TW202122685A - 雙級壓縮機 - Google Patents

Abstract

一種雙級壓縮機，包括機體、第一壓縮模組、第二壓縮模組、洩壓模組以及控制模組。機體具有第一腔室、第二腔室與第三腔室。第一壓縮模組設置於機體，第二壓縮模組設置於機體且連通於第一腔室與第二腔室之間，第一腔室連通於第一壓縮模組與第二壓縮模組之間，且第二壓縮模組連通於第一腔室與第三腔室之間。第二壓縮模組包括一對渦卷，彼此相向且沿一軸可動地套接在一起，第一腔室與第三腔室分別位於渦卷的相對兩側。洩壓模組連通於第一腔室、第二腔室與第三腔室。控制模組驅動洩壓模組以藉由流體壓力差異而控制渦卷壓縮或不壓縮行經的流體。

Description

雙級壓縮機

本發明是有關於一種雙級壓縮機。

在現今生活中，冷凍系統隨著使用需求而不斷地擴增，其中雙級壓縮機之主要原理是通過多級壓縮來提高冷凍系統的製冷循環效率，並進而達到節能係果。一般而言，雙級壓縮機內部主要裝設有二個不同壓縮模組，例如螺桿壓縮模組與渦卷壓縮模組。

然，冷凍系統在實際使用上並非處於隨時需要全負載的狀態，且常需視環境溫度、製冷劑壓縮前後形成的壓縮比等條件而有所不同，因此對於雙級壓縮機而言，其也非需讓不同壓縮模組處於全時作動的狀態。據此，如何讓雙級壓縮機能依據不同工況而提供對應的運轉狀態，以更進一步地提高其運轉效率與適用性，實為相關技術人員所需思考並解決的課題。

本發明提供一種雙級壓縮機，其能依據使用工況而提供對應的運轉狀態，以提昇雙級壓縮機的運轉效率與適用性。

本發明的雙級壓縮機，包括機體、第一壓縮模組、第二壓縮模組、洩壓模組以及控制模組。機體具有第一腔室、第二腔室與第三腔室。第一壓縮模組設置於機體，第二壓縮模組設置於機體且連通於第一腔室與第二腔室之間，第一腔室連通於第一壓縮模組與第二壓縮模組之間，且第二壓縮模組連通於第一腔室與第三腔室之間。第二壓縮模組包括一對渦卷，彼此相向且沿一軸可動地套接在一起，第一腔室與第三腔室分別位於渦卷的相對兩側。洩壓模組連通於第一腔室、第二腔室與第三腔室之間。控制模組用以驅動洩壓模組、第一壓縮模組與第二壓縮模組。在第一狀態時，控制模組驅動第一壓縮模組壓縮並傳送流體至第一腔室，且控制模組驅動第二壓縮模組的渦卷再將流體從第一腔室壓縮並傳送至第二腔室與第三腔室。控制模組還驅動洩壓模組阻隔第一腔室與第三腔室，且使洩壓模組阻隔第一腔室與第二腔室，其中第三腔室的流體壓力大於第一腔室的流體壓力以使渦卷彼此抵接，以壓縮行經第二壓縮模組的流體。在第二狀態時，控制模組驅動洩壓模組連通第一腔室與第三腔室，以使第一腔室與第二腔室彼此連通，其中第一腔室的流體壓力與第三腔室的流體壓力一致而使渦卷彼此局部脫離，以停止壓縮行經第二壓縮模組的流體。

在本發明的一實施例中，上述的第二壓縮模組包括第一渦卷與第二渦卷，第一渦卷沿該軸可移動地設置於機體內，第二渦卷沿該軸可轉動地耦接於第一渦卷，第三腔室位於第一渦卷的背側。在第一狀態時，傳送至第三腔室的流體壓力大於位在第一腔室的流體壓力，以驅動第一渦卷抵接第二渦卷而壓縮行經渦卷的流體。在第二狀態時，第三腔室的流體壓力與第一腔室的流體壓力一致，以驅動第一渦卷局部脫離第二渦卷而不壓縮行經渦卷的流體。

在本發明的一實施例中，上述的雙級壓縮機還包括馬達，連接第一壓縮模組與第二渦卷。馬達沿該軸驅動第二渦卷相對於第一渦卷轉動，控制模組電性連接馬達。

在本發明的一實施例中，冷凝器連通於上述的機體，膨脹閥連通於冷凝器，且蒸發器連通於該膨脹閥與上述的雙級壓縮機，雙級壓縮機、冷凝器、膨脹閥與蒸發器共同形成流體循環系統。

