CN1279351A - 双头活塞压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种双头活塞压缩机,其包括一对相对的排放腔。每个排放腔由大环形壁和小环形壁确定。环形壁绕驱动轴的轴线设置。限制壁形成于每个壳体中并位于每个排放腔中。每个限制壁大致径向延伸,与排放腔之出口附近的环形壁相连。因此每个排放腔构成一个气体通道,该气体通道环绕着驱动轴的轴线从限制壁向出口延伸。从缸孔经排放口排向每个排放腔的压缩制冷气体沿同一方向流向出口。因此削弱了压缩气体脉冲。

Description

双头活塞压缩机
本发明涉及一种用于汽车空调中的双头活塞压缩机。
如图7所示，通常的双头活塞压缩机包括相互连接在一起的前、后缸体101、102。前端壳体103与前缸体101的一端相连。后端壳体104与后缸体102的另外一端相连。
驱动轴105由缸体101、102和前端壳体103可转动地支承着。缸体101、102上具有缸孔106。前缸体101上的缸孔106与后缸体102上的缸孔相对应。双头活塞107容纳在缸孔106中，并通过旋转斜盘108与驱动轴105相连。在每个前端壳体和后端壳体103、104上设有吸入腔109和排放腔110。
旋转斜盘108可将驱动轴105的转动转化为活塞107的往复运动。活塞107将制冷气体抽到相应的缸孔106中，压缩所述气体，并将所述气体排放到排放腔110中。然后，将压缩的制冷气体传送到外部制冷回路中。
每个活塞107间歇地从相应的缸孔106排出制冷气体。压缩气体的间歇排放产生压力脉动，使得外部制冷回路产生振动和噪声。因此，在图7所示的压缩机中，在缸体101、102的外圆周部分上设有消音器腔118。从前、后排放腔110排出的制冷气体流入消音器腔118中。在将制冷气体传送给外部制冷回路之前，消音器腔118削弱了制冷气体的压力脉动。
过去，压力脉动的削弱是通过增大消音器腔118的体积来实现的，这样就增大了压缩机的尺寸。然而，需要在不增大压缩机尺寸的情况下提高对压力脉动的削弱。
本发明的目的就是要提供一种双头活塞压缩机，在不增大压缩机尺寸的情况下，就可削弱排出气体的压力脉动。
为实现上述目的，本发明提供一种压缩机，其包括驱动轴和由该驱动轴支承的驱动盘。活塞与驱动盘相连。活塞包括两个相对的活塞头，且驱动盘可将驱动轴的转动转化为活塞的往复运动。一对压缩腔对应于活塞头。一对排放腔对应于压缩腔。每个压缩腔通过各自的排放口与对应的一个排放腔相连。活塞头在相应的压缩腔中压缩气体，并将压缩的气体从相应的压缩腔排放到相应的排放腔。每个排放腔具有一个压缩气体出口。在每个排放腔中设有限制壁。每个限制壁可限制压缩气体在相应排放腔中的流动，以便相应排放腔中的压缩气体可环绕驱动轴轴线沿一个方向从排放口流向出口。
本发明的其它特点和优点可通过下面结合附图对本发明实施例所进行的描述中得出。
通过结合附图对本发明优选实施例的描述，可很好地理解本发明以及本发明的目的和优点。
图1是本发明实施例的双头活塞压缩机沿图3中线1-1所剖的横截面图；
图2是沿图1中线2-2的横截面图；
图3是沿图1中线3-3的横截面图；
图4是沿图3中线4-4的横截面图；
图5是阀板组件的分解图；
图6是图1所示压缩机的压力脉动削弱示意图；
图7是现有技术的双头活塞压缩机的横截面图。
下面将对本发明实施例的用于汽车空调中的双头活塞压缩机进行描述。
如图1和4所示，安装有前、后缸体11、12。前端壳体13通过前端阀板组件14连接到前缸体11的前端。后端壳体15通过后端阀板组件14连接到后缸体12的后端。
每个缸体11、12和壳体13、15构成外壳组件。前缸体11和前端壳体13构成前端外壳组件，后缸体12和后端壳体15构成后端外壳组件。
驱动轴16由缸体11和12通过一对径向轴承17支承。驱动轴16的前端穿过前端壳体13并伸出到外面。驱动轴16与外部驱动源(例如：汽车发动机(未示出))相连，并由外部驱动源驱动。轴封35设置在前端壳体13和驱动轴16之间，用来防止制冷气体从前端壳体13中泄漏出来。
