一种气缸及压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种压缩机的气缸及包括其的压缩机。


背景技术：

2.相关技术中指出，高背压滚动转子式压缩机的封闭壳体内安装有驱动的电机和气体压缩组件，从吸气管吸入低温低压的冷媒，通过电机驱动带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的冷媒，同时电机做功发热造成整个压缩机壳体内形成高温高压环境。而目前压缩机气体压缩组件金属导热系数均较高，压缩机壳体内高温区热量通过上下轴承、气缸金属材料与压缩组件工作腔不断进行热交换。
3.常规滚动转子式压缩机的压缩组件通常由气缸、上下轴承形成密闭工作腔，并由活塞和滑片划分为吸气腔(低压腔)和压缩腔(高压腔)。低温低压冷媒经吸气通道进入气缸吸气腔，而壳体内高温热量不断向吸气腔内低温冷媒进行热传递，造成吸入吸气腔内的冷媒加热膨胀，压力上升，同样工作容积下一个工作周期内吸入冷媒量变少，吸气能力降低，从而影响压缩机的性能。此外，现有压缩机随着压缩冷媒的进行，压缩腔冷媒温度和压力逐渐升高，热量无法及时传递出去，实际压缩过程接近等熵压缩，压缩机功耗很大，排气温度也很高，同时也增大了冷凝负荷。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供了一种气缸及压缩机，针对现有技术的不足提出一种于气缸壁设置隔热结构的气缸，通过从低压侧到高压侧设计隔热槽，增大热传递热阻，来重构气缸内壁面温度分布，降低气缸壁面温度，从而降低吸气腔低温冷媒的吸热量，提升容积效率；同时降低单位质量压缩功，降低压缩耗功，提升压缩效率。
5.本发明提供一种气缸，其特征在于，所述气缸在周向壁厚方向设置有隔热结构，其中：
6.所述气缸包括沿气缸的轴向方向相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面均与所述气缸的横截面平行；
7.所述隔热结构包括一个或多个位于所述第一表面和所述第二表面之间的呈空腔结构的隔热槽，或者沿气缸的轴向贯穿所述气缸的第一表面或/和第二表面的隔热槽。
8.可选的，所述隔热结构沿所述气缸壁的周向延伸。
9.可选的，所述气缸还包括叶片槽和进气通孔，以所述叶片槽位置为基准角度0
°
，所述隔热结构始于角度θ1的位置，止于角度θ2的位置，隔热角度θ∈(θ1，θ2)，所述角度θ1为所述进气通孔与所述基准角度0
°
之间的最大夹角，所述角度θ2满足以下条件：
10.180
°
≤θ2≤330
°
。
11.可选的，所述隔热结构包括周向连续的单段隔热槽或/和周向不连续的多段隔热槽的组合。
12.可选的，所述隔热结构包括多圈沿径向间隔排布的隔热槽。
13.可选的，所述隔热槽中更靠近所述气缸缸内的槽内壁和所述气缸更靠近轴心的气缸内壁的径向最小距离为b1，所述气缸的气缸壁的厚度为b2，所述b1和b2的范围满足以下条件：
14.0.4≤b1/b2≤0.7。
15.可选的，所述隔热槽更远离所述气缸缸内的槽外壁和所述槽内壁之间的径向距离为槽宽c1，所述c1的范围满足以下条件：
16.c1/b2＜0.3。
17.可选的，所述隔热槽的所述槽宽c1沿周向为等宽或不等宽。
18.本发明包括一种压缩机，所述压缩机包括电机组件和压缩组件，所述电机组件包括定子和转子组件，所述压缩组件包括如上述任一项所述的气缸。
19.可选的，所述压缩组件还包括上缸盖、下缸盖，所述隔热结构轴向投影面积在上缸盖、下缸盖的安装平面区域内，并与上缸盖、下缸盖的安装平面形成密闭的腔体结构。
20.本发明与现有技术相比的有益效果在于：
21.本发明通过压缩机气缸的隔热槽增大热阻，重构气缸内壁面温度分布，降低气缸壁面温度，从而降低吸气腔低温冷媒的吸热量，提升容积效率。同时降低单位质量压缩功，降低压缩耗功，提升压缩效率。在1.5hp变频压缩机上进行方案验证，隔热槽对apf(全年运行效率)提升达到1％以上。
22.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1为本发明一实施例的气缸的横剖面图；
25.图2为本发明一实施例的气缸的横剖面图；
26.图3为本发明一实施例的气缸的横剖面图；
27.图4为本发明一实施例的气缸的横剖面图。
28.附图标记
[0029]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气缸壁
[0030]
11
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气缸内壁
[0031]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一表面
[0032]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔热槽
