CN106438356A - 压缩机、换热设备和压缩机的运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机、换热设备和压缩机的运行方法。压缩机包括：上法兰；下法兰；至少两个气缸，至少两个气缸夹设在上法兰与下法兰之间，任意相邻两个气缸均彼此独立工作；转轴组件，转轴组件依次穿过上法兰、气缸和下法兰，转轴组件包括与至少两个气缸中的每个气缸一一对应设置的子转轴，子转轴的轴心与该子转轴对应的气缸的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件，活塞组件具有与每个气缸一一对应的变容积腔，活塞组件可枢转地设置在气缸内，且至少一个子转轴与活塞组件驱动连接以改变变容积腔的容积。本发明中的压缩机振动小，并保证变容积腔的容积变化具有规律、减小了余隙容积，从而提高了压缩机的运行稳定性和工作可靠性。

Description

压缩机、换热设备和压缩机的运行方法

技术领域

本发明涉及换热系统技术领域，具体而言，涉及一种压缩机、换热设备和压缩机的运行方法。

背景技术

现有技术中的压缩机包括压缩机和膨胀机等。以压缩机为例。

现有技术中的活塞式压缩机的子转轴与气缸在运动过程中，二者的质心的位置是变化的。电机驱动曲轴输出动力，由曲轴驱动活塞在气缸内往复运动来压缩气体或液体做功，以达到压缩气体或液体的目的。

传统的活塞式压缩机存在诸多缺陷：由于吸气阀片和排气阀片的存在，导致吸、排气阻力加大，同时增加了吸排气噪音；压缩机的气缸所受侧向力较大，侧向力做无用功，降低压缩机效率；曲轴带动活塞往复运动，偏心质量较大，导致压缩机振动大；压缩机通过曲柄连杆机构带动一个或多个活塞工作，结构复杂；曲轴及活塞受到的侧向力较大，活塞容易磨损，导致活塞密封性降低。且现有的压缩机由于存在余隙容积，泄漏大等原因，容积效率低，且很难有进一步提高。

不仅如此，活塞式压缩机中的偏心部的质心做圆周运动产生一个大小不变、方向改变的离心力，该离心力导致压缩机振动加剧。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种压缩机、换热设备和压缩机的运行方法，以解决现有技术中的压缩机存在运动不稳、振动大、存在余隙容积的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压缩机，包括：上法兰；下法兰；至少两个气缸，至少两个气缸夹设在上法兰与下法兰之间，任意相邻两个气缸均彼此独立工作；转轴组件，转轴组件依次穿过上法兰、气缸和下法兰，转轴组件包括与至少两个气缸中的每个气缸一一对应设置的子转轴，子转轴的轴心与该子转轴对应的气缸的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件，活塞组件具有与每个气缸一一对应的变容积腔，活塞组件可枢转地设置在气缸内，且至少一个子转轴与活塞组件驱动连接以改变变容积腔的容积。

进一步地，活塞组件包括：活塞套，活塞套可枢转地设置在气缸内；至少两个活塞，活塞滑动设置在活塞套内以形成变容积腔，且变容积腔位于活塞的滑动方向上。

进一步地，气缸、子转轴、活塞各为两个，一个子转轴为主动轴，穿过上法兰伸入靠近上法兰一侧的气缸内，并与该气缸内的活塞运动连接；另一个子转轴为被动轴，穿过下法兰伸入靠近下法兰一侧的气缸内，并与该气缸内的活塞运动连接。

进一步地，主动轴由电机驱动旋转，被动轴由主动轴间接驱动旋转。

进一步地，活塞具有沿子转轴的轴向贯通设置的滑移孔，子转轴穿过滑移孔，与主动轴配合的活塞在主动轴的驱动下随主动轴旋转并同时沿垂直于主动轴的轴线方向在活塞套内往复滑动；与被动轴配合的活塞，在活塞套的驱动下随活塞套旋转并驱动被动轴旋转，同时与被动轴配合的活塞沿垂直于被动轴的轴线方向在活塞套内往复滑动。

进一步地，滑移孔为长孔或腰形孔。

进一步地，活塞具有沿活塞的中垂面对称设置的一对弧形表面，弧形表面与气缸的内表面适应性配合，且弧形表面的弧面曲率半径的二倍等于气缸的内径。

进一步地，活塞呈柱形。

进一步地，活塞套中具有沿活塞套的径向贯通设置的导向孔，导向孔为至少两个，每个导向孔内对应设置有一个活塞，活塞滑动设置在导向孔内以往复直线运动。

进一步地，每个导向孔的轴线均平行。

进一步地，在活塞套中相邻两个导向孔之间形成隔板，隔板上开设有用于连通相邻两个导向孔的过油孔。

进一步地，过油孔的轴线与子转轴的轴线相平行。

进一步地，导向孔在下法兰处的正投影具有一对相平行的直线段，一对相平行的直线段为活塞套的一对相平行的内壁面投影形成，活塞具有与导向孔的一对相平行的内壁面形状相适配且滑移配合的外型面。

