压缩机以及具有其的换热系统的制作方法

1.本技术属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机以及具有其的换热系统。


背景技术：

2.目前，一些压缩机利用转动结构在定子内部的偏心安装，使得转动结构转动的过程中造成密闭腔室内的容积发生变化，常采用电机进行驱动，并与轴承等部件连接，形成循环的圆周运动，不可避免使用多个机械连接，耗能大，结构过于复杂且后期维护麻烦；现有技术中还有一些压缩机采用压电驱动。
3.但是，现有的压电驱动的容积式压缩机多存在驱动位移小、驱动力不足的问题，造成腔体内压强小，进而导致制冷效率低。相关技术中采用压电叠堆的方式将多片压电陶瓷进行粘接作为驱动源，同时利用主动件和从动件的容积差对压电陶瓷的形变进行放大，但是驱动源的运动形式单一。
4.因此，如何提供一种具有不同驱动形式的压缩机以及具有其的换热系统成为本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种压缩机以及具有其的换热系统，具有不同驱动形式。
6.为了解决上述问题，本技术提供一种压缩机，包括：
7.压缩结构，压缩结构包括压缩腔活动结构，活动结构可活动地设置于压缩腔内，且活动结构在活动过程中能够改变压缩腔的体积大小，以对压缩腔内的气体进行压缩；
8.和压电驱动结构，压电驱动结构包括压电振子，压电振子能够发生形变，进而驱动活动结构在旋转的同时，在直线方向上活动。
9.进一步地，压缩机包括壳体；压电驱动结构还包括转盘，压电振子连接于壳体的内壁与转盘之间，转盘与活动结构连接；直线方向包括转盘的轴向；压电振子发生形变时，能够驱动转盘旋转的同时，在转盘的轴向上活动，进而带动活动结构旋转的同时，在转盘的轴向上活动。
10.进一步地，压电振子包括主体，主体为条形结构，条形结构的第一端与壳体的内表面连接，条形结构的第二端与转盘连接；且条形结构的延伸方向与转盘的横截面之间具有夹角。
11.进一步地，压电振子的数量设置至少一个；当压电振子的数量设置为两个以上时，两个以上的压电振子围绕转盘的中心轴线的周向依次布置；且每个压电振子均包括一个主体，各个主体在转盘的周向上的延伸方向一致。
12.进一步地，压电振子还包括第一连接板和第二连接板；第一连接板、主体和第二连接板依次连接；第一连接板与壳体的内表面相贴合并连接，第二连接板与转盘的表面相贴合并连接。
13.进一步地，主体包括基板，基板上设置有压电陶瓷；压电驱动结构包括调频控制器，压电陶瓷与调频控制器的火线端电连接，基板与调频控制器的零线端电连接。
14.进一步地，压缩机包括转轴，转轴与转盘连接，活动结构设置于转轴上；转盘旋转的同时在转盘的轴向上活动时，带动转轴在转动的同时在转盘的轴向上活动，进而带动活动结构在转动的同时在转盘的轴向上活动。
15.进一步地，压缩腔还包括第一压缩腔，第一压缩腔具有开口，第一压缩腔内设置有第一分隔部；活动结构包括转动结构，转动结构盖设于开口处，且转动结构与第一压缩腔转动密封连接；转动结构上设置有第二分隔部，第二分隔部位于第一压缩腔内；第一分隔部和第二分隔部将第一压缩腔内分隔为至少两个腔室；转动结构转动时，能够带动第二分隔部活动，进而改变两个腔室的体积大小；
16.和/或，压缩腔还包括第二压缩腔；活动结构包括活塞结构，活塞结构设置于第二压缩腔内，且活塞结构与第二压缩腔活动密封连接；压电振子发生形变时，能够驱动活塞结构在第二压缩腔内活动，以改变第二压缩腔的体积大小。
