多級壓縮機及空調系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多級壓縮機及空調系統，該多級壓縮機包括至少一個高壓級氣缸和至少一個低壓級氣缸，所述高壓級氣缸的吸氣側對應的側壁上設有旁通口，所述旁通口與該高壓級氣缸的吸氣口通過旁通回流流道相連通，且所述旁通回流流道設有控制氣流通斷的控制機構。如此設置，本實用新型提供的多級壓縮機，能夠實現壓縮機容積比可以調節，壓縮機不再是固定的一個容積比，這樣能夠使壓縮機在不同工況負載下運行時，將容積比調節到該工況對應的最優容積比，使該壓縮機的工況適應性更好，相比固定容積比的多級壓縮機整體的綜合能效更好。
【專利說明】
多級壓縮機及空調系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及空調技術領域，更具體地說，涉及一種多級壓縮機及空調系統。
【背景技術】
[0002]隨著世界范圍內對空調能效要求的提高，如何提高壓縮機綜合能效是本領域技術人員亟待解決的技術問題。現有技術主要以改變壓縮機排量來提高壓縮機的環境適應性，或采用雙級增焓技術提高壓縮機高溫/低溫工況下的能力及能效比。
[0003]申請號為CN200910178425.0和申請號為CN201120255956.8的專利文獻分別公開了一種可變容量的壓縮機，其通過在單級壓縮機的氣缸上設置旁通孔，以使吸氣腔部分容積卸載，從而使壓縮機變排量(兩級變排量)運行，達到降功耗和適應不同工況的目的。申請號為CN201220417370.1的專利文獻公開了一種雙缸壓縮機，其通過第一氣缸在卸載狀態與工作狀態的切換，實現壓縮機單缸單級運行和雙缸雙級運行兩種狀態。申請號CN200680001489.8的專利文獻公布了一種多缸變容壓縮機，其通過對某一滑片進行限制或釋放，達到使對應氣缸在卸載與工裝狀態間切換。
[0004]現有技術中的上述單級變容壓縮機雖能實現排量的變化，但其在超低溫等惡劣工況下的能效依然較低，其工況適應范圍較窄。而普通雙級增焓壓縮機的容積比無法進行調節，致使其對運行工況的適應能力較差，若保證壓縮機低溫工況和高溫工況下的能效，其普通工況下運行時的能效又會大幅下降，二者無法兼顧。
[0005]因此，如何在實現多級壓縮機的容積比可調的基礎上，同時保證該壓縮機的能效，成為本領域技術人員所要解決的重要技術問題。
【實用新型內容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種多級壓縮機，能夠實現壓縮機容積比可以調節，壓縮機不再是固定的一個容積比，這樣能夠使壓縮機在不同工況負載下運行時，將容積比調節到該工況對應的最優容積比，使該壓縮機的工況適應性更好，相比固定容積比的多級壓縮機整體的綜合能效更好。本實用新型的目的還在于提供一種包括上述多級壓縮機的空調系統。
[0007]本實用新型公開了一種多級壓縮機，包括至少一個高壓級氣缸(14)和至少一個低壓級氣缸，所述高壓級氣缸(14)的吸氣側對應的側壁上設有旁通口(11)，所述旁通口(11)與該高壓級氣缸(14)的吸氣口(13)通過旁通回流流道(12)相連通，且所述旁通回流流道
(12)設有控制氣流通斷的控制機構。
[0008]優選地，所述旁通口(11)與所述高壓級氣缸(14)內的滑片之間的圓心角小于220。。
[0009]優選地，所述旁通回流流道(12)設置在所述高壓級氣缸(14)內，所述控制機構包括設置在所述旁通回流流道(12)內的阻隔件(15)、用于驅動所述阻隔件(15)打開或關閉所述旁通回流流道(12)的控制氣體流路(16)和彈性件(17);當所述控制氣體流路(16)通入高壓氣體時，在高壓氣體的壓力作用下，所述阻隔件(15)位移至阻斷位，所述旁通回流流道
