排气结构及压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种排气结构及压缩机。


背景技术：

2.随着转子压缩机技术发展，转子压缩机排量已经拓展到100cc以上，可以满足空调系统20hp以上的冷量需求。大排量转子压缩机开发需求强烈，大排量压缩机排气系统设计至关重要，排气系统不仅影响压缩机性能还影响压缩机可靠性。若单个排气口过大，用于开闭排气口的阀片可靠性下降，若排气口过小，高频运行时排气损失大，压缩机性能下降。
3.具体地，大排量压缩机由于排量大，运行工况范围宽，运行频率从10hz到150hz，为了满足高中低频的高能效要求，阀片厚度不能太厚，同时为了降低高频排气损失，需要更大的排气口面积来满足排气需求。在研究中发现单个排气口面积过大时，阀片在关闭阶段其上表面为排气压力，下表面为吸气压力，上下表面所受气体压力差最大，阀片为下凹的变形状态，阀片中心点变形量最大，超过一定变形量后阀片应力过大会存在阀片可靠性问题；但为了降低高频运行时排气损失并保证高频运行压缩机能效，压缩机排气口必须按照较大排气面积进行设计，如何平衡高频排气损失及阀片可靠性问题是大排量压缩机设计的关键，所以当压缩机排量设计越来越大时，采用现有设计方案单纯增加排气口孔径大小来增大排气面积难以满足压缩机能效及阀片可靠性的双重设计要求，需要设计新的排气结构来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种排气结构及压缩机，以解决现有技术中的排气结构难以平衡高频排气损失及阀片可靠性的问题。
5.为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种排气结构，用于压缩机，包括：排气法兰，所述排气法兰具有主排气口，所述主排气口的两端分别为进气端和排气端，所述进气端和气缸的压缩腔连通，所述进气端的内壁上的凹槽形成辅排气口，所述辅排气口和所述压缩腔、所述主排气口均连通。
6.进一步地，在沿所述主排气口的轴线方向上，所述辅排气口在不同位置的流通面积均相等。
7.进一步地，所述主排气口的流通面积为s1，所述辅排气口的流通面积为s2，k＝s2/s1，其中，0.1≤k≤0.6。
8.进一步地，0.35≤k≤0.45。
9.进一步地，在所述排气法兰与所述气缸配合的配合端面上，所述辅排气口的边沿为预设圆周的一部分。
10.进一步地，所述排气法兰具有用于安装阀片的安装孔，所述阀片用于开闭所述主排气口的排气端；在所述配合端面上，所述主排气口的圆心为o1，所述预设圆周的圆心为o2，所述安装孔的圆心为o3；以o1和o2的连线为第一连线，以o1和o3的连线为第二连线，所述第一
连线和所述第二连线之间的夹角为θ，其中，θ≤90
°
。
11.进一步地，θ≤30
°
。
12.进一步地，在沿所述主排气口的轴线方向上，所述主排气口的高度为h，所述辅排气口的高度为h，其中，0.2＜h/h≤0.5。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，所述压缩机包括上述的排气结构。
14.进一步地，所述压缩机还包括气缸和阀片，所述气缸具有压缩腔，所述排气法兰和所述气缸连接，所述主排气口、所述辅排气口均和所述压缩腔连通，所述阀片安装于所述排气法兰，所述阀片用于开闭所述主排气口的排气端。
15.应用本发明的技术方案，提供了一种排气结构，排气结构包括排气法兰，排气法兰具有主排气口，主排气口的两端分别为进气端和排气端，进气端和气缸的压缩腔连通，进气端的内壁上的凹槽形成辅排气口，辅排气口和压缩腔、主排气口均连通。在该方案中，主排气口和辅排气口共同形成排气通道，通过设置辅排气口，这样排气通道与压缩腔连通的一端排气面积增大，有效降低了压缩机在高频运行时的排气损失，同时排气通道与阀片配合的一端(也即主排气口的排气端)排气面积小，这样阀片关闭时两侧的压力差小，阀片变形小，保证了阀片的可靠性。因此，与现有技术相比，该方案解决了排气结构难以平衡高频排气损失及阀片可靠性的问题。
16.若辅排气口设计过大余隙容积增大，容积效率下降，若辅排气口设计过小排气损失大，指示效率下降，所以辅排气口大小需要在一定范围内才有较优值，同时压缩机又是宽工况宽频率运行，不同工况不同频率时辅排气口设计需求不同。为了满足中高低频及全工况的高效，并保证高频时阀片可靠性，通过大量仿真计算分析发现采用本方案的新型排气结构能有效地保证压缩机能效，同时保证阀片可靠性。本方案中新型排气结构中的k值设计在上述范围内时能保证压缩机性能较优。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了本发明的实施例提供的排气结构的示意图；
19.图2示出了图1中的排气结构的仰视图；
20.图3示出了图1中的排气结构的俯视图；
21.图4示出了图2的局部放大图；
22.图5示出了图2的剖视图；
23.图6示出了采用本发明提供的排气结构的压缩机的能效与k值的关系图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、排气法兰；20、主排气口；30、辅排气口；40、安装孔。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使
