CN102352844A - 节能型滚动转子式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节能型滚动转子式压缩机。该压缩机的壳体内轴向设有曲轴，曲轴的一侧上设有电机，曲轴的另一侧上依次设有上缸盖、活塞、和下缸盖；活塞的外部套设有汽缸，汽缸为环状，一侧外周设有凸块；凸块处分别设有贯通汽缸径向的吸气口和叶片槽，叶片槽内的叶片与活塞的外圆周接触；与上缸盖对应的汽缸的端面上开设有换热槽，换热槽的一端连通着吸气口，另一端与引流管相连通，引流管的另一端伸至壳体外部。本发明通过在汽缸体上布置引流换热槽，利用槽内的来自制冷系统的液态制冷剂与汽缸缸体进行热交换，降低汽缸壁面温度，移除缸内气体压缩过程的生产热，迫使压缩机工作过程向等温方式转变。本发明有效减少了压缩机消耗功率、降低排气温度、实现高效节能运行。

Description

节能型滚动转子式压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及滚动转子式压缩机。

背景技术

压缩机是制冷空调系统的核心部件，其有效节能运行对于系统的能源有效利用程度有着重要意义。依据热力学理论，压缩机内运行工质作等熵压缩所消耗的功率最大，等温压缩所消耗的功率最小，多变压缩(1<n<k)消耗功率介于两者之间。从降低制冷压缩机能耗角度考虑，最好的制冷剂方案是采用等温压缩。由于制冷剂气体在压缩过程产生的热量无法及时散发，现有制冷压缩机的实际工作过程接近于等熵，压缩机耗功很大，排气温度也很高，同时过高的排气热量增大了制冷循环系统的冷凝负荷。若能实现制冷剂压缩过程按照等温路径进行，可以有效降低压缩机输入功率消耗、抑制排气温度过高进而降低制冷系统中的冷凝负荷。但是，若直接对制冷压缩机中气态制冷剂直接进行等温压缩，会迫使制冷剂进入液相区，即出现“湿压缩”现象，产生压缩机汽缸内部液击现象，严重时会冲击压缩部件，造成机器损坏，是不被允许的。只能设法通过降低压缩机整机及其部件的温度来最大程度的降低压缩腔内制冷剂的温度，从而获得和等温压缩过程近似的效果。滚动转子式压缩机广泛应用于家用及商用空调、制冷系统，是一种依靠偏心设置的滚动活塞在圆筒形汽缸内作滚动运动和一个与滚动活塞相接触的叶片的往复运动来实现气态制冷剂压缩的制冷压缩机。目前立式小型全封闭式结构的压缩机应用广泛，其主要构成包括：储液器、密封壳体及设置于密封壳体内的电机和压缩部。其中，汽缸是压缩部的核心。现有技术有针在汽缸盖上开孔对汽缸内部直接喷入液态制冷剂进行汽缸压缩过程的冷却方式，但这类方案在实施过程中存有过量喷液造成压缩机内部出现液击的危险。

发明内容

本发明通过引入制冷系统中的部分低温制冷剂，在对原有壳体内的压缩部结构进行结构改进的前提下，对压缩机汽缸部件进行外部冷却处理，大量移除制冷剂气体压缩过程中产生的热量，可以达到和等温压缩过程相近的效果，有效降低转子式压缩机的能耗；本发明的目的是通过结构改进提供一种节能型滚动转子式压缩机。

具体的结构改进技术方案如下：

节能型滚动转子式压缩机包括圆柱筒状的壳体7，壳体7内轴向设有曲轴1，曲轴1的一侧上设有由转子10和定子9组成的电机，曲轴1的另一侧上依次设有上缸盖2、活塞4、和下缸盖5；活塞4的外部套设有汽缸6，汽缸6为环状，一侧外周设有凸块；凸块一侧汽缸6上分别设有贯通径向的吸气口6.1和叶片槽，叶片槽内设有叶片15，叶片15的内端与活塞4的外圆周紧密接触；叶片15将汽缸6分隔成两个吸气腔和排气腔，其中吸气腔与吸气口6.1相连通，排气腔侧的汽缸6内圆周上靠近叶片位置设有一排气口6.4；与上缸盖2对应的汽缸6的轴向端面上设有换热槽6.2，换热槽6.2的一端连通着吸气口6.1，另一端与引流管8相连通，引流管8的另一端伸至壳体7外部。

所述换热槽6.2为大半圆弧状，且位于汽缸6的轴向端面的周边，连通换热槽6.2的引流管8沿着汽缸6的凸块处向外伸；所述引流管8中心线、排气口6.4中心和汽缸6中心在同一半径方向上。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1、本发明通过在汽缸体上布置换热槽，利用槽内的来自制冷系统的液态制冷剂与汽缸外壁进行热交换，降低汽缸壁面温度，移除缸内气体压缩过程的生产热，迫使压缩机工作过程向等温方式转变；

2、汽缸换热槽的制冷剂入口靠近汽缸排气侧，换热槽的制冷剂出口与汽缸吸气口连通，保证槽内制冷剂与汽缸内制冷剂进行逆向热交换；

3、采用新结构压缩部的滚动转子式压缩机并入制冷系统时仅需要增设一段节流装置至冷凝器末端(或系统中储液罐的液面下方部分)即可；

4、本发明压缩机通过对传统滚动转子式压缩机内汽缸进行冷却处理，可以有效减少压缩机消耗功率、降低排气温度、实现高效节能运行。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图1-4中序号如下：1－曲轴，2－上缸盖，3－螺栓，4－活塞，5－下缸盖，6－汽缸，6.1—吸气口，6.2—换热槽，6.4—排气口，7－壳体，8－引流管，9－定子，10－转子，11－消音器，12－上壳盖，13－排气管，14－下壳盖，15-叶片，16－吸气管。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

