CN114776591A - 双级涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩技术领域，具体而言，涉及一种双级涡旋压缩机。双级涡旋压缩机包括主体、第一涡盘组件、第二涡盘组件、换热器以及驱动单元；主体设置有内腔以及导流通道；第一涡盘组件、第二涡盘组件及驱动单元均容置于内腔，且驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接；导流通道的两端分别与第一涡盘组件的冷媒出口及第二涡盘组件的冷媒入口导通；换热器与主体连接，并位于主体外，且换热器用于与导流通道内的冷媒进行热交换；驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接。该双级涡旋压缩机采用两级压缩，能够保证总压比保持不变，而且通过降低单级压力比，可以减小动涡盘受到的气体力，进而减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音。

Description

双级涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩技术领域，具体而言，涉及一种双级涡旋压缩机。

背景技术

电动涡旋压缩机是一种典型的容积式压缩机，相较于其他类型压缩机有着结构简单、体积小和重量轻等优点，是制冷***中的核心设备，现已广泛运用于汽车空调行业。涡旋压缩机的主要部分是涡旋组件，涡旋组件由动涡盘与静涡盘组成。动涡盘偏心安置并且与静涡盘相互啮合，当动盘在电机轴的带动以及防自转机构的限制下作平面圆周运动时，动涡盘与静涡盘形成的封闭容积也一边移动一边改变其容积，从而完成吸气，压缩，排气过程。

目前业内单级涡旋压缩机已经非常成熟，并且得到了广泛的应用，但是单级涡旋压缩机也存在着一些缺点。首先单级压缩机在常温冷却条件下，能获得的低温程度有限，其次单级压缩机无法胜任高压比工况，如果压力比过高，则会导致容积效率减小，功耗增加，排气温度过高以及带来更大的振动和噪音等问题。其次在制热工况下，当环境温度较低时，会导致压缩机内润滑油凝固，使得压缩机无法启动或者启动困难。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种双级涡旋压缩机，其采用两级压缩，能够保证总压比保持不变，而且通过降低单级压力比，可以减小动涡盘受到的气体力，进而减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；其外，还可以在制冷工况下对冷媒实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，提升制冷量，提高整体的性能；而在制热工况下，采用对冷媒级间加热，从而能够在低温环境下进行暖机，使其内部润滑油融化，从而能够在低温环境正常启动，以保证制热效果。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种双级涡旋压缩机，双级涡旋压缩机包括主体、第一涡盘组件、第二涡盘组件、换热器以及驱动单元；

主体设置有内腔以及导流通道；第一涡盘组件、第二涡盘组件及驱动单元均容置于内腔，且驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接；导流通道的两端分别与第一涡盘组件的冷媒出口及第二涡盘组件的冷媒入口导通；

换热器与主体连接，并位于主体外，且换热器用于与导流通道内的冷媒进行热交换；驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接。

在可选的实施方式中，导流通道为沿主体的轴线开设于主体的侧壁，且第一涡盘组件及第二涡盘组件分布于主体的两端。

在可选的实施方式中，换热器连接于主体开设有导流通道的侧壁的外周，且沿主体的轴线方向导流通道的长度大于或等于换热器的长度。

在可选的实施方式中，换热器绕主体的轴线环形设置于主体的外周，且换热器用于与导流通道内的冷媒以及与主体进行热交换。

在可选的实施方式中，第一涡盘组件与主体的内端面共同限定第一腔室及第二腔室；第一腔室用于与外部进气管路导通，且第一腔室与第一涡盘组件的冷媒入口导通，第二腔室与第一涡盘组件的冷媒出口导通；

第二涡盘组件与主体的内端面共同限定第三腔室及第四腔室；第三腔室与第二涡盘组件的冷媒入口导通，第四腔室与第二涡盘组件的冷媒出口导通，且第四腔室用于与外部排气管路导通；