进一步地，活塞套的朝向下法兰一侧的第一止推面与下法兰的表面接触。

进一步地，子转轴具有与活塞组件滑动配合的滑移段，滑移段位于子转轴的靠近气缸的一端，且滑移段具有滑移配合面。

进一步地，滑移配合面对称设置在滑移段的两侧。

进一步地，滑移配合面与子转轴的轴向平面相平行，滑移配合面与活塞的滑移孔的内壁面在垂直于子转轴的轴线方向上滑动配合。

进一步地，子转轴具有润滑油道，润滑油道包括设置在子转轴内部的内部油道和设置在滑移配合面处的外部油道以及连通内部油道和外部油道的通油孔。

进一步地，相邻两个气缸彼此同轴心设置。

进一步地，上法兰的轴心与靠近上法兰一侧设置的气缸的轴心偏心设置。

进一步地，下法兰的轴心与靠近下法兰一侧设置的气缸的轴心偏心设置。

进一步地，压缩机还包括支撑板，支撑板设置在下法兰的远离气缸一侧的端面上，且支撑板与下法兰同轴心设置以支撑转轴组件，支撑板具有用于支撑转轴组件的第二止推面。

进一步地，每个气缸的气缸壁具有压缩进气口和第一压缩排气口，当活塞组件处于进气位置时，压缩进气口与变容积腔导通；当活塞组件处于排气位置时，变容积腔与第一压缩排气口导通。

进一步地，气缸壁的内壁面具有压缩进气缓冲槽，压缩进气缓冲槽与压缩进气口连通。

进一步地，压缩进气缓冲槽在气缸的径向平面内呈弧形段，且压缩进气缓冲槽由压缩进气口处向第一压缩排气口所在一侧延伸。

进一步地，每个气缸的气缸壁具有第二压缩排气口，第二压缩排气口位于压缩进气口与第一压缩排气口之间，且在活塞组件转动的过程中，在活塞组件内的部分气体先经过第二压缩排气口的泄压后再由第一压缩排气口全部排出。

进一步地，压缩机还包括排气阀组件，排气阀组件设置在第二压缩排气口处。

进一步地，气缸壁的外壁上开设有容纳槽，第二压缩排气口贯通容纳槽的槽底，排气阀组件设置在容纳槽内。

进一步地，排气阀组件包括：排气阀片，排气阀片设置在容纳槽内并遮挡第二压缩排气口；阀片挡板，阀片挡板叠置在排气阀片上。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热设备，包括压缩机，压缩机是上述压缩机。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机的运行方法，包括：子转轴绕子转轴的轴心O₁转动；气缸绕气缸的轴心O₂转动，且子转轴的轴心与气缸的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件的活塞在子转轴的驱动下随子转轴旋转并同时沿垂直于子转轴的轴线方向在活塞组件的活塞套内往复滑动。

进一步地，运行方法采用十字滑块机构原理，其中，活塞作为滑块，子转轴的滑移配合面作为第一连杆l₁、活塞套的导向孔作为第二连杆l₂。

应用本发明的技术方案，任意相邻两个气缸之间均彼此独立工作，通过将转轴组件中的子转轴的轴心与该子转轴对应的气缸的轴心偏心设置且将偏心距离固定，从而使子转轴和气缸在运动过程中绕各自轴心旋转，且质心位置不变，因而使得活塞组件在气缸内运动时，能够稳定且连续地转动，有效缓解了压缩机的振动，并保证变容积腔的容积变化具有规律、减小了余隙容积，从而提高了压缩机的运行稳定性，进而提高了换热设备的工作可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明中的压缩机的结构示意图；

