具有容量调节系统的涡旋压缩机的制作方法

本公开涉及涡旋压缩机技术领域，更具体地，涉及具有容量调节系统的涡旋压缩机。

背景技术：

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

已知的是，涡旋压缩机属于容量式压缩的压缩机械。涡旋压缩机的压缩组件通常包括定涡旋部件和动涡旋部件。通常，定涡旋部件和动涡旋部件各自包括单一型线的涡旋叶片，两个涡旋叶片之间彼此配合(或称啮合地接合)而形成一系列压缩腔从而对工质(也称为工作流体，比如气态制冷剂)进行压缩，并且压缩后的高压气体通过排气口排出。

根据工况的需要，涡旋压缩机可以包括多种容量调节机构以改变压缩机的工作容量。典型地，容量调节机构可以包括延伸穿过涡旋部件的流体通道以选择性地提供压缩机的压缩腔穴与另一压力区之间的流体连通。例如，在制冷系统的应用中，为了解决部分负荷冷量的需求，往往通过旁通涡旋叶片的部分型线，使涡旋部件的压比变小，以达到调节压缩机的工作容量的目的，进而与部分负荷冷量更好地匹配。

由于涡旋叶片的型线长度是有限的，因而压缩机的压比或者工作容量的可调节范围也非常有限。例如，相关技术的这种涡旋压缩机如果要达到50％的工作容量调节能力，则需要涡旋部件具有较长的型线，从而不利于压缩机的紧凑化设计。对于这种容量调节方式，无法适应范围较大的压比要求。

技术实现要素：

基于此，本公开的一个目的在于提供一种新型的、具有能够灵活地调节压缩机的工作容量的容量调节系统的涡旋压缩。

本公开的另一个目的在于对具有容量调节系统的涡旋压缩做出进一步的改进以在不增大压缩机尺寸情况下提高涡旋压缩机的工作容量调节能力。

本公开的另一个目的在于提供一种允许灵活设计、相容性良好的涡旋压缩机结构，以提高涡旋压缩机的运行效率。

根据本公开的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，其包括：压缩组件，所述压缩组件包括彼此配合以对工质进行压缩的定涡旋部件和动涡旋部件；以及容量调节系统，所述容量调节系统构造成对所述压缩组件的容量进行调节，所述定涡旋部件包括第一定涡旋叶片和第二定涡旋叶片，所述动涡旋部件包括第一动涡旋叶片和第二动涡旋叶片，其中，所述定涡旋部件与所述动涡旋部件之间限定有彼此独立的第一压缩腔组和第二压缩腔组，所述容量调节系统包括环形圈和旁通通路，所述旁通通路的一个开口端与所述第一压缩腔组和所述第二压缩腔组中的一者连通，所述旁通通路的另一开口端能够被所述环形圈封闭或打开以选择性地与所述涡旋压缩机的吸气压力区连通，其中，在全负荷工作状态下，所述环形圈密封覆盖所述旁通通路的所述另一开口端从而关断所述旁通通路；在容量调节状态下，所述环形圈移动远离所述另一开口端从而开通所述旁通通路。

在一些实施方式中，在所述环形圈的上下两侧分别形成有背压腔和可变压力腔，所述背压腔与所述第一压缩腔组和所述第二压缩腔组中的另一者连通，所述可变压力腔能够选择性地与所述背压腔或所述吸气压力区连通，所述环形圈借助于所述背压腔和所述可变压力腔在所述环形圈上的作用力之差密封覆盖或移动远离所述另一开口端。

在一些实施方式中，所述可变压力腔通过控制阀选择性地与所述背压腔或所述吸气压力区连通，其中，当所述可变压力腔与所述吸气压力区连通时，所述环形圈关断所述旁通通路，而当所述可变压力腔与所述背压腔连通时，所述环形圈开通所述旁通通路。

在一些实施方式中，在所述定涡旋部件的背对所述动涡旋部件的一侧形成有限定所述涡旋压缩机的排气通道的圆筒部，所述第一压缩腔组的第一排气口和所述第二压缩腔组的第二排气口与所述排气通道连通。

在一些实施方式中，在所述第一排气口和第二排气口处设置有单向阀。

在一些实施方式中，所述环形圈配装在所述圆筒部的外周表面处，所述环形圈包括适于密封覆盖所述旁通通路的所述另一开口端的平直部分和与所述圆筒部间隔开的拱形部分，在所述环形圈的上侧且在所述拱形部分与所述圆筒部之间限定所述背压腔，在所述环形圈的下侧由所述拱形部分限定所述可变压力腔。

在一些实施方式中，所述背压腔和所述可变压力腔在所述定涡旋部件或所述动涡旋部件的轴向投影呈同心环的形状。

在一些实施方式中，形成所述第一压缩腔组的两条涡旋叶片和形成所述第二压缩腔组的两条涡旋叶片为非对称设置。

在一些实施方式中，形成所述第一压缩腔组的两条涡旋叶片和形成所述第二压缩腔组的两条涡旋叶片为对称设置。

在一些实施方式中，所述涡旋压缩机还包括：第一喷射通路，所述第一喷射通路构造成将来自外部的流体供应装置的流体供应至所述第一压缩腔组中的一个或多个压缩腔；以及第二喷射通路，所述第二喷射通路构造成将来自所述流体供应装置的流体供应至所述第二压缩腔组中的一个或多个压缩腔，其中，所述第一喷射通路和所述第二喷射通路构造成在相应的压缩腔组经由所述旁通通路旁通至所述吸气压力区时关闭。

