CN105003436A - 用于旋转式压缩机的压缩机构及具有其的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转式压缩机的压缩机构及具有其的旋转式压缩机，所述压缩机构包括气缸组件、主轴承和副轴承。气缸组件包括气缸，气缸具有工作腔，且气缸上不设置排出切口；主轴承和副轴承分别设在气缸组件的轴向两端，主轴承和副轴承中的至少一个上形成有与工作腔连通的排出孔。工作腔的容积为V，排出孔在工作腔内及工作腔外的投影面积分别为S₁、S₂，其中V、S₁、S₂满足：300mm≤V/S₁≤425mm，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％。根据本发明的用于旋转式压缩机的压缩机构，可以在保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以有效降低压缩机构的再膨胀损失，进而可以提高旋转式压缩机的性能。

Description

用于旋转式压缩机的压缩机构及具有其的旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其是涉及一种用于旋转式压缩机的压缩机构及具有其的旋转式压缩机。

背景技术

相关技术中，由于排出孔与活塞的内径空间连通时压缩后的高压制冷剂存在泄漏问题，导致压缩机的制冷能力减小，能效降低，故将排出孔靠近气缸半径方向外侧，使其不与活塞内径空间连通，但是会导致排出孔的一部分面积置于工作腔的外侧，这部分面积几乎占到排出孔面积的一半甚至更多，因此，以往技术中在气缸上设有引导制冷剂排出的排出切口。而排出切口所产生的容积为无效容积，并且由于高压制冷剂的再膨胀导致压缩机的制冷能力下降及功耗增加。

一些相关技术采用增大排出孔的孔径的方法来降低制冷剂的排出阻力，从而提高能效，但排出孔增大的同时排出孔和气缸上的排出切口产生的无效容积随之增大，从而使高压制冷剂的再膨胀所导致的功耗损失增加，因此该方法常常不能达到提升压缩机能效的目的。

另一些相关技术中，使排出孔完全面向工作腔。但这样容易引起排出孔和活塞内径空间连通，产生泄漏，而且排出孔的内壁与工作腔的内壁面及滑片边缘形成的狭小空间不能避免，导致过压缩的再膨胀损失的增加。因此该方法也不能达到提高旋转式压缩机能效的目的。

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用于旋转式压缩机的压缩机构，该压缩机构的结构简单、压缩能效高。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述压缩机构的旋转式压缩机。

根据本发明第一方面实施例的用于旋转式压缩机的压缩机构，包括：气缸组件，所述气缸组件包括气缸，所述气缸具有工作腔，且所述气缸上不设置排出切口；主轴承和副轴承，所述主轴承和所述副轴承分别设在所述气缸组件的轴向两端，所述主轴承和所述副轴承中的至少一个上形成有与所述工作腔连通的排出孔，其中，所述工作腔的容积为V，所述排出孔在基准面上的投影和所述工作腔在所述基准面上的投影的重合部分的面积为S₁，所述排出孔在所述基准面上的除与所述工作腔在所述基准面上的投影重合之外的投影面积为S₂，所述基准面为垂直于所述气缸的轴向的平面，其中所述V、S₁、S₂满足：

300mm≤V/S₁≤425mm，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％。

根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的压缩机构，气缸上不设置排出切口以减少无效容积所引起的再膨胀损失，并通过使排出孔在基准面(基准面为垂直于气缸的轴向的平面)上的投影和工作腔在基准面上的投影的重合部分的面积S₁满足：300mm≤V/S₁≤425mm(V为工作腔的容积)，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％(S₂为排出孔在基准面上的除与工作腔在基准面上的投影重合之外的投影面积)，由此可以在保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以减小无效容积，从而可以有效降低压缩机构的再膨胀损失，进而可以提高旋转式压缩机的性能。

根据本发明的一些实施例，所述V、S₁、S₂进一步满足：210mm≤V/(S₁+S₂)≤350mm。

根据本发明的一些实施例，所述排出孔形成在所述主轴承或所述副轴承上。

根据本发明的一些实施例，所述排出孔形成在所述主轴承和所述副轴承上。

根据本发明的一些实施例，所述排出孔为圆形孔、椭圆形孔、长圆形孔或多边形孔。

根据本发明的一些实施例，所述气缸组件包括多个气缸，相邻两个所述气缸之间设有隔板。

根据本发明第二方面实施例的旋转式压缩机，包括壳体和根据本发明上述第一方面的用于旋转式压缩机的压缩机构，其中所述压缩机构设在所述壳体内。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过设有上述的压缩机构，可以在保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以有效降低旋转式压缩机的再膨胀损失及泄露损失，从而可以提高旋转式压缩机的压缩能效及性能。

