螺杆压缩机、空气调节设备及其容积效率调节方法与流程

本发明涉及制冷领域，具体涉及一种螺杆压缩机、空气调节设备及其容积效率调节方法。

背景技术：

螺杆压缩机包括机体、阴转子和阳转子。阴转子和阳转子在压缩过程中形成多个压缩腔。

螺杆压缩机是由电机带动一对转子啮合来压缩气体来的，在转子啮合的时候存在泄漏三角形，工作腔的气体能够通过泄漏三角形排出去，泄漏三角形的存在会降低实际压缩的气体量，即实际吸气量会偏小；在变频螺杆压缩机中，低转速时工作腔的润滑油不易形成油膜，无法做到较好的密封，此时通过泄漏三角形泄漏的气体会增大，压缩机的吸气容积会大幅度降低。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：泄漏三角形存在吸气侧和压缩侧，由于吸气侧齿间容积不存在压差，对压缩机效率的影响可忽略；但在压缩过程中形成的泄漏三角形由于齿间容积压差大，会使得气体存在泄漏的问题。当压缩过程中出现泄漏时，实际的容积流量会降低，使得压缩机的容积效率降低。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种螺杆压缩机、空气调节设备及其容积效率调节方法，用以改善现有螺杆压缩机的性能，减少压缩过程中的流体泄露。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种螺杆压缩机，包括机体、阴转子、阳转子和雾化结构；所述阴转子和所述阳转子都设于所述机体内部且相互啮合；所述雾化结构设于所述机体，所述雾化结构用于向所述阴转子和所述阳转子啮合形成的压缩腔喷入雾化油。

在可选的实施例中，所述雾化结构包括设于所述机体的进油油路，所述进油油路的喷孔所在的一端与所述阴转子和/或所述阳转子的齿槽连通，所述进油油路被构造为能够雾化油液。

在可选的实施例中，所述雾化结构还包括控制部件，所述控制部件控制所述进油油路的导通和截止。

在可选的实施例中，所述控制部件被构造为：当所述螺杆压缩机的转速低于给定值时，持续导通所述进油油路；当所述螺杆压缩机的转速高于或等于给定值时，周期导通所述进油油路。

在可选的实施例中，所述进油油路设有多条，各所述进油油路单独对应所述阴转子和/或所述阳转子的一个齿槽。

在可选的实施例中，所述进油油路设有多条，各所述进油油路共同对应所述阴转子或所述阳转子的同一个齿槽。

在可选的实施例中，所述进油油路设有多条，且各所述进油油路的喷孔的中心连线位于第一螺旋线上；

所述第一螺旋线被构造为在所述阴转子转动过程中能与所述阴转子的螺旋线重合；或者，所述第一螺旋线被构造为在所述阳转子转动过程中能与所述阳转子的螺旋线重合。

在可选的实施例中，所述第一螺旋线的设置位置满足以下条件：所述第一螺旋线能与所述阴转子的螺旋线重合，当所述螺杆压缩机刚开始排气时，所述第一螺旋线位于从所述螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的阴转子的第二个齿槽和所述第三个齿槽之间；或者，所述第一螺旋线能与所述阳转子的螺旋线重合，当所述螺杆压缩机刚开始排气时，所述第一螺旋线位于从所述螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的所述阳转子的第二个齿槽和第三个齿槽之间。

在可选的实施例中，所述进油油路设有多条，且各所述进油油路的喷孔的中心连线位于一条曲线上，所述曲线包括第一螺旋段和第二螺旋段，所述曲线被构造为在所述压缩机工作过程中，所述第一螺旋段能与所述阴转子的螺旋线重合，所述第二螺旋段能与所述阳转子的螺旋线重合。

在可选的实施例中，所述第一螺旋段的设置位置满足以下条件：所述第一螺旋段能与所述阴转子的螺旋线重合，当所述螺杆压缩机刚开始排气时，所述第一螺旋段位于从所述螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的所述阴转子的第二个齿槽和所述第三个齿槽之间。

在可选的实施例中，所述第二螺旋段的设置位置满足以下条件：所述第二螺旋段能与所述阳转子的螺旋线重合，当所述螺杆压缩机刚开始排气时，所述第二螺旋段位于从所述螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的所述阳转子的第二个齿槽和所述第三个齿槽之间。

