技术领域
[0001] 本
发明涉及涡旋组件，更具体地，涉及集成有
压缩机构和膨胀机构的压缩及膨胀一体化涡旋组件，本发明还涉及相关联的涡旋式压缩及膨胀一体机器和循环系统。
背景技术
[0002] 例如
涡旋压缩机的压缩机可以应用于例如制冷系统、
空调系统和
热泵系统(以下也统称为循环系统)中。涡旋压缩机包括用于压缩
工作流体(例如制冷剂)的压缩机构，压缩机构进而包括动涡旋部件和定涡旋部件。
[0003] 另一方面，在循环系统中，也需要设置主要用于对工作流体的流量进行调节以便使工作流体减压膨胀的膨胀装置(例如膨胀
阀)。
[0004] 尤其是对于涉及二
氧化
碳跨临界循环的应用，为了回收工作流体减压膨胀时的膨胀能以便将其转换为机械能而用于压缩工作流体，提出了压缩及膨胀一体化概念。如图1所示(图1是示出根据相关技术的压缩及膨胀一体机器的纵剖图)，根据相关技术的压缩及膨胀一体机器200包括：
外壳201；包括动涡旋部件207的涡旋式压缩机构202；电动
马达203；以及
转子式膨胀机构204。在压缩及膨胀一体机器200中，涡旋式压缩机构202与转子式膨胀机构204经由电动马达203的旋
转轴209联接以便实现联动。因此，在这种压缩及膨胀一体机器中，存在结构复杂、制造及装配工艺要求极高、膨胀能回收效率差、尺寸过大和成本较高等问题。
[0005] 因此，在本领域中，存在对压缩及膨胀一体机器在简化结构、减小制造及装配难度、改进膨胀能回收效率、缩小尺寸和降低成本等方面进行改进的空间和需求。
[0006] 这里，应当指出的是，本部分中所提供的技术内容旨在有助于本领域技术人员对本发明的理解，而不一定构成
现有技术。
发明内容
[0007] 在本部分中提供本发明的总概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。
[0008] 本发明的一个目的是提供一种将压缩机构和膨胀机构结合在单个涡旋机构中而实现了真正的压缩及膨胀一体化的涡旋组件。
[0009] 本发明的另一目的是提供一种能够简化压缩膨胀一体机的相关结构的涡旋组件。
[0010] 本发明的另一目的是提供一种能够减小制造及装配工艺难度、缩小机器尺寸和降低成本的涡旋组件。
[0011] 本发明的另一目的是提供一种能够使膨胀能回收的效率更优的涡旋组件。
[0012] 本发明的另一目的是提供一种能够进一步有效地实现膨胀比调节并且也能够有效地实现对膨胀能回收量的调节的涡旋组件。
[0013] 另外，本发明的目的还在于提供相关联的涡旋式压缩及膨胀一体机器和循环系统。
[0014] 为了实现上述目的中的一个或多个，根据本发明的一个方面，提供一种涡旋组件。所述涡旋组件包括：定涡旋部件，所述定涡旋部件具有：定涡旋
基板、以及形成在所述定涡旋基板的一侧的第一定涡卷和第二定涡卷；动涡旋部件，所述动涡旋部件具有：动涡旋基板、以及形成在所述动涡旋基板的一侧的第一动涡卷和第二动涡卷。所述第一定涡卷与所述第一动涡卷彼此接合以限定适于压缩工作流体的压缩腔从而构成涡旋压缩机构，并且所述第二定涡卷与所述第二动涡卷彼此接合以限定适于使工作流体膨胀的膨胀腔从而构成涡旋膨胀机构。
[0015] 为了实现上述目的中的一个或多个，根据本发明的另一方面，提供一种涡旋式压缩及膨胀一体机器。所述涡旋式压缩及膨胀一体机器包括如上所述的涡旋组件。
[0016] 为了实现上述目的中的一个或多个，根据本发明的另一方面，提供一种循环系统。所述循环系统包括：第一换热器；以及第二换热器。所述循环系统还包括如上所述的涡旋式压缩及膨胀一体机器。所述第一换热器的入口与所述涡旋压缩机构的压缩出口)连通，所述第一换热器的出口与所述涡旋膨胀机构的膨胀入口连通，所述第二换热器的入口与所述涡旋膨胀机构的膨胀出口连通，并且所述第二换热器的出口与所述涡旋压缩机构的压缩入口连通。
