CN101251113B - 双缸旋转式压缩机的吸气结构 - Google Patents

Abstract

一种双缸旋转式压缩机的吸气结构，包括第一气缸、第二气缸及设置在第一、第二气缸之间的隔板，第一气缸上开设有吸气通道，该吸气通道径向贯通气缸壁，隔板上开设通气孔，第一气缸上还开设有连通孔，该连通孔将吸气通路与通气孔连通，第二气缸上开设吸气槽，进而将第二气缸内部与所述通气孔连通。本发明仅利用一个气缸的进气口与储液器连接，通过在隔板及第二气缸上开设进气机构，解决了利用单气孔结构的储液器为两个气缸同时供气的技术问题，从而降低双缸压缩机制造成本，简化制造工艺、提升产品质量。

Description

双缸旋转式压缩机的吸气结构

技术领域

本发明涉及空调器、冰箱、冷库等使用的压缩机，尤其涉及双缸旋转式压缩机。

背景技术

如图1所示，现有的双缸旋转式压缩机一般包括：外壳1、电动机2和压缩机构，所述压缩机构主要包括第一气缸3、第二气缸5和中间隔板4，隔板4将第一、第二气缸分成两个独立的工作腔。第一气缸3、第二气缸5内均设置有滚子及滑片，第一、第二滑片在弹簧的作用下分别和第一、第二滚子紧密接触，从而把每一个气缸的工作腔分为高压腔和低压腔，滚子在偏心曲轴的作用下在气缸内做偏心转动。由于曲轴上、下两个偏心圆对称放置，因此曲轴在旋转360度后第一、第二气缸各独立完成吸排气一次。通过曲轴的偏心旋转将储液器内低温低压的工质分别吸入第一、第二气缸内并在泵体内被压缩为高温高压的工质排出泵体；然后经过壳体上的排气管排入制冷设备相关部件，从而构成整个循环系统。

请继续参阅图1，上述双缸旋转式压缩机的吸气方式及结构为：第一气缸3、第二气缸5上均开设有带台阶孔的进气通道，两根进气管7贯穿壳体1，一端连接储液器6的两个排气管61，一端分别连接第一、第二气缸的两个进气台阶孔。由此可知，现有双缸旋转式压缩机的两个气缸的吸、排气是相互独立的，第一气缸3通过上法兰排出高温高压气体，第二气缸5经过下法兰排放出高压气体。

现有技术的缺陷在于：双管储液器6结构复杂，制造成本较高；此外，壳体1上加工、焊接、整机装配等工艺及设备复杂、质量不好控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种双缸旋转式压缩机的吸气结构，可以利用压缩机壳体上的单个进气口配合单气孔的储液器同时给两个气缸供气。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种双缸旋转式压缩机的吸气结构，包括第一气缸、第二气缸及设置在第一、第二气缸之间的隔板；第一气缸上开设有吸气通道，该吸气通道径向贯通气缸壁，隔板上开设通气孔，第一气缸上还开设有连通孔，该连通孔将吸气通道与通气孔连通，第二气缸上开设斜槽，进而将第二气缸内部与所述通气孔连通；所述吸气通道由外向内由台阶孔、三连通孔、进气直孔构成，其中三连通孔与所述连通孔连通；其特征在于：所述连通孔、通气孔、斜槽均和气缸端面成一定角度α，其中α满足以下方程：

$\mathrm{\α}=\arctan \frac{c}{f+u}=\arctan \frac{c}{k-\mathrm{\σ}+u}$

其中c为隔板厚度，u为气缸3端面的密封最小厚度，σ为滚子和隔板4的端面密封最小间隙，k为滚子厚度。

本发明仅利用一个气缸的进气口与储液器连接，通过在隔板及第二气缸上开设进气机构，解决了利用单气孔结构的储液器为两个气缸同时供气的技术问题，从而降低双缸压缩机制造成本，简化制造工艺、提升产品质量。

附图说明

图1为现有常规双缸旋转式压缩机的剖面图；

图2及图3为本发明实施例一提供的气缸吸气结构的剖面图；

图4a、4b及图5为本发明实施例二提供的气缸吸气结构的剖面图；

图6及图7为本发明实施例三提供的气缸吸气结构的剖面图；

图8为本发明实施例三应用在双缸旋转式压缩机的剖面图。

附图标记说明如下：

1.外壳，2.电动机，3.第一气缸，4.隔板，5.第二气缸，31.台阶孔，32.三连通孔，33.进气直孔，34.连通孔，35.吸气瓶颈，41.通气孔，51.斜槽，6.储液器，61.储液器排气管，7.压缩机进气管。

