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CN107327402B - 一种滚动活塞压缩机及其压缩结构 - Google Patents

一种滚动活塞压缩机及其压缩结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滚动活塞压缩机及其压缩结构，包括压缩机壳体，所述壳体内设有对可燃制冷剂进行压缩处理的压缩部件及与压缩部件连接且为压缩部件提供驱动力的动力部件，所述压缩部件包括一个或多个气缸及在每个气缸内部作偏心转动的滚动活塞，所述气缸的滑片槽内设有与滚动活塞外圆柱面相接且指向滚动活塞的滑片，单个气缸工作容积Vc、气缸与滚动活塞的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当1.3≤Vc≤12.2时，则6＜△h1≤10，6＜△h2≤10；当12.2＜Vc≤20.3时，则8＜△h1≤12，8＜△h2≤12；当20.3＜Vc≤31.4时，则9＜△h1≤13，9＜△h2≤13。本发明的技术目的在于提供能够提高压缩机可靠性及能效的压缩机用压缩结构及压缩机。

Description

一种滚动活塞压缩机及其压缩结构
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种滚动活塞压缩机及其压缩结构。
背景技术
R290作为一种环保型制冷剂，是空调行业具有潜力的替代工质，目前在国内外已经开始应用。目前国内外市场上的R290全封闭旋转式压缩机的机芯零部件配合间隙大多与传统工质压缩机相同，部分企业为了进一步提高能效，采用了偏紧的配合间隙。常规的R290压缩机在设计时没能充分考虑压缩机高压腔工作温度较低的特点，采用的机芯配合间隙偏大，机芯内密封部位容易泄漏，对压缩机的能效影响较大；而另一种偏紧的方案在极限高温、少油、零件形位超差等条件下,在运转时可能在机芯内部产生过热、局部磨损、卡缸等故障，对R290工质压缩机的运行造成安全威胁。因此，宜采用适当的机芯零部件配合间隙，一方面兼顾压缩机的能效,另一方面确保R290压缩机运行的可靠性。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的技术目的在于提供能够提高压缩机可靠性及能效的压缩机用压缩结构及压缩机，特别是对于采用R290可燃制冷剂的压缩机及压缩结构。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明的滚动活塞压缩机,包括压缩机壳体,所述壳体内设有对可燃制冷剂进行压缩处理的压缩部件及与压缩部件连接且为压缩部件提供驱动力的电机，所述压缩部件包括一个或多个气缸及在每个气缸内部作偏心转动的滚动活塞,所述滚动活塞安装在动力部件的曲轴上,所述气缸的滑片槽内设有与滚动活塞外圆柱面相接且指向滚动活塞的滑片,单个气缸工作容积Vc、气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤12.2时，则6<Δh1≤10,6<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤20.3时，则8<Δh1≤12,8<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤31.4时，则9<Δh1≤13,9<Δh2≤13；
其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm2；气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
进一步地，单个气缸工作容积Vc、气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤2.7时，则6<Δh1≤8,6<Δh2≤8；
当2.7<Vc≤6.4时，则7<Δh1≤9,7<Δh2≤9；
当6.4<Vc≤12.2时，则8<Δh1≤10,8<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤16.0时，则8<Δh1≤11,8<Δh2≤11；
当16.0<Vc≤20.3时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤25.5时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当25.5<Vc≤31.4时，则10<Δh1≤13,10<Δh2≤13。
