一种带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机的制作方法

本实用新型涉及压缩机设备技术领域，尤其涉及一种带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机。

背景技术：

滚动转子压缩机具有效率高、灵活、轻便等优点，因此其在小型家用空调等领域广泛使用。随着空气源热泵的不断应用，对压缩机在低温情况下的制热能力以及性能系数提出了更高的要求。目前的滚动转子压缩机在低温情况下有一系列问题：

1、压缩机压比增大，泄漏量增大，容积效率下降，排气温度升高，导致COP(中文名称：制热能效比)衰减严重和压缩机可靠性降低；

2、吸气量减小，循环流量不足，导致压缩机制热量减小。

为了能够改进压缩机的系统性能，特别是在低温情况下的制热量，通常以中间补气方式提高压缩机性能。中间补气方式有两种，一种为双级压缩中间补气，即在两个串联压缩机中间的连接管上补气；另一种补气方式是在压缩机压缩过程中进行补气，此时压缩机自带喷射口，称为准二级压缩形式。准二级压缩的滚动转子压缩机可有效解决压缩机在低温工况下排气温度过高和制热量不足等问题，同时相对于双级压缩中间补气具有价格优势。因此，准二级压缩的滚动转子压缩机的中间补气已成为解决低温工况下空气源热泵性能衰减的重要技术途径。

目前，一般的准二级压缩的滚动转子压缩机的补气口开在排气口附近的气缸壁上，这样能保证补气时间尽可能长，但将喷射口开在气缸壁上将不可避免有一段补气口和吸气口串通的时间，在这段时间内，从补气口喷射出来的中压气体将喷射进入压缩腔，从而回流至吸气管。因此，压缩机的容积效率有一定幅度的降低。同时，由于受其结构限制，气缸壁补气口面积的不能太大，由此导致该补气结构下二次吸气量有限，导致对压缩机和系统的性能提升受限。

此外，目前现有的压缩机中，通常将整个喷射系统全部设置在滑板上，其中包括喷射通道，喷射单向阀组件；这种设置方法，将导致滑板厚度的大幅度增加，从而导致吸气口安装角变大以及排气口安装角变小，进而增加了压缩机的余隙容积以及降低了容积效率。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机，可以避免该单缸滚动转子压缩机在补气过程中，喷射制冷剂气体向压缩腔的回流，有效增加补气量，提高压缩机的容积效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机，包括气缸和转子，所述转子在气缸内滚动，以使所述转子与气缸的内壁之间形成压缩腔，所述气缸上分别设有吸气口、排气口和滑板槽，所述吸气口、排气口和滑板槽分别与压缩腔连通，所述滑板槽内设置有可滑动的滑板，所述滑板内设有喷射制冷剂引导槽，所述气缸上还设置有制冷剂喷射通道，所述制冷剂喷射通道通过喷射制冷剂引导槽与压缩腔连接，所述制冷剂喷射通道内设置有喷射单向阀组件；所述转子在滚动时带动所述滑板滑动，以使所述制冷剂喷射通道在喷射状态和关闭状态之间切换。

进一步的，所述制冷剂喷射通道在喷射状态和关闭状态之间切换时，在所述滑板的滑动带动下，所述喷射制冷剂引导槽与压缩腔之间保持连通、或间歇性连通。

进一步的，所述制冷剂喷射通道处于喷射状态时，所述制冷剂喷射通道通过喷射制冷剂引导槽与压缩腔保持连通，且所述喷射单向阀组件处于开启状态；

所述制冷剂喷射通道处于关闭状态时，所述制冷剂喷射通道通过喷射制冷剂引导槽与压缩腔保持连通，且所述喷射单向阀组件处于关闭状态。

进一步的，所述制冷剂喷射通道处于喷射状态时，所述制冷剂喷射通道通过喷射制冷剂引导槽与压缩腔连通，且所述喷射单向阀组件处于开启状态；

所述制冷剂喷射通道处于关闭状态时，所述喷射制冷剂引导槽与压缩腔之间不连通，所述喷射单向阀组件处于关闭状态。

进一步的，所述喷射制冷剂引导槽为设置于所述滑板侧壁上的一凹槽、或设置于所述滑板内部的一通道，所述滑板在滑动时，所述凹槽或者通道与制冷剂喷射通道保持连通、或间歇性连通。

