CN114738277A - 双级涡旋组件和双级涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种双级涡旋组件和双级涡旋压缩机。该双级涡旋组件包括壳体、第一涡盘单元及第二涡盘单元；其中，壳体包括第一工作腔、冷却腔及第二工作腔；第一涡盘单元及第二涡盘单元分别设置于第一工作腔及第二工作腔内；第一涡盘单元的第一出气口及第二涡盘单元的第二进气口均与冷却腔导通。该双级涡旋组件能够通过降低单级压力比，从而减小动涡盘受到的气体力，减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；另外，通过实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，使得压缩机的性能得以提高；而且，还能降低压缩机的功耗，提高压缩机制冷量。

Description

双级涡旋组件和双级涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种双级涡旋组件和双级涡旋压缩机。

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，是制冷系统中的核心设备，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单元，涡旋单元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，动涡盘与静涡盘共同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、压缩及排气过程。

目前，业内的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。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种双级涡旋组件和双级涡旋压缩机，其能够通过降低单级压力比，从而减小动涡盘受到的气体力，减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；另外，通过实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，使得压缩机的性能得以提高。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种双级涡旋组件，双级涡旋组件包括壳体、第一涡盘单元及第二涡盘单元；

壳体包括第一工作腔、冷却腔及第二工作腔；

第一涡盘单元及第二涡盘单元分别设置于第一工作腔及第二工作腔内；第一涡盘单元的第一出气口及第二涡盘单元的第二进气口均与冷却腔导通。

在可选的实施方式中，双级涡旋组件还包括级间冷却器；级间冷却器位于冷却腔内。

在可选的实施方式中，第一涡盘单元与壳体的内壁共同限定第一进气腔及第一排气腔；

第一排气腔与冷却腔导通；第一涡盘单元的第一进气口与第一进气腔导通，第一涡盘单元的第一出气口与第一排气腔导通。

在可选的实施方式中，壳体开设有进气通道，进气通道与第一进气腔导通，且进气通道用于与外部进气管路导通。

在可选的实施方式中，第二涡盘单元与壳体的内壁共同限定第二进气腔及第二排气腔；

第二进气腔与冷却腔导通；第二涡盘单元的第二进气口与第二进气腔导通，第二涡盘单元的第二出气口与第二排气腔导通。

在可选的实施方式中，壳体开设有排气通道，排气通道与第二排气腔导通，且排气通道用于与外部排气管路导通。

在可选的实施方式中，沿壳体的轴线方向，冷却腔位于第一工作腔及第二工作腔之间。

第二方面，本发明提供一种双级涡旋压缩机，双级涡旋压缩机包括驱动单元以及上述的双级涡旋组件；

驱动单元与第一涡盘单元及第二涡盘单元传动连接。

在可选的实施方式中，驱动单元包括第一电机及第二电机；

第一电机与第一涡盘单元传动连接，并用于驱动第一涡盘单元的第一动涡盘转动；

第二电机与第二涡盘单元传动连接，并用于驱动第二涡盘单元的第二动涡盘转动。

在可选的实施方式中，第一电机及第二电机分别设置于第一工作腔及第二工作腔内。

本发明实施例的有益效果包括：

该双级涡旋组件包括壳体、第一涡盘单元及第二涡盘单元；其中，壳体包括第一工作腔、冷却腔及第二工作腔；第一涡盘单元及第二涡盘单元分别设置于第一工作腔及第二工作腔内；第一涡盘单元的第一出气口及第二涡盘单元的第二进气口均与冷却腔导通。

