吸入阀以及具有该吸入阀的往复式压缩机 【技术领域】
本发明涉及一种往复式压缩机，尤其是涉及一种通过改进其结构能够提高压缩效率的吸入阀和一种具有该吸入阀的往复式压缩机，其中吸入阀用于打开及关闭将制冷剂吸入气缸的吸入通道。
背景技术
通过构成诸如冰箱、空调器等装置的制冷循环的一部分，压缩机用于压缩制冷剂。通常，压缩机包括：一个安装在密封容器内部的电机部，用于产生旋转驱动力；和一个压缩部，用于通过接收电机部的旋转驱动力吸入并压缩制冷剂。
压缩部包括：一个用于吸入流体的气缸；一个往复插入气缸的活塞；一个吸入阀和一个排出阀，用于根据活塞的线性往复运动交替地打开及关闭气缸的内部空间；等等。
在往复式压缩机中，压缩部将由电机部产生的旋转驱动力传递至活塞，因此使活塞线性地往复运动。由于活塞线性地往复运动，吸入阀和排出阀交替地打开及关闭，从而将制冷剂吸入气缸并排出，上述过程重复并且连续地执行从而压缩制冷剂。
图1示出了一般的往复式压缩机结构的纵截面图。如图所示，一个支撑弹簧110安装在密封容器100内，密封容器100由下部密封容器101和上部密封容器102组成。电机部120和压缩部130由支撑弹簧110支撑。
电机部120包括：一个安装于机架121的定子122a；一个插入定子122a的转子122b，从而执行与定子122a的电交互作用；以及一个插入机架121中心并与转子122b固定连接的转轴123。
压缩部130设置于转轴123上部，而且从转轴123的中心偏心的偏心部131整体地设置于压缩部130。连接杆132的一端与偏心部131相连，而且其另一端与活塞133的一端相连。活塞133插入气缸134内，而且具有用于吸入及排出制冷剂地吸入通道和排出通道的头部1 35设置于气缸134的前侧。一个具有用于打开及关闭吸入通道吸入阀的吸入阀座136安装在气缸134和头部135之间。一个用于打开及关闭排出通道的排出阀(未示出)和端盖137形成在头部135前侧，其中端盖137分别地设置有分别与吸入通道和排出通道相连的吸入消声器和排出消声器。
在往复式压缩机中，当向电机部120供电时，通过电机122的定子122a和转子122b之间的电交互作用产生排斥力和吸引力。据此，转子122b旋转从而旋转转轴123。
当转轴123旋转时，形成在转轴123上部的偏心部131以转轴123为中心偏心地旋转。连接杆132将偏心部131的偏心转动作传递至活塞133，因此活塞133在气缸134内线性地往复运动。
因此由于活塞在气缸内线性地往复运动，吸入阀和排出阀交替地操作从而吸入、压缩并排出气体。
在往复式压缩机中，如图2和3所示，用于通过气缸内部压差打开及关闭吸入通道的传统吸入阀形成为切口部200，切口部在由具有预定面积的薄板构成的吸入阀座136处切割成预定形状。
吸入阀包括：一个形成为圆形的打开/关闭部212，用于打开及关闭吸入通道；和一个作为具有预定长度的直线的弹性部211由打开/关闭部伸出，用于弹性地支撑打开/关闭部212。打开/关闭部和弹性部具有悬臂形状。
如下将更详细地解释吸入阀操作。
当活塞133在气缸134内往复运动，通过接收电机部的驱动力从上死点H移动至下死点L时，吸入阀的弹性部211由于气缸外侧和内侧之间的压差弯曲，借此打开吸入通道220。据此，制冷剂通过头部135的吸入通道吸入气缸134。当活塞133从下死点L移动至上死点H时，打开/关闭部212由于气缸134内部和外部之间的压差变直并且由于弹性力的恢复力而阻塞吸入通道220。同时，气缸134内部的制冷剂被压缩，而且当制冷剂的压力超过预定压力时，移动排出阀(未示出)从而打开排出通道(未示出)。据此，压缩制冷剂通过排出通道排出至气缸外部，而且排出的制冷剂通过与气缸相连的消声器排出至压缩机外部。
然而，在吸入阀210的弹性部211由于气缸134内部和外部之间的压差弯曲而且打开/关闭部212打开吸入通道220从而将制冷剂吸入气缸134的过程，由于具有预定宽度的弹性部211形成为直线，因此打开/关闭部212以倾斜状态打开/关闭吸入通道220。另外，用于弹性地支撑打开/关闭部212的弹性部211干扰制冷剂的流动，从而产生通过吸入通道220将制冷剂吸入气缸134的流阻。据此，通过吸入通道220吸入气缸134的制冷剂吸入量相对减小从而降低了压缩作用，由于流阻产生噪音，并因此降低了可靠性。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的旨在提供这样的一种吸入阀以及具有该吸入阀的往复式压缩机，该吸入阀能够通过气缸内部和外部之间的压差打开吸入通道时，通过使制冷剂吸入气缸的流阻最小化从而使制冷剂的吸入量最大化并使噪音最小化。
