CN211397905U - 转缸活塞压缩机的泵体结构、转缸活塞压缩机及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转缸活塞压缩机的泵体结构、转缸活塞压缩机及空调器，其中，转缸活塞压缩机的泵体结构，包括：气缸套，气缸套上设置有进气通道、排气通道和排气槽，排气槽开设在气缸套的内壁上，排气槽与排气通道相连通并向气缸套的排气腔的内壁的方向延伸。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的转缸活塞压缩机的过压缩而导致的压缩机的能效较低的问题。

Description

转缸活塞压缩机的泵体结构、转缸活塞压缩机及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调器的技术领域，具体而言，涉及一种转缸活塞压缩机的泵体结构、转缸活塞压缩机及空调器。

背景技术

转缸活塞压缩机的转轴驱动活塞旋转、活塞驱动气缸旋转。活塞相对于转轴、气缸仅存在相对往复运动，且两个往复运动相互垂直，在此过程中实现吸气、压缩和排气。在吸气、压缩、排气过程中，活塞与气缸套内径的径向距离周期性变化，吸气过程中，活塞与气缸套内径的径向距离不断增大；在压缩、排气过程中，距离不断减小，直至10^-2mm量级。在排气过程中，排气口以外的高压气体要先流经活塞的头部和气缸套形成的空间后，才能到达排气口，但是随着活塞的头部到气缸套的径向距离不断减小，此时排气通道的面积(通道面积＝活塞的头部到气缸套的径向距离×截面高度)远小于排气口面积，随着活塞的头部到气缸套的径向距离不断减小，有效面积面积也不断减小，从而导致排气阻力大，排气压力升高，明显高于设计排气压力，整个压缩腔出现过压缩现象，影响压缩机能效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种转缸活塞压缩机的泵体结构、转缸活塞压缩机及空调器，以解决现有技术中的转缸活塞压缩机的过压缩而导致的压缩机的能效较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种转缸活塞压缩机的泵体结构，包括：气缸套，气缸套上设置有进气通道、排气通道和排气槽，排气槽开设在气缸套的内壁上，排气槽与排气通道相连通并向气缸套的排气腔的内壁的方向延伸。

进一步地，排气槽为弧形。

进一步地，排气槽为圆弧形。

进一步地，泵体结构还包括活塞和气缸，活塞套设在气缸内，气缸套设在气缸套内，排气槽的轮廓线直径为d，活塞的横截面外圆直径为d1，d的取值范围为0.8d1至1.2d1之间。

进一步地，气缸套上还设置有泄压通道，泄压通道位于活塞由排气通道向进气通道旋转的路径上。

进一步地，排气槽的端部与泄压通道位于同一垂直于气缸套的端面的平面上。

进一步地，排气通道位于排气槽的轮廓线的中部。

进一步地，排气槽以排气通道为起点向远离排气通道的方向延伸的宽度逐渐变窄。

进一步地，排气槽的周向跨角为α，α的取值范围在0°至90°之间。

进一步地，排气槽到气缸套的端面最小距离为L，L的取值范围在1mm至10mm之间。

进一步地，排气槽的横截面的形状为圆弧截面或长方形截面。

进一步地，排气槽的横截面宽度为b，b大于0.5mm。

进一步地，排气槽的深度为h，h大于0.1mm。

进一步地，排气槽的截面面积为Si，Si大于0.05mm2。

进一步地，活塞的头部的横截面积为S，Si和S满足0.001<Si/S<0.5。

进一步地，排气槽的体积为v，泵体结构的排量为V，v与V满足0.1％<v/V<2％。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种转缸活塞压缩机，转缸活塞压缩机包括泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。

进一步地，转缸活塞压缩机为单气缸双压缩腔结构。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，空调器包括转缸活塞压缩机，转缸活塞压缩机为上述的转缸活塞压缩机。

应用本实用新型的技术方案，气缸套设置有排气槽，这样气体在从排气通道排出的时候，排气槽扩大了排气通道的体积，增大了有效排气面积，降低排气阻力，提高了能效，这样大大地降低了过压缩现象。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的转缸活塞压缩机的过压缩而导致的压缩机的能效较低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的转缸活塞压缩机的实施例的气缸套的立体结构示意图；

图2示出了图1的气缸套的排气槽和排气通道的配合结构示意图；

图3示出图1的转缸活塞压缩机的气缸套和活塞的配合结构立体示意图；

图4示出了图1的转缸活塞压缩机的气缸套和活塞的配合结构平面示意图；

图5示出了图1的转缸活塞压缩机的活塞的剖视示意图；

图6示出了图1的转缸活塞压缩机的局部剖视示意图；

图7示出了图1的转缸活塞压缩机的平面示意图；以及

图8示出了无排气槽和有排气槽的对比曲线图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气缸套；20、活塞；30、气缸；40、转轴；100、排气通道；200、排气槽；300、泄压通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1至图7所示，本实施例提供了一种转缸活塞压缩机的泵体结构包括：气缸套10。气缸套10上设置有进气通道、排气通道100和排气槽200，排气槽200开设在气缸套10的内壁上，排气槽200与排气通道100相连通并向气缸套10的排气腔的内壁的方向延伸。