该双级涡旋组件包括第一涡盘单元及第二涡盘单元，通过第一涡盘单元及第二涡盘单元能够进行分级压缩，而且由于第一涡盘单元的第一出气口及第二涡盘单元的第二进气口均与冷却腔导通，进而使得第一涡盘单元的压缩气体通过冷却腔得到冷却后，再送入到第二涡盘单元中进行二次压缩。而且，通过不同的控制程序，能够使得第一涡盘单元及第二涡盘单元的工作转速不同，即，可以使得第一涡盘单元高转速压缩，而第二涡盘单元低转速压缩，以满足冷媒流量的要求；并且，通过控制第一涡盘单元及第二涡盘单元的工作转速，可以调节压力比，灵活调节第一涡盘单元的排气压力。

综上，该双级涡旋组件能够通过降低单级压力比，从而减小动涡盘受到的气体力，减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；另外，通过实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，使得压缩机的性能得以提高；而且，还能降低压缩机的功耗，提高压缩机制冷量。

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为本发明实施例中第一涡盘单元的安装示意图；

图3为本发明实施例中第二涡盘单元的安装示意图；

图4为本发明实施例中冷媒在第一涡盘单元内的运动流程图；

图5为本发明实施例中冷媒在第二涡盘单元内的运动流程图。

图标：300-双级涡旋压缩机；310-驱动单元；311-第一电机；312-第二电机；200-双级涡旋组件；210-壳体；220-第一涡盘单元；230-第二涡盘单元；211-第一工作腔；212-冷却腔；213-第二工作腔；221-第一进气口；222-第一出气口；231-第二进气口；232-第二出气口；240-级间冷却器；214-第一进气腔；215-第一排气腔；216-进气通道；217-第二进气腔；218-第二排气腔；219-排气通道。

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-图5，本实施例提供了一种双级涡旋压缩机300，双级涡旋压缩机300包括驱动单元310以及双级涡旋组件200；

其中，双级涡旋组件200包括壳体210、第一涡盘单元220及第二涡盘单元230；壳体210包括第一工作腔211、冷却腔212及第二工作腔213；第一涡盘单元220及第二涡盘单元230分别设置于第一工作腔211及第二工作腔213内；第一涡盘单元220的第一出气口222及第二涡盘单元230的第二进气口231均与冷却腔212导通；而且驱动单元310与第一涡盘单元220及第二涡盘单元230传动连接。

需要说明的是，在本实施例中，在设置第一涡盘单元220及第二涡盘单元230时，第一涡盘单元220包括第一动涡盘及第二静涡盘，而驱动单元310与第一动涡盘传动连接，并用于驱动第一动涡盘转动；并且第一涡盘单元220还包括第一进气口221及第一出气口222，其中，第一进气口221用于向第一涡盘单元220中导入冷媒，而第一出气口222用于排出加压冷媒；同理，第二涡盘单元230包括第二动涡盘及第二静涡盘，而驱动单元310与第二动涡盘传动连接，并用于驱动第二动涡盘转动；并且第二涡盘单元230还包括第二进气口231及第二出气口232，其中，第二进气口231用于向第二涡盘单元230中导入冷媒，而第二出气口232用于排出加压冷媒；而且沿壳体210的轴线方向，冷却腔212位于第一工作腔211及第二工作腔213之间；

而由于第一涡盘单元220的第一出气口222及第二涡盘单元230的第二进气口231均与冷却腔212导通；由此，在该双级涡旋压缩机300工作的过程中，第一涡盘单元220的第一排气口输出的冷媒在进入冷却腔212后，会由第二进气口231进入第二涡盘单元230中；进而在此过程中，使得冷媒能够在第一涡盘单元220中完成第一级压缩，而在第二涡盘单元230中完成第二级压缩，从而完成两级压缩工作。

在上述内容中，由于冷却腔212的设置，能够使得冷媒在冷却腔212中被迅速冷却，温度降低，容积减小，从而减小了下一级的压缩功。

请参考图1-图5，该双级涡旋压缩机300的工作原理是：

该双级涡旋压缩机300在工作的过程中，通过驱动单元310便可驱动第一涡盘单元220及第二涡盘单元230工作，并在此过程中，通过对驱动单元310的控制，还能够对第一涡盘单元220及第二涡盘单元230的工作转速进行调整。

