專利名稱：氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機，特別是一種選擇性地參與系統(tǒng)循環(huán)的氣 液分離器發(fā)生的氣體冷媒注入壓縮機氣缸的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機。
背景技術：
在空調(diào)系統(tǒng)中， 一般設置有冷凝器和蒸發(fā)器，在冷凝器和蒸發(fā)器之間通 常配備有氣液分離器，從冷凝器出來的冷媒在氣液分離器中分離為液體冷媒 與氣體冷媒，而后選擇性的只把氣體冷媒注入壓縮機的氣缸壓縮腔，這就是 所謂的氣體冷媒噴射方式，其目的是為了大幅度地提高空調(diào)系統(tǒng)能力等性 能。
在以上空調(diào)系統(tǒng)中運用的壓縮機，多是通過活塞回轉(zhuǎn)角來進行開閉實現(xiàn) 氣缸壓縮腔的冷媒注入，其注入孔通常設置在主軸承或者副軸承與活塞上下 面接觸的平面上，由于結構固有的缺陷，導致注入孔的開孔面積很小以及開 孔噴射的時間很短等多方面不足，而開孔面積和噴射時間直接決定了注入的 冷媒量，決定了壓縮機的工作能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結構簡單合理、能效比高、可靠性好、制作 成本低、以提高氣體冷媒噴射式空調(diào)機的制熱性能為主、應用廣泛的的氣體 冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，以克服現(xiàn)有技術中的不足之處。
按此目的設計的一種氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，包括設置在密封殼體 內(nèi)的電機組件以及和電機組件連接的壓縮組件，壓縮組件包括氣缸、分別設 置在氣缸上下部的主軸承和副軸承、與電機組件連接的曲軸、與曲軸連接可 自由旋轉(zhuǎn)的活塞、以及前端壓接在活塞外圓上的滑片，其特征是壓縮機上設 置有冷媒注入裝置，冷媒注入裝置包括設置在壓縮組件上的閥座體和第二氣 體注入孔，閩座體的中心設置有貫通的第一氣體注入孔，第一氣體注入孔的 另一端與第二氣體注入孔的一端之間通過擴張室相通，第二氣體注入孔的另
一端與氣缸壓縮腔相通，擴張室內(nèi)設置有在擴張室內(nèi)作往復運動的止回閥， 第二氣體注入孔的一端外側(cè)間隔的設置有二個以上的擋塊，止回閥的最大外徑比擋塊的內(nèi)徑大，當止回閩壓接在擋塊上時，止回閥和第二氣體注入孔的 一端之間保持一定的間距。
所述冷媒注入裝置設置在氣缸的外徑上。
所述冷媒注入裝置設置在主軸承或副軸承上，主軸承或副軸承上設置有 縱孔，縱孔的一端與第二氣體注入孔的另一端相通，縱孔的另一端與氣缸壓 縮腔相通。
所述氣缸位于縱孔的另 一端所在部位設置有排氣切口 ，排氣切口連通縱 孔的另一端和氣缸壓縮腔。
所述壓縮組件包括二個以上的氣缸，氣缸之間設置有中間分隔板，冷媒 注入裝置設置在中間分隔板上，中間分隔板上設置有縱孔，縱孔的一端與第 二氣體注入孔的另 一端相通，縱孔的另 一端與位于中間分隔板上面或下面的 氣缸壓縮腔相通。
所述氣缸上設置有與氣缸壓縮腔相通的壓縮機吸入管，冷媒注入裝置的 安裝位與壓縮機吸入管的安裝位分列于滑片的左右二側(cè)。
所述旋轉(zhuǎn)壓縮機外設置有氣液分離器，第一氣體注入孔的一端通過氣管 與氣液分離器的上部空腔相通。
所述氣液分離器設置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間。
