本發(fā)明涉及制冷領(lǐng)域，尤其涉及一種渦旋壓縮機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

渦旋壓縮機(jī)因其效率高、體積小、質(zhì)量輕、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于制冷空調(diào)和熱泵等領(lǐng)域。如圖1所示，一般來說，渦旋壓縮機(jī)101由密閉殼體108、靜渦旋盤105、動(dòng)渦旋盤106、上支架109、曲軸113、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電機(jī)104等構(gòu)成，動(dòng)、靜渦旋盤的型線均是螺旋形，動(dòng)渦旋盤相對(duì)靜渦旋盤偏心并相差180度安裝，于是在動(dòng)、靜渦旋盤間形成了一系列月牙形空間。在動(dòng)渦旋盤以靜渦旋盤的中心為旋轉(zhuǎn)中心并以一定的旋轉(zhuǎn)半徑作無自轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)平動(dòng)時(shí)，外圈月牙形空間便會(huì)不斷向中心移動(dòng)，此時(shí)，冷媒被逐漸推向中心空間，其容積不斷縮小而壓力不斷升高，直至與中心排氣孔相通，高壓冷媒被排出泵體，完成壓縮過程。

隨著渦旋壓縮機(jī)技術(shù)的發(fā)展及節(jié)能要求的不斷提高，出現(xiàn)了變?nèi)萘繙u旋壓縮機(jī)，通過在靜盤底板開設(shè)變?nèi)菘?，?shí)現(xiàn)壓縮腔氣體與吸氣腔氣體(或低壓側(cè)氣體)連通，從而減少壓縮機(jī)的排量(即部分負(fù)荷)。在該變?nèi)萘繙u旋壓縮機(jī)中，為實(shí)現(xiàn)容量改變須將變?nèi)菅b置(活塞等)軸向安裝在靜盤底板通孔中，這需要靜盤底板有較大的厚度。該渦旋壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)活塞閥整體為階梯圓柱型結(jié)構(gòu)，開設(shè)環(huán)形槽放置密封圈及徑向氣體通路。該結(jié)構(gòu)不易加工且對(duì)零件加工精度要求較高，另外活塞凸出部下端面與動(dòng)盤齒頂配合間隙處如有雜質(zhì)或毛刺則壓縮機(jī)可靠性會(huì)降低，其次活塞閥打開后泄漏通道保持不變，不能滿足大流量制冷劑流出要求使變?nèi)菪式档汀?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種渦旋壓縮機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)，變?nèi)輾飧變?nèi)的活塞采用分體結(jié)構(gòu)，使得活塞具有軸向柔性特點(diǎn)，提高了渦旋壓 縮機(jī)可靠性，減小了對(duì)零件加工精度的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種渦旋壓縮機(jī)，包括：

靜渦旋盤，所述靜渦旋盤的基板上設(shè)置有變?nèi)輾飧?所述變?nèi)輾飧走B通所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣腔，所述變?nèi)輾飧走€設(shè)有用于連通所述渦旋壓縮機(jī)的中壓腔的旁通孔；

動(dòng)渦旋盤，所述動(dòng)渦旋盤與所述靜渦旋盤相配合；以及

變?nèi)輽C(jī)構(gòu)，所述變?nèi)輽C(jī)構(gòu)設(shè)置在所述變?nèi)輾飧變?nèi)，所述變?nèi)輽C(jī)構(gòu)包括與所述變?nèi)輾飧紫嗯浜系幕钊?，所述活塞為分體結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述活塞包括主體活塞和活塞凸出部，所述主體活塞上設(shè)置有用于容納所述活塞凸出部的容置空間，所述主體活塞與所述活塞凸出部之間設(shè)置有第一彈性部件，所述活塞凸出部能夠相對(duì)所述主體活塞上下運(yùn)動(dòng)，所述活塞凸出部用于密封所述旁通孔。

在其中一個(gè)實(shí)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。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述活塞凸出部開設(shè)有用以裝配第一彈性部件的盲孔。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述變?nèi)輾飧?、所述主體活塞、所述活塞凸出部和所述旁通孔滿足以下關(guān)系：H₃＞H₁-H₂+H₄；