(12)被阻斷，且所述阻隔件(15)壓縮所述彈性件(17)處于壓縮狀態；當所述控制氣體流路
(16)通入中壓或低壓氣體時，在所述彈性件(17)恢復形變的作用力的驅動下，所述阻隔件
(15)位移至導通位，所述旁通回流流道(12)導通。
[0010]優選地，所述控制氣體流路(16)通過高壓管路與壓縮機的出氣口連接;所述控制氣體流路(16)通過低壓管路與分液器的出氣口連接;所述多級壓縮機還包括用于控制所述高壓管路和所述低壓管路導通或截止的閥門裝置，所述高壓管路和所述低壓管路，其中一個為導通狀態時、另一個為截止狀態。
[0011]優選地，還包括增焓部件(19)，所述控制氣體流路(16)通過高壓管路與壓縮機的出氣口連接;所述控制氣體流路(16)通過中壓管路與所述增焓部件(19)的出氣口連接;所述多級壓縮機還包括用于控制所述高壓管路和所述中壓管路導通或截止的閥門裝置，所述高壓管路和所述中壓管路，其中一個為導通狀態時、另一個為截止狀態。優選地，所述高壓級氣缸(14)及與其相鄰的法蘭和隔板的對應位置設有插銷孔(18)，且所述插銷孔(18)經過所述旁通回流流道(12)，所述阻隔件(15)為設置于所述插銷孔(18)內的插銷，所述插銷孔
(18)與所述彈性件(17)相抵、且與所述控制氣體流路(16)相通。
[0012]優選地，所述插銷與所述彈性件(17)相接觸的一端設有凹槽，所述彈性件(17)伸入至所述凹槽中。
[0013]優選地，所述旁通回流流道為設置在所述高壓級氣缸的外側的外部管路，所述外部管路一端與所述旁通口(11)相連，另一端與所述吸氣口(13)相連，所述控制機構為控制所述外部管路通斷的控制閥(25)。
[0014]本實用新型還提供了一種空調系統，包括如上任一項所述的多級壓縮機。
[0015]本實用新型提供的技術方案中，當控制機構控制旁通回流流道處于導通狀態時，高壓級氣缸的吸氣側內的氣體通過旁通回流流道回流到該氣缸的吸氣口，壓縮機實現了小容積比雙級壓縮的運行模式。當控制機構控制旁通回流流道處于截止狀態時，高壓級氣缸的吸氣側內的氣體不能通過旁通回流流道回流到該氣缸的吸氣口，壓縮機實現大容積比雙級壓縮的運行模式。本實用新型提供的多級壓縮機能夠實現壓縮機容積比可以調節，壓縮機不再是固定的一個容積比，這樣能夠使壓縮機在不同工況負載下運行時，將容積比調節到該工況對應的最優容積比，使該壓縮機的工況適應性更好，相比固定容積比的多級壓縮機整體的綜合能效更好。比如，本實用新型提供的多級壓縮機在重工況時能夠實現壓縮機的小容積比雙級壓縮模式，輕工況時能夠實現大容積比雙級壓縮模式，進而保證了該壓縮機具有較優的能效。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型第一種實施例中壓縮機及其系統運行原理圖；
[0018]圖2為本實用新型第一種實施例中壓縮機外觀示意圖；
[0019]圖3為本實用新型第一種實施例中壓縮機內部冷媒流路示意圖；
[0020]圖4為本實用新型第一種實施例中壓縮機結構簡圖；
[0021]圖5為本實用新型第一種實施例中壓縮機的高壓級氣缸結構示意圖；
[0022]圖6為本實用新型第一種實施例中上法蘭示意圖；
[0023]圖7為本實用新型第一種實施例中隔板示意圖；
[0024]圖8-1為本實用新型第一種實施例中旁通回流流道處于阻斷狀態時示意圖；
[0025]圖8-2為本實用新型第一種實施例中旁通回流流道處于導通狀態時示意圖；
[0026]圖9為本實用新型第二種實施例中壓縮機及其運行原理圖；
[0027]圖10為本實用新型第二種實施例中壓縮機內部結構簡圖；
[0028]圖11為本實用新型第二種實施例中壓縮機冷媒流路示意圖；
[0029]圖12為本實用新型第二種實施例中上隔板示意圖；
[0030]圖13為本實用新型第二種實施例中下隔板示意圖；
