CN107061276A - 旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转压缩机，旋转压缩机包括：在由气缸构成的圆柱形压缩腔中公转的活塞，以及配置于气缸的第一滑片槽和第二滑片槽的第一滑片和第二滑片，第一滑片和第二滑片分别通过活塞往复运动；在第一滑片上、开孔于压缩腔的至少一个排气孔；在第一滑片的侧面、开关排气孔的排气阀；通过排气孔的高压气体，排出到包围在第一滑片、第二滑片和活塞外周之间的高压腔。通过追加第二滑片，在两个滑片前端和活塞的外周配置包围的似四角形的腔，也就是高压腔。通过排气孔的高压气体，排出到高压腔内，这样可以有效减小排气间隙容积。

Description

旋转压缩机

技术领域

本发明涉及一种旋转压缩机。

背景技术

旋转压缩机的排气装置，由排气孔和排气阀构成，一般在密封压缩腔的主轴承和副轴承的任何一个上配置排气孔。其结果是，排气孔的位置与滑片侧面相对，而且变为直角方向，排气孔从滑片侧面脱离。因此，活塞从排气行程移动到吸气行程后，出现排气间隙容积。排气间隙容积，在以往设计中，约达到旋转压缩机排气容积的1％。

在空调(冷媒R410A)的应用例中，压缩比(高压和低压的比率)约为3.4，上述排气间隙容积1％产生的再膨胀损失中的制冷能力损失为：1.0％X3.4＝3.4％。在制冷设备的应用中，压缩比变大，制冷能力损失进一步增加。再膨胀损失是指，在压缩腔中没排出而残留的高压气体(排气间隙容积)，在活塞公转时流出到压缩腔的低压侧(吸气侧)，进行再膨胀，所以实质吸入气体量减少的现象。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋转压缩机，该旋转压缩机的排气间隙容积小。

根据本发明的旋转压缩机，包括：在由气缸构成的圆柱形压缩腔中公转的活塞，以及配置于所述气缸的第一滑片槽和第二滑片槽的第一滑片和第二滑片，所述第一滑片和所述第二滑片分别通过所述活塞往复运动；在所述第一滑片上、开孔于所述压缩腔的至少一个排气孔；在所述第一滑片的侧面、开关所述排气孔的排气阀；通过所述排气孔的高压气体，排出到包围在所述第一滑片、所述第二滑片和所述活塞外周之间的高压腔。

根据本发明的旋转压缩机，通过追加第二滑片，在两个滑片前端和活塞的外周配置包围的似四角形的腔、也就是高压腔。通过排气孔的高压气体，排出到高压腔内，这样可以有效减小排气间隙容积，可以提高旋转压缩机的性能。

在本发明的一些示例中，在所述第一滑片槽开孔端的一侧上，配置扩大所述排气阀开度的曲面。

在本发明的一些示例中，在所述第一滑片槽的开孔端壁，配置开孔于所述排气孔的切口槽。

在本发明的一些示例中，所述第一滑片和第二滑片之间的高压腔，与配置于密封所述压缩腔开口端的轴承上的消音器连通。

在本发明的一些示例中，配置扩大所述高压腔容积的切口。

在本发明的一些示例中，所述第一滑片和所述第二滑片中的任何一个为摇摆式滑片。

在本发明的一些示例中，具备分别将所述第一滑片和所述第二滑片压紧在所述活塞侧的弹簧，所述第一滑片的弹簧比所述第二滑片的弹簧大。

在本发明的一些示例中，所述第一滑片和所述第二滑片位于所述气缸的吸气孔的同一侧且所述第二滑片相对所述第一滑片靠近所述吸气孔。

在本发明的一些示例中，所述排气阀集成在所述第一滑片上，所述旋转压缩机还包括：固定阀，所述固定阀固定在所述排气阀的固定端部。

在本发明的一些示例中，所述排气孔为两个且在所述第一滑片的高度方向上间隔开，所述排气阀为两个且分别与两个所述排气孔一一对应。

附图说明

图1与实施形态1相关的、旋转压缩机的纵截面图；

图2与实施形态1相关的、显示图1 X-X截面的平面图；

图3与实施形态1相关的、第一滑片的构成零部件图；

图4与实施形态1相关的、第一滑片的组装完成图；

图5与实施形态1相关的、气缸的滑片槽详图；

图6与实施形态1相关的、显示图1 Y-Y截面的平面图；

图7与实施形态2相关的、第一滑片的组装完成图；

图8与实施形态2相关的、旋转压缩机的纵截面图；

图9与实施形态3相关的、气缸中心截面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施形态1：

图1为旋转压缩机1的纵截面图。在圆柱形的壳体2内，固定有电动式电机6和被电机6驱动的压缩要素5。压缩要素5包括固定于壳体2内的气缸10、在气缸10上下通过螺钉固定的主轴承50和副轴承55，主轴承50和副轴承55上下相对设置。其中，配置于气缸10中央的压缩腔15可以被主轴承50和副轴承55密封。还有，在壳体2的底部封入润滑油，润滑油用于润滑运动副，运动副即相互运动的配合部件。

