CN105275802B - 涡旋压缩机和换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡旋压缩机和换热系统。涡旋压缩机包括：补气通道；用于防止补气通道内气体逆流的防逆流组件，防逆流组件设置在补气通道上。由于在补气通道上设置防逆流组件，因而能够有效避免因背压不足而导致的气体逆流、泄露的情况，从而保证了涡旋压缩机的工作效率，提高了涡旋压缩机的使用可靠性。

Description

涡旋压缩机和换热系统

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，更具体地，涉及一种涡旋压缩机和换热系统。

背景技术

普通涡旋压缩机只适用于一些特定的工况范围。当冷凝温度一定时，普通涡旋压缩机在低蒸发温度下运行时，会发生以下问题：1、吸气比容增大，冷媒循环量减少，制热能力下降；2、压比增大，容积效率下降，压缩机输气量及能效显著下降；3、排气温度快速升高，使润滑油黏度急剧下降，影响压缩机润滑，并且当排气温度与润滑油闪点接近时，会使润滑油碳化。

针对以上问题，现有技术中提出了一种带有补气功能的涡旋压缩机。涡旋压缩机具有与压缩腔连通的补气通道，通过补气通道将换热系统内的中间压力引入到压缩腔中，这样可以增加涡旋压缩机的排气量、降低排气温度，从而提高涡旋压缩机的可靠性。

但是，带有补气功能的涡旋压缩机适用于高负荷工况。当其用于低负荷的工况时，存在着背压力偏小的问题，从而容易造成因背压不足而导致气体逆流、泄漏的问题，进而使得压缩机的效率下降。

发明内容

本发明旨在提供一种涡旋压缩机和换热系统，以解决现有技术中涡旋压缩机内的气体易逆流、泄露的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：补气通道；用于防止补气通道内气体逆流的防逆流组件，防逆流组件设置在补气通道上。

进一步地，补气通道包括第一补气段，涡旋压缩机还包括：动盘；上支架，动盘设置在上支架的上端，且动盘与上支架之间形成背压腔，第一补气段位于上支架处，第一补气段的出气端与背压腔连通，防逆流组件设置在第一补气段的出气端。

进一步地，防逆流组件包括阀片，阀片活动设置在第一补气段内以使出气端打开或截止。

进一步地，第一补气段的出气端包括：背压支路，背压支路的第一端与背压腔连通，阀片滑动设置在背压支路内；出气支路，出气支路的第一端与背压腔连通，根据阀片的位置不同出气支路的第二端与背压支路或第一补气段的进气端连通。

进一步地，防逆流组件还包括挡片，挡片设置在背压支路的第一端，挡片具有通气孔。

进一步地，挡片的周向边缘与背压支路的内壁螺纹连接。

进一步地，背压支路的第二端还具有限制阀片运动行程的限位部，阀片和出气支路的第二端均位于限位部与背压支路的第一端之间。

进一步地，涡旋压缩机还包括：动盘；静盘，静盘设置在动盘的上端，且静盘与动盘之间形成压缩腔，静盘的朝向压缩腔的表面上设置有缓冲槽。

进一步地，压缩腔包括中压腔，缓冲槽位于静盘的产生中压腔的位置处。

根据本发明的另一个方面，提供了一种换热系统，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机是上述的涡旋压缩机。

进一步地，换热系统还包括：冷凝器；连接管路，冷凝器通过连接管路与涡旋压缩机直接连接；开关阀，开关阀设置在连接管路上。

本发明中的防逆流组件用于防止补气通道内气体逆流，防逆流组件设置在补气通道上。由于在补气通道上设置防逆流组件，因而能够有效避免因背压不足而导致的气体逆流、泄露的情况，从而保证了涡旋压缩机的工作效率，提高了涡旋压缩机的使用可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的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示意性示出了本发明中的第一个优选实施方式中的压缩机的内部结构示意图；