[0031]圖14-1為本實用新型第二種實施例中旁通回流流道處于阻斷狀態示意圖；
[0032]圖14-2為本實用新型第二種實施例中旁通回流流道處于阻斷狀態示意圖；
[0033]圖15為本實用新型第三種實施例中壓縮機及其運行原理圖；
[0034]圖16為本實用新型第三種實施例中高壓級氣缸示意圖；
[0035]圖17為本實用新型第四種實施例中壓縮機及其運行原理圖；
[0036]圖18為本實用新型第五種實施例中壓縮機及其運行原理圖。
[0037]圖1-圖 18 中:
[0038]旁通口一 11、旁通回流流道一 12、吸氣口一 13、高壓級氣缸一 14、阻隔件一 15、控制氣體流路一 16、彈性件一 17、插銷孔一 18、增焓部件一 19、第一電磁閥一 20、第二電磁閥一21、上隔板空腔一 22、中間流道一 23、增焓口一 24、控制閥一 25。
【具體實施方式】
[0039]本【具體實施方式】的核心在于提供一種多級壓縮機，能夠實現壓縮機容積比可以調節，壓縮機不再是固定的一個容積比，這樣能夠使壓縮機在不同工況負載下運行時，將容積比調節到該工況對應的最優容積比，使該壓縮機的工況適應性更好，相比固定容積比的多級壓縮機整體的綜合能效更好。本【具體實施方式】的目的還在于提供一種包括上述多級壓縮機的空調系統。
[0040]以下，參照附圖對實施例進行說明。此外，下面所示的實施例不對權利要求所記載的【實用新型內容】起任何限定作用。另外，下面實施例所表示的構成的全部內容不限于作為權利要求所記載的實用新型的解決方案所必需的。
[0041]請參閱圖1-圖18，本【具體實施方式】提供的多級壓縮機，其具有兩個及以上個氣缸，其中一個或以上為高壓級氣缸14，一個或以上為低壓級氣缸。在高壓級氣缸14的吸氣側設置有旁通口 11，旁通口 11通過旁通回流流道12與氣缸的吸氣口 13連通。
[0042]本【具體實施方式】提供的技術方案中，當控制機構控制旁通回流流道12處于導通狀態時，高壓級氣缸14的吸氣側內的氣體通過旁通回流流道12回流到該氣缸的吸氣口 13，壓縮機實現了小容積比雙級壓縮的運行模式。當控制機構控制旁通回流流道12處于截止狀態時，高壓級氣缸14的吸氣側內的氣體不能通過旁通回流流道12回流到該氣缸的吸氣口 13，壓縮機實現大容積比雙級壓縮的運行模式。如此多級壓縮機能夠實現壓縮機容積比可以調節，壓縮機不再是固定的一個容積比，這樣能夠使壓縮機在不同工況負載下運行時，將容積比調節到該工況對應的最優容積比，使該壓縮機的工況適應性更好，相比固定容積比的多級壓縮機整體的綜合能效更好。比如，多級壓縮機在重工況時能夠實現壓縮機的小容積比雙級壓縮模式，輕工況時能夠實現大容積比雙級壓縮模式，進而保證了該壓縮機具有較優的能效。
[0043]另外，本【具體實施方式】的優選方案中，氣缸上旁通口11的開設角度Θ小于220°，通過調整旁通口 11的開設角度，可實現多級壓縮機容積比在0.3?1.0范圍變化，以使多級壓縮機容積比處于較合適的范圍內。需要說明的是，上述開設角度是指旁通口與滑片之間的圓心角度，另外，上述開設角度Θ是以旁通口的中心為起始點，經過吸氣口 13之后到達滑片位置的圓心角，具體請參照圖5。
[0044]本【具體實施方式】的優選方案中，控制機構可以包括阻隔件15、控制氣體流路16及彈性件17，其中阻隔件15設置在旁通回流流道12內，阻隔件15可以在旁通回流流道12內進行位移，以使旁通回流流道12處于打開或關閉狀態。控制氣體流路16和彈性件17用于驅動阻隔件15打開或關閉旁通回流流道12，當向控制氣體流路16提供高壓氣體時，在高壓氣體的壓力作用下，阻隔件15位移至阻斷位，旁通回流流道12被阻斷，且阻隔件15壓縮彈性件17處于壓縮狀態；當向控制氣體流路16提供中壓或低壓氣體時，在彈性件17恢復形變的作用力的驅動下，阻隔件15位移至導通位，旁通回流流道12導通。上述控制機構也可為電磁閥等裝置，只需能夠控制旁通回流流道12的通斷即可。