[0017] 根据本发明的涡旋组件(压缩及膨胀一体组件)和压缩及膨胀一体机器，将压缩机构和膨胀机构结合在单个涡旋机构中而实现了真正的压缩及膨胀一体化。这样，与经由附加的
旋转轴将压缩机构与膨胀机构驱动地联接在一起的所谓相关技术方案相比，可以极大地简化压缩膨胀一体机的结构，而且也可以减小制造及装配工艺难度、缩小机器尺寸和降低成本。而且，由于无需经由附加的旋转轴来实现联动，因此膨胀能回收的效率更优。
[0018] 另一方面，由于设置适于间歇地引导高压工作流体的膨胀进气间歇导通装置，因此可以进一步有效地实现膨胀比调节并且也可以有效地实现对膨胀能回收量的调节。
附图说明
[0019] 通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
[0020] 图1是示出根据相关技术的压缩及膨胀一体机器的纵剖图；
[0021] 图2是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的从涡卷侧观察的立体图；
[0022] 图3是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的从基板侧观察的立体图；
[0023] 图4是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的平面图；
[0024] 图5是示出根据本发明示例性实施方式的动涡旋部件的立体图；
[0025] 图6是示出根据本发明示例性实施方式的动涡旋部件的平面图；
[0026] 图7是示意性地示出一系列膨胀腔中的前后两个膨胀腔的容积变化的曲线图；
[0027] 图8A至图8D是分别示出根据本发明示例性实施方式的涡旋组件的一系列不同工作状态的示意图；以及
[0028] 图9是示出应用有根据本发明示例性实施方式的涡旋组件的循环系统的示意图。
具体实施方式
[0029] 下面参照附图、借助示例性实施方式对本发明进行详细描述。对本发明的以下详细描述仅仅是出于说明目的，而绝不是对本发明及其应用或用途的限制。
[0030] 首先参照图2至图6描述根据本发明示例性实施方式的涡旋组件10。其中，图2是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的从涡卷侧观察的立体图，图3是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的从基板侧观察的立体图，图4是示出根据本发明示例性实施方式的定涡旋部件的平面图，图5是示出根据本发明示例性实施方式的动涡旋部件的立体图，而图6是示出根据本发明示例性实施方式的动涡旋部件的平面图。
[0031] 根据本发明示例性实施方式的涡旋组件10为结合有涡旋压缩机构CM和涡旋膨胀机构EM的压缩及膨胀一体组件。
[0032] 涡旋组件10可以包括定涡旋部件20和动涡旋部件30。
[0033] 如图2至图4所示，定涡旋部件20可以包括基板22和从基板22的径向中央部的下表面向下延伸的螺旋状定涡卷24。另外，定涡旋部件20还可以包括从基板22的径向外周部向下延伸的围绕定涡卷24的周壁26和从周壁26的下端径向向
外延伸的凸缘部28。
[0034] 如图5和图6所示，动涡旋部件30可以包括基板32和从基板32的径向中央部的上表面向上延伸的螺旋状动涡卷34。
[0035] 在典型的涡旋压缩机中，动涡旋部件经由
驱动轴(具体为偏心销)通过电动马达而被驱动，从而借助例如十字滑环而能够相对于定涡旋部件进行平动转动即绕动(亦即，动涡旋部件的轴线相对于定涡旋部件的轴线公转，但是动涡旋部件本身并未绕其轴线旋转)。由此，由定涡卷与动涡卷限定的各容纳室在从径向外侧向径向内侧移动的过程中从未封闭的吸入容纳室变为外侧压缩容纳室再变为中间压缩容纳室再变为中心压缩容纳室(具有最高压
