CN106837793B - 摇摆式压缩机和具有其的制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摇摆式压缩机和具有其的制冷装置，所述摇摆式压缩机包括：气缸，所述气缸上形成有第一压缩腔和滑片槽，所述第一压缩腔上形成有第一吸气口和第一排气口，所述滑片槽包括导向槽和第二压缩腔，所述导向槽与所述第一压缩腔相连，所述第二压缩腔上形成有第二吸气口和第二排气口；导轨，所述导轨设在所述导向槽内；活塞，所述活塞可活动地设在所述第一压缩腔内；滑片，所述滑片与所述活塞连接，且与所述导轨滑动配合，所述滑片的至少一部分伸入所述第二压缩腔。本发明实施例的摇摆式压缩机，可以满足高性价比的要求，不易泄露，能效高，特别是低频能效高，并且具有制造简单、安全可靠的优点。

Description

摇摆式压缩机和具有其的制冷装置

技术领域

本发明属于压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种摇摆式压缩机和具有该摇摆式压缩机的制冷装置。

背景技术

独立压缩技术，可以大幅提高制冷系统的能效，但额外增加一个气缸，会造成压缩机成本上升较多。摇摆式压缩机，因滑片和活塞为一体，其泄漏系数较滚动活塞式压缩机小，且排气口与滑片距离较近，其余隙容积较小，在系统中，表现为能效好，特别是低频能效。

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，本发明提出一种摇摆式压缩机，所述摇摆式压缩机的能效高。

根据本发明实施例的摇摆式压缩机，包括：气缸，所述气缸上形成有第一压缩腔和滑片槽，所述第一压缩腔上形成有第一吸气口和第一排气口，所述滑片槽包括导向槽和第二压缩腔，所述导向槽与所述第一压缩腔相连，所述第二压缩腔上形成有第二吸气口和第二排气口；导轨，所述导轨设在所述导向槽内；活塞，所述活塞可活动地设在所述第一压缩腔内；滑片，所述滑片与所述活塞连接，且与所述导轨滑动配合，所述滑片的至少一部分伸入所述第二压缩腔。

根据本发明实施例的摇摆式压缩机，可以满足高性价比的要求，不易泄露，能效高，特别是低频能效高，并且具有制造简单、安全可靠的优点。

根据本发明一个实施例的摇摆式压缩机，所述滑片的远离所述活塞的一端具有弧形段，所述弧形段为直径等于所述滑片的厚度t的半圆形。

优选地，所述弧形段的圆心O₃的运行轨迹满足以导向槽的中心O₂为原点的极坐标方程：其中，L为O₃点到O₂点的平面直线距离，α为O₃点和O₂点的连线与O₂点和气缸中心O的连线的夹角，R为所述气缸的半径，a₀为O点与O₂点的中心距，L₀为所述滑片与所述活塞的连接处到O₃点的距离，e为所述活塞的中心O₁与O点的距离，θ为O₁点和O点的连线与O₂点和O点的连线的夹角。

进一步地，所述第二压缩腔的水平截面的壁面型线包括：第一段，所述第一段为轨迹等距线的一部分；第二段和第三段为关于O₂点和O点的连线对称的两条直线段，所述第二段和所述第三段朝向O₂点的延长线均与辅助圆相切，且分别与所述导向槽相交于D点和A点，所述第二段和所述第三段向另一侧的延长线分别与所述轨迹等距线相切于C点和B点，C点和D点之间的连线为所述第二段，A点和B点之间的连线为所述第三段，所述轨迹等距线的所述一部分为B点与C点之间远离O₂点的部分；其中，所述辅助圆的圆心为O₂，半径为0.5t，所述轨迹等距线为O₃的运行轨迹向外等距0.5t的等距线。

可选地，所述第二吸气口设在所述第二段上，所述第二排气口设在所述第三段上。

根据本发明一个实施例的摇摆式压缩机，所述第一排气口和所述第二排气口均与所述摇摆式压缩机的排气腔连通。

根据本发明一个实施例的摇摆式压缩机，所述导轨可转动地设在所述导向槽内。

优选地，所述导轨包括两个子导轨，两个所述子导轨均为弓形，所述滑片位于两个所述子导轨之间。

本发明还提出了一种制冷设备，包括：第一换热器、第二换热器、闪发器、上述任一种所述的摇摆式压缩机；所述闪发器连接在所述第一换热器的一端与所述第二换热器的一端之间，且所述闪发器的排气端口与所述第二吸气口相连，所述第一排气口和所述第二排气口均与所述第一换热器的另一端相连，所述第一吸气口与所述第二换热器的另一端相连。

