CN110821785B - 一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，它能降低余隙容积，保证了冰箱压缩机在排气过程中的有效通流面积；且可以大幅降低排气孔偏置带来的流场不均匀性，能够同时提升压缩机的制冷量和能效系数。该发明包括气缸、阀板、排气阀片，阀板安装在气缸上端，排气阀片安装在阀板上，气缸内安装活塞，活塞上端远离中心位置设有凸台，阀板上和凸台对应设有排气孔，排气阀片盖合排气孔，活塞置于最高位置时凸台插入排气孔中且凸台外壁与排气孔内壁之间设有过流间隙，凸台由下往上逐渐变细，靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙。

Description

一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构

技术领域

本发明涉及一种制冷压缩机，更具体地说，它涉及一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构。

背景技术

余隙容积对冰箱压缩机的容积系数有明显影响，主要是因为冰箱压缩机的压比高，余隙容积膨胀后占据的相当多的一部分气缸容积无法吸入新鲜气体，既实际有效气缸容积小于行程容积，从而最终影响冰箱压缩机的制冷量。

排气阀孔所占的容积是目前冰箱压缩机余隙容积的主要组成部分，约占50%-70%。为降低这部分余隙容积的影响，现有的设计方案一般在活塞上对应阀板排气孔位置上设置一凸台来降低排气孔内的余隙容积。当压缩机排气时，凸台进入排气孔并挤占大部分余隙容积，从而能有效的降低余隙容积和提升冰箱压缩机的制冷量。然而，虽然压缩机制冷量有所提高，但由于凸台进入排气孔导致排气的有效通流面积大幅降低导致排气流速增加，压力损失显著升高，因此压缩机压缩气体的耗功也显著增加。且由于耗功的增幅大于制冷量的增幅，压缩机的整机性能反而降低。如何平衡余隙容积和有效通流面积这对矛盾体是目前冰箱压缩机排气阀流道设计的一个难点。

另外一个重要的因素就是目前冰箱压缩机的吸排气口都是布置在阀板对应气缸的圆形范围内，且排气孔一般布置在偏离气缸中心的位置上，这样势必导致排气孔内的气流流场不均匀，凸台靠近气缸中心的一侧由于质量流量大，流速也就更大；而远离气缸中心一侧由于质量流量小，流速相应就小。 由于流速的不均匀，流动损失也就更大。且由于速度的差异，导致气流在排气通道里产生强涡流，并产生流体噪声。

在已公开的专利和文献中提到通过优化活塞的凸台表面结构形式来提升有效通流面积，提高排气阀流道的流量系数和降低压力损失；但由于相比无凸台结构，有效通流面积仍降低太多；且没有考虑冰箱压缩机排气流场的不对称性。因此对提升压缩机性能效果并不太好，导致现有冰箱压缩机采用凸台活塞方案的应用很少。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，它能降低余隙容积，保证了冰箱压缩机在排气过程中的有效通流面积；且可以大幅降低排气孔偏置带来的流场不均匀性，能够同时提升压缩机的制冷量和能效系数。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，包括气缸、阀板、排气阀片，阀板安装在气缸上端，排气阀片安装在阀板上，气缸内安装活塞，活塞上端远离中心位置设有凸台，阀板上和凸台对应设有排气孔，排气阀片盖合排气孔，活塞置于最高位置时凸台插入排气孔中且凸台外壁与排气孔内壁之间设有过流间隙，凸台由下往上逐渐变细，靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙。

活塞上升到顶后凸台进入排气孔内，并挤占大部分余隙容积，从而能有效的降低余隙容积和提升冰箱压缩机的制冷量。凸台和排气孔偏离活塞中心设置，能够降低通道内的气体流速，降低冰箱压缩机的排气压力损失，从而降低压缩机的耗功。靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙，使凸台周围的过流间隙内的气流流场更加均匀，减小流动损失，避免气流在过流间隙内产生强涡流，从而产生流体噪声。这种冰箱压缩机用的排气阀流道结构能降低余隙容积，保证了冰箱压缩机在排气过程中的有效通流面积；且可以大幅降低排气孔偏置带来的流场不均匀性，能够同时提升压缩机的制冷量和能效系数。