进一步的，所述制冷剂喷射通道处于喷射状态时，所述制冷剂喷射通道内的喷射压力大于所述压缩腔内的制冷剂压力。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机中，该压缩机的转子在气缸内滚动，以使转子与气缸的内壁之间形成压缩腔，气缸上分别设有吸气口、排气口和滑板槽，吸气口、排气口和滑板槽分别与压缩腔连通，滑板槽内设置有可滑动的滑板，滑板内设有喷射制冷剂引导槽，气缸上还设置有制冷剂喷射通道，制冷剂喷射通道通过喷射制冷剂引导槽与压缩腔连接，制冷剂喷射通道内设置有喷射单向阀组件；转子在滚动时带动滑板滑动，使制冷剂喷射通道在喷射状态和关闭状态之间切换，从而利用滑板的运动特性，在实现制冷剂喷射同时，能有效控制喷射起始时间，从而避免制冷剂向压缩腔的喷射，提高压缩机容积效率和指示效率；此外，该压缩机不但能够大幅度增大喷射面积，增加补气量，提高压缩机的制热量，还能有效避免滑板厚度的增加，基于该压缩机而采用的补气方法能有效避免吸气口安装角变大、排气口的安装角变小，从而显著提高单缸滚动转子压缩机低温制冷制热性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的单缸滚动转子压缩机中转子处于初始位置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的单缸滚动转子压缩机中转子处于第一位置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的单缸滚动转子压缩机中转子处于第二位置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的单缸滚动转子压缩机中转子处于第三位置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的单缸滚动转子压缩机中转子处于第四位置的结构示意图。

其中，1、气缸；2、转子；3、滑板；4、吸气口；5、排气口；6、制冷剂喷射通道；7、喷射单向阀组件；8、喷射制冷剂引导槽；9、吸气腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例提供的该带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机的转子2沿气缸1的内壁滚动，气缸1上分别设置有吸气口4、排气口5和滑板槽，吸气口4、排气口5和滑板槽分别与压缩腔连通，吸气口4连接有吸气腔9，滑板槽内可滑动的设有滑板3，滑板3内设有喷射制冷剂引导槽8，气缸1上另设置有制冷剂喷射通道6，制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔连接，本实施例中，制冷剂喷射通道6的一端与滑板3上的喷射制冷剂引导槽8连通，另一端贯通气缸外壁与外界连通；制冷剂喷射通道6上设置有喷射单向阀组件7，用于防止喷射的制冷剂从压缩腔中沿制冷剂喷射通道6向外回流；转子2在滚动过程中，带动所述滑板滑动，以使所述制冷剂喷射通道在喷射状态和关闭状态之间切换，本实施例的压缩机利用滑板3的运动特性实现制冷剂的循环喷射的过程，同时避免喷射过程中，压缩机的吸气口4与喷射制冷剂引导槽8的直接连通，从而避免该单缸滚动转子压缩机在补气过程中，喷射的制冷剂气体回流至吸气腔9内，进而有效提高压缩机容积效率；此外，该压缩机还能大幅度增大喷射面积，增加补气量，提高压缩机的制热量。

本实施例中，制冷剂喷射通道6在喷射状态和关闭状态之间切换时，在滑板3的滑动带动下，喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间保持连通、或间歇性连通。

具体的，当制冷剂喷射通道6处于喷射状态时，制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔保持连通，且喷射单向阀组件7处于开启状态；当制冷剂喷射通道6处于关闭状态时，制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔保持连通，且喷射单向阀组件7处于关闭状态。

