一种气缸、泵体结构、压缩机及空调器的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种气缸、泵体结构、压缩机及空调器。


背景技术：

2.旋转压缩机具有高效、低成本的优势，不断拓展应用至大型空调机组；为了满足压缩机逐步增大的排量要求，现有的转子压缩机在参数的设计上主要体现为缸径加大、缸高加高，由此导致排气口通路阻力变大，使得压缩机容易出现气缸压缩冷媒过度的现象，导致压缩机效率降低，并诱发因为负荷增加而引起的异常磨损等问题出现，使得压缩机可靠性差。
3.为了解决上述问题，相关技术采用的是增加排气口数量或增大排气口尺寸。但由于压缩机结构形状限制，可增加的常规排气口数量有限；并且排气口尺寸过大会导致密封难以保证，进而使得压缩机的性能变差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种气缸、泵体结构、压缩机及空调器，通过辅助排气和主排气结构共同作用，能够快速缓解气缸腔内过压缩，避免高压气体冲击泵体组件内部结构，提高运行稳定性及可靠性。
5.为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，本发明的实施例提供了一种气缸，气缸包括主排气结构以及辅助排气结构，主排气结构和辅助排气结构的入口端均与气缸的压缩腔连通，出口端均与气缸外部空间连通。
6.在一些实施例中，辅助排气结构包括辅助排气通道、辅助排气孔以及辅助排气容纳槽，辅助排气通道开设在气缸内壁上，一端与气缸的压缩腔连通，另一端通过辅助排气孔与辅助排气容纳槽连通，辅助排气容纳槽与气缸外部空间连通。
7.在一些实施例中，辅助排气容纳槽23位于气缸或法兰的端面，其内设置有阀片组件。
8.在一些实施例中，辅助排气结构设置两个，其中一个辅助排气结构的入口端与压缩机气缸的压缩腔连通，另一端通过上法兰与气缸外部空间连通；另外一个辅助排气结构的入口端与压缩机气缸的压缩腔连通，另一端通过下法兰与气缸外部空间连通。
9.在一些实施例中，当辅助排气结构设置两个时，两个辅助排气容纳槽分别开设在气缸的上端面和下端面，两个阀片组件分别位于对应的辅助排气容纳槽中。
10.在一些实施例中，每个辅助排气结构对应至少一个辅助排气通道，辅助排气通道为开设在气缸内壁上的孔，至少两个孔间隔设置，且每个孔的流通截面积不同。
11.在一些实施例中，当辅助排气结构设置两个时，两个辅助排气通道连通，两个辅助排气孔连通。
12.在一些实施例中，两个辅助排气孔的流通截面积不同。
13.在一些实施例中，两个辅助排气孔距离气缸内圆的径向距离不同。
14.在一些实施例中，至少一个辅助排气通道倾斜设置。
15.在一些实施例中，辅助排气通道与气缸内圆法向的夹角α满足：α＜60
°
。
16.在一些实施例中，辅助排气通道为与气缸内、外圆贯通的台阶孔，台阶孔位于辅助排气通道与气缸外圆的部分设置有柱塞。
17.在一些实施例中，主排气结构包括依次连接的主排气槽、主排气孔以及主排气容纳槽，主排气容纳槽内设置有主阀片组件，主排气槽开设在气缸内壁上，其一端与气缸腔连通，另一端通过主排气孔与主排气容纳槽连通。
18.在一些实施例中，主排气结构设置两个，其中一个主排气结构的主排气容纳槽位于上法兰的上端面，另外一个主排气结构的主排气容纳槽位于下法兰的下端面。
19.根据本技术的另一个方面，本发明的实施例提供了一种泵体结构，泵体结构包括上述的气缸。
20.在一些实施例中，当泵体结构包括两个气缸时，辅助排气通道的入口与对应的气缸的气缸腔连通，出口设置在上法兰、下法兰或者两个气缸之间的隔板上。
21.根据本技术的另一个方面，本发明的实施例提供了一种压缩机，压缩机包括上述的泵体结构。
22.根据本技术的另一个方面，本发明的实施例提供了一种空调器，空调器包括上述的压缩机。
23.与现有技术相比，本发明的气缸至少具有下列有益效果：
24.当压缩腔内气体压力过高时，压缩气体一部分通过主排气结构排至气缸外部空间；另一部分通过辅助排气结构排至气缸外部空间；两个排气结构共同作用，能够快速缓解气缸腔内过压缩，避免高压气体冲击泵体组件内部结构，提高运行稳定性及可靠性。
25.另一方面，本发明提供的泵体结构是基于上述气缸而设计的，其有益效果参见上述气缸的有益效果，在此，不一一赘述。
