CN105065230B - 往复式压缩机及家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种往复式压缩机，包括气缸和活塞，所述气缸包括缸体，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞能够同时向相互靠近的方向和相互远离的方向往复滑动；所述缸体形成分别与所述第一活塞和第二活塞相配合的第一缸体和第二缸体，所述第一缸体和第二缸体呈一定角度对称设置，所述第一活塞和第二活塞顶部呈楔形结构。本申请中，通过在单个气缸中设置两个活塞，两个活塞同时相向和相反运动，可保证活塞在一定运动频率的情况下，有效增大活塞行程，这样可在一定余隙容积的基础上，增大有效吸气容积，从而增大气缸容积效率，减小余隙容积的不利影响。

Description

往复式压缩机及家用电器

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种往复式压缩机及设置有往复式压缩机的家用电器。

背景技术

目前，往复式压缩机由于自身结构以及制造工艺等原因，使得其余隙容积的影响比较严重。受到余隙容积的影响，加之往复式压缩机对活塞行程有限制，使气缸容积系数的提高遇到了“天花板”。若加大常规往复式压缩机的活塞行程，虽然能够减小余隙容积的影响，但会导致压缩机转动曲轴增长，使转动机构体积变大，且导致活塞运行频率下降和循环周期变长，最终引起排气连续性下降和对原动机冲击大等一系列不良影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种往复式压缩机，结构简单，装配方便，能够有效降低余隙容积的不利影响。

根据本发明的第一方面，提供一种往复式压缩机，包括气缸和活塞，所述气缸包括缸体，在所述缸体内形成有气缸内腔，所述活塞位于所述气缸内腔内，并能够沿所述气缸内腔的腔壁滑动；所述活塞包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞能够同时向相互靠近的方向和相互远离的方向往复滑动；所述缸体形成分别与所述第一活塞和第二活塞相配合的第一缸体和第二缸体，所述第一缸体和第二缸体呈一定角度对称设置，所述第一活塞和第二活塞顶部呈楔形结构。

优选地，所述第一缸体和第二缸体对称设置。

优选地，所述第一缸体和第二缸体呈不对称设置。

优选地，所述第一缸体和第二缸体的容积和/或横截面不同。

优选地，在所述第一缸体和第二缸体相交的位置的缸体壁上设置有吸气口和排气口。

优选地，在所述吸气口上设置有吸气阀，在所述排气口上设置有排气阀。

优选地，还包括动力机构，用于驱动所述第一活塞和第二活塞的往复滑动。

优选地，所述动力机构包括曲柄连杆机构和原动机。

优选地，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，所述连杆的一端与所述曲柄的自由端部相连接，所述连杆的另外一端通过转动副连接到所述活塞上。

优选地，所述曲柄连杆机构设置有两个，分别用于驱动所述第一活塞和第二活塞的往复运动；两个曲柄连杆机构的两个曲柄的旋转方向相反或相同。

优选地，驱动两个曲柄旋转的原动机为两个独立的原动机或者为一个原动机。

根据本发明的第二方面，提供一种家用电器，其特征在于，包括往复式压缩机。

优选地，所述家用电器中的制冷剂为CO₂。

本申请中，通过在单个气缸中设置两个活塞，两个活塞同时相向、相反运动，可保证活塞在一定运动频率的情况下，有效增大活塞行程；活塞行程的增大，可在一定余隙容积的基础上，增大有效吸气容积，从而增大气缸容积效率，减小余隙容积的不利影响。本申请中，在一定的活塞运动频率下，两个活塞对称运动与单个活塞的情况相比，其吸气容积增大(压力降低)，速率更快，排气容积的减小(压力升高)速率也更快，即单缸双活塞的往复式压缩机，其吸气和排气速度更快。并且，虽然整体的活塞行程增大了，但对于其中某一个活塞来说，其运动行程与单缸单活塞的压缩机是一样的，可按照单缸单活塞时的设计要求设计，从而不影响往复式压缩机的吸排气周期。由于活塞的总行程增大，使得气缸内部压力比常规往复式压缩机气缸压力更低，从而可以吸取压力较低的气体；同样的，气缸内的高压也较单活塞时高，从而，单缸双活塞式的往复式压缩机可以适应更高的压力比。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明往复式压缩机一种实施例的结构示意图；

