[发明专利]用于压缩机和发动机的冷却活塞和气缸

说明书

提供系统(60)及其压缩组件(300、400)。在一个示例方面，一种系统(60)包括冷却流体回路(80)和可滑动地容纳在壳体(110)的腔室(112)内的活塞(120)。壳体(110)限定了入口通路(142)和出口通路(144)。入口通路(142)接收来自冷却流体回路(80)的冷却流体(CF)，例如油或制冷剂。冷却流体(CF)流入入口通路(142)，并向下游流入由活塞(120)沿其外表面(125)限定的入口凹槽(156)。冷却流体(CF)向下游流到由活塞(120)的活塞头(122)限定的冷却通道(154)，然后流入由活塞(120)沿其外表面(125)限定的出口凹槽(158)。然后冷却流体(CF)流入壳体(110)的出口通路(144)，并返回到冷却流体回路(80)。冷却流体(CF)穿过通路(142、144)、凹槽(156、158)和通道(154)从壳体(110)和活塞(120)移除热量。

技术领域

本发明总体上涉及用于压缩机和往复式发动机的具有冷却特性的活塞和气缸布置。

背景技术

冰箱器具通常包括一台压缩机。在冰箱器具的运行期间，压缩机运行以提供压缩的制冷剂。冰箱器具利用此类压缩的制冷剂来冷却器具的隔室和位于其中的食物。近来，线性压缩机已被用于压缩冰箱器具的制冷剂。线性压缩机可包括可滑动地容纳在气缸的腔室内的活塞。活塞在腔室内前后滑动以压缩制冷剂。定位在气缸的气缸盖中的阀可以允许制冷剂进出腔室。

在压缩过程的压缩阶段或冲程结束时，气缸和阀的温度通常接近压缩的气态制冷剂的排放温度。在压缩过程中，传热方向可能发生变化，这取决于气缸内部的气体温度。例如，当气体温度低于气缸壁的温度时，热通量为正，热量从气缸壁传递到气态制冷剂。当气态制冷剂达到与气缸壁相同的温度时，热通量为零。当气体温度大于气缸壁的温度时，热通量为负值，热量从气态制冷剂传递到气缸壁上。传热方向的变化不仅发生在压缩阶段，也发生在膨胀阶段或压缩过程的冲程中。

在某些情况下，气态制冷剂的高排放温度加热气缸壁并且导致气态制冷剂在气缸内过热，致使压缩机效率的降低。压缩机效率下降的幅度主要由气缸壁温度决定。此外，许多传统压缩机接近等熵压缩运行或尽可能接近等熵压缩运行。虽然使压缩机接近等熵压缩运行会防止某些通常与更有效的过程(例如，湿压缩)相关的问题，但等熵压缩的效率却不如其他压缩过程(诸如例如，等温压缩)高。因此，常规压缩机通常不使用使压缩机效率最大化的压缩过程来操作。

因此，解决上述一个或多个挑战的系统及其压缩组件将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来了解。

在一个示例实施例中，提供了一种系统。该系统包括配置为接收冷却流体的冷却流体回路。该系统还包括压缩组件。该压缩组件包括限定腔室的壳体、入口通路和出口通路，该入口通路与该冷却流体回路流体连通并配置为接收该冷却流体，该出口通路与该冷却流体回路流体连通并配置为将该冷却流体返回该冷却流体回路。此外，压缩组件包括可滑动地容纳在壳体腔室内的活塞，该活塞具有活塞头和外表面，该活塞头限定冷却通道，并且该活塞限定沿着该活塞的该外表面的入口凹槽和出口凹槽。其中该活塞的该入口凹槽将壳体的入口通路与该活塞的该冷却通道流体连接，并且其中该活塞的该出口凹槽将该活塞的该冷却通道与该壳体的该出口通路流体连接。