CN113757116B - 一种气缸组件、压缩装置及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸组件、压缩装置及旋转式压缩机，气缸组件包括第一气缸、中隔板以及第二气缸，第一气缸设置有第一压缩腔，第二气缸设置有第二压缩腔，第二气缸与第一气缸同轴布置，中隔板位于第一气缸和第二气缸之间，中隔板设置有用于连通第一压缩腔和第二压缩腔的分流孔；其中，第一气缸和第二气缸中的至少一个设置有吸气弯槽，吸气弯槽连通分流孔，吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率。通过中隔板的分流孔将单吸气孔的吸气分流到第一气缸的第一压缩腔、第二气缸的第二压缩腔，满足双缸单吸气的需求；吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率，顺畅地引导气流流动及转向，避免流通横截面的剧烈变化，减少流动阻力，提升旋转式压缩机的性能。

Description

一种气缸组件、压缩装置及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种气缸组件、压缩装置及旋转式压缩机。

背景技术

在旋转式压缩机的结构中，压缩装置包括气缸，在气缸内设置有工作腔及滑片槽，工作腔中设有偏心旋转的活塞，滑片槽中设有滑动的滑片，滑片保持抵接活塞的外壁，滑片将工作腔分隔为吸气区域和排气区域，对应于吸气区域和排气区域，设有吸气孔和排气孔。

旋转式压缩机中双缸单吸气的吸气结构已得到广泛的应用，采用单一容量更大的吸气孔吸气，同时通过分流孔输入另一气缸的压缩腔，有利于减少吸气阻力，同时在提升压缩机效率和降低成本方面都带来显著的效果。相关技术中，吸气气流在流动中因为流通横截面剧烈变化，而导致吸气阻力增大，容易出现吸气量不足，从而影响旋转式压缩机的性能。

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，本发明提出一种气缸组件，能够减少吸气阻力，有利于提高吸气量。

本发明同时提出应用上述气缸组件的压缩装置及旋转式压缩机。

根据本发明第一方面实施例的气缸组件，包括第一气缸、中隔板以及第二气缸，所述第一气缸设置有第一压缩腔，所述第二气缸设置有第二压缩腔，所述第二气缸与所述第一气缸同轴布置，所述中隔板位于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述中隔板设置有用于连通所述第一压缩腔和所述第二压缩腔的分流孔；其中，所述第一气缸和所述第二气缸中的至少一个设置有吸气弯槽，所述吸气弯槽连通所述分流孔，所述吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率。

根据本发明第一方面实施例的气缸组件，至少具有如下有益效果：通过中隔板的分流孔将单吸气孔的吸气分流到第一气缸的第一压缩腔、第二气缸的第二压缩腔，满足双缸单吸气的需求；吸气弯槽连通分流孔，吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率，能够顺畅地引导气流流动及转向，避免流通横截面的剧烈变化，减少流动阻力，有利于满足第一气缸和第二气缸的吸气量需求，提升旋转式压缩机的性能。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述中隔板具有抵接所述第一气缸、所述第二气缸的第一侧面，所述吸气弯槽的入口处轴线的切线与所述第一侧面的夹角为α，所述分流孔的轴线为直线，所述分流孔的轴线与所述第一侧面的夹角为β，满足β-α≤8°。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述α还满足45°≤α≤90°。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述吸气弯槽的出口处轴线的切线与所述第一侧面的夹角为γ，满足0≤γ＜α。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一气缸设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有分气孔，所述分气孔连通所述分流孔，所述吸气弯槽设置于所述第二气缸。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第二气缸设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有分气孔，所述分气孔连通所述分流孔，所述吸气弯槽设置于所述第一气缸。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述中隔板设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有两个所述分流孔，所述第一气缸和所述第二气缸均设置有所述吸气弯槽。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述的吸气弯槽的截面积大于等于所述分流孔的截面积。

根据本发明第二方面实施例的压缩装置，包含第一方面实施例所述的气缸组件，气缸组件包括第一气缸、中隔板以及第二气缸，气缸组件采用一个吸气孔，所述中隔板设置有连通吸气孔的分流孔，所述第一气缸和所述第二气缸中的至少一个设置有吸气弯槽，所述吸气弯槽连通所述分流孔，所述吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率，能够顺畅地引导气流流动及转向，避免流通横截面的剧烈变化，减少流动阻力，有利于满足第一气缸和第二气缸的吸气量需求，提升旋转式压缩机的制冷能力。

