CN107355385A - 双排气压缩组件及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机结构领域，公开了一种双排气压缩组件及旋转式压缩机，该双排气压缩组件包括气缸(1)以及分别密封连接于该气缸(1)两端的上轴承(2)和下轴承(3)，所述上轴承(2)形成有第一排气孔(20)，所述下轴承(3)形成有第二排气孔(30)，所述第二排气孔(30)的孔径d2小于所述第一排气孔(20)的孔径d1，以使得所述上轴承(2)的排气量大于所述下轴承(3)的排气量，由此减小整体结构的排气阻力，提高压缩机性能。

Description

双排气压缩组件及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机结构，具体地涉及一种双排气压缩组件及旋转式压缩机。

背景技术

现有的具有双排气结构的旋转式压缩机，其排气结构如附图1中所示，气缸上的排气口分别对应上、下轴承的第一排气孔和第二排气孔，孔与孔的轴线重合设置，以使得气缸排出的气体能够通过第一排气孔和第二排气孔排出上、下轴承。以气缸上的排气口的直径为D2，第一排气孔的直径为D1，第二排气孔的直径为D3，一般的设计是D1＝D2＝D3，以使得气缸上的排气口与第一排气孔和第二排气孔三者同轴且等直径地相互对应，形成连续的排气通道，以同时通过上、下轴承进行排气。

然而，在考虑压缩机能效时，研究的方向往往是如何减小排气阻力，以减小排气过程中造成的能效损失。如现有专利(申请公开号为CN105736374A)中所公开的技术方案，其旨在解决的技术问题即是如何降低排气阻力对于压缩机能效的影响，而其采取的技术手段是增加气缸的排气口数量，以降低排气损失。

虽然，增加排气口数量能够明显降低气缸的排气阻力，诸如此类的措施通常是增大排气结构的径向尺寸或者增加排气结构的数量。但是，这类措施往往直接导致的是结构复杂度的增加，如上述的现有专利中的结构，在增加了气缸上的排气口数量后，整个压缩机的结构均需要做适应性调整。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种双排气压缩组件及旋转式压缩机，该双排气压缩组件能够使上轴承的排气量大于下轴承的排气量，在减小整体结构的排气阻力，提高压缩机性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种双排气压缩组件，包括气缸以及分别密封连接于该气缸两端的上轴承和下轴承，所述上轴承形成有第一排气孔，所述下轴承形成有第二排气孔，所述第二排气孔的孔径d2小于所述第一排气孔的孔径d1，以使得所述上轴承的排气量大于所述下轴承的排气量。

优选地，所述第二排气孔的孔径d2与所述第一排气孔的孔径d1之间满足如下关系：d1>d2≥4/5d1。

优选地，所述气缸的两端形成有分别与所述第一排气孔和所述第二排气孔对应的上排气切口和下排气切口，所述上排气切口和所述下排气切口形成为渐扩的锥口，并且，所述下排气切口沿轴向的切深h2小于所述上排气切口沿轴向的切深h1。

优选地，所述下排气切口沿轴向的切深h2与所述上排气切口沿轴向的切深h1满足如下关系：h2≥2/3h1，且h1≥1/5H，其中，H为所述气缸的高度。

优选地，所述上排气切口沿轴向的切深h1与所述气缸的高度H之间满足：h1≤2/5H。

优选地，所述上排气切口在所述气缸的上端面的直径与所述第一排气孔的孔径d1相等，并且，所述下排气切口在所述气缸的下端面的直径与所述第二排气孔的孔径d2相等。

优选地，所述上排气切口和所述下排气切口的锥口的斜度为30°。

优选地，所述上轴承安装有上轴承消声器，所述下轴承安装有下轴承消声器。

优选地，所述气缸上形成有通气孔，经所述第二排气孔排出的冷媒能够经过该通气孔与经所述第一排气孔排出的冷媒汇合。

本发明第二方面提供一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机具有上述的双排气压缩组件。

通过上述技术方案，区别于现有技术中的常规思维，本发明基于对排气阻力损失发生位置的认知，即，下轴承排出的气体的排气阻力是引起整体的排气阻力损失的最为关键的点，由于自下轴承排出的气体需要经过下轴承消声器、气缸的同期孔等结构才能与上轴承排出的气体汇合，这个过程造成大量的冷量损失及排气阻力损失。基于这个认知，发明人的改进方向是尽量减少下轴承的排气量，而让尽可能多的气体经过上轴承排出，而实现该目的的手段是增大下轴承相对于上轴承的排气阻力，以使得下轴承的排气阻力相对较大，根据流体流动的规律，更多的气体会经过阻力较小的上轴承的第一排气孔排出，少量的气体经过下轴承的第二排气孔排出，因此，减少下轴承的排气造成的气体阻力损失，提升了整体的压缩机能效。这个改进不需要改动双排气压缩组件的其他位置结构，仅仅通过上下轴承的排气孔的相对大小关系设置实现，结构简单，易于推广，并且，实际对于旋转式压缩机的能效的提高效果十分显著。

