一个曲轴，也就是说，每对压缩机构部的曲轴是不可拆卸的。例如如图1所示，压缩机构部为四个，第一个压缩机构部24a和第二个压缩机构部24b共用一个曲轴，第三个压缩机构部24c和第四个压缩机构部24d共用一个曲轴。

可选地，如图2所示，可进行组合、分离的两个曲轴之间通过凹槽和凸起配合以固定连接。从而便于曲轴的装配。进一步可选地，凹槽和凸起的横截面分别形成为“十”形状。从而可以提高连接的曲轴之间的连接强度。

优选地，可进行组合、分离的两个曲轴的连接部之间具有间隙。从而可以吸收轴心的偏移，可顺畅传递旋转扭矩。

根据本实用新型实施例的制冷循环装置，包括根据本实用新型上述实施例的多气缸旋转压缩机R。

下面参考图1-图3对根据本实用新型具体实施例的多气缸旋转压缩机R进行详细描述。

参见图1描述根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R的示意截面结构图和包括该多气缸旋转压缩机R的制冷循环装置的制冷循环结构示意图。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R：密封壳体2内的上部设有由定子21与转子22构成的电动机部，密封壳体2内的下部设有压缩机构部，电动机部与压缩机构部通过曲轴23a和曲轴23b连接。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R按从排气管3、冷凝器4、膨胀阀5、蒸发器6、吸气管7的顺序连接构成制冷循环装置，对应制冷循环系统的大负荷容量范围变化。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R有4个压缩机构部24a～24d，包括：多个气缸25a～25d，该多个气缸25a～25d隔着中间隔板28b～28e设置，并在各自的内径部形成有供低压气体导入的气缸室，并且设有经由滑片槽与这些气缸室连通的滑片背压室；轴承28a、28f，该轴承28a、28f设于该多个气缸25a～25d的端面，与中间隔板28b～28e一起覆盖气缸室；曲轴23a，23b，该曲轴具有被收容在多个气缸各自的所述气缸室内的偏心部；滚子26a～26d，该滚子与曲轴23a和曲轴23b的偏心部嵌合，随着所述曲轴23a和曲轴23b的旋转而在所述气缸室内分别偏心旋转；滑片27a～27d，该滑片27a～27d可被自由移动的收容在所述滑片槽中，并在其前端部与滚子26a～26d周壁抵接的状态下将所述气缸室分成两个室；设于第一个气缸室的滑片背压室包括对滑片27a的后端部施加弹性力以使滑片27a的前端部与滚子26a的周壁接触的弹簧34，压缩机构部的下轴承28f的下部有油泵机构29向贯通曲轴23b的孔供给润滑用的冷冻机油。

气缸25a的滑片背压室30a与密封壳体2内连通。气缸25b～25d的滑片背压室30b～30d分别通过压力切换管31b～31d从压缩机R外部连接切换高压气体与低压气体来进行供应的压力。

压力切换管31b分支，一边与压力切换阀32a连接，一边与和压力切换阀32b连通的管路33a连接。压力切换管31c分支，一边与压力切换阀32b连接，一边与和压力切换阀32c连通的管路33b连接。所述压力切换管31d分支，一边与压力切换阀32c连接，一边与和压力切换阀32d连通的管路33c连接。

压力切换阀32a与管路33a及与制冷循环的高压管路连通的管路相连接，打开时管路33a为高压状态。压力切换阀32d与管路33c及与制冷循环的低压管路相连接，打开时管路33c为低压状态。

参见图2描述根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机R的曲轴23a和曲轴23b连接部示意图。在曲轴23b的上端形成了十字形状的凸起部40，曲轴23a的下端形成了与凸起部40相嵌的凹部41，凹部41尺寸大于凸起部40的尺寸，确保压缩机构部的中间隔板28c与压缩机构部的中间隔板28d的最大装配公差以上的间隙。

参见图3描述根据本实用新型的压缩机效率和转速变化曲线、有效的压缩机构部的冷媒循环量特性。首先是最少冷媒循环量，关闭压力切换阀32a，打开压力切换阀32b、32c、32d。若压缩机以最小转速r1旋转，压缩机构部24a内因有弹簧34的弹性力作用，使滑片27a的前端部与滚子26a的周壁接触，压缩机构部24a的气缸室正常进行有效压缩。压缩机构部24a进行有效压缩，则密闭壳体2内的压力上升，通过吸入管7侧的压力下降。因滑片背压室30a是与密闭壳体2内连通的，则滑片背压室30a压力变成密闭壳体内的压力(以下称高压)，滑片27a的前端部与滚子26a的周壁紧紧接触。关闭压力切换阀32a，因压力切换阀32b、32c、32d打开，管路33a、33b、33c均变成吸入管7侧的压力(以下称低压)。滑片背压室30b、30c、30d为低压，滑片27b、27c、27d沿滑片槽的径向力为零，均收纳在滑片槽内。因气缸25b、25c、25d未被分割成压缩部与吸入部，将不进行压缩工作。因此按图3所示，仅压缩机构部24a的气缸25a运转，按r1rps运转下的冷媒循环量Qr1的状态运转。