导流通道的两端分别与第二腔室及第三腔室导通。

在可选的实施方式中，主体开设有进气孔以及排气孔；

进气孔与第一腔室导通，且进气孔用于与外部进气管路对接；排气孔与第四腔室导通，且排气孔用于与外部排气管路对接。

在可选的实施方式中，进气孔位于主体的外周，排气孔位于主体的端部。

在可选的实施方式中，驱动单元包括电机，电机位于第一涡盘组件及第二涡盘组件之间，且电机与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接。

在可选的实施方式中，换热器绕主体的轴线环形设置于主体的外周，且换热器用于与导流通道内的冷媒、电机以及与主体进行热交换。

在可选的实施方式中，导流通道位于电机的外周。

本发明实施例的有益效果包括：

该双级涡旋压缩机包括主体、第一涡盘组件、第二涡盘组件、换热器以及驱动单元；主体设置有内腔以及导流通道；第一涡盘组件、第二涡盘组件及驱动单元均容置于内腔，且驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接；导流通道的两端分别与第一涡盘组件的冷媒出口及第二涡盘组件的冷媒入口导通；换热器与主体连接，并位于主体外，且换热器用于与导流通道内的冷媒进行热交换；驱动单元与第一涡盘组件及第二涡盘组件传动连接。

该双级涡旋压缩机采用两级压缩，能够保证总压比保持不变，而且通过降低单级压力比，可以减小动涡盘受到的气体力，进而减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；其外，还可以在制冷工况下对冷媒实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，提升制冷量，提高整体的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中双级涡旋压缩机的结构示意图；

图2为本发明实施例中双级涡旋压缩机的冷媒压缩流程图。

图标：200-双级涡旋压缩机；210-主体；220-第一涡盘组件；230-第二涡盘组件；240-驱动单元；250-换热器；211-内腔；212-导流通道；213-第一腔室；214-第二腔室；215-第三腔室；216-第四腔室；217-进气孔；218-排气孔；241-电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1及图2，本实施例提供了一种双级涡旋压缩机200，双级涡旋压缩机200包括主体210、第一涡盘组件220、第二涡盘组件230、换热器250以及驱动单元240；

主体210设置有内腔211以及导流通道212；第一涡盘组件220、第二涡盘组件230及驱动单元240均容置于内腔211，且驱动单元240与第一涡盘组件220及第二涡盘组件230传动连接；导流通道212的两端分别与第一涡盘组件220的冷媒出口及第二涡盘组件230的冷媒入口导通；

换热器250与主体210连接，并位于主体210外，且换热器250用于与导流通道212内的冷媒进行热交换；驱动单元240与第一涡盘组件220及第二涡盘组件230传动连接。

该双级涡旋压缩机200的工作原理是：

请参考图1及图2，该双级涡旋压缩机200包括主体210、第一涡盘组件220、第二涡盘组件230、换热器250以及驱动单元240；而驱动单元240与第一涡盘组件220及第二涡盘组件230传动连接，即，该双级涡旋压缩机200采用两级压缩，能够保证总压比保持不变，而且通过降低单级压力比，可以减小动涡盘受到的气体力，进而减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；

而主体210设置有内腔211以及导流通道212；第一涡盘组件220、第二涡盘组件230及驱动单元240均容置于内腔211，且驱动单元240与第一涡盘组件220及第二涡盘组件230传动连接；导流通道212的两端分别与第一涡盘组件220的冷媒出口及第二涡盘组件230的冷媒入口导通；换热器250与主体210连接，并位于主体210外，且换热器250用于与导流通道212内的冷媒进行热交换；由此，通过导流通道212及换热器250的设置，还可以对冷媒实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，提升制冷量，提高整体的性能。

请参考图1及图2，在本实施例中，在设置导流通道212时，导流通道212为沿主体210的轴线开设于主体210的侧壁，且第一涡盘组件220及第二涡盘组件230分布于主体210的两端。而在本发明的其他实施例中，导流通道212还可以为导流管道，且根据换热器250的位置，导流通道212可以设置于主体210内，并与主体210的内壁贴合。

在设置换热器250时，由于换热器250的作用是用于与导流通道212内的冷媒进行热交换，进而能够在制冷工况下，对冷媒实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，提升制冷量，提高整体的性能；由此，换热器250连接于主体210开设有导流通道212的侧壁的外周，且沿主体210的轴线方向导流通道212的长度大于或等于换热器250的长度。

