技术领域
[0001] 本
发明涉及一种涡旋压缩机及包括该涡旋压缩机的空调系统。
背景技术
[0002] 本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成
现有技术。
[0003] 涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机械。在涡旋压缩机的运转过程中，
马达的动
力经由旋
转轴传递至涡旋组件以引起涡旋组件的相对旋转，从而实现对
工作流体的压缩。涡旋组件包括动涡旋件和定涡旋件。
[0004] 目前，喷气增
焓压缩机广泛用在涡旋式压缩机上。喷气增焓压缩机是采用两级节流中间喷气技术，采用闪蒸器进行气液分离，实现增焓效果。它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却，然后高压时正常压缩，提高压缩机排气量，达到低温环境下提升制
热能力的目的。高效
过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用，一方面对主循环回路工作流体进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对辅助回路(这路工作流体将由压缩机中部导入直接参与压缩)中经过
电子膨胀
阀降压后的低压低温工作流体进行适当的预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩。当室外
温度很低时，室外机热交换能力下降，压缩机正常回气口的回气量减少，压缩机功率降低，不能发挥最好效果。但通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而增加压缩机排气量，室内机
热交换器制热的循环工作流体量增加，实现制热量增加。因此更加适用于寒冷地区。
[0005] 喷气增焓系统可以显著提高高压比工况的制冷/制热量以及系统能效，在
热泵空调/低温热泵采暖(热
水)/低温冷冻等很多应用上有应用。目前系统形式主要有两种方式：换热器(例如
板式换热器或套
管式换热器)的经济器系统和闪蒸罐系统。其中，板式换热器控制简单，运行范围广。但是，闪蒸罐系统在成本上相对于经济器系统有较大优势：闪蒸罐只是
压力容器，而板式换热器的成本高很多。闪蒸罐系统虽然具有成本上的优势，但是闪蒸罐和压缩机是两个零部件，系统连接需要管路，造成成本增加，同时管路的压降也对系统性能会有一定的影响。
[0006] 因此，需要一种简化系统连接降低成本，又能提高涡旋压缩机性能的涡旋压缩机。
发明内容
[0007] 本发明的一个目的在于提供一种涡旋压缩机，包括：壳体；压缩机构，其包括定涡旋件和动涡旋件，在动涡旋件与定涡旋件之间形成用于压缩工作流体的一系列压缩腔；以及密封构件，其设置在定涡旋件与壳体的内壁之间，从而将涡旋压缩机的壳体分为上部部分和下部部分，壳体的上部部分与定涡旋件包围的空间由密封构件密封形成密封腔体作为与涡旋压缩机成一体的闪蒸罐，密封腔体与压缩腔流体连通。
[0008] 在一个实施方式中，工作流体在密封腔体中形成液面，并且在密封腔体中设置有喷射管，喷射管的上端位于液面上方，喷射管的下端附接于定涡旋件并且经由设置于定涡旋件中的流体通道通向压缩腔。
[0009] 在一个实施方式中，密封构件包括设置在定涡旋件外周与壳体的内壁之间的O型圈。
[0010] 在一个实施方式中，在压缩腔中经过压缩的工作流体从设置于定涡旋件中的涡旋排气口经由设置于定涡旋件中的流体通道排出至密封构件下方。
[0011] 在一个实施方式中，在定涡旋件的上表面上形成有流体流通沟槽，在该流体流通沟槽上设置有排气盖板，排气盖板与流体流通沟槽形成密封的流体排放通道，在压缩腔中经过压缩的工作流体经由该流体排放通道排出至密封构件下方。
[0013] 在一个实施方式中，工作流体在动涡旋件下方从设置在壳体的下部部分处的压缩机排气口排出。
[0014] 在一个实施方式中，工作流体通过设置在定涡旋件中的流体通道被引导到设置在涡旋压缩机中的驱动机构进行冷却。
[0015] 在一个实施方式中，在壳体的下部部分处设置有压缩机吸气口，压缩机吸气口穿过壳体的
侧壁通向压缩腔。
[0016] 在一个实施方式中，在壳体的下部部分处设置有压缩机排气口。
[0017] 在一个实施方式中，在壳体的上部部分处设置有闪蒸罐入口。
[0018] 在一个实施方式中，在壳体的上部部分处设置有闪蒸罐排液口，闪蒸罐排液口比闪蒸罐入口轴向靠下。
[0019] 一种包括上述涡旋压缩机的空调系统，该空调系统还包括：
蒸发器，
蒸发器的入口经由
控制阀连接于设置在涡旋压缩机的上部部分的闪蒸罐排液口，蒸发器的出口连接至设置于涡旋压缩机的下部部分的压缩机吸气口，从而将从密封腔体经由闪蒸罐排液口排出的工作流体在蒸发器处蒸发，随后将工作流体经由压缩机吸气口引入涡旋压缩机的密封腔；以及
