CN216842206U - 一种泵体结构、压缩机及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于压缩机技术领域，公开了一种泵体结构、压缩机及空调器，泵体结构包括至少一个气缸，任一气缸工作腔的面积与其排量之间的比值满足指定范围，以减少压缩机制冷量的损失。本实用新型通过将气缸的工作腔的面积与该气缸排气量的比值限定在一个合理的范围内，避免工作腔的相对面积太小产生泄露，也避免工作腔的相对面积太大造成传热损失，通过这种方式有效平衡传热、泄漏以及摩擦等因素对压缩机制冷量的影响。

Description

一种泵体结构、压缩机及空调器

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种泵体结构、压缩机及空调器。

背景技术

目前，高效化已经成为空调领域比较关键的研究方向，压缩机作为空调的核心耗能部件，其效率影响着空调的性能。

研究表明，传热对压缩机的制冷量和功率均有比较大的影响，而影响传热量大小的一个关键因素为传热面积，压缩机中吸气月牙腔四周换热面积为吸气腔受高温影响的一个重要途径，其大小对传热大小起着关键性的作用；气缸缸高越小，缸径越小，则传热面积越小，传热损失表现越优，但排量一定时，当缸高和缸径减小至一定程度，其偏心量增大较多，过大的偏心量带来滑片与滚子的摩擦功耗快速增大，缸径小偏心量大也使得滚子厚度减小，则滚子端面密封距离较小，使得压缩机的泄漏增大；因此过小的气缸月压腔体四周换热面积使得压缩机性能及可靠性表现较差；因此，一定排量下，由缸高缸径决定的气缸月牙腔体四周的换热面积对压缩机的制冷量以及可靠性具有比较关键的作用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种泵体结构、压缩机及空调器，通过将气缸工作腔的面积与该气缸排气量的比值限定在一个合理的范围内，可有效平衡传热、泄漏以及摩擦等因素对压缩机制冷量的影响。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本实用新型的实施例提供了一种泵体结构，泵体结构用于压缩机中，泵体结构包括至少一个气缸，任一气缸工作腔的面积与其排量之间的比值满足指定范围，以减少压缩机制冷量的损失。

在一些实施例中，的指定范围为：0.45≤δ≤0.6；其中，δ＝S/V，S为气缸工作腔的面积，V为气缸的排量。

在一些实施例中，的指定范围为：0.45≤δ≤0.51。

在一些实施例中，气缸的排量V满足：8cm³≤V≤11cm³。

在一些实施例中，气缸工作腔的面积与其排量之间的比值δ通过以下公式计算：

其中，S为气缸工作腔的面积，V为气缸的排量，H为气缸的高度，D_缸内为气缸的内径，e为压缩机曲轴偏心部的偏心量。

在一些实施例中，沿着气缸的精加工面，向外延伸出环形的非精加工面，非精加工面上设置有至少一圈蜂窝槽。

在一些实施例中，沿着气缸的吸气起始点和压缩起始点，每圈蜂窝槽包括吸气侧蜂窝槽和压缩侧蜂窝槽，吸气侧蜂窝槽的圈数大于压缩侧蜂窝槽的圈数。

在一些实施例中，每圈蜂窝槽包括多个孔，孔为圆形、方形或三角形中的任意一种，孔内存放有油气混合物。

根据本申请的另一个方面，本实用新型的实施例提供了一种压缩机，压缩机包括上述的泵体结构。

根据本申请的另一个方面，本实用新型的实施例提供了一种空调器，空调器包括上述的压缩机。

与现有技术相比，本实用新型的泵体结构至少具有下列有益效果：

通过将气缸的工作腔的面积与该气缸排气量的比值限定在一个合理的范围内，避免工作腔的相对面积太小产生泄露，也避免工作腔的相对面积太大造成传热损失，通过这种方式有效平衡传热、泄漏以及摩擦等因素对压缩机制冷量的影响。

另一方面，本实用新型提供的压缩机是基于上述泵体结构而设计的，其有益效果参见上述泵体结构的有益效果，在此，不一一赘述。

另一方面，本实用新型提供的空调器是基于上述压缩机而设计的，其有益效果参见上述压缩机的有益效果，在此，不一一赘述。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构的剖视图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构中气缸的剖视图；

图3a是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构中气缸结构示意图；

图3b是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构中气缸另一剖视图；

图3c是图3b沿A-A方向的剖视图；

图4是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构的另一剖视图；

图5是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构中气缸的另一剖视图；

图6是本实用新型的实施例提供的一种泵体结构中气缸的另一剖视图；

图7是本实用新型的实施例提供的一种压缩机的剖视图。

其中：

1、气缸；2、滚子；3、高压气体腔；4、工作腔；5、泄漏通道；6、法兰；7、曲轴；8、分液器组件；9、壳体组件；10、电机组件；11、精加工面；12、非精加工面；13、蜂窝槽；131、吸气侧蜂窝槽；132、压缩侧蜂窝槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本实用新型的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此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。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。