根据本公开的另一个方面，提供了一种涡旋压缩机，其包括压缩组件，所述压缩组件包括彼此配合以对工质进行压缩的定涡旋部件和动涡旋部件；以及容量调节系统，所述容量调节系统构造成对所述压缩组件的容量进行调节，所述定涡旋部件包括第一定涡旋叶片和第二定涡旋叶片，所述动涡旋部件包括第一动涡旋叶片和第二动涡旋叶片，其中，所述定涡旋部件与所述动涡旋部件之间限定有彼此独立的第一压缩腔组和第二压缩腔组，经所述第一压缩腔组压缩的工质从第一排气口排出，经所述第二压缩腔组压缩的工质从第二排气口排出，所述容量调节系统包括旁通通路、与所述第一排气口连通的第一排气腔和与所述第二排气口连通的第二排气腔，所述旁通通路通过与所述第一排气腔和所述第二排气腔中的至少一者连通而使所述第一压缩腔组和所述第二压缩腔组中对应的压缩腔组选择性地旁通至所述涡旋压缩机的吸气压力区。

在一些实施方式中，所述定涡旋部件包括以可拆卸的方式连接的定涡旋主体部和盖板，在所述定涡旋主体部与所述盖板之间限定出所述第一排气腔和所述第二排气腔，所述第一排气腔和所述第二排气腔彼此分隔开。

在一些实施方式中，所述定涡旋主体部中设置有将所述第一排气腔与所述第一压缩腔组连通的多个容量调节通道以及将所述第二排气腔与所述第二压缩腔组连通的多个容量调节通道，并且在所述第一排气腔和第二排气腔中针对每个容量调节通道都设置有单向阀，所述单向阀仅允许工质从所述容量调节通道流入对应的排气腔。

在一些实施方式中，在所述盖板的背对所述定涡旋主体部的一侧形成有第一背压腔和第二背压腔，所述第一背压腔通过第一背压通道与所述第一压缩腔组连通，所述第二背压腔通过第二背压通道与所述第二压缩腔组连通。

在一些实施方式中，在所述盖板的背对所述定涡旋主体部的一侧形成有内圆筒部、中间圆筒部和外圆筒部，所述内圆筒部的内部空间与分别从所述第一排气腔和所述第二排气腔延伸的两个排气通道连通，在所述内圆筒部与所述中间圆筒部之间限定出所述第一背压腔和所述第二背压腔中的一者，在所述中间圆筒部与所述外圆筒部之间限定出所述第一背压腔和所述第二背压腔中的另一者。

在一些实施方式中，所述第一背压腔和第二背压腔在所述定涡旋部件上的轴向投影呈同心环的形状。

在一些实施方式中，所述旁通通路中设置有控制阀以选择性控制所述旁通通路的开通和关断。

根据本公开的又一个方面，提供了一种涡旋压缩机，其包括压缩组件，所述压缩组件包括彼此配合以对工质进行压缩的定涡旋部件和动涡旋部件，所述定涡旋组件固定至所述涡旋压缩机的壳体而不能轴向移位；以及容量调节系统，所述容量调节系统构造成对所述压缩组件的容量进行调节，所述定涡旋部件包括第一定涡旋叶片和第二定涡旋叶片，所述动涡旋部件包括第一动涡旋叶片和第二动涡旋叶片，其中，所述定涡旋部件与所述动涡旋部件之间限定有彼此独立的第一压缩腔组和第二压缩腔组，经所述第一压缩腔组压缩的工质从第一排气口排出，经所述第二压缩腔组压缩的工质从第二排气口排出，所述容量调节系统包括旁通通路以及与所述第一排气口和所述第二排气口中的至少一者连通的排气腔，所述旁通通路通过与所述排气腔连通而使所述第一压缩腔组和所述第二压缩腔组中对应的压缩腔组选择性地旁通至所述涡旋压缩机的吸气压力区。

在一些实施方式中，所述定涡旋部件包括以可拆卸的方式连接的定涡旋主体部和盖板，在所述定涡旋主体部与所述盖板之间限定出所述排气腔。

在一些实施方式中，所述排气腔与所述第一排气口连通，所述第二排气口与所述涡旋压缩机的排气压力区连通。

在一些实施方式中，所述排气腔的横截面呈半圆形。

在一些实施方式中，所述定涡旋主体部中设置有将所述排气腔与所述第一压缩腔组连通的多个容量调节通道，并且在所述排气腔中针对每个容量调节通道都设置有单向阀，所述单向阀仅允许工质从所述容量调节通道流入所述排气腔。

在一些实施方式中，在所述第二排气口处和所述排气腔处分别设置有仅允许工质流出的单向阀。

在一些实施方式中，所述旁通通路为从所述排气腔出发、延伸穿过所述涡旋压缩机的壳体并从所述壳体的外侧连通至所述吸气压力区的管路的形式。

在一些实施方式中，所述管路中设置有控制阀以选择性控制所述旁通通路的开通和关断。

根据本公开的涡旋压缩机通过采用双圈涡旋压缩组件可以独立地针对每组涡旋叶片所对应的压缩腔进行容量调节，而不影响另一组涡旋叶片的压比，由此允许在不牺牲压缩机压比的情况下灵活且大范围地调节压缩机的工作容量，满足压缩机紧凑化设计的要求，大大提高了压缩机的能效和适用性，具有广泛的应用前景。另外，根据本公开的涡旋压缩机还可以根据涡旋压缩机的运行模式相应地调节对各个喷射通路的喷射流体供应，从而提高涡旋压缩机应用的灵活性，提高系统运行的效率。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本公开的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1示出了根据本公开的第一示例性实施方式的涡旋压缩机的纵向剖视图，其中，旁通通路处于关闭状态；

