CN103939343A - 一种低背压的滚动活塞类制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，低温、低背压结构的壳体内设置气缸，在气缸压缩腔内设置有活塞，在气缸的滑片槽中收纳有滑片，滑片通过弹簧紧靠在活塞上，活塞内部套接有曲轴，曲轴通过主轴承和副轴承支撑；主轴承上端套接有绝热吸气消声器，曲轴穿过绝热吸气消声器与直流电机相连；副轴承上方为气缸，下方为排气消声器，排气消声器的出口与排气管连接；直流电机带动曲轴转动，弹簧将滑片抵在活塞上，从而使气缸分为吸气腔和压缩腔。曲轴带动活塞做偏心转动，压缩腔内的气体被压缩至排气压力，然后通过气阀排出气缸，经由排气消声器最终从排气管离开压缩机，本发明具有结构简单、平稳可靠的特点。

Description

一种低背压的滚动活塞类制冷压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种低背压的滚动活塞类制冷压缩机。

背景技术

为了保护地球环境，近年来以R290为代表的自然冷媒在制冷空调行业被广泛应用。然而碳氢类制冷剂有强可燃性。基于该背景，以保证安全运行为目的，减少压缩机中制冷剂充灌量的需求日益增强。采用低背压结构能够减少壳体内高压气体的体积，进而减少系统中的制冷剂充灌量。同时，使用以R32为代表的传统工质时，排气压力和排气温度都较高，如果在高背压的制冷压缩机中，排气会加热电机，降低电机运转可靠性。低背压的制冷压缩机可以利用壳体内低温的制冷剂气体可以对电机进一步冷却，保证了安全运行。尤其在直流电机被广泛使用的今天，其产生的热量较交流电机减少了很多，使得低温制冷剂冷却电机成为可能。

不过随着结构的改变也伴随着一些新的问题。首先，壳体内的零件会对低温气体传热，例如气缸、轴承，会使低温气体增加不必要的过热度，降低制冷量。其次，与传统高背压结构压缩机相比，低背压压缩机的油池过热度更大，因此润滑油与制冷剂的溶解度变小，导致润滑油粘度增大，使压缩机能耗上升。此外，低背压结构会使润滑油难以进入气缸以及活塞内部空间，容易导致润滑不足。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种低背压的滚动活塞类制冷压缩机，壳体内采用低压力的结构，减少了制冷剂的充灌量；利用绝热材料（如塑料）制作的吸气消声器降低泵体零件对低压气体的散热，调节低温气体对电机冷却；采用特定的润滑油，避免润滑油粘度过大；具有结构简单，平稳可靠的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，包括密封的壳体1，壳体1内部为低温、低背压结构；壳体1内设置气缸2，在气缸2压缩腔内设置有作偏心运转的活塞3，在气缸2的滑片槽中收纳有滑片4，滑片4通过弹簧13紧靠在活塞3上，活塞3内部套接有曲轴5，曲轴5通过主轴承6和副轴承7支撑；主轴承6固定在壳体1上，主轴承6上端套接有绝热吸气消声器9，曲轴5穿过绝热吸气消声器9与直流电机8的转子8A相连接；副轴承7上方为气缸2，下方为排气消声器12；壳体1上设置有连通其内部空间的吸气管10和排气管11，排气消声器12内部与气缸2的排气孔连通，排气消声器12的出口与排气管11连接。

所述的曲轴5偏心部份有油孔5a连通轴孔，油孔5a的另一端连接偏心部外表面的油槽5b，油池14内的润滑油通过油孔5a和油槽5b流入活塞内部。

所述的副轴承7端面上具有润滑油槽7a，连通了活塞3内部的压力和吸气腔2a的压力，同时保证轴孔中的油进入气缸2内部。

所述绝热吸气消声器9的进气通道9A位于绝热吸气消声器9的侧部，与吸气管10保持一定距离，所述绝热吸气消声器9的排气通道9B穿过主轴承6上的通孔，与气缸2的进气口连接。

所述排气消声器12内部与气缸的排气孔连通，出口与排气管11连接。

所述的滚动活塞类制冷压缩机使用低粘度的润滑油，在40摄氏度时润滑油的运动粘度为5～35cSt。

本发明特点为：

1、上述结构采用低背压结构，壳体内大部分充满了处于吸气压力低压工质，减少了压缩机内部的工质质量，同时减少了高压侧工质向低压侧的泄漏。此种结构的滚动活塞压缩机无需使用储液器，精简了压缩机的结构，减少了相应的制造成本。