图2示出了本发明中的泵体组件的爆炸图；

图3示出了本发明中的子转轴、上法兰、气缸和下法兰的安装关系示意图；

图4a示出了图3的内部结构示意图；

图4b示出了图4a的另一个角度的结构示意图；

图5示出了本发明中的排气阀组件与气缸的安装关系示意图；

图6示出了本发明中的靠近上法兰一侧的子转轴的结构示意图；

图7示出了图6中的子转轴的内部结构示意图；

图8示出了本发明中的靠近下法兰一侧的子转轴的结构示意图；

图9示出了图8中的子转轴的内部结构示意图；

图10示出了本发明中的活塞的结构示意图；

图11示出了图10中的活塞的另一个角度的结构示意图；

图12示出了本发明中的活塞套的结构示意图；

图13示出了本发明中的活塞套的剖视图；

图14示出了本发明中的上法兰的结构示意图；

图15示出了本发明中的下法兰的结构示意图；

图16示出了在图15的下法兰处的靠近下法兰一侧的子转轴的轴心与活塞套轴心的偏心关系示意图；

图17示出了本发明中的活塞处于准备开始吸气时的工作状态示意图；

图18示出了本发明中的活塞处于吸气过程中的工作状态示意图；

图19示出了本发明中的活塞处于吸气完成时的工作状态示意图；

图20示出了本发明中的活塞处于气体压缩并从第二压缩排气口排气时的工作状态示意图；

图21示出了本发明中的活塞处于排气过程中的工作状态示意图；

图22示出了本发明中的活塞处于将要排气完成时的工作状态示意图；

图23示出了本发明中的活塞处于排气完成时的工作状态示意图；

图24示出了本发明中的压缩机的工作原理图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、子转轴；11、滑移段；111、滑移配合面；13、润滑油道；14、通油孔；15、靠近下法兰一侧的子转轴的轴心；20、气缸；21、压缩进气口；22、第一压缩排气口；23、压缩进气缓冲槽；24、第二压缩排气口；25、容纳槽；30、活塞组件；31、变容积腔；311、导向孔；32、活塞；321、滑移孔；33、活塞套；332、第一止推面；333、活塞套轴心；34、隔板；35、过油孔；40、排气阀组件；41、排气阀片；42、阀片挡板；43、第一紧固件；50、上法兰；60、下法兰；61、支撑板；611、第二止推面；70、第二紧固件；80、第三紧固件；82、第四紧固件；90、分液器部件；91、壳体组件；92、电机组件；93、泵体组件；94、上盖组件；95、下盖及安装板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的压缩机存在运动不稳、振动大、存在余隙容积的问题，本发明提供了一种压缩机和换热设备，其中，换热设备包括下述的压缩机。另外，还提供了一种压缩机的运行方法。

如图2至图23所示，压缩机包括上法兰50、下法兰60、至少两个气缸20、转轴组件和活塞组件30，至少两个气缸20夹设在上法兰50与下法兰60之间，任意相邻两个气缸20均彼此独立工作，转轴组件依次穿过上法兰50、气缸20和下法兰60，转轴组件包括与至少两个气缸20中的每个气缸20一一对应设置的子转轴10，子转轴10的轴心与该子转轴10对应的气缸20的轴心偏心设置且偏心距离固定，活塞组件30具有与每个气缸20一一对应的变容积腔31，活塞组件30可枢转地设置在气缸20内，且至少一个子转轴10与活塞组件30驱动连接以改变变容积腔31的容积。其中，上法兰50通过第二紧固件70与靠近上法兰50一侧的气缸20固定，下法兰60通过第三紧固件80与靠近下法兰60一侧的气缸20固定。

优选地，第二紧固件70和/或第三紧固件80为螺钉或螺栓。

优选地，上法兰50上设置有供第二紧固件70穿设的第一泵体螺钉孔。下法兰60上设置有四个供第三紧固件80穿设的第二泵体螺钉孔。

需要说明的是，上法兰50上的第一泵体螺钉孔的中心与上法兰50的质心存在一定偏心距e。此偏心距决定了靠近上法兰50一侧的气缸20的排量，当气缸20旋转一周，气体排量为V＝2*2e*S,其中S为活塞主体结构横截面积。

任意相邻两个气缸20之间均彼此独立工作，通过将转轴组件中的子转轴10的轴心与该子转轴10对应的气缸20的轴心偏心设置且将偏心距离固定，从而使子转轴10和气缸20在运动过程中绕各自轴心旋转，且质心位置不变，因而使得活塞组件30在气缸内运动时，能够稳定且连续地转动，有效缓解了压缩机的振动，并保证变容积腔31的容积变化具有规律、减小了余隙容积，从而提高了压缩机的运行稳定性，进而提高了换热设备的工作可靠性。

需要说明的是，相邻两个气缸20彼此同轴心设置。优选地，上法兰50的轴心与靠近上法兰50一侧设置的气缸20的轴心偏心设置。优选地，下法兰60的轴心与靠近下法兰60一侧设置的气缸20的轴心偏心设置。以上述方式安装的气缸20，能够保证气缸20与子转轴10或上法兰50的偏心距固定，从而使活塞组件30具有运动稳定性好的特点。

本发明中的子转轴10与活塞组件30滑动连接，且变容积腔31的容积随子转轴10的转动而变化。由于本发明中的子转轴10与活塞组件30滑动连接，因而保证了活塞组件30的运动可靠性，有效避免活塞组件30运动卡死的问题，从而使变容积腔31的容积变化具有规律的特点。

如图2、图10至图13、图17至图23所示，活塞组件30包括活塞套33和至少两个活塞32，活塞套33可枢转地设置在气缸20内，活塞32滑动设置在活塞套33内以形成变容积腔31，且变容积腔31位于活塞32的滑动方向上。可选地，活塞32的个数与气缸20的个数一致。

在该具体实施例中，活塞组件30与子转轴10滑动配合，且随着子转轴10的转动，活塞组件30相对于子转轴10具有直线运动趋势，从而使转动变为局部的直线运动。由于活塞32与活塞套33滑动连接，因而在子转轴10的驱动下，有效避免活塞32运动卡死，从而保证了活塞32、子转轴10和活塞套33的运动可靠性，进而提高了压缩机的运行稳定性。

在图1至图23、图24所示的优选实施方式中，气缸20、子转轴10、活塞32各为两个，一个子转轴10作为主动轴穿过上法兰50伸入靠近上法兰50一侧的气缸20内，并与该气缸20内的活塞32运动连接；另一个子转轴10作为被动轴穿过下法兰60伸入靠近下法兰60一侧的气缸20内，并与该气缸20内的活塞32运动连接。由于活塞组件30、气缸20和子转轴10之间形成十字滑块机构，因而使活塞组件30与气缸20的运动稳定且连续，并保证变容积腔31的容积变化具有规律，从而保证了压缩机的运行稳定性，进而提高了换热设备的工作可靠性。

