一种叶顶喷油旋叶式压缩机

本发明属于压缩机，具体涉及一种叶顶喷油旋叶式压缩机。

背景技术：

1、旋叶式压缩机是典型的容积式压缩机，被广泛应用于汽车空调、压缩空气、液压传动等工业领域。汽车空调旋叶式压缩机的叶片与缸体内壁、滑槽存在相对滑动，导致设备内部存在多个摩擦副和泄漏通道。其中，叶顶摩擦和泄漏是影响压缩机效率的重要因素，但现有技术中降低摩擦与降低泄漏相互矛盾对立，如何实现叶顶摩擦和泄漏的耦合优化成为迫切需要解决的问题。

2、叶顶摩擦与泄漏是旋叶式机械（包括旋叶式压缩机、膨胀机、泵等结构）的共性问题，制约着旋叶式机械的性能提升。中国专利（200720126125.4）在旋叶式膨胀机的背压空间安装压缩弹簧，依靠弹簧力和叶片旋转产生的离心力来保证叶片顶部与缸体内壁的良好接触状态，从而减小泄漏，但该专利将增大叶顶摩擦损失，降低压缩机机械效率，并且压缩弹簧的快速疲劳断裂问题直接影响设备的寿命和稳定性；中国专利（201010216453.x）公开了一种背压空间引压的旋叶式膨胀机，在转子某一旋转区域内，将高压流体引入背压空间并作用于叶片底部，保证叶片顶部与缸体内壁的良好接触，达到较好密封效果，该专利仅优化了叶顶泄漏问题，但仍然未能根本上解决叶顶摩擦损失大的问题。论文（giuseppebianchi et al., international journal of refrigeration, 2015, 52: 11-20）提出从旋叶式压缩机的端面沿轴向喷入润滑油，可一定程度地强化压缩机内部润滑与密封，但润滑油并未对叶顶摩擦副和叶顶泄漏通道直接施加作用，因而润滑油影响作用有限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种叶顶喷油旋叶式压缩机，通过在叶片内部设置喷油孔，将背压空间的含压润滑油喷入叶顶间隙，一方面，可调控叶顶摩擦副形成稳定的润滑油膜，减少叶片顶部与缸体内壁间的摩擦损失；另一方面，将润滑油垂直注入叶顶泄漏通道，有助于抑制泄漏从而减少泄漏损失；从而实现叶顶摩擦和泄漏的耦合优化，全面提升旋叶式压缩机效率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种叶顶喷油旋叶式压缩机，包括缸体、转子、叶片、吸气口、排气口和排气阀，所述缸体缸壁上设有排气口，所述排气口将缸体内腔与外界连通，所述缸体外壁在排气口出口处设有排气阀，所述转子设置于缸体内部，缸体与转子之间形成腔体，所述腔体内设有吸气口，所述转子上开设有滑槽，所述叶片安装于滑槽内，且叶片能够在滑槽内自由滑动，所述叶片分为叶片顶部和叶片底部，叶片内部开设有喷油孔，所述叶片顶部在转子旋转时滑向缸体内壁，并与缸体内壁之间形成叶顶间隙，所述叶片底部与滑槽之间形成背压空间，所述叶顶间隙与背压空间之间通过喷油孔进行连通。

4、具体的，所述缸体内腔截面形状为圆形或椭圆形，对应所述转子与缸体之间呈偏心布置或对心布置。

5、进一步地，所述缸体内腔截面形状为圆形时，所述滑槽开槽方向指向转子中心；所述缸体内腔截面形状为椭圆形时，所述滑槽开槽方向沿某个以转子中心为圆心的圆的切线方向。

6、更进一步地，所述缸体内腔截面形状为椭圆形时，所述缸体设有两组吸气口、排气口和排气阀，且该两组吸气口、排气口和排气阀相对缸体中心呈中心对称布置。

7、具体的，所述叶片上喷油孔的数量为1个或多个。

8、具体的，所述喷油孔的截面形状为圆形、方形或不规则形状。

9、具体的，所述喷油孔沿叶片中心线方向布置。

10、具体的，所述背压空间内填充有含压润滑油，所述含压润滑油通过喷油孔进入叶顶间隙。

11、优选的，所述含压润滑油为油气分离后的循环润滑油或通过泵增压后的润滑油。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、1、本发明提出了一种新型叶顶喷油旋叶式压缩机结构，具有结构简单、使用简便、高效节能的优点；

