压缩机及其压缩机构的制作方法

本实用新型涉及压缩技术领域，特别涉及一种用于压缩机的压缩机构和具有该压缩机构的压缩机。

背景技术：

随着人们对舒适生活的追求，夏季空调器制冷和冬季空调器制热的耗电量一直较大，因此高效的空调器是科研院所和暖通空调企业的追求，压缩机作为空调器的心脏，提升其效率是提高空调器效率的关键。

在压缩机中，由于存在着回流的问题，尤其是对于多级压缩中，回流的问题明显，极大的影响的压缩机的运行效率，造成能量损耗。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提出一种用于压缩机的压缩机构，可以减弱回流。

本实用新型的另一目的在于提出一种压缩机。

根据本实用新型实施例的用于压缩机的压缩机构，包括：气缸、滚动活塞和滑片。所述气缸上具有吸气通道；所述滚动活塞设于所述气缸内；所述滑片与所述滚动活塞配合以在所述气缸内形成低压腔和高压腔，其中，所述吸气通道包括主通道和至少两个分流通道，至少两个所述分流通道均与所述主通道连通并朝相反的方向延伸，所述主通道具有进气口，至少两个所述分流通道均连通同一个低压腔。

根据本实用新型实施例的用于压缩机的压缩机构，可以减弱回流。

另外，根据本实用新型上述实施例的用于压缩机的压缩机构，还可以具有如下附加的技术特征：

一些实施例中，每个所述分流通道均包括相互连通的入口段和出口段，所述入口段连通所述主通道，所述出口段连通所述低压腔，所述出口段的相对于所述入口段径向尺寸增大。

一些实施例中，所述入口段的出口周沿与所述出口段的入口周沿之间形成有环形的台阶结构。

一些实施例中，所述出口段的出口沿所述出口段的切向延伸连通所述低压腔。

一些实施例中，所述气缸包括缸体和端盖，所述缸体内具有沿上下方向延伸的通孔，所述缸体的上下两端由所述端盖封闭，所述滚动活塞设于所述通孔内，所述吸气通道设于所述缸体的壁上。

一些实施例中，所述吸气通道的所述主通道沿垂直于所述通孔的轴线的方向延伸，所述吸气通道包括两个沿上下方向延伸的所述分流通道，且所述吸气通道中的两个所述分流通道和所述主通道构造成贯通所述缸体的外周面、上端面和下端面的“T”型。

一些实施例中，所述气缸包括沿上下排布的多个所述缸体，且相邻的两个所述缸体之间共用一个端盖。

一些实施例中，所述主通道的出口处设有沿进气方向逐渐缩小的锥形孔。

一些实施例中，与所述主通道的出口相对的位置设有凹槽。

一些实施例中，所述凹槽在从周沿到中心的方向上逐渐凹陷。

一些实施例中，所述滑片包括沿环绕所述滚动活塞的方向间隔布置的至少两个，且两个所述滑片分别与所述滚动活塞配合形成一组低压腔和高压腔，且所述吸气通道包括与所述低压腔一一对应的多个。

根据本实用新型实施例的压缩机，包括：壳体、压缩机构和电机，所述压缩机构设于所述壳体内，所述压缩机构为根据前述的压缩机构；所述电机设于所述壳体内，所述电机用于驱动所述滚动活塞。

一些实施例中，所述壳体内设有沿所述电机的驱动轴的轴线方向布置的多个所述压缩机构。

附图说明

图1是关于本实用新型的实施状态1的旋转压缩机的压缩机构的纵向截面图。

图2表示的是关于实施状态1的气缸中的低压气体回路的纵向截面图。

图3表示的是关于实施状态1的低压气体回路和顺流气体的详细内容的纵向截面图。

图4表示的是关于实施状态1的压缩腔和流体元件的平面图。

图5表示的是关于实施状态1的向低压气体泄漏的高压气流和涡卷槽的详细内容的平面图。

图6表示的是关于实施状态1的在低压气体回路中回流的气流的纵向截面图。

图7表示的是关于实施状态1的低压气体回路和逆流气体的详细内容的纵向截面图。

图8表示的是本实用新型的实施状态2的低压气体回路的纵向截面图。

图9表示的是关于实施状态2的低压气体回路的纵向截面图。

图10表示的是关于本实用新型的实施状态3的1气缸压缩腔的压缩机构的平面图。

图11表示的是关于同一实施状态3的气缸详细内容的纵向截面图。

附图标记：电机4，压缩机构5，滚动活塞14，滑片13，凹槽36c，壳体2，锥形孔37，低压腔11a，高压腔11b，曲轴8，缸体10，压缩腔11，吸气管12，(涡卷型)流体元件33A，出入槽33a，旋转槽34a，(涡卷型)流体元件33B，出入槽33b，旋转槽34b，圆筒孔36，主轴承40，副轴承45。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

