CN208651157U - 气缸、压缩机构及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气缸、压缩机构及压缩机，所述气缸包括：缸体、上缸盖和下缸盖；所述上缸盖和下缸盖分别固定于所述缸体的轴向两端，用以封装所述缸体。所述缸体沿其轴向形成有气缸腔及连通该气缸腔的叶片槽，所述缸体沿其周向依次形成有连通所述叶片槽的弹簧孔、连通所述气缸腔的吸气孔，以及径向开口向外的镂空区域，且至少部分所述镂空区域内填充有绝热材料。本实用新型所提出的气缸通过在吸气孔侧的缸体的外部设置镂空区域，可以降低吸气孔所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。

Description

气缸、压缩机构及压缩机

技术领域

本实用新型涉及制冷设备领域，尤其涉及一种气缸、压缩机构及压缩机。

背景技术

滚动转子式压缩机如今广泛应用于家电冰箱和空调器中，其中大中型滚动转子式压缩机也运用于冷库。

现有滚动转子压缩机的工作原理为：电机定子在通电之后产生磁拉力，电机转子在定子的磁拉力作用下做旋转运动，并带动压缩机构的曲轴一起做旋转运动，曲轴转动则带动套在其偏心部的活塞在气缸内做偏心圆周运动，叶片则安装在气缸的叶片槽内，在弹簧孔内的压缩弹簧的作用下始终顶住活塞子在叶片槽内做往复运动，叶片和活塞将气缸分为了高压腔和低压腔，曲轴带动活塞旋转一周则从低压腔吸气从高压腔排气完成一次排气，因此实现压缩机对气体的压缩。

压缩机的高效化设计是一直以来的趋势。气缸吸气侧热量的吸入会增大吸气腔内冷媒的温度，使得吸气过热度增大，而吸气过热度增大会使得压缩机输入功率升高、整机效率降低，进而导致系统匹配性能下降。因此，气缸的结构设计是压缩机竞争的关键技术，基于此，本实用新型将为压缩机的高效化设计提供一种新的方向，以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种气缸、压缩机构及压缩机，以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

根据本实用新型的一方面，提供一种气缸，所述气缸包括：

缸体；以及

上缸盖和下缸盖，分别固定于所述缸体的轴向两端，用以封装所述缸体；

所述缸体沿其轴向形成有气缸腔及连通该气缸腔的叶片槽，所述缸体沿其周向依次形成有连通所述叶片槽的弹簧孔、连通所述气缸腔的吸气孔，以及径向开口向外的镂空区域，且至少部分所述镂空区域内填充有绝热材料。

在本实用新型的一实施方式中，所述镂空区域包括多个形状规则和/或不规则的镂空槽。

在本实用新型的一实施方式中，所述镂空区域内任一点与所述气缸腔的轴线的垂直连线记为M，M与所述弹簧孔的轴线之间的夹角记为α，且满足：α≤220°。

在本实用新型的一实施方式中，所述镂空槽的壁厚大于等于1mm。

在本实用新型的一实施方式中，各所述镂空槽内均填充有绝热材料。

在本实用新型的一实施方式中，所述弹簧孔的轴线与所述叶片槽的中心线重合。

在本实用新型的一实施方式中，所述缸体还形成有若干贯通其轴向两端的消音孔，所述消音孔位于相邻两个镂空槽之间。

在本实用新型的一实施方式中，所述消音孔与所述镂空槽在所述缸体的轴向端面上的投影不重叠。

根据本实用新型的另一方面，提供一种压缩机构，所述压缩机构包括：

气缸，所述气缸为如权利要求1至8中任一项所述的气缸，所述弹簧孔内设有压缩弹簧；

活塞，所述活塞可转动地设于所述气缸腔；

叶片，通过所述压缩弹簧顶住所述活塞并于所述叶片槽内作往复运动；以及

曲轴，带动所述活塞旋转，以压缩自所述吸气孔进入所述气缸腔的制冷剂。

根据本实用新型的又一方面，提供一种压缩机，所述压缩机包括如上所述的压缩机构。

本实用新型所提出的气缸通过在吸气孔侧的缸体的外部设置镂空区域，可以降低吸气孔所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。总而言之，本实用新型所提出的气缸可以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型一实施例中气缸的缸体的结构示意图。