2、绝热吸气消声器9的进气通道9A位于绝热吸气消声器9的侧部，与吸气管10保持一定距离，使低压制冷剂一部分进入绝热吸气消声器9，另一部分进入壳体低压侧。

3、利用低压、低温气体对电机进行冷却，调节绝热吸气消声器与进气管的距离来控制进口流场，使电机产生的热量能够通过气体传热和壳体导热共同传递。同时绝热吸气消声器可以帮助减少泵体零件对工质的不必要散热。

4.曲轴偏心部份有油孔5a连通轴向轴孔，油孔5a的另一端连接偏心部外表面的油槽5b。在副轴承临近气缸的端面具有润滑油槽7a，该槽沿径向延伸一定的距离。润滑油槽7a在区域α内，该区域从图4所示气缸的滑片紧靠活塞的位置，延伸到吸气口与滑片相对一侧的边缘。润滑油槽7a保证了油孔5a与气缸中低压腔2a的连通，连接了两个区域的压力，同时保证了润滑能够顺利流入活塞内部以及气缸内部。

5、与传统的高背压压缩机相比，由于低背压压缩机润滑油池14的过热度较大，溶解在润滑油中的制冷剂减少，从而导致润滑油粘度的增大。为避免这种情况发生，在制冷系统中采用粘度较小的润滑油，其运动粘度范围在40℃时为5～35cSt

附图说明

图1为吸气消声器9的结构示意图

图2为气缸内部结构俯视图。

图3为压缩机整机结构示意图。

图4为曲轴偏心部放大示意图。

图5为副轴承端面俯视图。

图6为润滑油槽的两种具体实施方式，其中，图6a为轴承带卸荷槽的情况;图6b为轴承不带卸荷槽的情况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

参照图2、图3，一种低背压、无润滑油的滚动活塞类制冷压缩机，包括密封的壳体1，壳体1内设置气缸2、在气缸2压缩腔内设置有作偏心旋转的活塞3，在气缸2的滑片槽中收纳有滑片4，滑片4通过弹簧13紧靠在活塞3上，从而使气缸2分为吸气腔2a和压缩腔2b，活塞3内部套接有曲轴5，曲轴5通过主轴承6和副轴承7支撑，其特征在于，主轴承6固定在壳体1上，主轴承6上端套接有绝热吸气消声器9，曲轴5穿过绝热吸气消声器9与直流电机8的转子8A相连接，壳体1上设置有连通其内部空间的吸气管10和排气管11；副轴承7下方为排气消声器12，内部工质处于排气压力。压缩机的气缸2处于低压侧，内部的吸气腔2A、滑片4末端处于吸气压力，活塞3内部通过曲轴5上的轴孔5A与低压侧连通，同样处于吸气压力，因此只有排气消声器12内为高压。这种结构控制了高压气体的体积，也减小了高压腔向低压腔泄漏的压力梯度，从而降低了压缩机工质泄漏损失。所述排气消声器12内部与气缸2的排气孔连通，排气消声器12的出口与排气管11连接。

参照图4，曲轴5的偏心部内部开设有径向的油孔5a，设曲轴转动方向为正向，则油孔5a在曲轴偏心部的后半侧。这样能够保证在曲轴旋转的过程中，轴孔内的润滑油被甩出油孔。油孔5a的外侧连接的是曲轴偏心部表面的油槽5b。将曲轴偏心部外表面沿周向展开，油槽5b由油孔5a开始，向斜后方延伸置曲轴偏心部两端的平面。

参照图2、图4，所述的曲轴5偏心部份有油孔5a连通轴孔，油孔5a的另一端连接偏心部外表面的油槽5b，油池14内的润滑油通过油孔5a和油槽5b流入活塞内部。

所述的副轴承7端面上具有润滑油槽7a，连通了活塞3内部的压力和吸气腔2a的压力，同时保证轴孔中的油进入气缸2内部。

参照图5，在副轴承临近气缸的端面具有润滑油槽7a，该槽沿径向延伸一定的距离。润滑油槽在区域α内，该区域从图2所示气缸的滑片紧靠活塞的位置，延伸到吸气口与滑片相对一侧的边缘。