用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1至图6所示，本发明的实施例提供了一种排气结构，用于压缩机，包括：排气法兰10，排气法兰10具有主排气口20，主排气口20的两端分别为进气端和排气端，进气端和气缸的压缩腔连通，进气端的内壁上的凹槽形成辅排气口30，辅排气口30和压缩腔、主排气口20均连通。
28.在该方案中，主排气口20和辅排气口30共同形成排气通道，通过设置辅排气口30，这样排气通道与气缸的压缩腔连通的一端排气面积增大，有效降低了压缩机在高频运行时的排气损失，同时排气通道与阀片配合的一端(也即主排气口20的排气端)排气面积小，这样阀片关闭时两侧的压力差小，阀片变形小，保证了阀片的可靠性。因此，与现有技术相比，该方案解决了排气结构难以平衡高频排气损失及阀片可靠性的问题，实现了排气结构高频排气损失小，并且阀片可靠性高。
29.在本方案中，在沿主排气口20的轴线方向上，辅排气口30在不同位置的流通面积均相等。即辅排气口30的横截面积是不变的，这样便于辅排气口30的加工。
30.具体地，主排气口20的流通面积为s1，辅排气口30的流通面积为s2，k＝s2/s1，其中，0.1≤k≤0.6。
31.采用新型排气结构有效地解决了大排量压缩机高频运行时排气损失过大及阀片可靠性无法兼顾的问题。压缩机能效与容积效率及指示效率正相关，排气损失是影响指示效率的关键因素。辅排气口设计过大余隙容积增大，容积效率下降，辅排气口设计过小排气损失大，指示效率下降，所以辅排气口大小需要在一定范围内才有较优值，同时压缩机又是宽工况宽频率运行，不同工况不同频率时辅排气口设计需求不同。为了满足中高低频及全工况的高效，并保证高频时阀片可靠性，通过大量仿真计算分析发现采用本方案的新型排气结构能有效地保证压缩机能效，同时保证阀片可靠性。如图6所示，本方案中新型排气结构中的k值设计在上述范围内时能保证压缩机性能较优。
32.进一步地，0.35≤k≤0.45。这样压缩机有更好的使用效果、更高的能效。其中，k值最优点为0.4。
33.如图2所示，在排气法兰10与气缸配合的配合端面上，辅排气口30的边沿为预设圆周的一部分。这样辅排气口30易于加工，例如通过铣削的方式进行加工。
34.如图4所示，排气法兰10具有用于安装阀片的安装孔40，阀片用于开闭主排气口20的排气端；在配合端面上，主排气口20的圆心为o1，预设圆周的圆心为o2，安装孔40的圆心为o3；以o1和o2的连线为第一连线，以o1和o3的连线为第二连线，第一连线和第二连线之间的夹角为θ，其中，θ≤90
°
。这样将辅排气口30的设置位置限定在了第二连线的附近，在此范围内辅排气口30的轴向投影大部分落在气缸压缩腔内，辅排气口30设置在第二连线两侧范围内能有效增大排气流通面积，降低高频排气损失，提高压缩机效率同时能够保证阀片可靠性。
35.优选地，θ≤30
°
，这样能够更好地增大排气流通面积，降低高频排气损失。
36.如图5所示，在沿主排气口20的轴线方向上，主排气口20的高度为h，辅排气口30的高度为h，其中，0.2＜h/h≤0.5。若辅排气口30高度过高，一方面会增大余隙容积降低压缩机容积效率进而降低能效，同时其高度过高在辅排气口30处排气法兰10局部强度减弱，高频高负载运行时容易出现排气法兰10变形及强度不足而导致断裂问题，所以辅排气口30高
度不宜超过主排气口20高度50％，若辅排气口30高度过低，会导致高频排气空间减小，排气损失增大进而降低压缩机指示效率，压缩机能效也会下降，所以辅排气口30高度需大于主排气口高度的20％。
37.可选地，排气法兰10远离气缸的一侧具有装配凹槽，阀片安装于装配凹槽内，主排气口20的排气端的周缘具有密封凸筋，密封凸筋设置在装配凹槽的底壁，密封凸筋与阀片配合，密封凸筋可保证与阀片充分接触，从而保证关闭主排气口20时的密效果。
38.本发明的另一实施例还提供了一种压缩机，压缩机包括上述的排气结构。在该方案中，主排气口20和辅排气口30共同形成排气通道，通过设置辅排气口30，这样排气通道与气缸的压缩腔连通的一端排气面积增大，有效降低了压缩机在高频运行时的排气损失，同时排气通道与阀片配合的一端(也即主排气口20的排气端)排气面积小，这样阀片关闭时两侧的压力差小，阀片变形小，保证了阀片的可靠性。因此，与现有技术相比，该方案解决了排气结构难以平衡高频排气损失及阀片可靠性的问题，实现了排气结构高频排气损失小，并且阀片可靠性高。
39.其中，压缩机还包括气缸和阀片，气缸具有压缩腔，用于对冷媒进行压缩，排气法兰10和气缸连接，主排气口20、辅排气口30均和压缩腔连通，阀片安装于排气法兰10，阀片用于开闭主排气口20的排气端。
40.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
41.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
42.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
44.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
45.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

