CN106246553A - 压缩机构及具有其的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机构及具有其的旋转式压缩机。压缩机构包括：气缸，气缸上设有气缸腔、滑片槽、吸气口和排气口；活塞，活塞偏心转动地设在气缸腔内，活塞的偏心量为e；滑片，滑片的第一端可转动地设在滑片槽内，滑片的其余部分可伸出或者收纳在滑片槽内，滑片始终止抵在活塞的外周壁上以将气缸腔分隔成吸气腔和排气腔，气缸的半径为Rcyl，滑片的旋转中心与气缸的中心之间的距离为L，活塞、气缸和距离L满足如下关系：Rcyl‑4e≤L≤Rcyl+3e。根据本发明实施例的压缩机构，滑片所需的功耗降低，降低了振动，保证了压缩机构的运行可靠性。

Description

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，尤其是涉及一种压缩机构及具有其的旋转式压缩机。

背景技术

容积式压缩机主要包括往复式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋压缩机、单螺杆压缩机、双螺杆压缩机等。容积式压缩机有一个共同的特性，就是通过机械结构运动带来工作腔室的容积变化，从而实现吸入低压冷媒与把低压冷媒压缩成高压状态，来满足制冷装置的需要。

目前在家用空调领域使用的容积式压缩机主要为旋转式(滚动活塞式)压缩机，而旋转式压缩机已经由最早的美国通用电气发展至今超过半个世纪，其压缩机效率、可靠性、成本、噪音振动等各项指标都基本优化到了极致，很难再有重大性的突破。所以目前行业内各大厂家、甚至国内外高校与科研所都在致力于研究新型的压缩结构，寄希望于寻找一种新的压缩结构来替代现有的滚动活塞式结构，从而在上述指标，如压缩机效率、可靠性、成本、噪音振动上某一指标或者多项指标实现质的飞跃。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种压缩机构，滑片所需的功耗降低，降低了振动。

本发明还提出一种具有上述压缩机构的旋转式压缩机。

根据本发明实施例的压缩机构，包括：气缸，所述气缸上设有气缸腔、滑片槽、吸气口和排气口；活塞，所述活塞偏心转动地设在所述气缸腔内，所述活塞的偏心量为e；滑片，所述滑片的第一端可转动地设在所述滑片槽内，所述滑片的其余部分可伸出或者收纳在所述滑片槽内，所述滑片始终止抵在所述活塞的外周壁上以将所述气缸腔分隔成吸气腔和排气腔，所述气缸的半径为Rcyl，所述滑片的旋转中心与所述气缸的中心之间的距离为L，所述活塞、所述气缸和距离L满足如下关系：Rcyl-4e≤L≤Rcyl+3e。

根据本发明实施例的压缩机构，滑片所需的功耗降低，降低了振动，可以避免活塞发生卡死现象，避免滑片与活塞的外周壁脱离，保证了活塞可以偏心转动且滑片始终止抵在活塞上，保证了压缩机构的运行可靠性。

在本发明的一些实施例中，所述滑片的长度为Lbl，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl，则有

在本发明的一些实施例中，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl，所述滑片的远离所述旋转部位的端部的厚度为A，则A＜Rbl。

在本发明的一些实施例中，所述活塞的外周壁的半径为Rro，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl,则有Rro+e+Rbl+2≤L≤Rro+e+5Rbl。

在本发明的一些实施例中，所述排气口设在所述滑片槽的内周壁上，所述滑片收纳在所述滑片槽内时所述滑片的自由端与所述滑片槽的内壁之间存在排气气流通道间隙△L，其中间隙△L≥2mm。

进一步地，所述滑片的朝向所述排气口的侧壁上设有盛放气体的凹槽。

在本发明的一些实施例中，所述滑片设有折弯部，所述滑片与滑片槽配合以限定出与所述吸气腔和所述排气腔间隔分布的空腔，所述空腔设有用于排入被压缩后的气体的排入口，所述排气口设在所述排气腔的内壁上。