作为优选，阀板上连接气缸盖，气缸盖和阀板之间形成排气腔，排气阀片置于排气腔内。汽缸盖对排气孔和排气阀片起到了很好的防护作用。

作为优选，排气阀片上远离排气孔端连接限位器，限位器向靠近排气孔方向向上倾斜设置。限位器对排气阀片进行限位，便于排气阀片的可靠盖合和开启。

作为优选，凸台外壁上靠近活塞中心侧设有导流壁，导流壁由上往下向靠近活塞中心侧倾斜设置，导流壁的表面呈内凹弧形结构。导流壁的设置有利于导流，同时增加了导流壁对应侧的过流间隙的空间大小，有利于均匀凸台周围的流场。

作为优选，排气孔下端开口边缘靠近活塞中心侧设有一段导流圆角。导流圆角的设置有利于导流，同时增加该位置的过流间隙，有利于均匀凸台周围的流场。

作为优选，排气孔轴线和凸台轴线重合。这种结构设置保证凸台一周与排气孔内壁之间均设有过流间隙，防止凸台外壁与排气孔内壁发生干涉。

作为优选，阀板上靠近排气孔位置设有相互连通的升降孔和伸缩孔，升降孔竖直设置，伸缩孔水平设置，升降孔内密封安装升降柱，伸缩孔内密封安装伸缩柱，升降柱下端延伸出阀板下表面，伸缩柱端部与排气孔内壁平齐，伸缩柱和伸缩孔之间安装定位弹簧，升降柱和升降孔之间安装复位弹簧，升降柱上设有推动面，推动面从上往下向靠近伸缩柱方向倾斜设置，伸缩柱上设有推杆，推杆贴合在推动面上靠近上部位置。

活塞上升到顶部位置之前，活塞上端抵接到升降柱下端，推动升降柱向上移动，升降柱通过倾斜设置的推动面推动推杆向外移动，从而将伸缩柱向外推出到排气孔中，活塞完全到顶后，伸缩柱向外伸出动作完成，凸台完全进入排气孔，伸缩柱不会与凸台发生干涉，伸出进入排气孔的伸缩柱有利于减小排气孔内的余隙容积，提升冰箱压缩机的容积系数，从而提高压缩机的制冷量。活塞下行，在定位弹簧和复位弹簧作用下，伸缩柱和升降柱回位。升降柱与升降孔密封连接，伸缩柱与伸缩孔密封连接，防止出现漏气现象。

作为优选，升降孔上端贯穿阀板，升降孔上端开口位置紧密连接顶盖，复位弹簧安装在顶盖和升降柱上端之间；升降孔内设有定位凸环，升降柱外壁上设有支撑凸环，支撑凸环抵接在定位凸环上。顶盖的设置便于升降柱的安装，支撑凸环抵接在定位凸环上，对升降柱起到了很好的定位作用，防止升降柱滑离升降孔。

作为优选，伸缩孔包括密封部和支撑部，支撑部内径大于密封部内径，定位弹簧安装在支撑部内，伸缩柱与密封部密封适配，伸缩柱上设有定位凸缘，支撑部端部位置连接限位环，定位凸缘抵接在定位弹簧和限位环之间。伸缩柱安装在伸缩孔中定位可靠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：冰箱压缩机用的排气阀流道结构能降低余隙容积，保证了冰箱压缩机在排气过程中的有效通流面积；且可以大幅降低排气孔偏置带来的流场不均匀性，能够同时提升压缩机的制冷量和能效系数。