一种滚动活塞压缩机的压缩结构，包括一个或多个气缸及在每个气缸内部作偏心转动的滚动活塞，所述气缸的滑片槽内设有与滚动活塞外圆柱面相接且指向滚动活塞的滑片，滚动活塞压缩机的制冷剂为可燃制冷剂，单个气缸工作容积Vc、气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤12.2时，则6<Δh1≤10,6<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤20.3时，则8<Δh1≤12,8<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤31.4时，则9<Δh1≤13,9<Δh2≤13；
其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm2；气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
进一步地，单个气缸工作容积Vc、气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：
当1.3≤Vc≤2.7时，则6<Δh1≤8,6<Δh2≤8；
当2.7<Vc≤6.4时，则7<Δh1≤9,7<Δh2≤9；
当6.4<Vc≤12.2时，则8<Δh1≤10,8<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤16.0时，则8<Δh1≤11,8<Δh2≤11；
当16.0<Vc≤20.3时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤25.5时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当25.5<Vc≤31.4时，则10<Δh1≤13,10<Δh2≤13。
进一步地，上述压缩机及压缩结构采用的制冷剂为R290。
进一步地,上述压缩机及压缩结构的气缸两侧安装有用于支撑曲轴的主轴承和副轴承，主轴承和副轴承的壁面与气缸的内周面形成气缸室。
本发明的有益效果是：
考虑到同等工况条件下R290压缩机的高压腔工作温度较低的特性，以压缩机单缸工作容积划分缸体高度方向滑动配合间隙组别，在传统技术的基础上依据泵体结构大小，缩小了气缸与滚动活塞及滑片的高度间隙，减小了制冷气体的泄漏量，提高了压缩机的能效；另一方面,考虑了R290工质的可燃性，根据泵体零件的结构和加工工艺水平，选择最优的机芯零部件配合间隙,保障足够的油膜厚度，减小压缩机泵体滑动配合部的摩擦功耗，避免极端情况下，如高温极限工作、少油、零件形位超差等,气缸与滚动活塞及滑片产生异常磨擦、局部过热、卡缸等故障，提高R290压缩机运行的安全可靠性,经过实验测试，相对于传统技术,该压缩机及压缩机的压缩结构能使制冷量提高
Figure GDA0002968802390000031
能效比提高
Figure GDA0002968802390000032
同时，该压缩机及压缩机的压缩结构也能够应用其他的制冷剂，特别是与R290物性相近的可燃性制冷剂，以提高其能效及可靠性。
附图说明
图1中压缩机的结构示意图；
图2是气缸的结构示意图。
图中标记：1为壳体、2为电机、3为气缸、4为曲轴、5为主轴承、6为副轴承、7为滚动活塞、8为滑片、9为弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
现有空调压缩机开发的可燃制冷剂全封闭旋转式压缩机，特别是R290压缩机，气缸高度方向配合间隙大多与传统R22、R410A工质压缩机相同。后来随着对R290工质的认识加深，由于同等工况条件下，R290工质的排气温度较R22.R410要低
Figure GDA0002968802390000033
度,该制冷剂的物性为减小高度配合间隙，降低气体泄漏提供了可能。但如果将该间隙设置得过小，在压缩机实际工作中，会出现机芯内部产生过热、局部磨损、卡缸等故障，因此需要新的技术方案以解决该技术问题。
本发明的如图1及图2所示滚动活塞压缩机，包括压缩机壳体1,所述壳体1内设有对可燃制冷剂进行压缩处理的压缩部件及与压缩部件连接且为压缩部件提供驱动力的动力部件，特别针对的是R290制冷剂提出的技术方案，制冷剂为R290,动力部件为安装在壳体1内的电机2,电机轴设为曲轴4,曲轴4的偏心段设于电机外，曲轴4的偏心段安装有滚动活塞7,使得滚动活塞7偏心转动,所述压缩部件包括一个或多个气缸3及在每个气缸3内部作偏心转动的滚动活塞7,此实施例为1个气缸，所述气缸3的滑片槽内设有与滚动活塞7外圆柱面相接且指向滚动活塞7的滑片8,滑片8安装在弹簧9上，使得滑片8的一端始终与滚动活塞7的外圆柱面能够接触，所述气缸3的两侧安装有用于支撑曲轴4的主轴承5和副轴承6,主轴承5和副轴承6的壁面与气缸3的内周面形成气缸室，主轴承5安装在靠近电机2的气缸3一侧,副轴承6安装在气缸3的另一侧,主轴承5与副轴承6构成气缸室的壁面为平面，这种结构能够方便安装；单个气缸3的工作容积Vc、气缸3与滚动活塞7的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤12.2时，则6<Δh1≤10,6<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤20.3时，则8<Δh1≤12,8<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤31.4时，则9<Δh1≤13,9<Δh2≤13；