冷凝器，冷凝器的入口连接于设置在涡旋压缩机的下部部分的压缩机排气口，冷凝器的出口经由另一控制阀连接至设置于涡旋压缩机的上部部分的闪蒸罐入口，从而将从涡旋压缩机经由压缩机排气口排出的工作流体在冷凝器处进行冷凝，随后将工作流体经由闪蒸罐入口引入涡旋压缩机的密封腔体。
[0020] 本发明通过闪蒸罐和压缩机一体化的设计，简化了系统连接方式，降低了成本，同时具有喷射管路低压降及压缩机构冷却的效果，提升了系统效率。
附图说明
[0021] 以下将参照附图仅以示例方式描述本发明的实施方式，在附图中，相同的特征或部件采用相同的附图标记来表示且附图不一定按比例绘制，并且在附图中：
[0022] 图1是根据现有技术的涡旋压缩机的俯视图；
[0023] 图2是沿图1中的A-A线截取的根据现有技术的涡旋压缩机的截面图；
[0024] 图3是根据现有技术的单独设置闪蒸罐的空调系统的示意图；
[0025] 图4是根据本发明实施方式的涡旋压缩机的俯视图；
[0026] 图5是沿图4中的B-B线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的局部截面图，示出了压缩机吸气口和闪蒸罐入口的
位置，以及工作流体的一种流向；
[0027] 图6是沿图4中的B-B线截取的根据本发明另一实施方式的涡旋压缩机的局部截面图，示出了工作流体的另一种流向；
[0028] 图7是沿图4中的C-C线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的局部截面图，示出了喷射管与定涡旋件的附接；
[0029] 图8是根据本发明实施方式的包括与闪蒸罐一体化的涡旋压缩机的空调系统的示意图；以及
[0030] 图9是沿图4中的B-B线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的定涡旋件的另一实施方式的局部截面图。
具体实施方式
[0031] 下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本发明、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本发明的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本发明各个实施方式的具体尺寸及其比例，在特定的附图或图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本发明各个实施方式的相关细节或结构。
[0032] 图1是根据现有技术的未与闪蒸罐一体化的涡旋压缩机100的俯视图。图2是沿图1中的A-A线截取的根据现有技术的涡旋压缩机的截面图。图3是压缩机100在空调系统中连接状态的示意图。涡旋压缩机100包括壳体10以及容置在壳体10内的压缩机构20、驱动机构30等。壳体10包括大致圆筒形的主壳体11、顶盖12、底座13。压缩机构20为涡旋组件，包括定涡旋件21和动涡旋件22。定涡旋件21与动涡旋件22之间形成有一系列压缩腔23。压缩机构
20被支承在主
轴承座50上。驱动机构30例如包括马达，马达包括
定子31和
转子32。转子32设置在定子31内，并且能够相对于定子31旋转。驱动机构30经由
旋转轴33驱动压缩机构20。旋转轴33设置在转子32内，随转子32一起旋转。旋转轴33的上端部经由轴承51由
主轴承座50支承。
[0033] 参照图2，在顶盖12上设置有压缩机吸气口41。压缩机吸气口41的上端伸出到压缩机100外部。压缩机吸气口41的下端附接至定涡旋件21，并且与压缩腔23流体连通。来自蒸发器的气态工作流体经由压缩机吸气口41进入压缩腔23，在压缩腔室中经过压缩，经由设置于定涡旋件中的涡旋排气口42进入位于定涡旋件21与顶盖12之间的腔室。气态工作流体沿着顶盖12和主壳体11的内壁向下流动经过定涡旋件21、动涡旋件22和主轴承座50，经由设置在主壳体11中并且位于主轴承座50下方、驱动机构30上方的压缩机排气口44排出压缩机100。
[0034] 参照图3，经由压缩机排气口44排出的气态工作流体在冷凝器处进行冷凝，转变成液态工作流体。液态工作流体经由控制阀从闪蒸罐入口81流入闪蒸罐。高压的饱和液态工作流体进入比较低压的闪蒸罐中后，由于压力的突然降低使这些饱和液态工作流体变成一部分的容器压力下的饱和气态工作流体和饱和液态工作流体。较低压力下的饱和液态工作流体从闪蒸罐排液口82离开，经由控制阀进入蒸发器，并且随后在蒸发器中蒸发成气态工作流体，随后离开蒸发器进入压缩机吸气口41。较低压力下的饱和气态工作流体从闪蒸罐排气口83离开，经由设置于主壳体11上部的喷焓
接口43进入压缩机100。
[0035] 再参照图2，喷焓接口43穿过主壳体11附接于定涡旋件21，与形成在定涡旋件21中的流体通道流体连通。该流体通道通向压缩腔23。来自闪蒸罐的饱和气态工作流体经由喷焓接口43和定涡旋件21中的流体通道进入压缩腔23，再经由涡旋排气口42进入位于定涡旋件21与顶盖12之间的腔室。气态工作流体沿着顶盖12和主壳体11的内壁向下流动经过定涡旋件21、动涡旋件22和主轴承座50，再经由压缩机排气口44排出压缩机100。
