CN1144953C - 旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

公开了一种低工作噪音型的旋转压缩机。该压缩机包括：壳体；设置在壳体内部的旋转轴；一个偏心固定在旋转轴上的辊轮，它偏心可旋转地设置在汽缸内以便在汽缸中形成一个可变的吸取室和一个可变的压缩室。还包括一个在汽缸内表面上致冷剂排放冲程起始点附近的某位置形成的分路通道，从而允许所述压缩和排放工作室在每个排放冲程起始阶段借助分路通道彼此连通。

Description

旋转压缩机

发明领域

本发明涉及旋转压缩机，更具体而言，涉及低工作噪音型的旋转压缩机，它在汽缸内表面上流体排放冲程起始点附近的位置具有一个分路通道，可以有效地减少在排放冲程初始阶段产生超压脉冲，从而有效地降低在汽缸压缩室内由压力脉冲导致的冲击激振力和有效降低在宽频率范围内的冲击噪音。

背景技术

本领域的技术人员众所周知，压缩机是用来压缩流体如液体或气体至期望压力的机器，并优选和广泛应用到各种应用场合。由于压缩机用来压缩制冷循环中的致冷剂以及决定这类制冷系统的工作能力和工作效率，因此被认为是各种制冷系统如空调或电冰箱中的重要组件。传统的压缩机分为两种类型：旋转压缩机和旋涡压缩机。在两种压缩机中，旋涡压缩机与传动装置一起利用旋转涡轮相对固定涡轮的旋转动作来压缩致冷剂。另一方面，旋转压缩机通过辊轮压缩致冷剂，辊轮与驱动单元协同工作，并在汽缸的内膛内偏心旋转。

图1和图2表示传统旋转压缩机的的构造。如图所示，传统旋转压缩机包括一个壳体10，它具有引导致冷剂进入壳体10的致冷剂进入口10a和将致冷剂从壳体10排出的致冷剂出口10b。一个定子11固定在壳体10内，而转子12在受到电激励时会相对于定子11在电磁作用下转动。具有偏心部分(13’)的旋转轴13和转子12的中心轴是一体的，并与转子12一起转动。辊轮17固定在旋转轴13的偏心部分(13’)上并设置在汽缸16的内膛16a中。汽缸16具有吸取口21和排放口22，并按照辊轮17在内膛16a中的偏心旋转运动来压缩经吸取口21吸入到内膛16a中的工作流体，以及通过排放口22从内膛16a中排放压缩流体。

在汽缸16的内膛16a中靠近排放口22的位置处设置一个叶片18，它通常由弹簧19偏压，从而和辊轮17的外表面弹性接触。上述叶片18将汽缸16和辊轮17之间形成的工作室分隔成一个可变的吸取室16b和一个可变的压缩室16c。在汽缸16的排放口22中设置一个排放控制阀(未示出)，用来控制排放口22，从而当辊轮17在汽缸16中以预定角度充分旋转时允许排放口22排放汽缸16中的压缩流体。在汽缸16中的上部位置安装一个主轴承14，而在汽缸16中的下部位置安装一个副轴承15。

上述传统旋转压缩机工作如下：即，当压缩机被电激励时，转子12和旋转轴13一起相对于定子11转动。因此，辊轮17在汽缸内膛16a中偏心旋转，同时和汽缸16的内表面相切。当辊轮17在汽缸内膛16a中偏心旋转时，致冷剂经吸取口21进入到内膛16a中。这样，随着辊轮17在汽缸内膛16a中偏心旋转，由辊轮17、汽缸16的内表面和叶片18构成的压缩室16c体积逐渐减小，从而使致冷剂逐渐被压缩。当致冷剂压力达到预定参考水平时，排放控制阀打开，从而允许压缩后的致冷剂经过排放口22从汽缸16中排出。随后，排放的压缩气体通过压缩机壳体10上的致冷剂出口10b从压缩机中排出。

在视图中，参考数字20表示收集器。

图3是和图2对应的截面图，表示安装在传统旋转压缩机汽缸内的谐振器。如图所示，一个设计用于降低预定频段的工作噪音的谐振器40被设置在汽缸16内以便和排放口22连通。由于谐振器40的存在，压缩机降低了汽缸16的致冷剂压缩冲程中由汽缸16中的致冷剂气体导致的冲击噪音。谐振腔40还可防止在汽缸16致冷剂排放冲程中不希望的压力脉冲从汽缸16中快速排放，从而降低了致冷剂排放冲程中的工作噪音和振动。根据声共振决定的谐振腔形状和压力主通道的形状确定谐振器40的谐振频段。

可是，由于谐振腔形状和压力主通道形状是固定的，因此汽缸16的谐振腔40的谐振频段也是固定的。此外，由于在致冷剂压缩冲程中，压缩室16c体积逐渐减小，因此压缩室16c的内部压力连续变化，同时压力脉冲通过排放口22从汽缸16排放掉。因此，压缩机不可避免地产生不同频段的工作噪音，而且，具有固定谐振频段的谐振器40不能有效地减少压缩机中的压力脉冲。