由于双级涡旋组件200包括第一涡盘单元220及第二涡盘单元230，通过第一涡盘单元220及第二涡盘单元230能够进行分级压缩，而且由于第一涡盘单元220的第一出气口222及第二涡盘单元230的第二进气口231均与冷却腔212导通，进而使得第一涡盘单元220的压缩气体通过冷却腔212得到冷却后，再送入到第二涡盘单元230中进行二次压缩。而且，通过不同的控制程序控制驱动单元310，能够使得第一涡盘单元220及第二涡盘单元230的工作转速不同，即，可以使得第一涡盘单元220高转速压缩，而第二涡盘单元230低转速压缩，以满足冷媒流量的要求；并且，通过控制第一涡盘单元220及第二涡盘单元230的工作转速，可以调节压力比，灵活调节第一涡盘单元220的排气压力。

由此，该双级涡旋压缩机300能够通过降低单级压力比，从而减小动涡盘受到的气体力，减小倾覆力矩，降低压缩机振动和噪音；另外，通过实施级间冷却，既能节省指示功又能降低排气温度，使得压缩机的性能得以提高；而且，还能降低压缩机的功耗，提高压缩机制冷量。

进一步地，请参考图1-图5，在本实施例中，为便于对第一涡盘单元220及第二涡盘单元230的工作转速进行调整，故，驱动单元310包括第一电机311及第二电机312；其中，第一电机311与第一涡盘单元220传动连接，并用于驱动第一涡盘单元220的第一动涡盘转动；第二电机312与第二涡盘单元230传动连接，并用于驱动第二涡盘单元230的第二动涡盘转动。而且，第一电机311及第二电机312分别设置于第一工作腔211及第二工作腔213内。

在本实施例中，在设置冷却腔212时，为提高冷却腔212对冷媒的冷却效果，故，双级涡旋组件200还包括级间冷却器240；级间冷却器240位于冷却腔212内。需要说明的是，级间冷却器240中为循环的冷水，而且在安装级间冷却器240时，为壳体210上开设有安装级间冷却器240的进水管的进水口，以及安装级间冷却器240的出水管的出水口。

进一步地，请参考图1-图5，在本实施例中，在将第一涡盘单元220装入第一工作腔211时，第一涡盘单元220与壳体210的内壁共同限定第一进气腔214及第一排气腔215；而且第一排气腔215与冷却腔212导通；第一涡盘单元220的第一进气口221与第一进气腔214导通，第一涡盘单元220的第一出气口222与第一排气腔215导通。由此，通过这样的设置方式，使得第一进气口221与第一出气口222相互隔离，而且为提高密封性，在第一进气腔214及第一排气腔215的间隔处设置有密封件。

由上述内容可知，在本实施例中，第一涡盘单元220为第一级压缩，由此，在开始压缩时，需要向第一涡盘单元220中导入冷媒，故，壳体210开设有进气通道216，进气通道216与第一进气腔214导通，且进气通道216用于与外部进气管路导通，以便于外部的冷媒经由外部进气管路输送至第一进气腔214中。

同理，在将第二涡盘单元230装入第二工作腔213时，第二涡盘单元230与壳体210的内壁共同限定第二进气腔217及第二排气腔218；而且第二进气腔217与冷却腔212导通；第二涡盘单元230的第二进气口231与第二进气腔217导通，第二涡盘单元230的第二出气口232与第二排气腔218导通。由此，通过这样的设置方式，使得第二进气口231与第二出气口232相互隔离，而且为提高密封性，在第二进气腔217及第二排气腔218的间隔处设置有密封件。

由上述内容可知，在本实施例中，第二涡盘单元230为第二级压缩，由此，在第二涡盘单元230开始压缩后，需要导出冷媒，故，壳体210开设有排气通道219，排气通道219与第二排气腔218导通，且排气通道219用于与外部排气管路导通，以便于完成两级压缩后的冷媒经由外部排气管路导出。

