一种带中间补气结构的单杠摆动转子压缩机的制作方法

本发明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杠摆动转子压缩机及补气方法。

背景技术：

转子压缩机在家用空调领域使用得十分广泛，它具有效率高、灵活、轻便的特点。相对于常见的滚动转子压缩机，摆动转子压缩机采用滑板与转子一体化结构，避免了两者之间的摩擦、润滑和密封问题。此外，该结构无需在滑板顶端设置推力弹簧，同时减小滑板的侧向受力。因此是一种具有发展潜力的制冷压缩机形式。

摆动转子压缩机在空气源热泵中使用时，存在低温制热性能衰减的问题，主要原因是：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。

在提高压缩机系统性能方面，中间补气是一种有效的方法，尤其是提高低温情况下的制热量。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。准二级压缩形式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。

当前，摆动转子压缩机的喷射口通常设置在靠近排气口的气缸壁上或者是压缩机两端的端面上，这种设置方法能够使制冷剂喷射进入压缩机，但是也有一定的缺陷：将喷射口设置在气缸壁上必然会使吸气口和喷射口有一段时间是串通的，在这个时间段内，中压气体从喷射口喷出进入吸气腔，减少压缩机的实际吸气量，降低压缩机的容积效率；对于端面喷射方式，不同设备厂家对喷射口的位置选择有所区别，但是目前所有将喷射口设置在端面上的喷射结构，都存在和气缸壁喷射的相同问题，即当转子转过喷射口时，喷射口直接和吸气腔相连，使部分制冷剂回流至吸气管，造成压缩机容积效率下降。此外，端面喷射还存在变工况时制冷剂喷射口提前关闭导致的补气量不足或者晚关闭导致的制冷剂向喷射口的回流问题。另外，由于受其结构限制，不管是气缸壁喷射还是目前的端面喷射，补气口面积都不能太大，导致传统的补气结构补气量有限，导致对压缩机和系统的性能提升受限。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种带中间补气结构的单缸摆动转子压缩机，使其可避免摆动转子压缩机补气过程中喷射制冷剂气体向吸气腔的回流，有效增加补气量，进而提高压缩机的容积效率。

本发明的技术方案如下：

一种带中间补气结构的单缸摆动转子压缩机，包括气缸、摆动转子以及端板，在气缸上设置有吸气口、排气口和导轨，所述摆动转子由摆杆和滚环组成，摆杆在导轨中上下滑动并左右摆动，其特征在于：设置在摆杆内部的制冷剂喷射通道和设置在喷射通道内部的喷射单向阀组件；喷射通道的入口即补气口，与中间压力制冷剂源连接；喷射通道的出口即喷射口，开设在面向排气口的一侧，并于压缩腔连通；单向阀导通方向指向喷射口。

优选地，当摆动转子与气缸的切点恰好经过吸气口下边缘时，喷射口的下沿与导轨中摆杆滑动轨道下沿重合。

本发明与现有技术相比，具有如下优点及突出性的技术效果：①完全避免准二级摆动转子压缩机在补气过程中，中压制冷剂喷射至吸气腔，提高摆动转子压缩机的容积效率；②避免变工况时制冷剂喷射口提前关闭导致的补气量不足或者晚关闭导致的制冷剂向喷射口的回流问题；③增大喷射面积，增加补气量，提高压缩机的制热量。

附图说明

图1为本发明的单杠摆动转子压缩机中转子处于初始位置的结构示意图。

图2为本发明的单杠摆动转子压缩机中转子处在吸气口下边缘角时的结构示意图。

图3为本发明的单杠摆动转子压缩机中转子处于喷射压力等于压缩腔压力处的结构示意图。

图4为本发明的单杠摆动转子压缩机排气过程开始时的结构示意图。

图5为本发明的单杠摆动转子压缩机排气过程结束时的结构示意图。

其中，1-气缸；2-转子；3-摆杆；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-喷射口；9-导轨；10-补气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理结构图和运行方式做进一步详细描述。

图1为本发明的单杠摆动转子压缩机中转子处于初始位置的结构示意图，该单杠摆动转子压缩机包括气缸1、摆动转子2以及端板，摆动转子2沿气缸1的内壁运动，气缸1上分别设置有吸气口4和排气口5，气缸1上有可以转动的导轨9，导轨9内设有摆杆3，摆杆3内设有制冷剂喷射通道6，制冷剂喷射通道6的入口为补气口10，出口为喷射口8，该喷射口朝向排气口一侧；在制冷剂喷射通道6中设有喷射单向阀组件7，导通方向为补气口10到喷射口8。喷射通道6的入口即补气口10与中间压力制冷剂源连接。

喷射口下沿由如下条件限定：当转子位于吸气口4的下边缘角时，喷射口8下沿与导轨9内摆杆的滑动轨道下沿重合。

喷射单向阀组件7设置于制冷剂喷射通道6中，随着摆杆3下滑，喷射口8与压缩腔连通，喷射单向阀组件7开启，喷射过程开始，制冷剂流经路径为补气口→喷射单向阀组件→喷射口；当转子2转动一定角度后，压缩腔压力与喷射压力相等，喷射单向阀组件7弹回关闭，喷射结束。

本发明的运行模式及工作过程如下：

转子2处于初始位置时，摆杆3的底部与气缸1内壁平齐，如图1所示，在转子从初始位置转向吸气口下边缘角的过程中，喷射口8被导轨9密封，喷射面积为0，喷射制冷剂不能喷射进入吸气腔。当转子2处于吸气口下边缘角时，喷射口8下沿与导轨9内摆杆滑动轨道的下沿重合，如图2所示，此时压缩腔形成，同时导轨9对于喷射口8的密封结束，由于此时喷射压力高于压缩腔内压力，喷射单向阀组件7打开，喷射过程开始。随着转角增大，喷射面积逐渐增大，直至喷射口8完全离开导轨9，喷射面积达到最大。同时，压缩腔内压力不断增大，当达到某一位置时，如图3所示，喷射压力与压缩腔压力相等，单向阀7弹回关闭，喷射结束。转子2继续转动，达到某一位置，如图4所示，压缩腔压力与排气压力相等，排气口5上的排气阀片开启，排气过程开始，该过程中喷射单向阀组件7始终关闭。转子2继续转动，达到某一位置，如图5所示，此时转子2正好转到排气口5的下边缘角，排气口5上的排气阀片关闭，排气过程结束，该过程中单向阀组件7始终关闭，喷射面积为0。至此，该新型压缩机整个压缩过程完成。

技术特征：

技术总结
一种带中间补气结构的单缸摆动转子压缩机，包括气缸、摆动转子以及端板，气缸上设置有吸气口、排气口和导轨；摆动转子由摆杆和滚环组成。摆杆内部设有制冷剂喷射通道，喷射通道的一端为补气口，补气制冷剂由此进入补气通道，另一端为喷射口，喷射口与压缩腔连通，补气制冷剂由此进入压缩腔。在喷射通道上设置有喷射单向阀组件，用于导通喷射通道并防止喷射制冷剂从压缩腔向补气口回流。在摆动转子转动的过程中，利用摆杆在导轨中的运动特性，在实现制冷剂喷射的同时有效控制喷射起始时间，从而避免向吸气腔的喷射，提高压缩机容积效率和指示效率；此外，所述中间补气结构可大幅度增大喷射面积，增加补气量，从而提高压缩机的制冷量和制热量。

技术研发人员：王宝龙;丁云晨;李先庭;石文星
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2017.06.20
技术公布日：2017.09.05