所述制冷设备与上述的摇摆式压缩机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

根据本发明一个实施例的制冷设备，还包括：控制阀，所述控制阀具有阀口h、阀口i、阀口j、阀口k，所述阀口h与所述第一排气口及所述第二排气口相连，所述阀口i与所述第一换热单元的所述另一端相连，所述阀口与所述第二换热单元的所述另一端相连，所述阀口k与所述第二吸气口相连。

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压缩机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的压缩机的参数标识图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4根据本发明实施例的压缩机的工作过程示意图；

图5根据本发明实施例的制冷设备的结构示意图。

附图标记：

制冷装置100，O₃的运行轨迹101，辅助圆102，

摇摆式压缩机1，气缸10，第一压缩腔11，滑片槽12，第二压缩腔121，第一段121a，第二段121b，第三段121c，导向槽122，储液器13，活塞14，滑片15，排气腔16，导轨17，

闪发器2，第一换热器3，第二换热器4，控制阀5，第一节流元件6，第二节流元件7。

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”、“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，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。

首先参考图1-图4描述根据本发明实施例的摇摆式压缩机1。

如1-图4所示，根据本发明一个实施例的摇摆式压缩机1包括：气缸10、活塞14、滑片15和导轨17。

其中，气缸10上形成有第一压缩腔11和滑片槽12，第一压缩腔11上形成有第一吸气口和第一排气口(图中未示出)，滑片槽12包括导向槽122和第二压缩腔121，导向槽122与第一压缩腔11相连以便于滑片15伸入，第二压缩腔121上形成有第二吸气口和第二排气口(图中未示出)。如图5所示，第一排气口和第二排气口可以均与摇摆式压缩机1的排气腔16连通，排气腔16可以由压缩机1的主壳体限定出。

活塞14设在第一压缩腔11内，且活塞14沿第一压缩腔11的内壁可滚动，在活塞14滚动过程中达到第一压缩腔11容积的变化，以实现吸入冷媒并对其进行压缩，冷媒从第一吸气口吸入并从第一排气口排出，进一步地，压缩机1还可以包括储液器13，冷媒先进入储液器13，再通过储液器13进入第一吸气口。

导轨17设在导向槽122内，进一步地，导轨17可转动地设在导向槽122内，比如导轨17可以包括两个子导轨17，两个子导轨17均为弓形，子导轨17的弧形壁面可以与导向槽122的内周壁配合，导向槽122的形状与导轨17的形状适配，从而使导轨17可在导向槽122内转动。

滑片15与活塞14连接，滑片15与活塞14可以为一体式，滑片15与导轨17滑动配合，比如滑片15可以位于两个子导轨17之间，滑片15的至少一部分伸入第二压缩腔121，第二吸气口和第二排气口可以分别位于滑片15的两侧。

在活塞14运动过程中，滑片15的上述部分在第二压缩腔121内运动，使第二压缩腔121容积发生变化，以实现吸入冷媒并对其进行压缩，冷媒从第二吸气口吸入并从第二排气口排出。第二压缩腔121的两侧可以由位于气缸10轴向两端的上法兰和下法兰密封。

由此，在第一压缩腔11外额外形成了一个第二压缩腔121，可以在单缸上实现独立压缩，无需另外设置气缸和隔板，在提升摇摆式压缩机1的能效的同时，使得摇摆式压缩机1制造简单、安全可靠，且极大地节约了成本。可以理解的是，根据本发明实施例的摇摆式压缩机1也可以为多缸摇摆式压缩机。

根据本发明实施例的摇摆式压缩机1，可以满足高性价比的要求，不易泄露，能效高，特别是低频能效高，并且具有制造简单、安全可靠的优点。

在本发明的一些优选的实施例中，如图2-图3所示，滑片15的远离活塞14的一端具有弧形段，弧形段为直径等于滑片15的厚度t的半圆形，半圆形的直径端与滑片15的直线端相连，半圆形的弧形表面朝向外周，这样滑片15与第二压缩腔121的内周壁的配合更紧密，摩擦力小。

进一步地，为了提升第二压缩腔121的压缩容积和压缩效率，发明人通过大量的实验提出了一种滑片15的弧形段的圆心O₃的运行轨迹101，具体地，弧形段的圆心O₃的运行轨迹101满足以导向槽122的中心O₂为原点的极坐标方程：

