CN107191372B - 旋转式压缩机和具有其的制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机和具有其的制冷装置，旋转式压缩机包括：外壳；电机，电机包括转子和定子，转子的两侧分别设有单向轴承；两个压缩机构部，两个压缩机构部分别为第一压缩机构部和第二压缩机构部，每个压缩机构部包括曲轴、至少一个气缸、活塞和滑片，每个曲轴分别与同一侧的单向轴承配合，每个曲轴与相应的单向轴承和转子配合使得两个曲轴的转动方向相反，第一压缩机构部具有两个第一压缩腔室，第二压缩机构部具有两个连通的第二压缩腔室。根据本发明的旋转式压缩机，可以切换旋转式压缩机的压缩方式，从而当旋转式压缩机应用于制冷装置时，可以更好地满足制冷装置各个运行工况的能效要求。

Description

旋转式压缩机和具有其的制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其是涉及一种旋转式压缩机和具有其的制冷装置。

背景技术

由于国家政策和客户对家用空调的要求越来越高，各大空调厂家联合压缩机厂家开发了一些新的技术，例如喷气增焓技术可以显著提升空调系统的低温制热能力，又例如在喷气增焓技术的基础上开发了独立压缩技术，这种技术可以显著提升空调系统的能效，再例如将两级压缩中间补气技术应用到了空调系统中，以提升空调系统的低温制热能力。以上技术均有各自的优势，同时缺点也比较明显，以两级压缩中间补气技术为例，采用该技术的空调系统在常规的制冷工况下、或者室外温度不是很低时的制热工况下，空调系统的压比较小，而且两级压缩意味着两次吸气、排气，会显著增加空调系统的功率。然而，相关技术中，空调系统无法同时具备超低温制热能力和常规工况下的高能效运行能力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机可以切换其压缩方式，从而当旋转式压缩机用于制冷装置时，可以显著提升制冷装置在各个运行工况下的能效。

本发明还提出一种具有上述旋转式压缩机的制冷装置。

根据本发明第一方面实施例的旋转式压缩机，包括：外壳，所述外壳上设有排气管；电机，所述电机设在所述外壳内，所述电机包括转子和设在所述外壳上的定子，所述转子的两侧分别设有单向轴承；两个压缩机构部，所述两个压缩机构部分布在所述电机的两侧且分别为第一压缩机构部和第二压缩机构部，每个所述压缩机构部包括曲轴、至少一个气缸、活塞和滑片，每个所述曲轴分别与同一侧的所述单向轴承配合，每个所述曲轴与相应的所述单向轴承和所述转子配合使得所述两个曲轴的转动方向相反，每个所述气缸设有气缸腔和滑片槽，每个所述气缸腔内设有偏心转动且外套在所述曲轴上的活塞，每个所述滑片槽内设有往复运动的所述滑片，所述第一压缩机构部具有两个第一压缩腔室且所述两个第一压缩腔室的排气口分别与所述排气管连通，所述第二压缩机构部具有两个第二压缩腔室，其中一个所述第二压缩腔室的排气通道与另一个所述第二压缩腔室的吸气通道相连，所述另一个第二压缩腔室的排气通道与所述排气管连通。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过在转子的两侧分别设置单向轴承，使得转子的转动方向发生改变时，可以切换第一压缩机构部和第二压缩机构部的运行状态，从而切换旋转式压缩机的压缩方式，当旋转式压缩机应用于制冷装置时，可以更好地满足制冷装置各个运行工况的能效要求。

根据本发明的一些实施例，至少一个所述气缸的滑片槽被构造成内压可变的工作腔室，所述工作腔室限定出所述第一压缩腔室或所述第二压缩腔室。由此，一个气缸就可以限定出两个工作腔室即一个气缸具有两个压缩腔室，从而减少气缸的个数，简化了旋转式压缩机的结构。

根据本发明的一些实施例，至少一个所述第一压缩腔室具有第一补气口，从而当旋转式压缩机应用于制冷装置时，可以提升制冷装置的能效。

根据本发明的一些实施例，每个所述第一压缩腔室均设有所述第一补气口，从而当旋转式压缩机应用于制冷装置时，可以进一步提升制冷装置的能效。

根据本发明的一些实施例，所述第二压缩机构部具有第二补气口，所述第二补气口与下级的所述第二压缩腔室的吸气通道连通，从而提高旋转式压缩机的压比，降低旋转式压缩机的功耗。