结合图1至图11，根据本实用新型实施例的用于压缩机的压缩机构5，包括：气缸、滚动活塞14和滑片13。

具体而言，气缸上具有吸气通道，吸气通道用向气缸内通入流体。滚动活塞14设于气缸内。滑片13与滚动活塞14配合以在气缸内形成低压腔11a和高压腔11b，滑片13与滚动活塞14的组合形成低压腔11a和高压腔11b，流体进入到低压腔11a之后，由于滚动活塞14的滚动，将流体加压之后送往高压腔11b。

其中，吸气通道可以包括主通道和至少两个分流通道，其中，主流道即为连通外部原件的通道，在压缩机中，主流道连通压缩机的入口。至少两个分流通道均与主通道连通并朝相反的方向延伸，主通道具有进气口，至少两个分流通道均连通同一个低压腔11a。

根据本实用新型实施例的用于压缩机的压缩机构5，可以减弱回流。在发生回流时，流体将会从分流通道流向主通道，由于分流通道包括多个，且多个分流通道最终在主流道汇合，此时，从分流通道回流的流体之后的动能会相互抵消，从而减弱的回流的强度，另外在压缩机的吸气作用下，进一步地减弱回流，从而达到减弱甚至去除流体回流的问题。

一些实施例中，为了进一步地减弱回流，每个分流通道均包括相互连通的入口段和出口段，入口段连通主通道，出口段连通低压腔11a，出口段的相对于入口段径向尺寸增大。

其中，在本实用新型下述的实施例中，为了方便描述，出口段被描述为旋转槽，其原因在于，如果出现回流，回流的流体将会在出口段回旋，从而减弱回流的流体能量。另外，在下述的方案中出口段的出口可能会描述为出入槽，也就是说，本实用新型中下述的旋转槽即为出口段，而下述的出入槽即为出口段的出口。

一些实施例中，在沿从入口段到出口段的方向投影中入口段位于出口段的中心位置。在出现回流的过程中，回流的流体将会在出口段形成涡流，进一步地减弱回流。

换句话说，入口段的出口周沿与出口段的入口周沿之间形成有环形的台阶结构，又或者说，入口段和出口段的连接处形成为环形的台阶结构，也就是说，入口段的出口周沿的每一处与出口段的入口周沿之间具有间隙。

一些实施例中，出口段的出口沿出口段的切向延伸连通低压腔11a。

一些实施例中，气缸包括缸体10和端盖，缸体10内具有沿上下方向延伸的通孔，缸体10的上下两端由端盖封闭，滚动活塞14设于通孔内，吸气通道设于缸体10的壁上。

事实上，本实用新型中的端盖是一个统称，下述的主轴承和副轴承都视为端盖。

一些实施例中，吸气通道的主通道沿垂直于通孔的轴线的方向延伸，吸气通道包括两个沿上下方向延伸的分流通道，且吸气通道中的两个分流通道和主通道构造成贯通缸体10的外周面、上端面和下端面的“T”型。

其中，参照图7，圆筒孔36由两个分流通道构造而成，其中，圆筒孔36中位于锥形孔3737上方和下方的两段分别为一个分流通道。

一些实施例中，气缸包括沿上下排布的多个缸体10，且相邻的两个缸体10之间共用一个端盖。

一些实施例中，主通道的出口处设有沿进气方向逐渐缩小的锥形孔37。

一些实施例中，与主通道的出口相对的位置设有凹槽36c。流体在从主通道进入时，会通往凹槽36c，在凹槽36c的导流作用下，流体将分散进入到分流通道。

一些实施例中，凹槽36c在从周沿到中心的方向上逐渐凹陷。

一些实施例中，滑片13包括沿环绕滚动活塞14的方向间隔布置的至少两个，且两个滑片13分别与滚动活塞14配合形成一组低压腔11a和高压腔11b，且吸气通道包括与低压腔11a一一对应的多个。