26.另一方面，本发明提供的压缩机是基于上述密封结构而设计的，其有益效果参见上述密封结构的有益效果，在此，不一一赘述。
27.另一方面，本发明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。
28.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
29.图1是本发明的实施例提供的一种气缸中，辅助排气结构设置一个，将其应用在泵体组件中的剖视图；
30.图2是将本发明的实施例提供的一种气缸应用在泵体组件中的俯视图；
31.图3是本发明的实施例提供的一种气缸中，气缸排气时的路径图；
32.图4是本发明的实施例提供的一种气缸中，辅助排气结构设置两个时，将其应用在泵体组件中的剖视图；
33.图5是本发明的实施例提供的一种气缸中，两个辅助排气通道连通，两个辅助排气孔连通时的气缸的剖视图；
34.图6是本发明的实施例提供的一种气缸中，三个辅助排气孔不连通时的气缸的剖视图；
35.图7是本发明的实施例提供的一种气缸中，辅助排气通道倾斜设置时的气缸的剖视图；
36.图8是本发明的实施例提供的一种气缸中，辅助排气通道与气缸内圆法向的夹角的示意图；
37.图9是本发明的实施例提供的一种气缸中，辅助排气通道中设置有柱塞时的气缸的剖视图；
38.图10是本发明的实施例提供的一种气缸，将其应用在泵体组件的另外一种剖视图；
39.图11是本发明的实施例提供的一种泵体组件的剖视图；
40.图12是本发明的实施例提供的一种泵体组件的俯视图；
41.图13是本发明的实施例提供的一种泵体组件的另外一种俯视图；
42.图14是本发明的实施例提供的一种泵体组件的另外一种俯视图；
43.图15是本发明辅助排气通道与排气损失及容积的关系趋势图；
44.图16是本发明的实施例提供的一种压缩机中，压缩机的pv曲线对比图；
45.图17是本发明的实施例提供的一种压缩机中，压缩机的性能改善对比图。
46.其中：
47.1、主排气结构；2、辅助排气结构；3、上法兰；4、下法兰；5、隔板；11、主排气槽；12、主排气孔；13、主排气容纳槽；14、主阀片组件；21、辅助排气通道；22、辅助排气孔；23、辅助排气容纳槽；24、阀片组件；25、第二辅助排气通道；211、柱塞。
具体实施方式
48.为更进一步阐述本发明为达成预定发明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，对依据本发明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。
49.在本发明的描述中，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发明，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发明的限制。
50.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发明中的具体含义。
51.实施例1
52.本实施例提供一种气缸，如图1所示，气缸包括主排气结构1以及辅助排气结构2，主排气结构1和辅助排气结构2的入口端均与气缸的压缩腔连通，出口端均与气缸外部空间连通。
53.具体地，本实施例提供的气缸应用在旋转压缩机上，一般地，旋转压缩机的泵体转子组件包括与曲轴配合的电机转子和泵体组件，泵体组件包括上法兰、下法兰和曲轴，其中，曲轴的长轴部分与上法兰内孔相配合，曲轴短轴部分与下法兰相配合，在上法兰和下法兰之间布置有第一气缸和/或第二气缸。第一气缸和第二气缸内分别安装有滚子和滑片，滚子分别套于曲轴的偏心部；第一气缸和第二气缸通过第一隔板、第二隔板分隔开，上法兰、第一气缸、第一隔板组成第一压缩腔，下法兰、第二气缸、第二隔板组成第二压缩腔。电机转子在定子磁场作用下选择，带动曲轴转动。进而带动滚子旋转，并对制冷剂进行压缩，最后气缸内的高压制冷剂排出气缸，最终排出压缩机泵体组件。