其中，H₁代表所述變?nèi)輾飧椎母叨?，H₂代表所述主體活塞的高度，H₃代表所述活塞凸出部的高度，H₄代表所述旁通孔的深度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主體活塞的外周還設(shè)有密封裝置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述密封裝置為蓄能彈簧密封圈或O型密封圈，所述主體活塞開設(shè)有環(huán)形槽，所述密封裝置套設(shè)所述環(huán)形槽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主體活塞的靠近所述旁通孔的一端還設(shè)置有第二彈性部件。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述旁通孔的內(nèi)徑大于所述活塞凸出部的外徑，所述活塞凸出部在所述第一彈性部件的的彈力作用下能夠進(jìn)入所述旁通孔，且所述活塞凸出部的端面與所述動(dòng)渦旋盤的齒頂貼合，使得所述旁通孔能夠被所述 活塞凸出部封閉。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板上設(shè)置有變?nèi)菪孤┩ǖ?，所述變?nèi)菪孤┩ǖ婪謩e連通所述變?nèi)輾飧缀退鰷u旋壓縮機(jī)的吸氣端，在所述旁通孔處于打開狀態(tài)時(shí)，所述渦旋壓縮機(jī)的中壓腔能夠通過所述旁通孔、所述變?nèi)菪孤┩ǖ琅c所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣腔連通。

還涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，包括控制部和上述任一技術(shù)方案的所述渦旋壓縮機(jī)，所述控制部連通所述變?nèi)輾飧?，所述控制部還可選擇性地與所述渦旋壓縮機(jī)的排氣端或所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣端連通，從而控制所述變?nèi)輽C(jī)構(gòu)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)所述渦旋壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制部與所述渦旋壓縮機(jī)的排氣端之間還串聯(lián)設(shè)置有節(jié)流裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)，變?nèi)輾飧變?nèi)的活塞采用分體結(jié)構(gòu)，使得活塞具有軸向柔性特點(diǎn)，提高了渦旋壓縮機(jī)可靠性，減小了對(duì)零件加工精度的要求。在旁通孔瀉出氣流的沖擊作用下，泄漏通道是可變化的，大流量制冷劑瀉出時(shí)通道會(huì)自行變大而提高變?nèi)菪??？烧{(diào)節(jié)的泄漏通道，解決了不同制冷劑流量瀉出對(duì)泄漏通道大小需求問題。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的渦旋壓縮機(jī)的剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的渦旋壓縮機(jī)在非變?nèi)葸\(yùn)行狀態(tài)的剖視示意圖；

圖3為圖2中A部的局部放大示意圖；

圖4為圖2所示渦旋壓縮機(jī)在變?nèi)葸\(yùn)行狀態(tài)的剖視示意圖；

圖5為圖4中B部的局部放大示意圖；

圖6為本發(fā)明渦旋壓縮機(jī)的變?nèi)輽C(jī)構(gòu)分解示意圖；

圖7為設(shè)有變?nèi)菪孤┩ǖ赖撵o渦旋盤在變?nèi)葸\(yùn)行狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7中A-A向剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照?qǐng)D2至圖8，本發(fā)明一實(shí)施例的渦旋壓縮機(jī)101，在殼體108內(nèi)設(shè)置有壓縮機(jī)構(gòu)102和驅(qū)動(dòng)部分103。壓縮機(jī)構(gòu)102包括靜渦旋盤105、動(dòng)渦旋盤106，以及防止動(dòng)渦旋盤106自轉(zhuǎn)的十字滑環(huán)110。驅(qū)動(dòng)部分103包括電機(jī)104和曲軸113。電機(jī)104包括轉(zhuǎn)子118和定子119。

靜渦旋盤105的基板上設(shè)置有變?nèi)輾飧?05b,變?nèi)輾飧?05b連通所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣腔，變?nèi)輾飧?05b還設(shè)有用于連通所述渦旋壓縮機(jī)的中壓腔的旁通孔105a。在變?nèi)輾飧?05b內(nèi)設(shè)置有變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130，變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130包括與變?nèi)輾飧?05b相配合的活塞，所述活塞為分體結(jié)構(gòu)。