具体实施方式

实施例一

如图2所示，在双缸旋转式压缩机的第一气缸3加工一个和分液器连通直径为d₁的进气台阶孔31，一个直径为d₃的进气直孔33和一个直径为d₄的垂直于气缸端面的连通孔34，进气直孔33直接连通气缸3的内腔。结合参阅图3，隔板4上垂直开设有通气孔41，气缸5上开设斜切气缸5内壁及端面的斜槽51，连通孔34和隔板4上的通气孔41及气缸5上的斜槽51贯通，气体从吸气台阶孔31吸入，一部分经过进气直孔33流入气缸3的内腔，一部分在转90度角后，经过隔板通气孔41偏转一定角度后，流入气缸5的斜槽51，最终流入气缸5的内腔。实施例一存在不足之处就是存在吸气瓶颈。气缸3和气缸5一般选用工作容积相等的气缸，因此上、下进气直孔的直径应该大致相等，即d₃≈d₄，(由于考虑到气缸5吸气线路较长，d₄可以稍大于d₃)，其吸气流通面积：

S₃＝(d₃/2)²×π≈S₄＝(d₄/2)²×π                (1)

在图3中可以看出气缸3通过进气直孔33进行吸气，而气缸5通过气缸3的连通孔34和隔板的通气孔41以及气缸5上的斜槽51实现吸气，在同一时刻两个气缸总的吸气流通面积S＝S₃+S₄。图中标注35的区域的流通面积仅有S₃，因此整个吸气结构会在此处产生吸气瓶颈，使吸气阻力增大，吸气效率下降。增大d₃会造成气缸3的容积效率降低，而且S＝S₃+S₄依然大于S₃(35处的流通面积)。

实施例二

如图4a所示，实施例二是在实施例一的基础上，气缸3在进气台阶孔31和进气直孔33之间增加直径为d₂三连通孔32，其中三连通孔32直径d₂要求满足以下方程：

S₂＝(d₂/2)²×π＝S＝(d₄/2)²×π+(d₃/2)²×π            (2)

即 $d_2=\sqrt{d_3^2+d_4^2}---\left(2a\right)$

通过三连通孔32增加了流通面积，在两个气缸都吸气的时候不会像实施例一的吸气结构在35处产生吸气瓶颈，进气直孔33直径d₃保持不变，因此不会降低气缸3的容积效率。但是图4a所示的结构相对还存在一定的不足，即气流在三连通孔32向进气直孔33过渡的时候依然存在吸气管径变小，吸气阻力增大的问题。扩大进气直孔33会降低容积效率，因此在保证进气直孔33直径不变的情况下，将三连通孔32向33的垂直过渡改为锥形过度的结构，如图所示4b所示，锥形夹角为θ。此结构会在吸气的时候减少了流通阻力，气流还会在经过进气直孔33流入气缸3内腔的时候产生喷射气流，从而使得气流从进气直孔33流入气缸3内部的相对容易，而气体要倒流则比较困难，最终提高了吸气效率。

结合参阅图5，隔板4上开设的通气孔41与其端面夹角为α，通过扩大的三连通孔32不仅解决了吸气瓶颈的问题，同时也减短了到隔板4的吸气路径，气体的流动曲线如图所示。这种结构减小了吸气阻力，提高了气体的流动性，吸气路线也有所缩短，吸气孔在气缸5内的排气面积有所增大。

在实施例一中吸气台阶孔31内端面到隔板的最短距离为：

L₁＝a₁+b₁                    (3)

在实施例二中所设计吸气台阶孔31内端面到隔板的最短距离：

$L_2=a_1+b_2=a_1+\frac{{e-d}_2}{2}<L_1---\left(4\right)$

其中a₁为吸气台阶孔31内端面到连通孔34圆周的最小距离，b₁为进气直孔33内壁到汽缸端面的距离

b₂为三连通孔32内壁到汽缸端面最小距离，e为汽缸厚度。

为了进一步缩短吸气台阶孔31到隔板4吸气路径，在气缸3上加工进气台阶孔31，三连通孔32，进气直孔33时，在保证气缸强度的情况下，将此三孔中心要尽量往气缸5所在的一边偏移。