图2示意性地示出了根据本公开实施方式的定涡旋部件和动涡旋部件在工作状态下的仰视横向剖视图；

图3为仅示出图1的涡旋压缩机的压缩组件的纵向剖视图，其中，旁通通路处于打开状态；

图4示出了根据本公开的第二示例性实施方式的涡旋压缩机的纵向剖视图；

图5示出了图4的涡旋压缩机的定涡旋部件的分解立体图；

图6示出了图4的涡旋压缩机的定涡旋部件在排气空间的部位处横向剖开的俯视立体图；

图7示出了根据本公开的第三示例性实施方式的涡旋压缩机的纵向剖视图；以及

图8示出了根据本公开实施方式的结合流体喷射技术的定涡旋部件的示例性透视图。

具体实施方式

以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本公开及其应用或使用。应当理解的是，附图中对应的附图标记始终指示相同的或对应的部件和特征。

如上文所述，已经注意到，对于相关技术中常见的、定涡旋部件和动涡旋部件各自设置有单一涡旋叶片的单圈涡旋压缩组件，在通过旁通部分型线的方式调节压缩机的工作容量时有很大的局限性。然而，对于定涡旋部件和动涡旋部件各自设置有两个涡旋叶片的新型双圈涡旋压缩组件，由于其具有两组涡旋叶片，所以可以独立地针对每组涡旋叶片所对应的压缩腔进行容量调节，而不影响另一组涡旋叶片的压比。为此，本申请人通过采用双圈涡旋压缩组件并通过设计以下压缩机而解决了上述问题。

本公开的教导适于并入到多种不同类型的涡旋式压缩机中，包括密封式机器、敞开驱动式机器和非密封式机器。出于示例的目的，本公开的涡旋压缩机被示出为低侧型全封闭立式涡旋压缩机。即，涡旋压缩机的驱动马达以及压缩组件均设置在密封壳体的吸气压力区中。

参见图1，该图示例性地示出了根据本公开的一个实施方式的涡旋压缩机100的纵向剖视图。压缩机100可以包括大体封闭的壳体110以及设置在壳体110内的马达120、驱动轴130、主轴承座140和压缩组件。

壳体110可以包括大致圆筒形的主壳体部111、设置在主壳体部111的上端处的顶盖112以及设置在主壳体部111的下端处的底盖113。在顶盖112和主壳体部111之间设置有隔板101，隔板101将壳体110的内部空间分隔成吸气压力区sl和排气压力区sh。隔板101和顶盖112之间的空间构成排气压力区sh，而隔板101、主壳体部111和底盖113之间的空间构成吸气压力区sl。在吸气压力区sl设置有用于吸入工质的进气接头102，在排气压力区sh设置有用于排出压缩后的工质的排气接头103。由此，吸气压力区sl也可以称为低压侧区域，而排气压力区sh也可以称为高压侧区域。隔板101包括穿过隔板101从而提供压缩组件与排气压力区sh之间的连通的中央孔口。

马达120可以包括定子121和转子122。定子121可以采用任何合适的方式相对于壳体110固定。转子122设置在定子121的径向内侧，并且通电时能够在定子121中旋转。驱动轴130延伸穿过转子122而能够随转子122一起做旋转运动。驱动轴130的上端经由主轴承由主轴承座140支撑，下端经由下轴承由下轴承座104支撑。主轴承座140和下轴承座104均固定连接至壳体110的主壳体部111。驱动轴130中形成有润滑油通道(图中未示出)，以将润滑油从位于壳体110下部的油池105供给到上部的例如主轴承座140、压缩组件等零部件以提供润滑。

压缩组件由主轴承座140支承并且包括定涡旋部件150和动涡旋部件160。定涡旋部件150可以以任何合适的方式相对于壳体110固定，例如通过螺栓固定于主轴承座140。形成于驱动轴130的一端的、具有平直部的偏心曲柄销131配合在动涡旋部件160的毂部161中，以驱动动涡旋部件160相对于定涡旋部件150平动转动(即，动涡旋部件160的中心轴线绕定涡旋部件150的中心轴线旋转，但是动涡旋部件160本身不会绕自身的中心轴线旋转)，进而实现工质的压缩。上述平动转动通过与定涡旋部件150和动涡旋部件160接合的十字滑环106实现。十字滑环106可以设置在动涡旋部件160和主轴承座140之间，也可以设置在定涡旋部件150和动涡旋部件160之间。

与单圈涡旋压缩组件结构不同的是，根据本公开的涡旋压缩机的定涡旋部件150和动涡旋部件160各自具有两个涡旋叶片。例如，从图2所示的根据本公开实施方式的双圈涡旋压缩组件的一个示例性横向剖视图可以看到，根据本公开的定涡旋部件150包括第一定涡旋叶片151和第二定涡旋叶片152，而动涡旋部件160包括第一动涡旋叶片161和第二动涡旋叶片162。第一动涡旋叶片161分别与第一定涡旋叶片151和第二定涡旋叶片152啮合地接合从而形成第一压缩腔组c1。第一压缩腔组c1可以包括位于第一动涡旋叶片161的径向内侧的第一子压缩腔组c1a和位于第一动涡旋叶片161的径向外侧的第一子压缩腔组c1b。类似地，第二动涡旋叶片162分别与第一定涡旋叶片151和第二定涡旋叶片152啮合地接合从而形成第二压缩腔组c2。第二压缩腔组c2可以包括位于第二动涡旋叶片162的径向内侧的第二子压缩腔组c2a和位于第二动涡旋叶片162的径向外侧的第二子压缩腔组c2b。第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2彼此独立地进行压缩操作并且包括各自的进气部段和排气部段。可以在定涡旋部件150的外周上大致径向相对的位置处设置分别与所述第一压缩腔组c1和所述第二压缩腔组c2对应的第一吸气口和第二吸气口。对于其他涡旋设计，第一吸气口和第二吸气口可以处于其他位置，并且可以合并成一个吸气口。可以在定涡旋部件150的定涡旋端板158上设置分别与所述第一压缩腔组c1和所述第二压缩腔组c2对应的第一排气口o1和第二排气口o2，用于分别排出经第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2压缩得到的高压气体。第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2(或者更具体地各个子压缩腔组)各自可以包括大致位于径向外侧并且处于吸气压力的低压腔、大致位于径向内侧并且处于排气压力的高压腔以及压力介于二者之间的中压腔。随着涡旋压缩机的运行，位于径向最外侧的低压腔沿着涡旋叶片的型线方向逐渐从径向外侧运动到径向中间部分而变为中压腔，随后进一步沿着型线方向向径向内侧运动而变为高压腔，最终将压缩得到的高压气体从相应的排气口排出。