力)，并且容积逐渐由大变小。这样，压缩容纳室中的压力也逐渐升高，从而压缩容纳室中的工作流体(例如制冷剂)被压缩并最终从位于定涡旋部件的基板的径向中心处的排出口排出，由此实现工作流体的吸入、压缩和排出的工作循环。
[0036] 根据本发明示例性实施方式，定涡旋部件20可以实施为所谓的双圈涡旋部件。具体地，定涡卷24可以包括第一定涡卷24A(对应于压缩定涡卷)和第二定涡卷24B(对应于膨胀定涡卷)。
[0037] 对应地，动涡旋部件30也可以实施为所谓的双圈涡旋部件。具体地，动涡卷34可以包括第一动涡卷34A(对应于压缩动涡卷)和第二动涡卷34B(对应于膨胀动涡卷)。
[0038] 第一定涡卷24A与第一动涡卷34A适于彼此接合从而限定出一系列压缩腔C(参见图8A至图8D——图8A至图8D是分别示出根据本发明示例性实施方式的涡旋组件的一系列不同工作状态的示意图)。由此，由第一定涡卷24A与第一动涡卷34A构成涡旋组件10的压缩机构CM。
[0039] 另一方面，第二定涡卷24B与第二动涡卷34B适于彼此接合从而限定出一系列膨胀腔E(参见图8A至图8D)。由此，由第二定涡卷24B与第二动涡卷34B构成涡旋组件10的膨胀机构EM。
[0040] 在定涡旋部件20的基板22处可以设置有：位于基板22的径向外部的压缩入口62(其涡卷侧开口位于凸缘部28的下表面)；位于基板22的大致径向中心处的压缩出口
64(其涡卷侧开口位于基板22的下表面)；位于基板22的径向外部的膨胀入口72(其涡卷侧开口位于凸缘部28的下表面)；以及位于基板22的与压缩出口64所处
位置相比更径向靠外的位置处的膨胀出口74(其涡卷侧开口位于基板22的下表面)。在图示的示例中，压缩入口62与膨胀入口72可以
定位成径向对置，而膨胀入口72可以在径向方向上定位在压缩出口64与膨胀出口74之间。这种设置有利于在紧凑的涡旋组件中构造出符合要求的涡旋压缩机构和涡旋膨胀机构从而有利于获得适当膨胀和实现适当的膨胀能回收。
[0041] 在一些示例中，第一定涡卷24A和与之配合的第一动涡卷34A可以设置为较长，而第二定涡卷24B和与之配合的第二动涡卷34B可以设置为较短(参见图4和图6)。例如，呈螺旋状的第一定涡卷24A和第一动涡卷34A的长度(涡卷长度)可以分别对应于大约480度圆弧度数范围，而呈螺旋状的第二定涡卷24B和第二动涡卷34B的长度(涡卷长度)可以分别对应于大约360度圆弧度数范围(即所对应的型线展开
角为大约360度)。这里，第一定涡卷24A的长度可以从与压缩出口64对应的定涡卷位置(径向内端241A)至与压缩入口62对应的定涡卷位置(径向外端242A)沿着相应定涡卷测量，而第二定涡卷24B的长度可以从与膨胀出口74对应的定涡卷位置(径向内端241B)至与膨胀入口72对应的定涡卷位置(径向外端242B)沿着相应定涡卷测量。
[0042] 在优选的示例中，与膨胀出口74设置在更径向靠外的位置处相对应，较短的第二定涡卷24B的径向内端241B和较短的第二动涡卷34B的径向内端341B分别与较长的第一定涡卷24A的径向内端241A和较长的第一动涡卷34A的径向内端341A相比设置在更径向靠外的位置处。换言之，与压缩机构CM的径向内端相比，膨胀机构EM的径向内端更径向靠外地设置，但是压缩机构CM的径向外端与膨胀机构EM的径向外端在径向方向上的位置是基本一致的。这种构造对获得适当膨胀和实现适当的膨胀能回收是有利的。
