小型往复式压缩机、制冷系统及冰箱的制作方法

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是一种小型往复式压缩机、制冷系统及冰箱。

背景技术：

传统的小型往复式压缩机例如冰箱用往复式压缩机通过改变驱动直流变频电机的转速，达到改变压缩机制冷量范围的目的，但是冷量的改变范围有限，以9.0cc变频冰箱压缩机为例，目前的运行转速范围大多为1200～4200转/分钟，国标工况下，制冷量的范围为66～210W，属于单缸单级压缩方式，一般适用于300～460L的冰箱。当转速高于4200转/分钟时，压缩机由于存在多个摩擦副，机械损失会增加很多，同时压缩机电机发热量增大，会导致吸气过热，使压缩机的指示效率下降，最终导致整机在高转速下的能效降低。同时，由于冰箱常年不断电，压缩机运行时间长，长期高转速运行也会影响压缩机的可靠性。如果要匹配460L以上的冰箱，在保证压缩机需求转速下的效率的前提下，只能通过加大压缩机排量的方式，导致压缩机体积的增大，影响冰箱的结构紧凑性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的之一是提供一种在不改变排量的情况下增大制冷量范围的小型往复式压缩机、制冷系统及冰箱。

为达上述目的，一方面，本实用新型采用如下技术方案：

一种小型往复式压缩机，所述往复式压缩机为单缸往复式压缩机，包括曲轴、气缸和设置在所述气缸内的活塞，所述活塞与所述曲轴相连，通过所述曲轴的转动带动所述活塞在所述气缸内往复运动，所述气缸上设置有用于补气的补气通道。

优选地，所述气缸包括缸体，在所述缸体的缸体壁上设置有通孔，所述通孔构成所述补气通道。

优选地，所述气缸内腔距离所述曲轴最远的位置与所述补气通道在所述气缸内腔的腔壁上的开口的中心线之间的距离为H，所述活塞的运动行程为L，距离H与运动行程L的比值i的范围为，0.2≤i≤0.5。

优选地，所述通道在所述气缸内腔的腔壁上的开口的径向最大尺寸大于等于1.5mm，小于等于4mm。

优选地，所述补气通道连接补气管路，所述往复式压缩机还包括用于将补气通道与所述补气管路连通和切断的开关结构。

优选地，所述开关结构包括腔体结构，所述腔体结构内形成补气腔，所述补气腔内设置有阀片，所述阀片将所述补气腔分为与所述补气管路连通的第一部分和与所述补气通道连通的第二部分。

优选地，所述补气腔包括与所述补气通道连通的大径段和与所述补气管路连通的小径段，所述大径段与所述小径段之间形成台阶面，所述阀片与所述台阶面相配合。

优选地，还包括偏置件，用于向所述阀片施加压向所述台阶面的偏置力。

优选地，所述气缸的侧壁上设置有通孔，所述通孔构成所述补气通道，所述通孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括与所述气缸内腔连通的小孔段和用于安装所述腔体结构的大孔段。

优选地，所述偏置件包括弹簧，所述弹簧的一端抵靠在所述阶梯孔的台阶面上，另一端抵靠在所述阀片上。

另一方面，本实用新型采用如下技术方案：

一种制冷系统，包括如上所述的往复式压缩机。

优选地，所述制冷系统还包括闪蒸器，所述闪蒸器通过补气管路与所述往复式压缩机的补气通道相连。

再一方面，本实用新型采用如下技术方案：

一种冰箱，包括如上所述的制冷系统。

本实用新型提供的小型单缸往复式压缩机在气缸上设置用于补气的补气通道，通过对压缩机进行补气增焓的方式实现压缩机的单缸双级压缩，提升了压缩机单位容积的制冷量，如此，提高了同一排量的单缸往复式在不改变转速的情况下的制冷量范围，使得压缩机可以匹配更大容积的冰箱，同时能够有效提高压缩机的能效系数COP，从而降低冰箱的耗电量。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型提供的往复式压缩机内部结构的俯视图；