[0045]上述阻隔件15可以具體為插銷，當然也可為隔板等部件，高壓級氣缸14及與其相鄰的上法蘭和隔板的對應位置設有插銷孔18，且插銷孔18經過旁通回流流道12，阻隔件15為設置于所述插銷孔18內的插銷，插銷孔18的一端受彈性件17支撐，另一端與控制氣體流路16相通。
[0046]下面內容，將結合多個具體實施例對本實用新型進行詳細介紹。
[0047]在第一種實施例中，高壓級氣缸設置在低壓級氣缸的上方位置，高壓級氣缸14上設置有旁通口 11、插銷孔18和旁通回流流道12、吸氣口 13，高壓級氣缸14吸氣腔氣體可經旁通口 11、旁通回流流道12與氣缸的吸氣口 13連通，(見圖5)。上法蘭設置有插銷孔18(見圖6)。隔板上設置有中間流道23、與上法蘭的插銷孔相對應的插銷孔(見圖7)。下法蘭設置有一級排氣空腔、中間流道23。插銷尾部設置有彈簧容納孔，插銷尾部與高壓級氣缸14吸氣腔連通，頭部與控制氣體流路16連通，變容控制機構位置及氣缸工作狀態示意圖，見圖8。
[0048]本實施例中增焓口、中間流道23共同組成栗體內部中壓冷媒流道，并與增焓部件
19、一級排氣空腔和高壓級氣缸14吸氣口 13連通。
[0049]第一種實施中壓縮機的變容控制方式通過控制插銷頭部的壓力切換來實現(見圖1)。當第一電磁閥20導通，電磁閥關閉，插銷頭部引入高壓，插銷頭部與插銷尾部存在一定的壓差，依靠壓差所產生的作用力將克服彈簧的彈力推動插銷往尾部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12被阻斷，氣缸吸氣腔氣體將無法回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機大容積比雙級運行模式(見圖1、圖8-1)。當第一電磁閥20關閉，第二電磁閥21導通時，插銷頭部引入分液器提供的低壓氣體，此壓力小于插銷尾部壓力，在彈簧的彈力作用下推動插銷往頭部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12暢通，吸氣腔氣體將通過旁通回流流道12回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機小容積比雙級運行模式(見圖1、圖8-2)。
[0050]第二種實施例與第一種實施例不同點在于，其高壓級氣缸14在下方，低壓級氣缸在上方。其變容控制機構也同第一種實施例中相同或類似。
[0051]第二種實施例中，低壓級氣缸采用下排氣結構，一級壓縮后的氣體排入到一級排氣空腔中，即上隔板空腔22中，見圖12，經中間流道23進入到高壓級氣缸14中進行二級壓縮。增焓口、中間流道23共同組成栗體內部中壓冷媒流道，并與增焓部件、一級排氣空腔和高壓級氣缸14吸氣口 13連通。各零件上的高壓排氣流道共同組成高壓氣體排氣通道，高壓級氣缸14氣體經二級壓縮后排入到高壓級排氣空腔，經高壓排氣流道排出到殼體上腔。
[0052]第二種實施例中壓縮機變容原理:壓縮機的變容控制方式通過控制插銷頭部的壓力切換來實現(見圖9)。當第一電磁閥20導通，第二電磁閥21關閉，插銷頭部引入壓縮機出氣口提供的高壓氣體，插銷頭部與插銷尾部存在一定的壓差，依靠壓差所產生的作用力將克服彈簧的彈力推動插銷往尾部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12被阻斷，氣缸吸氣腔氣體將無法回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機大容積比雙級運行模式(見圖9、圖14-1)。當第一電磁閥20關閉，第二電磁閥21導通，插銷頭部引入分液器提供的低壓氣體，此壓力小于或等于插銷尾部壓力，在彈簧的彈力作用下推動插銷往頭部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12暢通，吸氣腔氣體將通過旁通回流流道12回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機小容積比雙級運行模式(見圖9、圖14-2)。