[0043] 在一些示例中，可以将第一定涡卷24A的径向内端241A和第一动涡卷34A的径向内端341A修正为具有合适的圆弧形状，使得在工作过程中不仅第一定涡卷24A的径向内端241A与第一动涡卷34A的径向内端341A能够匹配地接合、而且第一定涡卷24A的径向内端241A与第一动涡卷34A的与径向内端241A相邻的径向外侧区段以及第一动涡卷34A的径向内端341A与第一定涡卷24A的与径向内端241A相邻的径向外侧区段也能够匹配地接合。
[0044] 通过将第一定涡卷24A和第一动涡卷34A设置为较长，可以确保获得较高的压缩比。而且，通过将第一定涡卷24A的径向内端241A和第一动涡卷34A的径向内端341A修正为具有合适的圆弧形状，可以使位于径向最内侧的中心压缩腔C在排气时的
余隙容积最小化(特别参照图8C和图8D)。换言之，压缩腔C在移动至径向最内侧时其内的工作流体体积几乎变为零，这意味着压缩腔C中的压缩工作流体几乎能够完全被排出涡旋组件，从而提高压缩比并且改进涡旋组件的压缩机构的工作效率。
[0045] 另外，通过将第二定涡卷24B和第二动涡卷34B设置为较短，可以确保工作流体在得到适当膨胀的同时避免在后期(即在膨胀腔E即将与膨胀出口74连通以便排出膨胀工作流体之前的期间)膨胀腔E的容积过度变小而导致膨胀腔E中的膨胀工作流体被过度压缩。当然，在一些情形中，第二定涡卷24B和第二动涡卷34B也不适合设置为过短(例如过度短于360度)，这是由于过短的第二定涡卷24B和第二动涡卷34B有可能造成膨胀入口72与膨胀出口74在一定角度范围内直接导通，从而不利于获得适当的膨胀比(例如连续稳定的膨胀比)。在一些示例中，第二定涡卷24B和第二动涡卷34B的角度(延伸范围)可以分别在340度至380度之间。
[0046] 参见图7(图7是示意性地示出一系列膨胀腔中的前后两个膨胀腔的容积变化的曲线图)，图7中的线O是形成于第二动涡卷34B的径向外侧的外侧膨胀腔EO(参见图8D)的容积变化线，而图7中的线I是形成于第二动涡卷34B的径向内侧的内侧膨胀腔EI(也参见图8D)的容积变化线。线O的端点O1和线I的端点I1分别与相应膨胀腔开始进气相对应，而O的端点O2和线I的端点I2分别与相应膨胀腔开始排气相对应。从图7可以看出，在驱动轴转角为0度时，外侧膨胀腔EO刚刚形成并且其容积为零，然后随着驱动轴的旋转(亦即随着动涡旋部件30的绕动)，外侧膨胀腔EO的容积逐渐变大并使得外侧膨胀腔EO中的工作流体减压膨胀。在驱动轴转角为大约300度时，外侧膨胀腔EO的容积达到最大，然后随着驱动轴的继续旋转，外侧膨胀腔EO的容积略微变小而使得外侧膨胀腔EO中的膨胀工作流体有可能被略微压缩，直至在驱动轴转角为大约360度时外侧膨胀腔EO与膨胀出口74连通以便排出膨胀工作流体。
[0047] 在一些示例中，通过对涡旋膨胀机构EM进行适当构造(特别是对第二定涡卷24B和第二动涡卷34B的型线形状和尺寸——尤其是长度尺寸——进行适当设计)，外侧膨胀腔EO可以在大约100度至大约300度之间停止进气而使得外侧膨胀腔EO闭合。例如，外侧膨胀腔EO可以在大约270度至大约300度之间停止进气而使得外侧膨胀腔EO闭合。又例如，外侧膨胀腔EO可以在大约285度停止进气而使得外侧膨胀腔EO闭合。通过对涡旋膨胀机构EM进行上述构造，可以在获得适当的膨胀比的同时实现膨胀能的适当回收。
[0048] 在一些情形中，有利的是，在避免膨胀入口72与膨胀出口74直接导通的前提下，使某一膨胀腔E的闭合正时(即停止进气正时)与该膨胀腔E的连通正时(即开始排气正时)尽可能地接近(或者说使这两个正时大致相同)，这有助于实现膨胀能的适当回收。
[0049] 然而，在图7示出的情况中，将涡旋膨胀机构EM构造成使得在外侧膨胀腔EO的容积达到最大之后经过预定小角度范围(例如图7中的大约60度角度范围，并且在该预定小角度范围内外侧膨胀腔EO中的膨胀工作流体有可能被略微压缩)才允许外侧膨胀腔EO与膨胀出口74连通，这一点有利于在获得适当的膨胀比并且实现膨胀能的适当回收的同时可靠地避免膨胀入口72与膨胀出口74直接导通的情形(例如由于制造公差的原因)。