应用本实施例的技术方案，气缸套10设置有排气槽200，这样气体在从排气通道100排出的时候，排气槽200扩大了排气通道100的体积，增大了有效排气面积，降低排气阻力，提高了能效，这样大大地降低了过压缩现象。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的转缸活塞压缩机的过压缩而导致的压缩机的能效较低的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200为弧形。排气槽200的轮廓线为弧形，这样使得活塞20与排气槽200更好的配合，因为活塞20的外部轮廓也是弧线的。具体地，排气槽200为圆弧形。活塞20的端面的横截面为圆形，这样使得活塞20与排气槽200的配合更加精确，排气效率更高。

如图7所示，在本实施例的技术方案中，泵体结构还包括活塞20和气缸30，活塞20套设在气缸30内，气缸套10设在气缸套10内，排气槽200的轮廓线直径为d，活塞20的横截面外圆直径为d1，d的取值范围为0.8d1至1.2d1之间。上述结构使得泵体结构的排气效果更好。泵体结构还包括转轴40，转轴40带动活塞20转动，活塞20带动气缸30转动，在工作的时候，压缩腔排气结束瞬间，整个压缩腔与圆弧形的排气槽200脱离，避免排气系统与吸气系统串气。

如图1和图7所示，在本实施例的技术方案中，气缸套10上还设置有泄压通道300，泄压通道300位于活塞20由排气通道100向进气通道旋转的路径上。泄压通道300的设置大大地节省了提高了压缩效率，减少了泵体结构的振动。在排气结束后，活塞20与气缸套10的内壁之间具有间距，此时，带有较高压力的气体会在活塞20和气缸套10之间，如果此时进行吸气，由于压力的变化较大会对泵体结构带来较大的冲击。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的端部与泄压通道300位于同一垂直于气缸套10的端面的平面上。上述结构既保证了排气腔与吸气腔的隔离，也保证了排气槽200的面积较大。泄压通道300为多个时，泄压通道300位于同一平行于气缸套10的轴线的平面上，指的是距离排气通道100最近的泄压通道300。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气通道100位于排气槽200的轮廓线的中部。这样的排气通道100的有效排气面积较大，抑制过压缩问题比较明显。具体地，在本实施例的技术方案中，排气通道100位于气缸套10的轴线方向的中部，排气槽沿过排气通道100的垂直于气缸套10的轴线的平面相对称分布。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200以排气通道100为起点向远离排气通道100的方向延伸的宽度逐渐变窄。上述结构是在分析了气体的排出的流动的因素进行的设计，气体通过排气通道100排出，靠近排气通道100的位置，气体聚集较多，排气槽200的宽度不同使得距离排气通道100的近端和远端的气体尽量趋于平衡。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的周向跨角为α，α的取值范围在0°至90°之间。上述结构能够保证活塞20的活塞头具有足够的长度，同时，泄压过程泄压通道300不与进气通道相连通。排气槽周向起始角度β，排气槽跨角α，活塞头跨角γ。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200到气缸套10的端面最小距离为L，L的取值范围在1mm至10mm之间。上述结构能够减少泄漏，保证泵体结构的强度。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的横截面的形状为圆弧截面或长方形截面。上述结构加工成本较低。具体地，在本实施例的技术方案中，排气槽200的横截面的形状为圆弧截面，上述结构的排气槽200使得气体的缓冲效果较好。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的横截面宽度为b，b大于0.5mm。排气槽200的横截面宽度b小于0.5mm的时候，降低过压缩现象不明显。具体地，排气槽200的深度为h，h大于0.1mm。同样，排气槽200的深度h小于0.5mm的时候，降低过压缩现象不明显。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的截面面积为Si，Si大于0.05mm2。排气槽200的横截面积Si小于0.05mm2时，降低过压缩现象不明显。

如图1和图7所示，在本实施例的技术方案中，活塞20的头部的横截面积为S，Si和S满足0.001<Si/S<0.5。Si/S不能过大，过大会影响排气使得排气槽200存留压缩气体较多，Si/S不能过小，过小对过压缩现象起的作用较小。

如图1和图7所示，在本实施例的技术方案中，排气槽200的体积为v，泵体结构的排量为V，v与V满足0.1％<v/V<2％。v/V不能过大，过大时排气槽200存留压缩气体较多影响排气的效率，v/V不能过小，过小对过压缩现象起的作用较小。

本申请还提供了一种转缸活塞压缩机，转缸活塞压缩机包括泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。具体地，转缸活塞压缩机可以为多种，本申请的转缸活塞压缩机可以为单气缸双压缩腔结构。