根据本实用新型实施例的压缩机，包括：壳体2、压缩机构5和电机4，压缩机构5设于壳体2内，压缩机构5为根据前述的压缩机构5；电机4设于壳体2内，电机4与滚动活塞14相连，具体而言，压缩机构5的滚动活塞14与曲轴相连，电机4与曲轴相连，电机4的动力通过曲轴传递至滚动活塞14。

一些实施例中，壳体2内设有沿电机4的驱动轴的轴线方向布置的多个压缩机构5。

下面参照附图描述本实用新型的一些具体实施方案。

本实用新型的压缩机中，密闭壳体内置有电机和受前述电机驱动的压缩机构；前述压缩机构的气缸上具备的圆筒形的压缩腔上连接着吸气通道；具备相对于与从前述吸气通道向前述压缩腔的流动气体阻力，使从前述压缩腔向前述吸气通道回流的气体阻力增大的流体控制要素的旋转压缩机。

前述流体控制要素具备由在上述气缸的两侧平面开孔的旋转槽、在这些旋转槽和前述压缩腔上开孔的出入槽和从前述吸气通道到前述旋转槽的中心上开孔的分岔通道组成的涡卷型流体元件。

前述出入槽配置在与前述气缸上具备的滑片相邻的位置上。

在前述压缩机构上，与前述气缸的两侧平面连接的要素零件分别具备上述涡卷型流体元件。

上述要素零件是与前述压缩机构具备的曲轴滑动配合的轴承或与上述气缸的平面连接的中间板中的任意一个。

上述气缸构成的一个圆筒腔被一个滚动活塞和2个滑片区划开的两个压缩腔的吸气通道上分别具备上述涡卷型流体元件。

在前述分岔通道的中心开孔的前述吸气通道的出口内径变小的锥形孔，在前述分岔通道上开孔。

前述压缩机构上最少具备两个前述气缸。

由于从高压腔11b泄漏到低压腔11a的气体冷媒的再膨胀，低压气体会从低压腔11a向吸气管12回流，所以制冷能力降低。因此，本申请中提及了一种可以减弱回流的方案。

具备从吸气管12向气缸的两侧平面分岔的圆筒孔36和在这些圆筒孔的出口上对压缩腔11上开孔的涡卷型流体元件33A和涡卷型流体元件33B。由于这两个流体元件的回流防止效果，从与低压腔11a连接的出入槽33a和出入槽33b所产生的回流低压气体会大幅减少。

本实用新型是与通过在旋转压缩机的气缸压缩室上开孔的低压气体通道上具备的流体控制要素(流体元件)的回流防止效果，改善由漏向压缩腔的低压侧的高压气体的再膨胀造成的制冷能力的损失有关。其手段为在低压气体通道上配备2极结构的流体元件。

为了改善相关技术中存在的缺陷，从1968年到1983年间美国曾试过在吸气孔的出口追加吸气阀的方式。一方面，最近的试验中，有通过追加吸气阀，制冷能力提升了约4％的报告。

但是，目前为止，旋转压缩机上吸气阀没有实用化的原因有两个：(1)因吸气阀的往复运动增加了噪音；(2)因长时间运转和吸收液体冷媒等，会产生吸气阀破损的可靠性问题。

本实用新型的特征是，为了改善上述旋转压缩机的弱点，不采用吸气阀，而是通过2个流体元件(Fluidics)的应用导入流体控制(Fluidics System)。

在本实用新型中：

1、通过在吸气回路上配备的流体控制，可使冷冻能力改善约4％。

2、因为流体控制使用的是无可动零件的流体元件，所以无可靠性问题。而且也不会产生噪音恶化问题。

3、选取的流体元件容易加工，可以在现有零件上追加加工。而且，追加成本也低。

4、本实用新型可广泛应用于多气缸旋转压缩机和多级式旋转压缩机、容量控制式旋转压缩机、CO2旋转压缩机等。

下面参照附图描述本实用新型一些具体的实施状态。

实施状态1：

图1表示的气缸旋转压缩机1表示了固定在密闭壳体2的内周的电机4和压缩机构5。另，省略了表示封入壳体2的底部的润滑油。

压缩机构5具备焊接在壳体2的内周上的具备圆筒形压缩腔11的气缸、与其上下平面相接的主轴承40和副轴承45、和这些轴承滑动配合的曲轴8、使受偏心轴8a驱动的在压缩腔11的内周公转的滚动活塞14、与滚动活塞14抵接进行往复运动的滑片13和按压滑片13的滑片弹簧13a。主轴承40上具有排气孔41和排气阀41a，排放高压气体的排气消声器44上具有消音器排气孔44a。