[0050] 内侧膨胀腔EI的容积变化(线I)的情况与外侧膨胀腔EO的容积变化(线O)的情况基本相似，只是在
相位上延迟180度左右。
[0051] 图7中的情况仅出于示例目的。可以理解的是，可以根据具体情况对涡旋组件10的涡旋膨胀机构EM的第二定涡卷24B和第二动涡卷34B的型线形状和尺寸进行适当设计，以适应不同涡旋压缩机和/或不同循环系统对膨胀比和/或膨胀能回收的具体要求。因此，膨胀腔E的容积变化可以不同于图7中示出的线O和线I，例如，上述预定小角度范围可以是不同于60度角度范围的其它角度范围(比如在0度至100度之间)，或者，可以没有该预定小角度范围(比如在能够保证制造公差而可靠地避免膨胀入口72与膨胀出口74直接导通的前提下)。
[0052] 根据本发明示例性实施方式，还可以设置适于将高压工作流体间歇地引导至涡旋组件10的膨胀流体吸入区15的膨胀进气间歇导通装置40(参见图8A和图8B)。
[0053] 膨胀进气间歇导通装置40可以包括：设置在动涡旋部件30的基板32的径向外部的上表面处的凹槽42；上文所述的膨胀入口72；以及上文所述的膨胀流体吸入区15。在一些示例中，凹槽42可以定位成与第二动涡卷34B的径向外端342B沿周向方向相邻。在一些示例中，凹槽42可以呈长圆形，这有助于可靠地实现膨胀流体吸入区15与膨胀入口72(具体为膨胀入口72的开口于定涡旋部件20的凸缘部28的下表面处的开口)的导通。
[0054] 这样，凹槽42能够随着动涡旋部件30的绕动而绕动，使得膨胀进气间歇导通装置40能够在导通状态(如图8A所示)与关闭状态(如图8B所示)之间切换。在导通状态下，膨胀入口72经由凹槽42而与膨胀流体吸入区15导通，而在关闭状态下，膨胀入口72未与膨胀流体吸入区15导通。通过设置膨胀进气间歇导通装置40，能够控制高压工作流体流入至涡旋组件10的膨胀流体吸入区15的流量，从而也可以实现对膨胀比的调节(在一些情形中，这种调节比单纯依赖改变膨胀涡卷的型线形状和尺寸来调节膨胀比更加有效)。
而且，通过对例如凹槽42的位置、形状和尺寸进行设计，可以实现对膨胀比的精细调节以适应不同涡旋压缩机和/或不同循环系统对膨胀比的具体要求。当然，通过对高压工作流体流入至涡旋组件10的膨胀流体吸入区15的流量进行控制，也可以实现对膨胀能回收量的调节。
[0055] 在一些示例中，可以将膨胀进气间歇导通装置40的导通角度范围设置为在360度角度范围内单次导通例如大约200度角度范围。在其它示例中，可以将膨胀进气间歇导通装置40的导通设置为在360度角度范围内多次导通，例如，设置为两次导通，第一次导通为对应于外侧膨胀腔EO本身膨胀行程的比如0-100度(即从外侧膨胀腔EO开始进气至驱动轴旋转100度)，而第二次导通为对应于内侧膨胀腔EI本身膨胀行程的比如0-100度(即从内侧膨胀腔EI开始进气至驱动轴旋转100度)。对于多次导通的情况，例如可以通过对凹槽42的形状和/或数量进行适当的设计(比如将凹槽42的形状设计成U形)而得以实现。
[0056] 在一些示例中，膨胀进气间歇导通装置40的导通时期可以与膨胀腔E的进气侧打开时期重合或部分重合。在其它示例中，膨胀进气间歇导通装置40的导通时期可以不与某一膨胀腔E的进气侧打开时期重合，在这种情况下，高压工作流体可以暂存在膨胀流体吸入区15中，使得在该膨胀腔E的进气侧打开时高压工作流体被吸入至该膨胀腔E中。