图2为本发明往复式压缩机另外一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

如图1所示，本申请中的往复式压缩机包括气缸1、活塞2和动力机构3。所述气缸1包括缸体11，在所述缸体11内形成有气缸内腔12，所述活塞2位于所述气缸内腔12内，并能够沿所述气缸内腔12的腔壁滑动；所述动力机构3和与所述活塞2相连接，用于驱动所述活塞2在所述气缸内腔12内滑动。

每个气缸1内设置有两个活塞2，包括第一活塞21和第二活塞22；每个气缸1的缸体11形成分别与所述第一活塞21和第二活塞相配合的第一缸体111和第二缸体112，第一缸体111内形成第一气缸内腔和第二气缸内腔。两个活塞21、22在所述气缸第一气缸内腔和第二气缸内腔内能够同时相向滑动，即，两个活塞21、22在所述第一气缸内腔和第二气缸内腔内能够同时向相互靠近的方向和同时向相互远离的方向往复滑动。在所述第一缸体111和第二缸体112相交的位置的缸体壁上设置有吸气口113和排气口114，在所述吸气口113上设置有吸气阀，在所述排气口114上设置有排气阀。所述第一活塞21和第二活塞22向相互远离的方向滑动的过程为吸气过程，此时气缸内腔12容积增大，气缸1内压力降低，当压力降低到设定值时，或气缸内腔12容积增大到一定值时，所述吸气阀打开，低压气体被吸入到气缸内腔12中；所述第一活塞21和第二活塞22向相互靠近的方向滑动的过程为压缩过程，此时气缸内腔12容积减小，气缸内腔12内压力升高，当压力升高到设定值时，或气缸内腔12容积减小到一定值时，所述排气阀打开，气缸内腔12中的高温高压气体被排出。所述吸气口113和排气口114位于第一气缸体111和第二气缸体交接的位置，即所述第一活塞21和第二活塞22滑动的距离最近处，所述吸气口113和排气口114在周向上可以设置在两边、也可以设置在一起，或呈其他角度设置。

所述动力机构3包括曲柄连杆机构31和原动机(图中未示出)。所述曲柄连杆机构31包括曲柄311和连杆312，所述曲柄311能够在所述原动机的驱动下转动，所述连杆312的一端与所述曲柄311的自由端部相连接，所述连杆312的另外一端通过转动副连接到所述活塞2上。具体的，所述曲柄连杆机构31设置有两个，分别用于驱动所述第一活塞21和第二活塞22的往复运动。

在图1所示的实施例中，所述第一缸体111和第二缸体112同轴设置，即两个缸体的轴线在一条直线上，且第一缸体111和第二缸体112呈镜面对称设置，两者的容积相同、横截面大小、形状完全相同。该实施例中，两个曲柄连杆机构31的终端速度相同，以保证第一活塞21和第二活塞22呈镜面对称运动。两个曲柄311的旋转方向可以呈镜面对称旋转(旋转方向相反)，也可以同向旋转。驱动两个曲柄311旋转的原动机可以为两个独立的原动机，也可以为一个原动机通过其他传动机构来实现，只要能够保证两个曲柄311的旋转速度相同，以保证两活塞能够呈镜面对称运动即可。

在另外一个实施例中，如图2所示，所述第一缸体111和第二缸体112呈一定角度α对称设置，这种结构可在两个缸体不能设置在一条轴线上的安装环境下安装，扩大了压缩机的适用范围。在该实施例中，所述第一活塞21和第二活塞22顶部呈楔形结构，以减小余隙容积。

在另外一个实施例中，所述第一缸体111和第二缸体112呈不对称设置，例如第一缸体111和第二缸体112的缸体容积或者缸体横截面不相等。但要使得所述第一活塞21和第二活塞22在一个往复行程中，能够同时相向运动、相反运动；并同时到达最近位置和最远位置，这种情况下，两个曲柄连杆机构31的终端速度不相同，但角速度相同，其速度比与第一缸体111和第二缸体112的缸体长度成反比。