[0033]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
叶片槽
[0034]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
槽内壁
[0035]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
槽外壁
[0036]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
进气通孔
具体实施方式
[0037]
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式
进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0038]
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0039]
本文的“垂直”方向指气缸的轴向方向，“水平”面指与气缸横截面平行的平面，“向外”方向指气缸径向向外的方向。
[0040]
为了解决上述的技术问题，本发明一实施例提供了一种气缸，所述气缸在周向壁厚方向设置有隔热结构，其中：
[0041]
所述气缸壁1包括沿气缸的轴向方向相对的第一表面2和第二表面，所述第一表面2和所述第二表面均与所述气缸的横截面平行，第二表面未在图中显示；
[0042]
所述隔热结构包括一个或多个位于所述第一表面2和所述第二表面之间的隔热槽3。所述隔热槽3可以是贯穿所述第一表面2或/和第二表面的，也可以呈空腔结构。此处轴向指的是气缸的轴向。
[0043]
图1为本发明第一实施例的气缸的横剖面图。在该第一实施例中，所述气缸壁1包括第一表面2和第二表面，以及隔热槽3。所述隔热槽3为多段，且沿气缸壁1的周向延伸。
[0044]
所述隔热槽3还包括槽内壁5，所述槽内壁5为所述隔热槽3更靠近所述气缸缸内一侧的槽壁，所述槽内壁5和气缸更靠近轴心的气缸内壁11的径向最小距离为b1，所述气缸壁1的厚度为b2，所述b1和b2的范围满足以下条件：
[0045]
0.4≤b1/b2≤0.7。
[0046]
通过合理设置槽内壁5与气缸内壁11的径向最小距离，有利于在保证气缸壁1本身强度的同时提高隔热槽3的隔热效果。
[0047]
所述隔热槽3还包括槽外壁6，所述槽外壁6为所述隔热槽3更远离所述气缸缸内一侧的槽壁，如图1所示，所述槽内壁5和所述槽外壁6之间的径向距离为槽宽c1，所述c1的范围满足以下条件：
[0048]
c1/b2＜0.3。
[0049]
所述气缸壁1还包括叶片槽4，和进气通孔7，以所述叶片槽4位置为基准角度0
°
，在周向逆时针方向，所述隔热槽3始于角度θ1的位置，止于角度θ2的位置，隔热角度θ∈(θ1，θ2)，即隔热槽3在气缸表面的有效作用角度范围。进气通孔用于将未经压缩的气体通入气缸，进气通孔与基准角度形成夹角。
[0050]
在进一步的实施例中，所述角度θ1为所述进气通孔与所述基准角度0
°
之间的最大夹角，所述角度θ2满足以下条件：
[0051]
180
°
≤θ2≤330
°
。通过合理设置隔热槽3的隔热角度θ，在保证隔热槽有效作用范围的同时，也避免隔热槽对气缸靠近叶片槽4的其他部分的影响。
[0052]
在另一实施例中，所述隔热槽3沿所述气缸壁1的周向延伸。图2和图3为本发明第二实施例和第三实施例的隔热槽3的示意图，这两个实施例与第一实施例的区别在于：隔热槽3包括周向连续的单段隔热槽3或/和周向不连续的多段隔热槽3的组合。周向连续的第一圈隔热槽3的径向最小距离b1不同于周向不连续的第二圈隔热槽3的径向最小距离b1，具体的本实施例中所述第一圈隔热槽3位于更靠近所述气缸缸内的一侧，反之亦然。第二圈隔热
槽3由多段隔热槽3间隔排布而成，其中每一段的结构可以部分不相同或各不相同。
[0053]
图4为本发明第四实施例的隔热槽3的示意图，如图4所示，该实施例与第一实施例的区别在于：所述槽宽c1沿周向为等宽或不等宽，即单段或多段隔热槽3沿周向的宽度相等或不等。
[0054]
本发明的实施例还提供一种压缩机，所述压缩机包括电机组件和压缩组件，所述电机组件包括定子和转子组件，所述压缩组件包括如上述任一项所述的气缸。所述压缩组件还包括上缸盖、下缸盖，所述隔热槽3轴向投影面积在上缸盖、下缸盖的安装平面区域内，并与上缸盖、下缸盖的安装平面形成密闭的腔体结构。
[0055]
综上所述，本发明的气缸与包括其的压缩机与现有技术相比，具有以下优点：
[0056]
一、通过气缸隔热结构增大热阻，重构气缸内壁面温度分布，降低气缸壁面温度，从而降低吸气腔低温冷媒的吸热量，提升容积效率。
[0057]
二、同时降低单位质量压缩功，降低压缩耗功，提升压缩效率。在1.5hp变频压缩机上进行方案验证，隔热槽对apf(全年运行效率)提升达到1％以上。
[0058]
以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。