[0053]在第三種實施例中，壓縮機主要組成部分與實施例一類似，區別在于其變容控制機構主要由控制閥25和外部管路組成(見圖15)。
[0054]第三種實施例中高壓級氣缸14上設置有旁通孔、吸氣口 13(見圖16)，旁通孔與控制閥25、外部管路連接組成旁通回流流道12，高壓級氣缸14吸氣腔氣體可經旁通回流流道12與增焓管路連通(見圖15)。下法蘭設置有一級排氣空腔、中間流道23，隔板上設置有中間流道23，其他零件同實施例一。
[0055]該實施例中壓縮機的變容控制方式為通過控制控制閥25的關閉與導通來實現(見圖15)。當控制閥25關閉，旁通回流通道阻斷，氣缸吸氣腔氣體將無法回流到增焓管路，從而實現壓縮機大容積比雙級運行模式。當控制閥25導通，旁通回流通道暢通，氣缸吸氣腔氣體將回流到增焓管路，從而實現壓縮機小容積比雙級運行模式。
[0056]在第四種實施例中，壓縮機的變容控制方式通過控制插銷頭部的壓力切換來實現(見圖17)。當第一電磁閥20導通，第二電磁閥21關閉，插銷頭部引入壓縮機出氣口提供的高壓氣體，插銷頭部與插銷尾部存在一定的壓差，依靠壓差所產生的作用力將克服彈簧的彈力推動插銷往尾部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12被阻斷，氣缸吸氣腔氣體將無法回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機大容積比雙級運行模式(見圖17、圖8-1) ο當第一電磁閥20關閉，第二電磁閥21導通，插銷頭部引入增焓部件提供的中壓氣體，此壓力等于插銷尾部壓力，在彈簧的彈力作用下推動插銷往頭部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12暢通，吸氣腔氣體將通過旁通回流流道12回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機小容積比雙級運行模式(見圖17、圖8-2)。
[0057]在第五種實施例中，壓縮機的變容控制方式通過控制插銷頭部的壓力切換來實現(見圖18)。當第一電磁閥20導通，第二電磁閥21關閉，插銷頭部引入壓縮機排氣口提供的高壓氣體，插銷頭部與插銷尾部存在一定的壓差，依靠壓差所產生的作用力將克服彈簧的彈力推動插銷往尾部方向運動，此時氣缸旁通流道被阻斷，氣缸吸氣腔氣體將無法回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機大容積比雙級運行模式(見圖18、圖14-1)。當第一電磁閥20關閉，第二電磁閥21導通，插銷頭部引入增焓部件提供的中壓氣體，此壓力小于或等于插銷尾部壓力，在彈簧的彈力作用下推動插銷往頭部方向運動，此時氣缸旁通回流流道12暢通，吸氣腔氣體將通過旁通回流流道12回流到吸氣口 13，從而實現壓縮機小容積比雙級運行模式(見圖 18、圖 14-2)。
[0058]本【具體實施方式】還提供了一種包括上述多級壓縮機的空調系統，如此設置，本【具體實施方式】提供的空調系統，其能夠在實現多級壓縮機的容積比可調的基礎上，實現重工況時能夠實現壓縮機的小容積比雙級壓縮模式，輕工況時能夠實現大容積比雙級壓縮模式，進而保證了該壓縮機具有較優的能效。
