CN112302939A - 多级压缩机及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级压缩机及空调器，多级压缩机，多级压缩机包括外壳和泵体组件，泵体组件设置在外壳内，泵体组件和外壳之间具有高压腔，泵体组件包括依次设置的第一法兰、一级压缩组件、中隔板和二级压缩组件；一级压缩组件具有第一排气口和第二排气口，第一排气口和二级压缩组件的入口连通，二级压缩组件的排气口和高压腔连通；其中，第一法兰具有泄压通道，泄压通道的入口和第二排气口连通；泄压通道内的压力大于高压腔内的压力的情况下，泄压通道和高压腔连通；泄压通道内的压力小于或等于高压腔内的压力的情况下，泄压通道关闭。采用该方案，提高了多级压缩机的能效，并且降低了异响概率。

Description

多级压缩机及空调器
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种多级压缩机及空调器。
背景技术
滚动转子式多级压缩机具有工作压比大、低温制热工况能效高、热量衰减小等突出优势，在换热领域得到广泛应用。然而，随着该压缩机不断拓展应用领域，其在轻负荷工况(压差较小)运行的劣势逐渐显现出来：能效比滚动转子式单级压缩机低，高频运行时存在异响等。
此种压缩机在轻负荷工况下，冷媒经一级气缸压缩后的排出压力常常高于二级气缸的排气压力，使得二级气缸对冷媒做功较小，甚至对冷媒做负功，结果导致压缩机能效降低，二级滑片与滚子缺少气体力作用产生分离而出现异响。
发明内容
本发明提供了一种多级压缩机及空调器，以解决多级压缩机在轻负荷工况运行时能效低和产生异响的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种多级压缩机，包括：外壳；泵体组件，设置在所述外壳内，所述泵体组件和所述外壳之间具有高压腔，所述泵体组件包括依次设置的第一法兰、一级压缩组件、中隔板和二级压缩组件；所述一级压缩组件具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口和所述二级压缩组件的入口连通，所述二级压缩组件的排气口和所述高压腔连通；其中，所述第一法兰具有泄压通道，所述泄压通道的入口和所述第二排气口连通；所述泄压通道内的压力大于所述高压腔内的压力的情况下，所述泄压通道和所述高压腔连通；所述泄压通道内的压力小于或等于所述高压腔内的压力的情况下，所述泄压通道关闭。
进一步地，所述泄压通道的流通面积为S，所述一级压缩组件的排量为V，其中，S/V>0.5(mm-1)。
进一步地，S/V>2(mm-1)。
进一步地，所述第一法兰内具有第一中压腔，所述第二排气口通过所述第一中压腔和所述泄压通道连通。
进一步地，所述泵体组件还包括：第一隔板，所述第一隔板位于所述第一法兰和所述一级压缩组件之间，所述第一隔板具有第一通孔，所述第二排气口通过所述第一通孔和所述第一中压腔连通。
进一步地，所述泵体组件还包括：阀体，设置在所述第一法兰上，所述阀体用于打开或关闭所述泄压通道的排气口。
进一步地，所述阀体包括：弹性阀片，所述弹性阀片的一端和所述第一法兰连接，所述弹性阀片的另一端位于所述泄压通道的排气口处，所述弹性阀片可在气体压力作用下发生弹性变形，以打开或关闭所述泄压通道的排气口；挡板，设置在所述弹性阀片的背离所述第一法兰的一侧，所述挡板的一端和所述第一法兰连接，所述挡板的另一端和所述弹性阀片的另一端之间具有间隙。
进一步地，所述中隔板内具有第二中压腔，所述第一排气口和所述二级压缩组件的入口通过所述第二中压腔连通。
进一步地，所述泵体组件还包括：第二隔板，所述第二隔板位于所述中隔板和所述二级压缩组件之间，所述第二隔板具有第二通孔，所述二级压缩组件的入口和所述第二中压腔通过所述第二通孔连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，所述空调器包括上述的多级压缩机。
