CN104533796B - 旋转式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式压缩机,包括:壳体、压缩机构和消音器,压缩机构包括气缸组件和两个轴承,两个轴承分别设在气缸组件的顶部和底部,气缸组件包括气缸,压缩机构上形成有至少一个连通通道;消音器设在两个轴承中的至少一个的远离气缸组件的一侧且与压缩机构之间限定出消音腔,消音腔与连通通道连通,消音腔的容积为VM(mm3),消音腔在气缸的横截面上的最大投影面积为SM(mm2),至少一个连通通道的形成在气缸上的最小横截面积之和为SK(mm2),其中和/或 根据本发明的旋转式压缩机,降低了压力脉动及噪音,提高了旋转式压缩机的能效和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机制造技术领域,尤其是涉及一种旋转式压缩机。
背景技术
相关技术中指出,对于副轴承上设置有排气口的旋转式压缩机,高压气体冷媒从副轴承上的排气口排出后,强烈的脉动气流进入副轴承消声器内,高压气体冷媒经由通气通道排至主轴承上的主轴承消声器中,再从主轴承消声器的排气孔排出。然而,压力脉动及噪声将随着高压气体冷媒从副轴承消声器传递至主轴承消声器中,不利于旋转式压缩机运行的可靠性,同时会引起其本身以及空调系统的脉动噪音问题,尤其是压力脉动幅值越大,噪音问题越突出。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种旋转式压缩机,所述旋转式压缩机的结构简单。
根据本发明实施例的旋转式压缩机,包括:壳体;压缩机构,所述压缩机构设在所述壳体内,所述压缩机构包括气缸组件和两个轴承,所述两个轴承分别设在所述气缸组件的顶部和底部,所述气缸组件包括气缸,所述气缸具有压缩腔以对进入到所述压缩腔内的冷媒进行压缩,所述压缩机构上形成有至少一个连通通道,所述连通通道贯穿所述气缸组件和所述两个轴承;以及消音器,所述消音器设在所述两个轴承中的至少一个的远离所述气缸组件的一侧且与所述压缩机构之间限定出消音腔,所述消音腔与所述连通通道连通,其中所述消音腔的容积为VM(mm3),所述消音腔在所述气缸的横截面上的最大投影面积为SM(mm2),所述至少一个连通通道的形成在所述气缸上的最小横截面积之和为SK(mm2),其中所述VM、SM、SK满足:和/或
根据本发明实施例的旋转式压缩机,通过在压缩机构上设置与消音腔连通的连通通道,且使得VM、SM、SK满足 和 中的至少一个,可以有效降低旋转式压缩机的压力脉动及噪音,从而提高了旋转式压缩机的能效,且提高了旋转式压缩机的运行可靠性。另外,旋转式压缩机的结构简单。
可选地,所述消音器与对应的所述轴承的朝向所述消音器的一侧表面之间限定出所述消音腔。
或者可选地,所述消音器设在所述两个轴承中的其中一个上,所述压缩机构上形成有容纳槽,所述容纳槽的朝向所述消音器的一侧敞开,其中所述消音器与所述两个轴承中的所述其中一个之间、和所述容纳槽共同限定出所述消音腔。
可选地,所述连通通道为等截面通道或变截面通道。
可选地,所述冷媒为R22冷媒,所述VM、SM、SK满足:和/或
优选地,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
或者可选地,所述冷媒为R410A冷媒,所述VM、SM、SK满足: 和/或
优选地,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
或者可选地,所述冷媒为R290冷媒,所述VM、SM、SK满足:和/或
优选地,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
或者可选地,所述冷媒为R32冷媒,所述VM、SM、SK满足:和/或
优选地,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
可选地,所述连通通道为一个或两个。
具体地,所述气缸组件包括在上下方向上设置的多个气缸,每相邻的两个气缸之间设有隔板,其中所述连通通道贯穿所述多个气缸和所述隔板。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明第一个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图2是根据本发明第二个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图3是根据本发明第三个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图4是根据本发明第四个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图5是根据本发明第五个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图6是根据本发明第六个实施例的旋转式压缩机的示意图;
图7是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R22冷媒;
图8是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R22冷媒;
图9是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R410A冷媒;
