CN204663878U - 涡旋压缩机和空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种涡旋压缩机，包括静涡旋盘、动涡旋盘和变容机构，静涡旋盘的基板上设置有变容气缸,变容气缸连通所述涡旋压缩机的吸气腔，变容气缸还设有用于连通所述涡旋压缩机的中压腔的旁通孔，动涡旋盘与静涡旋盘相配合；变容机构设置在变容气缸内，变容机构包括与变容气缸相配合的活塞，活塞为分体结构。还涉及一种空调系统。本实用新型的涡旋压缩机和空调系统，变容气缸内的活塞采用分体结构，使得活塞具有轴向柔性特点，提高了涡旋压缩机可靠性，降低了对零件加工精度的要求。

Description

涡旋压缩机和空调系统

技术领域

本实用新型涉及制冷领域，尤其涉及一种涡旋压缩机和空调系统。

背景技术

涡旋压缩机因其效率高、体积小、质量轻、运行平稳等特点被广泛运用于制冷空调和热泵等领域。如图1所示，一般来说，涡旋压缩机101由密闭壳体108、静涡旋盘105、动涡旋盘106、上支架109、曲轴113、防自转机构和电机104等构成，动、静涡旋盘的型线均是螺旋形，动涡旋盘相对静涡旋盘偏心并相差180度安装，于是在动、静涡旋盘间形成了一系列月牙形空间。在动涡旋盘以静涡旋盘的中心为旋转中心并以一定的旋转半径作无自转的回转平动时，外圈月牙形空间便会不断向中心移动，此时，冷媒被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压冷媒被排出泵体，完成压缩过程。

随着涡旋压缩机技术的发展及节能要求的不断提高，出现了变容量涡旋压缩机，通过在静盘底板开设变容孔，实现压缩腔气体与吸气腔气体(或低压侧气体)连通，从而减少压缩机的排量(即部分负荷)。在该变容量涡旋压缩机中，为实现容量改变须将变容装置(活塞等)轴向安装在静盘底板通孔中，这需要静盘底板有较大的厚度。该涡旋压缩机容量调节活塞阀整体为阶梯圆柱型结构，开设环形槽放置密封圈及径向气体通路。该结构不易加工且对零件加工精度要求较高，另外活塞凸出部下端面与动盘齿顶配合间隙处如有杂质或毛刺则压缩机可靠性会降低，其次活塞阀打开后泄漏通道保持不变，不能满足大流量制冷剂流出要求使变容效率降低。

实用新型内容

鉴于现有技术的现状，本实用新型的目的在于提供一种涡旋压缩机和空调系统，变容气缸内的活塞采用分体结构，使得活塞具有轴向柔性特点，提高了涡旋压缩机可靠性，减小了对零件加工精度的要求。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种涡旋压缩机，包括：

静涡旋盘，所述静涡旋盘的基板上设置有变容气缸,所述变容气缸连通所述涡旋压缩机的吸气腔，所述变容气缸还设有用于连通所述涡旋压缩机的中压腔的旁通孔；

动涡旋盘，所述动涡旋盘与所述静涡旋盘相配合；以及

变容机构，所述变容机构设置在所述变容气缸内，所述变容机构包括与所述变容气缸相配合的活塞，所述活塞为分体结构。

在其中一个实施例中，所述活塞包括主体活塞和活塞凸出部，所述主体活塞上设置有用于容纳所述活塞凸出部的容置空间，所述主体活塞与所述活塞凸出部之间设置有第一弹性部件，所述活塞凸出部能够相对所述主体活塞上下运动，所述活塞凸出部用于密封所述旁通孔。

