[发明专利]限流器和气体压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种被配置用来对气体压缩机的活塞与缸之间的轴承构造中所用的气体流量提供限制和/或控制的限制器元件。

本发明还涉及包括如上文所描述的至少一个限制器元件的气体压缩机。

背景技术

目前，很常见的是将由电动马达驱动的活塞（柱塞套（plunger set））和缸用于气体压缩机和制冷器械中，诸如家用/商业/工业电冰箱、冷冻机和空调。

在这些类型的压缩机中，电动马达驱动所述活塞，活塞继而在缸内以轴向往复运动移动以便压缩气体。通常，在此缸盖中设有吸入阀和气体排放阀，其分别调节在缸内侧的低压气体入口和高压气体出口。因此，活塞在压缩机缸内的轴向移动对吸入阀放入的气体执行压缩，增加其压力以便提供通过排放阀用于高压区域的气体流动方向。

在这种类型的气体压缩机中提到的技术挑战之一在于避免在活塞与缸之间的直接接触。因此，由于在活塞与缸之间的相对运动，需要利用安置在介于这两个零件之间的间隙中的流体形成活塞的轴承来防止它们的提早磨损。在活塞与缸之间存在流体也可以提供它们之间的摩擦减轻，这允许降低压缩机的机械损失。

线性压缩机常常使用被称作空气静力轴承构造的一种类型的轴承构造，其包括在活塞与缸之间实施气垫，避免了它们之间的接触。相比于其它类型的轴承构造，使用空气静力轴承构造是有利的，因为考虑到气体具有低于油的粘性摩擦系数，轴承构造所耗散的能量更小，这有助于更好的发动机效率。使用气体本身作为润滑剂的另一额外优点在于不存在使用油泵送系统的需要。

应当指出的是用于轴承构造的气体可以包括由压缩机泵送并且在制冷系统中使用的那些气体的一部分，在气体被压缩后，其朝向介于活塞与缸之间的间隙转移，形成气垫，气垫避免在它们之间的接触。以此方式，观察到用于轴承构造中的所有气体意味着压缩机的效率损失，因为压缩气体的主要功能是直接应用于制冷系统中以生成冷。因此，转移到轴承构造的气体体积的部分应保持最少以便不显著地损害压缩机的效率。

通常，为了获得空气静力轴承的高效操作，需要使用限流器，限流器能限制由压缩机的高压区域产生的压缩气体流动，使得存在于活塞与缸之间的间隙中的气体压力更少并且适合于该应用。换言之，这种约束目的在于允许通过限制由压缩机的高压区域产生的压缩气体的流动来进行轴承构造区域中的压力减小或控制。

发展了各种创造性配置来允许实施限制器以便提供轴承构造区域中的压力减小。

例如，美国专利申请US20040154468描述了一种限制器，其包括多孔性介质，其中多孔性条带与压缩环一起使用。这种类型配置的缺点在于需要精确地制造压缩环，除了尺寸控制难度之外，这增加了生产过程的成本。

美国专利US 6.293.684公开了一种限制器，其由沿着缸外壁安置的微通道形成，微通道与套筒（所述缸插入于其中）一起形成闭合并隔离的通道，得到多个限制器。类似于先前所提到的专利，这种类型配置的缺点在于需要精确地制造套筒，这增加了制造成本。

国际申请WO/2008/055809描述了一种限制器，其包括布置于缸壁中的微孔，利用激光制成这些微孔。同样，微孔的制造需要大量精度，这可能会不利于以有竞争力的销售（marker）成本来生产压缩机。

因此，目前仍不知道一种下面这样的对用于气体压缩机的活塞与缸之间轴承构造中的气体流量提供限制的令人满意并且高效的解决方案：这种方案表现出良好的可靠性和性能，并且其成本较低。

发明目的

本发明的第一目的在于提供一种低成本的限流器，其被配置成允许限制和/或控制在气体压缩机的活塞与缸之间的轴承构造中所用的流量/气体压力，减小或避免所述压缩机的效率损失，以便获得最佳的性能和实行。

本发明的第二目的在于提供一种限流器，其能允许通过气体压缩机转移压缩气体流动的至少一部分用于在气体压缩机的活塞与缸之间的轴承构造区域，而不显著地损害所述气体压缩机的效率。

本发明的第三目的在于提供一种限流器，其能允许限制用于气体压缩机的活塞与缸之间的轴承构造的气体流动。

本发明的第四目的在于提供一种气体压缩机，其包括根据上文所描述的目的中的任一个或者其组合的限流器。

发明的简要描述