图2表示了连接气缸和压缩腔11的低压腔11a的气体冷媒的吸气通道。图3是上述吸气通道的详细图，表示吸收气流。图4是表示图2的x截面的平面图。

在图2和图3中，通过因曲轴8的旋转而公转的滚动活塞，流入连接在从储液器48到气缸的侧面中间的吸气管12中的低压气体，在圆筒孔36的上侧方向和下侧方向上均等分流，分别从圆筒孔端36a流入旋转槽34a，从圆筒孔端36b流入旋转槽34b，最后从出入槽33a和出入槽33b均等流向低压腔11a。

图3中，在吸气管12的前端被加工的凹槽36c(也可以称为盘状槽)减少了从锥形孔37排出的高速气体的阻力损失，确保向圆筒孔端36a和圆筒孔端36b的分流无误。在吸气管12的前端加工的锥形孔37是使从低压腔11a回流的低压气体的流量降低的简单的流体元件。

图4中，从吸气管12流向低压腔11a的低压气体通过朝顺时针方向公转的滚动活塞14被压缩，变成高压气体，从排气孔41排向排气消声器44。之后，通过消音器排气孔44a(图2)流入壳体2中。因此，壳体2的压力和滚动活塞14的内径等的压力为高压。

图4的右上图是具备回流防止功能的涡卷型流体元件(Vortex Diode)的平面放大图，表示了构成涡卷型流体元件33B的旋转槽34b和在这个中心开孔的圆筒孔端36b。和滑片13的侧面相邻的出入槽33b的侧面的宽度(W)，和以往的圆形低压气体孔相比，大约是一半。

另，实施状态1中气缸的两面具备出入槽33a和出入槽33b，所以其合计开孔面积与以往相比没有改变。以上是低压气流从吸气管12流入低压腔11a的行程。另，以下的文章中，把涡卷型流体元件称为流体元件。

图5表示的是在旋转压缩机的运转中，向低压腔漏出的高压气体的流动，对实施状态1的特点即流体元件的必要性进行说明。符号A是从滚动活塞14的外周和气缸的内周的间隙漏出的高压气体。符号B是从为高压的滚动活塞14的内径出发，经由其上下滑动面漏出的高压气体。符号C是从滑片13的前端和滚动活塞14的外周的线接触面漏出的高压气体。

其他方面，与滑片13的侧面滑动面、气缸的两侧平面连接的主轴承40和副轴承45的间隙中也有高压气体漏出。这些泄漏气体量与高压气体(Pd)和低压气体(Ps)的压力差成比例，在低压腔11a中膨胀变成低压气体的再膨胀气体量与高压气体(Pd)和低压气体(Ps)的压缩比成正比变大。

例如，空调常用的冷媒R410A的高低压力差为3MPa，其压缩比为3.0的情况下，热水器使用的CO2的高低压力差为7MPa，与其压缩比为3.3倍的情况相比，CO2的高压气体的泄漏量大，再膨胀损失CO2约增大10％。再膨胀损失减低了低压腔11a的吸入气体量，因为低压气体温度大幅上升，故因压缩机的制冷能力损失，降低了为压缩机的能效的系数(COP)。

另，如果电机4的旋转数为60rps的话，1秒内交错发生60次低压气体的顺流和回流，其流速也大。回流会减少从吸气管12产生的低压气体量，造成压缩机的制冷能力损失。实施形态1中，作为阻止回流的手段，在气缸的上下平面上配置了前述的流体元件33A和流体元件33B。