在本發明的一實施例中，上述的控制模組依據流體循環系統的負載電流而使雙級壓縮機轉換至第一狀態或第二狀態。當負載電流大於或等於預設電流時，控制模組轉換雙級壓縮機至第二狀態。當負載電流小於預設電流時，控制模組轉換雙級壓縮機至第一狀態。

在本發明的一實施例中，上述的控制模組依據蒸發器的流體壓力而使雙級壓縮機轉換至第一狀態或第二狀態。當蒸發器的流體壓力大於或等於預設壓力時，控制模組轉換雙級壓縮機至第二狀態。當蒸發器的流體壓力小於預設壓力時，控制模組轉換雙級壓縮機至第一狀態。

在本發明的一實施例中，上述的控制模組依據流體循環系統的壓縮比而使雙級壓縮機轉換至第一狀態或第二狀態。當壓縮比大於或等於預設壓縮比時，控制模組轉換雙級壓縮機至第二狀態。當壓縮比小於預設壓縮比時，控制模組轉換雙級壓縮機至第一狀態。

在本發明的一實施例中，上述的洩壓模組包括缸體、活塞以及電磁閥。缸體具有第一開口、第二開口、第三開口與第四開口，其中第一開口經由第一管路連通第三腔室，第二開口經由第二管路連通第一腔室，第三開口連通第二腔室，第四開口連通第一腔室。活塞可移動地設置於缸體內，以連通或阻隔第三開口與第四開口。電磁閥設置於第二管路。在第一狀態時，控制模組驅動電磁閥以關閉第二管路，第三腔體的流體經由第一管路與第一開口流入缸體，以抵推活塞阻隔第三開口與第四開口。在第二狀態時，控制模組驅動電磁閥以開啟第二管路，以使第三腔室、第一管路、缸體、第二管路與第一腔室彼此連通而使流體壓力一致，並使活塞連通第三開口與第四開口而讓第一腔室、缸體與第二腔室彼此連通。

在本發明的一實施例中，缸體具有第一內部空間、第二內部空間與擋部，第一內部空間經由第一開口連接第一管路，第一內部空間經由第二開口連接第二管路，擋部位於第一內部空間與第二內部空間之間。在第一狀態時，第三腔室的流體經由第一管路與第一開口而流入第一內部空間，以抵推活塞遠離擋部而阻隔第三開口與第四開口。

在本發明的一實施例中，上述的洩壓模組還包括彈性件，連接在活塞與缸體之間。在第一狀態時，流體抵推活塞以變形彈性件。在第二狀態時，彈性件驅動活塞抵接至擋部，以使第三開口與第四開口經由第二內部空間而彼此連通。

在本發明的一實施例中，在第二狀態時，位在第一腔室的流體的大部分經由第四開口、第二內部空間與第三開口傳送至第二腔室，位在第一腔室的流體的小部分經由第一壓縮模組傳送至第二腔室。

在本發明的一實施例中，上述的第一壓縮模組為螺桿式壓縮模組、活塞式壓縮模組或離心式壓縮模組。

在本發明的一實施例中，上述的洩壓模組包括缸體、活塞、管路以及電磁閥。缸體具有第一開口、第二開口與第三開口。活塞可移動地設置於缸體內，以連通或阻隔第二開口與第三開口。管路連接第三腔室、第一開口與第一腔室之間。電磁閥設置於管路且電性連接控制模組。在第一狀態時，控制模組驅動電磁閥以阻斷流體經由管路流向第一腔室，第三腔室的流體經由管路、第一開口流入缸體，以抵推活塞阻隔第二開口與第三開口。在第二狀態時，控制模組驅動電磁閥以連通第三腔室與第一腔室，以使第三腔室、管路與缸體內部的流體壓力一致，並使活塞連通第二開口與第三開口而讓第一腔室經由缸體連通該第二腔室。

在本發明的一實明的一實施例中，上述的管路具有第一流徑與第二流徑，第一流徑連通第三腔室與第一開口，第二流徑連通第三腔室與第一腔室，電磁閥位於第二流徑。

在本發明的一實明的一實施例中，上述的雙級壓縮機還包括彈性件，連接在活塞與缸體之間。在第一狀態時，流體抵推活塞以變形彈性件。在第二狀態時，彈性件驅動活塞以使第二開口與第三開口經由缸體而彼此連通。