54.针对上述旋转压缩机的结构，排气路径为：在气缸端面设置排气槽，在法兰或隔板上设置有排气孔、排气容纳槽；当压缩机泵体组件开始排气，且排气压力达到排气阀片开启值，气体经由气缸排气槽、法兰或隔板上的排气孔、冲开排气阀片进入壳体内腔，完成一次排气；这种排气结构，不能满足大排量转子机的大缸径、大缸高结构，容易因为排气口通路阻力大，使得排气过程压缩腔冷媒过度压缩，导致压缩机效率降低，并诱发因为负荷增加而引起的异常磨损等问题出现，压缩机可靠性差。
55.本实施例提供的气缸，如图1和图3中的箭头所示，排气路径为：当压缩腔内气体压力过高时，压缩气体一部分通过主排气结构1排至气缸外部空间；另一部分通过辅助排气结构2排至气缸外部空间；两个排气结构共同作用，能够快速缓解气缸腔内过压缩，避免高压气体冲击泵体组件内部结构，提高运行稳定性及可靠性。
56.在具体实施例中：
57.如图1和图2所示，辅助排气结构2包括辅助排气通道21、辅助排气孔22以及辅助排气容纳槽23，辅助排气容纳槽开设在气缸内壁上，一端与气缸的压缩机连通，另一端通过辅助排气孔22与辅助排气容纳槽23连通。
58.具体地，在排气时，压缩气体中有一部分经由辅助排气通道21、辅助排气孔22以及辅助排气容纳槽23，排至气缸外部空间，进入压缩机的壳体内腔中。
59.在具体实施例中：
60.辅助排气容纳槽23位于气缸或法兰的端面，其内设置有阀片组件24；这样，当压缩腔内气体压力过高时，压缩气体一部分通过主排气结构1排至气缸外部空间；另一部分通过通过辅助排气通道21和辅助排气孔22进入辅助排气容纳槽23中，当气体压力足够时，阀片组件24在气压的作用下打开，实现将气体排至气缸外部空间。也就是说，在本实施例中，辅助排气容纳槽23用于放置阀片组件24，阀片组件24包括挡板、阀片以及辅助固定件等。
61.在具体实施例中：
62.如图4所示，辅助排气容纳槽23位于气缸上，当辅助排气结构2设置两个时，两个辅助排气容纳槽23分别开设在气缸的上端面和下端面，两个阀片组件24分别位于对应的辅助排气容纳槽23中。
63.在这种结构中，如图4中箭头所示，当压缩腔内气体压力过高时，压缩气体第一路通过设置在气缸上端面上的辅助排气结构2排出，第二路通过设置在气缸下端面上的辅助排气结构2排出，当然，还有部分压缩气体通过主排气结构1排出。主排气结构1可以设置两个，也可以设置一个，图4为主排气结构1设置两个时的结构示意图。
64.在上述结构中，每个辅助排气结构2可以对应一个辅助排气通道21，两个辅助排气
通道21可以连通，两个辅助排气孔22连通，如图5所示。
65.在上述结构中，两个辅助通道每个辅助排气结构2可以对应多个辅助排气通道21，多个辅助排气通道21不连通，如图6所示为其中一个辅助排气结构2对应一个辅助排气通道21，另外一个辅助排气结构2对应两个辅助排气通道21，且三个辅助排气通道21部连通；为了使压缩机可以实现对不同频段噪音的改善，三个辅助排气通道21的流通截面积均不同，即直径均不相同(如图6中d1、d2和d3)；也就是说：孔的孔径大小和位置可根据具体情况进行设计，以实现不同频段噪音的改善。
66.更具体地，为了更快的降低气缸腔内的气压，至少两个孔连通；并且，孔的孔径大小和位置可根据具体情况进行设计，以实现不同频段噪音的改善。
67.并且，如图6所示，两个辅助排气孔22的流通截面积不同，即d1和d2不同，两个辅助排气孔22距离气缸内圆的径向距离不同，即l1和l2不同，由此可以同时实现不同频段噪声改善。
68.如图7所述，β和γ表示辅助排气通道21与气缸内壁的夹角。为了方便加工，将β和γ设置为非垂直的某一角度即可，也就是说，辅助排气通道为沿着气缸内壁加工的斜孔。
69.如图8所示，辅助排气通道21在压缩机内的径向角，即辅助排气通道21与所述气缸内圆法向的夹角α满足：α＜60
°
；当α＜60
°
时，如图15所示，压缩机有效排气时间长，余隙小，同时避免冷媒回流造成的高低压串气，排气损失小、容积效率高，而且能快速缓解气缸腔内过压缩，压缩机运行更稳定、可靠。
70.如图9所示，辅助排气通道21为与气缸内、外圆贯通的台阶孔，台阶孔位于辅助排气通道21与气缸外圆的部分设置有柱塞211；柱塞211与对应的辅助排气通道21过盈配合；该结构不仅可以解决过压缩的问题，还可进一步简化辅助排气通道加工工艺，同时可以避免气流直接冲击壳体带来的噪声、振动等不良影响。
71.在具体实施例中：