为实现这些目的及其他优点并根据本发明的目的，在这里作具体化并概括地描述，提供一种往复式压缩机，包括：一个安装在密封容器内部的电机部，用于产生旋转驱动力；以及一个压缩部，用于根据活塞在气缸内通过电机部的旋转驱动力线性地往复运动而通过头部的吸入通道和排出通道将制冷剂吸入气缸及排出制冷剂，在该往复式压缩机中包括一个吸入阀座，该吸入阀座包括：一个固定在气缸和压缩部头部之间的打开/关闭部，而且该打开/关闭部与吸入通道相对，用于打开及关闭吸入通道；以及在打开/关闭部外围形成为曲线的弹性部，用于弹性地支撑打开/关闭部。
为实现这些目的及其他优点并根据本发明的目的，在这里作具体化并概括地描述，这里还提供一种吸入阀，包括：一个形成为预定形状薄板的打开/关闭部，用于打开及关闭吸入通道，制冷剂通过该吸入通道吸入到气缸中；以及一个从打开/关闭部以曲线形式伸出的弹性部，以便覆盖打开关/闭部，用于弹性地支撑打开/关闭部。
【附图说明】
通过以下结合附图对本发明的详细说明，前述以及本发明的其它目的、特点、方面和优点将变得更加明显。
附图提供对本发明更进一步理解，并入以及组成说明书的一部分。本发明示出的实施例与说明书一起足以阐明本发明的原理。
在附图中：
图1示出根据传统技术的往复式压缩机结构的纵截面图；
图2示出了根据传统技术的吸入阀座的平面图；
图3示出了通过打开根据传统技术的吸入阀吸入制冷剂状态的纵截面图；
图4示出了根据本发明的吸入阀座的平面图；
图5示出了通过打开根据本发明的吸入阀吸入制冷剂状态的纵截面图；以及
图6所示曲线示出了在具有常规的吸入阀的往复式压缩机和具有根据本发明吸入阀的往复式压缩机吸入及排出制冷剂时，气缸的内部压力和吸入消声器出口压力的变化；
图7所示曲线示出了在具有常规的吸入阀的往复式压缩机和具有根据本发明吸入阀的往复式压缩机内的阀的压力损失。
【具体实施方式】
下面将详细描述本发明的优选具体实施方式，附图中示出了本发明的实例。
在下文，将参考附图解释根据本发明的往复式压缩机的优选实施例。
即使可存在多个根据本发明的往复式压缩机吸入阀的优选实施例，在下文将说明最优选的实施例。
根据本发明的往复式压缩机包括：一个用于产生旋转驱动力的电机部；和一个压缩部，用于通过接收电机部的旋转驱动力吸入并排出制冷剂。除了压缩部，往复式压缩机的结构与常规的往复式压缩机相同。
压缩部包括：一个气缸；一个安装于气缸内并通过旋转驱动力线性地往复运动的活塞，用于将制冷剂吸入气缸并排出制冷剂；一个安装于气缸前侧的头部，而且该头部具有用于吸入及排出制冷剂的吸入通道和排出通道；一个设置在气缸和头部之间的吸入阀座；一个与吸入阀座的吸入通道相对的打开/关闭部，用于打开及关闭吸入通道；以及一个在打开/关闭部外围形成为曲线的弹性部，用于弹性地支撑打开/关闭部。
图4示出了根据本发明一个实施例的吸入阀座的平面图；以及图5示出了通过打开根据本发明的吸入阀吸入制冷剂状态的纵截面图。吸入阀座400设置有吸入阀440。吸入阀440包括：一个与形成于头部410的吸入通道411相对的打开/关闭部441，用于将吸入消声器420的制冷剂吸入气缸430；以及通过切割打开/关闭部441外围形成为螺旋状的弹性部442。
作为吸入阀440的另一实施例，可形成切割为双螺旋形状的弹性部442，双螺旋形状指打开/关闭部441的外围在对角线方向上是对称的，用以弹性地支撑该打开/关闭部441。
作为吸入阀440的另一实施例，可以切割除打开/关闭部441之外的内部。在这种情况下，能够减少吸入阀座400的材料而且吸入阀座400能够采用轻质制造。优选的是切割应力不在吸水阀座400内集中的部分。
为了减少打开/关闭部441的末端和头部410之间的磨损，吸入阀座400优选进行耐磨处理。打开/关闭部441的末端与头部的碰撞最激烈，并且可只选择打开/关闭部441的末端进行耐磨处理，从而防止磨损。
如下将说明根据本发明的往复式压缩机吸入阀的操作。
活塞433在气缸430内往复运动，通过接收电机部的驱动力从上死点H移动至下死点L时，吸入阀的弹性部442由于气缸外部和内部之间的压差弯曲。据此，与弹性部442相连的打开/关闭部441打开吸入通道411，并因此冷冻剂通过头部410的吸入通道411吸入气缸430。