在其中一个实施例中，所述活塞凸出部的高度H₃大于所述旁通孔的深度H₄。

在其中一个实施例中，所述活塞凸出部开设有用以装配第一弹性部件的盲孔。

在其中一个实施例中，所述变容气缸、所述主体活塞、所述活塞凸出部和所述旁通孔满足以下关系：H₃＞H₁-H₂+H₄；

其中，H₁代表所述变容气缸的高度，H₂代表所述主体活塞的高度，H₃代表所述活塞凸出部的高度，H₄代表所述旁通孔的深度。

在其中一个实施例中，所述主体活塞的外周还设有密封装置。

在其中一个实施例中，所述密封装置为蓄能弹簧密封圈或O型密封圈，所述主体活塞开设有环形槽，所述密封装置套设所述环形槽。

在其中一个实施例中，所述主体活塞的靠近所述旁通孔的一端还设置有第二弹性部件。

在其中一个实施例中，所述旁通孔的内径大于所述活塞凸出部的外径，所述活塞凸出部在所述第一弹性部件的的弹力作用下能够进入所述旁通孔，且所述活塞凸出部的端面与所述动涡旋盘的齿顶贴合，使得所述旁通孔能够被所述活塞凸出部封闭。

在其中一个实施例中，所述基板上设置有变容泄漏通道，所述变容泄漏通道分别连通所述变容气缸和所述涡旋压缩机的吸气端，在所述旁通孔处于打开状态时，所述涡旋压缩机的中压腔能够通过所述旁通孔、所述变容泄漏通道与所述涡旋压缩机的吸气腔连通。

还涉及一种空调系统，包括控制部和上述任一技术方案的所述涡旋压缩机，所述控制部连通所述变容气缸，所述控制部还可选择性地与所述涡旋压缩机的排气端或所述涡旋压缩机的吸气端连通，从而控制所述变容机构动作而实现所述涡旋压缩机的容量调节。

在其中一个实施例中，所述控制部与所述涡旋压缩机的排气端之间还串联设置有节流装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的涡旋压缩机和空调系统，变容气缸内的活塞采用分体结构，使得活塞具有轴向柔性特点，提高了涡旋压缩机可靠性，减小了对零件加工精度的要求。在旁通孔泻出气流的冲击作用下，泄漏通道是可变化的，大流量制冷剂泻出时通道会自行变大而提高变容效率。可调节的泄漏通道，解决了不同制冷剂流量泻出对泄漏通道大小需求问题。

附图说明

图1为现有技术的涡旋压缩机的剖视示意图；

图2为本实用新型一实施例的涡旋压缩机在非变容运行状态的剖视示意图；

图3为图2中A部的局部放大示意图；

图4为图2所示涡旋压缩机在变容运行状态的剖视示意图；

图5为图4中B部的局部放大示意图；

图6为本实用新型涡旋压缩机的变容机构分解示意图；

图7为设有变容泄漏通道的静涡旋盘在变容运行状态的结构示意图；

图8为图7中A-A向剖视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型的涡旋压缩机和空调系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图2至图8，本实用新型一实施例的涡旋压缩机101，在壳体108内设置有压缩机构102和驱动部分103。压缩机构102包括静涡旋盘105、动涡旋盘106，以及防止动涡旋盘106自转的十字滑环110。驱动部分103包括电机104和曲轴113。电机104包括转子118和定子119。

静涡旋盘105的基板上设置有变容气缸105b,变容气缸105b连通所述涡旋压缩机的吸气腔，变容气缸105b还设有用于连通所述涡旋压缩机的中压腔的旁通孔105a。在变容气缸105b内设置有变容机构130，变容机构130包括与变容气缸105b相配合的活塞，所述活塞为分体结构。

控制部134通过变容控制连接通路133和变容控制流体引导管131连通变容气缸105b，其中变容控制连接通路133与变容控制流体引导管131串联，变容控制流体引导管131设置在变容气缸105b的密封盖板132。

控制部134还可选择性地与所述涡旋压缩机的排气端或所述涡旋压缩机的吸气端连通，从而控制所述变容机构130动作而实现所述涡旋压缩机的容量调节。即控制部134可使排气管115与变容控制流体引导管131连通，也可使吸气低压通路136与变容控制流体引导管131连通，但控制部134控制变容控制流体引导管131不同时与排气管115和吸气低压通路136连通。控制部134通过排气高压通路137连通涡旋压缩机101的排气管115。