17.进一步地，当压缩腔还包括第一压缩腔，第一压缩腔内设置有第一分隔部，转动结构上设置有第二分隔部时，第一压缩腔为圆柱形腔体；第一分隔部包括第一隔板和第二隔板；第二分隔部包括第三隔板和第四隔板；第一隔板、第三隔板、第二隔板和第四隔板围绕第一压缩腔的中心轴线的周向依次布置；第一隔板、第三隔板、第二隔板和第四隔板将压缩腔分隔为第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室围绕第一压缩腔的中心轴线的周向依次布置；且第一腔室与第三腔室连通，第二腔室与第四腔室连通。
18.进一步地，当压缩腔还包括第一压缩腔时，压缩机还包括外壳，外壳内部形成第一压缩腔，压缩机还包括弹性结构，外壳设置于弹性结构上。
19.根据本技术的再一方面，提供了一种换热系统，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。
20.本技术提供的压缩机以及具有其的换热系统，本技术具有不同驱动形式，能够驱动不同活动形式的压缩机，比如活塞压缩机、转子压缩机，或者二者组合形成的复合式压缩机。
附图说明
21.图1为本技术实施例的压缩机的结构示意图；
22.图2为本技术实施例的压缩机的外部结构示意图；
23.图3为本技术实施例的压缩机的安装结构示意图；
24.图4为本技术实施例的压缩机的结构示意图；
25.图5为本技术实施例的第一压缩腔内的工作原理图；
26.图6为本技术实施例的第二压缩腔内的工作原理图；
27.图7为本技术实施例的压缩机的结构示意图；
28.图8为本技术实施例的第一压缩腔内的结构示意图；
29.图9为本技术实施例的转动结构的结构示意图；
30.图10为本技术实施例的转动结构的结构示意图。
31.附图标记表示为：
32.1、压电振子；11、主体；12、第一连接板；13、第二连接板；14、压电陶瓷；2、活动结构；21、转动结构；211、第一分隔部；212、第二分隔部；22、活塞结构；221、活塞块；222、活塞套；31、第一压缩腔；311、第一腔室；312、第二腔室；313、第三腔室；314、第四腔室；32、第二压缩腔；4、转盘；5、壳体；6、弹性结构；71、单向排气阀；711、排气管；72、单向进气阀；721、进气管；73、气孔；74、导线孔；8、螺母。
具体实施方式
33.结合参见图1-10所示，一种压缩机，包括压缩结构和压电驱动结构，压缩结构包括压缩腔和活动结构2，活动结构2可活动地设置于压缩腔内，且活动结构2在活动过程中能够改变压缩腔的体积大小，以对压缩腔内的气体进行压缩；压电驱动结构包括压电振子1，压电振子1能够发生形变，进而驱动活动结构2在旋转的同时，在直线方向上活动。本技术中采用的压电驱动结构在工作状态下，可以同时包含垂直方向以及扭转方向的扭转运动，将两种不同的运动形式作为驱动源，本技术具有了不同驱动形式，则本技术可以同时驱动活塞式压缩机和/或旋转叶片式压缩机和/或涡旋压缩机等；即活动结构2的旋转运动可以驱动旋转活动的压缩结构，比如转子压缩机或涡旋压缩机等；活动结构2在直线方向上活动，可以驱动以直线活动的压缩结构比如活塞压缩机构。即本技术可以形成一种复合式压电压缩机，兼具多种压缩机的复合压缩机，比如活塞式和旋转叶片式压缩机的特点；比如活塞式压缩机和涡旋压缩机等。且本技术中直接采用压电驱动可直接将电能转化为机械能，提升了能量的转化率。上述的垂直方向指的是旋转方向的轴向；扭转方向的指的是旋转方向。