根据本发明的一些实施例，所述排气管为一个且位于所述两个压缩机构部之间。

根据本发明第二方面实施例的制冷装置，包括根据本发明上述第一方面实施例的旋转式压缩机。

根据本发明实施例的制冷装置，通过采用上述的旋转式压缩机，可以根据制冷装置的运行工况来切换旋转式压缩机的压缩方式，使得旋转式压缩机的压缩方式可以很好地发挥优势以满足该运行工况的能效要求。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的旋转式压缩机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的制冷装置的结构示意图。

附图标记：

制冷装置200、

冷凝器101、冷凝器的第一端101a、冷凝器的第二端101b、

蒸发器102、蒸发器的第一端102a、蒸发器的第二端102b、

一级节流装置103、一级节流装置的第一端103a、一级节流装置的第二端103b、

二级节流装置104、二级节流装置的第一端104a、二级节流装置的第二端104b、

气液分离器105、

气液分离器的第一端105a、气液分离器的第二端105b、气液分离器的第三端105c、

旋转式压缩机100、

外壳1、电机2、转子21、定子22、

第一单向轴承3、第二单向轴承4、

第一压缩机构部5、第一压缩腔室50a、第一曲轴51、第二压缩机构部6、第二压缩腔室60a、第二补气口60b、第二曲轴61、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“内”、“外”、“正向”、“方向”、“轴向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1描述根据本发明第一方面实施例的旋转式压缩机100。

如图1所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机100，包括外壳1、电机2和两个压缩机构部。

外壳1上设有排气管(图未示出)，经过旋转式压缩机100压缩后的制冷剂可以通过排气管排出旋转式压缩机100。电机2设在外壳1内，电机2包括转子21和设在外壳1上的定子22，其中转子21可以穿设在定子22内，转子21的两侧(例如，图1中的左右两侧)分别设有单向轴承，两个单向轴承分别为第一单向轴承3和第二单向轴承4。

两个压缩机构部分布在电机2的两侧(例如，图1中的左右两侧)且分别为第一压缩机构部5和第二压缩机构部6，每个压缩机构部包括曲轴、至少一个气缸、活塞和滑片，每个曲轴分别与同一侧的单向轴承配合，每个曲轴与相应的单向轴承和转子21配合使得两个曲轴的转动方向相反，每个气缸设有气缸腔和滑片槽，每个气缸腔内设有偏心转动且外套在曲轴上的活塞，每个滑片槽内设有往复运动的滑片，第一压缩机构部5具有两个第一压缩腔室50a且两个第一压缩腔室50a的排气口分别与排气管连通，第二压缩机构部6具有两个第二压缩腔室60a，其中一个第二压缩腔室60a的排气通道与另一个第二压缩腔室60a的吸气通道相连，另一个第二压缩腔室60a的排气通道与排气管连通。

具体而言，第一单向轴承3位于转子21的左侧，第一压缩机构部5位于电机2的左侧，且第一压缩机构部5包括第一曲轴51、至少一个第一气缸、第一活塞和第一滑片。其中，第一曲轴51与第一单向轴承3配合，转子21通过第一单向轴承3带动第一曲轴51正向转动，第一压缩机构部5内限定出两个独立的第一压缩腔室50a，每个第一压缩腔室50a均设有吸气口和排气口，两个第一压缩腔室50a的排气口分别与排气管连通，使得每个第一压缩腔室50a通过各自的吸气口以吸入制冷剂，完成压缩后、制冷剂通过每个第一压缩腔室50a各自的排气口排出。

第二单向轴承4位于转子21的右侧，第二压缩机构部6位于电机2的右侧，且第二压缩机构部6包括第二曲轴61、至少一个第二气缸、第二活塞和第二滑片。其中，第二曲轴61与第二单向轴承4配合，转子21通过第二单向轴承4带动第二曲轴61反向转动，第二压缩机构部6内限定出两个连通的第二压缩腔室60a，使得制冷剂在其中一个第二压缩腔室60a内完成一级压缩后流入另一个第二压缩腔室60a内进行二级压缩，最终通过排气管排出。这里，需要说明的是，“正向转动”和“反向转动”是相对的概念。