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是根据本发明实施例的旋转式压缩机的结构示意图；

图2根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的压缩机构的俯视图；

图3是沿图2中A-A线的剖面图，其中排出孔形成在主轴承上；

图4是沿图2中A-A线的剖面图，其中排出孔分别形成在主轴承和副轴承上；

图5是根据本发明实施例的旋转式压缩机的V/(S₁+S₂)与COP(Coefficient ofPerformance，能效比)的关系示意图。

附图标记：

旋转式压缩机100，

压缩机构1，气缸11，工作腔12，主轴承13，副轴承14，排出孔15，活塞16，滑片17，滑片槽18，曲轴19，偏心部191，

电机2，定子21，转子22，

壳体3，

储液器4，

吸气管5。

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“上”、“下”、“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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的用于旋转式压缩机100的压缩机构1。其中，压缩机构1可以用于旋转式压缩机100中。

如图1所示，该旋转式压缩机100还包括电机2、壳体3及储液器4。壳体3优选为回转体结构，电机2和压缩机构1均设在壳体3内，电机2位于压缩机构1的上部且与压缩机构1相连，电机2用于驱动压缩机构1进行工作，储液器4通过吸气管5与压缩机构1相连。

如图1-图5所示，根据本发明第一方面实施例的用于旋转式压缩机100的压缩机构1，包括气缸组件、主轴承13和副轴承14。其中，气缸组件包括气缸11，气缸11具有工作腔12，且气缸11上不设置用于引导工作腔12内的制冷剂排出的排出切口，由此可以减小因排出切口产生的无效容积，从而可以减少残留在无效容积内的制冷剂再膨胀引起的功耗损失。主轴承13和副轴承14分别设在气缸组件的轴向两端(例如，如图1所示的气缸11的上下两端)，主轴承13和副轴承14中的至少一个上形成有与工作腔12连通的排出孔15，排出孔15用于将工作腔12内的经过压缩形成的高压制冷剂排出气缸11的工作腔12。可选地，排出孔15可以为圆形孔、椭圆形孔、长圆形孔或多边形孔等。

可以理解的是，气缸组件可以包括一个气缸11，也可以包括多个气缸11(图未示出)。当气缸组件包括多个气缸11时，相邻的两个气缸11之间设有隔板(图未示出)以将相邻的气缸11隔开。在本申请下面的描述中，以旋转式压缩机100为单缸压缩机为例进行说明。

在图1和图2所示的示例中，压缩机构1中的气缸组件包括一个气缸11。压缩机构1还包括活塞16、滑片17和曲轴19。具体而言，主轴承13设在气缸11的上端，副轴承14设在气缸11的下端，主轴承13、气缸11和副轴承14之间限定出上述的工作腔12。活塞16沿工作腔12的内壁可滚动，气缸11上形成有径向延伸的滑片槽18，滑片17可移动地设在滑片槽18内，且滑片17的内端与活塞16的外周壁止抵，滑片17的外端可以与弹簧相连(图未示出)。曲轴19的下端贯穿主轴承13、气缸11和副轴承14，曲轴19具有偏心部191，偏心部191位于工作腔12内，曲轴19的上端与电机2相连。电机2包括定子21和转子22，转子22与曲轴19固定以带动曲轴19转动，定子21适于固定在壳体3的内壁上。

当电机2工作时，曲轴19随着电机2中的转子22的转动而发生转动，转动的曲轴19带动套设在曲轴19的偏心部191上的活塞16沿工作腔12的内壁滚动，贮藏在储液器4内的气态制冷剂经由吸气管5进入到气缸11的工作腔12内，沿工作腔12的内壁滚动的活塞16对制冷剂进行压缩，经压缩后的制冷剂形成为高压制冷剂，高压制冷剂从上述的排出孔15排出。

其中，工作腔12的容积为V，排出孔15在基准面上的投影和工作腔12在基准面上的投影的重合部分的面积为S₁，排出孔15在基准面上的除与工作腔12在基准面上的投影重合之外的投影面积为S₂，基准面为垂直于气缸11的轴向的平面。换句话说，排出孔15在基准面上的投影面积分为两部分：一部分是投影在工作腔12内的投影面积S₁，另一部分是投影在工作腔12外的投影面积S₂。其中V、S₁、S₂满足：300mm≤V/S₁≤425mm，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％。