其中，控制部134可为涡旋压缩机101的一个部件，或者，控制部134不作为为涡旋压缩机101的一个部件，而是作为采用涡旋压缩机101的空调系统的一部分。控制部134可为三通阀或四通阀，控制部134采用四通阀时封闭一个阀口即可作为三通阀来使用。

涡旋压缩机变容量调节的原理：通过在静涡旋盘105背面开设旁通孔105a，改变型线的终点。在脱啮点不变的情况，通过缩短型线长度(即提前型线的终点)，减小吸气量与内容积比。如图2至图4所示为本实用新型变容涡旋压缩机的一种控制方案，控制部134可选择性地与高压通道136或吸气压力通道137连通，从而控制变容机构130动作，实现压缩机容量的调节。

优选地，静涡旋盘105的基板上设置有变容泄漏通道105c，变容泄漏通道105c分别连通变容气缸105b和所述涡旋压缩机的吸气端，在旁通孔105a处于打开状态时，涡旋压缩机的中压腔能够通过旁通孔105a、变容泄漏通道105c与所述涡旋压缩机的吸气腔连通，从而实现减小涡旋压缩机吸气量。图8中，变容泄漏通道105c的贯穿基板左侧壁的那部分横向通道末端采用密封螺栓105e密封。

作为一种可实施方式，所述活塞包括主体活塞130a和活塞凸出部130e，主体活塞130a上设置有用于容纳活塞凸出部130e的容置空间130a2，主体活塞130a与活塞凸出部130e之间设置有第一弹性部件130d，活塞凸出部130e能够相对主体活塞130a上下运动，活塞凸出部130e用于密封旁通孔105a。优选地，主体活塞130a的靠近所述旁通孔105a的一端还设置有第二弹性部件130c。优选地，主体活塞130a的靠近所述旁通孔105a的一端设置有安装台阶130a3,第二弹性部件130c的一端抵接安装台阶130a3，第二弹性部件130c的另一端抵接变容气缸105b的内侧底壁。其中第一弹性部件130d、第二弹性部件130c为弹簧或弹片。

活塞凸出部130e开设有用以装配第一弹性部件130d的盲孔，第一弹性部件130d位于凸出部130e和主体活塞130a之间的空间内。

旁通孔105a的内径大于活塞凸出部130e的外径，活塞凸出部130e在第一弹性部件的130d的弹力作用下能够进入旁通孔105a，且活塞凸出部130e的端面与动涡旋盘106的齿顶贴合，使得旁通孔105a能够被活塞凸出部130e封闭。

优选地，活塞凸出部130e的高度大于旁通孔105a的深度。这样活塞凸出部130e不会全部进入旁通孔105a内，便于活塞凸出部130e的回位和导向。

活塞凸出部130e能容纳在主体活塞130a内，且主体活塞130a也对凸出部130e的运动有导向作用，即无论涡旋压缩机以何种状态运行时，活塞凸出部130e与主体活塞130a始终有搭接部分，因此要求满足以下关系：H₃＞H₁-H₂+H₄；其中，H₁代表变容气缸105b的高度，H₂代表主体活塞130a的高度，H₃代表活塞凸出部130e的高度，H₄代表旁通孔105a的深度。

优选地，主体活塞130a的外周还设有密封装置。所述密封装置可为蓄能弹簧密封圈130b，主体活塞130a开设有环形槽130a1，蓄能弹簧密封圈130b套设环形槽130a1。设置蓄能弹簧密封圈130b，用以隔离高低压气体，防止泄漏，减小主体活塞130a移动过程中蓄能弹簧密封圈130b与变容气缸105b之间的摩擦阻力，提高了变容机构130动作的速度、可靠性以及使用寿命。密封装置亦可采用其他形式密封圈，例如O型密封圈等。