电机6包括定子和转子6b，被转子6b驱动的曲轴40包括主轴41、副轴43和偏心轴44，主轴41和副轴43分别与主轴承50和副轴承55滑动配合，偏心轴44能够公转，而且偏心轴44用于驱动配置于压缩腔15内的活塞35，偏心轴44能够带动活塞35公转。其中，压缩腔15呈圆柱形。如图2所示，压缩要素5还可以包括与活塞35的外周相接的第一滑片20，通过活塞35的公转，第一滑片20在气缸10的第一滑片槽12往复运动。

图2为图1的X-X方向截面，是气缸10的中央截面的平面图。如图2所示，第一滑片20前端中央侧面配置有排气孔25，该排气孔25开孔于压缩腔15，换言之，该排气孔25与压缩腔15为连通关系。上述前端即第一滑片20靠近压缩腔15的一端。随着第一滑片20的往复运动，排气孔25在压缩腔15内部的开孔面积变化。也就是说，圆形的排气孔25，在第一滑片20的行程长度大的范围内全开，在行程长度变为零时减少。

如图2所示，旋转压缩机1还包括第二滑片30，第二滑片配置在气缸10的第二滑片槽内，第一滑片20和第二滑片30通过活塞35往复运动。第一滑片20和第二滑片30彼此相邻。第一滑片20，其一侧的面开孔于排气孔25，其里侧有排气阀23，该排气阀23用于开关排气孔25。一侧的第二滑片30，结构与以往的滑片基本没有差异，省略说明。第二滑片30的特点是，位于第一滑片20和吸气孔16之间，换言之，第一滑片20和第二滑片30位于吸气孔16的同一侧，而且第二滑片30相对第一滑片20靠近吸气孔16。

在本发明中，通过追加第二滑片30，在两个滑片前端和活塞35的外周配置包围的似四角形的腔、也就是高压腔14。通过排气孔25的高压气体，排出到包围在第一滑片20、第二滑片30和活塞35外周之间的高压腔14。高压腔14，是排气孔25排出的高压气体暂时囤积的腔及到主轴承气孔51(图1)的排气通路，随着活塞35的公转而经常发生容积的变化。

如图1所示，旋转压缩机1还设置有与壳体2连接的吸气管4，吸气管4与储液罐7连接。还有，旋转压缩机1还设置有与壳体2的上端连接的排气管3，排气管3与制冷循环的冷凝器连接。

储液罐7排出的低压冷媒，从吸气管4排出，流入压缩腔15，排出到高压腔14；其中主轴承50上形成有主轴承气孔51，而且主轴承50上还设置有消音器52。高压冷媒从主轴承气孔51开始，流出到消音器52，从消音器排气孔52a排出到壳体2中。因此，与以往一样，旋转压缩机1的壳体2的内部压力，为高压侧。但是，本发明，壳体2的内部压力即使为低压侧，也可容易应用。而且，也可容易应用到由两个气缸构成的双缸旋转压缩机和2段压缩方式。

下面结合图2详细说明一下活塞35公转角度Θ，活塞35公转角度Θ即以第一滑片20的中心为基点，到活塞35外周和压缩腔15内径之间形成的最小间隙的角度。在压缩腔15中，角度Θ的左侧腔是吸气侧腔15a，右侧腔是压缩侧腔15b。旋转式压缩机1在应用于空调(冷媒R410A)时，高负荷运转条件下的高压气体理论排气角度Θ为201度，运转时间最长的实用条件(APF(AnnualPerformance Factor-全年能源消耗率)条件等)时的Θ为180度左右，在该角度下，压缩侧腔15b的气体达到排气压力，打开排气阀23。

其中，在Θ＝180度时，第一滑片20的行程为最大，压缩腔15中排气孔25的开度变为最大，压缩侧腔15b的高压气体从排气孔25、面向高压腔14排出。此时，排气量为最大，通过排气孔25的气体阻力很小，压力损失较小。

其后，伴随着Θ按照360度的方式移动，第一滑片20的行程变小，排气阀23的有效开度减少。但是，压缩侧腔15b的排气量减少，因此，通过排气阀23的压力损失不会过多增加。在第一滑片20的行程变小时，维持排气阀23的开度手段如图5所示。