此时，由于转子2的滚动，使得滑板槽内的滑板3始终伸出气缸1的内壁以外，以使得制冷剂喷射通道6在喷射状态和关闭状态之间切换时，喷射制冷剂引导槽8的喷射口始终保持与压缩腔保持连通，通过压缩腔内的气压变化自动控制喷射单向阀组件7的开启和关闭，从而实现自动控制制冷剂喷射通道6的状态切换。

此外，制冷剂喷射通道6的结构还可以为：当制冷剂喷射通道6处于喷射状态时，制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔连通，且喷射单向阀组件7处于开启状态；当制冷剂喷射通道6处于关闭状态时，喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间不连通，喷射单向阀组件7处于关闭状态。

此时，由于转子2的滚动，使得滑板槽内的滑板3随着转子2的滚动，从伸出气缸1的内壁以外的位置和缩入滑板槽内的位置之间切换，以使得制冷剂喷射通道6在喷射状态和关闭状态之间切换时，喷射制冷剂引导槽8的喷射口始终保持与压缩腔间歇性连通，即当滑板3伸出气缸1的内壁以外时，喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间连通，当滑板3缩入滑板槽内时，喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间不连通，结合压缩腔内的气压变化可以自动控制喷射单向阀组件7的开启和关闭，从而实现自动控制制冷剂喷射通道6的状态切换。

上述的两种结构均能实现本实施例中所述的压缩机的补气状态，但是需要说明的是，能够实现上述的本实施例的压缩机补气状态的结构包括但不限于上述的两种结构设置。

为了更好地实现上述的制冷剂喷射通道6的状态切换，优选喷射制冷剂引导槽8为设置于滑板3侧壁上的一凹槽、或设置于滑板3内部的一通道，滑板3在滑动时，凹槽或者通道与制冷剂喷射通道6保持连通、或间歇性连通。

在制冷剂喷射通道6处于喷射状态时，制冷剂喷射通道6内的喷射压力大于压缩腔内的制冷剂压力，从而保证喷射单向阀组件7始终受力开启；在在制冷剂喷射通道6处于关闭状态时，制冷剂喷射通道6内的喷射压力小于或等于压缩腔内的制冷剂压力，从而保证喷射单向阀组件7受力弹回自动关闭。

本实施例还提供了一种补气方法，该补气方法是基于如上所述的单缸滚动转子压缩机提出的，包括以下步骤：

S1、转子2转动至初始位置，此时制冷剂喷射通道6处于关闭状态，关闭状态下的制冷剂喷射通道6的喷射单向阀组件7关闭，喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间可以连通，也可以不连通，本实施例中，当转子2滚动至该初始位置时，如果滑板3完全缩回滑板槽内，则喷射制冷剂引导槽8的喷射端被滑板槽的内壁封闭，导致喷射制冷剂引导槽8与压缩腔不连通；如果滑板3的端部还有一部分伸出滑板槽以外，则喷射制冷剂引导槽8的喷射端与压缩腔保持连通，但由于制冷剂喷射通道6的喷射单向阀组件7关闭，因此，即使喷射制冷剂引导槽8的喷射端与压缩腔保持连通，制冷剂喷射通道6仍旧处于关闭状态。

S2、转子2转动至第一位置，滑板槽内的滑板3受重力作用沿滑板槽下滑，以使制冷剂喷射通道6处于喷射状态，此时制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔连通，且喷射单向阀组件7打开。

在步骤S2中，优选喷射制冷剂引导槽8的喷射口在滑板3的带动下，下滑至与压缩腔连通的位置，进一步优选为滑板3的下端边沿伸出气缸1的内壁的位置，以使喷射制冷剂引导槽8的喷射口伸出滑板槽以外，此时由于压缩腔内的气体压力小于制冷剂喷射通道6内的制冷剂的压力，从而自动推动喷射单向阀组件7打开，以使制冷剂由制冷剂喷射通道6经过喷射制冷剂引导槽8喷入压缩腔内。