图2示意性示出了图1中A处的局部放大图；

图3示意性示出了本发明中的第二个优选实施方式中的压缩机的内部结构示意图；

图4示意性示出了本发明中的第三个优选实施方式中的压缩机的内部结构示意图；

图5示意性示出了图4中B处的局部放大图；

图6示意性示出了本发明中的第四个优选实施方式中的压缩机的内部结构示意图；

图7示意性示出了图1中动盘的结构示意图；

图8示意性示出了图3中静盘的结构示意图；以及

图9示意性示出了本发明中的换热系统中各部件的连接关系示意图。

图中附图标记：10、补气通道；11、第一补气段；11a、背压支路；11b、出气支路；11c、限位部；12、第二补气段；20、防逆流组件；21、阀片；22、挡片；22a、通气孔；30、动盘；40、上支架；41、背压腔；50、静盘；51、压缩腔；51a、中压腔；52、缓冲槽；60、冷凝器；70、连接管路；80、开关阀；81、四通阀；82、集液器；83、蒸发器；90、补气管；91、补气孔；92、经济器；93、上盖；94、壳体；95、进气管；96、滤网；97、十字滑环；98、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本发明的第一个方面，提供了一种涡旋压缩机。如图1至图8所示，涡旋压缩机包括补气通道10和用于防止补气通道10内气体逆流的防逆流组件20，防逆流组件20设置在补气通道10上。由于在补气通道10上设置防逆流组件20，因而能够有效避免因背压不足而导致的气体逆流、泄露的情况，从而保证了涡旋压缩机的工作效率，提高了涡旋压缩机的使用可靠性。

如图1至图8所示，补气通道10包括第一补气段11，涡旋压缩机还包括动盘30和上支架40，动盘30设置在上支架40的上端，且动盘30与上支架40之间形成背压腔41，第一补气段11位于上支架40处，第一补气段11的出气端与背压腔41连通，防逆流组件20设置在第一补气段11的出气端。由于第一补气段11的出气端与背压腔41连通，因而当背压腔41内压力不足时，气体易通过背压腔41逆流至第一补气段11内，从而导致涡旋压缩机内压缩气体量减少，进而影响涡旋压缩机的工作效率。由于防逆流组件20设置在第一补气段11的出气端，因而能够有效避免气体逆流或泄露，从而提高了涡旋压缩机的工作可靠性。特别地，当开启补气功能时，补气压力环绕在动盘30的背面，提供一个向上的背压力，可以抵消部分轴向气体力，实现密封。更重要的是，由于背压腔41的空间较大，因而为动盘30提供了稳定的背压力，从而有效防止动盘30在运行中的倾覆现象。

本发明中的涡旋压缩机还包括补气管90，补气管90的一端与第一补气段11的进气端连通。

优选地，防逆流组件20包括阀片21，阀片21活动设置在第一补气段11内以使出气端打开或截止。由于阀片21活动设置在第一补气段11内以使出气端打开或截止，因而能够有效保证气体通过第一补气段11进入背压腔41内，同时还能有效防止气体逆流、减小气体脉动，从而保证了防逆流组件20的止逆可靠性。当然，阀片21还可以是单向阀、止回阀等。优选地，，阀片21采用材质较轻的材料冲压成型。

本发明中的第一补气段11的出气端包括背压支路11a和出气支路11b，背压支路11a的第一端与背压腔41连通，阀片21滑动设置在背压支路11a内；出气支路11b的第一端与背压腔41连通，根据阀片21的位置不同出气支路11b的第二端与背压支路11a或第一补气段11的进气端连通(请参考图2和图5)。由于根据阀片21的位置不同出气支路11b的第二端与背压支路11a或第一补气段11的进气端连通，且背压支路11a的第一端和出气支路11b的第一端均与背压腔41连通，因而当出气支路11b的第二端与背压支路11a连通时，背压支路11a与出气支路11b内压力相同，此时阀片21将出气支路11b与第一补气段11的进气端之间的通路切断，从而使得补气通路处于截止状态；当出气支路11b的第二端与第一补气段11的进气端连通，补入的气体通过第一补气段11的进气端流经出气支路11b进入背压腔41内，此时阀片21切断背压支路11a与出气支路11b的第二端之间的连通关系，使补气通路处于打开状态。

如图2和图5所示的优选实施方式中，防逆流组件20还包括挡片22，挡片22设置在背压支路11a的第一端，挡片22具有通气孔22a。由于设置有挡片22，因而能够有效限制阀片21的运动行程，避免阀片21在补气压力的作用下脱离背压支路11a、进入背压腔41内，从而保证了阀片21的工作可靠性。由于挡片22具有通气孔22a，因而背压腔41内的气体能够通过通气孔22a进入背压支路11a内，从而对阀片21的移位起到推动的作用，当背压腔41内气体压力大于补气压力时，阀片21被推送回位，从而使出气支路11b的第二端与背压支路11a再次连通。

