壓縮機構及具有其的旋轉式壓縮機的制作方法

本發明涉及壓縮機領域，尤其是涉及一種壓縮機構及具有其的旋轉式壓縮機。

背景技術：

容積式壓縮機主要包括往復式壓縮機、滾動活塞式壓縮機、渦旋壓縮機、單螺桿壓縮機、雙螺桿壓縮機等。容積式壓縮機有一個共同的特性，就是通過機械結構運動帶來工作腔室的容積變化，從而實現吸入低壓冷媒與把低壓冷媒壓縮成高壓狀態，來滿足制冷裝置的需要。

目前在家用空調領域使用的容積式壓縮機主要為旋轉式(滾動活塞式)壓縮機，而旋轉式壓縮機已經由最早的美國通用電氣發展至今超過半個世紀，其壓縮機效率、可靠性、成本、噪音振動等各項指標都基本優化到了極致，很難再有重大性的突破。所以目前行業內各大廠家、甚至國內外高校與科研所都在致力于研究新型的壓縮結構，寄希望于尋找一種新的壓縮結構來替代現有的滾動活塞式結構，從而在上述指標，如壓縮機效率、可靠性、成本、噪音振動上某一指標或者多項指標實現質的飛躍。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明提出一種壓縮機構，滑片所需的功耗降低，降低了振動。

本發明還提出一種具有上述壓縮機構的旋轉式壓縮機。

根據本發明實施例的壓縮機構，包括：氣缸，所述氣缸上設有氣缸腔、滑片槽、吸氣口和排氣口；活塞，所述活塞偏心轉動地設在所述氣缸腔內，所述活塞的偏心量為e；滑片，所述滑片的第一端可轉動地設在所述滑片槽內，所述滑片的其余部分可伸出或者收納在所述滑片槽內，所述滑片始終止抵在所述活塞的外周壁上以將所述氣缸腔分隔成吸氣腔和排氣腔，所述氣缸的半徑為Rcyl，所述滑片的旋轉中心與所述氣缸的中心之間的距離為L，所述活塞、所述氣缸和距離L滿足如下關系：Rcyl-4e≤L≤Rcyl+3e。

根據本發明實施例的壓縮機構，滑片所需的功耗降低，降低了振動，可以避免活塞發生卡死現象，避免滑片與活塞的外周壁脫離，保證了活塞可以偏心轉動且滑片始終止抵在活塞上，保證了壓縮機構的運行可靠性。

在本發明的一些實施例中，所述滑片的長度為Lbl，所述滑片的旋轉部位的半徑為Rbl，則有

在本發明的一些實施例中，所述滑片的旋轉部位的半徑為Rbl，所述滑片的遠離所述旋轉部位的端部的厚度為A，則A＜Rbl。

在本發明的一些實施例中，所述活塞的外周壁的半徑為Rro，所述滑片的旋轉部位的半徑為Rbl,則有Rro+e+Rbl+2≤L≤Rro+e+5Rbl。

在本發明的一些實施例中，所述排氣口設在所述滑片槽的內周壁上，所述滑片收納在所述滑片槽內時所述滑片的自由端與所述滑片槽的內壁之間存在排氣氣流通道間隙△L，其中間隙△L≥2mm。

進一步地，所述滑片的朝向所述排氣口的側壁上設有盛放氣體的凹槽。

在本發明的一些實施例中，所述滑片設有折彎部，所述滑片與滑片槽配合以限定出與所述吸氣腔和所述排氣腔間隔分布的空腔，所述空腔設有用于排入被壓縮后的氣體的排入口，所述排氣口設在所述排氣腔的內壁上。

具體地，所述折彎部的長度為Lrad,則有Lrad＞2e。

在本發明的一些實施例中，在所述滑片完全收納在所述滑片槽內時經過所述活塞和所述滑片的接觸點與所述氣缸的中心的平面為第一平面，經過所述氣缸的中心和所述滑片的旋轉中心的平面為第二平面，其中所述第一平面和所述第二平面之間的夾角θ的取值范圍為[6°,30°]。

根據本發明實施例的旋轉式壓縮機，包括根據本發明上述實施例的壓縮機構。

根據本發明實施例的旋轉式壓縮機，通過設有上述的壓縮機構，滑片所需的功耗可以降低，提高壓縮機的性能，降低振動。

附圖說明

圖1-圖4為根據本發明一個實施例的壓縮機構的壓縮過程示意圖；

圖5為圖1所示的壓縮機構中的滑片的示意圖；

圖6-圖9為根據本發明另一個實施例的壓縮機構的壓縮過程示意圖；

圖10為圖6所示的壓縮機構中的滑片的示意圖。

附圖標記：

壓縮機構100、

氣缸1、滑片槽10、排氣口11、吸氣腔12、排氣腔13、空腔14、排入口15、吸氣口16、

活塞2、

滑片3、旋轉部位30、本體31、避讓部32、凹槽33、折彎部34。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面參考圖1-圖10詳細描述根據本發明實施例的壓縮機構100，其中壓縮機構100可以應用在旋轉式壓縮機中。可以理解的是，旋轉式壓縮機還包括電機等部件，電機包括定子和轉子。