[0057] 根据本发明，还可以提供包括涡旋组件(压缩及膨胀一体组件)10的涡旋压缩机(压缩及膨胀一体机器)。在该压缩及膨胀一体机器中，通过在压缩及膨胀一体组件10的涡旋膨胀机构EM中、利用涡旋机构在进气阶段时相关腔室的容积变大的现象而使从类
冷凝器流出的高压工作流体减压膨胀而可以省略独立设置的膨胀装置。同时，当高压工作流体喷入膨胀腔E时，可以推动涡旋膨胀机构EM的膨胀动涡卷沿与涡旋压缩机构CM的压缩动涡卷压缩工作流体的方向相同的方向旋转，由此能够回收膨胀能以便将其用于压缩工作流体。这样，可以降低电动马达的功耗并且可以增加系统制冷量。
[0058] 下面参照图9(图9是示出应用有根据本发明示例性实施方式的涡旋组件的循环系统的示意图)简单地描述结合有根据发明示例性实施方式的涡旋组件(压缩及膨胀一体组件)10的示例性循环系统1。
[0059] 循环系统1可以包括：压缩机(压缩及膨胀一体机器)，该压缩机包括涡旋组件(压缩及膨胀一体组件)10；对应于第一换热器的发热装置(气体冷却器/类冷凝器)82；以及对应于第二换热器的吸热装置(类
蒸发器)84。
[0060] 在一些示例中，例如在设置膨胀进气间歇导通装置40的情况下，可以设置与涡旋组件10的涡旋膨胀机构EM并联的、位于压缩机外部的附加膨胀装置(例如膨胀阀)86。如此，在某些情形中可以有利于工作流体的循环的连续性。在其它示例中，附加地或替代地，可以设置在上游和/或下游与涡旋组件10的涡旋膨胀机构EM
串联的、位于压缩机外部的附加膨胀装置(未图示)，从而实现多级膨胀以适应不同涡旋压缩机和/或不同循环系统对膨胀比和/或膨胀能回收的具体要求。特别地，对于在涡旋膨胀机构EM下游设置附加膨胀装置的设置，可以有利于在确保实现足够膨胀能回收的同时获得适当的膨胀比。
[0061] 在一些示例中，循环系统1是利用二氧化碳跨临界循环(二氧化碳用作工作流体)的热泵系统或空调系统。
[0062] 根据本发明的涡旋组件(压缩及膨胀一体组件)10和涡旋压缩机(压缩及膨胀一体机器)，将压缩机构和膨胀机构结合在单个涡旋机构中而实现了真正的压缩及膨胀一体化。这样，与经由附加的旋转轴将压缩机构与膨胀机构驱动地联接在一起的所谓相关技术方案(双套式压缩及膨胀一体机器)相比，可以极大地简化压缩膨胀一体机的结构，而且也可以减小制造及装配工艺难度、缩小机器尺寸和降低成本。而且，由于无需经由附加的旋转轴来实现联动，因此膨胀能回收的效率更优。
[0063] 另一方面，由于设置适于间歇地引导高压工作流体的膨胀进气间歇导通装置40，因此可以进一步有效地实现膨胀比调节并且也可以有效地实现对膨胀能回收量的调节。
[0064] 总之，在根据本发明的涡旋组件中，可以包括以下有利方案。
[0065] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第一定涡卷的涡卷长度长于所述第二定涡卷的涡卷长度，并且所述第一动涡卷的涡卷长度长于所述第二动涡卷的涡卷长度。
[0066] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第二定涡卷的径向内端与所述第一定涡卷的径向内端相比设置在更径向靠外的位置处，并且所述第二动涡卷的径向内端与所述第一动涡卷的径向内端相比设置在更径向靠外的位置处。
[0067] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第一定涡卷的径向外端至涡旋组件中心的径向距离大致等于所述第二定涡卷的径向外端至涡旋组件中心的径向距离，并且所述第一动涡卷的径向外端至涡旋组件中心的径向距离大致等于所述第二动涡卷的径向外端至涡旋组件中心的径向距离。
[0068] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第二定涡卷的涡卷长度所对应的型线展开角和所述第二动涡卷的涡卷长度所对应的型线展开角分别在340度至380度之间。