基於上述，在雙級壓縮機的路線設置中，洩壓模組是連通於機體的第一腔室、第二腔室與第三腔室之間，第二壓縮模組用以將第一腔室的流體壓縮並傳送至第二腔室與第三腔室。再者，第二壓縮模組的渦卷是採浮動設置，並使第一腔室與第三腔室分別位在渦卷的相對兩側。據此，在第一狀態時，控制模組藉由洩壓模組阻隔第一腔室與第三腔室，且因此阻隔第一腔室與第二腔室，因而第三腔室會存在已被壓縮的流體，如此便能因第一腔室、第三腔室的流體壓力差而驅動渦卷相互抵接，以讓保持抵接狀態的渦卷能持續地對行經的流體進行壓縮，一旦需對第二壓縮模組進行卸載，則控制模組驅動洩壓模組連通第一腔室與第三腔室，進而使洩壓模組連通第一腔室與第二腔室，如此，第一腔室、第二腔室與第三腔室處於相互連通狀態，而渦卷將因第三腔室的流體壓力與第一腔室的流體壓力一致而呈現局部脫離狀態，而不再對行經的流體進行壓縮。

如此一來，雙級壓縮機便能藉由控制模組依據特定條件而對應操控洩壓模組，據以造成上述兩種狀態，讓雙級壓縮機能在第一、第二壓縮模組皆作動的雙級壓縮狀態與僅第一壓縮模組作動的單級壓縮狀態之間切換，進而有效地提升效能與適用性，同時達到進一步節能的效果。

圖1是依據本發明一實施例的雙級壓縮機的系統示意圖。圖2是圖1的雙級壓縮機部分構件的關係示意圖，其中構件之間的實線連接代表電性連接關係，而構件之間的虛線連接代表結構上的直接或間接連接關係。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，雙級壓縮機100，例如是用於冷凍系統的壓縮裝置，其包括機體150、第一壓縮模組110、第二壓縮模組120、洩壓模組130、控制模組140以及馬達160。機體150具有第一腔室151、第二腔室152、第三腔室153與第四腔室154。第一壓縮模組110，例如是螺桿式壓縮模組、活塞式壓縮模組或離心式壓縮模組，其設置於機體150內且位於第四腔室154，並用以將流體（製冷劑，在此未繪示）從第四腔室154予以壓縮並傳送至第一腔室151。本實施例以螺桿式壓縮模組為例，其包括彼此嚙合驅動的第一螺桿111與第二螺桿112，其中馬達160連接至第一螺桿111以驅動第一螺桿111沿軸C1旋轉且同時帶動第二螺桿112。

再者，第二壓縮模組120設置於機體150內，連通於第一腔室151與第二腔室152之間，且連通於第一腔室151與第三腔室153之間，第一腔室151位在第一壓縮模組110與第二壓縮模組120之間。在本實施例中，第二壓縮模組120包括一對渦卷，在此以第一渦卷121與第二渦卷122為例，彼此相向且沿軸C1可動地套接在一起。更進一步地說，第一渦卷121沿軸C1可移動地設置於機體150內，而第二渦卷122沿軸C1可轉動地耦接於第一渦卷121，前述馬達160除連接並驅動第一螺桿111之外，馬達160的傳動軸也連接至第二渦卷122，以驅動第二渦卷122沿軸C1相對於第一渦卷121旋轉且沿軸C1存在浮動的狀態。同時，第一腔室151與第三腔室153分別位於第一渦卷121、第二渦卷122的相對兩側，如圖1所示，第三腔室153與第二腔室152位於同一側，被第一渦卷121與第二渦卷122壓縮過的流體除流入第二腔室152外，還會流入第一渦卷121之背側的第三腔室153。

正如上述第一渦卷121可被視為沿軸C1的浮動狀態，因此其相對於第二渦卷122便存在完全抵接與否的不同狀態並對行經的流體造成不同效果。在本實施例中，當第一渦卷121抵接至第二渦卷122時，第二壓縮模組120處於壓縮狀態，其能對行經的流體進行壓縮，也就是將第一腔室151的流體進行壓縮並傳送至第二腔室152且排出機體150，即，流體F1是經過第一壓縮模組110與第二壓縮模組120的壓縮。相對地，當第一渦卷121局部脫離第二渦卷122時，則兩者處於釋放狀態，此時第二壓縮模組120無法對行經的流體進行壓縮。在此，相關腔室的流體壓力將是造成渦卷間不同狀態的原因，後續會有進一步的對應說明。