如此构造的双圈涡旋压缩机可以在满负荷运行模式与容量调节模式之间切换。在满负荷运行模式(即，由两对涡旋叶片同时对工质进行压缩)下，两个压缩腔组c1和c2均进行工质的压缩。在容量调节模式下，两个压缩腔组c1和c2中的一个压缩腔组(例如第一压缩腔组c1)可以被选择性地旁通至吸气压力区，使得被旁通的这个压缩腔组基本上不会对工质进行压缩，从而能够实现压缩机排量的降低和功耗的降低。

如在图1所示出的实施方式的涡旋压缩机100的纵向剖视图中示出的，可以在定涡旋端板158中设置沿轴向方向延伸穿过定涡旋端板的一条或多条旁通通路bp，旁通通路bp可以包括开在第一压缩腔组c1的其中一个压缩腔中的第一开口端和开在定涡旋端板158的顶表面中的第二开口端。参见图1和图3，定涡旋部件150在其端板158的顶表面处可以包括由圆筒部156限定的排气通道157。双圈涡旋压缩组件的第一排气口o1和第二排气口o2可以经由排气通道157和隔板101中的中央孔口连通至位于隔板101另一侧的排气压力区sh，以将经由压缩组件压缩得到的高压气体通过排气接头103排出到涡旋压缩机外部。类似地，为了防止排气压力区sh的流体在某些情况下经由第一排气口o1和第二排气口o2回流到吸气压力区sl，可以在第一排气口o1和第二排气口o2处设置单向阀107，单向阀107可以是任意适当类型的单向阀，例如阀片、弹簧式单向阀等。

环形圈180配装在圆筒部156的外周表面处，并且如在图1和图3中示例性地示出的，环形圈180包括与定涡旋部件150的顶表面形成面接触的平直部分和与圆筒部156间隔开的中央拱形部分。在环形圈180的中央拱形部分与圆筒部156之间限定出第一环形凹部，并且在环形圈180的中央拱形部分与定涡旋部件150的顶表面之间限定出第二环形凹部。第一环形凹部和第二环形凹部彼此隔离。可以在第一环形凹部内形成密闭的背压腔181，并且可以在第二环形凹部内形成密闭的第二可变压力腔182。背压腔181可以经由背压通道(图中未示出)与压缩组件的其中一个中压腔连通并在其中建立背压p1。由此，在压缩组件压缩气体的过程中保持定涡旋部件150和动涡旋部件160彼此抵靠，同时提供涡旋部件的轴向柔性，从而确保压缩机安全可靠的运行和浮动密封。在此实施方式中，在旁通通路bp与第一压缩腔组c1连通(即，旁通第一压缩腔组c1)的情况下，背压通道优选地与第二压缩腔组c2的一个中压腔连通，反之亦然，由此确保在进行容量调节时背压腔181的压力保持稳定。第二可变压力腔182可以与外部压力源(图中未示出)连通并在其中建立压力p2。如图所示，由于背压腔181和第二可变压力腔182分别设立在环形圈180的相反两侧，从而分别沿竖向方向在环形圈180上施加方向相反的作用力f1和f2。作用力f1、f2的大小与压力p1、p2及其作用面积正相关，即满足f＝p*s。

当压力p1在环形圈180上施加的竖直向下的作用力f1大于压力p2在环形圈180上施加的竖直向上的作用力f2时，环形圈180保持紧压在定涡旋端板158的顶表面上，从而环形圈180的平直部分覆盖并封闭旁通通路bp的第二开口端，旁通通路bp关闭(参见图1)，涡旋压缩机100处于全负荷运行模式。

当压力p1在环形圈180上施加的竖直向下的作用力f1小于压力p2在环形圈180上施加的竖直向上的作用力f2且作用力f2大于作用力f1与环形圈180的重力在竖直向下的方向上的合力时，环形圈180将在力f2的作用下远离定涡旋部件150被抬起(参见图3)，由此使旁通通路bp的第二开口端打开而与周围的吸气压力区sl连通。此时，与旁通通路bp连通的压缩腔中的压力变为外部的较低压力，即吸气压力p3，从而实现减小的压缩机工作容量的调节。

此处，旁通通路bp的打开和关闭可以通过控制外部压力源进而调节与该外部压力源连通的第二可变压力腔182的压力p2来实现。在压力p1和p2的作用面积固定不变的情况下，通过增大压力p2使得在竖直向上的方向上作用力f2大于在竖直向下的方向上的作用力f1与环形圈180的重力的合力(一旦工况确定，该合力的大小基本上是恒定的)，打开旁通通路bp；通过减小压力p2使得作用力f2小于作用力f1与环形圈180的重力的合力，关闭旁通通路bp，并且压力p2越小，作用力f2就越小，由此能够更佳地借助于上述合力将环形圈180的平直部分密封压靠在旁通通路bp的第二开口端的上方。