旋转式压缩机100运行、转子21正向转动时，转子21带动第一曲轴51正向转动以驱动第一压缩机构部5运行，此时第二曲轴61不转动、第二压缩机构部6不运行，两个第一压缩腔室50a分别对其内的制冷剂进行独立压缩，压缩完成后制冷剂通过两个第一压缩腔室50a各自的排气口排至外壳1内，最终由排气管排出；旋转式压缩机100运行、转子21反向转动时，转子21带动第二曲轴61反向转动以驱动第二压缩机构部6运行，此时第一曲轴51不转动、第一压缩机构部5不运行，两个第二压缩腔室60a依次对制冷剂进行压缩，压缩完成后制冷剂通过下级的第二压缩腔室60a的排气通道排至外壳1内，最终由排气管排出。由此，通过改变转子21的转向来改变旋转式压缩机100的压缩方式，使得旋转式压缩机100可以对制冷剂进行独立压缩或两级压缩，从而更好地发挥独立压缩和两级压缩的优势。

当旋转式压缩机100应用于制冷装置200时，由于该旋转式压缩机100可以通过改变转子21的转向来改变旋转式压缩机100的压缩方式，从而可以根据制冷装置200的运行工况来切换旋转式压缩机100的压缩方式，使得旋转式压缩机100的压缩方式可以很好地发挥优势以满足该运行工况的能效要求。具体而言，当制冷装置200处于常规工况时，可以将旋转式压缩机100的转子21调整为正向转动，此时第一压缩机构部5对制冷剂进行独立压缩、第二压缩机构部6不运行，从而可以显著提升制冷装置200常规工况下的能效；当制冷装置200处于超低温制热工况或超高温制冷工况时，可以将旋转式压缩机100的转子21调整为反向转动，此时第二压缩机构部6对制冷剂进行两级压缩、第一压缩机构部5不运行，从而可以提升制冷装置200的超低温制热能力和超高温制冷能力。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，通过在转子21的两侧分别设置单向轴承，使得转子21的转动方向发生改变时，可以切换第一压缩机构部5和第二压缩机构部6的运行状态，从而切换旋转式压缩机100的压缩方式，当旋转式压缩机100应用于制冷装置200时，可以更好地满足制冷装置200各个运行工况的能效要求。

在本发明的一些实施例中，至少一个气缸的滑片槽被构造成内压可变的工作腔室，工作腔室限定出第一压缩腔室50a或第二压缩腔室60a。由此，一个气缸就可以限定出两个工作腔室即一个气缸具有两个压缩腔室，从而减少气缸的个数，简化了旋转式压缩机100的结构。

例如，一个第一气缸的滑片槽被构造成工作腔室，该工作腔室可以和位于该第一气缸的轴向两侧的主轴承、副轴承共同限定出封闭的第一压缩腔室50a，该第一压缩腔室50a设有吸气口和排气口。同时，第一气缸的气缸腔限定出另一个工作腔室，使得第一气缸与其内的第一活塞、第一滑片之间共同限定出另一个第一压缩腔室50a，也就是说，一个第一气缸内具有两个第一压缩腔室50a，第一活塞在转动的过程中，两个第一压缩腔室50a分别对制冷剂进行压缩后，通过各自的排气口排出。由此，第一压缩机构部5可以仅具有一个第一气缸。可以理解的是，上述工作腔室还可以和位于该第一气缸的轴向两侧的两个封板共同限定出第一压缩腔室50a，但不限于此。

又例如，一个第二气缸的滑片槽被构造成工作腔室，该工作腔室和位于该第二气缸的轴向两侧的主轴承和副轴承共同限定出封闭的第二压缩腔室60a，该第二压缩腔室60a设有吸气口和排气口。同时，第二气缸的气缸腔限定处另一个工作腔室，使得第二气缸与其内的第二活塞、第二滑片之间共同限定出另一个第二压缩腔室60a，也就是说，一个第二气缸内具有两个第二压缩腔室60a，且这两个第二压缩腔室60a之间互相连通，第二活塞在转动的过程中，两个第二压缩腔室60a依次分别对制冷剂进行压缩后，通过下级的第二压缩腔室60a的排气通道排出。由此，第二压缩机构部6可以仅具有一个第二气缸。可以理解的是，上述工作腔室还可以和位于该第二气缸的轴向两侧的两个封板共同限定出第二压缩腔室60a，但不限于此。