图10是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R410A冷媒;
图11是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R290冷媒;
图12是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R290冷媒;
图13是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R32冷媒;
图14是根据本发明实施例的旋转式压缩机的压力脉动幅值随的变化曲线图,其中冷媒为R32冷媒;
图15是根据本发明实施例的旋转式压缩机与传统的旋转式压缩机的排气压力随曲轴转角的变化曲线对比图。
附图标记:
100:旋转式压缩机;
21:气缸;211:压缩腔;
22:主轴承;221:排气口;23:副轴承;
24:连通通道;25:容纳槽;26:隔板;
31:主消音器;311:主消音腔;312:排气孔;
32:副消音器;321:副消音腔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图15描述根据本发明实施例的旋转式压缩机100。
如图1-图6所示,根据本发明实施例的旋转式压缩机100,包括壳体(图未示出)、压缩机构以及消音器。
压缩机构设在壳体内。具体而言,压缩机构包括气缸组件和两个轴承,两个轴承分别设在气缸组件的顶部和底部,其中,设在气缸组件顶部的轴承可以称为主轴承22,设在气缸组件底部的轴承可以称为副轴承23。
气缸组件包括气缸21,气缸21具有压缩腔211,以对进入到压缩腔211内的冷媒进行压缩。其中,压缩腔211可以形成为贯穿气缸21的上下两端的中心孔。可选地,冷媒可以为R22冷媒、R410A冷媒、R290冷媒或R32冷媒等。
当旋转式压缩机100为单缸压缩机时,参照图1-图5,气缸组件包括一个气缸21,此时主轴承22设在该气缸21的顶部,且副轴承23设在该气缸21的底部。当旋转式压缩机100为多缸压缩机时,气缸组件包括在上下方向上设置的多个气缸21,每相邻的两个气缸21之间设有隔板26。例如,参照图6,当旋转式压缩机100为双缸压缩机时,气缸组件包括在上下方向上设置的两个气缸21,隔板26设在这两个气缸21之间。
消音器设在两个轴承中的至少一个的远离气缸组件的一侧。当消音器为一个时,该消音器可以设在主轴承22上,也可以设在副轴承23上;当消音器为两个时,两个消音器可以分别设在主轴承22和副轴承23上,设在主轴承22上的消音器可以称为主消音器31,设在副轴承23上的消音器可以称为副消音器32。消音器与压缩机构之间限定出消音腔,主消音器31与压缩机构之间限定出的消音腔可以成为主消音腔311,副消音器32与压缩机构之间限定出的消音腔可以成为副消音腔321。
压缩机构上形成有至少一个连通通道24,连通通道24贯穿气缸组件和两个轴承。消音腔与连通通道24连通。例如,如图1-图5所示,连通通道24沿竖向延伸,连通通道24包括从上到下依次连通的主轴承22通道、气缸21通道和副轴承23通道,主轴承22通道形成在主轴承22上且沿上下方向贯穿主轴承22,气缸21通道形成在气缸21上且沿上下方向贯穿气缸21,副轴承23通道形成在主轴承22上且沿上下方向贯穿副轴承23,连通通道24的下端与副消音腔321连通。
如图6所示,连通通道24包括彼此连通的主轴承22通道、两个气缸21通道、隔板26通道和副轴承23通道,两个气缸21通道分别形成在两个气缸21上且分别沿上下方向贯穿对应的气缸21,隔板26通道位于两个气缸21通道之间,连通通道24的上下两端分别与主消音腔311和副消音腔321连通。此时连通通道24贯穿多个气缸21和隔板26。
其中,消音腔的容积为VM(mm3),消音腔在气缸21的横截面上的最大投影面积为SM(mm2),至少一个连通通道24的形成在气缸21上(即气缸21通道)的最小横截面积之和为SK(mm2),其中VM、SM、SK满足:
这里,需要说明的是,当消音腔在气缸21的横截面上的投影面积处处相等时,SM可以为消音腔的任意位置在气缸21的横截面上的投影面积。
连通通道24可以为一个。当然,连通通道24还可以为两个或两个以上,此时多个连通通道24可以在压缩机构上间隔开布置。可以理解,连通通道24的个数以及在压缩机构上的布置方式等可以根据实际要求而适应性改变,本发明对此不作具体限定。当连通通道24为一个时,SK为该连通通道24的气缸21通道上的最小横截面积;当连通通道24为多个时,SK为多个连通通道24的气缸21通道上的最小横截面积之和。
由此,从图15中可以看出,通过使VM、SM、SK满足 和 中的至少一个,当旋转式压缩机100工作时,采用根据本发明实施例的旋转式压缩机100能有效降低旋转式压缩机100的排气压力脉动的峰谷值,从而可以有效降低旋转式压缩机100的压力脉动及噪声,提高旋转式压缩机100的能效,且结构简单合理。其中,图15中的A曲线为根据本发明实施例的旋转式压缩机100的排气压力随曲轴转角的曲线,B曲线为传统的旋转式压缩机的排气压力随曲轴转角的曲线。
根据本发明实施例的旋转式压缩机100,通过在压缩机构上设置与消音腔连通的连通通道24,且使得VM、SM、SK满足 和 中的至少一个,可以有效降低旋转式压缩机100的压力脉动及噪音,从而提高了旋转式压缩机100的能效,且提高了旋转式压缩机100的运行可靠性。另外,旋转式压缩机100的结构简单。