例如，在如图1所示的实施方式中，可以将压力p1的作用面积设计成小于压力p2的作用面积，使得在压力p1和p2相等的情况下作用力f2就足以克服作用力f1与环形圈180的重力的合力而打开旁通通路bp，并且使得在压力p2等于吸气压力p3的情况下旁通通路bp关闭。由此，可以使用例如电磁阀之类的旁通阀在使第二可变压力腔182与背压腔181连通(旁通通路bp打开)的工作状态与使第二可变压力腔182与外侧吸气压力区sl连通(旁通通路bp关闭)的工作状态之间进行切换。另外，可以通过脉冲调制控制旁通通路bp的通断时间。

尽管图1的实施方式中仅示出了沿轴向方向延伸穿过定涡旋端板158的旁通通路bp，但是可选地，旁通通路bp还可以包括倾斜孔(即，相对于定涡旋部件150的轴线倾斜地延伸的孔)、轴向孔与设置在定涡旋端板158中且彼此流体连通的横向孔(即，垂直于定涡旋部件150的轴线而延伸的孔)的组合、或轴向孔与倾斜孔的组合(未图示)。并且，旁通通路bp还可以在定涡旋端板158中分支，从而形成一个第二开口端对应多个第一开口端的分支旁通路径。也就是说，可以在不改变旁通通路bp的第二开口端及环形圈180的设置位置的情况下，通过设计旁通通路bp在定涡旋端板158中的行进路径而根据需要将旁通通路bp连通至第一排气口o1和/或第二排气口o2、以及第一压缩腔组c1和/或第二压缩腔组c2中的低压腔、中压腔以及高压腔中的一者或者多者的第一开口端。因此，旁通通路的具体设置方式可以根据实际情况进行调整，不以本文中描述的结构为限。

根据第一实施方式，涡旋压缩机100可以在旁通第一压缩腔组c1或第二压缩腔组c2的情况下进一步结合控制旁通通路bp的通断时间来实现例如从50％-100％的容量调节。

能够理解，上述的压缩机容量在50％与100％之间的切换对应的是涡旋叶片对称(涡旋叶片的型线长度相同、形状对称)的压缩机，而对于两条涡旋叶片不对称的压缩机的情况，也可以实现其他容量比例，例如可以在70％与100％之间切换。

在该实施方式中，环形圈180例如可以由金属材料或其他适合的材料铸造成型，优选地环形圈180由与涡旋部件150、160相同的材料铸造成型。此外，可以在环形圈180的底表面上或在定涡旋端板158的顶表面上且优选地在旁通通路bp的第二开口端周围设置密封垫圈，以利于确保旁通通路bp的密闭，从而提高压缩机的功效。可以理解，与定涡旋部件150形成密封接触的环形圈180的构型也不限于本公开所示出的构型，而是可以形成为任何适合的构型，只要其能够在封闭旁通通路bp的同时适合在相反两侧建立压力腔即可。另外，可以理解，尽管图中未示出，为确保定涡旋部件150和环形圈180在周向方向上均匀受力，背压腔181和第二可变压力腔182均形成为环形且其在定涡旋部件150上的轴向投影呈同心环的形式。

接下来，将参照图4至图6描述根据本公开的第二示例性实施方式的涡旋压缩机200。除首位数字按不同实施方式顺序编号外，将沿用同样的附图标记来指示与第一实施方式相同或相似的部件，并且将省略对其进行详细描述。

如图4所示，为了实现可变压比(vvr)，与第一实施方式的涡旋压缩机100不同的是，涡旋压缩机200的定涡旋部件250采用分体式结构，即包括定涡旋主体部253以及盖板254，二者通过例如螺栓(未示出)固定在一起。定涡旋主体部253包括定涡旋端板258和垂直于定涡旋端板258延伸的第一定涡旋叶片和第二定涡旋叶片。结合图5和6，在盖板254与定涡旋主体部253之间形成有大致圆形的排气空间cs，该排气空间cs在示出的实施方式中由盖板254下侧的凹部254a形成，但是能够理解，该排气空间cs也可以由定涡旋主体部253上侧的凹部形成，或者由盖板254与定涡旋主体部253共同形成。在凹部254a中形成有分隔部254b，该分隔部254b从盖板254向下延伸。能够理解，该分隔部254b也可以从定涡旋主体部253向上延伸或者由盖板254和定涡旋主体部253共同形成。如图6所示，分隔部254b在定涡旋端板258上的第一排气口o1和第二排气口o2之间穿过，从而将排气空间cs分隔为第一排气腔cs1和第二排气腔cs2，其中，第一排气腔cs1与定涡旋端板258上的第一排气口o1连通，第二排气腔cs2与定涡旋端板258上的第二排气口o2连通。另外，参见图4，在盖板254的大致中央位置还相应地设置有与第一排气腔cs1连通的第一排气通道(由于剖切角度原因，图中未示出)和与第二排气腔cs2连通的第二排气通道257a。在第一排气通道和第二排气通道外分别设置有一个单向阀cv(仅示出了与第二排气通道257a连通的一个单向阀cv)，以将两个排气口的排出压力设定为单向阀cv外部的系统压力(即，设置有压缩机1的系统的冷凝器入口压力)，由此，第一排气腔cs1和第二排气腔cs2的最高压力都由单向阀cv外部的系统压力确定。本领域技术人员可以理解，可以省去上述的设置在盖板254上的单向阀cv，而是在定涡旋端板258上在第一排气口o1和第二排气口o2处设置用于控制排气的单向阀。