进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，在设置换热器250时，换热器250绕主体210的轴线环形设置于主体210的外周，且换热器250用于与导流通道212内的冷媒以及与主体210进行热交换。这样的设置方式，其目的是使得换热器250能够与主体210及导流通道212内的冷媒进行热交换，从而能够通过这样的方式，即可以在制冷工况下对冷媒实施级间冷却，从而能节省指示功又能降低排气温度，提升制冷量，提高整体的性能；还可以在制热工况下，采用对冷媒级间加热，以及对主体210进行加热，从而能够在低温环境下进行暖机，使其内部润滑油融化，从而能够在低温环境正常启动，以保证制热效果。需要说明的是，通过这样的设置方式，由于换热器250能够与主体210及导流通道212内的冷媒进行热交换，由此，使得主体210中的热量以及导流通道212中的冷媒的热量能够经由换热器250导出，而主体210中的热量可以是第一涡盘组件220、第二涡盘组件230及驱动单元240工作过程中产生的热量。

进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，第一涡盘组件220与主体210的内端面共同限定第一腔室213及第二腔室214；第一腔室213用于与外部进气管路导通，且第一腔室213与第一涡盘组件220的冷媒入口导通，第二腔室214与第一涡盘组件220的冷媒出口导通；

第二涡盘组件230与主体210的内端面共同限定第三腔室215及第四腔室216；第三腔室215与第二涡盘组件230的冷媒入口导通，第四腔室216与第二涡盘组件230的冷媒出口导通，且第四腔室216用于与外部排气管路导通；

导流通道212的两端分别与第二腔室214及第三腔室215导通。

需要说明的是，由于第一腔室213、第二腔室214、第三腔室215及第四腔室216内的压力不同，故，在安装第一涡盘组件220及第二涡盘组件230时，还在第一涡盘组件220及第二涡盘组件230于主体210的连接处设置有相应的密封件，以使得第一腔室213、第二腔室214、第三腔室215及第四腔室216相互独立，提高第一腔室213、第二腔室214、第三腔室215及第四腔室216的密封性，避免出现串流的情况。

而且，主体210开设有进气孔217以及排气孔218；进气孔217与第一腔室213导通，且进气孔217用于与外部进气管路对接；排气孔218与第四腔室216导通，且排气孔218用于与外部排气管路对接。并且，进气孔217位于主体210的外周，排气孔218位于主体210的端部。

在设置驱动单元240时，驱动单元240包括电机241，电机241位于第一涡盘组件220及第二涡盘组件230之间，且电机241与第一涡盘组件220及第二涡盘组件230传动连接。需要说明的是，第一涡盘组件220及第二涡盘组件230共用一电机241及主轴，即采用双伸轴结构。而且，在设置换热器250时，换热器250绕主体210的轴线环形设置于主体210的外周，且换热器250用于与导流通道212内的冷媒、电机241以及与主体210进行热交换。并且，导流通道212位于电机241的外周。

综上，通过这样的方式，请参考图1及图2，图2中的箭头即为冷媒的流动方向，冷媒在该双级涡旋压缩机200的压缩流程为：

冷媒经由外部进气管路经过进气孔217进入第一腔室213，并由第一涡盘组件220的冷媒入口进入第一涡盘组件220；

在电机241的驱动作用下，第一涡盘组件220及第二涡盘组件230开始工作；第一涡盘组件220中的冷媒被压缩，并在压缩后导入至第二腔室214中，完成第一级压缩；

随后，第二腔室214中的冷媒进入导流通道212，并导入第三腔室215；其中，当经过第一级压缩的冷媒，在流经导流通道212时，在换热器250的作用下，对冷媒进行冷却，从而使得冷媒温度降低，容积减小，进而减小了下一级的压缩功；