其中，如图2和图3所示，L和α共同构成了圆心O₃的平面极坐标，L为O₃点到O₂点的平面直线距离，α为O₃点和O₂点的连线与O₂点和气缸10中心O的连线的夹角，R为气缸10的半径，a₀为O点与O₂点的中心距，L₀为滑片15与活塞14的连接处到O₃点的距离，e为偏心距，即活塞14的中心O₁与O点的距离，θ表征活塞14的转动角度，即O₁点和O点的连线与O₂点和O点的连线的夹角。需要说明的是，上述参数和运行轨迹101均为在第二压缩腔121的水平截面上的设计，对于三维实物，在上述平面方程的基础上沿高度方向作拉伸即可。

具体地，为了进一步地提升第二压缩腔121的压缩容积和压缩效率，发明人通过大量的实验设计出了第二压缩腔121的形状，如图3所示，第二压缩腔121的水平截面的壁面型线包括：第一段121a、第二段121b和第三段121c。

其中，第一段121a为轨迹等距线的一部分，第二段121b和第三段121c为关于O₂点和O点的连线对称的两条直线段，第二段121b朝向O₂点的延长线与辅助圆102相切，第三段121c朝向O₂点的延长线与辅助圆102相切。

第二段121b与导向槽122相交于D点，第三段121c与导向槽122相交于A点，第二段121b向另一侧(背离O₂点的方向)的延长线与轨迹等距线相切于C点，第三段121c向另一侧(背离O₂点的方向)的延长线与轨迹等距线相切于B点，也就是说，第二段121b及其向另一侧的延长线与轨迹等距线有且仅有一个交点C点，第三段121c及其向另一侧的延长线与轨迹等距线有且仅有一个交点B点。

C点和D点之间的连线为第二段121b，A点和B点之间的连线为第三段121c，轨迹等距线的一部分(即第一段121a)为B点与C点之间远离O₂点的部分。

其中，辅助圆102的圆心为O₂，半径为0.5t，轨迹等距线为O₃的运行轨迹101向外等距0.5t的等距线。

具体地，第二吸气口可以设在第二段121b上，第二排气口可以设在第三段121c上。

本发明还公开了一种制冷装置100，如图5所示，制冷装置100包括：第一换热器3、第二换热器4、闪发器2和摇摆式压缩机1，其中，摇摆式压缩机1为上述任一种实施例的摇摆式压缩机1。

闪发器2连接在第一换热器3的一端与第二换热器4的一端之间，闪发器2的排气端口g与第二吸气口相连，闪发器2用于将处于两相区的冷媒进行气液分离。

比如闪发器2可以具有端口e、端口f和排气端口g，端口e和端口f均浸没在闪发器2内的冷媒液面下，且端口e与第二换热器4的一端相连，端口f与第一换热器3的一端相连，闪发器2内具有气相空间，排气端口g可以设在闪发器2的上部，且与气相空间相连，闪发器2内的冷媒蒸汽可以通过排气端口g与第二吸气口相连，闪发器2的排气端口g与第二吸气口之间可以设有逆止元件，逆止元件从闪发器2到第二吸气口单向导通，或者直接在第二吸气口处设置从闪发器2到第一腔单向导通的吸气阀，以防止冷媒逆流。

第一排气口和第二排气口均与第一换热器3的另一端相连，第一吸气口与第二换热器4的另一端相连。

进一步地，如图5所示，制冷装置100还包括第一节流元件6和第二节流元件7，第一节流元件6连接在第一换热器3的上述一端和闪发器2的端口f之间，第二节流元件7连接在第二换热器4的上述一端和闪发器2的端口e之间。第一节流元件6和第二节流元件7用于对制冷装置100中的冷媒进行节流降压。

进一步地，如图5所示，根据制冷装置100的实际需求，制冷装置100还可以包括：控制阀5，例如四通阀，以达到冷热切换的目的。具体地，控制阀5具有阀口h、阀口i、阀口j、阀口k，阀口h与第一排气口及第二排气口相连，阀口i与第一换热单元的上述另一端相连，阀口j与第二换热单元的上述另一端相连，阀口k与第二吸气口相连。

当阀口h与阀口i连通，且阀口j与阀口k连通时，制冷装置100进行制冷，第一换热器3相当于冷凝器，第二换热器4相当于蒸发器；当阀口h与阀口j连通，且阀口i与阀口k连通时，制冷装置100进行制热。