参见图4和图6，在第一排气腔cs1和第二排气腔cs2中的每个腔中，在定涡旋主体部253上分别设置有三个单向阀v，并且在每个单向阀v的下方都对应地设置有一个容量调节通道vl，其通向对应的压缩腔组c1或c2。具体地，第一排气腔cs1中的单向阀v所对应的容量调节通道vl1通向第一压缩腔组c1，而第二排气腔cs2中的单向阀v所对应的容量调节通道vl2通向第二压缩腔组c2，并且这些容量调节通道vl1、vl2分别通向处于不同压力的压缩腔中。图1示出了部分容量调节通道vl1和vl2。能够理解，也可以设置不同数量和位置的单向阀v和容量调节通道vl，以选择性地连通处于不同压力的压缩腔。当对应的压缩腔中的压力大于单向阀v上方的压力(第一排气腔cs1或第二排气腔cs2中的压力)时，单向阀v能够单向地朝上打开。而当单向阀v上方的压力大于压缩腔中的压力时，单向阀v关闭。即，单向阀v仅允许工质从压缩腔单向地流动到相应的排气腔中。

当压缩机1能够提供较大的压缩比(即较大的排出压力)、然而系统需要的压缩比较小(即系统压力较小)时，如果压缩组件将工质完全压缩并在第一排气口o1和第二排气口o2排出，则工质将被过度压缩然后再部分膨胀，造成一定的功率损失。然而在设置有单向阀v的情况下，当工质压缩到中途时，某一个或多个单向阀v处对应的压缩腔的压力可能已经达到排放要求，即达到系统压力，此时对应的单向阀v以及上述单向阀cv可以打开，工质提前排出而无须过度压缩。另一方面，当压缩机能够提供的压缩比相对较小，而系统需要的压缩比相对较大时，第一排气口o1和第二排气口o2处的压力可能小于系统压力，无法打开盖板254上的单向阀cv，此时压力在第一排气腔cs1和第二排气腔cs2中积聚，单向阀cv保持关闭，并且压缩组件继续压缩更多的工质，直到第一排气腔cs1和第二排气腔cs2中的压力超过单向阀cv外的系统压力，由此，能够以同样的压缩组件以自适应的方式提供不同的排出压力。

如图所示，在定涡旋端板258中还设置有旁通通路bp。该旁通通路bp为轴向孔与横向孔(即，垂直于定涡旋部件150的轴线延伸的孔)的组合的形式，并且具有与第一排气腔cs1连通的第一开口端和与吸气压力区sl连通的第二开口端，从而能够选择性地将第一排气腔cs1与吸气压力区sl连通，即，使得第一排气腔cs1中的压力(以及第一压缩腔组c1的压力)降低为吸气压力。例如，可以通过电磁阀之类的开关阀(未示出)来控制旁通通路bp的通断。

在压缩机全负荷工作的状态下，旁通通路bp是关闭的。当旁通通路bp打开时，第一排气腔cs1的压力变为外部的较低压力，即吸气压力。由于第一排气腔cs1的压力降低，第一排气腔cs1中的所有单向阀v均打开，与第一排气腔cs1相连通的第一压缩腔组c1(包括位于第一动涡旋叶片的径向内外两侧的第一子压缩腔组c1a和c1b)中的压力均在很短时间内释放，变为吸气压力。由此，可以仅使用第二压缩腔组c2(包括位于第二动涡旋叶片的径向内外两侧的第二子压缩腔组c2a和c2b)来压缩工质。此时，对于具有对称涡旋叶片的双圈涡旋压缩机而言，压缩机的容量变为全负荷工作状态时的一半。通过控制例如旁通通路bp的通断时间，可以实现例如从50％-100％的容量调节。如上文所述，由于第一排气腔cs1和第二排气腔cs2通过分隔部254b隔离，可以容易地通过为第二排气腔cs2设置另一旁通通路和相应的控制阀，从而实现从0％-100％的容量调节。此外，还可以使用非对称涡旋叶片实现其他容量比例。

进一步地，如图4和图5所示，在第二实施方式的定涡旋部件250的盖板254的上侧限定出两个背压腔，即第一背压腔281a和第二背压腔281b，其中，第一背压腔281a经由第一背压通道278与第一压缩腔组c1连通，第二背压腔281b经由第二背压通道279与第二压缩腔组c2连通。为此，盖板254包括：基板254e，上述凹部254a、第一排气通道(图中未示出)和第二排气通道257a均形成在基板254e中；从基板254e向上延伸的内圆筒部254g，内圆筒部254g环绕基板254e上的第一排气通道和第二排气通道，即，第一排气通道和第二排气通道位于内圆筒部254g的径向内部，第一排气通道和第二排气通道的排气在由内圆筒部254g的内部空间形成排气通道257汇集并与隔板201的中央孔口以及隔板201上方的排气压力区sh连通而处于系统压力；外圆筒部254h，其从基板254e的周缘延伸并且与内圆筒部254g同心地设置；以及位于内圆筒部254g和外圆筒部254h之间的中间圆筒部254j。在内圆筒部254g与中间圆筒部254j之间限定出第一背压腔281a，在中间圆筒部254j与外圆筒部254h之间限定出第二背压腔281b。由此，第一背压腔281a和第二背压腔281b在定涡旋部件250上的轴向投影呈同心环的形式，从而能够提供在周向方向上均匀的背压力，防止定涡旋部件250的侧倾。如上文提及的，建立背压以确保压缩机安全可靠的运行和浮动密封。