34.结合参见图1所示，本技术还公开了一些实施例，压缩机包括壳体5；压电驱动结构还包括转盘4，压电振子1连接于壳体5的内壁与转盘4之间，转盘4与活动结构2连接；直线方向包括转盘4的轴向；压电振子1发生形变时，能够驱动转盘4旋转的同时，在转盘4的轴向上活动，进而带动活动结构2旋转的同时，在转盘4的轴向上活动。本技术压电振子1弯曲变形带动转盘4产生垂直和扭转两个方向的运动，当压电振子1弯曲变形时，由于弯曲使得转盘4与壳体5内壁之间的距离发生变化，所以能够带动转盘4产生垂直方向(直线方向)上的运动，同时由于压电振子1的弯曲，而驱动转盘4发生周向的旋转运动。本技术可以同时具有两个活动结构2，一个是旋转叶片结构的压缩机，另一个是直线活动的活塞压缩机；其中扭转运动作为旋转叶片结构的驱动源，垂直运动则作为活塞结构22的驱动源，可以两个工作区域同时工作，极大的增加了压缩效率。
35.结合参见图1所示，转盘4、压电振子1和活动结构2等结构均设置在壳体5内。当本技术形成旋转叶片结构的压缩机和活塞压缩机中的至少一种时，各个部件均位于壳体5内。结合参见图2所示，本技术还具有单向排气阀71、排气管711、单向进气阀72、进气管721、气孔73、导线孔74。
36.本技术还公开了一些实施例，压电振子1包括主体11，主体11为条形结构，条形结构的第一端与壳体5的内表面连接，条形结构的第二端与转盘4连接；且条形结构的延伸方向与转盘4的横截面之间具有夹角。且因为条形结构的延伸方向与转盘4的横截面之间具有夹角，能够利用杠杆原理将压电陶瓷14的变形放大，制作成驱动力大的压电振子1。结合参见图3所示，当本技术中同时具有活塞式和旋转叶片式压缩结构时，在该附图的左侧为第一
压缩腔31和第二压缩腔32的爆炸图；转动结构21盖设在第一压缩腔31的开口处，形成密封腔；活塞块221活动密封设置于活塞套222内，形成密封腔作为第二压缩腔32；该附图中间为连动机构，即压电振子1，其包括主体11、第一连接板12和第二连接板13；以及贴在该主体上的压电陶瓷14；转盘4、排气管711、进气管721；弹簧6、单向排气阀71和单向进气阀72，以及固定结构螺母8；该附图右侧为壳体5，该壳体5包括依次连接的顶板、主板和底板。
37.本技术还包括z型压电振子1、旋转盘4、螺栓、螺母8、导线、压电调频控制器。
38.本技术还公开了一些实施例，压电振子1的数量设置至少一个；当压电振子1的数量设置为两个以上时，两个以上的压电振子1围绕转盘4的中心轴线的周向依次布置；且每个压电振子1均包括一个主体11，各个主体11在转盘4的周向上的延伸方向一致，各个主体11在转盘4的周向上的延伸方向一致指的是各个主体11即条形结构与转盘4的横截面之间的夹角大小相同。即每个压电振子1的弯曲方向一致，能够驱动转盘4发生特定方向的周向旋转运动，比如逆时针或者顺时针。本技术主体11即条形结构在竖直方向上，与转盘4的中心轴线之间有夹角，且主体11在周向上延伸，在周向上的延伸方向与位置相对应。结合参见图4所示，本技术中压电振子1的第一端与壳体5的内表面连接，第二端与转盘4连接；转盘4上连接有转轴，转盘4转动时能够带动转轴转动；转轴转动时能带动转动结构21转动，进而压缩第一压缩腔31内的气体，即第一压缩腔31与转动结构21共同形成旋转压缩结构；同时，整个第一压缩腔的下方连接有活塞块221；活塞块221伸入活塞套222内以直线活动，形成活塞压缩结构。