14、2、本发明提出了一种新型叶顶喷油旋叶式压缩机，相比现有技术可实现叶顶摩擦和泄漏的耦合优化，显著提高压缩机效率；

15、3、当采用油气分离后的循环润滑油实施喷油方案时，相比旋叶式压缩机现有喷油技术，本发明压缩机结构可省去外置喷油装置的使用和能量消耗，简化压缩机系统的配置；

16、4、本发明可根据需要对喷油孔采用不同的形状、数量、喷油压力等参数，以适用于不同转速、流量等工况的工艺需求。

技术特征：

1.一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，包括缸体（1）、转子（2）、叶片（3）、吸气口（11）、排气口（12）和排气阀（13），所述缸体（1）缸壁上设有排气口（12），所述排气口（12）将缸体（1）内腔与外界连通，所述缸体（1）外壁在排气口（12）出口处设有排气阀（13），所述转子（2）设置于缸体（1）内部，缸体（1）与转子（2）之间形成腔体（4），所述腔体（4）内设有吸气口（11），所述转子（2）上开设有滑槽（5），所述叶片（3）安装于滑槽（5）内，且叶片（3）能够在滑槽（5）内自由滑动，所述叶片（3）分为叶片顶部（6）和叶片底部（7），叶片（3）内部开设有喷油孔（10），所述叶片顶部（6）在转子（2）旋转时滑向缸体（1）内壁，并与缸体（1）内壁之间形成叶顶间隙（8），所述叶片底部（7）与滑槽（5）之间形成背压空间（9），所述叶顶间隙（8）与背压空间（9）之间通过喷油孔（10）进行连通。

2.根据权利要求1所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述缸体（1）内腔截面形状为圆形或椭圆形，对应所述转子（2）与缸体（1）之间呈偏心布置或对心布置。

3.根据权利要求2所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述缸体（1）内腔截面形状为圆形时，所述滑槽（5）开槽方向指向转子（2）中心；所述缸体（1）内腔截面形状为椭圆形时，所述滑槽（5）开槽方向沿某个以转子（2）中心为圆心的圆的切线方向。

4.根据权利要求2所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述缸体（1）内腔截面形状为椭圆形时，所述缸体（1）设有两组吸气口（11）、排气口（12）和排气阀（13），且该两组吸气口（11）、排气口（12）和排气阀（13）相对缸体（1）中心呈中心对称布置。

5.根据权利要求1所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述叶片（3）上喷油孔（10）的数量为1个或多个。

6.根据权利要求1所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述喷油孔（10）的截面形状为圆形、方形或不规则形状。

7.根据权利要求1所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述喷油孔（10）沿叶片中心线方向布置。

8.根据权利要求1所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述背压空间（9）内填充有含压润滑油，所述含压润滑油通过喷油孔（10）进入叶顶间隙（8）。

9.根据权利要求8所述的一种叶顶喷油旋叶式压缩机，其特征在于，所述含压润滑油为油气分离后的循环润滑油或通过泵增压后的润滑油。

技术总结本发明公开了一种叶顶喷油旋叶式压缩机，包括缸体、转子和叶片，叶片内部开设贯穿叶片头部至叶片底部的喷油孔，背压空间的含压润滑油由喷油孔喷入叶顶间隙，根据不同的工艺需求，喷油孔可设置为一个或多个，截面形状可设置为圆形、方向或不规则形状，含压润滑油可为油气分离后的循环润滑油或通过泵增压后的润滑油；一方面，润滑油喷入叶顶间隙，调控叶顶摩擦副形成稳定油膜，减小叶片顶部与缸体内壁的摩擦损耗，提升机械效率；另一方面，由喷油孔喷出的含压润滑油直接冲击叶顶间隙内的泄漏流，可显著减小叶顶泄漏流量，提升容积效率。本发明可实现旋叶式压缩机叶顶摩擦与泄漏的耦合优化，从而显著提升该类压缩机的综合效率。技术研发人员：叶芳华,朱辉阳,苗泽林,戴源德,文华受保护的技术使用者：南昌大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11