本发明的其他有益效果，及对于上述效果的佐证，将在具体实施方式予以进一步说明。

附图说明

图1背景技术提及的附图

图2是气缸的结构视图；

图3是为显示气缸内部结构而做的图1的A-A向剖视图；

图4是上轴承的结构视图；

图5是为显示第一排气孔设置位置而做的图4的W-W向剖视图；

图6是下轴承的结构视图；

图7是为显示第二排气孔设置位置而做的图6的P-P向剖视图；

图8是压缩机能效受直径比值和切深比值复合影响的曲线图。

附图标记说明

1-气缸；10-通气孔；2-上轴承；20-第一排气孔；21-上排气切口；3-下轴承；30-第二排气孔；31-下排气切口。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指通常是指针对附图所示的方向而言或者是针对竖直、垂直或中立方向上而言的各个部件相互位置关系描述用词。“内、外”是指相对于主壳体的壳壁、各个管体的管壁、气缸的侧壁而言，被所述主壳体、气缸的侧壁包覆的空间为“内”，另一侧为“外”。

根据本发明的一种优选实施方式的双排气压缩组件，包括气缸1(图2和图3中所示)以及分别密封连接于气缸1的两端的上轴承2(图4和图5中所示)和下轴承3(图6和图7中所示)，上轴承2和下轴承3共同回转支撑有驱动气缸1内的活塞偏心转动的曲轴，以使得双排气压缩组件工作。上轴承2安装有上轴承消声器、下轴承3安装有下轴承消声器，以对应消除上轴承2和下轴承3的排气噪音。

上轴承2上形成有第一排气孔20，下轴承3上形成有第二排气孔30，气缸1内排出的气体分别通过第一排气孔20和第二排气孔30排出。其中：第一排气孔20的孔径为d1，第二排气孔30的孔径为d2，则为了使上轴承2的排气量大于下轴承3的排气量，将第一和第二排气孔的孔径设置为d1＞d2。

当取d1＞d2时，第一排气孔20的气阻小于第二排气孔30，气缸1内排出的气体优先经过第一排气孔20排出，余下的气体经过第二排气孔30排出，从而减少下轴承3的排气量。

上述设置基于发明人的如下验证：长期实践以来，以扩大排气孔的孔径或者增加排气孔数量的方式减小排气阻力，以期提高压缩机能效的方式，往往存在结构越来越复杂，但压缩机的能效提高程度受阻。影响压缩机能效进一步提高的因素，已非单纯的降低气体排出阻力。而在压缩组件排气过程中，并不是所有的排气阻力都对压缩机的能效提高产生不利影响。由下轴承3排出的气体，需要经过气缸1上的通气孔10、下轴承消声器后才能与第一排气孔20内排出的气体汇合，在这个过程中，排气阻力、冷量损失均大于通过上轴承2排气。因此，为了减小下轴承3排气量，适当第二排气孔30相对于第一排气孔20的排气阻力，即，取d1＞d2，相比于将d1和d2取相等的值并都按照较大的d1取值时压缩机的能效有较为明显的提高。

为验证这一发现，进行如下几组实验。实验数据如表1中所示，其中，当d1＞d2时，相对于d1与d2相等的标准样机能效提高1.2％。作为进一步优选地，d1与d2之间进一步满足如下：d1>d2≥4/5d1。对比例1可以看出，当d2与d1之间的差值超出上述范围时，即，d2设置的过小，也会导致压缩机能效的下降，造成该现象的原因是，虽然增加下轴承排气阻力可以减少气体流过下轴承3的量，但是，当第二排气孔30的孔径进一步减小时，下轴承3上增加的排气阻力影响压缩机整体的排气阻力，反而不利于压缩机能效的提高。

仕样	H	h1	h2	d1	d2	COP
							标准样机	24	4.33	4.33	φ8	φ8	447.3
直径因子1	24	4.91	4.91	φ8	φ6.6	448.5
							对比例1	24	4.91	4.91	φ8	φ6.3	446.5

表1

气缸1的两端形成有分别与第一排气孔20和第二排气孔30对应的上排气切口21和下排气切口31，上排气切口21和下排气切口31形成为渐扩的锥口，下排气切口31沿轴向的切深h2小于上排气切口21沿轴向的切深h1。并且，与前述的d1与d2的相对大小关系配合的，上排气切口21在气缸1的上端面的直径与第一排气孔20的孔径d1相等，下排气切口31在气缸1的下端面的直径与第二排气孔30的孔径d2相等。进一步地，当上排气切口21和下排气切口31的锥口的斜度为30°时，切深越小，排气切口与排气孔相对的端面的开口直径就越小。