39.本技术还公开了一些实施例，压电振子1还包括第一连接板12和第二连接板13；第一连接板12、主体11和第二连接板13依次连接；第一连接板12与壳体5的内表面相贴合并连接，第二连接板13与转盘4的表面相贴合并连接。第一连接板12、主体11和第二连接板13依次连接形成z型金属基板；结合参见图7所示，本技术压电振子1采用z型金属基板，选用z型金属基板板作为压电振子1的基板，简化了整体结构，同时使用z型金属基板方便调节压电振子1的倾斜角度，进而调整驱动转盘4的转动方向，各个z型压电振子1均沿着一个方向均布排列，可同时实现垂直和扭转两种不同的运动形式。此外，压电振子1的形状不限于z型，也可设计为四边形、菱形，在采用其他形状对压电振子1与转盘之间的装配进行适应性调整，同时也应考虑不同形状的压电振子1驱动能力强弱。压电振子1的个数不仅仅局限于4组，数量越多驱动能力越强。压电振子1为压电双晶片。本技术采用z型压电振子1作为驱动源，利用压电陶瓷14在交变电流的作用下发生形变，驱动转盘4活动，以驱动活动结构2活动，进而起到压缩作用。
40.本技术还公开了一些实施例，主体11包括基板，基板上设置有压电陶瓷14；压电驱动结构包括调频控制器，压电陶瓷14与调频控制器的火线端电连接，基板与调频控制器的零线端电连接。采用压电陶瓷14进行驱动可直接将电能转化为机械能，简化为中间的能量转化过程，提升了能量的利用率。传统采用电机、电磁驱动的压缩机能耗高、噪音大，而且结构复杂，设备维护麻烦，本技术采用压电陶瓷14进行驱动，在减小能耗的同时又降低了噪音，且结构简单，便于维护。
41.本技术还公开了一些实施例，压缩机包括转轴，转轴与转盘4连接，活动结构2设置于转轴上；转盘4旋转的同时在转盘4的轴向上活动时，带动转轴在转动的同时在转盘4的轴向上活动，进而带动活动结构2在转动的同时在转盘4的轴向上活动。则该活动结构2上可以
用于活塞压缩机，也可以用于旋转压缩机。
42.结合参见图7所示，本技术还包括z型压电振子1、旋转盘4、螺栓、螺母8、导线、压电调频控制器，其中每个z型压电振子1由基板和2片压电陶瓷14粘结而成。每片压电陶瓷14外表面焊接有导线，z型基板上同样焊接有导线，由压电陶瓷14引出的导线接在调频控制器的火线端，由z型基板引出的导线连接在数字调频控制器的零线端。z型压电振子1与转盘、旋转盘4之间以螺栓或者螺钉等紧固的形式连接，实现驱动力和驱动位移的传递。
43.结合参见图10所示，本技术还公开了一些实施例，压缩腔还包括第一压缩腔31，第一压缩腔31具有开口，第一压缩腔31内设置有第一分隔部211；活动结构2包括转动结构21，转动结构21盖设于开口处，且转动结构21与第一压缩腔31转动密封连接；转动结构21上设置有第二分隔部212，第二分隔部212位于第一压缩腔31内；第一分隔部211和第二分隔部212将第一压缩腔31内分隔为至少两个腔室；转动结构21转动时，能够带动第二分隔部212活动，进而改变两个腔室的体积大小。
44.结合参见图4所示，本技术还公开了一些实施例，压缩腔还包括第二压缩腔32；活动结构2包括活塞结构22，活塞结构22设置于第二压缩腔32内，且活塞结构22与第二压缩腔32活动密封连接；压电振子1发生形变时，能够驱动活塞结构22在第二压缩腔32内活动，以改变第二压缩腔32的体积大小。转盘4在垂向方向做往复运动使得第一压缩腔31同步做往复运动，第一压缩腔31底部设置有活塞结构22。结合参见图6所示，当第一压缩腔31向下运动时，在前四分之一周期内，活塞结构22向下运动由初始位置到达第二压缩腔32室内的第一位置，使得第二压缩腔32内的压强增大，制冷剂从排气阀流出，在接下来的二分之一个周期内，活塞结构22向上运动到达第二位置，腔室内的压强减小，制冷剂从吸气阀流入，在后四分之一周期，活塞结构22向下运动，到达初始位置，腔室内压强增大，制冷剂从排气阀流出。活塞结构22为活塞块221，活塞套222设置在壳体5的底部，活塞套222的内部形成第二压缩腔32。