主动轴由电机驱动旋转，被动轴由主动轴间接驱动旋转。

本发明中的活塞32具有沿子转轴10的轴向贯通设置的滑移孔321，子转轴10穿过滑移孔321，与主动轴配合的活塞32在主动轴的驱动下随主动轴旋转并同时沿垂直于主动轴的轴线方向在活塞套33内往复滑动；与被动轴配合的活塞32，在活塞套33的驱动下随活塞套33旋转并驱动被动轴旋转，同时与被动轴配合的活塞32沿垂直于被动轴的轴线方向在活塞套33内往复滑动。由于使活塞32相对于子转轴10做直线运动而非旋转往复运动，因而有效降低了偏心质量，降低了子转轴10和活塞32受到的侧向力，从而降低了活塞32的磨损、提高了活塞32的密封性能。

对于上述的被动轴，也就是设置在靠近下法兰60一侧的气缸20内的子转轴10而言，活塞套33转动并带动活塞32转动，而靠近下法兰60一侧设置的活塞32会在活塞套33内滑动以改变相应的变容积腔31的容积，同时靠近下法兰60一侧的子转轴10在该活塞32的驱动作用下转动，从而使活塞套33和该子转轴10分别承受弯曲变形和扭转变形，降低了单个零件的整体变形，降低了对子转轴10的结构强度要求。

优选地，滑移孔321为长孔或腰形孔。

本发明中的活塞32呈柱形。优选地，活塞32呈圆柱形或非圆柱形。

如图10和图11所示，活塞32具有沿活塞32的中垂面对称设置的一对弧形表面，弧形表面与气缸20的内表面适应性配合，且弧形表面的弧面曲率半径的二倍等于气缸20的内径。这样，可以使得排气过程中可实现零余隙容积。需要说明的是，当活塞32放置在活塞套33内时，活塞32的中垂面为活塞套33的轴向平面。

本发明中的活塞套33的主体结构为有一定粗糙度要求的空心圆柱体。

在图12和图13所示的优选实施方式中，活塞套33中具有沿活塞套33的径向贯通设置的导向孔311，导向孔311为至少两个，每个导向孔311内对应设置有一个活塞32，活塞32滑动设置在导向孔311内以往复直线运动。由于活塞32滑动设置在导向孔311内，因而当活塞32在导向孔311内左右运动时，可以使变容积腔31的容积不断变化，从而保证压缩机的吸气、排气稳定性。

为了防止活塞32在活塞套33内旋转，导向孔311在下法兰60处的正投影具有一对相平行的直线段，一对相平行的直线段为活塞套33的一对相平行的内壁面投影形成，活塞32具有与导向孔311的一对相平行的内壁面形状相适配且滑移配合的外型面。如上述结构配合的活塞32和活塞套33，能够使使活塞32在活塞套33内平稳滑动且保持密封效果。

优选地，导向孔311在下法兰60处的正投影具有一对弧形线段，该一对弧形线段与一对相平行的直线段相连接以形成不规则的截面形状。

如图2所示，活塞套33的外周面与气缸20的内壁面形状相适配。从而使得活塞套33与气缸20之间、导向孔311与活塞32之间为大面密封，且整机密封均为大面密封，有利于减小泄漏。

如图5所示，活塞套33的朝向下法兰60一侧的第一止推面332与下法兰60的表面接触。从而使活塞套33与下法兰60可靠定位。

如图12和图13所示，在活塞套33中相邻两个导向孔311之间形成隔板34，隔板34上开设有用于连通相邻两个导向孔311的过油孔35。该过油孔35用于保证隔板34两侧的子转轴10能够顺利得到润滑油的润滑。

优选地，过油孔35的轴线与子转轴10的轴线相平行。

优选地，至少两个导向孔311中的每个导向孔311的轴线均平行。

如图6至图9所示，子转轴10具有与活塞组件30滑动配合的滑移段11，滑移段11位于子转轴10的靠近气缸20的一端，且滑移段11具有滑移配合面111。由于子转轴10通过滑移配合面111与活塞32的滑移孔321滑动配合，因而保证了二者的运动可靠性，有效避免二者卡死。

特别是靠近下法兰60一侧设置的子转轴10，该子转轴10上的滑移配合面111与对应的活塞32的滑移孔321的孔壁面配合，以使活塞32驱动该子转轴10转动。

优选地，滑移段11具有两个对称设置的滑移配合面111。由于滑移配合面111对称设置，因而使得两个滑移配合面111的受力更加均匀，保证了子转轴10与活塞32的运动可靠性。

如图6至图9所示，子转轴10具有与活塞组件30滑动配合的滑移段11，滑移段11位于子转轴10的靠近气缸20的一端，且滑移段11具有两个对称设置的滑移配合面111。