本發(fā)明把冷媒注入裝置安裝在氣缸的側(cè)面，內(nèi)藏于開孔在氣缸壓縮腔的 氣體注入孔的止回閥，可以根據(jù)氣缸壓縮腔的壓力進行開閉。開孔在氣缸壓 縮腔的氣體注入孔的開孔面積不會根據(jù)活塞回轉(zhuǎn)角而變動，而且，內(nèi)藏于該 注入孔的止回閥根據(jù)氣缸壓縮腔的壓力變化而開閉，因此根據(jù)壓縮腔的壓力 進行變化，注入時間也能達到最大，另外，由于開孔在氣缸內(nèi)側(cè)，孔徑相對 增大很多，結果在氣缸壓縮腔能注入大量的氣體冷媒，達到提升空調(diào)能力等 性能的最佳效果。
本發(fā)明把旋轉(zhuǎn)式壓縮機的氣體冷媒噴射裝置最適化的同時，把該壓縮機 搭載在氣體冷媒噴射式空調(diào)機上，其公開的技術容易引進工業(yè)，且可進行批 量生產(chǎn)。
本發(fā)明具有結構簡單合理、能效比髙、可靠性好、制作成本低和應用廣 泛的特點。


圖1為本發(fā)明第一實施例搭載有氣體噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機的空調(diào)系統(tǒng)圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例氣體噴射式旋轉(zhuǎn)式壓縮機的結構示意圖。 圖3為圖2中的Y-Y向剖視結構示意圖。
圖4為本發(fā)明第一實施例活塞回轉(zhuǎn)角度e與氣缸壓縮腔中的氣體壓力p(e)以及注入壓力為Pi的氣體冷媒的注入角度、時間的變化關系圖。
圖5為本發(fā)明第二實施例氣體噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機的結構示意圖。 圖6為本發(fā)明第三實施例氣體噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機的結構示意圖。 圖中l(wèi)為壓縮機，2為密封殼體，3為吐出管，4為四通切換閥，5為 室內(nèi)換熱器，6為室外換熱器，7為氣液分離器，8a為第一毛細管，8b為第 二毛細管，8c為第三毛細管，13為儲液罐，14為壓縮機吸入管，15為氣體 冷媒出口管，16為氣管，17為氣體冷媒注入管，18a為第一單向閥，18b 為第二單向閥，21為壓縮組件，22為電機組件，23為氣缸，23a為上氣缸， 23b為下氣缸，24為氣缸壓縮腔，25為主軸承，26為副軸承，27為曲軸， 28為活塞，29為滑片，30為偏心軸，31為冷媒注入裝置，32為氣缸橫孔， 33為閥座體，34為閩座，35為擋塊，36為止回閥，37為第一氣體注入孔， 38為第二氣體注入孔，39為壓入管，40為吐出孔，41為吐出閥，42為軸 承法蘭，43為縱孔，44為凸起部，45為排氣切口， 46為中間分隔板。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。 第一實施例
參見圖l，顯示了搭載有氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)式壓縮機l的空調(diào)系統(tǒng)的 制熱循環(huán)周期。壓縮機1的密封殼體2的內(nèi)部壓力為與排出壓力相等的高壓 側(cè)，排出的高溫高壓氣體冷媒通過焊接在上端的排出管3排出，經(jīng)四通切換 閥4進入連接在室內(nèi)換熱器5的入口 。在室內(nèi)換熱器5的出口與室內(nèi)換熱器 6之間配備氣液分離器7，室內(nèi)換熱器5的出口和氣液分離器7之間連接有 第一毛細管8a,氣液分離器7和與室外換熱器6之間連接有第二毛細管8b 和第一單向閩18a。