45.z型压电振子1上端与壳体内壁相连，下端与旋转盘4相连，z型压电振子1与转盘4之间倾斜一个角度，z型压电振子1在交变电压的激励下产生周期性的变形，四个(大于三个均可以)z型压电振子1同时沿着一个方向弯曲，使得转盘4同时产生垂向和周向的往复运动，在交变电压的前半个周期内转盘向下运动，同时产生逆时针的扭转运动，在后半个周期内转盘向上运动，同时产生顺时针的扭转运动。
46.结合参见图8所示，本技术还公开了一些实施例，当压缩腔还包括第一压缩腔31，第一压缩腔31内设置有第一分隔部211，转动结构21上设置有第二分隔部212时，第一压缩腔31为圆柱形腔体；第一分隔部211包括第一隔板和第二隔板；第二分隔部212包括第三隔板和第四隔板；第一隔板、第三隔板、第二隔板和第四隔板围绕第一压缩腔31的中心轴线的周向依次布置；第一隔板、第三隔板、第二隔板和第四隔板将压缩腔分隔为第一腔室311、第二腔室312、第三腔室313和第四腔室314；第一腔室311、第二腔室312、第三腔室313和第四腔室314围绕第一压缩腔31的中心轴线的周向依次布置；且第一腔室311与第三腔室313连通，第二腔室312与第四腔室314连通。结合参见图8所示，第一隔板和第二隔板在同一直线(比如横截面为圆形的压缩腔的径向上)上。结合参见图9所示，第三隔板和第四隔板在同一直线(比如横截面为圆形的压缩腔的径向上)设置在转动结构21上。结合参见图10所示，该第二分隔部212设置在转动结构21朝向第一压缩腔31的内表面上。转动结构21为圆形板。
47.本技术的第一压缩腔31内还可以去除第一分隔部211和第二分隔部212，即第一压缩腔31无法进行压缩，此处第一压缩腔31和转动结构21整体在轴向上活动，只用于传递动力，不再进行气体或制冷剂的压缩，则本技术压电压缩机为活塞式压电压缩机。也可以去除整个第一压缩腔31。
48.本技术还可以去除复合式压电压缩机中的活塞结构22和第二压缩腔32，保留第一压缩腔31和转动结构21以及弹簧结构，则本技术压电压缩机则变成一种新型旋转叶片式压电压缩机。
49.本技术中旋转叶片式的活动结构2通过转动结构21和定子进行配合，转动结构21形成转动结构21，定子由一个具有开口的外壳形成，该外壳内部形成第一压缩腔31。结合参见图5所示，通过两个第一分隔部211和两个第二分隔部212将第一压缩腔31内分隔形成四个独立的密闭腔体，其中转动结构21的中心处设置有两个通孔，使得第一腔室311和第三腔室313连通，二者内压强一致；第二腔室312和第四腔室314连通，二者内部压强一致，第一压缩腔31底部即外壳外部的底部上设置有弹簧，该弹簧处于压缩状态，当压电振子1通入交变电压，在第一个四分之一周期内转动结构21顺时针转动，到达位置1，此时第一腔室311和第三腔室313内的压强增大，制冷剂从单向排气阀流出，并且第二腔室312和第四腔室314的压强减小，制冷剂从单向进气阀72流入，转盘向下运动使得转动结构21和第一压缩腔31同时向下运动，弹簧的压缩量增加；在第二个四分之一周期内，转动结构21回到初始位置，此时第二腔室312和第四腔室314内的压强增大，制冷剂从单向排气阀流出，并且第一腔室311、第三腔室313的压强减小，制冷剂从单向进气阀72流入；在第三个四分之一周期内转动结构21到达位置2，此时第二腔室312和第四腔室314内的压强增大，制冷剂从单向排气阀流出，并且第一腔室311、第三腔室313的压强减小，制冷剂从单向进气阀72流入，弹簧压缩量减小，使得定子与转动结构21之间仍能紧密配合，保证密封性；在第四个四分之一周期内，转动结构21回到初始位置，此时第一腔室311、第三腔室313内的压强增大，制冷剂从单向排气阀流出，并且第二腔室312和第四腔室314的压强减小，制冷剂从单向进气阀72流入；定子底部的弹簧在整个循环过程都处于压缩状态，用于实现转动结构21与第一压缩腔31的紧密配合。
