压缩机以及具有它的制冷系统的制作方法

本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种压缩机以及具有它的制冷系统。

背景技术：

滚动转子压缩机广泛应用于空调器中，而且空调器的低温制热性能越来越受重视。外界环境温度越低，压缩机的压比越大，使得压缩腔内部泄漏，余隙气体再膨胀等所造成的性能恶化就越严重。为了解决上述问题，一般采用多级压缩的方式。目前最普遍的做法，是采用两个气缸来实现两级压缩，但是这样会多出了几个摩擦副及气体泄漏通道，其压缩性能并不十分理想。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种在实现二级压缩的同时能够实现滑片工作腔对冷媒的单独压缩、压缩功耗小、压缩效率高的压缩机。

本发明还提出一种具有上述压缩机的制冷系统。

根据本发明压缩机包括：第一气缸，所述第一气缸内设有第一气缸腔和第一滑片槽，所述第一气缸腔内设有可偏心地转动的第一活塞，所述第一滑片槽内设有可往复运动的第一滑片，所述第一气缸腔通过所述第一活塞和所述第一滑片分隔成第一压缩腔和第一吸气腔，所述第一压缩腔具有第一排气口，所述第一吸气腔具有第一吸气口；第二气缸，所述第二气缸内设有第二气缸腔和第二滑片槽，所述第二气缸腔内设有可偏心地转动的第二活塞，所述第二滑片槽内设有可往复运动的第二滑片，所述第二气缸腔通过所述第二活塞和所述第二滑片分隔成第二压缩腔和第二吸气腔，所述第二压缩腔具有第二排气口，所述第二吸气腔具有第二吸气口，所述第二吸气口与所述第一排气口相连通；其中，所述第一气缸和所述第二气缸中的至少一个形成为双腔气缸，所述双腔气缸内形成有与相应的滑片的尾部相对的能够压缩气体的滑片工作腔，所述滑片工作腔具有吸气口和排气口。

根据本发明实施例的压缩机，通过设置双腔气缸，使第一滑片槽与第一封堵件、第二封堵件限定的第一工作腔内的冷媒可被压缩，从而可实现一个气缸对冷媒的二级压缩，进而可提高压缩机的能效，便于压缩机的加工和装配，提高压缩机的生产效率，同时能够降低压缩机的制造成本。

根据本发明的一些实施例，所述第一气缸为双腔气缸、所述第二气缸为单腔气缸，所述第一压缩腔和所述第一吸气腔形成为第一工作腔，所述第二压缩腔和所述第二吸气腔形成为第二工作腔，所述第一气缸的滑片工作腔形成为第三工作腔，所述第一气缸的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第三吸气口和第三排气口。

根据本发明的又一些实施例，所述第一气缸为单腔气缸、所述第二气缸为双腔气缸，所述第一压缩腔和所述第一吸气腔形成为第一工作腔，所述第二压缩腔和所述第二吸气腔形成为第二工作腔，所述第二气缸的滑片工作腔形成为第四工作腔，所述第二气缸的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第四吸气口和第四排气口。

根据本发明的再一些实施例，所述第一气缸为双腔气缸、所述第二气缸为双腔气缸，所述第一压缩腔和所述第一吸气腔形成为第一工作腔，所述第二压缩腔和所述第二吸气腔形成为第二工作腔，所述第一气缸的滑片工作腔形成为第三工作腔，所述第一气缸的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第三吸气口和第三排气口，所述第二气缸的滑片工作腔形成为第四工作腔，所述第二气缸的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第四吸气口和第四排气口。

根据本发明一个实施例的压缩机，所述压缩机具有总排气口，所述第二排气口与所述滑片工作腔的排气口与所述总排气口相连通。

根据本发明另一个实施例的压缩机，所述第一排气口与所述第二吸气口之间通过缓冲腔室连通，所述缓冲腔室设有用于供补充气体进入的进气口。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统包括：所述的压缩机；第一换热器，所述第一换热器的一端与所述压缩机相连，且所述第一换热器连通所述压缩机的所述第二排气口和所述滑片工作腔的排气口；第二换热器，所述第二换热器的一端与所述压缩机相连，且所述第二换热器连通所述压缩机的所述第一吸气口；气液分离装置，所述气液分离装置串联在所述第一换热器的另一端与所述第二换热器的另一端之间，所述气液分离装置具有用于排出分离后的气体的出气口，所述气体出口与所述滑片工作腔的吸气口相连通；以及节流元件，所述节流元件串联连接在所述气液分离装置的两端。