72.如图10所示，当辅助排气结构2设置两个时，两个辅助排气容纳槽23分别开设在气上法兰3的上端面和下法兰4的下端面，两个辅助排气容纳槽23对应的两个辅助排气孔22分别开设在上法兰3的下端面和下法兰4的上端面，且两个辅助排气孔22通过第二辅助排气通道25连通，第二辅助排气通道25与两个辅助排气通道21连通。
73.在具体实施例中：
74.主排气结构1包括依次连接的主排气槽11、主排气孔12以及主排气容纳槽13，主排气容纳槽13内设置有主阀片组件14，主排气槽11开设在气缸内壁上，其一端与气缸腔连通，另一端通过主排气孔12与主排气容纳槽13连通。
75.具体地，在排气时，压缩气体中有一部分经由主排气槽11、主排气孔12以及主排气容纳槽13，排至气缸外部空间，进入压缩机的壳体内腔中。
76.更具体地，与辅助排气结构类似，主排气结构1设置两个，其中一个主排气结构1的主排气容纳槽13位于上法兰3的上端面，另外一个主排气结构1的主排气容纳槽13位于下法兰4的下端面；两个主排气结构1的设置可以加快气缸内气压的降低。
77.本实施例提供的气缸，通过在气缸内壁增加设置与气缸压缩腔相连通的辅助排气通道，可有效降低压缩机排气过程中的过压缩；并在辅助排气通道出口设置阀片组件，可以防止辅助排气通道内的气体反流，有效降低压缩机过压缩或液压缩对压缩机造成的功耗
高、可靠性差等不良影响；且本实施例提供的气缸结构简单，加工方便，易于推广。
78.实施例2
79.本实施例提供一种泵体结构，泵体结构包括实施例1中的气缸。
80.具体地，本实施例提供的泵体结构适用于单缸或者双缸结构的泵体；
81.当仅有一个气缸时，辅助排气结构2的出口端可以设置在对应的法兰上，也可以设置在气缸上，相应地，出口端即辅助排气容纳槽23，也就是说辅助排气容纳槽23可以开设在法兰上，也可以开设在气缸上，因为阀片组件24设置在辅助排气容纳槽23内，因此使得阀片组件24可以设置在法兰上，也可以设置在气缸上。
82.当有两个气缸，分别为上气缸和下气缸，上气缸和下气缸之间设置有上隔板和下隔板时，假如此时每个气缸对应二个辅助排气结构2，则上气缸对应的某个辅助排气结构2的排气容纳槽23设置在上隔板上，下气缸对应的某个辅助排气结构2的排气容纳槽设置在下隔板上。
83.具体地，图11至图14所示，为当有两个气缸时，上气缸对应的两个辅助排气结构2中，其中一个辅助排气结构2中的辅助排气容纳槽23位于上法兰3上，另外一个辅助排气结构2位于隔板上。
84.实施例3
85.本实施例提供一种压缩机，压缩机包括实施例2中的泵体结构。
86.如图16为本实施例与现有技术压缩机pv曲线对比图，现有技术曲线中一处尖锐凸起对应过压缩现象，本实施例的压缩机的辅助排气通道结构有效降低了排气通路阻力，减少了压缩腔内高压气体对泵体零件的变形和磨损，降低了压缩机功耗，增强压缩机可靠性。同时，本实施例的辅助排气通道排出部分高压冷媒，可适当增加压缩腔冷媒吸入量，有助于提高压缩机制冷量。
87.图17是本实施例特征压缩机性能改善对比图，在普通国标工况下，基于本实施例特征的压缩机功耗明显降低，带来压缩机能效有3％-4％左右的提升。
88.实施例4
89.本实施例提供一种空调器，空调器包括实施例3中的泵体结构。
90.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。
91.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种气缸，其特征在于，所述气缸包括主排气结构(1)以及辅助排气结构(2)，所述主排气结构(1)和辅助排气结构(2)的入口端均与所述气缸的压缩腔连通，出口端均与所述气缸外部空间连通。2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述辅助排气结构(2)包括辅助排气通道(21)、辅助排气孔(22)以及辅助排气容纳槽(23)，所述辅助排气通道(21)开设在气缸内壁上，一端与气缸的压缩腔连通，另一端通过辅助排气孔(22)与辅助排气容纳槽(23)连通，所述辅助排气容纳槽(23)与所述气缸外部空间连通。3.