附图说明

图1是本发明的实施例1的结构示意图；

图2是本发明的实施例2的结构示意图；

图3是本发明的实施例3的结构示意图；

图4是本发明的实施例1和3的凸台结构示意图；

图5是本发明的实施例2和3的排气孔结构示意图；

图6是本发明的实施例4的结构示意图；

图7是本发明的实施例5的结构示意图；

图8是本发明的实施例6的结构示意图；

图中：1、气缸，2、阀板，3、排气阀片，4、活塞，5、凸台，6、排气孔，7、过流间隙，8、气缸盖，9、排气腔，10、限位器，11、导流壁，12、导流圆角，13、升降孔，14、伸缩孔，15、升降柱，16、伸缩柱，17、定位弹簧，18、复位弹簧，19、推动面，20、推杆，21、顶盖，22、定位凸环，23、支撑凸环，24、密封部，25、支撑部，26、定位凸缘，27、限位环。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图1、附图4），包括气缸1、阀板2、排气阀片3，阀板安装在气缸上端，排气阀片安装在阀板上，气缸内安装活塞4。活塞上端远离中心位置设有凸台5，阀板上和凸台对应设有排气孔6，排气阀片盖合排气孔。阀板上连接气缸盖8，气缸盖和阀板之间形成排气腔9，排气阀片置于排气腔内。排气阀片上远离排气孔端连接限位器10，限位器向靠近排气孔方向向上倾斜设置。活塞置于最高位置时凸台插入排气孔中且凸台外壁与排气孔内壁之间设有过流间隙7，凸台由下往上逐渐变细，靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙。凸台呈圆台形结构，凸台外壁上靠近活塞中心侧设有导流壁11，导流壁由上往下向靠近活塞中心侧倾斜设置，导流壁的表面呈内凹弧形结构。排气孔呈圆孔形结构，排气孔轴线和凸台轴线重合。限位器、排气阀片远离排气孔的端部与阀板紧固连接。

活塞上升到顶后凸台进入排气孔内，并挤占大部分余隙容积，从而能有效的降低余隙容积和提升冰箱压缩机的制冷量。凸台和排气孔偏离活塞中心设置，能够降低通道内的气体流速，降低冰箱压缩机的排气压力损失，从而降低压缩机的耗功。靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙，使凸台周围的过流间隙内的气流流场更加均匀，减小流动损失，避免气流在过流间隙内产生强涡流，从而产生流体噪声。这种冰箱压缩机用的排气阀流道结构能降低余隙容积，保证了冰箱压缩机在排气过程中的有效通流面积；且可以大幅降低排气孔偏置带来的流场不均匀性，能够同时提升压缩机的制冷量和能效系数。

实施例2：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图2、附图5），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中凸台呈圆台形结构，排气孔下端开口边缘靠近活塞中心侧设有一段导流圆角12。其它结构与实施例1相同。

实施例3：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图3、附图4、附图5），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中凸台呈圆台形结构，凸台外壁上靠近活塞中心侧设有导流壁11，导流壁由上往下向靠近活塞中心侧倾斜设置，导流壁的表面呈内凹弧形结构。排气孔下端开口边缘靠近活塞中心侧设有一段导流圆角12。其它结构与实施例1相同。

实施例4：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图6），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中阀板上靠近排气孔位置设有相互连通的升降孔13和伸缩孔14，升降孔竖直设置，伸缩孔水平设置，升降孔内密封安装升降柱15，伸缩孔内密封安装伸缩柱16，升降柱下端延伸出阀板下表面，伸缩柱端部与排气孔内壁平齐，伸缩柱和伸缩孔之间安装定位弹簧17，升降柱和升降孔之间安装复位弹簧18，升降柱上设有推动面19，推动面从上往下向靠近伸缩柱方向倾斜设置，伸缩柱上设有推杆20，推杆贴合在推动面上靠近上部位置。升降孔上端贯穿阀板，升降孔上端开口位置紧密连接顶盖21，复位弹簧安装在顶盖和升降柱上端之间；升降孔内设有定位凸环22，升降柱外壁上设有支撑凸环23，支撑凸环抵接在定位凸环上。伸缩孔包括密封部24和支撑部25，支撑部内径大于密封部内径，定位弹簧安装在支撑部内，伸缩柱与密封部密封适配，伸缩柱上设有定位凸缘26，支撑部端部位置连接限位环27，定位凸缘抵接在定位弹簧和限位环之间。其它结构与实施例1相同。

