[0001] 本发明涉及一种压缩设备，且特别涉及一种单机双级压缩设备。

[0002] 压缩机是一种将气体压缩并提升气体压力的装置，其应用广泛，常见的应用领域包括暖通空调、冷冻循环、提供工业驱动动力、硅化工、石油化工、天然气输送等。依据运作原理，压缩机可分为容积式(positive-displacement)压缩机及气体动力式(aerodynamic)压缩机。

[0003] 以容积式压缩机而言，其将气体导入密闭空间中，通过压缩空间体积而使气体压力上升。依据压缩方式的不同，容积式压缩机可分为往复式、回转式、涡卷式、螺杆式等种类。目前的单机双级压缩机大多以相同种类的两压缩机所构成，如双往复式压缩机或双螺杆式压缩机。然而，同一种类的压缩机其性质相同，难以结合不同种类压缩机的优点来有效提升压缩效能。

[0038] 图1是本发明一实施例的压缩设备的示意图。请参考图1，本实施例的压缩设备100包括第一压缩单元110、第二压缩单元120及驱动单元130。第二压缩单元120连接于第一压缩单元110，驱动单元130例如是马达且适于同时驱动第一压缩单元110及第二压缩单元120作动。本实施例的压缩设备100例如是应用于冷冻空调系统或其他领域，本发明不对此加以限制。

[0039] 第一压缩单元110适于压缩流体(例如是冷媒)而使所述流体具有第一压力。在第一压缩单元110压缩所述流体之后，所述流体从第一压缩单元110流至第二压缩单元120，且第二压缩单元120适于进一步压缩所述流体而使所述流体具有大于第一压力的第二压力。亦即，本实施例的压缩设备100是包含了第一压缩单元110及第二压缩单元120的单机双级压缩机，第一压缩单元110及第二压缩单元120依序对流体进行第一阶段压缩及第二阶段压缩。

[0040] 在本实施例中，第一压缩单元110例如是螺杆式压缩单元，第二压缩单元120例如是涡卷式压缩单元。从而，第二压缩单元120的容积效率大于第一压缩单元110的容积效率，第一压缩单元110的排气量大于第二压缩单元120的排气量，且第一压缩单元110的结构强度大于第二压缩单元120的结构强度。在其他实施例中，第一压缩单元110与第二压缩单元120可分别为其他种类的压缩单元，本发明不对此加以限制。

[0041] 在本实施例的上述配置方式之下，压缩设备100可发挥第一压缩单元110(螺杆式压缩单元)所具有的高结构强度、耐液压缩、可容调、排气量大等优点，也可发挥第二压缩单元120(涡卷式压缩单元)所具有的不易内漏、容积效率大等优点。举例来说，当利用第一压缩单元110进行第一阶段压缩时，若进入第一压缩单元110的部分流体(如冷媒)非预期地为液态并在第一压缩单元110内汽化而瞬间膨胀，则第一压缩单元110可藉其高结构强度而避免因流体瞬间膨胀而遭受破坏。此外，当利用第二压缩单元120进行第二阶段压缩时，进入第二压缩单元120的流体因已进行过第一阶段压缩而具有较大压力，第二压缩单元120可藉其不易内漏的特性而避免流体因压力较大而产生内漏。藉此，可使压缩设备100具有良好的压缩效能，并提升压缩设备100的耐用性。

[0042] 图2是图1的压缩设备与已知双级压缩机的耗电量的比较图。图3是图1的压缩设备与已知双级压缩机的性能系数(COP)的比较图。图2及图3中的曲线A对应于本实施例的压缩设备100，曲线B对应于已知双往复式压缩单元的双级压缩机，曲线C对应于已知双螺杆式压缩单元的双级压缩机。如图2及图3所示，在蒸发温度-25℃至-60℃，本实施例的压缩设备100的耗电量明显低于已知两种双级压缩机的耗电量，且本实施例的压缩设备100的性能系数明显高于已知双级压缩机的性能系数。所述性能系数定义为冷房能力(kW)与耗电量(kW)的比值。