图5中，通过低压腔11a中漏出的高压气体的再膨胀，提升了压力和温度的低压气体回流到在气缸两面加工的出入槽33b和出入槽33a，流入流体元件33B和流体元件33A中。这时，因回流的低压气体沿着旋转槽34b的内周高速旋转，所以受离心力效果的影响，能从在中心开孔的圆筒孔端36a流向圆筒孔36的气体量是非常少的。

图6表示了从低压腔11a向吸气管12回流的低压气流。图7是其详细图。从低压腔11a回流到流体元件33A和流体元件33B的低压气体的一部分(约10％)，会从相对的圆筒孔端36a和圆筒孔端36b流入圆筒孔36。因为同量的回流气体在圆筒孔36中相向冲击，所以回流气体的速度大大降低。

所以，可从吸气管12的开孔端回流到吸气管12中的低压气体量只有很少一部分(约4％)，具备防止回流功能的流体控制要素是成立的。另，圆筒孔36成为了具备第2的防止回流功能的对置流体元件。

也就是说，为第1的流体元件的涡卷型流体元件和上述为第2的流体元件的对置流体元件的协同效应和往复活塞式压缩机上具备的吸气阀相似，发挥防止回流功能。另，虽实施状态1中将吸气管12连接到气缸的外周侧面，但若将其与主轴承40或副轴承45等的侧面相连，或即便迂回连接到气缸的圆筒孔36中也不会有阻碍。

实施状态2：

实施状态2与流体元件33A和流体元件33B的配置和容量扩大有关。如图8所示，在气缸的厚度小的1气缸旋转压缩机或多气缸旋转压缩机那样1个气缸厚度小的设计中，可以把这些流体元件配置到主轴承40和副轴承45上。

图9是扩大流体元件33A和流体元件33B的容积，甚至扩大从吸气管12到低压室11a的低压流路，降低顺流的气体阻力的手段。因为分别追加到主轴承40和副轴承45上的流体元件33A和流体元件33B与气缸上具备的旋转槽34a和旋转槽34b分别连接，所以流体元件33A和流体元件33B的容积和出入槽33a和出入槽33b的开孔面积大约扩大了2倍。

一方面，圆筒孔30和吸气管12的内径扩大的话，低压气体流路扩大，便可能应用到搭载120rps等的高速运转变频电机的旋转压缩机中。另，实施状态2中，出入槽33a和出入槽33b的前端不可在滚动活塞14的内径上开孔。而且，多气缸旋转压缩机中，因为2个气缸中间具备中间板，所以主轴承40和副轴承45的一方或两方在中间板上配备流体元件33A和流体元件33B。

实施状态3：

图10是1气缸2压缩腔的旋转压缩机的压缩机构6的平面图，图11是图10的x截面图。在图10中，气缸20中心具备的1个圆筒腔21因顺时针方向公转的一个滚动活塞14和对置的A滑片23和B滑片24而划分为排量相等的A压缩腔21a和B压缩腔21b。

与实施状态1相同，与A滑片23和B滑片24的侧面分别相邻的具备防止回流功能的流体元件33A和流体元件33B上连接了A吸气管22a和B吸气管22b。而且，在主轴承40上开孔的排气孔43a和排气孔43b分别在A压缩腔21a和B压缩腔21b上开孔。

实施状态3的低压气体吸气回路和实施状态1是相同的设计。但是，因为2个上述压缩腔的排量的总和与实施状态1几乎相等，所以将低压气体吸气回路的内容积设计得比实施状态1小。

通过滚动活塞14的1旋转，接着在A压缩腔21a中低压气体吸气、压缩和排放，B压缩腔21b中也发生低压气体吸气、压缩和排放。和实施状态1一样向各压缩腔的低压腔漏出的膨胀低压气体通过流体元件33B和流体元件33A和圆筒孔36的防止回流效果，改善制冷能力低下的问题。而且，和以往的吸气孔相比，因为出入槽33a和出入槽33b的开孔宽度W短，所以制冷能力更加得到改善。

像实施状态1和2和3说明的那样，通过将流体元件配置在吸气回路中，向低压腔漏出的高压气体的再膨胀改善制冷能力的设计，是旋转压缩机全体共通的技术。比如说，可广泛应用于压缩方式为旋转式的多气缸压缩机、多段式压缩机、低压式压缩机、甚至是低温冷冻机或CO2压缩机等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。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，或仅仅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，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。