图2示出图1中A-A向剖视图；

图3示出本实用新型提供的往复式压缩机的补气管路、开关结构和气缸的配合结构示意图；

图4示出本实用新型提供的制冷系统的结构示意图。

图中，1、往复式压缩机；11、外壳；12、电机；13、曲轴；14、气缸；141、补气通道；142、通孔；15、活塞组件；151、活塞；152、连杆；153、活塞销；16、开关结构；161、腔体结构；162、补气腔；1621、大径段；1622、小径段；163、阀片；164、弹簧；165、台阶面；17、吸气管；18、排气管；2、冷凝器；3、蒸发器；4、可调节流阀；5、毛细管；6、闪蒸器；7、补气管路。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，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。

针对现有的小型单缸往复式压缩机制冷量范围小、难以满足大容量冰箱的制冷需求的问题，本申请提供了一种小型单缸往复式压缩机，优选为单缸往复式变频压缩机，可以理解的是，本申请中所述的小型单缸往复式压缩机指的是排量小于等于11.0cc的压缩机。如图1至图3所示，其包括外壳11以及设置在外壳11内的电机12和压缩组件，压缩组件包括在电机12的带动下转动的曲轴13、气缸14和设置在气缸14内腔中的活塞组件15，活塞组件15与气缸14内腔配合形成压缩机的工作腔，活塞组件15与曲轴13相连，压缩机还连接有吸气管17和排气管18，如此，曲轴13的转动能够带动活塞组件15往复运动，实现冷媒在气缸14内的吸气、压缩和排气过程。活塞组件15优选包括连杆152、活塞151和活塞销153，连杆152的一端与曲轴13的偏心部形成转动连接，活塞151通过活塞销153固定在连杆152的另一端上，如此，当曲轴13转动时，连杆152在偏心部的带动下连同活塞151一起在气缸14内腔中做往复运动。气缸14包括缸体和设置在缸体的远离曲轴13的一侧的端盖，缸体的轴线沿活塞151的运动方向延伸。

气缸14上设置有用于补气的补气通道141，如此，通过对压缩机进行补气增焓的方式实现压缩机的单缸双级压缩，提升了压缩机单位容积的制冷量，如此，提高了同一排量的单缸往复式在不改变转速的情况下的制冷量范围，使得压缩机可以匹配更大容积的冰箱，同时能够有效提高压缩机的能效系数COP，从而降低冰箱的耗电量。

优选地，利用往复式压缩机所在的制冷系统来对其进行补气，具体地，如图4所示，制冷系统还包括冷凝器2、蒸发器3、可调节流阀4、毛细管5和闪蒸器6，上述各结构通过管路连接形成冷媒循环回路。其中，闪蒸器6通过补气管路7与往复式压缩机1的补气通道141连接，利用闪蒸器6对往复式压缩机1进行补气。

为避免在压缩机不需要补气时在补气通道141泄气，优选地，本申请提供的往复式压缩机还包括用于将补气通道141与补气管路7连通和切断的开关结构16，当需要补气时，通过开关结构16将补气通道141与补气管路7连通，利用闪蒸器6中的冷媒对压缩机进行补气，当不需要补气时，通过开关结构16将补气通道141与补气管路7断开，从而避免压缩机内冷媒的泄露。

开关结构16可以为能够实现管路通断的装置，为实现压缩机的自动补气，优选地，如图3中所示，开关结构16包括腔体结构161，优选大致呈筒状，腔体结构161内形成补气腔162，补气腔162内设置有阀片163，阀片163将补气腔162分为与补气管路7连通的第一部分和与补气通道141连通的第二部分，如此，当压缩机内的气体压力与闪蒸器6所提供的补气压力相当或压力差较小时，说明不需要对压缩机进行补气，此时阀片163不动作，阀片163能够防止压缩机内的气体泄漏到补气管路7中，保证气缸14内压缩气体的质量流量，而当压缩机内的气体压力低于补气压力时，阀片163在补气压力的推动下自动打开，闪蒸器6中的气体通过补气管路7经补气腔162和补气通道141进入气缸14的工作腔内，以实现对压缩机的补气，直至当压缩机内的气体气压与补气压力相当时，阀片163重新复位。阀片163可以为弹性片，其一端固定，另一端可在气压的推动下发生形变以将补气通道141与补气管路7连通，并当两侧气压相当时在弹性的作用下复位以将补气通道141与补气管路7断开，也可以为柔性片或者是塑性结构，通过设置偏置件的方式实现柔性片或塑性结构的复位(后面有具体介绍)。