图2是图1所示缸体的径向剖视图。

图3是本实用新型一实施例中压缩机构的结构示意图。

图4是图3所示压缩机构的爆炸图。以及

图5是本实用新型一实施例中压缩机的结构示意图。

附图标记

1 缸体

11 气缸腔

12 叶片槽

13 吸气孔

14 弹簧孔

15 镂空区域

16 消音孔

2 上缸盖

3 下缸盖

4 曲轴

5 活塞

6 叶片

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

图1是本实用新型一实施例中气缸的缸体的结构示意图。图2是图1所示缸体的径向剖视图。图3是本实用新型一实施例中压缩机构的结构示意图。图4是图3所示压缩机构的爆炸图。以及图5是本实用新型一实施例中压缩机的结构示意图。请参阅图1和2，根据本实用新型的一方面，提供一种气缸，所述气缸包括：缸体1、上缸盖2和下缸盖3；所述上缸盖2和下缸盖3分别固定于所述缸体1的轴向两端，用以封装所述缸体1。所述缸体1沿其轴向形成有气缸腔11及连通该气缸腔11的叶片槽12，所述缸体1沿其周向依次形成有连通所述叶片槽12的弹簧孔14、连通所述气缸腔11的吸气孔13，以及径向开口向外的镂空区域15，且至少部分所述镂空区域15内填充有绝热材料。

本实用新型所提出的气缸(以下简称“本气缸”)在某种规格的压缩机上进行了试用，该规格压缩机在使用本气缸状态下的单体性能与其使用常规气缸的单体性能相较如下：

由上表可知：该规格压缩机在使用本气缸的后，相较使用常规气缸的同一规格的其他压缩机而言，在各种工况下，其制冷量均有所上升，输入功率均有所下降，整机COP显著提高。当然，整机COP提高的百分比与工况有关，比如，额定制热工况下，COP提升2.442％。

本实用新型所提出的气缸通过在吸气孔13侧的缸体1的外部设置镂空区域15，可以降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。总而言之，本实用新型所提出的气缸可以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

如图1和2所示，在本实用新型的一实施方式中，所述镂空区域15包括多个形状规则和/或不规则的镂空槽。在实际生产过程中，考虑到缸体1的壁厚、镂空区域15的壁厚对缸体1刚性的影响，在镂空区域15的壁厚相对较薄的情况下，可以在缸体1的外部形成多个镂空槽。虽然对镂空槽的形状不做限定，但考虑到生产方便、使用寿命等因素，可以将镂空腔制成形状规则的腔体。同时，考虑到本实用新型的设计初衷，镂空区域15的总体积不宜过小。否则会加快气缸的热传递，影响镂空区域15的绝热效果。

如图2所示，所述镂空区域15内任一点与所述气缸腔11的轴线的垂直连线记为M，M与所述弹簧孔1414的轴线之间的夹角记为α，且满足：α≤220°。在本实用新型的具体实施过程中，当α超过220°时气缸内外流体的温度差异不大，几乎不存在热量交换。因此，当α小于等于220°时，镂空区域15的设计足以体现其良好的绝热效果，可以降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，从而进一步提高气缸的系统匹配性能。而且，在设计过程中，镂空区域15应缸体1实际功能需求避让以下必要结构，至少其一：叶片槽、弹簧孔、吸气孔、螺栓孔、定位孔、排气孔、消声孔。例如，α实际起始角度会避让吸气孔位置而大于0°。

在本实用新型的一实施方式中，所述镂空槽的壁厚大于等于1mm。换言之，将所述缸体11内径记为D₁，所述缸体11外径记为D2，则所述镂空区域15内任一点至所述气缸腔11的轴线的距离大于等于(D₁/2+1)且小于等(D₂/2-1)。在实际生产过程中，考虑到缸体11的壁厚、镂空区域15的壁厚对缸体1刚性的影响，我们将镂空区域15的壁厚限定为大于等于1mm。通常情况下，当镂空区域15的壁厚为1mm时，镂空区域15的设计可以较佳地体现其良好的绝热效果，可以更明显地降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入进一步功率下降、整机效率显著提升，从而进一步提高气缸的系统匹配性能。

在本实用新型的一优选实施例中，各所述镂空槽内均填充有绝热材料。由此可以更加显著展现出该气缸的绝热效果，可以进一步降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。

请参阅图2，所述弹簧孔14的轴线与所述叶片槽12的中心线重合。当气缸装入压缩机后，所述弹簧孔14内需要安装压缩弹簧，用以向叶片槽12内的叶片施加压力，使得叶片可以始终顶住气缸腔11内的活塞5。当所述叶片槽12的中心线与所述弹簧孔14的轴线平行时，有利于保证叶片能够始终抵住活塞5并在叶片槽12内作有规律的往复运动。