实施例1

本实施例提供一种泵体结构，泵体结构用于压缩机中，如图1所示，泵体结构包括至少一个气缸1，任一气缸1工作腔的面积与其排量之间的比值满足指定范围，以减少压缩机制冷量的损失。

具体地，正如背景技术中的记载，压缩机中吸气月牙腔(即气缸1的工作腔4)的面积为吸气腔受高温影响的一个重要因素，气缸1的缸高越小，缸径越小，则该面积越小，传热损失表现越优；但排量一定时，缸高与缸径减小至一定程度时，其偏心量增大较多，过大的偏心量带来滑片与滚子的摩擦功耗快速增大，缸径小偏心量大也使得滚子厚度较小，则滚子端面密封距离较小；而如图2所示，滚子2的内侧为高压气体腔3，滚子2外圆的外侧为气缸1的工作腔4(即月牙腔)，吸气过程时滚子2外圆为低压气体，因此滚子2外圆与内圆通过滚子2端面存在泄漏通道5，会产生气体的泄漏，因此，一般而言，滚子2越薄端面密封距离越小，则泄漏越大；因此过小的气缸1的工作腔4使得压缩机性能及可靠性表现较差。

另外，气缸1的排气量对应压缩机的能力段位，一般而言，排气量越大则所需要的压缩机体积也越大，其形成的吸气月牙腔体的表面积越大，热量也是通过面积传递给一定量的气体，则单位量气体所接受的热量更能反应出性能的好坏，故本实施例通过将气缸1的工作腔4的面积与该气缸1排气量的比值限定在一个合理的范围内，避免工作腔4的相对面积太小产生泄露，也避免工作腔4的相对面积太大造成传热损失，通过这种方式有效平衡传热、泄漏以及摩擦等因素对压缩机制冷量的影响。

具体地，转子压缩机的气缸1的工作原理决定其工作腔4(气缸月牙槽)吸气与压缩排气过程交替进行，压缩排气产生大量的热，压缩排气过程产生的热量通过气缸工作腔4传导给吸气过程，由传热三要素(传热量＝传热系数*传热面积*传热温差)可知，在传热系数、传热温差不变的条件下，降低传热面积可有效降低其传热量，减少排气对吸气的不利影响；这是因为：吸气过程一旦被加热或者说吸气吸收外界传递给它的热量，则吸气比容增大，吸气质量流量减少，则制冷量减少，压缩机效率降低；压缩机内部的热源主要两点，一是压缩过程产生的压缩热，二是电机各种损耗转换而来的热，都属于废热，热量是哪里温度低往哪里传，吸气一般为压缩机内部最低温度，依据传热公式：传热量＝传热系数*传热面积*传热温差，传热温差大，要减少高压环境里的排气对吸气腔体的吸气的热影响。

具体地，气缸1的工作腔4的面积即围成吸气月牙腔的四周面的面积总和，即为传热面积，共包括四个面的面积：月牙腔上端面、滚子外圆圆柱面、气缸内圆圆柱面和月牙腔下端面。

一般而言，压缩机排量越大，对应的缸体越大，气缸吸气月牙腔体传热面积越大，本实施例取气缸工作腔面积S(单位：mm²)与排量V(单位：mm³)的比值δ(单位：1/mm)作为评价缸体设计传热影响的关键参数。

当然，本实施例提供的泵体结构还包括法兰6以及曲轴7等传统泵体结构该有的零部件。

在具体实施例中：

指定范围为：0.45≤δ≤0.6；其中，δ＝S/V，S为气缸1工作腔的面积，V为气缸1的排量；更优地，0.45≤δ≤0.51；其中，气缸1的排量V满足：8cm³≤V≤11cm³。

在具体实施例中：

如图5和图6所示，沿着气缸1的精加工面11，向外延伸出环形的非精加工面12，非精加工面12上设置有至少一圈蜂窝槽13；这样，通过蜂窝槽13减少壳体组件9内部高温高压流体向压缩机吸气侧的热量传递，提升压缩机的制冷量及能效比。

具体地，沿着气缸1的吸气起始点和压缩起始点，每圈所述蜂窝槽13包括吸气侧蜂窝槽131和压缩侧蜂窝槽132，吸气侧蜂窝槽131为图5中吸气0°沿着顺时针方向至吸气180°之间，压缩侧蜂窝槽132为吸气180°沿着顺时针方向至吸气0°之间；吸气侧蜂窝槽131的圈数大于压缩侧蜂窝槽132的圈数；每圈蜂窝槽13包括多个孔，孔为圆形、方形或三角形中的任意一种，也可以为不规则的形状，孔内存放有油气混合物，如此可以减少气流扰动，从而增加气缸壁的热阻，减小壳体内部经由气缸壁向吸气传递的热流量。