室外換熱器6的出口經(jīng)四通切換閥4,進入壓縮機1側(cè)面鄰接的儲液罐 13的入口。儲液罐13的下部連接壓縮機的吸入管14，氣液分離器7上部的 氣體冷媒出口管15，經(jīng)氣管16連接到配置在壓縮機1側(cè)面的氣體冷媒注入 管17。以上構成的空調(diào)系統(tǒng)的暖房制熱周期，壓縮機1運轉(zhuǎn)中、冷媒如箭 形符號所示流動，構成密封的制冷周期。反之，在制冷循環(huán)周期中，四通切 換閥4反向切換，從壓縮機1吐出的高溫高壓氣體冷媒經(jīng)室外換熱器6，通 過第二單向閥18b和第三毛細管8c后，成為低壓冷媒，從室內(nèi)換熱器5， 經(jīng)過四通切換閥4，經(jīng)儲液罐13被吸入進壓縮機1。綜上所述，如圖1所示， 空調(diào)系統(tǒng)暖房周期中使用氣液分離器7,冷房周期中不使用氣液分離器7。
下面，以暖房周期為主進行說明。
室內(nèi)換熱器5向室內(nèi)放熱，液體冷媒被冷凝，通過第一毛細管8a節(jié)流減壓，流入氣液分離器7，分離為過冷卻的液體冷媒與氣體冷媒；過冷卻的 液體冷媒從氣液分離器7的底部經(jīng)第二毛細管8b，在室外換熱器6蒸發(fā)變 為低壓冷媒；然后，從儲液罐13被吸入進壓縮機1。
在氣液分離器7發(fā)生的氣體的冷媒壓力Pi,比壓縮機l的吐出壓力Pd 低，比吸入壓力Ps高得多。因此，在氣液分離器7中發(fā)生的氣體冷媒，通 過氣管16，從壓縮機1的氣體冷媒注入管17，被噴射注入進壓縮機1的氣 缸壓縮腔，見圖2所示。注入進氣缸壓縮腔的氣體冷媒，混合壓縮中的氣體， 變?yōu)榕c壓縮機1的吐出壓力Pd相當?shù)母邏簹怏w，釋放到密封殼體2的內(nèi)部。
壓縮機1通過在吸入氣液分離器7中發(fā)生的氣體冷媒，起著使氣液分離 器7中的液體冷媒過冷卻的作用，因此，室外換熱器6能增加吸熱量。而且， 壓縮機1吸入的氣體冷媒也一同參與室內(nèi)換熱器5循環(huán)，因此，室內(nèi)換熱器 5的放熱量增加。因此，系統(tǒng)吸熱量與放熱量增加，可以實現(xiàn)通過把在氣液 分離器7中發(fā)生的氣體冷媒最大限度地注入壓縮機1，使得系統(tǒng)吸熱量與放 熱量增加能達到最大。
參見圖2-圖3,圖2是噴射式壓縮機1的內(nèi)部構造結構示意圖，圖3是 圖2中Y-Y剖視結構示意圖。旋轉(zhuǎn)式壓縮機l由安裝在密封殼體2內(nèi)徑的 壓縮組件21和配置在該上部的電機組件22構成。壓縮組件21由氣缸23、 主軸承25、副軸承26、曲軸27、內(nèi)藏于氣缸壓縮腔24的活塞28和滑片29 構成。曲軸27被電機組件22驅(qū)動，偏心軸30使活塞28在氣缸壓縮腔24 中公轉(zhuǎn)?；?9壓接于活塞28的外徑作往復運動，在氣缸壓縮腔24中和 活塞28 —起將壓縮的氣體分隔和密封。
從安裝在氣缸23的壓縮機吸入管14吸入的壓力為Ps的低壓氣體，在 氣缸壓縮腔24被壓縮后，變?yōu)閴毫镻d的高壓氣體，通過配置在主軸承 25上的排出閥41的張開，從吐出孔40排出到密封殼體2的內(nèi)部。其后， 高壓氣體從排出管3流出到室內(nèi)換熱器5。該排出氣體冷媒量是，吸入進氣 缸壓縮腔24的低壓氣體量和通過冷媒注入裝置31噴射到氣缸壓縮腔24的 氣體冷媒量的和。
如圖2所示，本發(fā)明的冷媒注入裝置31被配置在氣缸23的側(cè)面。而且， 如圖3所示，冷媒注入裝置31相對于滑片29，大致位于與吸入管14的相 反側(cè)，盡可能地不與滑片29設計的干涉的范圍內(nèi)與滑片29盡量接近，這樣 設計，冷媒注入裝置31的第二氣體注入孔38大致就開孔在吐出孔40的附 近。冷媒注入裝置31由在氣缸橫孔32的先端、中心凸起44、開孔在氣缸 壓縮腔24的第二氣體注入孔38、以及擋塊35構成。