应用本发明的技术方案，提供了一种多级压缩机，多级压缩机包括外壳和泵体组件，泵体组件设置在外壳内，泵体组件和外壳之间具有高压腔，泵体组件包括依次设置的第一法兰、一级压缩组件、中隔板和二级压缩组件；一级压缩组件具有第一排气口和第二排气口，第一排气口和二级压缩组件的入口连通，二级压缩组件的排气口和高压腔连通；其中，第一法兰具有泄压通道，泄压通道的入口和第二排气口连通；泄压通道内的压力大于高压腔内的压力的情况下，泄压通道和高压腔连通；泄压通道内的压力小于或等于高压腔内的压力的情况下，泄压通道关闭。采用该方案，当多级压缩机在轻负荷工况运行时，一级压缩组件产生的压缩气体的压力大于高压腔内的压力，由于设置有泄压通道，一级压缩组件输出的压缩气体可通过泄压通道直接输送至高压腔，这样进入二级压缩组件内的气体的压力降低，从而可减小或避免二级压缩组件对冷媒做负功，提高了能效，并且增大了二级滑片与滚子间的作用力，降低多级压缩机异响概率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例提供的多级压缩机的结构示意图；
图2示出了图1中的泵体组件在阀体处的局部放大图；
图3示出了图1中的多级压缩机在轻负荷工况运行时的压力示意图；
图4示出了图1中的多级压缩机中的泄压通道即将关闭时的压力差示意图；
图5示出了无泄压通道的多级压缩机在轻负荷工况运行时的压力示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、外壳；11、高压腔；20、第一法兰；21、泄压通道；22、第一中压腔；30、一级压缩组件；40、中隔板；41、第二中压腔；50、二级压缩组件；60、第一隔板；70、阀体；71、弹性阀片；72、挡板；80、第二隔板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，本发明的实施例提供了一种多级压缩机，包括：外壳10；泵体组件，设置在外壳10内，泵体组件和外壳10之间具有高压腔11，泵体组件包括依次设置的第一法兰20、一级压缩组件30、中隔板40和二级压缩组件50；一级压缩组件30具有第一排气口和第二排气口，第一排气口和二级压缩组件50的入口连通，二级压缩组件50的排气口和高压腔11连通；其中，第一法兰20具有泄压通道21，泄压通道21的入口和第二排气口连通；泄压通道21内的压力大于高压腔11内的压力的情况下，泄压通道21和高压腔11连通；泄压通道21内的压力小于或等于高压腔11内的压力的情况下，泄压通道21关闭。
采用该方案，当多级压缩机在轻负荷工况运行时，一级压缩组件30产生的压缩气体的压力大于高压腔11内的压力，由于设置有泄压通道21，一级压缩组件30输出的压缩气体可通过泄压通道21直接输送至高压腔11，这样进入二级压缩组件50内的气体的压力降低，从而可减小或避免二级压缩组件50对冷媒做负功，提高了能效。多级是指两级或两级以上。
其中，一级压缩组件30包括一级气缸、一级滚子、一级滑片等，二级压缩组件包括二级气缸、二级滚子、二级滑片等。通过该方案，并且增大了二级气缸中的二级滑片与二级滚子间的作用力，降低了多级压缩机异响概率。
在本实施例中，泄压通道21的流通面积为S，一级压缩组件30的排量为V，其中，S/V>0.5(mm-1)。这样泄压通道21的流通面积较大，能够在比较短的时间内排出较多的气体，从而可以减小一级压缩组件30内的压力和高压腔11的压力差。
如图4所示，优选地，S/V>2(mm-1)。这样泄压通道21能够更快速地排出气体，减小压力差。
在本实施例中，第一法兰20内具有第一中压腔22，第二排气口通过第一中压腔22和泄压通道21连通。通过设置第一中压腔22便于一级压缩组件30内的气体排出。进一步地，泵体组件还包括：第一隔板60，第一隔板60位于第一法兰20和一级压缩组件30之间，第一隔板60具有第一通孔，第二排气口通过第一通孔和第一中压腔22连通。
在本实施例中，泵体组件还包括：阀体70，设置在第一法兰20上，阀体70用于打开或关闭泄压通道21的排气口。具体地，当泄压通道21内的压力大于高压腔11内的压力的情况下，在气体压力下阀体70移动，泄压通道21和高压腔11连通；泄压通道21内的压力小于或等于高压腔11内的压力的情况下，阀体70反向移动，泄压通道21关闭。