另一方面，機體150的第三腔室153是位在第一渦卷121的背側而遠離第二渦卷122，而洩壓模組130連通於第一腔室151、第二腔室152與第三腔室153之間。控制模組140電性連接洩壓模組130與馬達160，並藉由馬達160達到驅動第一壓縮模組110與第二壓縮模組120的目的。

詳細而言，本實施例的洩壓模組130包括缸體131、活塞132、彈性件133以及電磁閥134，如圖1所示，缸體131具有第一開口E1、第二開口E2、第三開口E3與第四開口E4，其中第一開口E1經由第一管路L1連通第三腔室153，第二開口E2經由第二管路L2連通第一腔室151，第三開口E3連通第二腔室152，第四開口E4連通第一腔室151。活塞132可移動地設置於缸體131內，以連通或阻隔第三開口E3與第四開口E4。電磁閥134設置於第二管路L2且其開關S電性連接控制模組140。彈性件133連接在活塞132與缸體131之間。

圖3是圖1的雙級壓縮機於另一狀態的局部放大圖。請同時參考圖1與圖3，在本實施例中，缸體131還具有第一內部空間131a、第二內部空間131b與擋部135，第一內部空間131a經由第一開口E1連接第一管路L1，第一內部空間131a也經由第二開口E2連接第二管路L2，而擋部135位於第一內部空間131a與第二內部空間131b之間。當雙級壓縮機100處於第一狀態時，如圖1所示，控制模組140驅動第一壓縮模組110壓縮並傳送流體至第一腔室151，且控制模組140驅動第二壓縮模組120再將流體從第一腔室151壓縮並傳送至第二腔室152與第三腔室153。再者，對於洩壓模組130而言，在第一狀態時，控制模組140經由開關S而驅動電磁閥134以阻斷第二管路L2。據此，第三腔室153內已被壓縮的流體將僅經由第一管路L1與第一開口E1而流入第一內部空間131a而不會經由第二管路L2流入第一腔室151，且進入第一內部空間131a的流體還能進一步地抵推活塞132，使其如圖1所示右移而阻隔第三開口E3與第四開口E4，且同時變形彈性件133，以達到洩壓模組130阻隔第一腔室151與第二腔室152的效果。同時，第三腔室153內已被壓縮的流體也因其壓力大於第一腔室151的流體壓力。如此一來，位在第三腔室153的流體壓力便成為使第一渦卷121抵接且密合於第二渦卷122的驅動力，且能支撐兩者保持在能對行經第二壓縮模組120的流體進行壓縮的相對位置。

相對地，當欲對第二壓縮模組120進行洩壓時，控制模組140經由開關S而驅動電磁閥134以連通第二管路L2，此舉將產生從第三腔室153、第一管路L1、第一開口E1、第一內部空間131a、第二開口E2、第二管路L2以至第一腔室151進行傳送的流體F2，進而使上述這些區域的流體壓力逐漸一致。對於活塞132而言，第一內部空間131a與第一腔室151的流體壓力一致將導致原本驅動活塞132右移的力量消失，因而彈性件133便能以其彈力驅動活塞132左移，直至活塞132抵接至擋部135，且使活塞132不再阻隔第三開口E3與第四開口E4，也就是讓第三開口E3與第四開口E4經由第二內部空間131b而連通。據此，位於第一腔室151的流體的大部分將經由第四開口E4、第二內部空間131b與第三開口E3流入第二腔室152以至從機體150的左側出口流出。

在此同時，對於第二壓縮模組120的第一渦卷121而言，隨著第三腔室153的流體壓力逐漸與第一腔室151的流體壓力一致，則代表第一渦卷121無法保持上述能對流體進行壓縮的位置，而會沿軸C1從第二渦卷122處局部脫離而使二者不再密合。在此，當第三腔室153的流體壓力降低的瞬間，第一渦卷121與第二渦卷122之間仍存被壓縮的流體，因此使第一渦卷121與第二渦卷122之間的流體壓力是大於第三腔室153，故能順利地驅動第一渦卷121脫離第二渦卷122的效果。如此，即是對第二壓縮模組120造成卸載的效果，亦即在此狀態（定義為第二狀態）下，第二壓縮模組120不再對行經的流體進行壓縮動作，也就是雙級壓縮機100處於僅由第一壓縮模組110來對流體進行壓縮的單級壓縮狀態。