第三腔室215中的冷媒由第二涡盘组件230的冷媒入口进入第二涡盘组件230；

在电机241的驱动作用下，第二涡盘组件230中的冷媒被压缩，并在压缩后导入至第四腔室216中，完成第二级压缩；

第四腔室216中的冷媒经排气孔218导出。

需要说明的是，由上述流程可知，在第一腔室213中的冷媒未开始压缩，故为低压状态；第二腔室214及第三腔室215中的冷媒均经过第一级压缩，故为中高压状态；而第四腔室216中的冷媒经过两级压缩，故为高压状态。并且在上述流程中，换热器250还用于与主体210及电机241进行热交换，从而能够在对冷媒进行冷却的同时，对主体210及电机241进行散热，从而避免主体210和电机241的工作温度升高至异常温度。

其外，上述内容为制冷状态下的压缩流程；而在制热状态下，换热器250还用于对主体210进行加热，其目的是对双级涡旋压缩机200中的润滑油进行加热，从而对双级涡旋压缩机200的起到暖机的作用，使其内部润滑油融化，从而能够在低温环境正常启动，以保证制热效果。

该双级涡旋压缩机200具备以下优点：

结构简单，采用一轴带两盘的双伸轴结构；

主体210外设置有换热器250，换热器250可在制冷时能够对导流通道212内的冷媒进行冷却，在制热时能够对主体210内的冷媒及主体210进行加热，从而提升压缩机整体性能；

带有两套动静涡盘结构，实现双级压缩，降低压缩机单级压力比，能够有效降低压缩机振动和噪音。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述双级涡旋压缩机包括主体、第一涡盘组件、第二涡盘组件、换热器以及驱动单元；

所述主体设置有内腔以及导流通道；所述第一涡盘组件、所述第二涡盘组件及所述驱动单元均容置于所述内腔，且所述驱动单元与所述第一涡盘组件及所述第二涡盘组件传动连接；所述导流通道的两端分别与所述第一涡盘组件的冷媒出口及所述第二涡盘组件的冷媒入口导通；

所述换热器与所述主体连接，并位于所述主体外，且所述换热器用于与所述导流通道内的冷媒进行热交换；所述驱动单元与所述第一涡盘组件及所述第二涡盘组件传动连接。

2.根据权利要求1所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述导流通道为沿所述主体的轴线开设于所述主体的侧壁，且所述第一涡盘组件及所述第二涡盘组件分布于所述主体的两端。

3.根据权利要求2所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述换热器连接于所述主体开设有所述导流通道的侧壁的外周，且沿所述主体的轴线方向所述导流通道的长度大于或等于所述换热器的长度。

4.根据权利要求2所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述换热器绕所述主体的轴线环形设置于所述主体的外周，且所述换热器用于与所述导流通道内的冷媒以及与所述主体进行热交换。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述第一涡盘组件与所述主体的内端面共同限定第一腔室及第二腔室；所述第一腔室用于与外部进气管路导通，且所述第一腔室与所述第一涡盘组件的冷媒入口导通，所述第二腔室与所述第一涡盘组件的冷媒出口导通；

所述第二涡盘组件与所述主体的内端面共同限定第三腔室及第四腔室；所述第三腔室与所述第二涡盘组件的冷媒入口导通，所述第四腔室与所述第二涡盘组件的冷媒出口导通，且所述第四腔室用于与外部排气管路导通；

所述导流通道的两端分别与所述第二腔室及第三腔室导通。

6.根据权利要求5所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述主体开设有进气孔以及排气孔；

所述进气孔与所述第一腔室导通，且所述进气孔用于与所述外部进气管路对接；所述排气孔与所述第四腔室导通，且所述排气孔用于与所述外部排气管路对接。

7.根据权利要求6所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述进气孔位于所述主体的外周，所述排气孔位于所述主体的端部。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述驱动单元包括电机，所述电机位于所述第一涡盘组件及所述第二涡盘组件之间，且所述电机与所述第一涡盘组件及所述第二涡盘组件传动连接。

9.根据权利要求8所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述换热器绕所述主体的轴线环形设置于所述主体的外周，且所述换热器用于与所述导流通道内的冷媒、所述电机以及与所述主体进行热交换。

10.根据权利要求8所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述导流通道位于所述电机的外周。

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