在可选的实施例中，所述机体还设有回油油路，所述回油油路连通所述阴转子和/或所述阳转子的齿槽。

在可选的实施例中，所述回油油路设有多条，各所述回油油路单独对应所述阴转子和/或所述阳转子的齿槽。

在可选的实施例中，所述进油油路的喷孔的内径尺寸为1mm至3mm。

在可选的实施例中，所述进油油路远离喷孔的另一端与所述螺杆压缩机的油槽连通。

在可选的实施例中，所述控制部件包括阀，所述阀设于所述进油油路中。

本发明实施例还提供一种空气调节设备，包括本发明任一技术方案提供的螺杆压缩机。

本发明实施例还提供一种螺杆压缩机容积效率调节方法，包括以下步骤：

向所述螺杆压缩机阴转子和阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油。

在可选的实施例中，当所述螺杆压缩机的转速低于给定值时，持续向所述阴转子和所述阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油；当所述螺杆压缩机的转速高于或等于给定值时，周期性地向所述阴转子和所述阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油。

上述技术方案，设置了雾化结构，雾化结构能向压缩腔内喷油，雾化油能够有效密封阳转子、阴转子和机体之间形成的三角泄露区域，使得低转速下转子工作腔泄漏量小，提升压缩机容积效率，提高压缩机能效；进一步地，通过控制雾化结构的工作与否，还可降低高转速时的喷油量，进一步提高压缩机容积效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的螺杆压缩机结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的螺杆压缩机的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明实施例提供一种螺杆压缩机，包括机体1、阴转子2、阳转子3和雾化结构。阴转子2和阳转子3都设于机体1内部且相互啮合。雾化结构设于机体1，雾化结构用于向阴转子2和阳转子3啮合形成的压缩腔11喷入雾化油。

进一步地，雾化结构包括设于机体1的进油油路4，进油油路4的喷孔41所在的一端与阴转子2和/或阳转子3的齿槽连通，进油油路4被构造为能够雾化油液。具体来说，进油油路4可以只与阳转子2的齿槽连通，或者只与阴转子3的齿槽连通。当然，亦可设置为同时与阳转子2和阴转子3的齿槽连通，可以通过设置多个喷孔41的方式实现同时与阳转子2和阴转子3的齿槽连通。

为了使得喷进压缩腔的油液能较好地被雾化，进油油路4的喷孔41的内径尺寸为1mm至3mm。比如为1mm、2mm、3mm。

为便于控制进油油路4的导通/截止，雾化结构还包括控制部件5，控制部件5控制进油油路4的导通和截止。控制部件5可以采用电磁阀等阀结构。

可选地，控制部件5被构造为：当阳转子3的转速低于给定值时，持续导通进油油路4。当阳转子3的转速高于或等于给定值时，周期导通进油油路4。给定值可提前设定，控制部件5可以包括控制器等，以实现对进油油路4通、断的自动控制。

上述技术方案，在螺杆压缩机低转速时，转子泄漏三角形处也可以形成油膜密封，转子工作腔泄漏量小，容积效率高，压缩机能效高。；并且，喷油量可控，螺杆压缩机高转速时，可以设置为少喷油或不喷油，工作腔润滑油占用的容积小，可使得压缩机容积效率较高。

参见图1，进油油路4设有多条，各进油油路4单独对应阴转子2和/或阳转子3的齿槽。本实施例中，阳转子2的各齿槽单独设置了一条进油油路4。由于三角泄露区域存在于每个压缩腔中，在每个齿槽处都设置进油油路4，可以使得每个阳转子3和阴转子2在工作过程中形成的每个压缩腔中都可以喷入雾化后的油液，以有效密封三角泄露区域，减少泄露量，改善螺杆压缩机的性能。