[0043] 以下进一步说明本实施例的压缩设备100的具体配置方式。在本实施中，压缩设备100具有入口端E1及出口端E2，第一压缩单元110位于入口端E1与第二压缩单元120之间，第二压缩单元120位于第一压缩单元110与出口端E2之间。所述流体适于通过入口端E1进入第一压缩单元110，且适于通过出口端E2离开第二压缩单元120。需说明的是，图1所示第一压缩单元110、第二压缩单元120及驱动单元130的结构形状仅为示意，并非用以限制本发明。
此外，所述流体例如是藉由依序通过入口端E1、第一压缩单元110、第二压缩单元120及出口端E2的流路而传递，此流路的具体结构可依压缩设备100实际上的结构设计而配置，在此不加以赘述。

[0044] 在本实施例中，第一压缩单元110适于藉由驱动单元130的驱动而沿第一转动轴线A1作动，第二压缩单元120适于藉由驱动单元130的驱动而沿第二转动轴线A2作动。第一转动轴线A1与第二转动轴线A2共轴，使驱动单元130便于同时驱动第一压缩单元110与第二压缩单元120作动。此外，由于第一压缩单元110与第二压缩单元120如上述般以共轴的方式配置，故所述流体能够从第一压缩单元110直线地传递至第二压缩单元120而不需以曲折的方式进行传递，从而具有较佳的工作效率。

[0045] 图4绘示图1的压缩设备在区域R的具体结构。请参考图4，本实施例的第一压缩单元110具有第一转轴112，第二压缩单元120具有第二转轴122，压缩设备100还包括联轴器140，第一转轴112与第二转轴122藉由联轴器140而相连接。据此，当图1所示的驱动单元130驱动第一压缩单元110作动时，第二压缩单元120可藉由第一转轴112与第二转轴122的连接而同时被驱动。亦即，本实施例的压缩设备100利用联轴器140将不同种类的压缩单元的转轴相连接，以整合不同种类的压缩单元。在其他实施例中，也可将第一转轴112与第二转轴
122改变为连接于第一压缩单元110与第二压缩单元120的同一转轴，而可省略联轴器的设置，本发明不对此加以限制。

[0046] 请参考图1，本实施例的第一压缩单元110连接于驱动单元130与第二压缩单元120之间。然本发明不以此为限，以下藉由图式对此举例说明。图5是本发明另一实施例的压缩设备的示意图。在图5的压缩设备200中，第一压缩单元210、第二压缩单元220、驱动单元230、入口端E1’、出口端E2’的作用方式类似图1的第一压缩单元110、第二压缩单元120、驱动单元130、入口端E1、出口端E2的作用方式，在此不再赘述。压缩设备200与压缩设备100的不同处在于，驱动单元230连接于第一压缩单元210与第二压缩单元220之间。

[0047] 综上所述，本发明将不同种类的压缩单元整合于单一压缩设备，以结合不同种类压缩机的优点。具体而言，第一压缩单元可为结构强度较高的螺杆式压缩单元，而第二压缩单元可为较不易内漏而容积效率较高的涡卷式压缩单元。当利用第一压缩单元进行第一阶段压缩时，若进入第一压缩单元的部分流体(如冷媒)非预期地为液态并在第一压缩单元内汽化而瞬间膨胀，则第一压缩单元可藉其高结构强度而避免因流体瞬间膨胀而遭受破坏。此外，当利用第二压缩单元进行第二阶段压缩时，进入第二压缩单元的流体因已进行过第一阶段压缩而具有较大压力，第二压缩单元可藉其不易内漏的特性而避免流体因压力较大而产生内漏。藉此，可使压缩设备具有良好的压缩效能，并提升压缩设备的耐用性。

[0048] 虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。