CN213205970U - 一种单工作腔旋叶式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及旋叶式压缩机技术领域，尤其涉及一种单工作腔旋叶式压缩机，包括：缸体结构，内部形成安装空间；转子，转动安装于安装空间内，外表面与安装空间内表面之间形成腔室；叶片，安装于转子外部的叶片槽内，在转子转动一圈的过程中，将腔室划分一个吸气区域、至少一个压缩区域和一个排气区域，压缩区域的容积减小率大于排气区域的容积减小率，排气区域内沿转子的转动方向顺次设置有第一排气和第二排气口。本实用新型中通过上述技术方案旨在一方面相对减缓压缩过程，避免气体过压缩，降低了相邻两不同腔室间的压差和泄漏，改善叶片受力状况，另一方面相对减缓排气过程，降低排气口处的气体流速，减小排气过程压力损失。

Description

一种单工作腔旋叶式压缩机

技术领域

本实用新型涉及旋叶式压缩机技术领域，尤其涉及一种单工作腔旋叶式压缩机。

背景技术

旋叶式压缩机广泛应用于汽车空调制冷系统，是制冷系统的核心部件。当前国内外大力发展新能源汽车，采用电能作为汽车的主要驱动力。电能不仅驱动汽车行驶，也能为汽车空调压缩机提供动力。电动压缩机转速工况范围较大，现有的传统旋叶式压缩机在高转速工况下性能显著恶化，对应的制冷COP明显降低，并不是电动压缩机的理想选择。

具体地，传统双工作腔旋叶式压缩机，一般采用双吸气口和双排气口结构，缸体内表面轮廓形状通常采用椭圆形或类椭圆形型线，单个压缩室的压缩过程和排气过程所占的时间相对于转子旋转一周的时间较短。对于传统单工作腔旋叶式压缩机，一般采用单吸气口和单排气口结构，缸体内表面轮廓形状通常采用圆形型线，使得压缩室容积增大区间与容积减小区间各占转子旋转一周区间的一半左右，所以压缩室的压缩过程和排气过程所占的时间相对于转子旋转一周的时间同样较短。因此，在传统双工作腔和单工作腔旋叶式压缩机中，制冷剂工质在高转速工况下在短时间内被急剧压缩，容易造成过压缩，并且相邻压缩室间的气体压差较大，导致相邻压缩室间的泄漏量增大，从而降低压缩机容积效率。此外，排气过程较短造成排气口流速较大，将造成较大的压力损失。综上所述，传统旋叶式压缩机在高转速工况下性能不佳，制约了其在电动汽车空调中的应用。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种单工作腔旋叶式压缩机，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型中提供一种单工作腔旋叶式压缩机，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种单工作腔旋叶式压缩机，包括：

缸体结构，内部形成安装空间；

转子，转动安装于所述安装空间内，外表面与所述安装空间内表面之间形成腔室；

叶片，安装于所述转子外部的叶片槽内，在所述转子转动一圈的过程中，将所述腔室划分一个吸气区域、至少一个压缩区域和一个排气区域，其中，所述压缩区域的容积减小率大于所述排气区域的容积减小率，所述排气区域内沿所述转子的转动方向顺次设置有第一排气口和第二排气口。

进一步地，所述叶片设置有三个。

进一步地，当所述压缩区域设置两个及以上时，各所述压缩区域的容积减小率内沿所述转子的转动方向顺次减小，所述压缩区域的最小容积减小率大于所述排气区域的容积减小率。

进一步地，所述安装空间内壁线形通过至少两段光滑连接的摆线段型线使所述叶片相对于所述缸体结构内壁伸出。

进一步地，所述安装空间内壁线形通过三段摆线段型线使所述叶片相对于所述缸体结构内壁伸出。

进一步地，所述安装空间内壁线形通过一段摆线段型线使所述叶片相对于所述缸体结构内壁缩回。

进一步地，所述安装空间内壁线形在吸气口和排气口之间设置至少一段圆弧段。

一种单工作腔旋叶式压缩机的工作方法，在转子转动一圈的过程中，完成包括吸气过程、压缩过程和排气过程的一次循环，所述压缩过程中介质容纳空间的容积减小率大于所述排气过程中介质容纳空间的容积减小率，且排气过程通过至少一个排气口实现。