控制部134通過變?nèi)菘刂七B接通路133和變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131連通變?nèi)輾飧?05b，其中變?nèi)菘刂七B接通路133與變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131串聯(lián)，變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131設(shè)置在變?nèi)輾飧?05b的密封蓋板132。

控制部134還可選擇性地與所述渦旋壓縮機(jī)的排氣端或所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣端連通，從而控制所述變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)所述渦旋壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)。即控制部134可使排氣管115與變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131連通，也可使吸氣低壓通路136與變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131連通，但控制部134控制變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131不同時(shí)與排氣管115和吸氣低壓通路136連通?？刂撇?34通過排氣高壓通路137連通渦旋壓縮機(jī)101的排氣管115。

其中，控制部134可為渦旋壓縮機(jī)101的一個(gè)部件，或者，控制部134不作為為渦旋壓縮機(jī)101的一個(gè)部件，而是作為采用渦旋壓縮機(jī)101的空調(diào)系統(tǒng)的一部分?？刂撇?34可為三通閥或四通閥，控制部134采用四通閥時(shí)封閉一個(gè)閥口即可作為三通閥來使用。

渦旋壓縮機(jī)變?nèi)萘空{(diào)節(jié)的原理：通過在靜渦旋盤105背面開設(shè)旁通孔105a，改變型線的終點(diǎn)。在脫嚙點(diǎn)不變的情況，通過縮短型線長(zhǎng)度(即提前型線的終點(diǎn))，減小吸氣量與內(nèi)容積比。如圖2至圖4所示為本發(fā)明變?nèi)轀u旋壓縮機(jī)的一 種控制方案，控制部134可選擇性地與高壓通道136或吸氣壓力通道137連通，從而控制變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，靜渦旋盤105的基板上設(shè)置有變?nèi)菪孤┩ǖ?05c，變?nèi)菪孤┩ǖ?05c分別連通變?nèi)輾飧?05b和所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣端，在旁通孔105a處于打開狀態(tài)時(shí)，渦旋壓縮機(jī)的中壓腔能夠通過旁通孔105a、變?nèi)菪孤┩ǖ?05c與所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣腔連通，從而實(shí)現(xiàn)減小渦旋壓縮機(jī)吸氣量。圖8中，變?nèi)菪孤┩ǖ?05c的貫穿基板左側(cè)壁的那部分橫向通道末端采用密封螺栓105e密封。

作為一種可實(shí)施方式，所述活塞包括主體活塞130a和活塞凸出部130e，主體活塞130a上設(shè)置有用于容納活塞凸出部130e的容置空間130a2，主體活塞130a與活塞凸出部130e之間設(shè)置有第一彈性部件130d，活塞凸出部130e能夠相對(duì)主體活塞130a上下運(yùn)動(dòng)，活塞凸出部130e用于密封旁通孔105a。優(yōu)選地，主體活塞130a的靠近所述旁通孔105a的一端還設(shè)置有第二彈性部件130c。優(yōu)選地，主體活塞130a的靠近所述旁通孔105a的一端設(shè)置有安裝臺(tái)階130a3,第二彈性部件130c的一端抵接安裝臺(tái)階130a3，第二彈性部件130c的另一端抵接變?nèi)輾飧?05b的內(nèi)側(cè)底壁。其中第一彈性部件130d、第二彈性部件130c為彈簧或彈片。

活塞凸出部130e開設(shè)有用以裝配第一彈性部件130d的盲孔，第一彈性部件130d位于凸出部130e和主體活塞130a之間的空間內(nèi)。

旁通孔105a的內(nèi)徑大于活塞凸出部130e的外徑，活塞凸出部130e在第一彈性部件的130d的彈力作用下能夠進(jìn)入旁通孔105a，且活塞凸出部130e的端面與動(dòng)渦旋盤106的齒頂貼合，使得旁通孔105a能夠被活塞凸出部130e封閉。