另外，在氣缸橫孔32中設置插入有閥座體33，在其中心部設置有貫通 的第一氣體注入孔37，在閥座體33的端面被加工形成閥座34,配置在該閥座34和擋塊35之間的止回閥36，壓入管39被壓接固定于氣缸橫孔32的 內(nèi)徑。止回閥36在閥座34與擋塊35之間形成的一定間隙中，沿第一氣體 注入孔37與第二氣體注入孔38的方向作往復運動。因此，從該間隙減去止 回閥36的板厚的值，成為止回閥36的升程，也就是往復運動的距離。
由于冷媒注入裝置31和氣體冷媒注入管17內(nèi)的氣體冷媒的壓力，基本 與氣管16和氣液分離器7內(nèi)的氣體冷媒壓力Pi相等，因此，氣缸壓縮腔24 的壓力為吸入壓力Ps的瞬間，止回閥36從閥座34脫離、停止于擋塊35上， 由于止回閥36的最大外徑設置比擋塊35的內(nèi)徑大，在止回閥36的外周和 擋塊35的內(nèi)徑之間，部分空間形成氣體冷媒能通過的通路。比如，較為簡 單的方法是在止回閥36的外徑處設置有很多缺口，正是因為這些缺口形成 氣體冷媒能通過的通路，亦或是將此處的擋塊35沿周向間隔設置等等方法 都可以實現(xiàn)部分空間形成氣體冷媒能通過的通路。
因此，經(jīng)過氣體冷媒注入管17的氣體冷媒，經(jīng)第一氣體注入孔37,通 過止回閥36的上述通路，從第二氣體注入孔38被注入進氣缸壓縮腔24。 其后，伴隨著活塞28的回轉(zhuǎn)，氣缸壓縮腔24的壓力上升，與氣體冷媒壓力 Pi相等后，止回閥36從擋塊35脫離，停止在閥座34上，使第一氣體注入 孔37關閉。此時，停止氣體冷媒的注入。然后當氣缸壓縮腔24的壓力變?yōu)?排出壓力Pd后，排出氣體通過排出閥41張開，排出到密封殼體2的內(nèi)部。
如以上描述，從冷媒注入裝置31注入的氣體冷媒，從氣缸壓縮腔24的 壓力變?yōu)槲雺毫s的瞬間開始噴射注入氣缸，到氣缸壓縮腔24的壓力變 為Pi的瞬間停止。
如此，止回閥36往復運動控制氣體冷媒的注入，而且止回閥36由于功 能也是相當 一個逆止閥，因此起到阻止在氣缸壓縮腔24發(fā)生的高壓氣體經(jīng) 第二氣體注入孔38逆流進冷媒注入管17的作用，有效地防止了壓縮效率的 損失。
參見圖4，顯示了隨著活塞28的回轉(zhuǎn)角度e變化，氣缸壓縮腔24中的 氣體壓力P ( 6 )的變化關系圖，以及和從冷媒注入裝置31注入的壓力為 Pi的氣體冷媒的注入角度、時間的關系圖。圖4中，把活塞28的上死點當 作0°點，即滑片29的伸出量為零的位置。在第一實施例中，氣體冷媒噴 射注入經(jīng)常在活塞28的回轉(zhuǎn)角度O。附近開始，在Pi和Pd相等的回轉(zhuǎn)角 度時冷媒注入停止。
例如，壓縮機l的運轉(zhuǎn)條件為標準條件(ASHRAE/GB條件)情況下， 大約6=210°時冷媒注入停止。另外要說明的是，從冷媒注入開始到停止 的角度也隨壓縮機1的運轉(zhuǎn)條件而變化，但本專利的技術都是在該運轉(zhuǎn)條件 下氣體冷媒噴射注入時間為最大。以下簡要說明現(xiàn)有技術的特點，即注入開孔在主軸承或者副軸承，通過
活塞轉(zhuǎn)動來控制開閉給氣缸壓縮腔的冷媒注入孔，因此活塞回轉(zhuǎn)角e決定開 孔與閉孔的位置。也就是說，從冷媒注入孔的打開到關閉的角度與壓縮機的
運轉(zhuǎn)條件沒有關系，Ps與Pd的變化通常情況下是固定的。因此，如果注入