此外，在压缩机工作的初始阶段，润滑油可能不希望地从汽缸内膛16a进入谐振器40的谐振腔。在上述情况下，由于谐振器40的压力主通道位于谐振腔之上，因此在压缩机工作过程中几乎不可能有效地从谐振器40中去除润滑油。残留在谐振腔的润滑油数量在压缩机工作过程中是变化的，并改变谐振器40的降噪特性。因此，谐振器40不能保持其设计的降噪特性，不能实现其预期的降噪效果。

此外，由于谐振器40位于排放管道的中部并和排放口22连通，因此会增加在压缩致冷剂排放冲程的最后阶段在压缩室16c中残留的‘死腔’体积，其中，‘死腔’不能从汽缸16排放压缩致冷剂。这样，残留在死腔的高度压缩的致冷剂气体会在排放冲程之后返回到汽缸内膛16a的吸取室16b，从而导致完全压缩的致冷剂再膨胀并降低压缩机的压缩效率。

发明内容

因此，本发明考虑到在现有技术中出现的上述问题，其一个目的是提供一个低工作噪音型的旋转压缩机，它在汽缸内表面上流体排放冲程起始点附近的位置具有一个分路通道，可以有效地减少在每个排放冲程的初始阶段产生超压脉冲，从而有效地降低在汽缸压缩室内由压力脉冲导致的冲击激振力和有效降低在宽频率范围内的冲击噪音。

为达到上述目的，本发明提供一种旋转压缩机，它包括：壳体；设置在壳体内部的旋转轴；一个偏心固定在旋转轴上的辊轮，它偏心地，可旋转地设置在汽缸内以便在汽缸中形成一个可变的吸取室和一个可变的压缩室；还包括一个在汽缸内表面上距离致冷剂排放冲程起始点±10°的角度范围区域内形成的分路通道，从而允许所述压缩和排放室在每个排放冲程起始阶段借助分路通道彼此连通。

附图说明

结合附图，按照下述详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点会更容易理解，其中：

图1是一个截面图，表示传统旋转压缩机的构造；

图2是一个截面图，表示传统旋转压缩机的汽缸和偏心辊轮；

图3是和图2对应的截面图，表示在传统旋转压缩机的汽缸内部安装的谐振器；

图4是一个截面图，表示按照本发明优选实施例的旋转压缩机的汽缸和偏心辊轮；

图5是本发明旋转压缩机的截面图，表示在带有分路通道的汽缸中的致冷剂流；

图6是一个曲线图，表示本发明的旋转压缩机与传统旋转压缩机相比，压力作为偏心辊轮在旋转压缩机汽缸内转动角度的函数；

图7是一个波形图，表示本发明的旋转压缩机与传统旋转压缩机相比，工作噪音作为旋转压缩机频率的函数；

具体实施方式

图4是一个截面图，表示按照本发明优选实施例的旋转压缩机的汽缸和偏心辊轮。图5是本发明旋转压缩机的截面图，表示在具有分路通道的汽缸中的致冷剂流。

如图所述，按照本发明优选实施例的旋转压缩机的大致形状与图1传统旋转压缩机的形状相同，但是在汽缸16内表面上靠近致冷剂排放冲程起始点位置上有一个分路通道60，其中所述起始点与叶片18间隔逆时针角度θ。

即，按照本发明优选实施例的旋转压缩机包括一个在其内部具有汽缸16的壳体10。汽缸16在其内部构成内膛16a，在汽缸16中有一个致冷剂吸取口21和一个致冷剂排放口22。一个偏心固定在转子12的旋转轴13上的偏心辊轮17，设置在汽缸内膛16a中。辊轮17在内膛16a中偏心旋转并压缩致冷剂。在汽缸内膛16a中有一个叶片18，它由弹簧19偏压，从而和辊轮17的外表面弹性接触。上述叶片18将汽缸16和辊轮17之间形成的工作室分隔成一个低压的可变吸取室16b和一个高压的可变压缩室16c。分路通道60由一个槽形成，它位于汽缸16内表面上且与弹簧偏压叶片18间隔逆时针角度θ的致冷剂排放冲程起始点附近的某位置上。在本发明中，优选设计分路通道槽深度不大于汽缸16高度的20％。在致冷剂排放冲程起始点，辊轮17在压缩室16c内完全压缩致冷剂，并通过由排放控制阀(没示出)打开的排放口22开始将压缩致冷剂从汽缸16排放掉。

在本发明中，分路通道60可以设置在围绕主轴承14的汽缸16上部，也可以设置在围绕副轴承15的汽缸16下部。作为一种选择，还可以在汽缸16上部和下部设置两个分路通道。