当然，还可以将挡片22替换为止挡凸沿，该止挡凸沿设置在背压支路11a的第一端，且朝向背压支路11a的通道伸出。

优选地，挡片22的周向边缘与背压支路11a的内壁螺纹连接。由于挡片22的周向边缘与背压支路11a的内壁螺纹连接，因而使挡片22具有易于拆装的特点，从而便于在背压支路11a内放置阀片21或对阀片21进行检修更换操作。优选地，为了提高可靠性，可以在挡片22与背压支路11a的内壁的连接处添加螺纹胶予以紧固。

本发明中的背压支路11a的第二端还具有限制阀片21运动行程的限位部11c，阀片21和出气支路11b的第二端均位于限位部11c与背压支路11a的第一端之间。由于在背压支路11a的第二端设置有限位部11c，因而有效避免因背压力过大而导致阀片21被吹进气管90内，从而保证了防逆流组件20的工作可靠性。

如图2和图5所示的优选实施方式中，背压支路11a的管径大于第一补气段11的进气端的管径，通过变截面的管径设置，以使背压支路11a与第一补气段11的进气端之间形成止挡阶梯面，也就是限位部11c，从而有效防止阀片21进入第一补气段11的进气端。

如图2和图5所示的优选实施方式中，背压支路11a的管径大于第一补气段11的进气端的管径，且补气管90的直径小于阀片21的直径，因而背压支路11a与第一补气段11的进气端之间形成止挡阶梯面，也就是限位部11c，从而有效防止阀片21进入第一补气段11的进气端或补气管90内。

本发明中的涡旋压缩机还包括动盘30和静盘50，静盘50设置在动盘30的上端，且静盘50与动盘30之间形成压缩腔51，静盘50的朝向压缩腔51的表面上设置有缓冲槽52(请参考图8)。由于静盘50上的缓冲槽52与压缩腔51连通，因而增加了压缩腔51的容积，从而使得涡旋压缩机内的气体压缩量增加，进而提高了涡旋压缩机的工作效率。

如图8所示的优选实施方式中，压缩腔51包括中压腔51a，缓冲槽52位于静盘50的产生中压腔51a的位置处。由于缓冲槽52位于静盘50的产生中压腔51a的位置处，因而当因补气压力过大而导致背压过大时，为避免涡旋齿间的磨损，增加缓冲槽52，以使中压腔51a内的中压气体充入缓冲槽52内，从而抵消部分背压力。

同样地，本发明中的涡旋压缩机要适用在低负荷工况时(如IPLV工况)可不需要中间补气，此时应关闭补气管90。此时，压缩腔51中的气体通过补气孔91进入到背压腔41内，同时充当背压力；背压腔41内的背压力使得阀片21回落至靠近第一补气段11的进气端一侧，从而将背压支路11a和出气支路11b的第二端连通，使第一补气段11被截断。同样地，由于背压腔41空间较大，因而由压缩腔51内流出的气体可以在背压腔41内形成稳定的背压力，从而有效防止动盘30倾覆。

本发明中的涡旋压缩机还包括上盖93、壳体94、进气管95、滤网96、十字滑环97和弹簧98，其中，上盖93罩设在壳体94的上端，进气管95的一端穿过上盖93伸入壳体94内并与静盘50的压缩腔51连通，进气管95内还设置有滤网96，十字滑环97设置在动盘30与上支架40之间，弹簧98位于静盘50与进气管95的连接处。

本发明中的涡旋压缩机在具有补气功能的同时还具备背压调节功能，从而使得涡旋压缩机在高负荷(如低温制热、低温制冷等)、低负荷工况(如IPLV等工况)时都可以正常工作。

作为本发明的第二个方面，提供了一种换热系统，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机是上述的涡旋压缩机。由于本发明中的涡旋压缩机具有结构加工复杂度低、加工精度要求低、装配要求低、运行范围广、工作可靠性好、低负荷工况下气体不易泄露、工作效率高(能效提升可达20％)的特点，因而保证了换热系统的工作可靠性。