实施例5：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图7），其结构与实施例2相似，主要不同点在于本实施例中阀板上靠近排气孔位置设有相互连通的升降孔13和伸缩孔14，升降孔竖直设置，伸缩孔水平设置，升降孔内密封安装升降柱15，伸缩孔内密封安装伸缩柱16，升降柱下端延伸出阀板下表面，伸缩柱端部与排气孔内壁平齐，伸缩柱和伸缩孔之间安装定位弹簧17，升降柱和升降孔之间安装复位弹簧18，升降柱上设有推动面19，推动面从上往下向靠近伸缩柱方向倾斜设置，伸缩柱上设有推杆20，推杆贴合在推动面上靠近上部位置。升降孔上端贯穿阀板，升降孔上端开口位置紧密连接顶盖21，复位弹簧安装在顶盖和升降柱上端之间；升降孔内设有定位凸环22，升降柱外壁上设有支撑凸环23，支撑凸环抵接在定位凸环上。伸缩孔包括密封部24和支撑部25，支撑部内径大于密封部内径，定位弹簧安装在支撑部内，伸缩柱与密封部密封适配，伸缩柱上设有定位凸缘26，支撑部端部位置连接限位环27，定位凸缘抵接在定位弹簧和限位环之间。其它结构与实施例2相同.

实施例6：一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构（参见附图8），其结构与实施例3相似，主要不同点在于本实施例中阀板上靠近排气孔位置设有相互连通的升降孔13和伸缩孔14，升降孔竖直设置，伸缩孔水平设置，升降孔内密封安装升降柱15，伸缩孔内密封安装伸缩柱16，升降柱下端延伸出阀板下表面，伸缩柱端部与排气孔内壁平齐，伸缩柱和伸缩孔之间安装定位弹簧17，升降柱和升降孔之间安装复位弹簧18，升降柱上设有推动面19，推动面从上往下向靠近伸缩柱方向倾斜设置，伸缩柱上设有推杆20，推杆贴合在推动面上靠近上部位置。升降孔上端贯穿阀板，升降孔上端开口位置紧密连接顶盖21，复位弹簧安装在顶盖和升降柱上端之间；升降孔内设有定位凸环22，升降柱外壁上设有支撑凸环23，支撑凸环抵接在定位凸环上。伸缩孔包括密封部24和支撑部25，支撑部内径大于密封部内径，定位弹簧安装在支撑部内，伸缩柱与密封部密封适配，伸缩柱上设有定位凸缘26，支撑部端部位置连接限位环27，定位凸缘抵接在定位弹簧和限位环之间。其它结构与实施例3相同。

以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，包括气缸、阀板、排气阀片，阀板安装在气缸上端，排气阀片安装在阀板上，气缸内安装活塞，活塞上端远离中心位置设有凸台，阀板上和凸台对应设有排气孔，排气阀片盖合排气孔，活塞置于最高位置时凸台插入排气孔中且凸台外壁与排气孔内壁之间设有过流间隙，凸台由下往上逐渐变细，靠近活塞中心侧的过流间隙大于远离活塞中心侧的过流间隙；阀板上靠近排气孔位置设有相互连通的升降孔和伸缩孔，升降孔竖直设置，伸缩孔水平设置，升降孔内密封安装升降柱，伸缩孔内密封安装伸缩柱，升降柱下端延伸出阀板下表面，伸缩柱端部与排气孔内壁平齐，伸缩柱和伸缩孔之间安装定位弹簧，升降柱和升降孔之间安装复位弹簧，升降柱上设有推动面，推动面从上往下向靠近伸缩柱方向倾斜设置，伸缩柱上设有推杆，推杆贴合在推动面上靠近上部位置。

2.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，阀板上连接气缸盖，气缸盖和阀板之间形成排气腔，排气阀片置于排气腔内。

3.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，排气阀片上远离排气孔端连接限位器，限位器向靠近排气孔方向向上倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，凸台外壁上靠近活塞中心侧设有导流壁，导流壁由上往下向靠近活塞中心侧倾斜设置，导流壁的表面呈内凹弧形结构。

5.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，排气孔下端开口边缘靠近活塞中心侧设有一段导流圆角。

6.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，排气孔轴线和凸台轴线重合。

7.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，升降孔上端贯穿阀板，升降孔上端开口位置紧密连接顶盖，复位弹簧安装在顶盖和升降柱上端之间；升降孔内设有定位凸环，升降柱外壁上设有支撑凸环，支撑凸环抵接在定位凸环上。

8.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机用的排气阀流道结构，其特征是，伸缩孔包括密封部和支撑部，支撑部内径大于密封部内径，定位弹簧安装在支撑部内，伸缩柱与密封部密封适配，伸缩柱上设有定位凸缘，支撑部端部位置连接限位环，定位凸缘抵接在定位弹簧和限位环之间。

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