CN111536043A - 一种补气增焓结构及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种补气增焓结构及具有其的压缩机，涉及压缩机技术领域，解决了现有补气孔面积较小，补气量不充足，增焓效果不理想的技术问题。该结构包括补气孔，所述补气孔的喷射口位于气缸的内腔端面，所述喷射口的一侧连接压缩机的压缩腔，所述喷射口的另一侧连接补气通道，所述喷射口为异形口，与传统的圆形喷射口相比，在有限空间内增大了喷射口面积，补气量充足，增焓效果佳；所述喷射口由平滑的曲线构成，或所述喷射口由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°，这样设置能实现数铣加工，生产效率高，满足批量生产要求，从而降低加工成本。

Description

一种补气增焓结构及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种补气增焓结构及具有其的压缩机。

背景技术

现有压缩机用于低温制热时，由于冷媒在低蒸发温度时吸气密度小，导致压缩机低温下制热量衰减严重，解决压缩机低温衰减的常用方法为补气技术。

补气技术有单级补气技术和双级补气技术，其中双级补气技术又称双级增焓压缩机，其补气效果好，但成本高，工艺性不好。特别是，双级压缩的两个气缸，其排量只计一级气缸的排量，导致了压缩机排量受限，使得其排量使用范围严重受限。另外，在压比(如夏季制冷)不大的使用环境下，由于两个气缸的存在，此时由于余隙容积等对压缩机性能的影响体现的较为明显，导致了压比不大工况下，双级增焓压缩机能效偏低，因此单级补气应用较广泛。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

对于单级补气，现有压缩机的补气结构由于结构上的限制会存在补气回流、冷媒流至补气孔或双缸压缩的上下气缸发生窜气等情况。如果想规避上述情况，补气孔就只能开的非常小，补气量不充足；而且现有压缩机的补气孔均为圆孔，圆形的增焓孔面积太小，导致增焓效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补气增焓结构及具有其的压缩机，以解决现有技术中存在的补气孔面积较小，补气量不充足，增焓效果不理想的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种补气增焓结构，包括补气孔，所述补气孔的喷射口位于气缸的内腔端面，所述喷射口的一侧连接压缩机的压缩腔，所述喷射口的另一侧连接补气通道，且所述喷射口为异形口；所述喷射口由平滑的曲线构成，或所述喷射口由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°。

可选地，所述曲线上任一点的曲率为K，且K≤2。

可选地，所述曲率K≤1.33。

可选地，所述喷射口由腰形孔构成。

可选地，所述喷射口由两段相交的腰形孔组成，且两段腰形孔的相交处为圆角过渡。

可选地，腰形孔的大半径为R_外，小半径为R_内，滚子外半径为R，满足0.95≤R_外/R≤1.05，且1mm≤R_外-R_内≤3mm。

可选地，所述喷射口由两段相交的腰形孔组成，以两段腰形孔的中心线的交点与气缸中心的连线作为分割线，将所述异形口分割为两部分，其中之一靠近气缸吸气部分的面积S1＞其中另一靠近气缸排气部分的面积S2。

本发明提供的一种压缩机，包括气缸端盖、气缸、滚子、曲轴、补气通道以及以上任一所述的补气增焓结构，且所述补气孔开设于所述气缸端盖上。

可选地，所述气缸端盖为压缩机的下法兰、上法兰或隔板。

可选地，所述喷射口的全部或部分位于所述滚子的内圆的旋转覆盖区域内。

可选地，所述喷射口存在无效区域；滚子外半径为R，滚子圆心与气缸端盖圆心的圆心距离为e，则以气缸端盖圆心为圆心并以(R-e)为半径的圆为标定圆；所述喷射口与所述标定圆的重合区域即为所述喷射口的无效区域。

可选地，所述曲轴的靠近偏心部一侧的端部径向延伸至所述曲轴的外轮廓线处，将所述滚子的内孔的高压区填充为实体。

本发明提供的一种补气增焓结构及具有其的压缩机，该补气增焓结构的喷射口位于气缸的内腔端面，由于喷射口为异形口，与传统的圆形喷射口相比，在有限空间内增大了喷射口面积，补气量充足，增焓效果佳；而且喷射口由平滑的曲线构成，或喷射口由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°，这样设置能实现数铣加工，生产效率高，满足批量生产要求，从而降低加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的一种补气增焓结构的结构示意图，图中喷射口由两个腰形孔构成；