如图9所示，换热系统还包括冷凝器60、连接管路70和开关阀80，冷凝器60通过连接管路70与涡旋压缩机直接连接；开关阀80设置在连接管路70上。由于单独在冷凝器60和涡旋压缩机之间设置一条连接管路70，因而当涡旋压缩机的排气温度高于设定温度时，通过打开连接管路70上的开关阀80，可以使得冷凝器60内部分液体冷媒直接注入压缩腔51内，此时因压缩腔51内温度过高，进入压缩腔51内的液体冷媒会瞬时气化，从而使得涡旋压缩机的排气温度降低；当上述排气温度降至设定正常温度范围内时，可以关闭开关阀80，而后继续补气操作。通过增加连接管路70，从而有效保证了涡旋压缩机和其他设备的安全运行，提高了涡旋压缩机的工作可靠性，同时延长了涡旋压缩机的使用寿命。

优选地，开关阀80是电磁阀。

如图9所示，换热系统还包括经济器92、四通阀81、集液器82和蒸发器83，其中，经济器设置在冷凝器60与涡旋压缩机之间。

如图7所示的优选实施方式中，动盘30上设置有补气孔91，补气孔91将背压腔41与压缩腔51连通。当涡旋压缩机在高负荷状态运行时(如低温制热、低温制冷等)，应开启中间补气功能。冷凝器60内的冷媒在经济器92内变为冷媒气体后经补气管90进入涡旋压缩机内。优选地，补气通道10还包括第二补气段12，第二补气段12位于动盘30上，且第二补气段12的一端与补气孔91连通，另一端与背压腔41连通。

如图8所示的优选实施方式中，静盘50上设置有补气孔91，补气孔91将背压腔41与压缩腔51连通。优选地，补气通道10还包括第二补气段12，第二补气段12位于静盘50上，且第二补气段12的一端与补气孔91连通，另一端与背压腔41连通。

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 (8)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

用于给背压腔(41)补气的补气通道(10)；

用于防止所述补气通道(10)内气体逆流的防逆流组件(20)，所述防逆流组件(20)设置在所述补气通道(10)上，所述补气通道(10)包括第一补气段(11)；

动盘(30)；

上支架(40)，所述动盘(30)设置在所述上支架(40)的上端，且所述动盘(30)与所述上支架(40)之间形成所述背压腔(41)，所述第一补气段(11)位于所述上支架(40)处，所述第一补气段(11)的出气端与所述背压腔(41)连通，所述防逆流组件(20)设置在所述第一补气段(11)的所述出气端，所述防逆流组件(20)包括阀片(21)，所述阀片(21)活动设置在所述第一补气段(11)内以使所述出气端打开或截止，所述第一补气段(11)的所述出气端包括：背压支路(11a)，所述背压支路(11a)的第一端与所述背压腔(41)连通，所述阀片(21)滑动设置在所述背压支路(11a)内；出气支路(11b)，所述出气支路(11b)的第一端与所述背压腔(41)连通，根据所述阀片(21)的位置不同所述出气支路(11b)的第二端与所述背压支路(11a)或所述第一补气段(11)的进气端连通。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述防逆流组件(20)还包括挡片(22)，所述挡片(22)设置在所述背压支路(11a)的第一端，所述挡片(22)具有通气孔(22a)。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述挡片(22)的周向边缘与所述背压支路(11a)的内壁螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述背压支路(11a)的第二端还具有限制所述阀片(21)运动行程的限位部(11c)，所述阀片(21)和所述出气支路(11b)的第二端均位于所述限位部(11c)与所述背压支路(11a)的第一端之间。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机还包括：

动盘(30)；

静盘(50)，所述静盘(50)设置在所述动盘(30)的上端，且所述静盘(50)与所述动盘(30)之间形成压缩腔(51)，所述静盘(50)的朝向所述压缩腔(51)的表面上设置有缓冲槽(52)。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述压缩腔(51)包括中压腔(51a)，所述缓冲槽(52)位于所述静盘(50)的产生所述中压腔(51a)的位置处。

7.一种换热系统，包括涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机是权利要求1至6中任一项所述的涡旋压缩机。

8.根据权利要求7所述的换热系统，其特征在于，所述换热系统还包括：

冷凝器(60)；

连接管路(70)，所述冷凝器(60)通过所述连接管路(70)与所述涡旋压缩机直接连接；

开关阀(80)，所述开关阀(80)设置在所述连接管路(70)上。