每个缸体11、12上设有缸孔18(该实施例中是五个)。每个缸体11、12的缸孔18平行于驱动轴16的轴线L，并与该轴线是等间隔的，并且它们相互之间是等角度分布的。前缸体11的缸孔18与后缸体12的缸孔相对于与驱动轴16垂直的平面对称。双头活塞19位于每一对相互对准的缸孔18中。压缩腔形成于每个缸孔中，并位于相应的活塞19和相应的阀板组件14之间。因此，该压缩机共有10个压缩腔。
在前、后缸体11和12之间设有曲柄腔20。在曲柄腔20内，驱动盘也就是旋转斜盘21固定在驱动轴16上。每个活塞19通过一对蹄形块22连接在旋转斜盘21的边缘处。通过旋转斜盘21和蹄形块22，驱动轴16的转动可转化为活塞19的往复运动。
如图1所示，在缸体11、12的外圆周部分上分别设有消音器外壳23。每个消音器外壳23与其它的消音器外壳23相通。当缸体11、12连接在一起时，消音器外壳就连接在一起，并构成消音器腔24。
如图2和3所示，在每个壳体13、15内设有排放腔27。且在每个壳体13、15内设有吸入腔25，以环绕着对应的排放腔27。吸入腔25通过吸入通道26(见图4)与曲柄腔20相连。每个壳体13、15具有大致为环形的隔板28，它将相应的吸入腔25与相应的排放腔27分开。
如图2和3所示，每个隔板28连接在对应的壳体13、15的周壁上。因此，每个排放腔27的部分伸向对应的壳体13、15的周壁。每个排放腔27的边缘部分形成连通腔27a。每个连通腔27a通过相应的排放通道29(见图1)与消音器腔24相连。前、后连通腔27a是对称的，并沿平行于驱动轴16之轴线L的直线大致对中。每个排放通道29具有入口29a。每个入口29a可用作相应连通腔27a也就是排放腔27的出口。排放通道29与驱动轴16的轴线L对准并平行于该轴线。
如图4所示，曲柄腔20通过外部制冷回路R与消音器腔24相连。外部制冷回路R包括冷凝器、蒸发器、膨胀阀和类似装置(未示出)。外部制冷回路R和压缩机构成空调的制冷循环回路。
如图5所示，每个阀板组件14包括吸入阀板31、配流盘32、排放阀板33和挡板34。板31-34从相应的缸体11、12到相应的壳体13、15按顺序轴向排列。图5示出了后端阀板组件14。前端阀板组件14包括通孔14a(见图1)。驱动轴16穿过通孔14a。除了通孔14a之外，前端阀板组件14与后端阀板组件14是相同的。
每个配流盘32包括吸入口32a，吸入口32a与五个缸孔18相对应。每个吸入口32a将对应的缸孔18与最近处的吸入腔25连接在一起。吸入阀31a是一种簧片阀，其位于每个吸入阀板31上，与吸入口32a相对应。每个配流盘32还包括与缸孔18相对应的排放口32b。排放口32b将对应的缸孔18与最近处的排放腔27连接在一起。排放阀33a是一种簧片阀，其由与排放口32b相对应的排放阀板33构成。
每个排放阀板33包括基盘33b。排放阀33a从基盘33b沿径向伸出。每个挡板34包括与排放阀33a相对应的挡片34a。挡片34a确定了相应排放阀33a的最大开口度。
如图1-4所示，环形壁37的中心位于驱动轴16的轴线L上，并从壳体13、15的内壁向阀板组件14延伸。排放腔27位于环形壁37和隔板28之间。
当壳体13、15通过阀板组件14而与相应的缸体11、12相连时，环形壁37压靠在阀板组件14的中央部分上，也就是挡板34的中央部分。因此，阀板组件14的中央部分被压在环形壁37和缸体11、12之间。环形壁37的外径略小于排放阀板33的基盘33b的外径。因此，基盘33b就牢牢地固定在配流盘32和挡板34之间。
驱动轴16穿过前端壳体13的环形壁37。环形壁37压靠在阀板组件14上，并将排放腔27与环形壁37内的空间分隔开来。
当驱动轴16转动而带动活塞19循环运动时，通过相应的吸入口32a和吸入阀31a将制冷气体从吸入腔25吸到缸孔18中。然后，缸孔18中的制冷气体经压缩并通过相应的排放口32b和排放阀33a排放到排放腔27中。
压缩的制冷气体从排放腔27经相应的连通腔27a和排放通道29流入消音器腔24。消音器腔24削弱了压缩制冷气体的压力脉动，并将气体送入外部制冷回路R。这就抑制了压力脉动所引起的噪声和振动。
下面将对该实施例的结构进行描述。如图2和3所示，限制壁38形成在前端和后端壳体13、15上。限制壁38将环形壁37与隔板28连接在一起。限制壁38从轴线L径向伸出。前端壳体13的限制壁38和后端壳体15的限制壁38相互呈镜像，并位于同一平面内。