图3为第一滑片20的组装图。第一滑片20包括滑片板21，滑片板21在阀收纳槽20a和排气孔25加工后，进行耐磨耗处理，接着进行精密研磨。接下来的组装工程，在阀收纳槽20a上嵌入排气阀23和固定阀24，固定阀24固定在排气阀23的固定端部。具体固定方式可以采用铆钉固定，在铆钉孔26上压入组装铆钉27，如图4所示，完成第一滑片20的组装。其中，排气阀23的头部设置有与排气孔25对应的圆状结构23a。

固定阀24用于缓和集中于排气阀23固定端侧的应力的手段。其中，铆钉27也可以采用小螺钉替换，对此也没有影响。滑片板21上的背面凸起21d是线圈弹簧28嵌入的凸起。如图4所示，线圈弹簧28能够将第一滑片20按压到活塞35的外周。

返回到图3，进行第一滑片20的设计说明。第一滑片20的厚度，与以往一样为3mm；阀收纳槽20a的深度，可以为1.7mm。排气阀23安装的圆形阀座凸起，必须与阀收纳槽20a在同一面，因此，排气孔25的厚度可以为1.3mm。也就是说，排气孔25的厚度与以往排气孔的厚度相同。

排气阀23和固定阀24的板厚，可以分别在0.2mm-0.3mm的范围，这样合计约为0.5mm，那么铆钉27的头部的高度不超过1.2mm，设计就没有问题。但是，收纳线圈弹簧28的第一弹簧孔18的内径，可以约为10mm，因此，铆钉27的头部即使从第一滑片20的侧面向外侧凸起，也不会与第一滑片槽12干涉。

在此，把第一滑片20的最大行程当作5m、排气孔25的内径作为6mm，排气孔25的内径为0.037cc；把该机种的排气容积当作15cc(相当于1HP级)，排气间隙容积的比率约0.25％，降低至以往同等机种的1/4～1/5。也就是说，再膨胀损失大幅度得到改善。

旋转式压缩机1配置扩大所述高压腔14容积的切口。通过合理布置切口，可以使得高压腔14容积适宜，从而可以有效减小排气间隙容积。

图5，是加工于气缸10的第一滑片槽12上的阀挡块槽12a、加工于其对面的D形切口槽12b、配置于两个滑片间的U槽14a的示意图。阀挡块槽12a和D形切口槽12b分别设置在第一滑片槽12相对的两个端面上。首先，阀挡块槽12a与以往的排气阀挡块一样，面向其开孔端、缓慢弯曲成放物面状、开孔于压缩腔15。在第一滑片槽12开孔端的一侧上，配置扩大排气阀23开度的曲面，即阀挡块槽12a处。

D形切口槽12b开孔于排气孔25，换言之，切口槽12b与排气孔25连通。D形切口槽12b，位于与阀挡块槽12a对向的第一滑片槽12的壁面，其详细如图5右图(Z方向箭头所示)。

如图2所示，压缩侧腔15b到达排气压力时，排气孔25开孔，排气阀23打开。同时，与第一滑片20一体化的排气阀23的上面，前后移动，使得排气阀23在阀挡块槽12a的表面滑动弯曲。也就是说，阀挡块槽12a的曲率，如果比排气中弯曲的排气阀23的曲率设计的大，排气阀23的前端就不会与阀挡块槽12a的表面干涉。

上述活塞回转角Θ超过180度后，第一滑片20的行程长度变短。Θ＝360度后，第一滑片20前端收纳到第一滑片槽12中，排气孔25收纳到第一滑片槽12中，所以，压缩侧腔15b的排气的一部分没有排出、残留下来。

为D形的切口槽12b，是回避该问题的手段。即使Θ＝360度，排气孔25的开孔面积在50％以上，排气孔25仍能与压缩腔15连通。在D形切口槽12b大幅扩大后，排气间隙容积增加，其切口幅度可以与排气孔25的内径相同。

开口于压缩侧腔15b的排气孔25和D形切口槽12b，变为排气间隙容积；两个滑片间配置的阀挡块槽12a或U槽14a，成为不了排气间隙容积。往复运动在第二滑片槽13内的第二滑片30，是防止流出到上述两个滑片间的高压气体流进吸气侧腔15a的手段。

在此，作为旋转压缩机的原理，壳体2的润滑油中的滑片背面腔11的压力，比高压腔14的压力略低，比压缩侧腔15b的压力高。因此，排气阀23或阀挡块槽12a，通过混在高压腔14的高压气体中的喷雾油进行润滑。这与通过从压缩腔15的排气润滑的方式以往排气阀一样。