图2是图1在补气孔处的剖视结构示意图；

图3是图1中喷射口的放大结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的第二种补气增焓结构的结构示意图，图中喷射口由一个腰形孔构成；

图5是图4中喷射口的放大结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的第三种补气增焓结构的结构示意图，图中示出了构成喷射口的两个腰形孔的内交角大于180度的情况；

图7是图6中喷射口的放大结构示意图；

图8是一种内交角小于180度的喷射口的结构示意图；

图9是现有技术方案1的喷射口的结构示意图；

图10是现有技术方案2的喷射口的结构示意图；

图11是方案3的喷射口的结构示意图；

图12是现有技术方案4的喷射口的正视剖面结构示意图；

图13是现有技术方案4的喷射口的俯视剖面结构示意图；

图14是图13中L部分的局部放大结构示意图；

图15是本发明具体实施方式提供的一种补气增焓结构的喷射口的让位结构的示意图；

图16是喷射口的面积S1和面积S2的示意图；

图17是本发明具体实施方式提供的一种压缩机的结构示意图；

图18是本发明曲轴偏心部分与补气孔的位置关系图；

图19是现有技术曲轴偏心部分、滚子内孔腔体与补气孔的位置关系图。

图中1、补气孔；11、喷射口；111、无效区域；2、下法兰；3、气缸；4、曲轴偏心部分；41、曲轴内孔；5、补气通道；6、滚子；7、补气连接管；8、滚子内孔腔体；9、吸气口；10、排气口；

图中1＇、现有技术补气孔；4＇、现有技术曲轴偏心部分；8＇、现有技术滚子内孔腔体(高压腔)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-图5所示，本发明提供了一种补气增焓结构，补气孔1的冷媒喷射口11位于气缸3内腔端面，且一侧连接压缩机的压缩腔，另一侧连接补气通道5；该喷射口11为非圆形的异形孔；喷射口11由平滑的曲线构成，即内交角等于180°，其中，图1中给出了喷射口11是由两个腰形孔通过圆角过渡形成的情形，放大结构参见图3；图4给出了喷射口11是一个腰形孔的情形，其喷射口11的放大结构参见图5；此外，喷射口11由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°，图6给出了两个腰形孔相交形成的喷射口11结构，靠近轴心处的两条曲线的内交角大于180°，靠近外缘处的两条曲线的内交角等于180°。

该补气增焓结构的喷射口11位于气缸3的内腔端面，由于喷射口11为异形口，与传统的圆形喷射口11相比，在有限空间内增大了喷射口11面积，补气量充足，增焓效果佳。如果内交角小于180°(如图7)，则尖角的地方必然无法用圆形的铣刀铣出来，只能采用线割或者电火花的加工方式，导致无法批量生产；而本发明喷射口11的内交角≥180°能实现数铣加工，生产效率高，满足批量生产要求，从而降低加工成本。

如下表所示，为零件几种补气孔1的加工成本对比。方案1至方案4的喷射口11的结构参见图9至图14，方案3、方案5和方案6为本发明补气增焓结构的方案，喷射口11的结构分别参见图5和图3。如图9，方案1中构成喷射口11的几条曲线的内交角均小于180°，形成的尖角只能采用线割或电火花的方式加工；如图10，方案2中有两条曲线的内交角小于180°，也只能采用线割或电火花的方式加工。几个方案中方案4的成本最高，参见图12-图14，因为补气孔开设在下法兰，补气孔为盲孔，而且开口很小(半径为0.25mm)，需要铣刀直径非常小，造成铣刀非常容易断裂，正常铣刀无法下刀加工，只能采用电火花方式加工，加工节拍慢，成本最高。方案1和方案2虽然无法采用正常的铣刀加工，但是补气孔1是通孔，可以采用线切割加工，节拍比方案4快，成本比方案4低，但是同样也无法满足批量需求。如图11，方案3中构成喷射口的曲线的内交角虽然均大于180度，但圆角的半径为0.4mm，可以采用直径为0.8mm的铣刀加工(属于曲率K≤2的情况)，生产效率得到了提升，但是由于铣刀直径偏小，铣刀易断，成本仍然偏高。方案5和方案6采用铣刀加工，生产效率高，满足批量需求，且成本低。

