CN205349744U - 气缸和具有其的回转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气缸和具有其的回转式压缩机，所述气缸包括：缸体，所述缸体具有压缩腔，所述缸体上形成有与所述压缩腔连通的吸气口和排气口，其中所述缸体内限定出冷却腔，所述冷却腔内具有冷却介质。根据本实用新型的气缸，通过在气缸内设置冷却腔，可以对气缸起到良好的冷却效果。当气缸用于压缩机例如回转式压缩机时，可以有效降低回转式压缩机功耗和排气温度，提高回转式压缩机的性能和可靠性。

Description

气缸和具有其的回转式压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，尤其是涉及一种气缸和具有其的回转式压缩机。

背景技术

回转式压缩机中冷媒在气缸内被压缩的过程中会产生大量的热量，这不仅会导致排气温度升高和回转式压缩机功耗的增加，还降低了回转式压缩机的性能系数和可靠性。相关技术中，仅仅依靠回转式压缩机自身结构被动热传导或对流传热，很难实现回转式压缩机良好的散热要求。特别是在高温环境下和高负荷工况时，回转式压缩机的散热情况急剧恶化。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种气缸，所述气缸的冷却效果好。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述气缸的回转式压缩机。

根据本实用新型第一方面实施例的气缸，包括：缸体，所述缸体具有压缩腔，所述缸体上形成有与所述压缩腔连通的吸气口和排气口，其中所述缸体内限定出冷却腔，所述冷却腔内具有冷却介质。

根据本实用新型实施例的气缸，通过在气缸内设置冷却腔，可以对气缸起到良好的冷却效果。当气缸用于压缩机例如回转式压缩机时，可以有效降低回转式压缩机功耗和排气温度，提高回转式压缩机的性能和可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却腔位于所述压缩腔的外侧且沿所述缸体的周向延伸。

根据本实用新型的一个实施例，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，其中，所述a、d满足：0.01≤a/d＜1。

可选地，所述a、d进一步满足：a/d＝0.1。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却腔的邻近所述吸气侧的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的距离大于所述冷却腔的邻近所述排气侧的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的距离。

根据本实用新型的一个实施例，所述缸体的外径为D，所述冷却腔的外侧壁与所述缸体的外侧壁之间的最小距离为b，其中，所述b、D满足：0.01≤b/D＜1。

可选地，所述b、D进一步满足：b/D＝0.06。

根据本实用新型的一个实施例，所述缸体的轴向高度为H，所述冷却腔的高度为h，其中，所述h、H满足：0.1≤h/H＜1。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却腔内设有强化换热结构。

可选地，所述强化换热结构包括在所述冷却腔的内壁上间隔设置的多个强化换热筋，相邻两个所述强化换热筋之间限定出强化换热槽。

进一步地，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，所述强化换热槽具有圆弧形横截面，所述强化换热槽的半径为r，其中，所述r、a满足：0＜r＜a。

可选地，所述r满足：0.5mm≤r≤5mm。

进一步地，所述r进一步满足：r＝1mm。

可选地，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，相邻两个所述强化换热槽之间的距离为k，其中，所述k、d满足：0＜k＜πd。

进一步地，所述强化换热槽具有圆弧形横截面，所述强化换热槽的半径为r，其中，所述k、r满足：1mm≤k≤r。

可选地，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，所述缸体的外径为D，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，所述冷却腔的高度为h，所述强化换热筋的厚度为e，所述强化换热筋的宽度为f，所述强化换热筋的高度为l，其中，所述e、f、l分别满足：0＜e≤a，0＜f≤(D-d)/2，0＜l≤h。

进一步地，所述e、f、l进一步满足：1mm≤e≤5mm，0＜f≤20mm，l＝h。

可选地，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，相邻两个所述强化换热筋之间的距离为n，其中，所述n、d满足：0＜n＜πd。

进一步地，所述强化换热筋的厚度为e，所述强化换热筋的宽度为f，其中，所述n、e、f满足：e≤n≤f。

或者可选地，所述强化换热结构包括形成在所述冷却腔的内壁上的多个换热孔。

进一步地，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，所述换热孔为圆形孔，所述换热孔的孔径为u，其中，所述u满足：0＜u＜a。

更进一步地，所述u进一步满足：0.01mm≤u≤1mm。

可选地，所述强化换热结构设在所述冷却腔的内侧壁上。

根据本实用新型第二方面实施例的回转式压缩机，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的气缸。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从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是根据本实用新型实施例的气缸的横向剖面图；

图2是根据本实用新型实施例的气缸的纵向剖面图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的气缸的横向剖面图；