排气孔25开孔的第一滑片20的滑动面侧，与以往一样，被滑片背面腔11的润滑油润滑。因此，关于第一滑片20的润滑，没有任何问题。没有排气阀的第二滑片30的润滑，也是一样。

接下来，关于第一滑片20，确认从滑片背面腔11侧到活塞35外周的按压力。第一滑片20的前端R部的约50％，开口于高压腔14；残留的约50％在低压到高压之间变动。第二滑片30的前端R部的约50％，开口于吸气侧腔15a；残留的约50％，开口于高压腔14。

因此，活塞35的按压力，变为第二滑片30＞第一滑片20，推荐第一滑片20和第二滑片30前端的中心位置靠近高压腔14的形状进行非对称的代替设计。

图6是图1Y-Y方向截面的平面图。在气缸10的平面上，主轴承50和主消音器52，被四个螺钉38固定。高压腔14和U槽14a上，主轴承气孔51开孔，因此，高压腔14的高压气体排出到主消音器52中，其后，从消音器排气孔52a排出到壳体2中。根据图6，在主轴承40上，以往没有配置排气孔、排气阀和阀收纳槽。其结果是，可大幅度改善主轴承40的刚性。

另外，具备分别将第一滑片20和第二滑片30压紧在活塞侧的弹簧，第一滑片20的弹簧比第二滑片30的弹簧大。这样第一滑片20的弹簧的弹力大于第二滑片30的弹簧的弹力，能够更好地驱动第一滑片20往复运动。

实施形态2

与实施形态1相比，实施形态2的旋转压缩机排气容积大，如图7所示，滑片高度增加，所以的第一滑片60并列配置两组排气孔25和排气阀23，两组排气孔25在第一滑片20的高度方向上间隔开设置，两个排气阀23分别与两个排气孔25一一对应。。使用第一滑片60、组装压缩要素8后，完成图8所示的旋转压缩机101。

另外，在实施形态2中，除了主轴承气孔51之外，追加副轴承气孔56。因此，从副轴承气孔56排出的高压气体，经由副消音器57和气缸贯通孔19，排出到主消音器52，其后，与主轴承气孔51排出的气体混合，从消音器排气孔52a排出。

实施形态3

图9所示的实施形态3，是实施形态1公示的第一滑片20应用到摇摆式旋转压缩机上的设计。图9相当于图1的X-X截面。因为是摇摆式，所以第一滑片70与活塞35一体化。第二滑片80，相当于实施形态1的第二滑片30。与实施形态1一样，在第一滑片70的位置上配置具有排气孔25和排气阀23的第二滑片80，或者在第二滑片80的位置上配置一般的摇摆式滑片70，都可。也就是说，第一滑片70和第二滑片80中的任何一个可以为摇摆式滑片。

需要说明的是，本发明的旋转压缩机，搭载到空调、制冷设备、热水器等上。而且，可应用到活塞和滑片一体化的摇摆式旋转压缩机、卧式旋转压缩机或壳体低压式旋转压缩机上。使用现有设备，当然，也可实现制造。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种旋转压缩机，其特征在于，包括：在由气缸构成的圆柱形压缩腔中公转的活塞，以及配置于所述气缸的第一滑片槽和第二滑片槽的第一滑片和第二滑片，所述第一滑片和所述第二滑片分别通过所述活塞往复运动；

在所述第一滑片上、开孔于所述压缩腔的至少一个排气孔；

在所述第一滑片的侧面、开关所述排气孔的排气阀；

通过所述排气孔的高压气体，排出到包围在所述第一滑片、所述第二滑片和所述活塞外周之间的高压腔。

2.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，在所述第一滑片槽开孔端的一侧上，配置扩大所述排气阀开度的曲面。

3.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，在所述第一滑片槽的开孔端壁，配置开孔于所述排气孔的切口槽。

4.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述第一滑片和第二滑片之间的高压腔，与配置于密封所述压缩腔开口端的轴承上的消音器连通。

5.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，配置扩大所述高压腔容积的切口。

6.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述第一滑片和所述第二滑片中的任何一个为摇摆式滑片。

7.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，具备分别将所述第一滑片和所述第二滑片压紧在所述活塞侧的弹簧，所述第一滑片的弹簧比所述第二滑片的弹簧大。

8.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述第一滑片和所述第二滑片位于所述气缸的吸气孔的同一侧且所述第二滑片相对所述第一滑片靠近所述吸气孔。

9.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述排气阀集成在所述第一滑片上，所述旋转压缩机还包括：固定阀，所述固定阀固定在所述排气阀的固定端部。

10.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述排气孔为两个且在所述第一滑片的高度方向上间隔开，所述排气阀为两个且分别与两个所述排气孔一一对应。