当上述的V、S₁、S₂满足上述关系时，由此可以保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以减小无效容积。可以理解的是，减小无效容积也就可以减少制冷剂在排出时残留在无效容积内的高压制冷剂，从而可以减小高压制冷剂在工作腔12内的再膨胀体积，由此可以增加工作腔12内的吸气量，从而可以有效降低高压制冷剂的再膨胀所带来的功耗损失，从而可以提高压缩机构1的压缩能效，进而可以提高旋转式压缩机100的性能。

根据本发明实施例的用于旋转式压缩机100的压缩机构1，气缸上不设置排出切口以减少无效容积所引起的再膨胀损失，并通过使排出孔15在基准面(基准面为垂直于气缸11的轴向的平面)上的投影和工作腔12在基准面上的投影的重合部分的面积S₁满足：300mm≤V/S₁≤425mm(V为工作腔12的容积)，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％(S₂为排出孔15在基准面上的除与工作腔12在基准面上的投影重合之外的投影面积)，由此可以在保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以减小无效容积，从而可以有效降低压缩机构1的再膨胀损失，进而可以提高旋转式压缩机100的性能。

根据本发明的一些实施例，如图5所示(位于上方的实线a代表根据本发明实施例的旋转式压缩机100的V/(S₁+S₂)与COP的关系曲线，位于下方的虚线b代表传统技术中的旋转式压缩机100的V/(S₁+S₂)与COP的关系曲线)，从图5中可以看出，根据本发明实施例的旋转式压缩机100的COP值较高，即该旋转式压缩机100的性能较好。上述的V、S₁、S₂进一步满足：210mm≤V/(S₁+S₂)≤350mm(如图5所示的最佳范围)。由此可以进一步将排出孔15相对于工作腔12的大小限制在一定的范围内，既可以保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力，又可以使无效容积限定在较小的范围内，从而可以有效降低残留在无效容积内的高压制冷剂的再膨胀所带来的功耗损失，从而可以提高压缩机构1的压缩能效，进而可以提高旋转式压缩机100的性能。

根据本发明的一些实施例，如图1和图3所示，排出孔15形成在主轴承13或副轴承14上，也就是说，排出孔15可以只形成在主轴承13上，排出孔15也可以只形成在副轴承14上。在图1和图3所示的示例中，排出孔15形成在位于气缸11上端的主轴承13上，由此工作腔12内经过压缩的制冷剂可以通过形成在主轴承13上的排出孔15排出。

根据本发明的另一些实施例，如图4所示，排出孔15形成在主轴承13和副轴承14上。在图4所示的示例中，排出孔15形成在位于气缸11上端的主轴承13和位于气缸11下端的副轴承14上，由此工作腔12内经过压缩的制冷剂可以通过形成在主轴承13上和副轴承14上的排出孔15排出，从而可以增大制冷剂的排出面积，可以进一步减小制冷剂的排出阻力。

根据本发明第二方面实施例的旋转式压缩机100，包括壳体3和根据本发明上述第一方面的用于旋转式压缩机100的压缩机构1，其中所述压缩机构1设在所述壳体3内。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，通过设有上述的压缩机构1，可以在保证制冷剂有足够的排出面积以减小排气阻力的同时，可以有效降低旋转式压缩机100的再膨胀损失，从而可以提高旋转式压缩机100的性能。

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 (7)

1.一种用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，包括：

气缸组件，所述气缸组件包括气缸，所述气缸具有工作腔，且所述气缸上不设置排出切口；

主轴承和副轴承，所述主轴承和所述副轴承分别设在所述气缸组件的轴向两端，所述主轴承和所述副轴承中的至少一个上形成有与所述工作腔连通的排出孔，

其中，所述工作腔的容积为V，所述排出孔在基准面上的投影和所述工作腔在所述基准面上的投影的重合部分的面积为S₁，所述排出孔在所述基准面上的除与所述工作腔在所述基准面上的投影重合之外的投影面积为S₂，所述基准面为垂直于所述气缸的轴向的平面，其中所述V、S₁、S₂满足：

300mm≤V/S₁≤425mm，63％≤S₁/(S₁+S₂)≤85％。

2.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，所述V、S₁、S₂进一步满足：210mm≤V/(S₁+S₂)≤350mm。

3.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，所述排出孔形成在所述主轴承或所述副轴承上。

4.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，所述排出孔形成在所述主轴承和所述副轴承上。

5.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，所述排出孔为圆形孔、椭圆形孔、长圆形孔或多边形孔。

6.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其特征在于，所述气缸组件包括多个气缸，相邻两个所述气缸之间设有隔板。

7.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

壳体；和

根据权利要求1-6中任一项所述的用于旋转式压缩机的压缩机构，其中所述压缩机构设在所述壳体内。