如圖1-圖4、圖6-圖9所示，根據本發明實施例的壓縮機構100，包括：氣缸1、活塞2和滑片3。其中氣缸1上設有氣缸腔、滑片槽10、吸氣口16和排氣口11。活塞2偏心轉動地設在氣缸腔內，活塞2的偏心量為e，可以理解的是，活塞2的偏心量指的是活塞2的自身中心與活塞2的旋轉中心之間的距離。

滑片3的第一端可轉動地設在滑片槽10內，滑片3的其余部分可伸出或者收納在滑片槽10內，滑片3始終止抵在活塞2的外周壁上以將氣缸腔分隔成吸氣腔12和排氣腔13，也就是說，滑片3繞其第一端可轉動地設在滑片槽10內，在滑片3轉動的過程中，滑片3可伸出或縮回到滑片槽10，在滑片3轉動的過程中，滑片3始終止抵在活塞2的外周壁上以保證可以將氣缸腔分隔成吸氣腔12和排氣腔13，其中吸氣口16與吸氣腔12連通，排氣口11與排氣腔13連通。

具體地，滑片3包括旋轉部位30、本體31和避讓部32，本體31與旋轉部位30相連，本體31繞旋轉部位30的旋轉中心轉動，旋轉部位30與滑片槽10之間會形成動態油膜，旋轉部位30和/或本體31上可以設置避讓部32，以避免滑片3在轉動的過程中與氣缸1發生干涉。

可以理解的是，壓縮機構100還包括曲軸等元件，活塞2外套在曲軸的偏心部上，曲軸設在電機的轉子上以由電機驅動轉動，其中在活塞2轉動的過程中，冷媒的吸入、壓縮及排氣過程均為現有技術，這里就不對其進行詳細描述。

氣缸1的半徑為Rcyl，滑片3的旋轉中心與氣缸1的中心之間的距離為L，活塞2、氣缸1和距離L滿足如下關系：Rcyl-4e≤L≤Rcyl+3e。

現有技術中滑片大多數做直線運動，滑片運動方向朝著氣缸中心位置，該結構中滑片受到低壓腔(吸氣腔)與高壓腔(排氣腔)的壓差力，由于滑片遠離氣缸中心，其壓差力的力臂長從而會產生較大力矩，會導致壓縮機的振動過大。同時滑片兩側面處于邊界潤滑狀態，壓差力所產生的滑片與滑片槽之間的摩擦力較大，進而會影響壓縮機的功耗和性能。本發明實施例的壓縮機構100的滑片3一樣受到壓差力，但是其壓差力的方向幾乎指向氣缸1中心，壓差力的力臂小所以其不會產生很大的力矩，從而能大大降低振動。另外由于滑片3繞旋轉部位30轉動，旋轉部位30與滑片槽10接觸處為動態油膜潤滑，其摩擦力相對比邊界潤滑條件下可以得到很大的改善，所以滑片3所需的功耗可以降低，最終提高壓縮機的性能。

根據本發明實施例的壓縮機構100，通過使得滑片3的第一端可轉動地設在滑片槽10內，從而滑片3所需的功耗降低，降低了振動，同時通過限定氣缸1的半徑、滑片3的旋轉中心與氣缸1的中心之間的距離、活塞2的偏心量之間的關系，可以避免活塞2發生卡死現象，避免滑片3與活塞2的外周壁脫離，保證了活塞2可以偏心轉動且滑片3始終止抵在活塞2上，保證了壓縮機構100的運行可靠性。

發明人經過大量實驗發現，在滑片3的長度一定的情況下，滑片3的旋轉中心如果距離氣缸1中心過大，則很有可能當活塞2運轉時且滑片3的轉動角度最大時(例如如圖3所示)，滑片3容易掠過活塞2的外周壁，從而發生壓縮機失效的低級錯誤設計。同時滑片3的轉動角度最大時其指向不能朝著氣缸1中心，越靠近氣缸1中心越容易發生自鎖現象，即活塞2容易被卡死。同樣可以理解的是，當滑片3的旋轉中心一定的情況下，滑片3的長度過短也會發生上述的失效現象，因此根據本發明的一些實施例，滑片3的長度為Lbl，滑片3的旋轉部位30的半徑為Rbl，則有從而可以進一步保證活塞2可以偏心轉動且滑片3始終止抵在活塞2上，壓縮機的性能能夠得到保證，其工作的容積效率能達到最佳值，滑片3的機械功耗也能得到很好的控制。