当然，一个第一气缸内还可以仅具有一个第一压缩腔室50a，一个第二气缸内还可以仅具有一个第二压缩腔室60a，从而第一压缩机构部5具有两个第一气缸，第二压缩机构部6具有两个第二气缸。

在本发明的一些可选实施例中，至少一个第一压缩腔室50a具有第一补气口(图未示出)，使得制冷剂可以通过第一补气口流入第一压缩腔室50a内，并与由第一压缩腔室50a的吸气口流入第一压缩腔室50a内的制冷剂混合，混合后的制冷剂在第一压缩腔室50a内完成压缩，由第一压缩腔室50a的排气口排出。由此，当旋转式压缩机100应用于制冷装置200时，可以显著提升制冷装置200的能效。

进一步地，每个第一压缩腔室50a均设有第一补气口，使得制冷剂可以通过第一补气口流入相应的第一压缩腔室50a内，并与由上述相应的第一压缩腔室50a的吸气口流入第一压缩腔室50a内的制冷剂混合，混合后的制冷剂在第一压缩腔室50a内完成压缩，由第一压缩腔室50a的排气口排出。由此，当旋转式压缩机100应用于制冷装置200时，可以进一步提升制冷装置200的能效。当然，两个第一压缩腔室50a的第一补气口之间可以互不连通或互相连通。

如图1所示，第二压缩机构部6具有第二补气口60b，第二补气口60b与下级的第二压缩腔室60a的吸气通道连通。具体地，第二补气口60b位于两个第二压缩腔室60a的连接处，使得制冷剂可以通过第二补气口60b流入第二压缩腔室60a内的吸气通道，并与从上级的第二压缩腔室60a的排气通道排出的制冷剂混合后在下级的第二压缩腔室60a内完成压缩。由此，通过设置与下级的第二压缩腔室60a的吸气通道连通的第二补气口60b，可以对下级的第二压缩腔室60a补充制冷剂，从而提高旋转式压缩机100的压比，降低旋转式压缩机100的功耗。

在本发明的具体实施例中，排气管为一个且位于两个压缩机构部之间。由此，通过将在第一压缩机构部5和第二压缩机构部6之间设置一个排气管，减少了排气管的个数，简化了旋转式压缩机100的结构。可以理解的是，排气管的个数还可以根据实际情况设置为多个，同时排气管的位置也可以根据实际需求设置。

根据本发明第二方面实施例的制冷装置200，包括根据本发明上述第一方面实施例的旋转式压缩机100。其中，制冷装置200可选为空调器，但不限于此。

例如，如图1和图2所示，当旋转式压缩机100用于制冷装置时，至少一个第一压缩腔室50a可以设有第一补气口，第二压缩机构部6可以具有与下级第二压缩腔室60a的吸气通道连通的第二补气口60b。制冷装置200还包括冷凝器、蒸发器、一级节流装置、二级节流装置和气液分离器。旋转式压缩机100具有进气管和排气管，进气管分别与两个第一压缩腔室50a的进气口连通，且进气管与两个第二压缩腔室60a中上级的第二压缩腔室60a的吸气通道连通。其中排气管与冷凝器的第一端101a相连，冷凝器的第二端101b与一级节流装置的第一端103a相连，一级节流装置的第二端103b与气液分离器的第一端105a相连，而气液分离器的第二端105b与二级节流装置的第一端104a相连、气液分离器的第三端105c与旋转式压缩机100的补气口相连，二级节流装置的第二端104b与蒸发器的第一端102a相连，蒸发器的第二端102b与旋转式压缩机100的进气管相连。这里，需要说明的是，“补气口”是第一补气口和第二补气口60b的统称。

具体而言，当制冷装置200在常规工况下运行时，气液分离器的第三端105c与第一补气口相连，此时转子21正向转动，第一压缩机构部5对制冷剂进行独立压缩、第二压缩机构部6不运行。经第一压缩机构部5压缩后的制冷剂成为高温高压气体，经排气管排出并由冷凝器的第一端101a流入冷凝器内进行换热后成为高压高温过冷液体，由一级节流装置的第一端103a流入一级节流装置内进行节流成为中压的气液混合状态。该气液混合状态的制冷剂在气液分离器内进行分离，使得气态制冷剂与少量的液态制冷剂自气液分离器的第三端105c流出，继而经第一补气口流入第一压缩腔室50a内，而大量的液态制冷剂自气液分离器的第二端105b流出，经过二级节流装置的节流后成为低温低压的气液混合状态，并流入蒸发器内进行换热，换热后制冷剂成为低温低压过热气体、经进气管流入第一压缩腔室50a内与由第一补气口流入第一压缩腔室50a的制冷剂混合后一起被压缩成为高温高压气态制冷剂。由此，可以显著提升制冷装置200的能效。