在本实施例的最优方案中，单缸单级压缩机排量为9.8cm³，针对于此，设计了五个不同的缸体方案，并对该方案进行效果验证，验证结果如下表1所示：

表1

从表1中可以看出：δ在0.6、0.51、0.45、0.4时的APF(全年能源消耗率)差值比分别为0.74％、1.4％、1.06％、0.05％，由此确认δ的取值存在合理范围与最优范围为0.45≤δ≤0.6，尤其当δ满足0.45≤δ≤0.51时，APF效果更佳。

APF，即为全年能源消耗率，上表1中的参数APF％即为在相同的工况下，本方案相较于传统方案APF所下降的百分比；另外，从表1中也可以看出，当δ满足0.45≤δ≤0.51时，采用本方案的设计后，压缩机的能力、功率以及COP均有改善。

进一步验证，当排量设置为8cm³及11cm³时，均存在上述关系。

在具体实施例中：

气缸1工作腔的面积与其排量之间的比值δ通过以下公式计算：

其中，S为气缸1工作腔的面积，V为气缸1的排量，H为气缸1的高度(如图3c所示)，D_缸内为气缸1的内径(如图3b所示)，e为压缩机曲轴偏心部(如图4所示)。

具体地，上述公式通过结合如下两个公式而得：

V＝π*(D_缸内-e)*e*H；

这样，δ确定后，只要选择一个气缸1的内径和偏心量，就能确定使得传热最优的缸高；反之也成立，δ确定后，只要选择了一个缸高和偏心量，就能确定使得传热最优的气缸1的内径。

本实用新型结合缸体设计影响传热大小的关键因素，对此进行合理控制，可实现压缩机能效的显著提升；且在不改变现有压缩机生产工艺、不增加压缩机成本以及满足可靠性的前提下，该实用新型的实际效果显著。且通过蜂窝槽的设置减少气流扰动，增加气缸壁的热阻，减小壳体内部经由气缸壁向吸气传递的热流量，提升压缩机的制冷量及能效比。

实施例2

本实施例提供一种压缩机，如图7所示，压缩机包括实施例1的泵体结构。

具体地，本实施例中的压缩机为滚动转子式压缩机，结构可以是单级气缸压缩机、单级补气压缩机、单级双气缸压缩机、单级三气缸压缩机、双级双缸压缩机或者双极三缸压缩机等；但需要注意的是，无论何种压缩机，本实施例中气缸的排气量指其中单个气缸的排量。

在具体实施例中：

压缩机还包括分液器组件8、壳体组件9以及电机组件10等。

实施例3

本实施例提供一种空调器，空调器包括实施例2的压缩机。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种泵体结构，其特征在于，所述泵体结构用于压缩机中，所述泵体结构包括至少一个气缸(1)，任一所述气缸(1)工作腔的面积与其排量之间的比值满足指定范围，以减少所述压缩机制冷量的损失。

2.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述的指定范围为：0.45≤δ≤0.6；其中，δ＝S/V，S为所述气缸(1)工作腔的面积，V为所述气缸(1)的排量。

3.根据权利要求2所述的泵体结构，其特征在于，所述的指定范围为：0.45≤δ≤0.51。

4.根据权利要求2或3所述的泵体结构，其特征在于，所述气缸(1)的排量V满足：8cm³≤V≤11cm³。

5.根据权利要求1-3任一项所述的泵体结构，其特征在于，所述气缸(1)工作腔的面积与其排量之间的比值δ通过以下公式计算：

其中，S为所述气缸(1)工作腔的面积，V为所述气缸(1)的排量，H为所述气缸(1)的高度，D_缸内为所述气缸(1)的内径，e为压缩机曲轴偏心部的偏心量。

6.根据权利要求1-3任一项所述的泵体结构，其特征在于，沿着所述气缸(1)的精加工面(11)，向外延伸出环形的非精加工面(12)，所述非精加工面(12)上设置有至少一圈蜂窝槽(13)。

7.根据权利要求6所述的泵体结构，其特征在于，沿着所述气缸(1)的吸气起始点和压缩起始点，每圈所述蜂窝槽(13)包括吸气侧蜂窝槽(131)和压缩侧蜂窝槽(132)，所述吸气侧蜂窝槽(131)的圈数大于所述压缩侧蜂窝槽(132)的圈数。

8.根据权利要求6所述的泵体结构，其特征在于，每圈所述蜂窝槽(13)包括多个孔，所述孔为圆形、方形或三角形中的任意一种，且所述孔内存放有油气混合物。

9.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求1-8任一项所述的泵体结构。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求9的压缩机。

Images