图4是根据本实用新型再一个实施例的气缸的横向剖面图；

图5是图4中圈示的A部的放大图；

图6是根据本实用新型另一个实施例的强化换热结构的示意图；

图7是沿图6中B-B线的截面图；

图8是根据本实用新型实施例的回转式压缩机的局部剖面图。

附图标记：

100：气缸；

1：缸体；11：压缩腔；12：吸气口；13：排气口；

14：冷却腔；141：内侧壁；142：外侧壁；143：顶壁；144：底壁；

145：强化换热筋；146：强化换热槽；

15：开口；16：让位部；

200：回转式压缩机；

201：壳体；202：电机；2031：主轴承；2032：副轴承；2033：曲轴。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图7描述根据本实用新型第一方面实施例的气缸100。气缸100可以用于压缩机例如回转式压缩机200中。在本申请下面的描述中，以气缸100用于回转式压缩机200中为例进行说明。

如图1和图2所示，根据本实用新型第一方面实施例的气缸100，包括缸体1。

缸体1具有压缩腔11，缸体1上形成有与压缩腔11连通的吸气口12和排气口13。当气缸100应用于回转式压缩机200中时，待压缩的冷媒可以通过吸气口12进入到压缩腔11内进行压缩，压缩后的冷媒由排气口13排出。

其中，缸体1内限定出冷却腔14，冷却腔14内具有冷却介质。由此，当气缸100在工作过程中，冷却腔14内的冷却介质可以与压缩腔11内的冷媒及缸体1进行冷却，冷却效果好，从而可以有效降低回转式压缩机200功耗和排气温度，提高回转式压缩机200的性能和可靠性。

根据本实用新型实施例的气缸100，通过在气缸100内设置冷却腔14，可以对气缸100起到良好的冷却效果。当气缸100用于压缩机例如回转式压缩机200时，可以有效降低回转式压缩机200功耗和排气温度，提高回转式压缩机200的性能和可靠性。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型一个具体实施例的气缸100。

如图1和图2所示，气缸100包括缸体1。缸体1上形成有压缩腔11、吸气口12、排气口13和冷却腔14。压缩腔11形成在缸体1的中央且贯穿缸体1的上端面和下端面。缸体1上还形成有径向延伸的滑片槽，吸气口12和排气口13分别位于滑片槽的两侧。

冷却腔14位于压缩腔11的外侧且沿缸体1的周向延伸，具体而言，冷却腔14的两端分别延伸至邻近吸气口12和排气口13，以更好地对压缩腔11内的冷媒进行冷却。这里，需要说明的是，方向“外”可以理解为朝向远离缸体1中心的方向，其相反方向被定义为“内”，即朝向缸体1中心的方向。

冷却腔14的具体形状可以根据缸体1的外形及孔位要求而具体设置。如图1所示，冷却腔14多为不规则的近似环形腔体，具体地，冷却腔14的内侧壁141上形成有沿周向间隔开设置的多个让位部16，让位部16上形成有连接孔，以便气缸100与回转式压缩机200的相应部件(例如，主轴承2031、副轴承2032等)连接。

进一步地，缸体1的外侧壁142上形成有贯通的开口15，开口15与冷却腔14内部连通且位于缸体1的邻近排气口13的一侧(例如，如图1中的右侧)，这样冷却腔14可以通过开口15与外部管路或外部散热设备循环相通，以实现对气缸100的循环冷却。当气缸100用于回转式压缩机200时，冷却腔14内的液态冷却介质吸收压缩腔11内的冷媒产生的大量热量及缸体1的热量后变成气态，气态冷却介质通过开口15流至外部管路或外部散热设备(例如，冷却风扇或水冷设备等)，并在外部管路或外部散热设备中被冷却成液态，液态冷却介质再流回到冷却腔14内继续对气缸100进行冷却，由此形成冷却介质循环。需要说明的是，冷却介质循环是自身封闭的独立循环，与回转式压缩机200及具有该回转式压缩机200的空调系统(图未示出)冷媒循环不相通。

可选地，冷却介质可以为与压缩腔11内压缩的冷媒相同的介质。当然，冷却介质还可以为具有气液两相状态的介质，例如，氟利昂、水、乙醇、甲醇等。

其中，在缸体1的周向上，冷却腔14的内侧壁141的厚度除让位部16外处处相等，以方便加工制造，降低成本。

参照图2并结合图1，压缩腔11具有圆形横截面，压缩腔11的直径为d，冷却腔14的内侧壁141与压缩腔11的侧壁之间的最小距离为a，其中，a、d满足：0.01≤a/d＜1。优选地，a、d进一步满足：a/d＝0.1。

如图2所示，缸体1的外径为D，冷却腔14的外侧壁142与缸体1的外侧壁142之间的最小距离为b，其中，b、D满足：0.01≤b/D＜1。优选地，b、D进一步满足：b/D＝0.06。