具体地，所述折弯部的长度为Lrad,则有Lrad＞2e。

在本发明的一些实施例中，在所述滑片完全收纳在所述滑片槽内时经过所述活塞和所述滑片的接触点与所述气缸的中心的平面为第一平面，经过所述气缸的中心和所述滑片的旋转中心的平面为第二平面，其中所述第一平面和所述第二平面之间的夹角θ的取值范围为[6°,30°]。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括根据本发明上述实施例的压缩机构。

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，滑片所需的功耗可以降低，提高压缩机的性能，降低振动。

附图说明

图1-图4为根据本发明一个实施例的压缩机构的压缩过程示意图；

图5为图1所示的压缩机构中的滑片的示意图；

图6-图9为根据本发明另一个实施例的压缩机构的压缩过程示意图；

图10为图6所示的压缩机构中的滑片的示意图。

附图标记：

压缩机构100、

气缸1、滑片槽10、排气口11、吸气腔12、排气腔13、空腔14、排入口15、吸气口16、

活塞2、

滑片3、旋转部位30、本体31、避让部32、凹槽33、折弯部34。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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10详细描述根据本发明实施例的压缩机构100，其中压缩机构100可以应用在旋转式压缩机中。可以理解的是，旋转式压缩机还包括电机等部件，电机包括定子和转子。

如图1-图4、图6-图9所示，根据本发明实施例的压缩机构100，包括：气缸1、活塞2和滑片3。其中气缸1上设有气缸腔、滑片槽10、吸气口16和排气口11。活塞2偏心转动地设在气缸腔内，活塞2的偏心量为e，可以理解的是，活塞2的偏心量指的是活塞2的自身中心与活塞2的旋转中心之间的距离。

滑片3的第一端可转动地设在滑片槽10内，滑片3的其余部分可伸出或者收纳在滑片槽10内，滑片3始终止抵在活塞2的外周壁上以将气缸腔分隔成吸气腔12和排气腔13，也就是说，滑片3绕其第一端可转动地设在滑片槽10内，在滑片3转动的过程中，滑片3可伸出或缩回到滑片槽10，在滑片3转动的过程中，滑片3始终止抵在活塞2的外周壁上以保证可以将气缸腔分隔成吸气腔12和排气腔13，其中吸气口16与吸气腔12连通，排气口11与排气腔13连通。

具体地，滑片3包括旋转部位30、本体31和避让部32，本体31与旋转部位30相连，本体31绕旋转部位30的旋转中心转动，旋转部位30与滑片槽10之间会形成动态油膜，旋转部位30和/或本体31上可以设置避让部32，以避免滑片3在转动的过程中与气缸1发生干涉。

可以理解的是，压缩机构100还包括曲轴等元件，活塞2外套在曲轴的偏心部上，曲轴设在电机的转子上以由电机驱动转动，其中在活塞2转动的过程中，冷媒的吸入、压缩及排气过程均为现有技术，这里就不对其进行详细描述。

气缸1的半径为Rcyl，滑片3的旋转中心与气缸1的中心之间的距离为L，活塞2、气缸1和距离L满足如下关系：Rcyl-4e≤L≤Rcyl+3e。

现有技术中滑片大多数做直线运动，滑片运动方向朝着气缸中心位置，该结构中滑片受到低压腔(吸气腔)与高压腔(排气腔)的压差力，由于滑片远离气缸中心，其压差力的力臂长从而会产生较大力矩，会导致压缩机的振动过大。同时滑片两侧面处于边界润滑状态，压差力所产生的滑片与滑片槽之间的摩擦力较大，进而会影响压缩机的功耗和性能。本发明实施例的压缩机构100的滑片3一样受到压差力，但是其压差力的方向几乎指向气缸1中心，压差力的力臂小所以其不会产生很大的力矩，从而能大大降低振动。另外由于滑片3绕旋转部位30转动，旋转部位30与滑片槽10接触处为动态油膜润滑，其摩擦力相对比边界润滑条件下可以得到很大的改善，所以滑片3所需的功耗可以降低，最终提高压缩机的性能。