根据本发明第三方面实施例的旋转式压缩机，包含第二方面实施例所述的压缩装置。

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

本发明的附加方面和优点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为本发明第一方面实施例的气缸组件的剖视图；

图2为图1中气缸组件的第二气缸的剖视图；

图3为图1中气缸组件的中隔板的结构示意图；

图4为图1中气缸组件的第二气缸的结构示意图；

图5为本发明第二方面一些实施例的压缩装置的剖视图；

图6为本发明第二方面另一些实施例的压缩装置的剖视图；

图7为图6的压缩装置中第一气缸的结构示意图；

图8为本发明第二方面另一些实施例的压缩装置的剖视图；

图9为图8的压缩装置中中隔板的剖视图；

图10为本发明第三方面实施例的旋转式压缩机的剖视图。

附图标号如下：

第一气缸100、第一压缩腔101、第一活塞110；

第二气缸200、第二压缩腔201、第二活塞210；

中隔板300、分流孔301、第一侧面302、通孔303；

吸气弯槽400、吸气孔410、分气孔420；

压缩装置500、曲轴510、上轴承520、下轴承530；

旋转式压缩机600、壳体610、电机620、储液器630。

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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

旋转式压缩机是目前广泛应用于制冷设备的一类压缩机，旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动活塞作旋转运动来完成对制冷剂的压缩。旋转式压缩机更适合于小型空调器，特别是在家用空调器上得到广泛应用。

旋转式压缩机的主要优点是：由于活塞作旋转运动，压缩工作圆滑、平稳、平衡。另外旋转式空压机没有余隙容积，无再膨胀气体的干扰，因此具有压缩效率高、零部件少、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低、防护措施完备和耗电量小等优点。随着技术的进步，旋转式压缩机比其它类型的压缩机有较明显的优势，在家用空调器及冰箱等电器上的应用较为普遍，从发展的趋势看，旋转式压缩机将成为市场的主导产品。

相关技术中，部分旋转式压缩机的压缩装置采用两个气缸，并且通过同一个吸气孔吸气，采用单一容量更大的吸气孔吸气，同时通过分流孔进入各个气缸的压缩腔，但是吸入的流体在流动中因为流通横截面剧烈变化，而导致吸气阻力增大，容易出现吸气量不足的问题，从而影响旋转式压缩机的性能。

参照图1至图5，本发明第一方面实施例提出一种应用于旋转式压缩机的气缸组件，气缸组件包括第一气缸100、中隔板300以及第二气缸200，如图5所示，通常第一气缸100布置在上方，第二气缸200布置在下方，而中隔板300位于第一气缸100和第二气缸200之间，中隔板300的作用是分隔开第一气缸100的第一压缩腔101与第二气缸200的第二压缩腔201，第一压缩腔101与第二压缩腔201为同轴布置，在第一压缩腔101中设置有第一活塞110，第二压缩腔201中设置有第二活塞210，通过同一个曲轴510同时驱动第一活塞110、第二活塞210旋转，旋转中的第一活塞110的下端面与中隔板300保持接触，从而围闭成封闭的第一压缩腔101，同样的，旋转中的第二活塞210的上端面与中隔板300保持接触，从而围闭成封闭的第二压缩腔201，中隔板300的中部具有通孔303以供曲轴510穿过，中隔板300与曲轴510之间不接触，不干涉曲轴510的旋转。

可以理解的是，气缸组件仅采用一个吸气孔410，因而在中隔板300上设置有分流孔301，分流孔301用于连通第一压缩腔101和第二压缩腔201，此处应当理解，分流孔301可以是直接连通第一压缩腔101和第二压缩腔201，也可以是间接连通第一压缩腔101和第二压缩腔201，吸气孔410中吸入的流体有一部分经过分流孔301，从而分配至第一压缩腔101和第二压缩腔201，实现双缸单吸气。

可以理解的是，第一气缸100和第二气缸200中的至少一个设置有配合分流孔301的吸气弯槽400，吸气弯槽400的进口连通分流孔301，出口连通第一压缩腔101和/或第二压缩腔201，吸气弯槽400配合分流孔301，将吸气输入到第一压缩腔101和/或第二压缩腔201。