如图1和图2所示，在本实用新型的一实施方式中，所述缸体1还形成有若干贯通其轴向两端的消音孔16，所述消音孔16位于相邻两个镂空槽之间。在所述镂空区域15设置贯通缸体1轴向两端的消音孔16，有利于降低气缸内各部件所产生的噪音，以提高压缩机的整体性能。进一步而言，所述消音孔16与所述镂空槽在所述缸体1的轴向端面上的投影不重叠。由此可以减小对缸体1刚性的影响，保证气缸的稳定运行。当然，所述缸体1上还可以设置有一个或多个贯通其轴向两端的气流通孔，以提高气缸的压缩性能，使得压缩机的整体性能得以进一步提高。在本实用新型的一优选实施例中，所述缸体11通过3D打印一体成型。3D打印的过程可以简单理解为：建立气缸的数字模型，将此模型切成数千层，每层铺一层金属粉末。打印设备根据模型对实心的结构进行激光扫描烧结，空心的结构不进行激光扫描烧结。等打印完成后将未烧结的粉末通过缸体11外壁面上开设的落粉孔清理出来即可。该种气缸的成型方法是未来的生产趋势，自动化程度明显，可以节省大量的人力成本，并可以显著提高气缸的制造精度。当然，本实用新型也可以采用传统的一体成型铸模技术。该种气缸的成型方法具有较高的实用性和经济性。

进一步而言，所述气缸腔11形成为圆柱形。圆柱形的气缸腔11有利于保证曲轴4带动活塞5作偏心运动的稳定性，以高效、稳定压缩由吸气孔13进入气缸腔11内的制冷剂，进而提高压缩机的整体性能。

总而言之，本实用新型所提出的气缸可以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

根据本实用新型的另一方面，提供一种压缩机构，如图3和4所示，所述压缩机构包括气缸、活塞5、叶片6及曲轴4所述气缸为如上所述的气缸。所述气缸的弹簧孔14内设有压缩弹簧。所述活塞5可转动地设于所述气缸腔11。所述叶片6通过所述压缩弹簧顶住所述活塞5并于所述叶片槽12内作往复运动。所述曲轴4带动所述活塞5旋转，以压缩自所述吸气孔13进入所述气缸腔11的制冷剂。

本实用新型所提出的压缩机构中的气缸通过在吸气孔13侧的缸体1的外部设置镂空区域15，可以降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。总而言之，本实用新型所提出压缩机构可以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

根据本实用新型的又一方面，提供一种压缩机，如图5所示，所述压缩机包括如上所述的压缩机构。

本实用新型所提出的压缩机中的气缸通过在吸气孔13侧的缸体1的外部设置镂空区域15，可以降低吸气孔13所吸入气体的温度，使得压缩机输入功率下降、整机效率提升，以提高其系统匹配性能。总而言之，本实用新型所提出压缩机中的气缸可以降低压缩机功耗，提高压缩机效能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气缸，其特征在于，包括：

缸体；以及

上缸盖和下缸盖，分别固定于所述缸体的轴向两端，用以封装所述缸体；

所述缸体沿其轴向形成有气缸腔及连通该气缸腔的叶片槽，所述缸体沿其周向依次形成有连通所述叶片槽的弹簧孔、连通所述气缸腔的吸气孔，以及径向开口向外的镂空区域，且至少部分所述镂空区域内填充有绝热材料。

2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于：所述镂空区域包括多个形状规则和/或不规则的镂空槽。

3.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于：所述镂空区域内任一点与所述气缸腔的轴线的垂直连线记为M，M与所述弹簧孔的轴线之间的夹角记为α，且满足：α≤220°。

4.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于：所述镂空槽的壁厚大于等于1mm。

5.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于：各所述镂空槽内均填充有绝热材料。

6.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于：所述弹簧孔的轴线与所述叶片槽的中心线重合。

7.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于：所述缸体还形成有若干贯通其轴向两端的消音孔，所述消音孔位于相邻两个镂空槽之间。

8.根据权利要求7所述的气缸，其特征在于：所述消音孔与所述镂空槽在所述缸体的轴向端面上的投影不重叠。

9.一种压缩机构，其特征在于，包括：

气缸，所述气缸为如权利要求1至8中任一项所述的气缸，所述弹簧孔内设有压缩弹簧；

活塞，所述活塞可转动地设于所述气缸腔；

叶片，通过所述压缩弹簧顶住所述活塞并于所述叶片槽内作往复运动；以及

曲轴，带动所述活塞旋转，以压缩自所述吸气孔进入所述气缸腔的制冷剂。

10.一种压缩机，其特征在于：包括如权利要求9所述的压缩机构。