根據本發明的一些實施例，滑片3的旋轉部位30的半徑為Rbl，滑片3的遠離旋轉部位30的端部的厚度為A，則A＜Rbl。從而控制滑片3的厚度可以進一步的改善壓縮機的容積效率，防止排氣后段過多的高壓氣體回流至吸氣腔12而造成壓縮機的性能下降，同時通過控制滑片3的厚度，滑片3的質量越小，慣性力也可以更小，保證滑片3上的功耗更小。

在本發明的一些實施例中，活塞2的外周壁的半徑為Rro，滑片3的旋轉部位30的半徑為Rbl,則有Rro+e+Rbl+2≤L≤Rro+e+5Rbl。

如圖1-圖4所示，在本發明的一些實施例中，排氣口11設在滑片槽10的內周壁上，滑片3收納在滑片槽10內時滑片3的自由端與滑片槽10的內壁之間存在排氣氣流通道間隙△L，其中間隙△L≥2mm。在活塞2偏心轉動的過程中，在排氣的后半段，滑片3轉動至滑片槽10內，由于此排氣氣流通道的存在可以更好的保證剩余的高壓氣體通過排氣口11排出到外部，減小排氣阻力。具體地，由于排氣口11位于滑片槽10的內周壁上，從而滑片3的兩側分別受到排氣腔13的壓力和吸氣腔12的壓力，在排氣腔13和吸氣腔12的壓力差的作用下，滑片3可以始終止抵在活塞2的外周壁上。

如圖1-圖5所示，在本發明的進一步實施例中，滑片3的朝向排氣口11的側壁上設有盛放氣體的凹槽33。從而由于凹槽33的存在，凹槽33內盛放有高壓氣體，可以保證滑片3與活塞2在整個壓縮機構100的運動過程中都能很好的貼合，當滑片3完全收納在滑片槽10中時，由于凹槽33內的高壓氣體存在，可使得滑片3不會緊緊的粘滯在滑片槽10的壁面上，避免滑片3與活塞2脫離，從而保證壓縮機的可靠運行。

如圖6-圖10所示，根據本發明的另一些實施例，滑片3設有折彎部34，滑片3與滑片槽10配合以限定出與吸氣腔12和排氣腔13間隔分布的空腔14，空腔14設有用于排入被壓縮后的氣體的排入口15，排氣口11設在排氣腔13的內壁上。也就是說，空腔14與吸氣腔12和排氣腔13間隔設置，吸氣口16與吸氣腔12連通，排氣口11與排氣腔13連通，排入口15與空腔14連通，從排入口15排入到空腔14內的經過壓縮后的氣體可以保證空腔14內處于高壓環境，從而可以保證滑片3始終止抵在活塞2上。其中排入口15可以與氣缸1的排氣通道連通，當旋轉式壓縮機為殼體高背壓旋轉式壓縮機時，排入口15還可以與壓縮機的殼體內的環境連通。

在本發明的一些實施例中，折彎部34的長度為Lrad,則有Lrad＞2e。從而該尺寸設計可以更好的滿足當滑片3運行到最大開度角度時(如圖8中所示)，滑片3的折彎部34與氣缸1內壁的密封性，防止空腔14內的氣體與吸氣腔12和排氣腔13之間發生泄漏而造成壓縮機的性能惡化。

在滑片3完全收納在滑片槽10內時經過活塞2和滑片3的接觸點與氣缸1的中心的平面為第一平面，經過氣缸1的中心和滑片3的旋轉中心的平面為第二平面，也就是說，在滑片3完全收納在滑片槽10內時，第一平面經過滑片3與活塞2的接觸點，第一平面還經過氣缸1的中心，第二平面經過氣缸1的中心和滑片3的旋轉中心。其中第一平面和第二平面之間具有夾角，發明人經過大量的實驗發現，滑片3完全收納在滑片槽10中時，第一平面和第二平面之間的夾角會影響滑片3尺寸的設計，同時影響壓縮機的有效工作容積與滑片3運行接觸長度等，當取值過大或過小時，上述參數均無法得到很好的均衡，最終會導致該壓縮機構無法發揮出其最好的效果。因此在本發明的一些實施例中，第一平面和第二平面之間的夾角θ的取值范圍為[6°,30°]。從而可以有效的保證壓縮機的有效工作容積與滑片3運行接觸長度。

根據本發明實施例的旋轉式壓縮機，包括根據本發明上述實施例的壓縮機構100。

根據本發明實施例的旋轉式壓縮機，通過設有上述的壓縮機構100，滑片3所需的功耗可以降低，提高壓縮機的性能，降低振動。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。