[0069] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第二定涡卷的涡卷长度所对应的型线展开角和所述第二动涡卷的涡卷长度所对应的型线展开角分别为大约360度。
[0070] 在根据本发明的涡旋组件中，构成所述涡旋膨胀机构的所述第二定涡卷和所述第二动涡卷的型线形状和尺寸设计成使得能够实现下述情况中的至少之一：避免所述涡旋膨胀机构的膨胀入口与膨胀出口直接导通；所述膨胀腔的停止进气正时接近所述膨胀腔的开始排气正时；以及在所述膨胀腔的容积达到最大之后或者在所述膨胀腔的容积达到最大之后再度略微变小，才允许所述膨胀腔与所述涡旋膨胀机构的膨胀出口连通。
[0071] 在根据本发明的涡旋组件中，在所述定涡旋部件处设置有：位于所述定涡旋基板的径向外部的压缩入口；位于所述定涡旋基板的大致径向中心处的压缩出口；位于所述定涡旋基板的径向外部的膨胀入口；以及位于所述定涡旋基板的与所述压缩出口所处位置相比更径向靠外的位置处的膨胀出口。
[0072] 在根据本发明的涡旋组件中，所述膨胀入口与所述压缩入口定位成大致径向对置，并且/或者，所述膨胀出口在径向方向上定位在所述压缩出口与所述膨胀入口之间。
[0073] 在根据本发明的涡旋组件中，所述第一定涡卷的径向内端和所述第一动涡卷的径向内端具有修正部，所述修正部的形状和尺寸构造成使得在工作过程中至少所述第一定涡卷的径向内端与所述第一动涡卷的径向内端能够匹配地接合，以便允许所述压缩腔中的径向最内侧压缩腔在排气时的余隙容积最小化。
[0074] 在根据本发明的涡旋组件中，还包括适于将工作流体间歇地引导至所述涡旋膨胀机构的膨胀流体吸入区的膨胀进气间歇导通装置。
[0075] 在根据本发明的涡旋组件中，所述膨胀进气间歇导通装置包括：设置在所述动涡旋部件的动涡旋基板的径向外部的面向所述定涡旋部件的表面处的凹槽、设置在所述定涡旋部件的定涡旋基板上的所述涡旋膨胀机构的膨胀入口、和所述涡旋膨胀机构的膨胀流体吸入区，以及所述凹槽定位成与所述第二动涡卷的径向外端在周向方向上相邻并且适于使所述膨胀入口与所述膨胀流体吸入区间歇地导通。
[0076] 在根据本发明的涡旋组件中，所述膨胀进气间歇导通装置构造成在360度动涡旋绕动角度范围内单次导通，或者所述膨胀进气间歇导通装置构造成在360度动涡旋绕动角度范围内两次导通，并且第一导通对应于所述膨胀腔中的外侧膨胀腔的膨胀行程的开始进气阶段，而第二导通对应于所述膨胀腔中的内侧膨胀腔的膨胀行程的开始进气阶段。
[0077] 在根据本发明的涡旋组件中，所述涡旋组件构造成使得：所述涡旋膨胀机构在膨胀行程中所产生的膨胀能被回收用于所述涡旋压缩机构在
压缩行程中压缩工作流体。
[0078] 在根据本发明的循环系统中，可以包括以下有利方案。
[0079] 在根据本发明的循环系统中，设置有与所述涡旋膨胀机构并联的、位于所述涡旋式压缩及膨胀一体机器外部的附加膨胀装置，并且/或者设置有在上游和/或下游与所述涡旋膨胀机构串联的、位于所述涡旋式压缩及膨胀一体机器外部的附加膨胀装置。
[0080] 在根据本发明的循环系统中，所述循环系统是利用二氧化碳作为工作流体的热泵系统或空调系统。
[0081] 在本
申请文件中，方位术语“上”和“下”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。
[0082] 虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式/示例，在不偏离
权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。