根据本发明的一个可选实施例,消音器与对应的轴承的朝向消音器的一侧表面之间限定出消音腔。例如,如图1所示,主轴承22上设有主消音器31,主消音器31与主轴承22之间限定出主消音腔311,主消音器31上形成有排气孔312,副轴承23上设有副消音器32,副消音器32与副轴承23之间限定出副消音腔321,连通通道24为等截面通道,此时连通通道24沿其轴向横截面积保持不变,连通通道24的两端分别与主消音腔311和副消音腔321连通,此时主消音腔311和副消音腔321通过连通通道24连通。由此,通过设置主消音器31和副消音器32,可以进一步降低噪音。其中,消音腔的容积VM可以为主消音腔311和副消音腔321中的至少一个的容积,SM为对应的消音腔在气缸21的横截面上的最大投影面积。
参照图1,主轴承22和副轴承23中的其中一个上可以形成有与压缩腔211连通的排气口221,以排出压缩腔211内压缩后的冷媒。当排气口221仅形成在主轴承22上时,从主轴承22的排气口221进入到主消音腔311内的冷媒中的一部分从主消音器31的排气孔312排出,一部分可以通过连通通道24进入到副消音腔321内,且在排气口221关闭后,主消音腔311内的压力较小,此时副消音腔321内的冷媒可以通过连通通道24进入到主消音腔311内,并从主消音器31的排气孔312排出,从而可以进一步降低压力脉动,减小噪音。当排气口221仅形成在副轴承23上时,从副轴承23的排气口221排出的冷媒首先进入副消音腔321内,再经由连通通道24进入主消音腔311内,主消音器31起到降低压力脉动和噪音的作用,最后冷媒从主轴承22上的排气孔312排出。
当排气口221同时形成在主轴承22和副轴承23上时,如图4所示,压缩腔211内压缩后的冷媒可以分别通过主轴承22和副轴承23上的排气口221排出,此时冷媒的流动方式在上面的描述中均有详细说明,在此不再赘述。
可选地,连通通道24还可以为变截面通道。例如,如图3所示,主轴承22通道的横截面积小于气缸21通道的横截面积,气缸21通道的横截面积小于副轴承23通道的横截面积,主轴承22通道、气缸21通道和副轴承23通道的横截面积沿其轴向分别保持不变。当然,主轴承22通道、气缸21通道和副轴承23通道的横截面积还可以是变化的。由此,可以进一步降低旋转式压缩机100的压力脉动及噪声,进一步提高旋转式压缩机100的能效。可以理解,连通通道24的具体形状可以根据实际要求而适应性改变,以更好地满足实际要求。
当然,连通通道24的两端还可以分别与主消音腔311和副消音腔321中的其中一个和壳体内部连通。例如,如图2所示,当排气口221形成在主轴承22上、且连通通道24的两端分别与副消音腔321和壳体内部连通时,连通通道24的上端与壳体内部直接连通,从主轴承22的排气口221进入到主消音腔311内的冷媒全部从主消音器31的排气孔312排出,进入到壳体内部的冷媒中的一部分从壳体上的排气管排出,一部分通过连通通道24进入到副消音腔321内,且在排气口221关闭后,壳体内部的压力较小,此时副消音腔321内的冷媒可以通过连通通道24进入到壳体内并从壳体上的排气管排出,从而进一步降低了压力脉动,且减小了噪音。
根据本发明的另一个可选实施例,消音器设在两个轴承中的其中一个上,压缩机构上形成有容纳槽25,容纳槽25的朝向消音器的一侧敞开,其中消音器与两个轴承中的其中一个之间、和容纳槽25共同限定出消音腔。可选地,气缸21上形成有贯通的第一容纳孔,两个轴承中的上述其中一个上形成有贯通的第二容纳孔,第二容纳孔与第一容纳孔连通,第一容纳孔、第二容纳孔和两个轴承中的上述另一个之间限定出上述容纳槽25。
如图5所示,第一容纳孔沿竖向延伸且沿上下方向贯穿气缸21,第二容纳孔沿竖向延伸且沿上下方向贯穿副轴承23,第一容纳孔和第二容纳孔上下相对,第一容纳孔和第二容纳孔与主轴承22之间限定出上述容纳槽25,该容纳槽25、和副轴承23与副消音器32之间共同限定出副消音腔321,此时VM为容纳槽25、和副轴承23与副消音器32之间的共同容积,从而增加了副消音腔321的容积,同样可以起到降低压力脉动和噪声的作用。可以理解,容纳槽25的个数以及具体成型方式可以根据实际要求而适应性改变,本发明对此不作具体限定。
此外,压缩机构还可以仅通过副轴承23排气,此时排气口221仅形成在副轴承23上,压缩机构上可以形成有与连通通道24间隔开设置的排气通道,排气通道沿竖向贯穿主轴承22、气缸组件和副轴承23,排气通道的两端分别与该排气口221和壳体内部连通,其中,排气通道的下端与副消音腔321连通,排气通道的上端与壳体内部直接连通,从而压缩腔211内压缩后的冷媒可以经由副轴承23上的排气口221进入到副消音腔321内,副消音腔321内的冷媒再通过排气通道进入到壳体内部,并最终从壳体上的排气管排出。
具体而言,从副轴承23的排气口221进入到副消音腔321内的冷媒中的一部分通过排气通道排出,一部分通过连通通道24进入到主消音腔311内,且在排气口221关闭后,副消音腔321内的压力较小,此时主消音腔311内的冷媒可以通过连通通道24进入到副消音腔321内并通过排气通道排出,从而可以进一步降低压力脉动,且减小噪音。
通过仿真分析以及实验验证,拟合出SK与SM的比值变化对旋转式压缩机100的压力脉动幅值影响效果的特性曲线,如图7、图9、图11和图13所示,随着数值的减小,压力脉动幅值有所减小,并存在一定的范围使压力脉动幅值出现谷值点。