本申请中的往复式压缩机可以用于家用电器中，尤其是空调器、冰箱、冷柜等需要制冷的家用电器。本申请中的往复式压缩机结构尤其适用于家用电器中的制冷剂为CO₂的情形。CO2制冷剂有诸多优良的特性，但其缺点是需要跨临界工作，使得其运行压力非常大，所需的压缩比也比较大，常规的往复式压缩机若要应用于家用空调需要有一定的运行频率来满足连续性的需求，加之余隙容积的影响使得气缸有效容积较小，较难满足CO2制冷剂的高压缩比，本申请中的单缸双活塞式的压缩机，在其单个活塞运行频率与现有往复式压缩机活塞运行频率一样的前提下，提高气缸的有效吸气容积，增大压缩比。除此之外，往复式压缩机方便冷却，可以使压缩比进一步提高而不需要消耗更多的能源。

本申请中，通过在单个气缸中设置两个活塞，两个活塞同时相向和相反运动，可保证活塞在一定运动频率的情况下，有效增大活塞行程；活塞行程的增大，可在一定余隙容积的基础上，增大有效吸气容积，从而增大气缸容积效率，减小余隙容积的不利影响。本申请中，在一定的活塞运动频率下，两个活塞对称运动与单个活塞的情况相比，其吸气容积增大(压力降低)，速率更快，排气容积的减小(压力升高)速率也更快，即单缸双活塞的往复式压缩机，其吸气和排气速度更快。并且，虽然整体的活塞行程增大了，但对于其中某一个活塞来说，其运动行程与单缸单活塞的压缩机是一样的，可按照单缸单活塞时的设计要求设计，从而不影响往复式压缩机的吸排气周期。由于活塞的总行程增大，使得气缸内部压力比常规往复式压缩机气缸压力更低，从而可以吸取压力较低的气体；同样的，气缸内的高压也较单活塞时高，从而，单缸双活塞式的往复式压缩机可以适应更高的压力比。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种往复式压缩机，包括气缸(1)和活塞(2)，所述气缸(1)包括缸体(11)，在所述缸体(11)内形成有气缸内腔(12)，所述活塞(2)位于所述气缸内腔(12)内，并能够沿所述气缸内腔(12)的腔壁滑动；其特征在于，所述活塞(2)包括第一活塞(21)和第二活塞(22)，所述第一活塞(21)和第二活塞(22)能够同时向相互靠近的方向和相互远离的方向往复滑动；所述缸体(11)形成分别与所述第一活塞(21)和第二活塞(22)相配合的第一缸体(111)和第二缸体(112)，所述第一缸体(111)和第二缸体(112)呈一定角度设置，所述第一活塞(21)和第二活塞(22)顶部呈楔形结构。

2.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述第一缸体(111)和第二缸体(112)对称设置。

3.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述第一缸体(111)和第二缸体(112)呈不对称设置。

4.根据权利要求3所述的往复式压缩机，其特征在于，所述第一缸体(111)和第二缸体(112)的容积和/或横截面相同或不同。

5.根据权利要求2或3所述的往复式压缩机，其特征在于，在所述第一缸体(111)和第二缸体(112)相交的位置的缸体壁上设置有吸气口(113)和排气口(114)。

6.根据权利要求5所述的往复式压缩机，其特征在于，在所述吸气口(113)上设置有吸气阀，在所述排气口(114)上设置有排气阀。

7.根据权利要求1-3任一项所述的往复式压缩机，其特征在于，还包括动力机构，用于驱动所述第一活塞(21)和第二活塞(22)的往复滑动。

8.根据权利要求7所述的往复式压缩机，其特征在于，所述动力机构(3)包括曲柄连杆机构(31)和原动机。

9.根据权利要求8所述的往复式压缩机，其特征在于，所述曲柄连杆机构(31)包括曲柄(311)和连杆(312)，所述连杆(312)的一端与所述曲柄(311)的自由端部相连接，所述连杆(312)的另外一端通过转动副连接到所述活塞(2)上。

10.根据权利要求9所述的往复式压缩机，其特征在于，所述曲柄连杆机构(31)设置有两个，分别用于驱动所述第一活塞(21)和第二活塞(22)的往复运动；两个曲柄连杆机构(31)的两个曲柄(311)的旋转方向相反或相同。

11.根据权利要求10所述的往复式压缩机，其特征在于，驱动两个曲柄(311)旋转的原动机为两个独立的原动机或者为一个原动机。

12.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的往复式压缩机。

13.根据权利要求12所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器中的制冷剂为CO₂。