具体地，阀体70包括：弹性阀片71，弹性阀片71的一端和第一法兰20连接，弹性阀片71的另一端位于泄压通道21的排气口处，弹性阀片71可在气体压力作用下发生弹性变形，以打开或关闭泄压通道21的排气口；挡板72，设置在弹性阀片71的背离第一法兰20的一侧，挡板72的一端和第一法兰20连接，挡板72的另一端和弹性阀片71的另一端之间具有间隙。即通过弹性阀片71两侧的压力差可使弹性阀片71发生弹性变形，从而打开泄压通道21的排气口，当压力差减小到一定值后弹性阀片71恢复为自然状态。其中，挡板72用于对弹性阀片71进行限位，以避免弹性阀片71位移过大而断裂，提高了可靠性。
在本实施例中，中隔板40内具有第二中压腔41，第一排气口和二级压缩组件50的入口通过第二中压腔41连通。第二中压腔41用于暂存经一级压缩组件30压缩后排出的冷媒。
在本实施例中，泵体组件还包括：第二隔板80，第二隔板80位于中隔板40和二级压缩组件50之间，第二隔板80具有第二通孔，二级压缩组件50的入口和第二中压腔41通过第二通孔连通。通过第二隔板80可对第二中压腔41以及二级压缩组件50中的二级气缸进行封堵，防止漏气。
在本实施例中，泵体组件还包括曲轴，曲轴穿过一级压缩组件30和二级压缩组件50。泵体组件还包括分液器，一级压缩组件30和分液器连接。泵体组件还包括第二法兰，第二法兰和二级压缩组件50连接。
如图5所示，为不含泄压通道21的多级压缩机在运行时不同部件随压缩机转角的压力变化。如图3所示，为本方案中的多级压缩机在运行时不同部件随压缩机转角的压力变化。由对比可知，采用该方案可降低第二中压腔41内的压力，这样进入二级压缩组件50内的气体的压力降低，从而可减小或避免二级压缩组件50对冷媒做负功。
本发明的另一实施例提高了一种空调器，空调器包括上述的多级压缩机。采用该方案，当多级压缩机在轻负荷工况运行时，一级压缩组件30产生的压缩气体的压力大于高压腔11内的压力，由于设置有泄压通道21，一级压缩组件30输出的压缩气体可通过泄压通道21直接输送至高压腔11，这样进入二级压缩组件50内的气体的压力降低，从而可减小或避免二级压缩组件50对冷媒做负功，提高了能效，并且可以降低噪音。
为了便于理解本方案，下面进一步进行说明。本发明涉及一种滚动转子式双级压缩机，其包括分液器、外壳、电机、泵体组件，分液器设置于外壳外部，用于向泵体组件输送低压冷媒。外壳包裹电机和泵体组件并与外界环境形成气密性隔离。电机过盈地固接于壳体内上部空间，泵体组件设置于壳体内、电机下部。泵体组件包括上法兰(即第一法兰)、一级气缸、二级气缸、隔板、下法兰(即第二法兰)、曲轴、滚子和滑片。
上、下法兰设置于泵体组件两端，其由上到下依次设置一级气缸、中隔板、下隔板(即第二隔板)、二级气缸。一级、二级气缸内分别设置滚子和滑片，曲轴套设在上、下法兰的轴孔内并依次穿过一级气缸、中隔板、下隔板、二级气缸且位于一级气缸、二级气缸的空间内各设置有偏心部。曲轴穿过上法兰的部分与电机的转子组件连接。滚子套设在曲轴的偏心部上，滑片设置于滑片槽内并能进行直线往复运动，滑片一端与滚子抵接后将气缸内的空间分隔成吸气腔和压缩腔。电机旋转时带动曲轴转动，将进入一级气缸内的冷媒压缩后排入二级气缸内进行压缩，之后将冷媒排入壳体内。壳体内压力为高压。
一级气缸、一级滚子、一级滑片构成一级压缩组件，用于压缩经分液器流入的冷媒。二级气缸、二级滚子、二级滑片构成二级压缩组件，用于压缩经一级压缩组件排出的冷媒并将压缩后的冷媒排入壳体内。通常一级压缩组件排出的冷媒的压力大于吸气压力而小于壳体内的排气压力，因此将一级压缩组件排出的冷媒压力定义为中间压力。
在一级压缩组件和二级压缩组件之间设置第二中压腔(用于暂存经一级压缩组件压缩后排出的冷媒)，及中间流通通道(用于将一级压缩组件排气口、中压腔、二级压缩组件吸气口连通)。由上法兰和上隔板围成的第一中压腔位于一级压缩组件上方。