涡旋压缩机101工作过程中，由驱动部分103驱动动涡旋盘106运转，动涡旋盘106与静涡旋盘105相互啮合从而形成月牙形压缩腔。随着曲轴113的旋转，制冷剂经过吸气管107进入压缩机构102的吸气腔，动涡旋盘106作继续回转平动并始终保持良好的啮合状态，吸气腔不断向中心推移，容积不断缩小，腔体内压力不断被进行压缩；当压缩达预定压缩比时，制冷剂由静涡旋盘105的中心排气口排出，进入壳体108的上部空间，经静涡旋盘105与上支架109排气通道进入电机104上部空间与壳体108的下部空间，对电机104进行冷却，然后经排气管115排出涡旋压缩机101。

当压缩机作全容量状态运行时，如图3所示，控制部134使变容控制通道133与壳体内排气高压通道137连通，经过节流装置135、经过变容控制流体引导管131排气高压气体进入变容气缸105b作用侧，此时向下的作用力P_d(排气压力)大于向上的作用力F，从而推动主体活塞130a向旁通孔105a侧移动，同时，活塞凸出部130e在第一弹性部件130d的弹力作用下进入静涡旋盘105的旁通孔105a，且活塞凸出部130e的端面与动涡旋盘106的齿顶贴合，旁通孔5a被活塞凸出部130e封闭，此时，中压腔与吸气腔被隔断，涡旋压缩机处于全容量运行状态。

采用该分体式活塞，使活塞具有轴向柔性特点，从而减小了对零件加工精度的要求。另外在第一弹性部件130d的作用下活塞凸出部130e的端面与动涡旋盘106的齿顶接触，保证了密封效果，如有杂质或毛刺活塞凸出部130e可缩回主体活塞内130a，起到避让效果，提高压缩机可靠性。

当涡旋压缩机作变容量状态运行时，如图5所示，控制部134使变容控制通道133与吸气压力通道136连通，经过变容控制流体引导管131的吸气压力气体进入变容气缸105b作用侧，此时向下的作用力P_s(吸气压力)小于向上的作用力F，在压差与第二弹性部件130c向上弹力的作用，主体活塞130a被推起，活塞凸出部130e在旁通孔105a泻出冷媒气流的冲击下缩回到主体活塞130a内，此时，旁通孔105a打开，从而中压腔通过旁通孔105a、变容泄漏通道105c与吸气腔连通，实现减小涡旋压缩机吸气量。

在旁通孔105a泻出气流的冲击作用下，泄漏通道是可以变化的，大流量制冷剂泻出时通道会自行变大(气流冲击活塞凸出部130e使其缩回主体活塞130a内增大轴向空间)，提高变容效率。在此过程中，由于制冷剂泄漏经过设置于压力与温度较低的旁通孔105a，变容泄漏通道105c与吸气侧连通，其对制冷剂加热程度较小，提高涡旋压缩机在该状态下的吸气容积效率从而提高了涡旋压缩机在变容状态下的性能，同时该机构设置于静涡旋盘背面的基板中可避免因变容机构导致压缩机轴向高度增加，提高压缩机结构的紧凑性。

本实用新型还涉及一种空调系统，包括控制部134和上述任一技术方案的所述涡旋压缩机，控制部134连通变容气缸105b，控制部134还可选择性地与所述涡旋压缩机的排气端或所述涡旋压缩机的吸气端连通，从而控制所述变容机构130动作而实现所述涡旋压缩机的容量调节。空调系统除上述涡旋压缩机和控制部134外均为现有技术，空调由于采用上述涡旋压缩机，也取得了同样的技术效果，此处不再赘述。其中，控制部134与所述涡旋压缩机的排气管115(排气端)之间还可串联设置有节流装置135，节流装置135为电子膨胀阀或毛细管。