可选地，缸体1的轴向高度为H，冷却腔14的高度为h，其中，h、H满足：0.1≤h/H＜1。例如，h/H＝0.75。

由此，通过对冷却腔14的尺寸a、b、h进行上述设置，此时冷却腔14的尺寸是兼顾传热效率和强度要求的最佳尺寸，即缸体1导热已经进行最优化处理，同时冷却腔14内冷却介质是温度均匀的饱和状态并发生高效的相变传热，因而能够以尽可能小的传热温差将压缩腔11内的冷媒压缩产生的热量迅速、高效地传递出来，实现气缸100良好的冷却效果。

下面参考图3描述根据本实用新型另一具体实施例的气缸100。

如图3所示，在该具体实施例中，冷却腔14的邻近吸气侧的内侧壁141与压缩腔11的侧壁之间的距离大于冷却腔14的邻近排气侧的内侧壁141与压缩腔11的侧壁之间的距离，即冷却腔14的内侧壁141厚是非均匀的，且内侧壁141厚在靠近吸气侧较厚、而排气侧较薄。

回转式压缩机200在实际工作中，靠近气缸100排气侧的冷媒温度高、热量大，冷媒压力也较高，当冷却介质采用与压缩腔11内的冷媒相同的同种冷媒时，压缩腔11内的压力与冷却腔14内的压差较小，而吸气侧与之相反。由此，通过将冷却腔14的内侧壁141厚设置为靠近吸气侧较厚、而排气侧较薄，可以实现更优的传热效率和强度要求。根据该具体实施例的气缸100与参考上述实施例描述的气缸100的其它结构可以相同，这里不再详细描述。

下面参考图4-图7描述根据本实用新型再一具体实施例的气缸100。

参照图4并结合图5和图6，冷却腔14内设有强化换热结构。强化换热结构可以设在冷却腔14的内侧壁141、外侧壁142、顶壁143和底壁144中的至少一个上。强化换热结构优选设在冷却腔14的内侧壁141上，此时强化换热结构在内侧壁141所获得的传热性能提升是最大的。

在一些具体的示例中，如图4和图5所示，强化换热结构包括在冷却腔14的内侧壁141上间隔设置的多个强化换热筋145，强化换热筋145在相邻两个让位部16之间均匀间隔分布，相邻两个强化换热筋145之间限定出强化换热槽146。由此，通过设置多个强化换热筋145，极大地增加了冷却介质与缸体1壁的换热面积，从而提高了传热效率和传热量。

可以理解的是，强化换热筋145在冷却腔14内的具体排布方式等可以根据实际要求而适应性改变，以达到更好的冷却效果。

可选地，如图4和图5所示，强化换热槽146具有圆弧形横截面，强化换热槽146的半径为r，其中，r、a满足：0＜r＜a。进一步地，r满足：0.5mm≤r≤5mm。更进一步地，r＝1mm。

可选地，如图5所示，相邻两个强化换热槽146之间的距离为k，其中，k、d满足：0＜k＜πd。进一步地，k、r满足：1mm≤k≤r。例如，k＝1mm。

如图6所示，强化换热槽146具有梯形横截面。可以理解的是，强化换热筋145和强化换热槽146的具体形状可以根据实际换热需求而适应性改变，以具有更好的换热效果。

可选地，如图6所示，强化换热筋145的厚度为e，强化换热筋145的宽度为f，强化换热筋145的高度为l，其中，e、f、l分别满足：0＜e≤a，0＜f≤(D-d)/2，0＜l≤h。进一步地，e、f、l进一步满足：1mm≤e≤5mm，0＜f≤20mm，l＝h。例如，e＝1mm，f＝4mm，l＝20mm。这里，需要说明的是，当f＝(D-d)/2时，强化换热筋145的内端和外端分别与冷却腔14的内侧壁141和外侧壁142相连，为了构成冷却介质循环，可以设置l＜h。

可选地，如图6所示，相邻两个强化换热筋145之间的距离为n，其中，n、d满足：0＜n＜πd。进一步地，e≤n≤f。例如，n＝2mm。

在另一些具体的示例中，强化换热结构还可以包括形成在冷却腔14的内壁上的多个换热孔。可选地，换热孔为圆形孔，换热孔的孔径为u，其中，u满足：0＜u＜a。进一步地，u进一步满足：0.01mm≤u≤1mm。

在本实用新型的上述示例中，通过对强化换热结构的具体尺寸进行设置，可以在保证强度要求的同时，进一步提高对气缸100的冷却效果。可以理解的是，强化换热结构的具体形式不限于上述的强化换热筋145和换热孔，只要是能够增加对流换热面积、减小传热温差的方式均可。

根据本实用新型实施例的气缸100，气缸100的冷却腔14可以在保证强度要求下，尽可能地提高对气缸100内冷媒的冷却效果，实现回转式压缩机200近等温压缩过程，有效降低回转式压缩机200功耗和排气温度，提高回转式压缩机200性能和可靠性，特别是在高温环境中和高负荷工况下，采用本实用新型的气缸100的实际效果更为显著。