如此一來，在第二狀態時，從第二腔室152經由圖3所示左側出口而被排出機體150的流體F3僅受到第一壓縮模組110的壓縮。換句話說，基於上述的流路配置並藉由浮動的渦卷結構，控制模組140便能有效地藉由開關S操控電磁閥134而對第二壓縮模組120造成卸載與否的效果。當欲再從第二狀態轉換至第一狀態時，控制模組140藉由開關S驅動電磁閥134以阻斷第二管路L2，此時第三腔室153、第一管路L1以至第一內部空間131a便會逐漸蓄積流體，進而造而流體壓力逐漸增加，而當蓄積的流體壓力逐漸大於彈性件133的彈力時，便能順利地將活塞132從圖3所示位置抵推回圖1所示位置，進而讓活塞132再次阻隔在第三開口E3與第四開口E4之間，以切斷第一腔室151與第二腔室152的連通關係。同時，第三腔室153蓄積流體後還能進一步地驅動第一渦卷121再次抵接且密合至第二渦卷122，而讓第二壓縮模組120再次恢復運作。屆此，即完成讓雙級壓縮機100恢復至第一狀態。

如圖1所示，在本實施例中，雙級壓縮機100的機體150還會與油分離器12、冷凝器14、膨脹閥16與蒸發器18依序連通而共同形成流體循環系統1，以讓壓縮後的流體F1經過而在冷凝器14、蒸發器18處進行所需的相變化及熱交換動作，之後再由機體150右側所示入口流入而再次被壓縮，其中油分離器12、冷凝器14、膨脹閥16與蒸發器18之作用原理係為習知技藝之人所熟知，故在此不再贅述。

在此並未限制對第二壓縮模組120進行卸載的時機，其可依據雙級壓縮機100的使用環境、需求以及流體條件而予以適當地調整。在一實施例中，控制模組140能依據流體循環系統1的負載電流而使雙級壓縮機100轉換至第一狀態或第二狀態。當系統負載電流大於或等於預設電流時，代表此時會對雙級壓縮機100造成的負載較大，因而有卸載的需求，故控制模組140轉換雙級壓縮機100至第二狀態，以對第二壓縮模組120進行洩壓而不再進行壓縮動作。反過來說，當系統負載電流小於預設電流時，則表示此時尚在雙級壓縮機100的負載範圍而無超載疑慮，因此控制模組140轉換雙級壓縮機100至第一狀態，讓第一壓縮模組110與第二壓縮模組120皆維持運作狀態。

在本實施例中，控制模組140還能依據蒸發器18的流體壓力而使雙級壓縮機100轉換至第一狀態或第二狀態。當蒸發器18的流體壓力大於或等於預設壓力時，控制模組140轉換雙級壓縮機100至第二狀態。當蒸發器18的流體壓力小於預設壓力時，控制模組140轉換雙級壓縮機100至第一狀態。

類似地，在另一實施例中，控制模組140還能依據流體循環系統1的壓縮比而使雙級壓縮機100轉換至第一狀態或第二狀態。當壓縮比大於或等於預設壓縮比時，控制模組140轉換雙級壓縮機100至第二狀態。當壓縮比小於預設壓縮比時，控制模組140轉換雙級壓縮機100至第一狀態。在此處，流體循環系統1的壓縮比為流體循環系統1內高壓處的流體壓力與低壓處的流體壓力之比例；具體而言，流體循環系統1的壓縮比可為冷凝器14的流體壓力與蒸發器18的流體壓力之比例，或是機體150入口的流體壓力與出口的流體壓力之比例。

需說明的是，上述預設負載電流、預設壓力或預設壓縮比皆能視條件而予以適當地變更。

圖4是圖1的雙級壓縮機的實體示意圖。圖5是圖4的雙級壓縮機的局部剖視圖。圖6是圖4的雙級壓縮機的局部側視圖。請同時參考圖4至圖6，經實體化圖1所示系統後的雙級壓縮機100，洩壓模組130的缸體131形成為機體150的一部分，且其內設有多條通道以形成如圖1與圖2所示的管路。請參考圖6並對照圖1即能得知，第一狀態下的活塞132，其在缸體131內的位置形成第一內部空間131a，且第一內部空間131a實質上連通在第一管路L1與第二管路L2之間，而電磁閥134則設置在第二管路L2而據以控制第一內部空間131a的流體是否會流入第一腔室151。

圖7是圖4的雙級壓縮機於另一狀態的局部剖視圖。在此，圖5與圖7的實體結構即分別對應前述圖1與圖3的系統狀態。請同時參考圖3、圖5與圖7，在圖5所示的第一狀態下，活塞132在缸體131內的位置而讓缸體131形成第一內部空間131a，且如圖3所示，活塞132阻隔在第三開口E3與第四開口E4之間，而在圖7所示的第二狀態下，活塞132在缸體131內移動並抵接擋部135（繪示於圖3），而讓缸體131形成第二內部空間131b，以達到圖3所示第三開口E3與第四開口E4能經由第二內部空間131b而彼此連通，同時也使第一渦卷121局部移離第二渦卷122而使兩者之間存在間隙G1，不再對行經的流體進行壓縮。