其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm2；气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
更具体地，当1.3≤Vc≤2.7时，则6<Δh1≤8,6<Δh2≤8：
当2.7<Vc≤6.4时，则7<Δh1≤9,7<Δh2≤9；
当6.4<Vc≤12.2时，则8<Δh1≤10,8<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤16.0时，则8<Δh1≤11,8<Δh2≤11；
当16.0<Vc≤20.3时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤25.5时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当25.5<Vc≤31.4时，则10<Δh1≤13,10<Δh2≤13。
一种滚动活塞压缩机的压缩结构,包括一个或多个气缸3及在每个气缸3内部作偏心转动的滚动活塞7,所述气缸3的滑片槽内设有与滚动活塞7外圆柱面相接且指向滚动活塞7的滑片8,滚动活塞压缩机的制冷剂为可燃制冷剂，单个气缸3工作容积Vc、气缸3与滚动活塞7的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤12.2时，则6<Δh1≤10,6<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤20.3时，则8<Δh1≤12,8<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤31.4时，则9<Δh1≤13,9<Δh2≤13；
其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm2；气缸与滚动活塞的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
更具体地，单个气缸3工作容积Vc、气缸3与滚动活塞7的高度间隙Δh1及气缸与滑片的高度间隙Δh2满足：
当1.3≤Vc≤2.7时，则6<Δh1≤8,6<Δh2≤8
当2.7<Vc≤6.4时，则7<Δh1≤9,7<Δh2≤9；
当6.4<Vc≤12.2时，则8<Δh1≤10,8<Δh2≤10；
当12.2<Vc≤16.0时，则8<Δh1≤11,8<Δh2≤11；
当16.0<Vc≤20.3时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当20.3<Vc≤25.5时，则9<Δh1≤12,9<Δh2≤12；
当25.5<Vc≤31.4时，则10<Δh1≤13,10<Δh2≤13。
为确保R290可燃工质压缩机运行的可靠性，针对上述结构进行气缸高度方向最小配合间隙的试验,方法为:选配零件组装机芯，按规定的扭矩拧紧主副轴承的气缸螺钉，检查转子在机芯中灵活度,然后将机芯在烘箱中加热至正常工作温度后再次检查机芯灵活度。逐级降低气缸高度方向的配合间隙，直至转子在机芯中不能灵活转动，记录其能够正常转动的最小配合间隙值。试验数据的对比表如下：
Figure GDA0002968802390000051
上表中，NG为检验不合格,0K为检验合格。
试验结果显示随着单缸工作容积增大，最小配合间隙也在增加。对于单个气缸工作容积Vc在1.3～12.2cm3的压缩机机芯，当气缸高度方向的配合间隙小于5μm时,气缸螺钉拧紧后机芯的上下轴承的变形较大，部分试验样品的活塞与气缸之间不能自由灵活转动，严重的甚至出现卡缸现象。考虑到机芯装配成整机施加载荷后变形可能进一步变差，因此压缩机采用过小的配合间隙存在相对较大的安全风险，特别是对于R290这种可燃工质的压缩机。
此外，在传统高度配合间隙的基础上，进行了适度缩小高度配合间隙的试验，结果见下表：
Figure GDA0002968802390000061