优选地，滑移配合面111与子转轴10的轴向平面相平行，滑移配合面111与活塞32的滑移孔321的内壁面在垂直于子转轴10的轴线方向上滑动配合。

本发明中的子转轴10具有润滑油道13，润滑油道13的至少一部分为子转轴10的内部油道。由于润滑油道13的至少一部分内部油道，因而有效避免润滑油大量外泄，提高了润滑油的流动可靠性。

如图6至图9所示，在滑移配合面111处的润滑油道13为外部油道。由于滑移配合面111处的润滑油道13为外部油道，因而使得润滑油可以直接供给给滑移配合面111和活塞32，有效避免二者摩擦力过大而磨损，从而提高了二者的运动平滑性。

本发明中的子转轴10具有通油孔14，内部油道通过通油孔14与外部油道连通。由于设置有通油孔14，因而使得内外油道可以顺利连通，且通过通油孔14处也可以向润滑油道13处注油，从而保证了润滑油道13的注油便捷性。

本发明中的压缩机还包括支撑板61，支撑板61设置在下法兰60的远离气缸20一侧的端面上，且支撑板61与下法兰60同轴心设置以支撑转轴组件，子转轴10穿过下法兰60上的通孔支撑在支撑板61上，支撑板61具有用于支撑子转轴10的第二止推面611。由于设置有支撑板61用于支撑子转轴10，因而提高了各部件间的连接可靠性。

由于支撑板61设置在下法兰60一侧，因而支撑板61主要用于支撑靠近下法兰60一侧设置的子转轴10，以保证其的安装可靠性。

如图4a和图4b所示，支撑板61通过第四紧固件82与下法兰60连接。

优选地，第四紧固件82为螺栓或螺钉。

优选地，下法兰60上设置有三个供第四紧固件82穿设的支撑板螺钉孔。下法兰60上的四个泵体螺钉孔的中心所构成的圆与下法兰60的质心存在偏心，其偏心量大小为e，此量决定靠近下法兰60一侧的气缸20的装配的偏心量，在活塞套33旋转一周，气体排量V＝2*2e*S,其中S为活塞主体结构横截面积；支撑板螺钉孔的中心与下法兰60的轴心重合，与第四紧固件82配合固定支撑板61。

如图2所示，支撑板61为圆柱体结构，均匀分布三个螺钉孔。支撑板61的端面具有一定的粗糙度要求，与靠近下法兰60一侧的子转轴10的底面配合。

如图1所示，该压缩机包括分液器部件90、壳体组件91、电机组件92、泵体组件93、上盖组件94和下盖及安装板95，其中，分液器部件90设置在壳体组件91的外部，上盖组件94装配在壳体组件91的上端，下盖及安装板95装配在壳体组件91的下端，电机组件92和泵体组件93均位于壳体组件91的内部，且电机组件92设置在泵体组件93的上方。压缩机的泵体组件93包括上述的上法兰50、下法兰60、气缸20、转轴组件和活塞组件30。

优选地，上述各部件通过焊接、热套、或冷压的方式连接。

整个泵体组件93的装配过程如下：活塞32安装在导向孔311中，同时气缸20与活塞套33同轴安装，下法兰60固定于气缸20上，子转轴10的滑移配合面111与活塞32的滑移孔321的一对相平行的表面配合安装，上法兰50固定主动轴，同时上法兰50通过螺钉固定于气缸20上。从而完成泵体组件93的装配，如图4所示。

优选地，本发明中的压缩机不设置吸气阀片，从而能够有效减少吸气阻力，提高压缩机的压缩效率。

需要说明的是，在该具体实施方式中，在一个活塞32完成一周的运动时，会吸气、排气两次，从而使压缩机具有压缩效率高的特点。与同排量的单缸滚子压缩机相比，由于将原来的一次压缩分为两次压缩，因而本发明中的压缩机的力矩波动相对较小，运行时，具有排气阻力小，有效消除了排气噪音。

具体而言，如图17至图23所示，本发明中的每个气缸20的气缸壁具有压缩进气口21和第一压缩排气口22，当活塞组件30处于进气位置时，压缩进气口21与变容积腔31导通；当活塞组件30处于排气位置时，变容积腔31与第一压缩排气口22导通。

优选地，气缸壁的内壁面具有压缩进气缓冲槽23，压缩进气缓冲槽23与压缩进气口21连通(请参考图17至图23)。由于设置有压缩进气缓冲槽23，因而在该处会蓄存有大量的气体，以使变容积腔31能够饱满吸气，从而使压缩机能够足量吸气，并在吸气不足时，能够及时供给蓄存气体给变容积腔31，以保证压缩机的压缩效率。

具体而言，压缩进气缓冲槽23在气缸20的径向平面内呈弧形段，且压缩进气缓冲槽23由压缩进气口21处向第一压缩排气口22所在一侧延伸，且压缩进气缓冲槽23的延伸方向与活塞组件30的转动方向同向。

本发明中的每个气缸20的气缸壁具有第二压缩排气口24，第二压缩排气口24位于压缩进气口21与第一压缩排气口22之间，且在活塞组件30转动的过程中，在活塞组件30内的部分气体先经过第二压缩排气口24的泄压后再由第一压缩排气口22全部排出。由于仅设置有两条排气通路，一条是经第一压缩排气口22排气，另一条是经第二压缩排气口24排气，因而减少了气体泄漏，提高了气缸20的密封面积。