具体而言,冷媒采用R22冷媒,如图7所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显,随着数值的减小,压力脉动幅值有所减小。在 处出现拐点, 时斜率明显增大,随着 数值的减小,压力脉动幅值下降效果明显;在处同样出现拐点,时斜率明显增大,随着数值的减小,压力脉动幅值下降效果明显。由此可知,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
冷媒采用R410A冷媒,如图9所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
同样地,冷媒采用R290冷媒,如图11所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
冷媒采用R32冷媒,如图11所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
类似地,冷媒采用R22冷媒,如图8所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
冷媒为R410A冷媒,如图10所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
同样地,冷媒为R290冷媒,如图12所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
冷媒为R32冷媒,如图12所示,当时,压力脉动幅值下降效果明显。进一步地,当时,压力脉动的幅值下降效果显著。
根据本发明实施例的旋转式压缩机100,旋转式压缩机100运行过程中的压力脉动和噪音得以显著减小,从而提高了旋转式压缩机100的能效。
根据本发明实施例的旋转式压缩机100的其他构成例如电机等以及操作对于本领域技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种旋转式压缩机,其特征在于,包括:
壳体;
压缩机构,所述压缩机构设在所述壳体内,所述压缩机构包括气缸组件和两个轴承,所述两个轴承分别设在所述气缸组件的顶部和底部,所述气缸组件包括气缸,所述气缸具有压缩腔以对进入到所述压缩腔内的冷媒进行压缩,所述压缩机构上形成有至少一个连通通道,所述连通通道贯穿所述气缸组件和所述两个轴承;以及
消音器,所述消音器设在所述两个轴承中的至少一个的远离所述气缸组件的一侧且与所述压缩机构之间限定出消音腔,所述消音腔与所述连通通道连通,
其中所述消音腔的容积为VM(mm3),所述消音腔在所述气缸的横截面上的最大投影面积为SM(mm2),所述至少一个连通通道的形成在所述气缸上的最小横截面积之和为SK(mm2),其中所述VM、SM、SK满足:
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述消音器与对应的所述轴承的朝向所述消音器的一侧表面之间限定出所述消音腔。
3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述消音器设在所述两个轴承中的其中一个上,
所述压缩机构上形成有容纳槽,所述容纳槽的朝向所述消音器的一侧敞开,其中所述消音器与所述两个轴承中的所述其中一个之间、和所述容纳槽共同限定出所述消音腔。
4.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述连通通道为等截面通道或变截面通道。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述冷媒为R22冷媒,
所述VM、SM、SK满足: 和/或
6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
7.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述冷媒为R410A冷媒,
所述VM、SM、SK满足: 和/或
8.根据权利要求7所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
9.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述冷媒为R290冷媒,
所述VM、SM、SK满足: 和/或
10.根据权利要求9所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
11.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述冷媒为R32冷媒,
所述VM、SM、SK满足: 和/或
12.根据权利要求11所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述VM、SM、SK进一步满足: 和/或
13.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述连通通道为一个或两个。
14.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述气缸组件包括在上下方向上设置的多个气缸,每相邻的两个气缸之间设有隔板,其中所述连通通道贯穿所述多个气缸和所述隔板。
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