进一步地，机体1还设有回油油路，回油油路连通阴转子2和/或阳转子3的齿槽。回油油路可以将齿槽间多的油液引出，以减少多余油液对压缩容积的影响。

可选地，回油油路设有多条，各回油油路单独对应阴转子2和/或阳转子3的齿槽。可以为每条回油油路都设置控制其导通/截止的控制结构。

为了合理利用机组已有的油液，进油油路4的另一端与螺杆压缩机的油槽6连通。

本实施例中，控制部件5包括阀，阀设于进油油路4中。阀具体可以为电磁阀等。

下面结合附图介绍一种具体实施例。

参见图1，在机体1上对应转子齿槽位置，设置有一定数量的进油油路4，每个进油油路4具有一喷孔41，喷孔41的内径为φ1至φ3，可以使油液雾化后进入工作腔，雾化的油液更容易形成密封油膜，喷孔41连接压缩机油槽6。可在喷孔41和油槽6之间设置有电磁阀，可通过电磁阀控制喷油量。在压缩机运行低转速运行时，气体通过泄漏三角形的泄漏量增大，此时可打开电磁阀，油路连通压缩机油槽6给工作腔喷油，φ2的喷孔41可以使润滑油雾化，雾化的润滑油形成油膜的效果好，雾化润滑油在工作腔与制冷剂混合，并形成密封油膜，在泄漏三角形处有密封油膜的存在，可降低泄漏三角形处气体泄漏量，提高压缩机的实际吸气量，从而提高压缩机的容积效率。当压缩机高转速运行时，此时由于转速较高，工作腔容易形成油膜，不需要太多的润滑油，较多的润滑油进入工作腔反而会占用一部分容积，此时可通过给电磁阀脉冲如开1停10，比如开1秒停10秒，来降低喷油量，降低润滑油在工作腔所占容积，提高压缩机容积效率。

参见图2，进油油路4除了采用上述设置方式之外，其另一种可能的设置方式如下：

进油油路4设有多条，各进油油路4共同对应阴转子2或阳转子3的同一个齿槽。

以进油油路4对应阴转子2的同一个齿槽为例：当进油油路4导通时，各条进油油路4同时向阴转子2的同一个齿槽喷油。由于进油油路4的位置是确定的，阴转子2的转动过程中，其齿槽的位置是变化的，故能通过同一组进油油路4向对各个齿槽内喷入雾化油，以实现对各个压缩腔内三角泄露区域的密封。

后文将以三种情形加以介绍，分别为进油油路4的各喷孔41位于同一螺旋线上，该螺旋线对应阴转子2的螺旋线、阳转子3的螺旋线以及螺旋线分为两段，两段之一对应阴转子2的螺旋线，另一对应阳转子3的螺旋线三种情形。

第一种情形为：进油油路4设有多条，且各进油油路4的喷孔41的中心连线位于第一螺旋线上。第一螺旋线被构造为在阴转子2转动过程中能与阴转子2的螺旋线重合。

第一螺旋线能与阴转子2的螺旋线重合，是指第一螺旋线与阴转子2的螺旋线的形状是匹配的，以使得阴转子2转动过程中，阴转子2的螺旋线能同时、完全扫过第一螺旋线，在此瞬间，各喷孔41喷出的雾化油能同时进入到阴转子2的同一个齿槽中。

参见图2，在阴转子2转动过程中，其螺旋线a会依次移动至于第一螺旋线b完全重合的位置。后文所述的阳转子3的螺旋线能与第一螺旋线重合也是类似的。

采用上述情形时，为便于喷油，第一螺旋线的设置位置较佳以满足下述条件为宜：第一螺旋线的设置位置满足以下条件：第一螺旋线能与阴转子2的螺旋线重合，当螺杆压缩机刚开始排气时，第一螺旋线位于从螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的阴转子2的第二个齿槽和第三个齿槽之间。

此处所指的螺杆压缩机开始排气是指齿槽即将连通排气前的瞬间，即工作腔内的气体即将与外部排气口连通准备将压缩完成的高压气体排出的时刻。在数齿槽的顺序时，以即将排气的那个齿槽作为第一个齿槽。

上述各设置方式，设置所需要的喷油压力，使得转子腔的压力要小于喷油处的压力，在压差的作用下可便于喷油，达到提高容积效率的目的。转子在转动的时候，每个工作腔均会扫过这条螺旋线，即喷油对每个压缩腔都有效果。

第二种情形为：进油油路4设有多条，且各进油油路4的喷孔41的中心连线位于第一螺旋线上。第一螺旋线被构造为在阳转子3转动过程中能与阳转子3的螺旋线重合。

上述的第二种情形与第一种情形是类似的，只是雾化油是喷入到阳转子2的齿槽中。

第一螺旋线能与阳转子3的螺旋线重合，是指第一螺旋线与阳转子3的螺旋线的形状是匹配的，以使得阳转子3转动过程中，阳转子3的螺旋线能同时、完全扫过第一螺旋线，在此瞬间，各喷孔41喷出的雾化油能同时进入到阳转子3的同一个齿槽中。

采用上述情形时，为便于喷油，第一螺旋线的设置位置较佳以满足下述条件为宜：第一螺旋线的设置位置满足以下条件：第一螺旋线能与阳转子3的螺旋线重合，当螺杆压缩机刚开始排气时，第一螺旋线位于从螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的阳转子3的第二个齿槽和第三个齿槽之间。

此处所指的螺杆压缩机开始排气是指齿槽即将连通排气前的瞬间，即工作腔内的气体即将与外部排气口连通准备将压缩完成的高压气体排出的时刻。在数齿槽的顺序时，也是以即将排气的那个齿槽作为第一个齿槽。