优选地，压缩机还包括排气阀组件40，排气阀组件40设置在第二压缩排气口24处。由于在第二压缩排气口24处设置有排气阀组件40，因而有效避免变容积腔31内气体大量泄漏，保证了变容积腔31的压缩效率。

在图5所示的优选实施方式中，气缸壁的外壁上开设有容纳槽25，第二压缩排气口24贯通容纳槽25的槽底，排气阀组件40设置在容纳槽25内。由于设置有用于容纳排气阀组件40的容纳槽25，因而减少了排气阀组件40的占用空间，使部件合理设置，从而提高了气缸20的空间利用率。

具体而言，排气阀组件40包括排气阀片41和阀片挡板42，排气阀片41设置在容纳槽25内并遮挡第二压缩排气口24，阀片挡板42叠置在排气阀片41上。由于设置有阀片挡板42，因而有效避免排气阀片41过度开启，保证了气缸20的排气性能。

优选地，排气阀片41和阀片挡板42通过第一紧固件43连接。进一步地，第一紧固件43是螺钉。

需要说明的是，本发明中的排气阀组件40能够将变容积腔31与泵体组件93的外部空间隔开，为背压排气：即当变容积腔31与第二压缩排气口24连通时后，变容积腔31的压力大于外部空间压力(排气压力)时，排气阀片41打开，开始排气；若连通后变容积腔31的压力仍低于排气压力，则此时排气阀片41不工作。此时，压缩机继续运转、压缩，直至变容积腔31与第一压缩排气口22连通，将变容积腔31内的气体压入外部空间，完成排气过程。第一压缩排气口22的排气方式为强制排气方式。

下面对压缩机的运行进行具体介绍，以逆时针转动为例：

如图24所示，本发明中的压缩机采用十字滑块机构原理设置。其中，子转轴10的轴心O₁与气缸20的轴心O₂偏心设置，而二者的偏心距固定为e，且二者分别绕各自的轴心旋转。活塞32相当于十字滑块机构中的滑块，活塞套33的轴心到活塞32的轴心的距离以及子转轴10的轴心到活塞32的轴心的距离分别相当于两根连杆l₁、l₂，这样就构成十字滑块原理的主体结构。

如图24所示，当上述结构的压缩机运行时，子转轴10绕子转轴10的轴心O₁转动；气缸20绕气缸20的轴心O₂转动，且子转轴10的轴心与气缸20的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件的活塞32在子转轴10的驱动下随子转轴10旋转并同时沿垂直于子转轴10的轴线方向在活塞组件的活塞套33内往复滑动。

如上述方法运行的压缩机，构成了十字滑块机构，该运行方法采用十字滑块机构原理，其中，活塞32作为滑块，子转轴10的滑移配合面111作为第一连杆l₁、活塞套33的导向孔311作为第二连杆l₂(请参考图24)。

具体而言，子转轴10的轴心O₁相当于第一连杆l₁的旋转中心，气缸20的轴心O₂相当于第二连杆l₂的旋转中心；子转轴10的滑移配合面111相当于第一连杆l₁，活塞套33的导向孔311相当于第二连杆l₂；活塞32相当于滑块。导向孔311与滑移配合面111相互垂直；活塞32相对与导向孔311只能往复运动，活塞32相对于滑移配合面111只能往复运动。活塞32简化为质心后可以发现，其运行轨迹为圆周运动，该圆是以气缸20的轴心O₂与子转轴10的轴心O₁的连线为直径的圆。

当第二连杆l₂作圆周运动时，滑块可以沿第二连杆l₂往复运动；同时，滑块可以沿第一连杆l₁往复运动。第一连杆l₁和第二连杆l₂始终保持垂直，使得滑块沿第一连杆l₁往复运动方向与滑块沿第二连杆l₂往复运动方向相互垂直。第一连杆l₁和第二连杆l₂及活塞32的相对运动关系，形成十字滑块机构原理。

在该运动方法下，滑块作圆周运动，其角速度与第一连杆l₁和第二连杆l₂的转动速度相等。滑块运行轨迹为圆。该圆以第一连杆l₁的旋转中心与第二连杆l₂的旋转中心的中心距为直径。如图3所示的具体实施方式中，两个气缸20相差180度交错布置。两个活塞32在往复运动过程中形成四个变容积腔31。且这两个气缸20对应的两个分液器部件90交错180度布置。当然，也可以考虑将两个分液器部件90设置在同一侧，这样，两个气缸20也应无错位设置，完全重合叠置。