连通腔27a附近的两个相邻排放口32b用D1和D2表示。每个限制壁38位于排放口D1和D2之间。排放口D2离开连通腔27a位于限制壁38的相反侧。从排放口D2到连通腔27a的气体通道长于其它排放口32b到连通腔27a的气体通道。每个排放腔27从限制壁38附近成环形地向连通腔27a延伸。五个排放口32b沿相应的排放腔27延伸的方向排列。因此，从五个排放口32b排向排放腔27的制冷气体沿环形壁38以相同的方向流向连通腔27a。在前、后排放腔27中的流动方向是相同的。
前、后排放腔27是对称的并具有相同的体积。前、后排放口32b构成相互对准的一对，且每一个都与活塞19中的一个相对应。从一对相互对准的排放口32b到排放通道29之入口29a的距离是相同的。排放通道29是对称的，且其尺寸是相同的。因此。从每个相互对准的一对排放口32b到消音器腔24的气体通道是相同的。
如图2和4所示，在前端壳体13上设有一对供油通道39。供油通道39将前吸入腔25与前环形壁37的内部空间连接起来。每个供油通道39从吸入腔25向驱动轴16延伸，并穿过前排放腔27。供油通道39位于从排放腔27的内壁延伸的径向壁40上。每个径向壁40穿过前排放腔27，但未分隔开前排放腔27。也就是说，气体可在径向壁40和阀板组件14之间流动。
如果供油通道39是环绕排放腔27的，那么制造供油通道39就非常困难，且需要增大前端壳体来容纳供油通道39，而这会增大压缩机的尺寸。然而，在该实施例中，供油通道39是直的，且穿过排放腔27，这就方便了供油通道39的制造，并减小了压缩机的尺寸。包括雾化油的制冷气体从前吸入腔25经供油通道39供应到密封件35附近。包括在制冷气体中的油可对密封件35进行润滑和冷却。
在后端壳体15中不必设有图2中的径向壁40，也就不需要设置供油通道39。然而，如图3所示，后端壳体15包括与前径向壁40相同的等效径向壁41，其可使前、后排放腔27相同。等效径向壁41和前径向壁40相对于与轴线L垂直的平面对称。
只要尺寸偏差处于误差范围之内，就可忽略排放腔27在制造过程中所产生的尺寸偏差。即使前、后排放腔27不完全相同，只要尺寸偏差处于误差范围内，就可认为它们是对称的。
下面将对该实施例的操作过程进行描述。由于在该实施例中前、后排放腔27是对称的，因此，前、后排放腔27的压力脉动波形是相同的。当位于一个前端缸孔18中的一个活塞19进行压缩冲程时，在相应的后端缸孔18中就进行吸入冲程。因此，前排放腔27的压力脉动波形与后排放腔27的压力脉动波形是反相的。
排放腔27中的压缩气体经对称的排放通道29而流入消音器腔24。因此，压力脉动的反相分量相互抵消，减小了制冷气体的压力脉动。
排放腔27从限制壁38附近成环形地向连通腔27a延伸。因此，从五个排放口32b排向对应排放腔27的制冷气体沿环形壁37以相同的方向流向连通腔27a。
形成于前排放腔27中的径向壁40与位于前排放腔27中的气体通道的横截面面积具有很大的不同。而且，位于后排放腔27的等效壁41也明显不同于位于后排放腔27中的气体通道的横截面面积。前径向壁40和等效壁41增进了排放腔27的消音功能，促使压力脉动得到削弱。
图6显示了图1所示压缩机的压力脉动削弱量和另一个压缩机的压力脉动削弱量之间的比较结果。在该图中，实线表示图1所示的压缩机，虚线表示另一个压缩机。另一个压缩机与图1所示压缩机的不同之处在于该压缩机不包括限制壁38。
排出气体的压力脉动频率由驱动压缩机的发动机的转速确定。当发动机转速达到一定值时，脉冲频率就可达到外部制冷回路管路的固有频率。因此，如图6所示，管路发生共振，管路振动量急剧增大。但在该实施例的压缩机中，与另一个压缩机的振动量相比，振动量的峰值受到了限制。
在该实施例中，在不增大压缩机尺寸的情况下，排出气体的脉冲得到了有效地抑制。
将分别位于各自的缸体11、12上的消音器外壳23连接在一起就构成了消音器腔24。换句话说，当前、后缸体11和12装配在一起时，就构成了消音器腔24。因此，不需要单独的部件来构成消音器腔24，并且也不需要另外的安装步骤，这降低了制造成本。
显然，在不脱离本发明实质和范围的情况下，本发明可具有多种具体的实施方式。特别是，本发明还具有以下的实施方式。
本发明可用于其它类型的压缩机，如带有可用作驱动盘的波形凸轮盘的双头活塞压缩机。