基于上述内容，请参考图1-图5，冷煤在该双级涡旋压缩机300中的压缩流程如下：

请参照图4，并结合图1-图3，图4中的箭头示出了冷媒的运动方向，冷媒经由外部进气管路经过进气通道216进入第一进气腔214，并由第一进气口221进入第一涡盘单元220，在第一电机311的驱动作用下，第一涡盘单元220中的冷媒被压缩，并在压缩后导入至第一排气腔215中，完成第一级压缩；

第一排气腔215中进入冷却腔212中，并在级间冷却器240的作用下进行冷却；

请参照图5，并结合图1-图4，图5中的箭头示出了冷媒的运动方向，冷却腔212中的冷媒进入第二进气腔217中，并由第二进气口231进入第二涡盘单元230，在第二电机312的驱动作用下，第二涡盘单元230中的冷媒被压缩，并在压缩后导入至第二排气腔218中，随后，经排气通道219进入外部排气管路导出。

需要说明的是，由上述流程可知，在第一进气腔214中的冷媒未开始压缩，故为低压状态；第一排气腔215及第二进气腔217中的冷媒均经过第一级压缩，故为中高压状态；而第二排气腔218中的冷媒经过两级压缩，故为高压状态。

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)

1.一种双级涡旋组件，其特征在于：

所述双级涡旋组件包括壳体、第一涡盘单元及第二涡盘单元；

所述壳体包括第一工作腔、冷却腔及第二工作腔；

所述第一涡盘单元及所述第二涡盘单元分别设置于所述第一工作腔及所述第二工作腔内；所述第一涡盘单元的第一出气口及所述第二涡盘单元的第二进气口均与所述冷却腔导通。

2.根据权利要求1所述的双级涡旋组件，其特征在于：

所述双级涡旋组件还包括级间冷却器；所述级间冷却器位于所述冷却腔内。

3.根据权利要求1所述的双级涡旋组件，其特征在于：

所述第一涡盘单元与所述壳体的内壁共同限定第一进气腔及第一排气腔；

所述第一排气腔与所述冷却腔导通；所述第一涡盘单元的第一进气口与所述第一进气腔导通，所述第一涡盘单元的第一出气口与所述第一排气腔导通。

4.根据权利要求3所述的双级涡旋组件，其特征在于：

所述壳体开设有进气通道，所述进气通道与所述第一进气腔导通，且所述进气通道用于与外部进气管路导通。

5.根据权利要求3所述的双级涡旋组件，其特征在于：

所述第二涡盘单元与所述壳体的内壁共同限定第二进气腔及第二排气腔；

所述第二进气腔与所述冷却腔导通；所述第二涡盘单元的第二进气口与所述第二进气腔导通，所述第二涡盘单元的第二出气口与所述第二排气腔导通。

6.根据权利要求5所述的双级涡旋组件，其特征在于：

所述壳体开设有排气通道，所述排气通道与所述第二排气腔导通，且所述排气通道用于与外部排气管路导通。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的双级涡旋组件，其特征在于：

沿所述壳体的轴线方向，所述冷却腔位于所述第一工作腔及所述第二工作腔之间。

8.一种双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述双级涡旋压缩机包括驱动单元以及如权利要求1-7中任意一项所述的双级涡旋组件；

所述驱动单元与所述第一涡盘单元及所述第二涡盘单元传动连接。

9.根据权利要求8所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述驱动单元包括第一电机及第二电机；

所述第一电机与所述第一涡盘单元传动连接，并用于驱动所述第一涡盘单元的第一动涡盘转动；

所述第二电机与所述第二涡盘单元传动连接，并用于驱动所述第二涡盘单元的第二动涡盘转动。

10.根据权利要求9所述的双级涡旋压缩机，其特征在于：

所述第一电机及所述第二电机分别设置于所述第一工作腔及第二工作腔内。

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