如图16和图24所示，其中，靠近下法兰一侧的子转轴的轴心15与活塞套轴心333之间相差偏心距离e，活塞质心轨迹线呈圆形。

具体而言，电机组件92带动靠近上法兰50一侧的子转轴10转动，子转轴10的滑移配合面111驱动靠近上法兰50一侧的活塞32运动，活塞32带动活塞套33转动，进而带动靠近下法兰60一侧的活塞32转动，并促使靠近下法兰60一侧的子转轴10转动。在整个运动部件中，活塞套33仅作圆周运动，而活塞32一方面相对于子转轴10往复运动，同时又相对于活塞套33的导向孔311往复运动，而两个往复运动相互垂直且同时进行，从而使两个方向的往复运动构成十字滑块机构运动方式。这种类十字滑块机构的复合运动使活塞32相对于活塞套33作往复运动，该往复运动使活塞套33、气缸20与活塞32形成的腔体周期性的变大、缩小。而活塞32相对于气缸20作圆周运动，该圆周运动使活塞套33、气缸20与活塞32形成的变容积腔31周期性地与压缩进气口21、排气口连通。在以上两个相对运动的共同作用下，使压缩机可以完成吸气、压缩、排气的过程。在往复运动的过程中，活塞32的质心轨迹线为圆形，圆直径等于偏心量e，圆心在子转轴10的中心与活塞套33的中心连线的中点上。

如图17至图23、图24所示，以一个变容积腔31为例，当变容积腔31与压缩进气口21连通时，开始吸气(请参考图17和图18)；活塞套33继续带动活塞32、子转轴10顺时针旋转，当变容积腔31脱离压缩进气口21后，整个吸气结束，此时变容积腔31完全密封，开始压缩(请参考图18)；继续旋转，气体不断压缩，当变容积腔31与第二压缩排气口24连通时，开始排气(请参考图19)；继续旋转，不断压缩的同时不断排气，直到变容积腔31完全脱离第一压缩排气口22，完成整个吸气、压缩、排气过程(请参考图21至图23)；随后变容积腔31旋转一定角度后再次连接压缩进气口21。压缩机的总排量为V＝2*2*(2e*S)。

此外，本发明中的压缩机还具有零余隙容积，高容积效率的优点，同时还能有效扩大压缩机的排量，并减小压缩机的力矩波动。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (32)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

上法兰(50)；

下法兰(60)；

至少两个气缸(20)，所述至少两个气缸(20)夹设在所述上法兰(50)与所述下法兰(60)之间，任意相邻两个所述气缸(20)均彼此独立工作；

转轴组件，所述转轴组件依次穿过所述上法兰(50)、所述气缸(20)和所述下法兰(60)，所述转轴组件包括与所述至少两个气缸(20)中的每个所述气缸(20)一一对应设置的子转轴(10)，所述子转轴(10)的轴心与该所述子转轴(10)对应的所述气缸(20)的轴心偏心设置且偏心距离固定；

活塞组件(30)，所述活塞组件(30)具有与每个所述气缸(20)一一对应的变容积腔(31)，所述活塞组件(30)可枢转地设置在所述气缸(20)内，且至少一个所述子转轴(10)与所述活塞组件(30)驱动连接以改变所述变容积腔(31)的容积。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述活塞组件(30)包括：

活塞套(33)，所述活塞套(33)可枢转地设置在所述气缸(20)内；

至少两个活塞(32)，所述活塞(32)滑动设置在所述活塞套(33)内以形成所述变容积腔(31)，且所述变容积腔(31)位于所述活塞(32)的滑动方向上。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述气缸(20)、所述子转轴(10)、所述活塞(32)各为两个，

一个所述子转轴(10)为主动轴，穿过所述上法兰(50)伸入靠近所述上法兰(50)一侧的所述气缸(20)内，并与该所述气缸(20)内的所述活塞(32)运动连接；

另一个所述子转轴(10)为被动轴，穿过所述下法兰(60)伸入靠近所述下法兰(60)一侧的所述气缸(20)内，并与该所述气缸(20)内的所述活塞(32)运动连接。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述主动轴由电机驱动旋转，所述被动轴由所述主动轴间接驱动旋转。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述活塞(32)具有沿所述子转轴(10)的轴向贯通设置的滑移孔(321)，所述子转轴(10)穿过所述滑移孔(321)，

与所述主动轴配合的所述活塞(32)在所述主动轴的驱动下随所述主动轴旋转并同时沿垂直于所述主动轴的轴线方向在所述活塞套(33)内往复滑动；

与所述被动轴配合的所述活塞(32)，在所述活塞套(33)的驱动下随所述活塞套(33)旋转并驱动所述被动轴旋转，同时与所述被动轴配合的所述活塞(32)沿垂直于所述被动轴的轴线方向在所述活塞套(33)内往复滑动。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述滑移孔(321)为长孔或腰形孔。

7.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述活塞(32)具有沿所述活塞(32)的中垂面对称设置的一对弧形表面，所述弧形表面与所述气缸(20)的内表面适应性配合，且所述弧形表面的弧面曲率半径的二倍等于所述气缸(20)的内径。

8.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述活塞(32)呈柱形。

9.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述活塞套(33)中具有沿所述活塞套(33)的径向贯通设置的导向孔(311)，所述导向孔(311)为至少两个，每个所述导向孔(311)内对应设置有一个所述活塞(32)，所述活塞(32)滑动设置在所述导向孔(311)内以往复直线运动。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，每个所述导向孔(311)的轴线均平行。