優(yōu)選地，活塞凸出部130e的高度大于旁通孔105a的深度。這樣活塞凸出部130e不會(huì)全部進(jìn)入旁通孔105a內(nèi)，便于活塞凸出部130e的回位和導(dǎo)向。

活塞凸出部130e能容納在主體活塞130a內(nèi)，且主體活塞130a也對(duì)凸出部130e的運(yùn)動(dòng)有導(dǎo)向作用，即無論渦旋壓縮機(jī)以何種狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，活塞凸出部130e與主體活塞130a始終有搭接部分，因此要求滿足以下關(guān)系：H₃＞H₁-H₂+H₄；其中，H₁代表變?nèi)輾飧?05b的高度，H₂代表主體活塞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。

優(yōu)選地，主體活塞130a的外周還設(shè)有密封裝置。所述密封裝置可為蓄能彈簧密封圈130b，主體活塞130a開設(shè)有環(huán)形槽130a1，蓄能彈簧密封圈130b套設(shè)環(huán)形槽130a1。設(shè)置蓄能彈簧密封圈130b，用以隔離高低壓氣體，防止泄漏，減小主體活塞130a移動(dòng)過程中蓄能彈簧密封圈130b與變?nèi)輾飧?05b之間的摩擦阻力，提高了變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130動(dòng)作的速度、可靠性以及使用壽命。密封裝置亦可采用其他形式密封圈，例如O型密封圈等。

渦旋壓縮機(jī)101工作過程中，由驅(qū)動(dòng)部分103驅(qū)動(dòng)動(dòng)渦旋盤106運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng)渦旋盤106與靜渦旋盤105相互嚙合從而形成月牙形壓縮腔。隨著曲軸113的旋轉(zhuǎn)，制冷劑經(jīng)過吸氣管107進(jìn)入壓縮機(jī)構(gòu)102的吸氣腔，動(dòng)渦旋盤106作繼續(xù)回轉(zhuǎn)平動(dòng)并始終保持良好的嚙合狀態(tài)，吸氣腔不斷向中心推移，容積不斷縮小，腔體內(nèi)壓力不斷被進(jìn)行壓縮；當(dāng)壓縮達(dá)預(yù)定壓縮比時(shí)，制冷劑由靜渦旋盤105的中心排氣口排出，進(jìn)入殼體108的上部空間，經(jīng)靜渦旋盤105與上支架109排氣通道進(jìn)入電機(jī)104上部空間與殼體108的下部空間，對(duì)電機(jī)104進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)排氣管115排出渦旋壓縮機(jī)101。

當(dāng)壓縮機(jī)作全容量狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，如圖3所示，控制部134使變?nèi)菘刂仆ǖ?33與殼體內(nèi)排氣高壓通道137連通，經(jīng)過節(jié)流裝置135、經(jīng)過變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131排氣高壓氣體進(jìn)入變?nèi)輾飧?05b作用側(cè)，此時(shí)向下的作用力P_d(排氣壓力)大于向上的作用力F，從而推動(dòng)主體活塞130a向旁通孔105a側(cè)移動(dòng)，同時(shí)，活塞凸出部130e在第一彈性部件130d的彈力作用下進(jìn)入靜渦旋盤105的旁通孔105a，且活塞凸出部130e的端面與動(dòng)渦旋盤106的齒頂貼合，旁通孔5a被活塞凸出部130e封閉，此時(shí)，中壓腔與吸氣腔被隔斷，渦旋壓縮機(jī)處于全容量運(yùn)行狀態(tài)。

采用該分體式活塞，使活塞具有軸向柔性特點(diǎn)，從而減小了對(duì)零件加工精度的要求。另外在第一彈性部件130d的作用下活塞凸出部130e的端面與動(dòng)渦旋盤106的齒頂接觸，保證了密封效果，如有雜質(zhì)或毛刺活塞凸出部130e可縮回主體活塞內(nèi)130a，起到避讓效果，提高壓縮機(jī)可靠性。

