[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液体变容式机械，特别是一种旋转式平动活塞压缩机。

背景技术

压缩机是将低压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7和图8所示，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，其中接触面积较小，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。

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弹力及提高工作效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种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；所述气缸叶片槽有叶片；其特征在于，所述偏心部上套有活塞，偏心部外侧面与活塞内侧面之间通过滚动轴承组件相连接；所述活塞外圆周面上开有与活塞母线平行的呈条状的凹圆弧槽；所述叶片顶面为凸圆弧形曲面；所述叶片圆弧顶部嵌入活塞的凹圆弧槽内，在弹簧力作用下叶片顶面与凹圆弧槽槽面相抵靠。

本旋转式平动活塞压缩机工作时，曲轴旋转，偏心部对活塞产生摩擦力使活塞具有旋转趋势。由于偏心部与活塞之间通过滚动轴承组件相连接，形成滚动摩擦，即偏心部与活塞内孔之间摩擦力极小。仅依靠活塞外圆与汽缸内孔间的摩擦力就能阻止活塞旋转。叶片嵌入凹圆弧槽内，叶片在弹簧的弹力作用下对活塞产生压力，进而完全克服偏心部传递至活塞的摩擦力，保证活塞不发生转动；叶片与活塞所需产生旋转阻力也较小，换而言之，叶片对活塞所需产生的压力也较小，即所需弹簧能产生的弹力较小。