一種帶中間補氣結構的單槓擺動轉子壓縮機的製作方法

2023-10-17 16:00:39

本發明涉及壓縮機設備技術領域，尤其涉及一種帶中間補氣結構的單槓擺動轉子壓縮機及補氣方法。

背景技術：

轉子壓縮機在家用空調領域使用得十分廣泛，它具有效率高、靈活、輕便的特點。相對於常見的滾動轉子壓縮機，擺動轉子壓縮機採用滑板與轉子一體化結構，避免了兩者之間的摩擦、潤滑和密封問題。此外，該結構無需在滑板頂端設置推力彈簧，同時減小滑板的側向受力。因此是一種具有發展潛力的製冷壓縮機形式。

擺動轉子壓縮機在空氣源熱泵中使用時，存在低溫制熱性能衰減的問題，主要原因是：1、壓縮機壓比增大，洩漏量增大，容積效率下降，排氣溫度升高，導致cop(中文名稱：制熱能效比)衰減嚴重和壓縮機可靠性降低；2、吸氣量減小，循環流量不足，導致壓縮機制熱量減小。

在提高壓縮機系統性能方面，中間補氣是一種有效的方法，尤其是提高低溫情況下的制熱量。中間補氣方式有兩種，一種為雙級壓縮中間補氣，即在兩個串聯壓縮機中間的連接管上補氣；另一種補氣方式是在壓縮機壓縮過程中進行補氣，此時壓縮機自帶噴射口，稱為準二級壓縮形式。準二級壓縮形式可有效解決壓縮機在低溫工況下排氣溫度過高和制熱量不足等問題，同時相對於雙級壓縮中間補氣具有價格優勢。

當前，擺動轉子壓縮機的噴射口通常設置在靠近排氣口的氣缸壁上或者是壓縮機兩端的端面上，這種設置方法能夠使製冷劑噴射進入壓縮機，但是也有一定的缺陷：將噴射口設置在氣缸壁上必然會使吸氣口和噴射口有一段時間是串通的，在這個時間段內，中壓氣體從噴射口噴出進入吸氣腔，減少壓縮機的實際吸氣量，降低壓縮機的容積效率；對於端面噴射方式，不同設備廠家對噴射口的位置選擇有所區別，但是目前所有將噴射口設置在端面上的噴射結構，都存在和氣缸壁噴射的相同問題，即當轉子轉過噴射口時，噴射口直接和吸氣腔相連，使部分製冷劑回流至吸氣管，造成壓縮機容積效率下降。此外，端面噴射還存在變工況時製冷劑噴射口提前關閉導致的補氣量不足或者晚關閉導致的製冷劑向噴射口的回流問題。另外，由於受其結構限制，不管是氣缸壁噴射還是目前的端面噴射，補氣口面積都不能太大，導致傳統的補氣結構補氣量有限，導致對壓縮機和系統的性能提升受限。

技術實現要素：

鑑於現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種帶中間補氣結構的單缸擺動轉子壓縮機，使其可避免擺動轉子壓縮機補氣過程中噴射製冷劑氣體向吸氣腔的回流，有效增加補氣量，進而提高壓縮機的容積效率。

本發明的技術方案如下：

一種帶中間補氣結構的單缸擺動轉子壓縮機，包括氣缸、擺動轉子以及端板，在氣缸上設置有吸氣口、排氣口和導軌，所述擺動轉子由擺杆和滾環組成，擺杆在導軌中上下滑動並左右擺動，其特徵在於：設置在擺杆內部的製冷劑噴射通道和設置在噴射通道內部的噴射單向閥組件；噴射通道的入口即補氣口，與中間壓力製冷劑源連接；噴射通道的出口即噴射口，開設在面向排氣口的一側，並於壓縮腔連通；單向閥導通方向指向噴射口。