当然，也可以不设置控制阀5，此时制冷装置100可以仅具有制冷功能。

如果制冷装置100包括上述的控制阀5例如四通阀、且制冷装置100从制冷切换到制热功能时，可以将经第一压缩腔11和第二压缩腔121压缩后排出的冷媒混合后流向第二换热器4，然后经第二节流元件7进行节流，节流后的气液混合物流向闪发器2进行分离，分离后的气体通过第二吸气口被吸入第二压缩腔121进行压缩，而液体则经第一节流元件6再次节流到蒸发压力后进入第一换热器3进行蒸发，最后蒸发后的低压气体经过过热后通过第一吸气口被吸入第一压缩腔11进行压缩。

当制冷装置100同时具有制冷和制热两种功能、且应用于空调系统时，在室内外温差大的情况下，空调系统在低温环境下制热能力将大幅度提升，可以有效达到用户对热量的需求。

根据本发明实施例的制冷装置100，可以满足高性价比的要求，并且具有制造简单、安全可靠的优点，且摇摆式压缩机1，泄漏系数小，其余隙容积较小，在系统中，表现为能效好，特别是低频能效高。

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 (8)

1.一种摇摆式压缩机，其特征在于，包括：

气缸，所述气缸上形成有第一压缩腔和滑片槽，所述第一压缩腔上形成有第一吸气口和第一排气口，所述滑片槽包括导向槽和第二压缩腔，所述导向槽与所述第一压缩腔相连，所述第二压缩腔上形成有第二吸气口和第二排气口；

导轨，所述导轨设在所述导向槽内；

活塞，所述活塞可活动地设在所述第一压缩腔内；

滑片，所述滑片与所述活塞连接，且与所述导轨滑动配合，所述滑片的至少一部分伸入所述第二压缩腔，所述滑片的远离所述活塞的一端具有弧形段，所述弧形段为直径等于所述滑片的厚度t的半圆形；

所述弧形段的圆心O₃的运行轨迹满足以导向槽的中心O₂为原点的极坐标方程：

其中，L为O₃点到O₂点的平面直线距离，α为O₃点和O₂点的连线与O₂点和气缸中心O的连线的夹角，R为所述气缸的半径，a₀为O点与O₂点的中心距，L₀为所述滑片与所述活塞的连接处到O₃点的距离，e为所述活塞的中心O₁与O点的距离，θ为O₁点和O点的连线与O₂点和O点的连线的夹角。

2.根据权利要求1所述的摇摆式压缩机，其特征在于，所述第二压缩腔的水平截面的壁面型线包括：

第一段，所述第一段为轨迹等距线的一部分；

第二段和第三段为关于O₂点和O点的连线对称的两条直线段，所述第二段和所述第三段朝向O₂点的延长线均与辅助圆相切，且分别与所述导向槽相交于D点和A点，所述第二段和所述第三段向另一侧的延长线分别与所述轨迹等距线相切于C点和B点，C点和D点之间的连线为所述第二段，A点和B点之间的连线为所述第三段，所述轨迹等距线的所述一部分为B点与C点之间远离O₂点的部分；

其中，所述辅助圆的圆心为O₂，半径为0.5t，所述轨迹等距线为O₃的运行轨迹向外等距0.5t的等距线。

3.根据权利要求2所述的摇摆式压缩机，其特征在于，所述第二吸气口设在所述第二段上，所述第二排气口设在所述第三段上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的摇摆式压缩机，其特征在于，所述第一排气口和所述第二排气口均与所述摇摆式压缩机的排气腔连通。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的摇摆式压缩机，其特征在于，所述导轨可转动地设在所述导向槽内。

6.根据权利要求5所述的摇摆式压缩机，其特征在于，所述导轨包括两个子导轨，两个所述子导轨均为弓形，所述滑片位于两个所述子导轨之间。

7.一种制冷设备，其特征在于，包括：第一换热器、第二换热器、闪发器、如权利要求1-6中任一项所述的摇摆式压缩机；

所述闪发器连接在所述第一换热器的一端与所述第二换热器的一端之间，且所述闪发器的排气端口与所述第二吸气口相连，所述第一排气口和所述第二排气口均与所述第一换热器的另一端相连，所述第一吸气口与所述第二换热器的另一端相连。

8.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，还包括：控制阀，所述控制阀具有阀口h、阀口i、阀口j、阀口k，所述阀口h与所述第一排气口及所述第二排气口相连，所述阀口i与所述第一换热器的所述另一端相连，所述阀口j与所述第二换热器的所述另一端相连，所述阀口k与所述第一吸气口相连。