圖8是本發明另一實施例的雙級壓縮機的局部系統示意圖，在此僅就不同處予以繪示及描述，與前述實施例相同處僅以相同標號標示，在此便不再贅述。請參考圖8，在本實施例中，洩壓模組230包括缸體231、活塞132、管路L3、彈性件133與電磁閥134，其中缸體231具有第一開口E11、第二開口E21與第三開口E31，活塞132可移動地設置於缸體231內，以連通或阻隔第二開口E21與第三開口E31。管路L3連接第三腔室153、第一開口E11與第一腔室151之間，且管路L3進一步地區分為第一流徑L31與第二流徑L32，第一流徑L31連通第三腔室153與第一開口E11，第二流徑L32連通第三腔室153與第一腔室151，而電磁閥134位於第二流徑L32。再者，本實施例同樣以控制模組140（繪示於圖2）電性連接並驅動洩壓模組230。

基於上述配置，在第一狀態時，控制模組140驅動電磁閥134以阻斷流體經由管路L3的第二流徑L32流向第一腔室151，而僅讓第三腔室153的流體經由管路L3的第一流徑L31、第一開口E11流入缸體231，以抵推活塞132阻隔第二開口E21與第三開口E31，同時流體抵推活塞132造成彈性件133變形。在第二狀態時，控制模組140驅動電磁閥134以連通第三腔室153與第一腔室151，以使第三腔室153、管路L3與缸體231內部的流體壓力一致，此時活塞132相對兩側的壓力逐漸達到平衡，因而彈性件133得以驅動活塞132移動以使第二開口E21與第三開口E33經由缸體231的內部空間而彼此連通，而第一腔室151經由缸體231的內部空間連通第二腔室152。據此，本實施例所示洩壓模組230亦能達到與前述實施例的洩壓模組130相同之功效。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，雙級壓縮機的第二壓縮機是由浮動的渦卷構成，且據以將受其壓縮的流體部分導引至渦卷的背側以作為驅使渦卷相互抵接的推力，同時，再搭配洩壓模組與相關的流路配置，進而讓控制模組僅需藉由啟閉洩壓模組的電磁閥，即能依據上述結構與流路而完成對第二壓縮模組的卸載動作。

進一步地說，在第一狀態時，藉由洩壓模組而將第一管路以至第一內部空間蓄積的壓縮流體充滿第三腔室，便能據以驅動渦卷相互抵接而對行經的流體進行壓縮，一旦需對第二壓縮模組進行卸載，則洩壓模組改以將第一腔室、第二腔室與第三腔室處於相互連通狀態，而使第三腔室的流體壓力與第一腔室的流體壓力一致，以導致渦卷局部脫離而不再對行經的流體進行壓縮。

如此一來，雙級壓縮機便能藉由控制模組依據特定條件而對應操控洩壓模組，據以造成上述兩種狀態，讓雙級壓縮機能在第一、第二壓縮模組皆作動的雙級壓縮狀態與僅第一壓縮模組作動的單級壓縮狀態之間切換，進而有效地提升效能與適用性，同時達到進一步節能的效果。

1:流體循環系統 12:油分離器 14:冷凝器 16:膨脹閥 18:蒸發器 100:雙級壓縮機 110:第一壓縮模組 111:第一螺桿 112:第二螺桿 120:第二壓縮模組 121:第一渦卷 122:第二渦卷 130、230:洩壓模組 131、231:缸體 131a、131b:內部空間 132:活塞 133:彈性件 134:電磁閥 135:擋部 140:控制模組 150:機體 151:第一腔室 152:第二腔室 153:第三腔室 154:第四腔室 160:馬達 C1:軸 E1、E11:第一開口 E2、E21:第二開口 E3、E31:第三開口 E4:第四開口 F1、F2、F3:流體 G1:間隙 L1:第一管路 L2:第二管路 L3:管路 L31:第一流徑 L32:第二流徑 S:開關