方案	方案1和2	方案4	方案3	方案5	方案6
						加工方法	线切割	电火花	数铣	数铣	数铣
加工节拍	18min/件	45min/件	5min/件	30S/件	30S/件
						加工成本	5.5元	18元	3元	0.4元	0.4元

构成喷射口11的曲线上任意一点的曲率为K，满足K≤2。曲线的曲率最大值为K，则加工时所选用的铣刀直径D一般选用原则为：D＝2/K；加工时，采用直径D大于等于1mm的铣刀加工时，能够满足生产成本要求。当采用小于直径1mm的铣刀加工时，加工节拍较慢，成本高。因此K≤2时可以采用圆形的铣刀进行加工，而不采用线切割或电火花等加工方式进行加工，从而大大地提升了加工效率，实现了批量化生产，同时大幅度地降低了成本。

作为可选地实施方式，曲线上任意一点的曲率为K，满足K≤1.33；当铣刀直径尺寸D大于等于1.5mm时，加工节拍进一步得到提高，成本降低，便于批量生产。

作为可选地实施方式，如图15所示，补气增焓结构的喷射口11具有无效区域111，存在为喷射口11开设让位的设计。即开设在端盖上的喷射口11存在部分区域，在曲轴滚子6旋转过程中，该部分区域始终不被打开。滚子6外圆最小距离点扫过的区域为一个圆(也称之为标定圆：滚子6外半径为R，滚子圆心与气缸端盖圆心的圆心距离为e，则以气缸端盖圆心为圆心并以(R-e)为半径的圆为标定圆)，喷射口11在圆内区域的所有点均不会暴露在气缸3压缩腔内。设置在此区域的喷射口11是无效的部分。图15中阴影部分示出了该无效区域111，即让位设计。从设计上，喷射口11始终不被打开的区域，实际会对能效有轻微的降低。因为喷射口11越大，补气孔1内压力波动的气态冷媒就越多，压力波动消耗了功率。但是为了实现加工从而牺牲了这一小部分能效。因为可以开设增焓孔(补气孔1)的区域过小会导致铣刀不能选用太大，从而使得正常效率不高，成本太高，无法量产。

作为可选地实施方式，开设在端盖上的补气口，全部或者存在部分区域，设置在滚子6内圆的旋转覆盖区域内。一般地，大多数机型不具备开设增焓口的条件，或可以开设喷射口11的区域很小，如图19所示，无法满足上述异形孔的设置。因此，将原滚子6内孔的高压区域填充为实体部分或将原滚子6内孔高压区域设置为补气压力区域。

优选地，如图18所示，通过滚子止推面曲轴结构变化将上述区域填充为实体，从而实现了上述补气孔1的设置。曲轴偏心部运转一周过程中，接触增焓孔(补气孔1)的区域部分为实体部分，且该实体部分接触增焓孔时，凭借此实体部分将增焓孔关闭。如此设置，扩大了增焓孔可开设区域，提升了增焓效果。

作为可选地实施方式，喷射口11由两段相交的腰形孔组成，如图1所示。两段腰形孔的外圆边界分别为滚子6转至某角度时，开始打开补气孔1的边界，和滚子6转至某角度时，滚子关闭补气孔1的边界。且两段腰形孔的大半径为R_外，小半径为R_内，滚子外半径为R，满足0.95≤R_外/R≤1.05，且1mm≤R_外-R_内≤3mm；按最理想的设计方法，R_外＝R时，但是零件加工存在误差，因此满足0.95≤R_外/R≤1.05。R_外-R_内在很多情况下，其取值应当尽量小，但是当R_外-R_内＜1mm时，需要使用直径小于1mm的铣刀进行加工，加工效率低，成本高。当铣刀直径≥3mm时，零件加工效率不再得到明显提升，没有必要再继续牺牲能效来方便加工。