实施例三

虽然在实施例二中解决了吸气瓶颈问题，也在一定程度上缩短了吸气路径，但是在实施例二中气体流入气缸5的过程中在三连通孔32和连通孔34之间是一个90度角的急转弯，如图5所示，气体的流动线路曲折、阻力增大。因此，在实施例三中连通孔34改为斜孔设计，如图6所示，此孔和气缸端面成一定角度α，本实施例中α满足以下方程：

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \frac{c}{f+u}=\arctan \frac{c}{k-\mathrm{\&sigma;}+u}$

其中c为隔板厚度，u为气缸3端面的密封最小厚度，σ为滚子和隔板4的端面密封最小间隙，k为滚子厚度。

从而气体流动轨迹在三连通孔32和连通孔34之间沿着180-α＞90度过渡，气体流动轨迹优于前者，气体流动阻力明显减小。吸气路线也短于前两个实施例，实施例三所设计吸气台阶孔31内端面到隔板的最短距离：

$L_3=b_3<a_3+\frac{e-d_2}{2}<L_2<L_1---\left(6\right)$

其中b₃为三连通孔32内壁到气缸端面最小距离，进气台阶孔31内端面到连通孔34圆周的最小距离a₃≈0，d₂＞d₃，e为气缸厚度。

在铣连通孔34铣刀直径一定的情况下实施例一和实施例二中连通孔34的吸气面积S₄＝(d₄/2)²×π，而实施例三的连通孔34吸气面积为椭圆形的吸气孔，其吸气面积：

$S_1=\mathrm{\&pi;ab}=\frac{{\mathrm{\&pi;d}}_4^2}{4\sin \mathrm{\&alpha;}}>S_4---\left(7\right)$

其中 $a=\frac{1}{2}{d}_4,$ $b=\frac{d_4}{2\sin \mathrm{\&alpha;}}$

由此可见实施例三不仅解决了吸气瓶颈问题，优化了气体流动的路线，减小了吸气阻力，还将吸气线路缩小到最短，并进一步增大吸气面积，从而提高吸气效率。

图7是图6中气缸3和具有通气孔41的隔板4、以及具有斜槽51的气缸5组成的吸气结构。气体从吸气台阶孔31吸入，经过三连通孔32后一部分经过进气直孔33流入气缸3的内腔，一部分在转180-α度角后，经过隔板通气孔41直接流入气缸5的斜槽51，最终流入气缸5的内腔。气体流动的路线得到最优化，吸气阻力减小，还将吸气线路缩小到最短，并进一步增大连通孔34吸气面同时也增大了斜槽51的排气面积，从而提高吸气效率。

图8为本发明应用于双缸旋转式压缩机的剖面图。从图中的气体流动箭头可以看出：气体从储液器中流入气缸3中，一部分气体在经过三连通孔3b后直接流入气缸3，一部分在偏转180-α角度后直接流入气缸5。此种结构优化了吸气线路，简化了储液器、壳体的制造和装配工艺，提高了产品的质量，降低了制造成本。

本发明的有益效果是：(1)在将双吸气结构改为单吸气结构，简化了双缸压缩机的制造工艺，实现了零件的通用化，降低了压缩机的制造成本，提高了产品质量；(2)在吸气结构上的设计解决了吸气瓶颈问题，优化了吸气通道，缩短了吸气线路，减少吸气阻力，提高了吸气效率。

Claims (3)

1.一种双缸旋转式压缩机的吸气结构，包括第一气缸、第二气缸及设置在第一、第二气缸之间的隔板；第一气缸上开设有吸气通道，该吸气通道径向贯通气缸壁，隔板上开设通气孔，第一气缸上还开设有连通孔，该连通孔将吸气通道与通气孔连通，第二气缸上开设斜槽，进而将第二气缸内部与所述通气孔连通；所述吸气通道由外向内由台阶孔、三连通孔、进气直孔构成，其中三连通孔与所述连通孔连通；其特征在于：所述连通孔、通气孔、斜槽均和气缸端面成一定角度α，其中α满足以下方程：

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \frac{c}{f+u}=\arctan \frac{c}{k-\mathrm{\&sigma;}+u}$

其中c为隔板厚度，u为气缸3端面的密封最小厚度，σ为滚子和隔板4的端面密封最小间隙，k为滚子厚度。

2.根据权利要求1所述的双缸旋转式压缩机的吸气结构，其特征在于，所述进气直孔为由外向内渐细的锥形孔。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的双缸旋转式压缩机的吸气结构，其特征在于，所述第二气缸上开设的斜槽为斜切第二气缸内壁及端面的斜槽。

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