圖1是依據本發明一實施例的雙級壓縮機的系統示意圖。 圖2是圖1的雙級壓縮機部分構件的關係示意圖。 圖3是圖1的雙級壓縮機於另一狀態的局部放大圖。 圖4是圖1的雙級壓縮機的實體示意圖。 圖5是圖4的雙級壓縮機的局部剖視圖。 圖6是圖4的雙級壓縮機的局部側視圖。 圖7是圖4的雙級壓縮機於另一狀態的局部剖視圖。 圖8是本發明另一實施例的雙級壓縮機的局部系統示意圖。

1:流體循環系統

12:油分離器

14:冷凝器

16:膨脹閥

18:蒸發器

100:雙級壓縮機

110:第一壓縮模組

111:第一螺桿

112:第二螺桿

120:第二壓縮模組

121:第一渦卷

122:第二渦卷

130:洩壓模組

131:缸體

131a:內部空間

132:活塞

133:彈性件

134:電磁閥

135:擋部

150:機體

151:第一腔室

152:第二腔室

153:第三腔室

154:第四腔室

160:馬達

C1:軸

E1:第一開口

E2:第二開口

E3:第三開口

E4:第四開口

F1、F2:流體

L1:第一管路

L2:第二管路

S:開關

Claims (15)

1. 一種雙級壓縮機，包括： 一機體，具有一第一腔室、一第二腔室與一第三腔室； 一第一壓縮模組，設置於該機體； 一第二壓縮模組，設置於該機體，該第二壓縮模組連通於該第一腔室與該第二腔室之間，且該第二壓縮模組連通於該第一腔室與該第三腔室之間，該第一腔室連通於該第一壓縮模組與該第二壓縮模組之間，該第二壓縮模組包括一對渦卷，該對渦卷彼此相向且沿一軸可動地套接在一起，該第一腔室與該第三腔室分別位於該對渦卷的相對兩側； 一洩壓模組，連通於該第一腔室、該第二腔室與該第三腔室之間；以及 一控制模組，用以驅動該洩壓模組、該第一壓縮模組與該第二壓縮模組， 在一第一狀態時，該控制模組驅動該第一壓縮模組壓縮並傳送一流體至該第一腔室，且該控制模組驅動該第二壓縮模組的該對渦卷再將該流體從該第一腔室壓縮並傳送至該第二腔室與該第三腔室，其中該控制模組還驅動該洩壓模組阻隔該第一腔室與該第三腔室，且使該洩壓模組阻隔該第一腔室與該第二腔室，其中該第三腔室的該流體壓力大於該第一腔室的該流體壓力以使該對渦卷彼此抵接，以壓縮行經該第二壓縮模組的該流體， 在一第二狀態時，該控制模組驅動該洩壓模組連通該第一腔室與該第三腔室，以使該第一腔室與該第二腔室彼此連通，其中該第一腔室的該流體壓力與該第三腔室的該流體壓力一致而使該對渦卷彼此局部脫離，以停止壓縮行經該第二壓縮模組的該流體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雙級壓縮機，其中該第二壓縮模組包括一第一渦卷與一第二渦卷，該第一渦卷沿該軸可移動地設置於該機體內，該第二渦卷沿該軸可轉動地耦接於該第一渦卷，該第三腔室位於該第一渦卷的背側，在該第一狀態時，傳送至該第三腔室的該流體壓力大於位在該第一腔室的該流體壓力，以驅動該第一渦卷抵接該第二渦卷而壓縮行經該對渦卷的該流體，在該第二狀態時，該第三腔室的該流體壓力與該第一腔室的該流體壓力一致，以驅動該第一渦卷局部脫離該第二渦卷而不壓縮行經該對渦卷的該流體。
3. 如申請專利範圍第2項所述的雙級壓縮機，還包括一馬達，連接該第一壓縮模組與該第二渦卷，該馬達沿該軸驅動該第二渦卷相對於該第一渦卷轉動，該控制模組電性連接該馬達。
4. 如申請專利範圍第1項所述的雙級壓縮機，其中一冷凝器連通於該機體，一膨脹閥連通於該冷凝器，且一蒸發器連通於該膨脹閥與該雙級壓縮機，該雙級壓縮機、該冷凝器、該膨脹閥與該蒸發器共同形成一流體循環系統。
5. 如申請專利範圍第4項所述的雙級壓縮機，其中該控制模組依據該流體循環系統的負載電流而使該雙級壓縮機轉換至該第一狀態或該第二狀態，當所述負載電流大於或等於預設電流時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第二狀態，當所述負載電流小於所述預設電流時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第一狀態。