可以理解的是，通常分流孔301是倾斜的，倾向于接近竖直方向，吸气弯槽400的进口与分流孔301类似，而吸气弯槽400的出口接近水平方向，有利于吸入的流体进入第一压缩腔101或者第二压缩腔201。因此吸气弯槽400的进口与出口之间具有较大的角度偏差，为了提升整个吸气通道的连贯性，将吸气弯槽400设置为连续变化的弯曲通道，也即吸气弯槽400的轴线的斜率设为连续变化的，以使得吸气弯槽400与分流孔301的连接处顺畅过渡，能够减少横截面的突变，降低流动阻力，有利于吸气。此处，应当理解的是，斜率是一个数学、几何学名词，是表示一条直线(或曲线的切线)关于(横)坐标轴倾斜程度的量，斜率通常用直线(或曲线的切线)与(横)坐标轴夹角的正切，或两点的纵坐标之差与横坐标之差的比来表示。吸气弯槽400的轴线可以采用圆弧线，满足斜率连续变化的要求，也可以采用抛物线、渐开线等，均能满足斜率连续变化的要求，减少横截面的突变，降低流动阻力。抛物线的定义为平面内与一个定点F和一条直线L的距离相等的点的轨迹叫做抛物线。渐开线的定义为在平面上，一条动直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)作滚动的过程中，此动直线上任意一点的轨迹，称为此基圆的一条渐开线。

可以理解的是，吸气弯槽400的轴线是指吸气弯槽400的各横截面的中心点的连线，由于吸气弯槽400的横截面可以是圆形、椭圆形等规则形状，又或者是其他不规则形状，因此各横截面的中心点是指到吸气弯槽400的所有壁面或大部分壁面距离相等或者接近相等的点，通常是以吸气弯槽400的所有壁面或大部分壁面为基准得出的几何中心。

在旋转式压缩机的运行中，通过中隔板300的分流孔301将单个吸气孔410的吸气分流，满足第一气缸100的第一压缩腔101和第二气缸200的第二压缩腔201的吸气需求，达到双缸单吸气的目的；吸气弯槽400连通分流孔301，吸气弯槽400的轴线的斜率设为连续变化的，能够顺畅地引导气流流动及转向，避免流通横截面的剧烈变化，减少了流动阻力，有利于满足第一气缸100和第二气缸200的吸气量需求，提升旋转式压缩机的性能。

参照图1，可以理解的是，中隔板300的上、下侧面分别抵接第一气缸100、第二气缸200，将中隔板300的上、下侧面均定义为第一侧面302，如图2所示，分流孔301通常是直孔，因而分流孔301的轴线即是直线，分流孔301的轴线与第一侧面302之间形成的夹角定义为β。如图3所示，吸气弯槽400入口处轴线的切线与第一侧面302之间形成的夹角定义为α，应当理解的是，第一气缸100与中隔板300为平面接触以提高密封性能，因此第一气缸100的侧面与第一侧面302平行。设定为α≤β，α与β的差值为0至8°，其中以α＝β为较佳选择，能够使得流经分流孔301的流体顺畅进入吸气弯槽400，最大限度减少流动阻力，再利用连续弯曲变化的吸气弯槽400将吸气导入第一压缩腔101和/或第二压缩腔201，有利于吸气。

可以理解的是，如图1所示，考虑到吸气弯槽400的进口与出口之间具有较大的角度偏差，吸气弯槽400需要转向，因而设定α≤β，能够减少吸气弯槽400的弯曲角度，但是另一方面，角度相差过大会导致气流流动的阻力变大，因此设定α与β的差值不超过8°，既能满足流体顺畅流动的要求，又有利于吸气弯槽400的弯曲转向，便于加工。

参照图3，可以理解的是，夹角α同时还满足45°≤α≤90°，也即是吸气弯槽400入口处轴线的切线偏向于竖直方向，夹角α以夹角β为基准，先满足β-α≤8°，再满足45°≤α≤90°，也即α跟随β的角度改变而改变，在设计上先设定夹角β的角度，再设计夹角α的角度，使得沿吸气的流动方向，流通通道顺畅过渡，减少横截面的剧烈变化，降低流动阻力。