以上各实施例的涡旋压缩机和空调系统，变容气缸内的活塞采用分体结构，使得活塞具有轴向柔性特点，提高了涡旋压缩机可靠性，减小了对零件加工精度的要求。在旁通孔泻出气流的冲击作用下，泄漏通道是可变化的，大流量制冷剂泻出时通道会自行变大而提高变容效率。可调节的泄漏通道，解决了不同制冷剂流量泻出对泄漏通道大小需求问题。气流冲击活塞凸出部使其缩回主体活塞内，增大轴向空间。在第一弹性部件的作用下，活塞凸出部与动涡旋盘的齿顶接触，保证了密封效果，如有杂质或毛刺凸出部可缩回主体活塞内，起到避让效果，提高压缩机可靠性。对涡旋压缩机的优化，进一步保证了涡旋压缩机容量的可靠调节。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

静涡旋盘(105)，所述静涡旋盘(105)的基板上设置有变容气缸(105b),所述变容气缸(105b)连通所述涡旋压缩机的吸气腔，所述变容气缸(105b)还设有用于连通所述涡旋压缩机的中压腔的旁通孔(105a)；

动涡旋盘(106)，所述动涡旋盘(106)与所述静涡旋盘(105)相配合；以及

变容机构(130)，所述变容机构(130)设置在所述变容气缸(105b)内，所述变容机构(130)包括与所述变容气缸(105b)相配合的活塞，所述活塞为分体结构。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述活塞包括主体活塞(130a)和活塞凸出部(130e)，所述主体活塞(130a)上设置有用于容纳所述活塞凸出部(130e)的容置空间(130a2)，所述主体活塞(130a)与所述活塞凸出部(130e)之间设置有第一弹性部件(130d)，所述活塞凸出部(130e)能够相对所述主体活塞(130a)上下运动，所述活塞凸出部(130e)用于密封所述旁通孔(105a)。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述活塞凸出部(130e)的高度大于所述旁通孔(105a)的深度。

4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述活塞凸出部(130e)开设有用以装配第一弹性部件(130d)的盲孔。

5.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述变容气缸(105b)、所述主体活塞(130a)、所述活塞凸出部(130e)和所述旁通孔(105a)满足以下关系：H₃＞H₁-H₂+H₄；

其中，H₁代表所述变容气缸(105b)的高度，H₂代表所述主体活塞(130a)的高度，H₃代表所述活塞凸出部(130e)的高度，H₄代表所述旁通孔(105a)的深度。

6.根据权利要求2-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述主体活塞(130a)的外周还设有密封装置。

7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述密封装置为蓄能弹簧密封圈(130b)或O型密封圈，所述主体活塞(130a)开设有环形槽(130a1)，所述密封装置套设所述环形槽(130a1)。

8.根据权利要求2-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述主体活塞(130a)的靠近所述旁通孔(105a)的一端还设置有第二弹性部件(130c)。

9.根据权利要求2-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述旁通孔(105a)的内径大于所述活塞凸出部(130e)的外径，所述活塞凸出部(130e)在所述第一弹性部件的(130d)的弹力作用下能够进入所述旁通孔(105a)，且所述活塞凸出部(130e)的端面与所述动涡旋盘(106)的齿顶贴合，使得所述旁通孔(105a)能够被所述活塞凸出部(130e)封闭。

10.根据权利要求1-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述基板上设置有变容泄漏通道(105c)，所述变容泄漏通道(105c)分别连通所述变容气缸(105b)和所述涡旋压缩机的吸气端，在所述旁通孔(105a)处于打开状态时，所述涡旋压缩机的中压腔能够通过所述旁通孔(105a)、所述变容泄漏通道(105c)与所述涡旋压缩机的吸气腔连通。

11.一种空调系统，其特征在于，包括控制部(134)和权利要求1-10任一项所述的涡旋压缩机，所述控制部(134)连通所述变容气缸(105b)，所述控制部(134)还可选择性地与所述涡旋压缩机的排气端或所述涡旋压缩机的吸气端连通，从而控制所述变容机构(130)动作而实现所述涡旋压缩机的容量调节。

12.根据权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述控制部(134)与所述涡旋压缩机的排气端之间还串联设置有节流装置(135)。