可以通过改变两个背压腔281a和281b的有效面积(即该背压腔在定涡旋部件250上的轴向投影面积)或改变背压通道所连通的压缩腔的位置来确定背压腔所能提供的背压力。

能够理解，定涡旋部件250由定涡旋主体部253以及盖板254形成的这种分体式结构只是为了方便设置单向阀v，在使用其他类型的单向阀的情况下或者在没有设置单向阀v以及容量调节通道vl的情况下，可以采用一体式的定涡旋部件。此时，上述实施方式中所描述的定涡旋主体部253以及盖板254的特征都理解为直接设置在一体的定涡旋部件上。例如，在定涡旋部件的上侧形成第一背压腔和第二背压腔，并且旁通通路bp以及背压通道都设置在定涡旋端板中。

图1和图4的实施方式提供了涡旋部件具有轴向柔性的压缩机的示例性结构。下面，将参照图7描述根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机300。与第一实施方式的涡旋压缩机100、200不同的是，涡旋压缩机300采用定涡旋部件固定(即，不具有轴向柔性)的结构。因此，以下将主要针对这些不同之处进行描述。

在图7所示的涡旋压缩机300中，定涡旋部件350通过支架301固定至壳体310而没有轴向位移。支架301可以设置成与定涡旋部件350的顶面大体齐平。支架301、定涡旋部件350和顶盖312之间的空间构成排气压力区sh，而支架301、主壳体部311和底盖313之间的空间构成吸气压力区sl。

如图7所示，由于不提供轴向柔性，定涡旋部件350的上方直接与排气压力区sh连通，而不设置背压腔、浮动密封件等与轴向柔性相关的部件。与第二实施方式的涡旋压缩机200类似，涡旋压缩机300的定涡旋部件350采用分体式结构，即包括定涡旋主体部353以及盖板354，二者通过例如螺栓固定在一起。盖板354例如可以是半圆形的，在盖板354与定涡旋主体部353之间形成有排气腔cs，该排气腔cs在图7示出的实施方式中仅与第一压缩腔组c1的位于定涡旋端板358上的第一排气口o1连通，而不与第二压缩腔组c2的位于定涡旋端板358上的第二排气口o2连通。如图所示，第二排气口o2直接通往排气压力区sh。可以分别在第二排气口o2和盖板354上设置一个单向阀cv，以将两个排气口o1、o2的排出压力设定为单向阀cv外部的系统压力，由此，第二排气口o2和排气腔cs的最高压力都由单向阀外部的系统压力确定。

另外，与第二实施方式的涡旋压缩机200类似，在排气腔cs中，在定涡旋主体部253上可以设置若干单向阀v，并且在每个单向阀v的下方都对应地设置一个容量调节通道，这些容量调节通道分别通向第一压缩腔组c1的处于不同压力的压缩腔中，以选择性地连通处于不同压力的压缩腔，实现可变压比(vvr)。当工质压缩到中途时，根据需要，某一个或多个单向阀v处对应的压缩腔的压力可能已经达到排放要求，即达到系统压力，此时对应的单向阀v以及上述单向阀cv可以打开，工质提前排出而无须过度压缩。

如图7所示，排气腔cs还经由旁通通路bp与吸气压力区sl连通。在该实施方式中，旁通通路bp不是设置在定涡旋端板中的连通孔的形式，而是以单独的管路的形式提供。该管路从通到排气腔cs中的第一开口端开始，延伸穿过压缩机300的壳体310并从壳体310的外侧朝向吸气压力区sl延伸，最后终止于穿过壳体310与壳体310内侧的吸气压力区sl连通的第二开口端。管路内设置有例如电磁阀之类的控制阀308，以控制排气腔cs与吸气压力区sl的连通。控制阀308打开，排气腔cs与吸气压力区sl连通，排气腔cs内的压力降低至吸气压力，排气腔cs中的所有单向阀v均打开，与排气腔cs相连通的第一压缩腔组c1中的压力释放，变为吸气压力。由此，可以仅使用第二压缩腔组c2来压缩工质，压缩机的容积变为全负荷工作状态时的一半。进一步地，通过控制旁通通路bp的开断时间，可以实现例如从50％-100％的容量调节。

当然，在图7所示的实施方式中，根据所需排气腔cs的范围和大小，盖板354可以构造成其他适合的形状，并且排气腔cs可以仅与第二压缩腔组c2连通。也可以设想为第二压缩腔组c2设置另一排气腔、旁通通路和相应的控制阀。例如，盖板354可以类似于第二实施方式中的盖板254，从而形成两个排气腔。旁通通路bp可以分支，并且可以采用三通控制阀来选择性地提供吸气压力的连通和断开连通。由此，也可以将第二压缩腔组c2旁通至吸气压力区sl从而进行容量调节，或者，可以使第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2都被旁通，从而进行更大范围的从0％-100％的容量调节。

尽管图7中示出了旁通通路bp的第二开口端穿过主壳体部311连通至吸气压力区sl，但是可选地，旁通通路bp的第二开口端可以直接连通到进气管路，例如连通到进气接头302处。

根据本公开以上三种示例性实施方式的涡旋压缩机，通过采用双圈涡旋压缩组件而允许在不牺牲压缩机压比的情况下灵活且大范围地调节压缩机的工作容量，满足压缩机紧凑化设计的要求，大大提高了压缩机的能效和适用性，具有广泛的应用前景。