[0036] 图4是根据本发明实施方式的涡旋压缩机的俯视图。图5、图6是沿图4中的B-B线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的局部截面图。图7是沿图4中的C-C线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的局部截面图。图8是根据本发明实施方式的包括与闪蒸罐一体化的涡旋压缩机的空调系统的示意图。图9是沿图4中的B-B线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的定涡旋件的另一实施方式的局部截面图。
[0037] 在定涡旋件21的外周与壳体10的内壁之间设置有密封构件。密封构件包括O型圈61。密封构件将涡旋压缩机的壳体10分为上部部分和下部部分。壳体10的上部部分与定涡旋件21包围的空间由密封构件密封形成一定容积的密封腔体作为与涡旋压缩机成一体的闪蒸罐。
[0038] 压缩机吸气口41设置在壳体10的下部部分，并且压缩机吸气口41穿过壳体10的侧壁与压缩腔23流体连通。来自蒸发器的气态工作流体经由压缩机吸气口41进入压缩腔23。在定涡旋件21的上表面上形成有流体流通沟槽，在该流体流通沟槽上设置有排气盖板71，排气盖板71与该流体流通沟槽形成密封的流体排放通道，在压缩腔23中经过压缩的工作流体经由该流体排放通道排出至密封构件下方。气态工作流体沿着设置在定涡旋件21中的流动通道、随后沿着主壳体11的内壁向下流动经过定涡旋件21、动涡旋件22和主轴承座50，经由设置在主壳体11中并且位于主轴承座50下方、驱动机构30上方的压缩机排气口44排出压缩机100。涡旋压缩机可以设计成在动涡旋件下方排气。替代性地，参见图6，可以通过定涡旋密封通道将气流引导到驱动机构30来对其进行冷却。
[0039] 替代性地，流体排放通道也可以通过钻孔而仅设置在定涡旋件21中。参见图9，图9是沿图4中的B-B线截取的根据本发明实施方式的涡旋压缩机的定涡旋件的另一实施方式的局部截面图。涡旋排气口42并未从压缩腔23通向定涡旋件21外，并且与在压缩机径向方向上的
盲孔连通，该盲孔经由设置在定涡旋件21中的纵向方向的另一盲孔通向定涡旋件21外部，在定涡旋件21上形成流体排出口。该流体排出口位于密封构件下方。
[0040] 参照图8，经由压缩机排气口44排出的气态工作流体在冷凝器处进行冷凝，转变成液态工作流体。液态工作流体经由控制阀从位于壳体10的上部部分处的一体的闪蒸罐的闪蒸罐入口81流入上述密封腔体。高压的饱和液态工作流体进入比较低压的密封腔体中后，由于压力的突然降低使这些饱和液态工作流体变成一部分的容器压力下的饱和气态工作流体和饱和液态工作流体。较低压力下的饱和液态工作流体从从位于壳体10的上部部分处的一体的闪蒸罐的闪蒸罐排液口82离开，经由控制阀进入蒸发器，并且随后在蒸发器中蒸发成气态工作流体，随后离开蒸发器进入压缩机吸气口41。闪蒸罐排液口82比闪蒸罐入口81轴向靠下。
[0041] 密封腔体中的饱和液态工作流体能够对定涡旋件21进行冷却。
[0042] 参照图7，在上述密封腔体中设置有喷射管84。喷射管84可以由多种材料制成，所述材料优选地例如包括铜、
铁等。喷射管84的上端位于工作流体液面上方，下端附接于定涡旋件21并且与设置在定涡旋件21中的流体通道流体连通。较低压力下的饱和气态工作流体位于图中的工作流体液面上方，经由喷射管84及设置在定涡旋件21中的流体通道进入压缩腔23中，再经由涡旋排气口42进入位于定涡旋件21与排气盖板71之间的腔室。气态工作流体沿着设置在定涡旋件21中的流动通道、随后沿着主壳体11的内壁向下流动经过定涡旋件21、动涡旋件22和主轴承座50，经由设置在主壳体11中并且位于主轴承座50下方、驱动机构
30上方的压缩机排气口44排出压缩机100。压缩机可以设计成动涡旋下排气，即，工作流体在动涡旋件22下方从设置在壳体10的下部部分处的压缩机排气口44排出。替代性地，参见图6，工作流体通过设置在定涡旋件21中的流体通道被引导到设置在涡旋压缩机中的驱动机构30进行冷却。
[0043] 涡旋压缩机和闪蒸罐一体化设计可以简化系统管路连接，降低应用成本。简化管路连接降低了系统管路压降，提高了性能。同时，压缩机涡旋机构浸泡在中压低温工作流体中，实现了类似等温压缩的效果，降低了压缩功率。
[0044] 在此，已详细描述了本发明的示例性实施方式，但是应该理解的是，本发明并不局限于上文详细描述和示出的具体实施方式。在不偏离本发明的主旨和范围的情况下，本领域的技术人员能够对本发明进行各种变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