上述各设置方式，设置所需要的喷油压力，使得转子腔的压力要小于喷油处的压力，在压差的作用下可便于喷油，达到提高容积效率的目的。转子在转动的时候，每个工作腔均会扫过这条螺旋线，即喷油对每个压缩腔都有效果。

第三种情形为：所述进油油路4设有多条，且各进油油路4的喷孔41的中心连线位于一条曲线上，曲线包括第一螺旋段和第二螺旋段，曲线被构造为在压缩机工作过程中，第一螺旋段能与阴转子2的螺旋线重合，第二螺旋段能与阳转子3的螺旋线重合。

第一螺旋段能与阴转子2的螺旋线重合，是指第一螺旋段与阴转子2的螺旋线的形状是匹配的，以使得阴转子2转动过程中，阴转子2的螺旋线能同时、完全扫过第一螺旋段，在此瞬间，各喷孔41喷出的雾化油能同时进入到阴转子2的同一个齿槽中。

第二螺旋段能与阳转子3的螺旋线重合，是指第二螺旋段与阳转子3的螺旋线的形状是匹配的，以使得阳转子3转动过程中，阳转子3的螺旋线能同时、完全扫过第二螺旋段，在此瞬间，各喷孔41喷出的雾化油能同时进入到阳转子3的同一个齿槽中。

与上述设置第一螺旋线的位置类似，为便于喷油，第一螺旋段的设置位置满足以下条件：第一螺旋段能与阴转子2的螺旋线重合，当螺杆压缩机刚开始排气时，第一螺旋段位于从螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的阴转子2的第二个齿槽和第三个齿槽之间。

与上文类似，齿槽的顺序也以参照下述方式确定：此处所指的螺杆压缩机开始排气是指齿槽即将连通排气前的瞬间，即工作腔内的气体即将与外部排气口连通准备将压缩完成的高压气体排出的时刻。在数齿槽的顺序时，也是以即将排气的那个齿槽作为第一个齿槽。

与上述设置第二螺旋线的位置类似，为便于喷油，第二螺旋段的设置位置满足以下条件：第二螺旋段能与阳转子3的螺旋线重合，当螺杆压缩机刚开始排气时，第二螺旋段位于从螺杆压缩机的排气端向电机端开始数的阳转子3的第二个齿槽和第三个齿槽之间。

与上文类似，齿槽的顺序也以参照下述方式确定：此处所指的螺杆压缩机开始排气是指齿槽即将连通排气前的瞬间，即工作腔内的气体即将与外部排气口连通准备将压缩完成的高压气体排出的时刻。在数齿槽的顺序时，也是以即将排气的那个齿槽作为第一个齿槽。

设置所需要的喷油压力，使得转子腔的压力要小于喷油处的压力，在压差的作用下可便于喷油，达到提高容积效率的目的。转子在转动的时候，阳转子3的每个齿槽都会扫过第一螺旋段，阴转子2的每个齿槽都会扫过第二螺旋段，即喷油对每个压缩腔都有效果。

本发明实施例还提供一种空气调节设备，包括本发明任一技术方案提供的螺杆压缩机。

本发明实施例还提供一种螺杆压缩机容积效率调节方法，该方法可采用上述实施例提供的螺杆压缩机实现。该方法包括以下步骤：向所述螺杆压缩机阴转子和阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油。

雾化油能在螺杆压缩机的三角泄露区域形成油膜密封，有效降低螺杆压缩机三角区域的气体泄露量，提高容积效率。

在可选的实施例中，当所述螺杆压缩机的转速低于给定值时，持续向所述阴转子和所述阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油；当所述螺杆压缩机的转速高于或等于给定值时，周期性地向所述阴转子和所述阳转子啮合形成的压缩腔内喷入雾化油。

在压缩机运行低转速运行时，气体通过泄漏三角形的泄漏量增大，此时可打开电磁阀，油路连通压缩机油槽6给工作腔喷油，φ2油孔可以使润滑油雾化，雾化的润滑油形成油膜的效果好，雾化润滑油在工作腔与制冷剂混合，并形成密封油膜，在泄漏三角形处有密封油膜的存在，可降低泄漏三角形处气体泄漏量，提高压缩机的实际吸气量，从而提高压缩机的容积效率。当压缩机高转速运行时，此时由于转速较高，工作腔容易形成油膜，不需要太多的润滑油，较多的润滑油进入工作腔反而会占用一部分容积，此时可通过给电磁阀脉冲如开1停10，比如开1秒停10秒，来降低喷油量，降低润滑油在工作腔所占容积，提高压缩机容积效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。