参照图1和图3，可以理解的是，吸气弯槽400出口处轴线的切线与第一侧面302之间形成的夹角定义为γ，设定0≤γ＜α。在设计上，先满足β-α≤8°，再满足45°≤α≤90°，最后满足0≤γ＜α，吸气弯槽400出口处轴线的切线更靠近水平面，有利于吸气流体进入第一压缩腔101或者第二压缩腔201。

参照图4，可以理解的是，吸气弯槽400设在第二气缸200上，吸气弯槽400的一侧为开口，开口同时延伸至第二压缩腔201的内部以及第二气缸200的上端面，吸气弯槽400的另一侧为圆弧形曲面，沿最大直径处开设开口，能够取得较大的流体截面，有利于吸气，而且便于加工，降低成本。

参照图5，可以理解的是，将吸气孔410设置在第一气缸100上，如图4所示，相应的吸气弯槽400设置在第二气缸200，吸气孔410的内壁开设有分气孔420，分气孔420通过分流孔301连通吸气弯槽400。吸气孔410直接连通第一压缩腔101，作为第一压缩腔101的吸气通道，而分气孔420的轴线偏离吸气孔410的轴线，通常是分气孔420与分流孔301同轴布置，作为第二压缩腔201的吸气通道，输气通畅，减少阻力，而且吸气弯槽400为连续变化的弯曲通道，以使得吸气弯槽400与分流孔301的连接处顺畅过渡，能够减少横截面的突变，减少流动阻力，有利于吸气。

参照图6，可以理解的是，也可以将吸气孔410设置在第二气缸200上，如图7所示，相应的吸气弯槽400设置在第一气缸100，吸气孔410的内壁开设有分气孔420，分气孔420通过分流孔301连通吸气弯槽400。吸气孔410直接连通第二压缩腔201，作为第二压缩腔201的吸气通道，而分气孔420的轴线偏离吸气孔410的轴线，通常是分气孔420与分流孔301同轴布置，作为第一压缩腔101的吸气通道，输气通畅，减少阻力，而且吸气弯槽400为连续变化的弯曲通道，以使得吸气弯槽400与分流孔301的连接处顺畅过渡，能够减少横截面的突变，减少流动阻力，有利于吸气。

参照图8，可以理解的是，还可以将吸气孔410设置在中隔板300上，如图9所示，中隔板300设置有两个分流孔301，两个分流孔301均连通吸气孔410，并且是相对布置的，第一气缸100设置有吸气弯槽400并且连通其中一个分流孔301，第二气缸200也设置有吸气弯槽400并且连通另一个分流孔301。从吸气孔410吸入的流体沿两个分流孔301分成两路，分别经过第一气缸100的吸气弯槽400输入第一压缩腔101、经过第二气缸200的吸气弯槽400输入第二压缩腔201。吸气弯槽400为连续变化的弯曲通道，以使得吸气弯槽400与分流孔301的连接处顺畅过渡，能够减少横截面的突变，减少流动阻力，有利于吸气。

可以理解的是，吸气弯槽400的截面积设定为大于或者等于分流孔301的截面积，流体从分流孔301进入吸气弯槽400，避免出现阻挡，有利于吸气。此外，参照图5，以吸气弯槽400设置在第二气缸200为例，沿第二压缩腔201的径向，吸气弯槽400距离第二压缩腔201的中心最远点与分流孔301距离第二压缩腔201的中心最远点设计为重合，在实际装配中要求两点之间的偏差控制在-1至3mm之间，尽量减少流动阻力。可以采用截面积更大的吸气弯槽400以覆盖装配的偏差，避免阻挡吸气。

参照图5，本发明第二方面实施例提出压缩装置500，包括曲轴510、第一活塞110、第二活塞210、上轴承520、下轴承530以及第一方面实施例的气缸组件，气缸组件包括第一气缸100、中隔板300以及第二气缸200，上轴承510连接在第一气缸100的上端，下轴承530连接在第二气缸200的下端，曲轴510贯穿上轴承520、第一气缸100、中隔板300、第二气缸200以及下轴承530，上轴承520和下轴承530为曲轴510提供旋转支撑，第一活塞110和第二活塞210均安装在曲轴510上，由曲轴510驱动，第一活塞110在第一气缸100的第一压缩腔101中偏心旋转，第二活塞210在第二气缸200的第二压缩腔201中偏心旋转，第一活塞110的上、下侧面分别与上轴承520、中隔板300紧密贴合实现密封，第二活塞210的上、下侧面分别与中隔板300、下轴承530紧密贴合实现密封。