S3、转子2转动至第二位置，此时压缩腔内的压力大于或等于制冷剂喷射通道6内的制冷剂的喷射压力，喷射单向阀组件7受力回弹关闭，制冷剂停止向气缸的压缩腔内喷射；

S4、重复步骤S1～步骤S3，直至该单缸滚动转子压缩机停止。

在上述的补气方法中的步骤S3和步骤S4之间，还进一步包括：

S301、转子2转动至第三位置，此时压缩腔内的压力与压缩腔的排气口5处的排气压力相当，从而使排气口5上的排气阀片受力自动打开，排气过程开始，该过程中制冷剂喷射通道6内的喷射单向阀组件7始终关闭。

S302、转子2转动至第四位置，此时转子2正好转到排气口5下边缘角，排气口5上的排气阀片关闭，排气过程结束；另外，此时制冷剂喷射通道6内的喷射单向阀组件7依旧关闭，如果喷射制冷剂引导槽8与压缩腔之间不连通，则此时喷射制冷剂引导槽8已被滑板槽的内壁密封。

基于上述带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机提出的补气方法能有效避免吸气口4和排气口5的安装角变大从而有效提高单缸滚动转子压缩机低温制热性能。

本实施例的带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机的运行模式及工作过程如下：

从转子2从气缸1顶部开始旋转时(如图1所示)，压缩腔容积逐渐变小，部分压缩腔内的制冷剂气体回流至吸气管。此时，滑板3向气缸1内的伸出长度较小，由此导致喷射制冷剂引导槽8被滑板槽密封，不能实现制冷剂喷射过程。

当转子2旋转到经过吸气口4的第一位置时(如图2所示)，此时压缩腔已经封闭，吸气过程已经结束，腔内容积随着转子2的旋转过程逐渐减小，压缩腔内的制冷剂气体随旋转过程逐渐被压缩。此时，滑板3向气缸1内的伸出长度刚刚导致喷射制冷剂引导槽8与压缩腔连接。此时由于喷射压力大于腔内制冷剂压力，喷射单向阀组件7打开，制冷剂顺次经过制冷剂喷射通道6、喷射单向阀组件7和喷射制冷剂引导槽8进入压缩腔内，实现喷射过程。

此后，压缩腔内制冷剂随着转子2旋转进一步被压缩，压力逐渐升高，并与喷射压力接近。当转子2进一步旋转到达第二位置时(如图3所示)，压缩腔内的制冷剂的压力与制冷剂喷射通道6内的制冷剂的喷射压力之间的压力差大于喷射单向阀组件7的弹簧力，则喷射单向阀组件7回弹关闭，此时喷射过程结束。

此后压缩机随着转子2的旋转依次转动到第三位置和第四位置，分别开始排气状态(如图4所示)和排气结束状态(如图5所示)，完成整个压缩过程。

综上所述，本实施例的带中间补气结构的单缸滚动转子压缩机中，该压缩机的转子2在气缸1内滚动，以使转子2与气缸1的内壁之间形成压缩腔，气缸1上分别设有吸气口4、排气口5和滑板槽，吸气口4、排气口5和滑板槽分别与压缩腔连通，滑板槽内设置有可滑动的滑板3，滑板3内设有喷射制冷剂引导槽8，气缸1上还设置有制冷剂喷射通道6，制冷剂喷射通道6通过喷射制冷剂引导槽8与压缩腔连接，制冷剂喷射通道6内设置有喷射单向阀组件7；转子2在滚动时带动滑板3滑动，使制冷剂喷射通道6在喷射状态和关闭状态之间切换，从而利用滑板3的运动特性，在实现制冷剂喷射同时，能有效控制喷射起始时间，从而避免制冷剂向压缩腔的喷射，提高压缩机容积效率和指示效率；此外，该压缩机不但能够大幅度增大喷射面积，增加补气量，提高压缩机的制热量，还能有效避免滑板3厚度的增加，基于该压缩机而采用的补气方法能有效避免吸气口安装角变大、排气口的安装角变小，从而显著提高单缸滚动转子压缩机低温制冷制热性能。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。