在一些实施例中，所述气液分离装置的出气口与所述第二吸气口直接连通，或者所述第一排气口、所述气液分离装置的出气口与所述第二吸气口通过缓冲腔室连通。

可选地，所述气液分离装置的个数为多个，多个气液分离装置串联连接且相邻的气液分离装置之间还串联有所述节流元件，所述多个气液分离装置的气体出口分别与滑片工作腔的吸气口、缓冲腔室一一对应且连通。

根据本发明的一些实施例，所述气液分离装置为闪蒸器或回热换热器。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一些实施例的压缩机的示意图；

图2是根据本发明的另一些实施例的压缩机的示意图；

图3是根据本发明的再一些实施例的压缩机的示意图；

图4是根据本发明的又一些实施例的压缩机的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的制冷系统的示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的制冷系统的示意图。

附图标记：

制冷系统1000，

压缩机100，第一换热器200，第二换热器300，节流元件400，气液分离装置500，

第一气缸11，第一滑片12，第一活塞13，第一工作腔14，第一吸气口15，第一排气口16，第三工作腔17，第三吸气口18，第三排气口19，

第二气缸21，第二滑片22，第二活塞23，第二工作腔24，第二吸气口25，第二排气口26，第四工作腔27，第四吸气口28，第四排气口29。

缓冲腔室30，进气口31。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“前”、“后”、“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，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图6详细描述根据本发明实施例的压缩机100以及具有它的制冷系统1000。

根据本发明实施例的压缩机100包括：第一气缸11、第一滑片12、第一活塞13、第二气缸21、第二滑片22、第二活塞23。

第一气缸11内设有第一气缸腔和第一滑片槽，第一气缸腔内设有可偏心地转动的第一活塞13，第一滑片槽内设有可往复运动的第一滑片12，第一气缸腔通过第一活塞13和第一滑片12分隔成第一压缩腔和第一吸气腔，第一压缩腔具有第一排气口16，第一吸气腔具有第一吸气口15。

第二气缸21内设有第二气缸腔和第二滑片槽，第二气缸腔内设有可偏心地转动的第二活塞23，第二滑片槽内设有可往复运动的第二滑片22，第二气缸腔通过第二活塞23和第二滑片22分隔成第二压缩腔和第二吸气腔，第二压缩腔具有第二排气口26，第二吸气腔具有第二吸气口25，第二吸气口25与第一排气口16相连通。

其中，第一气缸11和第二气缸21中的至少一个形成为双腔气缸，双腔气缸内形成有与相应的滑片的尾部相对的能够压缩气体的滑片工作腔，滑片工作腔具有吸气口和排气口。

需要说明的是，双腔气缸具有两个工作腔，其中一个工作腔形成在相应的气缸腔处，另一个工作腔形成在滑片槽处。单腔气缸仅具有一个工作腔，该工作腔形成在相应的气缸腔处。

根据本发明实施例的压缩机100，通过将第二吸气口25与第一排气口16连通以利用两个气缸实现二级压缩，同时通过将第一气缸11和第二气缸21中的至少一个设置为双腔气缸，以借助双腔气缸的滑片工作腔实现对冷媒的独立压缩，由此能够将制冷系统1000中分离出来的冷媒进行单独压缩，回收膨胀功，降低压缩机100的压缩功耗，提高了压缩机100的能效。此外，还便于压缩机100的加工和装配，提高压缩机100的生产效率，同时能够降低压缩机100的制造成本。

可以理解的是，本发明实施例的压缩机100不限于实现两个气缸对冷媒的两级压缩。本发明实施例的压缩机100也可实现三个气缸对冷媒的三级压缩以及多个独立压缩，依此类推。进而可提高压缩机100的能效，便于压缩机100的加工和装配，提高压缩机100的生产效率，同时能够降低压缩机100的制造成本。

具体地，滑片工作腔是由滑片、滑片槽、气缸以及轴承端面共同限定出的一个密封的压缩腔，滑片工作腔的吸气口处设有吸气阀，滑片工作腔的排气口处设有排气阀。也就是说，第三工作腔17的第三吸气口18处可以设有第三吸气阀，第四工作腔27的第四吸气口28出可以设有第四吸气阀，第三工作腔17的第三排气口19出可以设有第三排气阀，第四工作腔27的第四排气口29出可以设有第四排气阀。可以理解，相应地，第一吸气口15处也可以设有第一吸气阀(图中未示出)，第二吸气口25处也可以设有第二吸气阀(图中未示出)，第一排气口16处也可以设有第一排气阀(图中未示出)，第二排气口26处也可以设有第二排气阀(图中未示出)。