6. 如申請專利範圍第4項所述的雙級壓縮機，其中該控制模組依據該蒸發器的流體壓力而使該雙級壓縮機轉換至該第一狀態或該第二狀態，當該蒸發器的流體壓力大於或等於預設壓力時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第二狀態，當該蒸發器的流體壓力小於所述預設壓力時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第一狀態。
7. 如申請專利範圍第4項所述的雙級壓縮機，其中該控制模組依據該流體循環系統的壓縮比而使該雙級壓縮機轉換至該第一狀態或該第二狀態，當所述壓縮比大於或等於預設壓縮比時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第二狀態，當所述統壓縮比小於預設壓縮比時，該控制模組轉換該雙級壓縮機至該第一狀態。
8. 如申請專利範圍第1項所述的雙級壓縮機，其中該洩壓模組包括： 一缸體，具有一第一開口、一第二開口、一第三開口與一第四開口，其中該第一開口經由一第一管路連通該第三腔室，該第二開口經由一第二管路連通該第一腔室，該第三開口連通該第二腔室，該第四開口連通該第一腔室； 一活塞，可移動地設置於該缸體內，以連通或阻隔該第三開口與該第四開口；以及 一電磁閥，設置於該第二管路且電性連接該控制模組， 在該第一狀態時，該控制模組驅動該電磁閥關閉以阻斷該第二管路，該第三腔室的該流體經由該第一管路與該第一開口流入該缸體，以抵推該活塞阻隔該第三開口與該第四開口， 在該第二狀態時，該控制模組驅動該電磁閥開啟以連通該第二管路，以使該第三腔室、該第一管路、該缸體、該第二管路與該第一腔室彼此連通而使該流體壓力一致，並使該活塞連通該第三開口與該第四開口而讓該第一腔室、該缸體與該第二腔室彼此連通。
9. 如申請專利範圍第8項所述的雙級壓縮機，其中該缸體具有一第一內部空間、一第二內部空間與一擋部，該第一內部空間經由該第一開口連接該第一管路，該第一內部空間經由該第二開口連接該第二管路，該擋部位於該第一內部空間與該第二內部空間之間，在該第一狀態時，該第三腔室的該流體經由該第一管路與該第一開口而流入該第一內部空間，以抵推該活塞遠離該擋部而阻隔該第三開口與該第四開口。
10. 如申請專利範圍第9項所述的雙級壓縮機，其中該洩壓模組還包括一彈性件，連接在該活塞與該缸體之間，在該第一狀態時，該流體抵推該活塞以變形該彈性件，在該第二狀態時，該彈性件驅動該活塞抵接至該擋部，以使該第三開口與該第四開口經由該第二內部空間而彼此連通。
11. 如申請專利範圍第9項所述的雙級壓縮機，其中在該第二狀態時，位在該第一腔室的該流體的大部分經由該第四開口、該第二內部空間與該第三開口傳送至該第二腔室，位在該第一腔室的該流體的小部分經由該第二壓縮模組傳送至該第二腔室。
12. 如申請專利範圍第1項所述的雙級壓縮機，其中該第一壓縮模組為螺桿式壓縮模組、活塞式壓縮模組或離心式壓縮模組。
13. 如申請專利範圍第1項所述的雙級壓縮機，其中該洩壓模組包括： 一缸體，具有一第一開口、一第二開口與一第三開口； 一活塞，可移動地設置於該缸體內，以連通或阻隔該第二開口與該第三開口； 一管路，連接該第三腔室、該第一開口與該第一腔室之間；以及 一電磁閥，設置於該管路且電性連接該控制模組， 在該第一狀態時，該控制模組驅動該電磁閥以阻斷該流體經由該管路流向該第一腔室，該第三腔室的該流體經由該管路、該第一開口流入該缸體，以抵推該活塞阻隔該第二開口與該第三開口， 在該第二狀態時，該控制模組驅動該電磁閥以連通該第三腔室與該第一腔室，以使該第三腔室、該管路與該缸體內部的該流體壓力一致，並使該活塞連通該第二開口與該第三開口而讓該第一腔室經由該缸體連通該第二腔室。
14. 如申請專利範圍第13項所述的雙級壓縮機，其中該管路具有一第一流徑與一第二流徑，該第一流徑連通該第三腔室與該第一開口，該第二流徑連通該第三腔室與該第一腔室，該電磁閥位於該第二流徑。
15. 如申請專利範圍第13項所述的雙級壓縮機，還包括一彈性件，連接在該活塞與該缸體之間，在該第一狀態時，該流體抵推該活塞以變形該彈性件，在該第二狀態時，該彈性件驅動該活塞以使該第二開口與該第三開口經由該缸體而彼此連通。

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