转缸压缩机的转轴驱动活塞旋转、活塞驱动气缸旋转。活塞相对于转轴、气缸仅存在相对往复运动，且两个往复运动相互垂直，在此过程中实现吸气、压缩和排气。

转缸压缩机为单气缸双压缩腔结构，两个压缩腔相互独立。对单个容积腔而言，吸气开始角度为0°，0°～180°完成吸气，180°～360°完成压缩和排气。另外，一个容积腔与之错位180°，此意味着当一个容积腔完成吸气即将进入压缩阶段的同时，另外一个容积腔完成排气即将进入吸气阶段。因此在活塞头部进行设置排气槽200的过程中，需要避免两个容积腔串气，影响性能。

在排气初始阶段，压缩腔的排气面积为主排气口和泄压孔的面积之和：

S＝πd1²/4+πd2²/4

d1为主排气通道100的直径；d2为泄压通道300的直径。

在排气末端，由于活塞20的头部到气缸套10的内圆径向距离不断减小，此时，压缩腔的排气面积与活塞20的头部到气缸套10的径向距离、排气口-泄压孔周长之和成线性关系：

S＝(πd1+πd2)×Δ

Δ为活塞20的头部到气缸套10的内圆的径向距离。

在压缩腔逐渐脱离排气口的过程中，压缩腔与排气口重叠的区域逐渐减小，此时，有效排气面积S：

S＝δ×(πd1+πd2)×Δ

δ为有效接触占比(活塞20与排气口的配合周长占排气口的全部周长的比例)。

定义转缸压缩机的理论排气速度v的计算公式如下：

v＝V’/S

V’为转缸压缩腔的容积变化率。

定义开始压缩的角度为0°角，此时V’计算公式如下：

V’＝V×ω×sin(θ)/4

V为压缩机排量；ω为转轴转动的角速度，θ为从开始压缩到压缩到某一时刻的角度。

在整个排气阶段，压缩腔的有效排气面积、理论排气速度随转角的变化规律见图8所示，标号为1的曲线为无排气槽200的曲线，标号为2的曲线为有排气槽200的曲线，可以明确看到在排气末端，压缩腔的有效排气面积逐渐减小，理论排气速度不断增大；此时对应的排气阻力就不断增加，末端排气出现较大的过压缩现象，严重影响压缩机能效。需要说明的是，图8的纵轴的V为排气速度。

根据上述分析，当压缩机运行的工况、运转频率确定后，容积变化率V’为定值，此时在排气末端，有效排气面积制约理论排气速度，而压缩腔与排气系统重叠的周长制约着有效排气面积。

本申请还提供了一种空调器，空调器包括转缸活塞压缩机。转缸活塞压缩机为上述的转缸活塞压缩机。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，包括：

气缸套(10)，所述气缸套(10)上设置有进气通道、排气通道(100)和排气槽(200)，所述排气槽(200)开设在所述气缸套(10)的内壁上，所述排气槽(200)与所述排气通道(100)相连通并向所述气缸套(10)的排气腔的内壁的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)为弧形。

3.根据权利要求2所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)为圆弧形。

4.根据权利要求3所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述泵体结构还包括活塞(20)和气缸(30)，所述活塞(20)套设在所述气缸(30)内，所述气缸套(10)设在所述气缸套(10)内，所述排气槽(200)的轮廓线直径为d，所述活塞(20)的横截面外圆直径为d1，所述d的取值范围为0.8d1至1.2d1之间。

5.根据权利要求4所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述气缸套(10)上还设置有泄压通道(300)，所述泄压通道(300)位于所述活塞(20)由所述排气通道(100)向所述进气通道旋转的路径上。

6.根据权利要求5所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的端部与所述泄压通道(300)位于同一垂直于所述气缸套(10)的端面的平面上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气通道(100)位于所述排气槽(200)的轮廓线的中部。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)以所述排气通道(100)为起点向远离所述排气通道(100)的方向延伸的宽度逐渐变窄。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的周向跨角为α，所述α的取值范围在0°至90°之间。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)到所述气缸套(10)的端面最小距离为L，所述L的取值范围在1mm至10mm之间。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的横截面的形状为圆弧截面或长方形截面。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的横截面宽度为b，所述b大于0.5mm。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的深度为h，所述h大于0.1mm。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的截面面积为Si，所述Si大于0.05mm²。

15.根据权利要求14所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述活塞(20)的头部的横截面积为S，所述Si和所述S满足0.001<Si/S<0.5。

16.根据权利要求1至6中任一项所述的转缸活塞压缩机的泵体结构，其特征在于，所述排气槽(200)的体积为v，所述泵体结构的排量为V，所述v与所述V满足0.1％<v/V<2％。

17.一种转缸活塞压缩机，所述转缸活塞压缩机包括泵体组件，其特征在于，所述泵体组件为权利要求1至16中任一项所述的泵体组件。

18.根据权利要求17所述的转缸活塞压缩机，其特征在于，所述转缸活塞压缩机为单气缸双压缩腔结构。

19.一种空调器，所述空调器包括转缸活塞压缩机，其特征在于，所述转缸活塞压缩机为权利要求17或权利要求18所述的转缸活塞压缩机。

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