此外，分路通道60优选位于汽缸16内表面上在角度范围θ+10°区域内的某位置上。

在本发明的旋转压缩机中，致冷剂吸取和排放冲程在排放控制阀控制之下交替和周期性地进行，其中控制阀周期性地打开和关闭压缩室16c的排放口22。即，在压缩室16c的内部压力高于排放压力时，排放控制阀打开排放口22，这样快速将压力脉冲从压缩室16c排放到压缩机壳体10内。在这种情况下，压缩机通常产生冲击振动和脉冲噪音。可是，本发明的压缩机具有位于汽缸16内表面上且与弹簧偏压叶片18间隔角度θ的致冷剂排放冲程起始点附近某位置上的分路通道。因此，在排放冲程起始点，剩余的高度压缩致冷剂气体通过分路通道60从压缩室16c返回吸取室16b，从而减少了压力脉冲。即，当辊轮17通过排放冲程起始点角度θ，排放控制阀随之打开时，低压吸取室16b和高压压缩室16c通过分路通路60连通。因此，高度压缩致冷剂气体的压力脉冲从压缩室16c排到低压吸取室16b，从而防止了排放压力阀打开时的快速压力变化。因此，在每个排放冲程的初始阶段能够防止不希望出现的致冷剂气体过度压缩。这最终降低了这种由过度压力变化导致的冲击振动和脉冲噪音。

在这种情况下，由于高度压缩的致冷剂气体通过分路通道60从压缩室16c返回吸取室16b，压缩机的致冷剂压缩效率或许会出现不希望的降低。然而，这种通过分路通道60的压缩室16c和吸取室16b的连通在每个排放冲程初始阶段只持续很短的时间。因此，同传统压缩机由于谐振器40对致冷剂过度压缩而导致的效率下降相比，由工作室16b和16c的连通造成的压缩机压缩效率的降低可以忽略。此外，和具有谐振器40的传统压缩机不同，本发明的压缩机没有在压缩致冷剂排放冲程最后阶段不希望出现的任何死腔，并且无需从汽缸16排放压缩致冷剂。因此，本发明的压缩机不存在任何由完全压缩的致冷剂再膨胀所导致的致冷剂压缩效率降低的情况。

图6是一个曲线图，表示本发明的旋转压缩机与传统旋转压缩机相比，压力作为偏心辊轮在旋转压缩机汽缸内转动角度的函数。图7是一个波形图，表示本发明的旋转压缩机与传统旋转压缩机相比，工作噪音作为旋转压缩机频率的函数。如图6所示，与传统旋转压缩机相比，本发明旋转压缩机在角度θ的排放冲程初始点附近位置的压力低。此外，图7的曲线图表明，与传统旋转压缩机相比，本发明旋转压缩机在多种频段内的工作噪音显著降低。

如上所述，本发明的旋转压缩机具有一个分路通道，位于汽缸内表面上且与弹簧偏压叶片间隔逆时针角度θ的致冷剂排放冲程起始点附近的某位置上。该分路通道允许压缩和吸取室在每个排放冲程初始阶段彼此连通。由于这种分路通道，不同于汽缸内带有谐振器的传统旋转压缩机，在每个排放冲程初始阶段，高度压缩的致冷剂气体的压力脉冲被有效地从压缩室排放到吸取室，从而显著降低了当汽缸排放口打开时的快速压力变化。该分路通道可防止在每个排放冲程初始阶段不希望出现的致冷剂过度压缩，从而最终减少由这种过度压力变化所导致的冲击振动和脉冲噪音。

本发明的旋转压缩机能够有效降低从低频段到高频段的多种频段内的工作噪音。因此，本发明旋转压缩机的工作噪音降低3dB或更多。

本发明的旋转压缩机中，压缩效率几乎不受致冷剂过度压缩的影响，从而不大可能由于这类致冷剂过度压缩而降低压缩效率。本发明的旋转压缩机的另一个优点在于，汽缸的压缩室中没有在每个排放冲程最后阶段不希望出现的任何死腔，且无需从汽缸排放压缩致冷剂。因而，本发明的压缩机不存在任何由完全压缩的致冷剂再膨胀所导致的致冷剂压缩效率降低的情况。

尽管为了说明的目的而描述了本发明的一个优选实例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求书所述的本发明的范围和精神的前提下，可以进行各种修改、补充和替换。

Claims (3)

1.一种旋转压缩机，包括：壳体；设置在壳体内部的旋转轴；一个偏心固定在旋转轴上的辊轮，它可旋转地偏心设置在汽缸内以便在汽缸中形成一个可变的吸取室和一个可变的压缩室；还包括：

一个在汽缸内表面上距离致冷剂排放冲程起始点±10°的角度范围区域内形成的分路通道，从而允许所述压缩和排放室在每个排放冲程起始阶段借助分路通道彼此连通。

2.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于所述分路通道是一个形成在汽缸所述内表面上的槽。

3.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于所述槽的深度不大于所述汽缸高度的20％。

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