角度變得過大后，會發(fā)生冷媒注入孔的關閉延遲，本身在氣缸壓縮腔壓縮中 會產(chǎn)生到冷媒注入孔的高壓氣體逆流。即在Pi〈Pd的條件下，因為冷媒注 入孔不能完全關閉，產(chǎn)生的高壓氣體逆流使得壓縮機壓縮損失嚴重，所以效 率降低。
現(xiàn)有技術中的冷媒注入孔是通過活塞轉(zhuǎn)動面開閉來進行設計，由于旋轉(zhuǎn) 式壓縮機結構固有的缺陷，在冷媒注入孔的位置和大小設置方面都有限制， 冷媒注入孔的有效開孔面積隨著活塞回轉(zhuǎn)角e變化，冷媒注入孔的有效面積
實際只有注入孔面積的50%以下。正是因為以上的理由，在現(xiàn)有技術的冷
媒注入方式中，存在結構設計自由度小、冷媒注入時間短、注入孔的有效面 積有限等的缺點。
圖4中，也把本發(fā)明的第一實施例與現(xiàn)有技術的效果進行簡單的對比，
本發(fā)明的第一實施例中冷媒注入角度為約6c-0 210。，用注入時間Tc表 示。在現(xiàn)有技術的方式中，冷媒注入角度為約ec-70-190° ，即130° ± 60° ,用注入時間T r表示。且考慮到冷媒注入孔的有效面積，第一實施例 的冷媒注入量為現(xiàn)有技術的方式的5倍以上。
因此，本發(fā)明的冷媒注入裝置31的特點是，通過壓縮機1的運轉(zhuǎn)條件 即吸入壓力Ps與排出壓力Pd的變動，能自動實現(xiàn)使冷媒注入時間或冷媒 注入角度達到最大。而且，第二氣體注入孔38的實際有效面積大小不變化， 因此從氣液分離器7到壓縮機1的氣體冷媒注入量達到最大，采用本發(fā)明技 術的氣體冷媒噴射的空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)暖房能力等提升達到最大。
并且，通過改變第一氣體注入孔37和第二氣體注入孔38的孔徑、甚至 止回閩36的升程變化，擴大或縮小氣體通路面積，也能容易實現(xiàn)增減單位 時間內(nèi)的冷媒注入量。
第二實施例
在第一實施例中將冷媒注入裝置31設置在氣缸23上，本第二實施例將 冷媒注入裝置31設置在主軸承25或副軸承26。
參見圖5，在主軸承25的軸承法蘭42中配置冷媒注入裝置31的實施例。 連通于冷媒注入裝置31先端的第二氣體注入孔38的縱孔43，為了回避與 活塞28的滑動面的上端面之間的干涉，縱孔43設計在氣缸壓縮腔24的排 氣切口45處。因此，在止回閥36打開時，氣體冷媒從第二氣體注入孔38，經(jīng)縱孔43和排氣切口 45,注入到氣缸壓縮腔24內(nèi)。 其余未述部分見第一實施例，不在重復。
第三實施例
在第三實施例中，冷媒注入裝置31也可以應用在雙缸壓縮機上，其冷 媒注入裝置31可以設置在上氣缸23a上，或者下氣缸23b上，或者在主軸 承25上，或者副軸承26上，或者中間分隔板46上。
參見圖6，顯示的是在中間分隔板46上配置冷媒注入裝置31的實施例。
其余未述部分見第一實施例，不在重復。
權利要求
1.一種氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，包括設置在密封殼體(2)內(nèi)的電機組件(22)以及和電機組件連接的壓縮組件(21)，壓縮組件包括氣缸(23)、分別設置在氣缸上下部的主軸承(25)和副軸承(26)、與電機組件連接的曲軸(27)、與曲軸連接可自由旋轉(zhuǎn)的活塞(28)、以及前端壓接在活塞外圓上的滑片(29)，其特征是壓縮機(1)上設置有冷媒注入裝置(31)，冷媒注入裝置包括設置在壓縮組件上的閥座體(33)和第二氣體注入孔(38)，閥座體的中心設置有貫通的第一氣體注入孔(37)，第一氣體注入孔的另一端與第二氣體注入孔的一端之間通過擴張室相通，第二氣體注入孔的另一端與氣缸壓縮腔(24)相通，擴張室內(nèi)設置有在擴張室內(nèi)作往復運動的止回閥(36)，第二氣體注入孔的一端外側(cè)間隔的設置有二個以上的擋塊(35)，止回閥的最大外徑比擋塊的內(nèi)徑大，當止回閥壓接在擋塊上時，止回閥和第二氣體注入孔的一端之間保持一定的間距。