当制冷装置200处于超低温制热工况或超高温制冷工况时，气液分离器的第三端105c与第二补气口60b相连，此时转子21反向转动，第二压缩机构部6对制冷剂进行两级压缩并在两级压缩之间进行补气、第一压缩机构部5不运行。经第二压缩机构部6压缩后的制冷剂成为高温高压气体，经排气管排出并由冷凝器的第一端101a流入冷凝器内进行换热后成为高压高温过冷液体，由一级节流装置的第一端103a流入一级节流装置内进行节流成为中压的气液混合状态。该气液混合状态的制冷剂在气液分离器内进行分离，使得气态制冷剂与少量的液态制冷剂自气液分离器的第三端105c流出，继而经第二补气口60b流入第二压缩机构部6内，而大量的液态制冷剂自气液分离器的第二端105b流出，经过二级节流装置的节流后成为低温低压的气液混合状态，并流入蒸发器内进行换热，换热后制冷剂成为低温低压过热气体、经进气管流入第二压缩腔室60a内与由第二补气口60b流入第二压缩机构部6的制冷剂混合后被两个连通的第二压缩腔室60a依次压缩成为高温高压气态制冷剂。由此，可以提升制冷装置200的超低温制热能力和超高温制冷能力。

根据本发明实施例的制冷装置200，通过采用上述的旋转式压缩机100，可以根据制冷装置200的运行工况来切换旋转式压缩机100的压缩方式，使得旋转式压缩机100的压缩方式可以很好地发挥优势以满足该运行工况的能效要求，从而显著提升制冷装置200在各个运行工况下的能效，使得制冷装置200同时具备超低温制热能力、超高温制冷能力和常规工况下的高能效运行能力。

根据本发明实施例的制冷装置200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设有排气管；

电机，所述电机设在所述外壳内，所述电机包括转子和设在所述外壳上的定子，所述转子的两侧分别设有单向轴承；

两个压缩机构部，所述两个压缩机构部分布在所述电机的两侧且分别为第一压缩机构部和第二压缩机构部，每个所述压缩机构部包括曲轴、至少一个气缸、活塞和滑片，每个所述曲轴分别与同一侧的所述单向轴承配合，每个所述曲轴与相应的所述单向轴承和所述转子配合使得两个所述曲轴的转动方向相反，每个所述气缸设有气缸腔和滑片槽，每个所述气缸腔内设有偏心转动且外套在所述曲轴上的活塞，每个所述滑片槽内设有往复运动的所述滑片，所述第一压缩机构部具有两个第一压缩腔室且所述两个第一压缩腔室的排气口分别与所述排气管连通，所述第二压缩机构部具有两个第二压缩腔室，其中一个所述第二压缩腔室的排气通道与另一个所述第二压缩腔室的吸气通道相连，所述另一个第二压缩腔室的排气通道与所述排气管连通，当第一压缩机构部运行而第二压缩机构部不运行时，两个第一压缩腔室分别对其内的制冷剂进行独立压缩，压缩完成后制冷剂通过两个第一压缩腔室各自的排气口排至外壳内，最终由排气管排出；当第二压缩机构部运行而第一压缩机构部不运行时，两个第二压缩腔室依次对制冷剂进行压缩，压缩完成后制冷剂通过下级的第二压缩腔室的排气通道排至外壳内，最终由排气管排出。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，至少一个所述气缸的滑片槽被构造成内压可变的工作腔室，所述工作腔室限定出所述第一压缩腔室或所述第二压缩腔室。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，至少一个所述第一压缩腔室具有第一补气口。

4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于，每个所述第一压缩腔室均设有所述第一补气口。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述第二压缩机构部具有第二补气口，所述第二补气口与下级的所述第二压缩腔室的吸气通道连通。

6.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述排气管为一个且位于所述两个压缩机构部之间。

7.一种制冷装置，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的旋转式压缩机。

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