50.本技术针对旋转叶片式和活塞式两种类型的压缩机进行了设计，将压电陶瓷14片与z型金属基板进行粘接作为驱动源，采用杠杆原理将压电陶瓷14的变形放大，制作成驱动力大的压电振子1，同时采用共振的方式再一次放大压电陶瓷14的变形，产生垂直与扭转两种运动方式，垂直运动作为活塞式压缩机的驱动源，扭转运动作为旋转叶片式压缩机的驱动源，设计出一种复合式压电压缩机。
51.本技术还公开了一些实施例，当压缩腔还包括第一压缩腔31时，压缩机还包括外壳，外壳内部形成第一压缩腔31，压缩机还包括弹性结构6，外壳设置于弹性结构6上。弹性结构6连接壳体5的内壁与活动结构2；弹性结构6在转盘4的轴向上产生弹力。弹性结构6可以为弹簧，弹簧的数量可以为至少一组，每组至少包括一个弹簧，使用多组弹簧作为弹性结构，多组弹簧共同支撑外壳，不仅保证了活塞能做往复运动，且确保了外壳与转动结构21之间的密封性，即保证第一压缩腔31的密封性，外壳在弹性结构6的作用下产生弹力，使得外壳与转动结构21密封。多组弹簧6围绕转盘4的周向依次布置。同时，压电振子1结构和弹性结构6组成的弹性系统共振将位移放大，通过共振的方式将压电振子1的变形放大，解决了
压电陶瓷14驱动位移不足的问题。弹性结构6还可以为环状的弹性件，比如橡胶环，外壳放在橡胶环上，橡胶环支撑整个外壳。
52.转动结构21与转轴是一体的，或者二者通过焊接而成。转动结构21和第一压缩腔31之间只是接触，没有连接，金属之间产生的摩擦力很小，转动结构21轴向转动产生的摩擦力很小，外壳下方弹性结构的抗扭转力和活塞的摩擦力使得定子基本不发生扭转。弹性结构6在不仅在轴向上起减振和支撑的作用，在圆周方向也起抗扭转的作用，同时活塞结构22也对定子圆周方向扭转起限制作用。；即弹性结构6能够对外壳在周向上的活动进行限位，则外壳只能在轴向上活动，不能在周向上活动；而活塞结构22设置在外壳的下方，其与外壳的活动一致，则其也只能在轴向上活动，不能在周向上活动。
53.当压缩腔还包括第一压缩腔31和第二压缩腔32时，转动结构21设置在转轴上，然后转盘4活动带动转轴活动，进而带动转动结构21在旋转的同时在轴向上活动，而外壳即整个第一压缩腔31在转动结构21的作用下向下活动(因为弹性结构6限制了其在周向上活动，即整个第一压缩腔31，此时，活塞结构22设置于外壳的下方，活塞结构22可以与外壳固定连接，这样在活塞结构22和弹性结构6的共同作用下，能够使得外壳完全在周向上不活动，仅仅在轴向上活动；而外壳能够对活塞结构22同时起到一个轴向上的引导。
54.根据本技术的实施例，提供了一种换热系统，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。本技术的换热系统可以用在空调或者冰箱等换热产品中，或者其他的制冷产品中，但不限于这些产品。
55.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
56.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。