[发明专利]气缸结构、泵体装置及压缩机

说明书

本发明提供了一种气缸结构、泵体装置及压缩机，气缸结构包括气缸本体，气缸本体上具有用于容纳滚子的容纳腔和与容纳腔连通的滑动槽，气缸结构还包括滑动组件，滑动组件可滑动地设置在滑动槽内并与滚子的外周面接触，以将容纳腔分为低压腔和高压腔；滑动组件包括：滑块，滑块沿气缸本体的径向方向可滑动地设置在滑动槽内；滚动体，滚动体的部分位于滑动槽内，滚动体可转动地设置在滑块靠近容纳腔的内壁的一侧，以使滚动体在低压腔和高压腔的压力差的作用下转动。本发明的气缸结构解决了现有技术中的压缩机中的气缸的滑片与气缸的滑动槽侧壁之间的摩擦功耗较大的问题。

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种气缸结构、泵体装置及压缩机。

背景技术

随着全球气温的升高，空调越来越成为人们生活的必须品，其需求量也日益增加，能耗也将随之增大。为响应国家节能减排的号召，以及空调行业新国标的能效升级要求，对空调系统的节能及高效工作提出了更高的要求。

就家用空调而言，其主要能耗就是压缩机的运行时的能耗，压缩机运行能耗的大小对空调系统的能效起决定性作用，因此家用空调压缩机必将朝高效节能的方向发展。

目前，家用空调使用的压缩机类型多为旋转式压缩机，其能耗的高低主要取决于电机转化效率、机械功耗损失这两个方面。

现有技术中的旋转式压缩机主要由泵体装置和电机组件两大部分组成，泵体装置包括气缸、滚子、曲轴、滑片、以及法兰和隔板等，各零部件相互配合形成密闭的吸高压腔体；电机组件则包括定子组件和转子组件。

旋转压缩机在工作时，通过电机转子与定子之间产生的电磁力作用，对曲轴产生驱动力，带动曲轴进行周期性旋转，曲轴转动时，带动滚子转动，滚子将与滑片接触挤压而紧密贴合形成密封，以将气缸隔离成两个独立的密闭腔室，随着滚子的运转、气体的吸入以及滑片的伸缩，整个气缸将被分隔成一个高压腔和一个低压腔，进而完成腔体内气体介质的吸入、密封、压缩及排出，从而保证压缩机的正常运转及稳定的工作效率。

由于在整个运转过程中，滑片一直进行伸出与缩回的往复运动，并与气缸壁存在着不停的往复摩擦，将会产生一定的摩擦功耗，更为严重的是，由于滑片处于高压腔和低压腔之间，且隔离面为矩形平面，矩形平面必将受到作用在其两侧表面的气体压力，由于高、低压腔的气压差异，滑片表面必将受到一个指向低压腔的合力。在压缩机运行过程中，由于滑片只有径向上的滑动约束，与气缸壁接触面仅靠间隙配合约束，伸出部分的滑片受到指向低压腔的合力，会造成气缸滑片槽内滑片的侧倾趋势，从而增大滑片槽内滑片与气缸壁的正压力，从而加剧滑片与气缸壁的摩擦力，进而增大滑片在运行过程中的摩擦功耗。

根据研究表明，转子压缩机的滑片与气缸壁的摩擦功耗，在整个压缩机的机械功耗中占有非常大的比重，因此从提高压缩机的能效考虑，降低滑片与气缸壁的摩擦功耗将是一个非常关键和必要的技术突破口。

在旋转式压缩机中，泵体装置的滑片主要采用金属材料制成，并且主体形状为片式结构，用于隔离高低压腔的截面形状为矩形，这种结构会使高低压腔产生的压力，直接垂直作用在滑片的侧面，加剧滑片侧面和气缸壁之间的正压力，从而加大摩擦功耗。从压缩机运行原理上分析，滑片一直与气缸壁存在相对的滑移，属于滑动摩擦形式，其摩擦功耗的大小主要取决于摩擦力的大小，摩擦的大小主要和正压力有关，一般情况下，正压力越大摩擦力越大，进而摩擦功耗也越大，因此在现有的旋转式压缩机的泵体装置中，由于滑片的本身结构以及高、低压腔之间的压力差的存在，滑片与气缸壁的摩擦功耗会随着高低压腔的压力差的增加或滑片隔离面的面积的增加而急剧增加。

当前压缩机均朝着高频、高效方面发展，尤其是那些滑片截面大、运行频率高的机型，其滑片与气缸的摩擦功耗问题将更加突出，这将会严重制约压缩机的发展，因此，解决或降低泵体装置中滑片与气缸壁的摩擦功耗问题，将会是提高压缩机能效的有效途径。

发明内容