除此之外，已知为了适应涡旋压缩机所应用环境的变化，在单圈涡旋压缩机中已经应用有流体喷射技术，即通过向涡旋压缩机的一系列压缩腔中的一个或多个压缩腔喷射工作流体来帮助降低排气温度、提高压比和/或增大焓差等，从而在确保系统运行可靠性的同时提高制热/制冷量、改进系统效率。一般地说，流体喷射技术是在通过例如换热器、膨胀阀、经济器等对自涡旋压缩机排出的气体进行处理的过程中，将其中一部分中间流体(例如来自经济器的过热气体或者液体)再次喷射到涡旋压缩机中参与压缩过程，由此实现所需目的。

但是，为使冷量最大化，进行这种流体喷射的喷射孔往往需要尽量靠外侧设置，同时又要设置在压缩腔封闭点以内，因此，对于设计成通过旁通涡旋叶片的部分型线进行容量调节的单圈涡旋压缩组件，将无法在容量调节的同时正常进行流体喷射，因而不利于压缩机整体工作性能的优化。如上文所述，由于双圈涡旋压缩组件可以独立地针对每组涡旋叶片所对应的压缩腔进行容量调节而不影响另一组涡旋叶片的运行，因此允许在容量调节的同时针对另一组涡旋叶片正常进行流体喷射。

如下面将要介绍的，在如上设计的双圈涡旋压缩机中也可以应用流体喷射技术，并且流体喷射技术可以与上文讨论的容量调节技术结合使用，以更好地实现涡旋压缩机应用的灵活性，系统效率的提高，和/或部件成本的降低。

根据本公开的一个实施方式，如图8所示，可以在定涡旋部件150、250、350的定涡旋端板158、258、358上设置第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2，用以分别将来自外部的流体供应装置(未图示)的流体供应至第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2(例如，供应至各自的中压腔)。可选地，第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2可以如下方式设置：在定涡旋端板158、258、358上开设分别连通至所述第一压缩腔组c1和第二压缩腔组c2中相应的压缩腔(例如中压腔)的喷射轴向孔ah1和ah2以及自所述定涡旋端板158、258、358的周面延伸至所述喷射轴向孔ah1、ah2的喷射横向孔(如图8中可以看到的部分)。由此，通过该喷射轴向孔和喷射横向孔彼此流体连通从而构成所述的第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2，从而能够将来自外部的流体引入相应的第一压缩腔组c1或第二压缩腔组c2。当然，也可以采用其他方式来设置所述第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2，不以本公开的描述为限。可以为第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2各自设置诸如开关阀的控制阀以控制流体喷射的开始、结束和/或喷射量。

在启用旁通通路bp(图中未示出)对第一压缩腔组c1进行旁通时，与旁通通路连通的第一压缩腔组c1基本上不参与对工质的压缩，因此有利的是切断至所述第一压缩腔组c1的流体喷射供应，以降低能耗、提高功效。在这种情况下，控制旁通通路bp的开关阀和控制第一喷射通路evi1的开关阀可以设置成采取预定操作。比如，根据本公开的一个实施方式，涡旋压缩机上可以设置有用于打开或关闭第一喷射通路evi1的第一开关阀v1，并且所述第一开关阀v1能够被控制成：在打开所述旁通通路bp的同时关闭，从而阻断所述流体供应装置至相应的第一喷射通路evi1的流体喷射供应；并且在关闭所述旁通通路bp后，可以根据压缩机的预定工况打开，从而允许来自所述流体供应装置的流体被供应至所述第一喷射通路evi1。第一开关阀可以采用电磁开关阀。

可以提供用于第二喷射通路evi2的打开或关闭的第二开关阀，以便独立于第一喷射通路evi1选择性地阻断或者允许所述流体供应装置的流体喷射至所述第二喷射通路evi2。从而通过两组开关阀来分别控制相应的第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2中的流体喷射供应。

此外，还可以在所述第一开关阀与所述流体供应装置之间设置流量调节阀，用于调节自所述流体供应装置供应的流体喷射的流量。此外，还可以设置有用于旁通通路bp的打开和关闭的第三开关阀。可选地，所述第二开关阀和第三开关阀均可以是电磁开关阀。

由此，在涡旋压缩机的满负荷运行模式下，可以控制第一开关阀和第二开关阀以打开至第一喷射通路evi1和第二喷射通路evi2的流体喷射供应。并且可以控制流量调节阀以调节流体供应装置的流体喷射供应量。同时，可以控制第三开关阀使其保持旁通通路bp的关闭，从而可以实现满负荷运行模式下的流体喷射。而当需要进行容量调节时，可以控制第三开关阀打开旁通通路bp，与此同时，可以控制第一开关阀切断至第一喷射通路evi1的流体喷射供应，而仅使得第二开关阀保持打开。由此，可以在进行容量调节的同时仅对保持压缩操作的压缩腔组进行流体喷射，从而可以避免资源的过度浪费，提高了系统的功效。

采用上述配置，只需要在定涡旋部件150、250、350上设置两条喷射通路和相应的旁通通路，对这些通路的打开和切断控制都由另外的开关阀或控制阀来实现，即通过电磁控制的方式实现。因此，此种实施方式不会给涡旋压缩机结构带来过大的变动，特别有利于对现有双圈涡旋压缩机进行改进和效能提升。同时，由于对各个通路的控制都可以通过电磁阀进行，因此，有利于涡旋压缩机所应用的系统的进一步集成化管理和综合控制。

替代性地，也可以设置用于控制第一喷射通路evi1的流体喷射供应的机械式阀结构，以便在所述旁通通路bp被打开时关闭第一喷射通路evi1，从而降低系统控制逻辑的复杂性，提高系统运行的可靠性，降低成本。

上文已经具体描述了本公开的各种实施方式和变型，但是本领域技术人员应该理解，本公开并不局限于上述具体的实施方式和变型而是可以包括其他各种可能的组合和结合。在不偏离本公开的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其他的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本公开的范围内。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。