进一步优选地，为避免由于压缩机内压力推动阀片163打开，尤其当阀片163为柔性片或塑性结构时，补气腔162包括与补气通道141连通的大径段1621和与补气管路7连通的小径段1622，大径段1621与小径段1622之间形成台阶面165，阀片163与台阶面165相配合，具体地，阀片163抵靠在台阶面165上时能够将补气通道141与补气管路7断开，当阀片163离开台阶面165时能够将补气通道141与补气管路7连通。

进一步优选地，还包括偏置件，用于将阀片163施加压向台阶面165的偏置力，尤其当阀片163为柔性或者塑性结构时，在偏置力的作用下将阀片163压向台阶面165，如此，还可通过改变偏置力的大小来调节压缩机的补气压力临界值，补气压力临界值即补气压力能够刚好将阀片163推开时压缩机内的气体压力值。

进一步优选地，为方便开关结构16、补气管路7以及气缸14的装配，补气通道141设置在气缸14的缸体的缸体壁上，补气通道141在所缸内腔的腔壁上的开口即构成用于进行补气的补气口，通过合理的安排补气通道141的设置位置能够在尽量减少往复式压缩机结构的改动，并且通过在气缸14的侧壁向气缸14内腔进行补气能够获得更好的补气效果。具体地，气缸14的侧壁上设置有通孔142，该通孔142构成压缩机的补气通道141，开关结构16的一端插入到通孔142内，优选地，通孔142为阶梯孔，阶梯孔包括大孔段和小孔段，其中，小孔段与气缸14内腔连通，开关结构16插入到大孔段内。进一步优选地，开关结构16的腔体结构161呈两端开口的筒状结构，筒状结构的一端插入到大孔段内，且筒状结构161的端面与阶梯孔的台阶面相抵接，偏置件例如弹簧164的一端抵靠在阶梯孔的台阶面上，另一端抵靠在阀片163上。补气管路7优选插入到小孔段内。

进一步地，在压缩机的吸气过程中，通过活塞151在气缸14内的运动，造成气缸14内的压力低于压缩机回气管路中冷媒的压力，从而使压缩机的吸气阀片打开，低压的冷媒进入气缸14内，在该过程中，当活塞151端面的位置未运动到补气口时，低压气体吸入压缩腔，压缩机吸气，而当活塞151端面运动到越过补气口时，将补气口与压缩腔连通，此时若开关结构16将补气口与补气管路7连通，则闪蒸器6内的气体即可经补气管路7和补气口补入压缩腔中，实现对压缩机的补气。之后，由于压缩机的吸气腔与气缸14工作腔内的压力相当，吸气阀片关闭，活塞151开始进行压缩，压缩腔的容积减小，压缩腔内的压力增大，直至排气阀片打开，高温高压气体排出压缩腔，在压缩机的压缩过程中，当活塞151端面越过补气口时，活塞151的外侧面可将补气口封住，从而切断补气管路7与压缩腔的连通，如此，能够防止闪蒸器6内的气体经补气口流入压缩机的外壳内。基于此，需要对补气口的设置位置进行优化，以避免出现补气不到压缩腔内或者压缩腔内的气体通过补气管路7泄漏的情况。优选地，如图1中所示，气缸内腔距离曲轴最远的位置(可以理解的是，此处的距离指的是垂直距离，例如距离曲轴的轴线的垂直距离最远的位置，在图2所示的实施例中，该位置为端盖的内端面)与补气口的中心线之间的距离为H，活塞151的运动行程为L，距离H与运动行程L的比值i的范围为，0.2≤i≤0.5。

补气口的尺寸不能过大，也不能过小，过大会影响到吸气阀片开启的时间和吸气量，过小则会影响补气的压力和补气量，优选地，补气口的最大面积大于等于1.5mm²，小于等于13mm²，例如，当补气口为圆形时，如图3所示，其直径D的范围为，1.5mm≤D≤4mm。

进一步地，本申请还提供了一种冰箱，采用上述的单缸往复式压缩机，能够有效提高冰箱的冷量变化范围，并降低冰箱的能耗。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。