下面参考图8描述根据本实用新型实施例的回转式压缩机200。

如图8所示，根据本实用新型第二方面实施例的回转式压缩机200，包括壳体201、电机202和压缩机构。电机202和压缩机构均设在壳体201内。压缩机构包括主轴承2031、气缸100组件、副轴承2032和曲轴2033，主轴承2031和副轴承2032分别设在气缸100组件的轴向两端(例如，图8中的上端和下端)，曲轴2033的一端与电机202相连、且另一端贯穿主轴承2031、气缸100组件和副轴承2032。气缸100组件包括至少一个气缸100，气缸100可以为参考上述第一方面实施例描述的气缸100。

根据本实用新型实施例的回转式压缩机200，可以实现近等温压缩过程，降低回转式压缩机200的功耗和排气温度，提高回转式压缩机200性能和可靠性。

根据本实用新型实施例的回转式压缩机200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (24)

1.一种气缸，其特征在于，包括：

缸体，所述缸体具有压缩腔，所述缸体上形成有与所述压缩腔连通的吸气口和排气口，其中所述缸体内限定出冷却腔，所述冷却腔内具有冷却介质。

2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述冷却腔位于所述压缩腔的外侧且沿所述缸体的周向延伸。

3.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，

所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，其中，所述a、d满足：0.01≤a/d＜1。

4.根据权利要求3所述的气缸，其特征在于，所述a、d进一步满足：a/d＝0.1。

5.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述冷却腔的邻近所述吸气侧的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的距离大于所述冷却腔的邻近所述排气侧的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的距离。

6.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述缸体的外径为D，

所述冷却腔的外侧壁与所述缸体的外侧壁之间的最小距离为b，其中，所述b、D满足：0.01≤b/D＜1。

7.根据权利要求6所述的气缸，其特征在于，所述b、D进一步满足：b/D＝0.06。

8.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述缸体的轴向高度为H，所述冷却腔的高度为h，其中，所述h、H满足：0.1≤h/H＜1。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的气缸，其特征在于，所述冷却腔内设有强化换热结构。

10.根据权利要求9所述的气缸，其特征在于，所述强化换热结构包括在所述冷却腔的内壁上间隔设置的多个强化换热筋，相邻两个所述强化换热筋之间限定出强化换热槽。

11.根据权利要求10所述的气缸，其特征在于，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，

所述强化换热槽具有圆弧形横截面，所述强化换热槽的半径为r，其中，所述r、a满足：0＜r＜a。

12.根据权利要求11所述的气缸，其特征在于，所述r满足：0.5mm≤r≤5mm。

13.根据权利要求12所述的气缸，其特征在于，所述r进一步满足：r＝1mm。

14.根据权利要求10所述的气缸，其特征在于，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，

相邻两个所述强化换热槽之间的距离为k，其中，所述k、d满足：0＜k＜πd。

15.根据权利要求14所述的气缸，其特征在于，所述强化换热槽具有圆弧形横截面，所述强化换热槽的半径为r，其中，所述k、r满足：1mm≤k≤r。

16.根据权利要求10所述的气缸，其特征在于，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，所述缸体的外径为D，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，所述冷却腔的高度为h，

所述强化换热筋的厚度为e，所述强化换热筋的宽度为f，所述强化换热筋的高度为l，其中，所述e、f、l分别满足：0＜e≤a，0＜f≤(D-d)/2，0＜l≤h。

17.根据权利要求16所述的气缸，其特征在于，所述e、f、l进一步满足：1mm≤e≤5mm，0＜f≤20mm，l＝h。

18.根据权利要求10所述的气缸，其特征在于，所述压缩腔具有圆形横截面，所述压缩腔的直径为d，

相邻两个所述强化换热筋之间的距离为n，其中，所述n、d满足：0＜n＜πd。

19.根据权利要求18所述的气缸，其特征在于，所述强化换热筋的厚度为e，所述强化换热筋的宽度为f，

其中，所述n、e、f满足：e≤n≤f。

20.根据权利要求9所述的气缸，其特征在于，所述强化换热结构包括形成在所述冷却腔的内壁上的多个换热孔。

21.根据权利要求20所述的气缸，其特征在于，所述冷却腔的内侧壁与所述压缩腔的侧壁之间的最小距离为a，

所述换热孔为圆形孔，所述换热孔的孔径为u，其中，所述u满足：0＜u＜a。

22.根据权利要求21所述的气缸，其特征在于，所述u进一步满足：0.01mm≤u≤1mm。

23.根据权利要求9所述的气缸，其特征在于，所述强化换热结构设在所述冷却腔的内侧壁上。

24.一种回转式压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-23中任一项所述的气缸。