进一步地，所述排气过程通过两个排气口实现。

进一步地，在所述循环内，所述排气过程包括三个步骤：

S1：位于所述转子转动方向前段的排气口排气；

S2：两个排气口同时排气；

S3：位于所述转子转动方向后段的排气口排气。

通过本实用新型的技术方案，可实现以下技术效果：

本实用新型中通过上述技术方案旨在一方面相对减缓压缩过程，避免气体过压缩，降低了相邻两不同腔室间的压差和泄漏，改善叶片受力状况，另一方面相对减缓排气过程，降低排气口处的气体流速，减小排气过程压力损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的单工作腔旋叶式压缩机示意图；

图2为本实用新型的单工作腔旋叶式压缩机压缩室容积随前叶片转角变化曲线；

图3位本实用新型的单工作腔旋叶式压缩机缸体型线示意图；

附图标记：1、缸体结构；2、安装空间；3、转子；4、叶片；5、叶片槽；6、吸气区域；7、压缩区域；8、排气区域；9、第一排气口；10、第二排气口；11、吸气口；12、排气阀；13、第一摆线段；14、第二摆线段；15、第三摆线段；16、第四摆线段；17、第一圆弧段；18、第二圆弧段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，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，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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发明中的具体含义。

如图1所示，一种单工作腔旋叶式压缩机，包括：缸体结构1，内部形成安装空间2；转子3，转动安装于安装空间2内，外表面与安装空间2内表面之间形成腔室；叶片4，安装于转子3外部的叶片槽5内，在转子3转动一圈的过程中，将腔室划分一个吸气区域6、至少一个压缩区域7和一个排气区域8，其中，压缩区域7的容积减小率大于所述排气区域8的容积减小率，排气区域8内沿转子3的转动方向顺次设置有第一排气口9和第二排气口10。

本实用新型中通过上述技术方案旨在一方面相对减缓压缩过程，避免气体过压缩，降低了相邻两不同腔室间的压差和泄漏，改善叶片4受力状况，另一方面相对减缓排气过程，降低排气口处的气体流速，减小排气过程压力损失。

具体地，参见图1，以仅具有一个压缩区域7，即设置三片叶片4为例说明本实用新型上述实施例的工作原理：

针对吸气区域6，在其容积逐渐增大的过程中，通过吸气口11吸气，此处通过对缸体结构1形状的控制，可使得容积率急剧增大而减少吸气时间，从而相对延长压缩和排气的时间。

针对压缩区域7，其设置的目的在于通过转子3转动过程中急剧减小的容积使得介质的压力可接近排气压力，在本实用新型中，较为关键的技术内容在于压缩区域7的容积减小率需大于排气区域8的容积减小率，从而使得排气区域8所需承担的介质压缩率降低，从而使得排气过程更加平缓。

针对排气区域8，本实施中分别设置第一排气口9和第二排气口10，延长了排气时间，减缓排气过程，降低排气口处的流速，同时又保证排气过程连续不间断，避免因排气阀12频繁打开和闭合带来的阀片振动及振动噪声。

在实际的生产实践中，可通过调整叶片4的数量控制压缩区域7的数量，为了进一步的提高排气的平稳性，

作为上述实施例的优选，当压缩区域7设置两个及以上时，各压缩区域7的容积减小率内沿转子3的转动方向顺次减小，压缩区域7的最小容积减小率大于排气区域8的容积减小率，从而使得介质在越接近排气区域时获得越稳定的趋势。