根据本发明实施例的压缩机构100，通过使得滑片3的第一端可转动地设在滑片槽10内，从而滑片3所需的功耗降低，降低了振动，同时通过限定气缸1的半径、滑片3的旋转中心与气缸1的中心之间的距离、活塞2的偏心量之间的关系，可以避免活塞2发生卡死现象，避免滑片3与活塞2的外周壁脱离，保证了活塞2可以偏心转动且滑片3始终止抵在活塞2上，保证了压缩机构100的运行可靠性。

发明人经过大量实验发现，在滑片3的长度一定的情况下，滑片3的旋转中心如果距离气缸1中心过大，则很有可能当活塞2运转时且滑片3的转动角度最大时(例如如图3所示)，滑片3容易掠过活塞2的外周壁，从而发生压缩机失效的低级错误设计。同时滑片3的转动角度最大时其指向不能朝着气缸1中心，越靠近气缸1中心越容易发生自锁现象，即活塞2容易被卡死。同样可以理解的是，当滑片3的旋转中心一定的情况下，滑片3的长度过短也会发生上述的失效现象，因此根据本发明的一些实施例，滑片3的长度为Lbl，滑片3的旋转部位30的半径为Rbl，则有从而可以进一步保证活塞2可以偏心转动且滑片3始终止抵在活塞2上，压缩机的性能能够得到保证，其工作的容积效率能达到最佳值，滑片3的机械功耗也能得到很好的控制。

根据本发明的一些实施例，滑片3的旋转部位30的半径为Rbl，滑片3的远离旋转部位30的端部的厚度为A，则A＜Rbl。从而控制滑片3的厚度可以进一步的改善压缩机的容积效率，防止排气后段过多的高压气体回流至吸气腔12而造成压缩机的性能下降，同时通过控制滑片3的厚度，滑片3的质量越小，惯性力也可以更小，保证滑片3上的功耗更小。

在本发明的一些实施例中，活塞2的外周壁的半径为Rro，滑片3的旋转部位30的半径为Rbl,则有Rro+e+Rbl+2≤L≤Rro+e+5Rbl。

如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，排气口11设在滑片槽10的内周壁上，滑片3收纳在滑片槽10内时滑片3的自由端与滑片槽10的内壁之间存在排气气流通道间隙△L，其中间隙△L≥2mm。在活塞2偏心转动的过程中，在排气的后半段，滑片3转动至滑片槽10内，由于此排气气流通道的存在可以更好的保证剩余的高压气体通过排气口11排出到外部，减小排气阻力。具体地，由于排气口11位于滑片槽10的内周壁上，从而滑片3的两侧分别受到排气腔13的压力和吸气腔12的压力，在排气腔13和吸气腔12的压力差的作用下，滑片3可以始终止抵在活塞2的外周壁上。

如图1-图5所示，在本发明的进一步实施例中，滑片3的朝向排气口11的侧壁上设有盛放气体的凹槽33。从而由于凹槽33的存在，凹槽33内盛放有高压气体，可以保证滑片3与活塞2在整个压缩机构100的运动过程中都能很好的贴合，当滑片3完全收纳在滑片槽10中时，由于凹槽33内的高压气体存在，可使得滑片3不会紧紧的粘滞在滑片槽10的壁面上，避免滑片3与活塞2脱离，从而保证压缩机的可靠运行。

如图6-图10所示，根据本发明的另一些实施例，滑片3设有折弯部34，滑片3与滑片槽10配合以限定出与吸气腔12和排气腔13间隔分布的空腔14，空腔14设有用于排入被压缩后的气体的排入口15，排气口11设在排气腔13的内壁上。也就是说，空腔14与吸气腔12和排气腔13间隔设置，吸气口16与吸气腔12连通，排气口11与排气腔13连通，排入口15与空腔14连通，从排入口15排入到空腔14内的经过压缩后的气体可以保证空腔14内处于高压环境，从而可以保证滑片3始终止抵在活塞2上。其中排入口15可以与气缸1的排气通道连通，当旋转式压缩机为壳体高背压旋转式压缩机时，排入口15还可以与压缩机的壳体内的环境连通。