通过上表中的数据可知，采用本发明的技术方案,能够大大提高制冷量，提高其效率，减少能耗，有助于节能减排，并且不会造成机芯内部产生过热、局部磨损、卡缸等故障，具有非常大的应用价值。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滚动活塞压缩机，其特征在于，包括：压缩机壳体(1)，所述压缩机壳体(1)内设有对可燃制冷剂进行压缩处理的压缩部件及与压缩部件连接且为压缩部件提供驱动力的电机(2)，所述压缩部件包括一个或多个气缸(3)及在每个气缸(3)内部作偏心转动的滚动活塞(7)，所述气缸(3)的滑片槽内设有与滚动活塞(7)外圆柱面相接且指向滚动活塞(7)的滑片(8)，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当1.3≤Vc≤12.2时，则6＜△h1≤10，6＜△h2≤10；当12.2﹤Vc≤20.3时，则8＜△h1≤12，8＜△h2≤12；当20.3﹤Vc≤31.4时，则9＜△h1≤13，9＜△h2≤13；其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm3；气缸与滚动活塞的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
2.根据权利要求1所述的滚动活塞压缩机，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当1.3≤Vc≤2.7时，则6＜△h1≤8，6＜△h2≤8；当2.7＜Vc≤6.4时，则7＜△h1≤9，7＜△h2≤9；当6.4＜Vc≤12.2时，则8＜△h1≤10，8＜△h2≤10。
3.根据权利要求1所述的滚动活塞压缩机，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当12.2＜Vc≤16.0时，则8＜△h1≤11，8＜△h2≤11；当16.0＜Vc≤20.3时，则9＜△h1≤12，9＜△h2≤12。
4.根据权利要求1所述的滚动活塞压缩机，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当20.3＜Vc≤25.5时，则9＜△h1≤12，9＜△h2≤12；当25.5＜Vc≤31.4时，则10＜△h1≤13，10＜△h2≤13。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的滚动活塞压缩机，其特征在于，所述可燃制冷剂为R290。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的滚动活塞压缩机，其特征在于，所述气缸(3)的两侧安装有用于支撑曲轴(4)的主轴承(5)和副轴承(6)，主轴承(5)和副轴承(6)的壁面与气缸(3)的内周面形成气缸室。
7.一种滚动活塞压缩机的压缩结构，其特征在于，包括一个或多个气缸(3)及在每个气缸(3)内部作偏心转动的滚动活塞(7)，所述气缸(3)的滑片槽内设有与滚动活塞(7)外圆柱面相接且指向滚动活塞(7)的滑片(8)，滚动活塞压缩机的制冷剂为可燃制冷剂，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当1.3≤Vc≤12.2时，则6＜△h1≤10，6＜△h2≤10；当12.2﹤Vc≤20.3时，则8＜△h1≤12，8＜△h2≤12；当20.3﹤Vc≤31.4时，则9＜△h1≤13，9＜△h2≤13；其中，压缩机单个气缸工作容积Vc的单位是cm3；气缸与滚动活塞的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2单位为μm。
8.根据权利要求7所述的滚动活塞压缩机的压缩结构，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当1.3≤Vc≤2.7时，则6＜△h1≤8，6＜△h2≤8；当2.7＜Vc≤6.4时，则7＜△h1≤9，7＜△h2≤9；当6.4＜Vc≤12.2时，则8＜△h1≤10，8＜△h2≤10。
9.根据权利要求7所述的滚动活塞压缩机的压缩结构，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当12.2＜Vc≤16.0时，则8＜△h1≤11，8＜△h2≤11；当16.0＜Vc≤20.3时，则9＜△h1≤12，9＜△h2≤12。
10.根据权利要求7所述的滚动活塞压缩机的压缩结构，其特征在于，单个气缸(3)工作容积Vc、气缸(3)与滚动活塞(7)的高度间隙△h1及气缸与滑片的高度间隙△h2满足：当20.3＜Vc≤25.5时，则9＜△h1≤12，9＜△h2≤12；当25.5＜Vc≤31.4时，则10＜△h1≤13，10＜△h2≤13。
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