下面简述双腔气缸的滑片工作腔的冷媒压缩过程。当活塞由0°→180°过程时，双腔气缸处于吸气行程，相应滑片向内运动，滑片工作腔的内部容积逐渐变大，冷媒会推开吸气阀进入滑片工作腔；当活塞由180°→360°过程时，双腔气缸处于压缩行程，滑片向外运动，此时滑片工作腔的内部容积逐渐变小，滑片开始对压缩滑片工作腔内的冷媒进行独立压缩，当滑片工作腔内的压力达到压缩机100壳体内压力时排气阀被推开，压缩后的冷媒被排出，由此通过双腔气缸中的滑片工作腔实现了对冷媒的独立压缩。可以理解，当第一气缸11为双腔气缸时，上述滑片就是指第一滑片12；当第二气缸21为双腔气缸时，上述滑片就是指第二滑片22。

这样，吸气阀和排气阀分别设在双腔气缸的相对侧壁上以封堵滑片槽的两侧以限定出封闭的滑片工作腔，相应的滑片在滑片槽内往复运动以使滑片工作腔的内压可变。由此可知，在滑片工作腔内，通过滑片的往复运动可实现对滑片工作腔内的气体的压缩。

在图1所示的第一具体实施例中，第一气缸11为单腔气缸、第二气缸21为双腔气缸，第一压缩腔和第一吸气腔形成为第一工作腔14，第二压缩腔和第二吸气腔形成为第二工作腔24，第二气缸21的滑片工作腔形成为第四工作腔27，第二气缸21的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第四吸气口28和第四排气口29。

这样，一部分气体压力为ps的冷媒首先经过第一气缸11(单腔气缸)的第一吸气口15进入到第一吸气腔内，然后通过第一活塞13在第一工作腔14内的转动作用，使冷媒进入到第一压缩腔内并且被压缩，进而实现了冷媒的第一级压缩。压缩后的气体压力为pm1的冷媒经过第一排气口16排出第一气缸11，然后冷媒通过第二气缸21(双腔气缸)的第二吸气口25进入到第二吸气腔内，然后通过第二活塞23在第二工作腔24内的转动作用，使气体压力为pm1的冷媒进入到第二压缩腔内并且被压缩，经二级压缩后的气体压力为pd的冷媒经第二排气口26排出,由此实现了冷媒的第二级压缩。

此外，另一部分气体压力为pm2的冷媒(冷媒来源可来自制冷系统1000中的气液分离装置500)直接通过第二气缸21(双腔气缸)的第四吸气口28进入到第四工作腔27内，通过第二滑片22在第四工作腔27内的往复运动，使冷媒被压缩,压缩后的气体压力为pd的冷媒并最终从第四排气口29排出。

由此可知，通过设置双腔气缸和单腔气缸，至少可以实现对一部分冷媒的二级压缩以及另一部分冷媒的独立压缩，降低了膨胀功，进而降低了压缩机100的压缩能耗，提高了压缩机100的压缩性能，而且有利于降低压缩机100的制造成本。

如图2所示，在图2所示的第二具体实施例中，第一气缸11为双腔气缸、第二气缸21为单腔气缸，第一压缩腔和第一吸气腔形成为第一工作腔14，第二压缩腔和第二吸气腔形成为第二工作腔24，第一气缸11的滑片工作腔形成为第三工作腔17，第一气缸11的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第三吸气口18和第三排气口19。

这样，一部分气体压力为ps的冷媒首先经过第一气缸11(双腔气缸)的第一吸气口15进入到第一吸气腔内，然后通过第一活塞13在第一工作腔14内的转动作用，使冷媒进入到第一压缩腔内并且被压缩，进而实现了冷媒的第一级压缩。压缩后的气体压力为pm1的冷媒经过第一排气口16排出第一气缸11，然后冷媒通过第二气缸21(单腔气缸)的第二吸气口25进入到第二吸气腔内，然后通过第二活塞23在第二工作腔24内的转动作用，使冷媒进入到第二压缩腔内并且被压缩，经二级压缩后的气体压力为pd的冷媒经第二排气口26排出,由此实现了冷媒的第二级压缩。

此外，另一部分气体压力为pm2的冷媒直接通过第一气缸11(双腔气缸)的第三吸气口18进入到第三工作腔17内，通过第一滑片12在第三工作腔17内的往复运动，使冷媒被压缩，压缩后的气体压力为pd的冷媒最终从第三排气口19排出。