[0059]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種多級壓縮機，包括至少一個高壓級氣缸(14)和至少一個低壓級氣缸，其特征在于，所述高壓級氣缸(14)的吸氣側對應的側壁上設有旁通口(11)，所述旁通口(11)與該高壓級氣缸(14)的吸氣口(13)通過旁通回流流道(12)相連通，且所述旁通回流流道(12)設有控制氣流通斷的控制機構。2.如權利要求1所述的多級壓縮機，其特征在于，所述旁通口(11)與所述高壓級氣缸(14)內的滑片之間的圓心角小于220°。3.如權利要求1所述的多級壓縮機，其特征在于，所述旁通回流流道(12)設置在所述高壓級氣缸(14)內，所述控制機構包括設置在所述旁通回流流道(12)內的阻隔件(15)、用于驅動所述阻隔件(15)打開或關閉所述旁通回流流道(12)的控制氣體流路(16)和彈性件(17);當所述控制氣體流路(16)通入高壓氣體時，在高壓氣體的壓力作用下，所述阻隔件(15)位移至阻斷位，所述旁通回流流道(12)被阻斷，且所述阻隔件(15)壓縮所述彈性件(17)處于壓縮狀態；當所述控制氣體流路(16)通入中壓或低壓氣體時，在所述彈性件(17)恢復形變的作用力的驅動下，所述阻隔件(15)位移至導通位，所述旁通回流流道(12)導通。4.如權利要求3所述的多級壓縮機，其特征在于，所述控制氣體流路(16)通過高壓管路與壓縮機的出氣口連接;所述控制氣體流路(16)通過低壓管路與分液器的出氣口連接;所述多級壓縮機還包括用于控制所述高壓管路和所述低壓管路導通或截止的閥門裝置，所述高壓管路和所述低壓管路，其中一個為導通狀態時、另一個為截止狀態。5.如權利要求3所述的多級壓縮機，其特征在于，還包括增焓部件(19)，所述控制氣體流路(16)通過高壓管路與壓縮機的出氣口連接;所述控制氣體流路(16)通過中壓管路與所述增焓部件(19)的出氣口連接;所述多級壓縮機還包括用于控制所述高壓管路和所述中壓管路導通或截止的閥門裝置，所述高壓管路和所述中壓管路，其中一個為導通狀態時、另一個為截止狀態。6.如權利要求3所述的多級壓縮機，其特征在于，所述高壓級氣缸(14)及與其相鄰的法蘭和隔板的對應位置設有插銷孔(18)，且所述插銷孔(18)經過所述旁通回流流道(12)，所述阻隔件(15)為設置于所述插銷孔(18)內的插銷，所述插銷孔(18)與所述彈性件(17)相抵、且與所述控制氣體流路(16)相通。7.如權利要求6所述的多級壓縮機，其特征在于，所述插銷與所述彈性件(17)相接觸的一端設有凹槽，所述彈性件(17)伸入至所述凹槽中。8.如權利要求1所述的多級壓縮機，其特征在于，所述旁通回流流道為設置在所述高壓級氣缸的外側的外部管路，所述外部管路一端與所述旁通口(11)相連，另一端與所述吸氣口(13)相連，所述控制機構為控制所述外部管路通斷的控制閥(25)。9.一種空調系統，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的多級壓縮機。
【文檔編號】F04C28/18GK205689429SQ201620384442
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月28日 公開號201620384442.5, CN 201620384442, CN 205689429 U, CN 205689429U, CN-U-205689429, CN201620384442, CN201620384442.5, CN205689429 U, CN205689429U
【發明人】黃輝, 陳圣, 吳健, 胡余生, 魏會軍, 楊歐翔, 羅惠芳, 鄒鵬, 柯達俊, 陳瑞祥, 尚文海
【申請人】珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司