11.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，在所述活塞套(33)中相邻两个所述导向孔(311)之间形成隔板(34)，所述隔板(34)上开设有用于连通相邻两个所述导向孔(311)的过油孔(35)。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述过油孔(35)的轴线与所述子转轴(10)的轴线相平行。

13.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述导向孔(311)在所述下法兰(60)处的正投影具有一对相平行的直线段，所述一对相平行的直线段为所述活塞套(33)的一对相平行的内壁面投影形成，所述活塞(32)具有与所述导向孔(311)的所述一对相平行的内壁面形状相适配且滑移配合的外型面。

14.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述活塞套(33)的朝向所述下法兰(60)一侧的第一止推面(332)与所述下法兰(60)的表面接触。

15.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述子转轴(10)具有与所述活塞组件(30)滑动配合的滑移段(11)，所述滑移段(11)位于所述子转轴(10)的靠近所述气缸(20)的一端，且所述滑移段(11)具有滑移配合面(111)。

16.根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，所述滑移配合面(111)对称设置在所述滑移段(11)的两侧。

17.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于，所述滑移配合面(111)与所述子转轴(10)的轴向平面相平行，所述滑移配合面(111)与所述活塞(32)的所述滑移孔(321)的内壁面在垂直于所述子转轴(10)的轴线方向上滑动配合。

18.根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，所述子转轴(10)具有润滑油道(13)，所述润滑油道(13)包括设置在所述子转轴(10)内部的内部油道和设置在所述滑移配合面(111)处的外部油道以及连通所述内部油道和所述外部油道的通油孔(14)。

19.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，相邻两个所述气缸(20)彼此同轴心设置。

20.根据权利要求19所述的压缩机，其特征在于，所述上法兰(50)的轴心与靠近所述上法兰(50)一侧设置的所述气缸(20)的轴心偏心设置。

21.根据权利要求20所述的压缩机，其特征在于，所述下法兰(60)的轴心与靠近所述下法兰(60)一侧设置的所述气缸(20)的轴心偏心设置。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括支撑板(61)，所述支撑板(61)设置在所述下法兰(60)的远离所述气缸(20)一侧的端面上，且所述支撑板(61)与所述下法兰(60)同轴心设置以支撑所述转轴组件，所述支撑板(61)具有用于支撑所述转轴组件的第二止推面(611)。

23.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，每个所述气缸(20)的气缸壁具有压缩进气口(21)和第一压缩排气口(22)，

当所述活塞组件(30)处于进气位置时，所述压缩进气口(21)与所述变容积腔(31)导通；

当所述活塞组件(30)处于排气位置时，所述变容积腔(31)与所述第一压缩排气口(22)导通。

24.根据权利要求23所述的压缩机，其特征在于，所述气缸壁的内壁面具有压缩进气缓冲槽(23)，所述压缩进气缓冲槽(23)与所述压缩进气口(21)连通。

25.根据权利要求24所述的压缩机，其特征在于，所述压缩进气缓冲槽(23)在所述气缸(20)的径向平面内呈弧形段，且所述压缩进气缓冲槽(23)由所述压缩进气口(21)处向所述第一压缩排气口(22)所在一侧延伸。

26.根据权利要求23所述的压缩机，其特征在于，每个所述气缸(20)的气缸壁具有第二压缩排气口(24)，所述第二压缩排气口(24)位于所述压缩进气口(21)与所述第一压缩排气口(22)之间，且在所述活塞组件(30)转动的过程中，在所述活塞组件(30)内的部分气体先经过所述第二压缩排气口(24)的泄压后再由所述第一压缩排气口(22)全部排出。

27.根据权利要求26所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括排气阀组件(40)，所述排气阀组件(40)设置在所述第二压缩排气口(24)处。

28.根据权利要求27所述的压缩机，其特征在于，所述气缸壁的外壁上开设有容纳槽(25)，所述第二压缩排气口(24)贯通所述容纳槽(25)的槽底，所述排气阀组件(40)设置在所述容纳槽(25)内。

29.根据权利要求28所述的压缩机，其特征在于，所述排气阀组件(40)包括：

排气阀片(41)，所述排气阀片(41)设置在所述容纳槽(25)内并遮挡所述第二压缩排气口(24)；

阀片挡板(42)，所述阀片挡板(42)叠置在所述排气阀片(41)上。

30.一种换热设备，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机是权利要求1至29中任一项所述的压缩机。

31.一种压缩机的运行方法，其特征在于，包括：

子转轴(10)绕所述子转轴(10)的轴心O₁转动；

气缸(20)绕所述气缸(20)的轴心O₂转动，且所述子转轴(10)的轴心与所述气缸(20)的轴心偏心设置且偏心距离固定；

活塞组件(30)的活塞(32)在所述子转轴(10)的驱动下随所述子转轴(10)旋转并同时沿垂直于所述子转轴(10)的轴线方向在所述活塞组件(30)的活塞套(33)内往复滑动。

32.根据权利要求31所述的运行方法，其特征在于，所述运行方法采用十字滑块机构原理，其中，所述活塞(32)作为滑块，所述子转轴(10)的滑移配合面(111)作为第一连杆l₁、所述活塞套(33)的导向孔(311)作为第二连杆l₂。