当冷媒循环量从Qr1至Qr2时，在上述压力切换阀的状态下，通过将转速提升至r2来确保冷媒循环量。冷媒循环量为Qr2时，关闭压力切换阀32b、打开压力切换阀32a、32c、32d，压缩机转速设为r3。通过打开压力切换阀32a，通过管路33a，滑片背压室30b变为高压，滑片27b的前端部与滚子26b的周壁紧紧接触，压缩机构部24b的气缸室正常进行有效压缩。因压力切换阀32b被关闭，管路33b、33c及滑片背压室30c、30d维持低压，压缩机构部24c、24d的气缸室将不进行压缩工作。因此变成压缩机构部24a、24b的气缸25a、25b运转，因此按图3所示，压缩机构部24a、24b的气缸25a、25b运转的r3rps旋转下的冷媒循环量Qr2的状态运转。

当冷媒循环量从Qr2至Qr3，在上述压力切换阀的状态下，通过将转速提升至r4来确保冷媒循环量。当冷媒循环量变成Qr3，则关闭压力切换阀32c，打开压力切换阀32a、32b、32d，将压缩机转速设为r5。通过打开压力切换阀32a、32b，滑片背压室30b、30c通过管路33a、33b变成高压，滑片27b、27c的前端部与滚子26b、26c的周壁紧紧接触，压缩机构部24b、24c的气缸室正常进行有效压缩。因压力切换阀32c被关闭，管路33c及滑片背压室30d维持低压，压缩机构部24d的气缸室将不进行压缩工作。因此变成压缩机构部24a～24c的气缸25a～25c运转，因此按图3所示，压缩机构部24a～c的气缸25a～c运转的r5rps旋转下的冷媒循环量Qr3的状态运转。

当冷媒循环量从Qr3至Qr4，在上述压力切换阀的状态下，通过将转速提升至r6确保冷媒循环量。当冷媒循环量变成Qr4，则关闭压力切换阀32d，打开压力切换阀32a、32b、32c，压缩机转速设为r7。因压力切换阀32a、32b，32c打开，压力切换阀32d关闭，通过管路33a、33b、33c，滑片背压室30b、30c、30d变为高压，滑片27b～27d的前端部与滚子26b～26d的周壁紧紧接触，可实现全压缩机构部24a～24d的气缸室正常进行有效压缩。因此变成压缩机构部24a～24d的气缸25a～25d运转，因此按图3所示，压缩机构部24a～24d的气缸25a～25d运转的r8rps旋转下的冷媒循环量qr4的状态运转。

当冷媒循环量从Qr4至最大冷媒循环量Qr5，在上述压力切换阀的状态下，通过将转速提升至最大转速r8确保冷媒循环量。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机，通过改变有效进行压缩的压缩机构部，在一个密封壳体内的冷媒循环量可从Qr1至Qr5变更，较普通变频压缩机仅转速变化带来的变化量，变化范围更宽。

普通变频压缩机上，如图3所示，通过压缩机转速变化可改变效率，确保从30rps至90rps区间内稳定高效，但是当压缩机转速低于20rps时或高于100rps时，压缩机效率明显下降。根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机，几乎所有冷媒循环量变化的情况均能实现从30rps至90rps间转速运转，能实现实际使用时的高效运转。

旋转压缩机内的气缸、曲轴、滚子的装配，对要求间隙管理严格，不可能将多个压缩机构部通过一个曲轴进行装配。根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机，将已有的2个压缩机构部通过1个曲轴进行装配，如图2所示，曲轴的连接部设置间隙，吸收轴心的偏移，可顺畅传递旋转扭矩。

根据本实用新型实施例的多气缸旋转压缩机为有4个压缩机构部的旋转压缩机，按同样的构成，可采用更多的压缩机构部。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种多气缸旋转压缩机，其在密封壳体内收容了经由曲轴连接的电动机部、多个压缩机构部和两个轴承，其特征在于，每个所述压缩机构部包括一个气缸、曲轴、滚子和滑片，每个所述气缸的内径部形成有供低压气体导入的气缸室，并且设有经由滑片槽与这些气缸室连通的滑片背压室；每个所述曲轴具有被收容在相应的所述气缸的所述气缸室内的偏心部；

每个所述滚子与相应的所述曲轴的偏心部嵌合，随着所述曲轴的旋转而在相应的所述气缸室内偏心旋转；

每个所述滑片可被自由移动地收容在相应的所述滑片槽中，并在其前端部与所述滚子周壁抵接的状态下将所述气缸室分成两个室；

多个所述气缸隔着中间隔板设置；所述两个轴承分别设于所述多个气缸的端面，与所述中间隔板一起覆盖所述气缸室；

设于第一个气缸的所述滑片背压室包括对所述滑片的后端部施加弹性力以使所述滑片的前端部与所述滚子的周壁接触的弹簧；

除所述第一个气缸外的各气缸的所述滑片背压室连接有切换高压气体与低压气体来进行供应的压力控制用配管，以控制所述各气缸室是否进行有效压缩。

2.根据权利要求1所述的多气缸旋转压缩机，其特征在于，所述多个压缩机构部的所述曲轴可进行组合、分离。

3.根据权利要求2所述的多气缸旋转压缩机，可进行组合、分离的两个所述曲轴之间通过凹槽和凸起配合以固定连接。

4.根据权利要求3所述的多气缸旋转压缩机，其特征在于，所述凹槽和所述凸起的横截面分别形成为“十”形状。

5.根据权利要求2所述的多气缸旋转压缩机，其特征在于，所述压缩机构部为偶数个且分成多对，每对所述压缩机构部共用一个所述曲轴。

6.根据权利要求2所述的多气缸旋转压缩机，其特征在于，可进行组合、分离的两个所述曲轴的连接部具有间隙。

7.一种制冷循环装置，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的多气缸旋转压缩机。