在吸入阀440的弹性部442由于气缸430内部和外部之间的压差弯曲而且打开关闭部441打开、吸入通道411从而将制冷剂吸入气缸430的过程，与形成为直线的弹性部442的情况相比，具有预定宽度并形成为曲线的弹性部442完全并同时地变形。据此，整个打开/关闭部441同时地打开吸入通道411，并因此吸入通道411的有效流动区域变宽。因此，通过吸入通道411吸入的制冷剂受到较小的流阻并且相对增加了制冷剂吸入量，因此提高了压缩作用并由于流阻降低了噪音。
图2所示常规的吸入阀和图4所示根据本发明一个实施例的吸入阀分别应用于一种往复式压缩机，从而获得表1所示的以下结果，其中“热容量”表示制冷能力，“输入功”表示消耗能量，“EER”表示能量效率比，“Re-Exp”表示当制冷剂再膨胀时产生的损失，“行程不足”表示在吸入制冷剂过程中压力低于参考压力时产生的损失，“吸入热”表示在吸入制冷剂过程中温度低于参考温度时产生的损失，“Comp”表示在压缩制冷剂过程中产生的损失，“超程”表示在排出制冷剂过程中压力增至高于参考压力时产生的损失；“Re-Exp”表示当制冷剂再膨胀时产生的效率，“行程不足”表示当在吸入制冷剂过程中压力低于参考压力时产生的效率，“吸入热”表示当在吸入制冷剂过程中温度低于参考温度时产生的效率，“Comp”表示在压缩制冷剂过程中产生的效率，“超程”表示在排出制冷剂过程中压力增至高于参考压力时产生的效率，以及“总体”表示整个压缩效率。
[表1] 热容量 (Kcal/h) 输入 功 (W) EER 损失 (W) Re-Exp 行程不 足 吸入热 Comp 超程 常规吸入 阀 232.82 162.2 5.699 -14.702 4.7694 39.3203 -7.508 7.0705 本发明的 吸入阀 236.22 163.4 5.739 -14.253 4.1836 38.3781 -9.044 7.5446 效率 Re-Exp 行程不足 吸入热 Comp 超程 总体 0.9362 0.9632 0.8625 1.0116 0.9453 0.7447 0.9365 0.9677 0.8718 1.0522 0.9411 0.7839
如表1所示，在具有根据本发明的吸入阀的往复式压缩机中，在排出制冷剂过程中压力增至高于参考压力(“超程”)时产生的损失大于具有常规吸入阀的往复式压缩机，而且在排出制冷剂过程中压力增至高于参考压力(“超程”)时产生的效率小于具有常规吸入阀的往复式压缩机。然而，在具有根据本发明吸入阀的往复式压缩机中，能量效率(“EER”)增加了大约0.04而且整个压缩效率(“总体”)增加了大约0.04％，也就是说减少了损失并且效率完全地增加。
图6所示曲线示出了在吸入及排出常规的具有吸入阀的往复式压缩机和具有根据本发明吸入阀的往复式压缩机中的制冷剂时，气缸内部压力和吸入消声器出口压力的变化，以及图7示出了从吸入消声器的出口压力中减去气缸内部压力获得的吸入阀的损失。
参见图6，将说明吸入消声器的出口压力。当用于将制冷剂吸入气缸的转轴的旋转相位角在220～315°范围内时，在本发明内的脉动成分比传统技术中的大大减少，并因此大大减少由打开及关闭吸入阀产生的噪音。
如图7所示，当转轴的旋转相位角为大约235°时，本发明的吸入阀损失比传统技术中的有所增加。然而，在除235°之外的其它旋转相位角，本发明的吸入阀损失与传统技术相比大大减少。
如上所述，由于吸入阀的有效流通面积变宽而且由于吸入制冷剂流阻变小，因此制冷剂的压缩效率完全地增加。
总之，在根据本发明的往复式压缩机中，用于将制冷剂吸入气缸的吸入阀包括：用于打开及关闭吸入通道的打开/关闭部；以及在打开/关闭部外围形成为曲线的弹性部，用于弹性地支撑打开/关闭部。据此，降低了由压缩机产生的噪音，而且在吸入制冷剂时有效流通面积变宽从而增加了制冷剂吸入量，借此提高了吸入效率并提高了压缩机的压缩效率。
由于本发明在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下可以以多种方式实施，还可以理解的是上述的具体实施方式并不被前述说明书的任何细节所限制，除非特别注明，可以在所附权利要求所定义的精神和范围内很宽泛的解释，因此属于权利要求的边界和范围内的所有改变和修改，或者这种边界和范围的等同结构也因此包含于所附的权利要求中。