参见图1，节能型滚动转子式压缩机包括圆柱筒状的壳体7，壳体7的上端连接着上壳盖12，上壳盖12上装有排气管13，壳体7的下端连接着下壳盖14。壳体7内轴向设有曲轴1，曲轴1的一侧上安装有由转子10和定子9组成的电机，曲轴1的另一侧上依次安装有上缸盖2、活塞4和下缸盖5，活塞4的外部套装有汽缸6，与汽缸6对应的壳体7一侧设有吸气管16。汽缸6为环状，一侧外周设有凸块；凸块一侧汽缸上分别开设有贯通径向的吸气口6.1和叶片槽，叶片槽内装有叶片15，叶片15的内端与活塞4的外圆周紧密接触，叶片15将汽缸6分隔成吸气腔和排气腔，其中吸气腔侧与吸气口6.1相连通，排气腔侧的汽缸6的内圆周上靠近叶片位置设有一排气口6.4。上缸盖2、汽缸6和下缸盖5通过轴向均布的多个螺栓3固定连接在一起。上缸盖2上安装有消音器11，与上缸盖2对应的汽缸6的轴向端面的周边上开设有换热槽6.2，换热槽6.2为大半圆弧状，换热槽6.2的一端连通着吸气口6.1，另一端与引流管8相连通，引流管8的另一端沿着汽缸6的凸块处伸至壳体7外部。

本发明的压缩机，通过引流管8将制冷系统冷凝器末端部分(或系统中储液罐的液面下方部分)高压低温制冷剂节流降压成液体后引入换热槽6.2，对汽缸6进行冷却。这部分制冷剂吸热蒸发后经连通气缸的吸气口6.1的换热槽6.2导入汽缸6内部参与压缩过程。由于换热槽6.2的设置有效阻止了压缩机内汽缸6外部的高温排气对缸内气体的热传递，引流制冷剂流经汽缸6的轴向端面上的换热槽6.2内时对缸内气体冷却效果明显，迫使缸内制冷剂压缩过程趋近等温。汽缸6的换热槽6.2内的引流制冷剂与汽缸6内部由吸气至排气进行循环过程的制冷剂进行逆向热交换，引流制冷剂吸收热量后导入汽缸6的吸气口6.1，维持了引流管8两端的压差，引流循环得以顺利运行；换热槽6.2末端与汽缸的吸气口6.1垂直角度连通，并且换热槽6.2深度方向上与吸气口6.1仅有微小垂直干涉，不会破坏吸气流脉动、造成吸气流动损失。

使用本结构汽缸的压缩机配入制冷系统时，只需要增设一段引流装置(如管径可控的毛细管)。这段引流节流装置连接制冷系统冷凝器末端(或系统中储液罐的液面下方部分)和压缩机壳体外接出的引流管接口。通过节流降温后的液态制冷剂进入封闭式压缩机的引流部分制冷剂对系统制冷量没有贡献，但参与了汽缸内的气体压缩过程，需要消耗压缩机的部分耗功。通过对引流节流装置流量、管径的控制，引流制冷剂的压缩耗功相对于制冷剂近等温压缩过程的节省功要少得多。因此，通过引流制冷剂循环回路的布置，可有效提升压缩机和制冷系统的性能。同时，由于近似等温压缩过程的实现，压缩机排气温度也大幅降低，是对现有滚动转子式压缩机以及整套制冷系统进行能效提升的可行方案。

Claims (2)

1.节能型滚动转子式压缩机，包括圆柱筒状的壳体（7），壳体（7）内轴向设有曲轴（1），曲轴（1）的一侧上设有由转子（10）和定子（9）组成的电机，曲轴（1）的另一侧上依次设有上缸盖（2）、活塞（4）、和下缸盖（5）；活塞（4）的外部套设有汽缸（6），汽缸（6）为环状，一侧外周设有凸块；凸块一侧汽缸（6）上分别设有贯通径向的吸气口（6.1）和叶片槽，叶片槽内设有叶片（15），叶片（15）的内端与活塞（4）的外圆周紧密接触；叶片（15）将汽缸（6）分隔成吸气腔和排气腔，其中吸气腔与吸气口（6.1）相连通，排气腔侧的汽缸（6）内圆周上靠近叶片位置设有一排气口（6.4），其特征在于：与上缸盖（2）对应的汽缸（6）的轴向端面上设有换热槽（6.2），换热槽（6.2）的一端连通着吸气口（6.1），另一端与引流管（8）相连通，引流管（8）的另一端伸至壳体（7）外部。

2.根据权利要求1所述的节能型滚动转子式压缩机，其特征在于：所述换热槽（6.2）为大半圆弧状，且位于汽缸（6）的轴向端面的周边，连通换热槽（6.2）的引流管（8）沿着汽缸（6）的凸块处向外伸；所述引流管（8）中心线、排气口（6.4）中心和汽缸（6）中心在同一半径方向上。

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