優選地，當擺動轉子與氣缸的切點恰好經過吸氣口下邊緣時，噴射口的下沿與導軌中擺杆滑動軌道下沿重合。

本發明與現有技術相比，具有如下優點及突出性的技術效果：①完全避免準二級擺動轉子壓縮機在補氣過程中，中壓製冷劑噴射至吸氣腔，提高擺動轉子壓縮機的容積效率；②避免變工況時製冷劑噴射口提前關閉導致的補氣量不足或者晚關閉導致的製冷劑向噴射口的回流問題；③增大噴射面積，增加補氣量，提高壓縮機的制熱量。

附圖說明

圖1為本發明的單槓擺動轉子壓縮機中轉子處於初始位置的結構示意圖。

圖2為本發明的單槓擺動轉子壓縮機中轉子處在吸氣口下邊緣角時的結構示意圖。

圖3為本發明的單槓擺動轉子壓縮機中轉子處於噴射壓力等於壓縮腔壓力處的結構示意圖。

圖4為本發明的單槓擺動轉子壓縮機排氣過程開始時的結構示意圖。

圖5為本發明的單槓擺動轉子壓縮機排氣過程結束時的結構示意圖。

其中，1-氣缸；2-轉子；3-擺杆；4-吸氣口；5-排氣口；6-製冷劑噴射通道；7-噴射單向閥組件；8-噴射口；9-導軌；10-補氣口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的原理結構圖和運行方式做進一步詳細描述。

圖1為本發明的單槓擺動轉子壓縮機中轉子處於初始位置的結構示意圖，該單槓擺動轉子壓縮機包括氣缸1、擺動轉子2以及端板，擺動轉子2沿氣缸1的內壁運動，氣缸1上分別設置有吸氣口4和排氣口5，氣缸1上有可以轉動的導軌9，導軌9內設有擺杆3，擺杆3內設有製冷劑噴射通道6，製冷劑噴射通道6的入口為補氣口10，出口為噴射口8，該噴射口朝向排氣口一側；在製冷劑噴射通道6中設有噴射單向閥組件7，導通方向為補氣口10到噴射口8。噴射通道6的入口即補氣口10與中間壓力製冷劑源連接。

噴射口下沿由如下條件限定：當轉子位於吸氣口4的下邊緣角時，噴射口8下沿與導軌9內擺杆的滑動軌道下沿重合。

噴射單向閥組件7設置於製冷劑噴射通道6中，隨著擺杆3下滑，噴射口8與壓縮腔連通，噴射單向閥組件7開啟，噴射過程開始，製冷劑流經路徑為補氣口→噴射單向閥組件→噴射口；當轉子2轉動一定角度後，壓縮腔壓力與噴射壓力相等，噴射單向閥組件7彈回關閉，噴射結束。

本發明的運行模式及工作過程如下：

轉子2處於初始位置時，擺杆3的底部與氣缸1內壁平齊，如圖1所示，在轉子從初始位置轉向吸氣口下邊緣角的過程中，噴射口8被導軌9密封，噴射面積為0，噴射製冷劑不能噴射進入吸氣腔。當轉子2處於吸氣口下邊緣角時，噴射口8下沿與導軌9內擺杆滑動軌道的下沿重合，如圖2所示，此時壓縮腔形成，同時導軌9對於噴射口8的密封結束，由於此時噴射壓力高於壓縮腔內壓力，噴射單向閥組件7打開，噴射過程開始。隨著轉角增大，噴射面積逐漸增大，直至噴射口8完全離開導軌9，噴射面積達到最大。同時，壓縮腔內壓力不斷增大，當達到某一位置時，如圖3所示，噴射壓力與壓縮腔壓力相等，單向閥7彈回關閉，噴射結束。轉子2繼續轉動，達到某一位置，如圖4所示，壓縮腔壓力與排氣壓力相等，排氣口5上的排氣閥片開啟，排氣過程開始，該過程中噴射單向閥組件7始終關閉。轉子2繼續轉動，達到某一位置，如圖5所示，此時轉子2正好轉到排氣口5的下邊緣角，排氣口5上的排氣閥片關閉，排氣過程結束，該過程中單向閥組件7始終關閉，噴射面積為0。至此，該新型壓縮機整個壓縮過程完成。