图6为润滑油槽7a的两种具体实施方式，其中，图6a为轴承带卸荷槽的情况;图6b为轴承不带卸荷槽的情况。润滑油槽7a能够既用于释放活塞内高压也用于供油。

参照图1，所述绝热吸气消声器9的进气通道9A位于绝热吸气消声器9的侧部，与吸气管10保持距离不接触，所述绝热吸气消声器9的排气通道9B穿过主轴承6上的通孔，与气缸2的进气口连接。

所述的滚动活塞类制冷压缩机使用低粘度的润滑油，在40摄氏度时润滑油的运动粘度为5～35cSt。

本发明的工作原理为：

正常工作时由直流电机8的转子8A带动曲轴5转动，曲轴5的偏心部位于气缸2内部，弹簧13将滑片4抵在活塞3上，从而使气缸2分为吸气腔2A和压缩腔2B。曲轴5带动活塞3做偏心转动，压缩腔2B内的气体被压缩至排气压力，然后通过气阀排出气缸2，经由排气消声器12，最终从排气管11离开压缩机。

参照图4，主轴承6上方为绝热吸气消声器9，绝热吸气消声器9的排气通道9B穿过主轴承6上的通孔，与气缸2的进气口连接。低温工质首先由吸气管10进入壳体低压侧，一部分气体直接通过绝热吸气消声器9的喇叭口9A进入吸气腔2A，另一部分气体经过上方的直流电机8并对其冷却，然后回到绝热吸气消声器9中。未经压缩的气体工质比容大，不需过热太多即可带走大量的热量。绝热吸气消声器9有同时起到两种作用：一是能够有效地隔绝压缩机部件（如气缸2、主轴承6）对气体的传热，二是可以调节冷却电机气体的流量，保证气体散热量刚好足够弥补壳体散热的不足，减少不必要的气体过热。

压缩机正常共工作过程中，润滑油从油池14经曲轴5轴孔进入曲轴内部，在曲轴5的旋转作用下，润滑油从油孔5a内甩出，并经过曲轴偏心部表面的油槽5b流入活塞3内部空间。润滑油槽7a作为一条通路，连接气缸吸气腔2a和活塞3内部。在气缸的制冷剂吸入-压缩行程中，活塞3会使该通路先开启再封闭。当气缸吸气腔2a和活塞3内部空间连通时，活塞3内部的润滑油可以进入气缸2，同时活塞3内部的压力降低至吸气压力。

Claims (5)

1.一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，包括密封的壳体（1），其特征在于，壳体1内部为低温、低背压结构；壳体（1）内设置气缸（2），在气缸（2）压缩腔内设置有作偏心运转的活塞（3），在气缸（2）的滑片槽中收纳有滑片（4），滑片（4）通过弹簧（13）紧靠在活塞（3）上，活塞（3）内部套接有曲轴（5），曲轴（5）通过主轴承（6）和副轴承（7）支撑；主轴承（6）固定在壳体（1），主轴承（6）上端套接有绝热吸气消声器（9），曲轴（5）穿过绝热吸气消声器（9）与直流电机（8）的转子（8A）相连接；副轴承（7）上方为气缸（2），下方为排气消声器（12）；壳体（1）上设置有连通其内部空间的吸气管（10）和排气管（11），排气消声器12内部与气缸（2）的排气孔连通，排气消声器（12）的出口与排气管（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，其特征在于，曲轴5偏心部份有油孔（5a）连通轴孔，油孔（5a）的另一端连接偏心部外表面的油槽（5b），油池（14）内的润滑油通过油孔（5a）和油槽（5b）流入活塞内部。

3.根据权利要求1所述的一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，所述的副轴承（7）端面上具有润滑油槽（7a），连通了活塞（3）内部的压力和吸气腔（2a）的压力，同时保证轴孔中的油进入气缸（2）内部。

4.根据权利要求1所述的一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，所述绝热吸气消声器（9）的进气通道（9A）位于绝热吸气消声器(9)的侧部，与吸气管（10）保持一定距离，所述绝热吸气消声器（9）的排气通道（9B）穿过主轴承（6）上的通孔，与气缸（2）的进气口连接。

5.根据权利要求1所述的一种低背压滚动活塞类制冷压缩机，所述的滚动活塞类制冷压缩机使用低粘度的润滑油，在40摄氏度时润滑油的运动粘度为5～35cSt。