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于，所述辅助排气容纳槽(23)位于所述气缸或法兰的端面，其内设置有阀片组件(24)。4.根据权利要1-3所述的气缸，其特征在于，所述辅助排气结构(2)设置两个，其中一个所述辅助排气结构(2)的入口端与压缩机气缸的压缩腔连通，另一端通过上法兰(3)与所述气缸外部空间连通；另外一个所述辅助排气结构(2)的入口端与压缩机气缸的压缩腔连通，另一端通过下法兰(4)与所述气缸外部空间连通。5.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，当所述辅助排气结构(2)设置两个时，两个所述辅助排气容纳槽(23)分别开设在气缸的上端面和下端面，两个所述阀片组件(24)分别位于对应的辅助排气容纳槽(23)中。6.根据权利要求5所述的气缸，其特征在于，每个所述辅助排气结构(2)对应至少一个辅助排气通道(21)，所述辅助排气通道(21)为开设在所述气缸内壁上的孔，至少两个所述孔间隔设置，且每个所述孔的流通截面积不同。7.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，当所述辅助排气结构(2)设置两个时，两个所述辅助排气通道(21)连通，两个所述辅助排气孔(22)连通。8.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，两个所述辅助排气孔(22)的流通截面积不同。9.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，两个所述辅助排气孔(22)距离所述气缸内圆的径向距离不同。10.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，至少一个所述辅助排气通道(21)倾斜设置。11.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，所述辅助排气通道(21)与所述气缸内圆法向的夹角α满足：α＜60
°
。12.根据权利要求4所述的气缸，其特征在于，所述辅助排气通道(21)为与所述气缸内、外圆贯通的台阶孔，所述台阶孔位于辅助排气通道(21)与气缸外圆的部分设置有柱塞(211)。13.根据权利要求1-3任一项所述气缸，其特征在于，所述主排气结构(1)包括依次连接的主排气槽(11)、主排气孔(12)以及主排气容纳槽(13)，所述主排气容纳槽(13)内设置有主阀片组件(14)，所述主排气槽(11)开设在气缸内壁上，其一端与气缸腔连通，另一端通过主排气孔(12)与主排气容纳槽(13)连通。14.根据权利要求13所述的气缸，其特征在于，所述主排气结构(1)设置两个，其中一个所述主排气结构(1)的主排气容纳槽(13)位于上法兰(3)的上端面，另外一个所述主排气结构(1)的主排气容纳槽(13)位于下法兰(4)的下端面。
15.一种泵体结构，其特征在于，所述泵体结构包括权利要求1-14任一项所述的气缸。16.根据权利要求15所述的泵体结构，其特征在于，当所述泵体结构包括两个气缸时，辅助排气结构(2)的入口与对应的所述气缸的气缸腔连通，出口设置在上法兰(3)、下法兰(4)或两个气缸之间的隔板(5)上。17.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求15或16所述的泵体结构。18.一种空调器，其特征在于，包括权利要求17所述的压缩机。

技术总结
本发明公开了一种气缸、泵体结构、压缩机及空调器，气缸包括主排气结构以及辅助排气结构，主排气结构和辅助排气结构的入口端均与气缸的压缩腔连通，出口端均与气缸外部空间连通。采用该结构，当压缩腔内气体压力过高时，压缩气体一部分通过主排气结构排至气缸外部空间；另一部分通过辅助排气结构排至气缸外部空间；两个排气结构共同作用，能够快速缓解气缸腔内过压缩，避免高压气体冲击泵体组件内部结构，提高运行稳定性及可靠性。提高运行稳定性及可靠性。提高运行稳定性及可靠性。


技术研发人员：魏会军 阙沛祯 崔雪梅 周瑜 牛玉婷
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/8