消音器腔24也可设置在压缩机的其它部件上。例如，消音器腔24可位于前端壳体13和前缸体11之间或者位于后缸体12和后端壳体15之间。
因此，该实施例和实施方式应当认为是示意性的而不是限制性的，本发明并不局限于上述具体实施方式，在所述权利要求书的范围内可作出很多的修改。

Claims (9)

1．一种压缩机，包括：
驱动轴(16)；
由驱动轴(16)支承的驱动盘(21)；
活塞(19)，该活塞与驱动盘(21)相连，其中活塞(19)包括两个相对的活塞头，且驱动盘(21)可将驱动轴(16)的转动转化为活塞(19)的往复运动；
一对压缩腔，所述压缩腔与活塞头相对应；和
一对排放腔(27)，所述排放腔与压缩腔相对应，其中每个压缩腔通过各自的排放口(32b)与对应的一个排放腔(27)相连，其中活塞头在相应的压缩腔中压缩气体，并将压缩的气体从相应的压缩腔排放到相应的排放腔(27)，其中每个排放腔(27)具有一个压缩气体出口(27b)，其特征在于：
在每个排放腔(27)中设有一个限制壁(38)，其中每个限制壁(38)可限制压缩气体在相应的排放腔(27)中的流动，以便相应排放腔(27)中的压缩气体可环绕驱动轴(16)的轴线(L)沿一个方向从排放口(32b)流向出口(27b)。
2．根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：每个排放腔(27)构成一个气体通道，该气体通道环绕着驱动轴(16)的轴线(L)从相应的限制壁(38)向相应的出口(27b)延伸。
3．根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：每个排放腔(27)位于大直径环形壁(28)和小直径环形壁(37)之间，其中环形壁(28、37)的中心位于驱动轴(16)的轴线(L)上，且每个限制壁(38)大致沿径向延伸，并在出口(27b)附近连接于环形壁(28、37)。
4．根据权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于：活塞(19)是围绕驱动轴(16)之轴线(L)设置的多个活塞中的一个，其中这对压缩腔是分别对应于这些活塞的多对压缩腔中的一对，其中这对排放口(32b)是分别对应于多对压缩腔的多对排放口(32b)中的一对，其中排放口(32b)通向相应的排放腔(27)，且排放口(32b)沿气体通道布置。
5．根据权利要求1-4中任一项所述的压缩机，其特征在于：排放腔(27)的出口(27b)和限制壁(38)相对于与驱动轴(16)的轴线(L)垂直的平面是对称的。
6．根据权利要求1-5中任一项所述的压缩机，其特征在于：排放腔(27)的形状和尺寸是相同的，且该压缩机还包括：
气体接受腔(24)，它可接受从排放腔(27)排出的压缩气体；
一对排放通道(29)，它可将排放腔(27)与气体接受腔(24)连接在一起，其中排放通道(29)的长度是相同的。
7．根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：接受腔是一个消音器腔(24)，其可削弱压缩气体脉冲。
8．根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：具有两个壳体(11、12)和两个消音器外壳(23)，在装配压缩机时，两个壳体(11、12)被连接在一起，两个消音器外壳分别整体形成在各壳体上，其中在装配压缩机时，消音器外壳(23)被连接在一起形成消音器腔(24)。
9．根据权利要求1-8中任一项所述的压缩机，其特征在于：
一对吸入腔(25)，其分别围绕排放腔(27)设置，其中每个活塞头将混入了润滑油的气体从相应的吸入腔(25)吸入相应的压缩腔中；
轴封(35)，其设置在驱动轴(16)的周围，以防止气体沿驱动轴(16)泄漏；
供油通道(39)，其从其中一个吸入腔(25)通过相应的排放腔(27)延伸到轴封(35)附近；
通道元件(40)，其位于其中一个排放腔(27)中，其中供油通道限定在该通道元件中；和
等效元件(41)，其位于其它的排放腔(27)中，其中等效元件(41)与通道元件(40)是对称的。
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