在本发明的一些实施例中，折弯部34的长度为Lrad,则有Lrad＞2e。从而该尺寸设计可以更好的满足当滑片3运行到最大开度角度时(如图8中所示)，滑片3的折弯部34与气缸1内壁的密封性，防止空腔14内的气体与吸气腔12和排气腔13之间发生泄漏而造成压缩机的性能恶化。

在滑片3完全收纳在滑片槽10内时经过活塞2和滑片3的接触点与气缸1的中心的平面为第一平面，经过气缸1的中心和滑片3的旋转中心的平面为第二平面，也就是说，在滑片3完全收纳在滑片槽10内时，第一平面经过滑片3与活塞2的接触点，第一平面还经过气缸1的中心，第二平面经过气缸1的中心和滑片3的旋转中心。其中第一平面和第二平面之间具有夹角，发明人经过大量的实验发现，滑片3完全收纳在滑片槽10中时，第一平面和第二平面之间的夹角会影响滑片3尺寸的设计，同时影响压缩机的有效工作容积与滑片3运行接触长度等，当取值过大或过小时，上述参数均无法得到很好的均衡，最终会导致该压缩机构无法发挥出其最好的效果。因此在本发明的一些实施例中，第一平面和第二平面之间的夹角θ的取值范围为[6°,30°]。从而可以有效的保证压缩机的有效工作容积与滑片3运行接触长度。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括根据本发明上述实施例的压缩机构100。

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100，滑片3所需的功耗可以降低，提高压缩机的性能，降低振动。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种压缩机构，其特征在于，包括：

气缸，所述气缸上设有气缸腔、滑片槽、吸气口和排气口；

活塞，所述活塞偏心转动地设在所述气缸腔内，所述活塞的偏心量为e；

滑片，所述滑片的第一端可转动地设在所述滑片槽内，所述滑片的其余部分可伸出或者收纳在所述滑片槽内，所述滑片始终止抵在所述活塞的外周壁上以将所述气缸腔分隔成吸气腔和排气腔，所述气缸的半径为Rcyl，所述滑片的旋转中心与所述气缸的中心之间的距离为L，所述活塞、所述气缸和距离L满足如下关系：Rcyl-4e≤L≤Rcyl+3e。

2.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，所述滑片的长度为Lbl，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl，则有

3.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl，所述滑片的远离所述旋转部位的端部的厚度为A，则A＜Rbl。

4.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，所述活塞的外周壁的半径为Rro，所述滑片的旋转部位的半径为Rbl,则有Rro+e+Rbl+2≤L≤Rro+e+5Rbl。

5.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，所述排气口设在所述滑片槽的内周壁上，所述滑片收纳在所述滑片槽内时所述滑片的自由端与所述滑片槽的内壁之间存在排气气流通道间隙△L，其中间隙△L≥2mm。

6.根据权利要求5所述的压缩机构，其特征在于，所述滑片的朝向所述排气口的侧壁上设有盛放气体的凹槽。

7.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，所述滑片设有折弯部，所述滑片与滑片槽配合以限定出与所述吸气腔和所述排气腔间隔分布的空腔，所述空腔设有用于排入被压缩后的气体的排入口，所述排气口设在所述排气腔的内壁上。

8.根据权利要求7所述的压缩机构，其特征在于，所述折弯部的长度为Lrad,则有Lrad＞2e。

9.根据权利要求1所述的压缩机构，其特征在于，在所述滑片完全收纳在所述滑片槽内时经过所述活塞和所述滑片的接触点与所述气缸的中心的平面为第一平面，经过所述气缸的中心和所述滑片的旋转中心的平面为第二平面，其中所述第一平面和所述第二平面之间的夹角θ的取值范围为[6°,30°]。

10.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的压缩机构。