本发明的结构：在上法兰上设置泄压通道，将第一中压腔与壳体内空间连通，同时在位于电机侧的上法兰上的泄压通道上设置泄压阀(即阀体)，由泄压阀片和泄压阀片挡板构成。当一级压缩组件排出的冷媒进入中压腔，导致其压力高于壳体内压力时，泄压阀开启，中压腔冷媒通过泄压通道进入壳体内，降低中压腔压力。当中压腔压力小于排气压力时，泄压阀关闭，避免壳体内高压冷媒进入中压腔，进而降低压缩机性能。为避免泄压通道截面积S过小而影响中压腔泄压效果，泄压通道截面积S应满足式：S/V≥0.5(mm-1)。式中V为一级压缩组件旋转一圈排出的冷媒，也即排量。进一步地，当S/V≥2(mm-1)，以进一步提高中压腔泄压效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级压缩机，其特征在于，包括：
外壳(10)；
泵体组件，设置在所述外壳(10)内，所述泵体组件和所述外壳(10)之间具有高压腔(11)，所述泵体组件包括依次设置的第一法兰(20)、一级压缩组件(30)、中隔板(40)和二级压缩组件(50)；所述一级压缩组件(30)具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口和所述二级压缩组件(50)的入口连通，所述二级压缩组件(50)的排气口和所述高压腔(11)连通；
其中，所述第一法兰(20)具有泄压通道(21)，所述泄压通道(21)的入口和所述第二排气口连通；所述泄压通道(21)内的压力大于所述高压腔(11)内的压力的情况下，所述泄压通道(21)和所述高压腔(11)连通；所述泄压通道(21)内的压力小于或等于所述高压腔(11)内的压力的情况下，所述泄压通道(21)关闭。
2.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述泄压通道(21)的流通面积为S，所述一级压缩组件(30)的排量为V，其中，S/V>0.5(mm-1)。
3.根据权利要求2所述的多级压缩机，其特征在于，S/V>2(mm-1)。
4.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述第一法兰(20)内具有第一中压腔(22)，所述第二排气口通过所述第一中压腔(22)和所述泄压通道(21)连通。
5.根据权利要求4所述的多级压缩机，其特征在于，所述泵体组件还包括：
第一隔板(60)，所述第一隔板(60)位于所述第一法兰(20)和所述一级压缩组件(30)之间，所述第一隔板(60)具有第一通孔，所述第二排气口通过所述第一通孔和所述第一中压腔(22)连通。
6.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述泵体组件还包括：
阀体(70)，设置在所述第一法兰(20)上，所述阀体(70)用于打开或关闭所述泄压通道(21)的排气口。
7.根据权利要求6所述的多级压缩机，其特征在于，所述阀体(70)包括：
弹性阀片(71)，所述弹性阀片(71)的一端和所述第一法兰(20)连接，所述弹性阀片(71)的另一端位于所述泄压通道(21)的排气口处，所述弹性阀片(71)可在气体压力作用下发生弹性变形，以打开或关闭所述泄压通道(21)的排气口；
挡板(72)，设置在所述弹性阀片(71)的背离所述第一法兰(20)的一侧，所述挡板(72)的一端和所述第一法兰(20)连接，所述挡板(72)的另一端和所述弹性阀片(71)的另一端之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述中隔板(40)内具有第二中压腔(41)，所述第一排气口和所述二级压缩组件(50)的入口通过所述第二中压腔(41)连通。
9.根据权利要求8所述的多级压缩机，其特征在于，所述泵体组件还包括：
第二隔板(80)，所述第二隔板(80)位于所述中隔板(40)和所述二级压缩组件(50)之间，所述第二隔板(80)具有第二通孔，所述二级压缩组件(50)的入口和所述第二中压腔(41)通过所述第二通孔连通。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求1至9中任一项所述的多级压缩机。
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