作为上述实施例的优选，安装空间2内壁线形通过至少两段光滑连接的摆线段型线使叶片4相对于缸体结构1内壁伸出。通过不同摆线段型线的组合可有效提高吸气区域的容积增大率，虽然不同摆线段型线的连接会在一定程度上使得吸气过程存在细微的波动，但是却可有效降低吸气的时间。通过实践证明，安装空间2内壁线形通过三段摆线段型线使叶片4相对于缸体结构1内壁伸出是一种较佳的实施方式，如图2中所示的第一摆线段13、第二摆线段14和第三摆线段15，当然包括两段、四段及更多的摆线段型线也均在本实用新型的保护范围内。

作为上述实施例的优选，安装空间2内壁线形通过一段摆线段型线使叶片4相对于缸体结构1内壁缩回。通过一段完整的摆线段型线供叶片的缩回，可使得缩回过程更加平稳，从而增加介质压缩的稳定性，可有效降低相邻压缩室之间的压差和泄漏，如图2中的第四摆线段16。

作为上述实施例的优选，安装空间2内壁线形在吸气口和排气口之间通过至少一段圆弧段，从而增加旋叶式压缩机短径处的密封弧长，有助于控制吸气口4和第二排气口6之间的泄漏，具体实施过程中，可具体设置两段，如图2中所示的第一圆弧段17和第二圆弧段18，或者设置更多，均可实现本实用新型的目的。

一种单工作腔旋叶式压缩机的工作方法，在转子3转动一圈的过程中，完成包括吸气过程、压缩过程和排气过程的一次循环，且压缩过程中介质容纳空间的容积减小率大于排气过程中介质容纳空间的容积减小率，且排气过程通过至少一个排气口实现。

其中，作为上述实施例的优选，排气过程通过两个排气口实现，在循环内，排气过程包括三个步骤：

S1：位于转子3转动方向前段的排气口排气，即第一排气口9排气；

S2：第一排气口9和第二排气口10两个排气口同时排气；

S3：位于转子3转动方向后段的排气口排气，即第二排气口10排气。

采用本实用新型中的上述方法，可同样实现以下技术目的：

（1）如图3所示，可将压缩过程和排气过程所占的区间占转子7旋转一周的区间（360°）更大，即相对延长了压缩过程和排气过程的时间。

（2）减缓了排气过程，增大了排气时间，降低了排气口处流速，同时保证了排气过程连续不间断，提高设备运行的稳定性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，包括：

缸体结构（1），内部形成安装空间（2）；

转子（3），转动安装于所述安装空间（2）内，外表面与所述安装空间（2）内表面之间形成腔室；

叶片（4），安装于所述转子（3）外部的叶片槽（5）内，在所述转子（3）转动一圈的过程中，将所述腔室划分一个吸气区域（6）、至少一个压缩区域（7）和一个排气区域（8），其中，所述压缩区域（7）的容积减小率大于所述排气区域（8）的容积减小率，所述排气区域（8）内沿所述转子（3）的转动方向顺次设置有第一排气口（9）和第二排气口（10）。

2.根据权利要求1所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，所述叶片（4）设置有三个。

3.根据权利要求1所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，当所述压缩区域（7）设置两个及以上时，各所述压缩区域（7）的容积减小率内沿所述转子（3）的转动方向顺次减小，所述压缩区域（7）的最小容积减小率大于所述排气区域（8）的容积减小率。

4.根据权利要求1所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，所述安装空间（2）内壁线形通过至少两段光滑连接的摆线段型线使所述叶片（4）相对于所述缸体结构（1）内壁伸出。

5.根据权利要求4所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，所述安装空间（2）内壁线形通过三段摆线段型线使所述叶片（4）相对于所述缸体结构（1）内壁伸出。

6.根据权利要求1所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，所述安装空间（2）内壁线形通过一段摆线段型线使所述叶片（4）相对于所述缸体结构（1）内壁缩回。

7.根据权利要求1所述的单工作腔旋叶式压缩机，其特征在于，所述安装空间（2）内壁线形在吸气口和排气口之间设置至少一段圆弧段。

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