2. 根據(jù)權利要求1所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述冷 媒注入裝置(31)設置在氣缸(23)的外徑上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述冷 媒注入裝置(31)設置在主軸承(25)或副軸承(26)上，主軸承或副軸承 上設置有縱孔(43)，縱孔的一端與第二氣體注入孔(38)的另一端相通，縱 孔的另一端與氣缸壓縮腔(24)相通。
4. 根據(jù)權利要求3所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述氣 缸(23)位于縱孔(43)的另一端所在部位設置有排氣切口 (45)，排氣切口 連通縱孔的另一端和氣缸壓縮腔(24)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述壓 縮組件(21)包括二個以上的氣缸，氣缸之間設置有中間分隔板(46)，冷媒 注入裝置(31)設置在中間分隔板上，中間分隔板上設置有縱孔，縱孔的一 端與第二氣體注入孔(38)的另一端相通，縱孔的另一端與位于中間分隔板 上面或下面的氣缸壓縮腔相通。
6. 根據(jù)權利要求1所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述氣 缸(23)上設置有與氣缸壓縮腔(24)相通的壓縮機吸入管(14)，冷媒注入 裝置(31)的安裝位與壓縮機吸入管的安裝位分列于滑片(29)的左右二側(cè)。
7. 根據(jù)權利要求1所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述旋 轉(zhuǎn)壓縮機外設置有氣液分離器(7),第一氣體注入孔(37)的一端通過氣管(16)與氣液分離器的上部空腔相通。
8.根據(jù)權利要求7所述的氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，其特征是所述氣 液分離器(7)設置在室內(nèi)換熱器(5)和室外換熱器(6)之間。
全文摘要
一種氣體冷媒噴射式旋轉(zhuǎn)壓縮機，包括設置在密封殼體內(nèi)的電機組件以及和電機組件連接的壓縮組件，壓縮組件包括氣缸、分別設置在氣缸上下部的主軸承和副軸承、與電機組件連接的曲軸、與曲軸連接可自由旋轉(zhuǎn)的活塞、以及前端壓接在活塞外圓上的滑片，壓縮機上設置有冷媒注入裝置，冷媒注入裝置包括設置在壓縮組件上的閥座體和第二氣體注入孔，閥座體的中心設置有貫通的第一氣體注入孔，第一氣體注入孔的另一端與第二氣體注入孔的一端之間通過擴張室相通，第二氣體注入孔的另一端與氣缸壓縮腔相通，擴張室內(nèi)設置有在擴張室內(nèi)作往復運動的止回閥。本發(fā)明具有結構簡單合理、能效比高、可靠性好、制作成本低和應用廣泛的特點。
文檔編號F04C18/356GK101624985SQ20091004148
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權日2009年7月24日
發(fā)明者小津政雄, 波 江 申請人:廣東美芝制冷設備有限公司