由此可知，通过设置双腔气缸和单腔气缸，至少可以实现对一部分冷媒的二级压缩以及另一部分冷媒的独立压缩，降低了膨胀功，进而降低了压缩机100的压缩能耗，提高了压缩机100的压缩性能，而且有利于降低压缩机100的制造成本。

在图3所示的第三具体实施例中，第一气缸11为双腔气缸、第二气缸21为双腔气缸，第一压缩腔和第一吸气腔形成为第一工作腔14，第二压缩腔和第二吸气腔形成为第二工作腔24，第一气缸11的滑片工作腔形成为第三工作腔17，第一气缸11的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第三吸气口18和第三排气口19，第二气缸21的滑片工作腔形成为第四工作腔27，第二气缸21的滑片工作腔的吸气口和排气口分别为第四吸气口28和第四排气口29。

如图3所示，一部分气体压力为ps的冷媒首先经过第一气缸11(双腔气缸)的第一吸气口15进入到第一吸气腔内，然后通过第一活塞13在第一工作腔14内的转动作用，使气体压力为ps的冷媒进入到第一压缩腔内并且被压缩，进而实现了冷媒的第一级压缩。压缩后的气体压力为pm1的冷媒经过第一排气口16排出第一气缸11，然后气体压力为pm1的冷媒通过第二气缸21(双腔气缸)的第二吸气口25进入到第二吸气腔内，然后通过第二活塞23在第二工作腔24内的转动作用，使气体压力为pm1的冷媒进入到第二压缩腔内并且被压缩，被压缩后的气体压力为pd的冷媒最终从第二排气口26排出，由此实现了冷媒的第二级压缩。

此外，另一部分气体压力为pm2的冷媒直接通过第一气缸11(双腔气缸)的第三吸气口18进入到第三工作腔17内，通过第一滑片12在第三工作腔17内的往复运动，使冷媒被压缩，被压缩后的气体压力为pd的冷媒最终从第三排气口19排出。

同时，再一部分气体压力为pm3的冷媒直接通过第二气缸21(双腔气缸)的第四吸气口28进入到第四工作腔27内，通过第二滑片22在第四工作腔27内的往复运动，使冷媒被压缩，被压缩后的气体压力为pd的冷媒最终从第四排气口29排出。

由此可知，通过设置两个双腔气缸，至少可以实现对一部分冷媒的二级压缩以及另两部分冷媒的独立压缩，降低了膨胀功，进而降低了压缩机100的压缩能耗，提高了压缩机100的压缩性能，而且有利于降低压缩机100的制造成本。

可以理解，在上述实施例中气体压力为pd的冷媒可以由制冷系统1000内与压缩机100的壳体上的进气口31连接的换热器提供，气体压力为pm2、气体压力为pm3的冷媒可以由制冷系统1000内的气液分离装置500的排出分离后的气体的出气口相连通，气体压力为pm2、气体压力为pm3的两部分冷媒可以通过依次串连的两级气液分离装置500分别独立供给，经两级压缩以及独立压缩后的气体压力为pd的冷媒可以在压缩机100的壳体内混合并最终经壳体上的总排气口排出，排出的冷媒最终可以进入制冷系统1000的另一个换热器内，上述气液分离装置500设置在两个换热器之间。

也就是说，压缩机100具有总排气口，第二排气口26与滑片工作腔的排气口与总排气口相连通。具体地，压缩机100的壳体上设有与总排气口相连的排气管，压缩机100的壳体上还设有与第一吸气口15相连的吸气管。这样，上述经两级压缩后的冷媒以及经独立压缩后的冷媒可以均排到压缩机100壳体内部，这些冷媒在压缩机100壳体内部混合后一起从压缩机100的总排气口排出。

当然，本发明并不限于此，经两级压缩后的冷媒以及经滑片工作腔独立压缩后的冷媒也可以不再壳体内混合，而是各自分别排出到壳体外再混合。

作为优选实施方式，如图4所示，第一排气口16与第二吸气口25之间通过缓冲腔室30连通，缓冲腔室30设有用于供补充气体进入的进气口31。具体地，各个吸气口和排气口之间可以通过冷媒通道连接，第一排气口16和第二吸气口25之间的冷媒通道上串联有缓冲壳体，缓冲壳体内可以限定出缓冲腔室30，缓冲腔室30的流通面积大于第一工作腔14的排量，从而使压缩机100的结构简单，能够进一步地保证压缩机100的可靠性，增强压缩机100对冷媒的压缩效果，提高压缩机100的能效。