作为可选地实施方式，喷射口11相交位置为圆角过渡；且两腰型孔外侧圆弧的过渡圆角满足r≥1mm，此时k≤1,铣刀直径D大于等于2mm，加工节拍进一步得到了提高。

作为可选地实施方式，气缸3中心与两个腰形孔中心线交点的连线作为分割线，将异形孔分割为两部分，靠近吸气部分的面积S1＞靠近排气部分的面积S2。如此设置，可以使得补气孔1打开更加及时，并且后面可能存在回流的区域少，从而提升补气增焓效果，提升压缩机能效。如图16所示。

作为可选地实施方式，补气增焓结构的喷射口11为一段腰形孔。且腰形孔的大半径为R_外，小半径为R_内，滚子外半径为R，满足0.95≤R_外/R≤1.05，且1mm≤R_外-R_内≤3mm；两段腰型孔的外圆边界分别为滚子转至某角度时，开始打开补气口的边界。实际上，当补气孔开设口够大时，S2面积减小至零后，简化了补气口结构，有利于补气孔的加工和检验。

另一方面，本发明提供了一种增焓或喷液压缩机，采用上述的补气增焓结构。如图17所示，该压缩机包括气缸端盖、气缸3、滚子6、曲轴、补气通道5以及补气增焓结构。在气缸端盖(下法兰2、上法兰或隔板)上设置有补气孔1，通过补气孔1向气缸3内补气。该补气孔1的喷射口11为非圆形的结构，圆形结构是加工效率最高，成本最低的结构，但是对于此增焓压缩机，可以开设的圆形的增焓孔面积太小，导致增焓效果不佳。采用非圆形的异形口，可以在有限的区域内最大限度地加大增焓面积提升增焓效果，而且喷射口11由平滑的曲线构成，或喷射口11由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°，这样设置能实现数铣加工，生产效率高，满足批量生产要求，从而降低加工成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种补气增焓结构，其特征在于，包括补气孔，所述补气孔的喷射口位于气缸的内腔端面，所述喷射口的一侧连接压缩机的压缩腔，所述喷射口的另一侧连接补气通道，且所述喷射口为异形口；所述喷射口由平滑的曲线构成，或所述喷射口由若干条曲线相交形成且任意两条相交曲线的内交角均＞180°。

2.根据权利要求1所述的补气增焓结构，其特征在于，所述曲线上任一点的曲率为K，且K≤2。

3.根据权利要求2所述的补气增焓结构，其特征在于，所述曲率K≤1.33。

4.根据权利要求1所述的补气增焓结构，其特征在于，所述喷射口由腰形孔构成。

5.根据权利要求4所述的补气增焓结构，其特征在于，所述喷射口由两段相交的腰形孔组成，且两段腰形孔的相交处为圆角过渡。

6.根据权利要求4所述的补气增焓结构，其特征在于，腰形孔的大半径为R_外，小半径为R_内，滚子外半径为R，满足0.95≤R_外/R≤1.05，且1mm≤R_外-R_内≤3mm。

7.根据权利要求4所述的补气增焓结构，其特征在于，所述喷射口由两段相交的腰形孔组成，以两段腰形孔的中心线的交点与气缸中心的连线作为分割线，将所述异形口分割为两部分，其中之一靠近气缸吸气部分的面积S1＞其中另一靠近气缸排气部分的面积S2。

8.一种压缩机，其特征在于，包括气缸端盖、气缸、滚子、曲轴、补气通道以及权利要求1-7任一所述的补气增焓结构，且所述补气孔开设于所述气缸端盖上。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述气缸端盖为压缩机的下法兰、上法兰或隔板。

10.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述喷射口的全部或部分位于所述滚子的内圆的旋转覆盖区域内。

11.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述喷射口存在无效区域；滚子外半径为R，滚子圆心与气缸端盖圆心的圆心距离为e，则以气缸端盖圆心为圆心并以(R-e)为半径的圆为标定圆；所述喷射口与所述标定圆的重合区域即为所述喷射口的无效区域。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述曲轴的靠近偏心部一侧的端部径向延伸至所述曲轴的外轮廓线处，将所述滚子的内孔的高压区填充为实体。

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