[发明专利]旋转式平动活塞压缩机

说明书

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，涉及一种旋转活塞的流体变容式机械，特别是一种旋转式平动活塞压缩机。

背景技术

空调压缩机是将低压冷媒气体提升为高压的一种从动的流体机械。空调压缩机是制冷系统的心脏。旋转活塞式空调压缩机被广泛地应用在家用空调中。

关于旋转活塞式压缩机的相关文献较多，如中国专利文献记载的旋转活塞式压缩机[申请号：97114554.7；公开号：CN1174297A]。在该文献的背景技术中记载了传统的旋转活塞式压缩机，如图12和图13所示，包括具有偏心部102的曲轴101、驱动曲轴101旋转的电机103、气缸104、叶片105以及在气缸104中偏心旋转的活塞106。叶片105在弹簧111的作用下叶片105与活塞106相抵靠，叶片105与活塞106相抵靠的端面呈圆弧形。叶片105在气缸104的叶片槽中往复移动，叶片105与活塞106的外圆周表面滑动接触。从而叶片105把气缸104的内部分成吸入腔107和排出腔108。由于电动机带动曲轴101旋转，活塞106在气缸104中转动，制冷剂气体从吸入口109进入，然后被送到排出口110，同时被压缩。通常旋转活塞式空调压缩机应用在1～3HP空调中，目前在5HP的空调也开始应用，其弹簧111的弹力刚度一般控制在2～8Kg/㎜左右。

根据上述的传统结构，由于叶片105的顶部具有圆柱形曲面，活塞106的外圆周表面也是圆柱形的，叶片105与活塞106之间的接触状况等效于小圆柱与大圆柱之间的接触。因此，接触状况是线性接触，其接触面积较小，而每单位面积上的负载（即接触应力）则较大，使叶片105与活塞106之间的滑动接触状况变得很苛刻。传统结构的旋转活塞式空调压缩机，活塞106外圆周表面与叶片105顶部之间的摩擦阻力矩大于其内圆周表面与曲轴偏心部102之间的摩擦阻力矩，活塞106在工作时会产生自旋。活塞106的自旋数取决于其外圆直径与汽缸104的内孔直径之比。

在上述传统结构中，压缩机的润滑主要通过设置在曲轴中孔的螺旋片在工作时产生的泵油作用，将冷冻机油送到各轴承间，并流入汽缸内腔形成油膜。

为了解决上述活塞106与叶片105之间产生滑动的问题，有人提出了解决技术方案，如日本专利公告报记载的一种垂直旋转式压缩机（公告号：JP7259767A）；在活塞外圆周上设置一供叶片嵌入的槽，在活塞上开有使槽最深部分与供油通道相联通的孔。活塞与叶片之间的接触变成面接触，活塞的自旋也受到约束，从而达到了稳定滑动的条件。同时又能通过供油通道和孔向活塞与叶片之间的接触部供油。根据所述结构，该旋转式压缩机还存在着以下缺陷：1、为了避免叶片从活塞外圆周面上的槽内脱离，弹簧所需的弹力较大，该旋转式压缩机弹簧的弹力刚度估计应控制在20Kg/㎜以上。由此产生一系列问题：如叶片对活塞压力增大、在活塞与叶片之间的接触部需要供油润滑、活塞与偏心部之间摩擦力增大以及压缩机效率大大降低等等。2、活塞与叶片之间的接触部需要供油，即存在供油系统，导致压缩机结构复杂以及零部件加工更困难，成本更高。

为了克服上述技术问题，申请人曾提出了一种旋转式平动活塞压缩机并申请了专利，记载在中国专利文献中，申请号为201310370147.5；公开号为CN103410732A。该旋转式平动活塞压缩机虽然已降低弹簧所需的弹力，但实现降低弹簧所需的弹力结构多样性以及进一步降低弹簧所需的弹力是本领域技术人员所努力的方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种旋转式平动活塞压缩机，本发明要解决的技术问题是如何降低弹簧所需的弹力。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：本旋转式平动活塞压缩机，包括具有活塞腔的气缸和具有偏心部的曲轴，偏心部位于活塞腔内；所述气缸内设有叶片；其特征在于，所述偏心部上套有活塞，活塞外圆周面上具有平面部；所述叶片和气缸之间设有弹簧；所述叶片与活塞外圆周面上的平面部相抵靠，所述叶片与活塞相抵靠的端面为平面；所述偏心部与活塞之间通过能使叶片的端面始终与活塞外圆周面上的平面相抵靠的减摩结构相连接。

本旋转式平动活塞压缩机的叶片与活塞采用平面相抵靠，提高叶片与活塞之间的密封性，同时降低高压冷媒对叶片移动方向的附加力，即降低对叶片的反作用力，进而可降低弹簧的弹力；因而降低曲轴旋转所需的扭力，实现降低能耗。