气缸组件仅采用一个吸气孔410，中隔板300设置有分流孔301，包括三种结构方案：1、吸气孔410设置在第一气缸100上，如图5所示，吸气弯槽400设置在第二气缸200，吸气孔410的内壁开设有分气孔420，分气孔420通过分流孔301连通吸气弯槽400；2、吸气孔410设置在第二气缸200上，如图6所示，吸气弯槽400设置在第一气缸100，吸气孔410的内壁开设有分气孔420，分气孔420通过分流孔301连通吸气弯槽400；3、吸气孔410设置在中隔板300上，如图8所示，中隔板300设置有两个分流孔301，两个分流孔301均连通吸气孔410，并且是相对布置的，第一气缸100设置有吸气弯槽400并且连通其中一个分流孔301，第二气缸200也设置有吸气弯槽400并且连通另一个分流孔301。

吸气弯槽400的轴线具有连续变化的斜率，能够顺畅地引导气流流动及转向，避免流通横截面的剧烈变化，减少流动阻力，有利于满足第一气缸100和第二气缸200的吸气量需求，提升旋转式压缩机的性能。

可以理解的是，第一气缸100和第二气缸200大致为环形结构，第一压缩腔101和第二压缩腔201的横截面均为圆形，上轴承520设有排气孔(图中未示出)，第一活塞110、第二活塞210旋转一周，完成吸气、压缩、排气的一个完整流程。

参照图10，本发明第三方面实施例提出旋转式压缩机600，包括壳体610、电机620、第二方面实施例的压缩装置500以及储液器630，电机620和压缩装置500安装在壳体610的内部，电机620连接曲轴510，储液器630连通吸气孔410。旋转式压缩机600运行时，电机620驱动曲轴510旋转，压缩装置500从储液器630吸入冷媒，经过吸气、压缩、排气的一个完整流程，输出高温高压的冷媒，用于制冷系统。旋转式压缩机600包含压缩装置500的一切技术方案，具有压缩装置500的所有技术效果，不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (9)

1.一种气缸组件，其特征在于，包括：

第一气缸，设置有第一压缩腔；

第二气缸，设置有第二压缩腔，所述第二气缸与所述第一气缸同轴布置；

中隔板，设置于所述第一气缸和所述第二气缸之间，所述中隔板设置有用于连通所述第一压缩腔和所述第二压缩腔的分流孔；

其中，所述第一气缸和所述第二气缸中的至少一个设置有吸气弯槽，所述吸气弯槽连通所述分流孔，所述吸气弯槽的轴线具有连续变化的斜率,所述中隔板具有抵接所述第一气缸、所述第二气缸的第一侧面，所述吸气弯槽的入口处轴线的切线与所述第一侧面的夹角为α，所述分流孔的轴线为直线，所述分流孔的轴线与所述第一侧面的夹角为β，满足β-α≤8°。

2.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述α还满足45°≤α≤90°。

3.根据权利要求2所述的气缸组件，其特征在于，所述吸气弯槽的出口处轴线的切线与所述第一侧面的夹角为γ，满足0≤γ＜α。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸组件，其特征在于，所述第一气缸设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有分气孔，所述分气孔连通所述分流孔，所述吸气弯槽设置于所述第二气缸。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸组件，其特征在于，所述第二气缸设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有分气孔，所述分气孔连通所述分流孔，所述吸气弯槽设置于所述第一气缸。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸组件，其特征在于，所述中隔板设置有吸气孔，所述吸气孔的内壁设置有两个所述分流孔，所述第一气缸和所述第二气缸均设置有所述吸气弯槽。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸组件，其特征在于，所述的吸气弯槽的截面积大于等于所述分流孔的截面积。

8.压缩装置，其特征在于，包含如权利要求1至7中任一项所述的气缸组件。

9.旋转式压缩机，其特征在于，包含权利要求8所述的压缩装置。

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