技术特征：
1.一种排气结构，用于压缩机，其特征在于，包括：排气法兰(10)，所述排气法兰(10)具有主排气口(20)，所述主排气口(20)的两端分别为进气端和排气端，所述进气端和气缸的压缩腔连通，所述进气端的内壁上的凹槽形成辅排气口(30)，所述辅排气口(30)和所述压缩腔、所述主排气口(20)均连通。2.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，在沿所述主排气口(20)的轴线方向上，所述辅排气口(30)在不同位置的流通面积均相等。3.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，所述主排气口(20)的流通面积为s1，所述辅排气口(30)的流通面积为s2，k＝s2/s1，其中，0.1≤k≤0.6。4.根据权利要求3所述的排气结构，其特征在于，0.35≤k≤0.45。5.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，在所述排气法兰(10)与所述气缸配合的配合端面上，所述辅排气口(30)的边沿为预设圆周的一部分。6.根据权利要求5所述的排气结构，其特征在于，所述排气法兰(10)具有用于安装阀片的安装孔(40)，所述阀片用于开闭所述主排气口(20)的排气端；在所述配合端面上，所述主排气口(20)的圆心为o1，所述预设圆周的圆心为o2，所述安装孔(40)的圆心为o3；以o1和o2的连线为第一连线，以o1和o3的连线为第二连线，所述第一连线和所述第二连线之间的夹角为θ，其中，θ≤90
°
。7.根据权利要求6所述的排气结构，其特征在于，θ≤30
°
。8.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，在沿所述主排气口(20)的轴线方向上，所述主排气口(20)的高度为h，所述辅排气口(30)的高度为h，其中，0.2＜h/h≤0.5。9.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求1至8中任一项所述的排气结构。10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括气缸和阀片，所述气缸具有压缩腔，所述排气法兰(10)和所述气缸连接，所述主排气口(20)、所述辅排气口(30)均和所述压缩腔连通，所述阀片安装于所述排气法兰(10)，所述阀片用于开闭所述主排气口(20)的排气端。

技术总结
本发明提供了一种排气结构及压缩机，排气结构包括排气法兰，排气法兰具有主排气口，主排气口的两端分别为进气端和排气端，进气端和气缸的压缩腔连通，进气端的内壁上的凹槽形成辅排气口，辅排气口和压缩腔、主排气口均连通。在该方案中，主排气口和辅排气口共同形成排气通道，通过设置辅排气口，这样排气通道与压缩腔连通的一端排气面积增大，有效降低了压缩机在高频运行时的排气损失，同时排气通道与阀片配合的一端(也即主排气口的排气端)排气面积小，这样阀片关闭时两侧的压力差小，阀片变形小，保证了阀片的可靠性。因此，与现有技术相比，该方案解决了排气结构难以平衡高频排气损失及阀片可靠性的问题。失及阀片可靠性的问题。失及阀片可靠性的问题。


技术研发人员：梁社兵 阙沛祯 姜秋来 杨春霞 蓝榕江
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/9