當(dāng)渦旋壓縮機(jī)作變?nèi)萘繝顟B(tài)運(yùn)行時(shí)，如圖5所示，控制部134使變?nèi)菘刂? 通道133與吸氣壓力通道136連通，經(jīng)過變?nèi)菘刂屏黧w引導(dǎo)管131的吸氣壓力氣體進(jìn)入變?nèi)輾飧?05b作用側(cè)，此時(shí)向下的作用力P_s(吸氣壓力)小于向上的作用力F，在壓差與第二彈性部件130c向上彈力的作用，主體活塞130a被推起，活塞凸出部130e在旁通孔105a瀉出冷媒氣流的沖擊下縮回到主體活塞130a內(nèi)，此時(shí)，旁通孔105a打開，從而中壓腔通過旁通孔105a、變?nèi)菪孤┩ǖ?05c與吸氣腔連通，實(shí)現(xiàn)減小渦旋壓縮機(jī)吸氣量。

在旁通孔105a瀉出氣流的沖擊作用下，泄漏通道是可以變化的，大流量制冷劑瀉出時(shí)通道會(huì)自行變大(氣流沖擊活塞凸出部130e使其縮回主體活塞130a內(nèi)增大軸向空間)，提高變?nèi)菪?。在此過程中，由于制冷劑泄漏經(jīng)過設(shè)置于壓力與溫度較低的旁通孔105a，變?nèi)菪孤┩ǖ?05c與吸氣側(cè)連通，其對(duì)制冷劑加熱程度較小，提高渦旋壓縮機(jī)在該狀態(tài)下的吸氣容積效率從而提高了渦旋壓縮機(jī)在變?nèi)轄顟B(tài)下的性能，同時(shí)該機(jī)構(gòu)設(shè)置于靜渦旋盤背面的基板中可避免因變?nèi)輽C(jī)構(gòu)導(dǎo)致壓縮機(jī)軸向高度增加，提高壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性。

本發(fā)明還涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，包括控制部134和上述任一技術(shù)方案的所述渦旋壓縮機(jī)，控制部134連通變?nèi)輾飧?05b，控制部134還可選擇性地與所述渦旋壓縮機(jī)的排氣端或所述渦旋壓縮機(jī)的吸氣端連通，從而控制所述變?nèi)輽C(jī)構(gòu)130動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)所述渦旋壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)?？照{(diào)系統(tǒng)除上述渦旋壓縮機(jī)和控制部134外均為現(xiàn)有技術(shù)，空調(diào)由于采用上述渦旋壓縮機(jī)，也取得了同樣的技術(shù)效果，此處不再贅述。其中，控制部134與所述渦旋壓縮機(jī)的排氣管115(排氣端)之間還可串聯(lián)設(shè)置有節(jié)流裝置135，節(jié)流裝置135為電子膨脹閥或毛細(xì)管。

以上各實(shí)施例的渦旋壓縮機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)，變?nèi)輾飧變?nèi)的活塞采用分體結(jié)構(gòu)，使得活塞具有軸向柔性特點(diǎn)，提高了渦旋壓縮機(jī)可靠性，減小了對(duì)零件加工精度的要求。在旁通孔瀉出氣流的沖擊作用下，泄漏通道是可變化的，大流量制冷劑瀉出時(shí)通道會(huì)自行變大而提高變?nèi)菪??？烧{(diào)節(jié)的泄漏通道，解決了不同制冷劑流量瀉出對(duì)泄漏通道大小需求問題。氣流沖擊活塞凸出部使其縮回主體活塞內(nèi)，增大軸向空間。在第一彈性部件的作用下，活塞凸出部與動(dòng)渦旋盤的齒頂接觸，保證了密封效果，如有雜質(zhì)或毛刺凸出部可縮回主體活塞內(nèi)，起到避讓效果，提高壓縮機(jī)可靠性。對(duì)渦旋壓縮機(jī)的優(yōu)化，進(jìn)一步保證了渦旋壓縮 機(jī)容量的可靠調(diào)節(jié)。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。