限定d1与d2的相对大小关系可以在一定程度上提高压缩机的能效，然而，排出的气体来自于气缸1，因此，进一步在气缸1上设置上下排气切口，以减小气缸1的排气阻力，为了在气体排出气缸1时对气体形成排气方向的引导，将h2设置为小于h1的数值，以相对于上排气阻力进一步增加下排气阻力。

作为进一步优选地，h2与h1满足如下关系：h2≥2/3h1，且h1≥1/5H，并进一步限定h1≤2/5H，与标准样机相比，压缩机的能效进一步提升。其中，H为所述气缸1的高度。在上述参数范围内进行压缩机能效实验，得到的实验数据如表2中所示，将h1与h2设置为相等数值的标准样机，与在上述参数范围内取值的压缩机相比，能效偏低。

仕样	H	h1	h2	d1	d2	能效
							标准样机	24	4.33	4.33	φ8	φ8	447.3
高度因子1	24	4.33	2.91	φ8	φ8	446.4
							高度因子2	24	4.91	3.96	φ8	φ8	448.8

表2

总结上述的两个单一变量实验过程，可以得到如下结论，影响压缩机能效的参数有两个：直径因子与高度因子，即，第一和第二排气孔的孔径之间的比值关系，以及气缸上的上下排气切口的深度关系。在选定的参数范围内进行多组实验，获得表3中的数据以及图8中所示的曲线图，由表3中的数据可以获知，同时按照上述的提高压缩机能效的方向设置直径因子和高度因此，即同时满足：2/5H≥h1≥1/5H；h2≥2/3h1；d1＞d2≥4/5d1可以获得最佳的压缩机性能，两者共同作用下压缩机的能效变化如图8中的曲线所示。

仕样	H	h1	h2	d1	d2	能效
							标准样机	24	4.33	4.33	φ8	φ8	447.3
高度和直径因子	24	4.91	3.96	φ8	φ7	450.6
							高度和直径因子	24	4.91	3.96	φ8	φ6.5	449.5

表3

此外，本发明还提供一种具有如上所述的双排气压缩组件的旋转式压缩机。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双排气压缩组件，包括气缸(1)以及分别密封连接于该气缸(1)两端的上轴承(2)和下轴承(3)，所述上轴承(2)形成有第一排气孔(20)，所述下轴承(3)形成有第二排气孔(30)，其特征在于，所述第二排气孔(30)的孔径d2小于所述第一排气孔(20)的孔径d1，以使得所述上轴承(2)的排气量大于所述下轴承(3)的排气量。

2.根据权利要求1所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述第二排气孔(30)的孔径d2与所述第一排气孔(20)的孔径d1之间满足如下关系：d1>d2≥4/5d1。

3.根据权利要求1或2所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述气缸(1)的两端形成有分别与所述第一排气孔(20)和所述第二排气孔(30)对应的上排气切口(21)和下排气切口(31)，所述上排气切口(21)和所述下排气切口(31)形成为渐扩的锥口，并且，所述下排气切口(31)沿轴向的切深h2小于所述上排气切口(21)沿轴向的切深h1。

4.根据权利要求3所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述下排气切口(31)沿轴向的切深h2与所述上排气切口(21)沿轴向的切深h1满足如下关系：h2≥2/3h1，且h1≥1/5H，其中，H为所述气缸(1)的高度。

5.根据权利要求4所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述上排气切口(21)沿轴向的切深h1与所述气缸(1)的高度H之间满足：h1≤2/5H。

6.根据权利要求4所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述上排气切口(21)在所述气缸(1)的上端面的直径与所述第一排气孔(20)的孔径d1相等，并且，所述下排气切口(31)在所述气缸(1)的下端面的直径与所述第二排气孔(30)的孔径d2相等。

7.根据权利要求4所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述上排气切口(21)和所述下排气切口(31)的锥口的斜度为30°。

8.根据权利要求1所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述上轴承(2)安装有上轴承消声器，所述下轴承(3)安装有下轴承消声器。

9.根据权利要求1所述的双排气压缩组件，其特征在于，所述气缸(1)上形成有通气孔(10)，经所述第二排气孔(30)排出的冷媒能够经过该通气孔(10)与经所述第一排气孔(20)排出的冷媒汇合。

10.一种旋转式压缩机，其特征在于，所述旋转式压缩机具有如权利要求1-6中任意一项所述的双排气压缩组件。