同时可以理解的是，压缩机100包括曲轴，在本发明实施例的压缩机100中，前一级的排气周期与后一级的吸气周期之间错开了180°的曲轴转动角度。从而有利于保证压缩机100的可靠性，增强压缩机100对冷媒的压缩效果，提高压缩机100的能效。

综上可知，当本发明实施例的压缩机100包括一个气缸且为双腔气缸时，可实现对冷媒的二级压缩。当压缩机100包括两个气缸，其中一个为双腔气缸，另一个为单腔气缸时，可实现两个气缸对冷媒的两级压缩以及其中一个气缸的滑片工作腔对冷媒的独立压缩。当压缩机100包括两个气缸且均为双腔气缸时，可实现两个气缸对冷媒的两级压缩以及两个滑片工作腔对冷媒的独立压缩。

根据本发明第二方面实施例的制冷系统1000包括：上述实施例的压缩机100、第一换热器200、第二换热器300、气液分离装置500以及节流元件400。

第一换热器200的一端与压缩机100相连，且第一换热器200连通压缩机100的第二排气口26和滑片工作腔的排气口，第二换热器300的一端与压缩机100相连，且第二换热器300连通压缩机100的第一吸气口15，气液分离装置500串联在第一换热器200的另一端与第二换热器300的另一端之间，气液分离装置500具有用于排出分离后的气体的出气口，气体出口与滑片工作腔的吸气口相连通，节流元件400串联连接在气液分离装置500的两端。

根据本发明实施例的制冷系统1000，通过设置根据本发明上述实施例的压缩机100，从而可实现一个气缸对冷媒的二级压缩，而且还能利用至少一个滑片工作腔对从气液分离装置500分离出来的气体进行独立压缩，进而能够回收膨胀功，降低压缩机100的压缩功效，提高压缩机100性能、改善制冷系统1000的能效，当该制冷系统1000应用在空调器上时，还能提高空调器的制热能力。此外，还提高制冷装置的生产效率，同时能够降低制冷装置的制造成本。

如图5所示，第一气缸11为单腔气缸，第二气缸21为双腔气缸，经压缩机100压缩后的高温高压的(气体压力为pd)冷媒通过排气管排出压缩机100，气态冷媒在第一换热器200内进行冷凝放热以换热，换热后的冷媒通过气液分离装置500进行气液分离。

其中，分离后的气态冷媒供给至第二气缸21的第四工作腔的第四吸气口28，并随滑片的往复运动被独立压缩，最终压缩后的气体压力为pd的高压气态冷媒经压缩机100的排气管排出。

经气液分离装置500分离后的液态冷媒经过节流元件400的节流降压，然后液态冷媒在第二换热器300内蒸发吸热以换热，最后低温低压的冷媒(气体压力为ps)通过压缩机100上的吸气管进入到压缩机100内部以由压缩机100的第一工作腔14和第二工作腔24进行两级压缩，最终经两级压缩后的高压气态冷媒可以与上述经独立压缩后的高压气态冷媒在压缩机100内混合并一起经排气管排出，也可以各自独立排出。这样，通过上述两级压缩以及独立压缩可实现制冷装置的制冷或制热功能。

可以理解，在上述第一气缸11和第二气缸21中的至少一个为双腔气缸的实施例中(包括但不限于图5所示的实施例)，气液分离装置500的出气口可以与第二吸气口25直接连通。当然，本发明并不限于此，第一排气口16、气液分离装置500的出气口也可以与第二吸气口25通过缓冲腔室30连通，从而使经气液分离装置500分离出的气态冷媒能够在缓冲腔室30内得到缓冲，增强了压缩机100对冷媒的压缩效果，提高压缩机100的能效。

参照图6所示，气液分离装置500的个数可以为多个，多个气液分离装置500串联连接且相邻的气液分离装置500之间还串联有节流元件400，多个气液分离装置500的气体出口分别与滑片工作腔的吸气口、缓冲腔室30一一对应且连通。

也就是说，气液分离装置500的设置与压缩机100的滑片工作腔、缓冲腔室30的个数有关，每个滑片工作腔以及缓冲腔室30均通过与独立的气液分离装置500连接。优选地，多个气液分离装置500中与滑片工作腔连接的气液分离装置500相对于与缓冲腔室30连接的气液分离装置500更邻近第一换热器200。

可选地，气液分离装置500为闪蒸器或回热换热器。

根据本发明实施例的压缩机100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。