滚子、压缩机和温度调节设备的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种滚子、压缩机和温度调节设 备。


背景技术：

2.转子压缩机可以应用于例如制冷(冷冻或冷藏)系统、空调系统和热泵系 统中。转子压缩机在运转时，滚子两侧端面会产生一定的泄漏并且滚子端面 会和主副轴承对应端面直接接触产生摩擦，影响压缩机的能效。这样当转子 压缩机向更高转速发展，以提高能效时，高转速下的滚子端面泄漏和摩擦就 成为目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.因此，本发明的一个目的在于提供了一种滚子。
5.本发明的另一个目的在于提供了一种压缩机。
6.本发明的另一个目的在于提供了一种温度调节设备。
7.为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种滚子，用于压 缩机，包括：上端面；下端面；凹槽，设置在滚子的上端面和/或下端面上，上 端面和/或下端面上设置有凹槽，且凹槽由滚子的外侧边缘向滚子的内侧延伸， 凹槽包括相互连接的外侧段和内侧段，凹槽包括设置在滚子的侧壁面上的凹槽 入口；其中，内侧段相对外侧段形成突变，滚子转动时，突变区域附近的压力 大于内侧段内的流动介质压力和外侧段内的流动介质的压力。
8.根据本发明提供的滚子，用于压缩机，滚子包括上端面、下端面和凹槽。 其中，凹槽由滚子的外侧边缘向滚子的内侧进行延伸。凹槽包括有相互连接 的外侧段和内侧段，凹槽包括有设置在滚子的侧壁面上的凹槽入口。滚子 的内侧段相对外侧段形成突变。在该技术方案中，通过在滚子的上端面和/ 或下端面上设置有凹槽，凹槽由滚子的外侧边缘向滚子的内侧进行延伸。 使得滚子进行转动时，形成了收敛缝隙流体膜层也就是高压层，而由于在滚 子的上端面和/或下端面上都设置凹槽，使得滚子在顺时针或逆时针旋转时 在滚子的上端面和/或下端面上形成局部的高压区，进而产生流体动压效应， 通过流体动压效应保障了上端面和/或下端面的润滑的效果。同时，通过突 变区域的局部高压，能够在滚子的端面形成高压区，这样就使得滚子两个端 面之间的介质阻力更大，以此使得在滚子的上端面和/或下端面上具有更好 的密封性，起到了抑制滚子端面泄漏的作用，进而提高了压缩机的能效， 且在高速工况下滚子突变区域形成的高压区更加明显，使得密封效果更好， 解决了现有技术中滚子端面两侧泄漏的问题。极大的提升了压缩机的使用 效率，降低了压缩机的能耗。也即该种方案，通过滚子上的凹槽能够同时 改善泄漏和摩擦，而且改善摩擦的效果尤其明显，实验表明，通过本技术 的结构，摩擦改善能达到2.2％，泄漏改善能达到0.84％。
9.其中，本技术中，通过凹槽的突变能够使从凹槽的入口进入到凹槽内 的介质的流
速降低，也即通过突变改变了进入凹槽内的气体等的流速。而 根据能量守恒定理可知，介质流速变慢了，因此，该处会形成介质聚集，以 此便会使该处的压力增加。也即本技术，通过在凹槽处设置突变的作用在 于减缓介质流速，也即增大介质的流动阻力，以此使得突变区域附近的压力 大于内侧段内的流动介质压力和外侧段内的流动介质的压力，也即突变处的压 力最大。进一步地，滚子转动时，内侧段内的流动介质压力大于外侧段内的流 动介质的压力。
10.同时当滚子随曲轴偏心部旋转时，滚子按一定速度自转，利用滚子的 自转与该凹槽结构在一定切向速度下产生的动压效应，可在滚子上下端面 形成局部高压区，达到抑制滚子端面泄漏并改善端面润滑的目的，提高压 缩机能效。
11.其中，本技术中的内外是相对滚子的圆心来说的，即内侧段指的是凹 槽靠近圆心的部分，外侧段指的是凹槽远离圆心的部分。
12.在上述技术方案中，凹槽由外向内沿周向方向倾斜延伸；和/或凹槽的外 侧段朝向滚子的切线方向。
13.在该技术方案中，凹槽由外向内沿滚子的周向方向倾斜延伸，和/或凹 槽的外侧段朝向滚子的切线方向设置。该种设置，使得凹槽具有方向性， 即位于滚子外径处凹槽入口的切线方向始终指向滚子的自转方向。该种设 置，使得滚子在顺时针转动或逆时针转动时能够带动周围的空气形成高压 区，进而保证了滚子上端面和/或下端面位置的密封性及润滑性。
14.在上述技术方案中，内侧段与外侧段呈预设夹角设置，以形成突变，预设 夹角大于0
°
小于90
°
。
15.在该技术方案中，内侧段与外侧段呈预设夹角设置，在滚子进行转动时， 内侧段与外侧段之间的夹角使得带动的空气气流形成突变，进而形成高压层。 其中，预设夹角应大于0
°
并小于90
°
，即内侧段与外侧段并不是完全平行的， 而是呈一定角度的，以此使得内侧段与外侧段之间形成了拐角或者转弯，从而 可以减慢介质在该处的流速，以此使得滚子在顺时针转动或逆时针转动时， 能够在凹槽的突变处形成局部高压，也即产生动压效应，以此能够提高滚 子的润滑效果及密封效果。
16.在上述技术方案中，内侧段的容积小于外侧段的容积；和/或内侧段的宽 度小于外侧段的宽度；和/或内侧段的槽深小于外侧段的槽深。
17.在该技术方案中，内侧段的容积小于外侧段的容积，内侧段的宽度小于 外侧段的宽度，内侧段的槽深小于外侧段的槽深。也即在该方案中，凹槽的内 侧通道比外侧通道要小，以此使得介质在进入到凹槽的内侧段以后，速度能够 变慢。也即该种设置，通过减小凹槽的内侧段的大小实现了凹槽的突变，以此 确保了滚子在工作时能够在突变处周围形成动压效应。
18.在上述技术方案中，凹槽包括轴对称凹槽和非对称凹槽，对称凹槽包括t 型槽、半t型槽、梯形槽中的至少一种；非对称凹槽包括直线槽、人字型槽、 弧型槽、人字螺旋型槽、双向螺旋槽中的至少一种。
19.在该技术方案中，凹槽可以是对称凹槽，或是非对称凹槽，其中对称凹槽 包括有t型槽、半t型槽、梯形槽中的至少一种。其中，在滚子能够正反转交 替的场合，可以在滚子上设置t型槽、半t型槽、梯形槽等对称凹槽，以此确 保滚子的突变处能够形成局部高压，从而
产生动压效应。而在滚子只能够单向 旋转时，凹槽应该设置成朝向切线方向的非对称凹槽，即相对滚子的半径存 在一定倾斜的槽。在实际过程中，可根据滚子的实际工况选择凹槽的形式，
20.在另一技术方案中，凹槽可以是非对称凹槽，包括直线槽(即两个侧壁面 为直的槽)、人字型槽(即凹槽的内侧和外侧具有较大折弯的槽)、弧型槽(即 凹槽壁面为弧形的槽)、人字螺旋型槽、双向螺旋槽中的至少一种。
21.在上述技术方案中，凹槽深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子与压缩 机的气缸沿轴向方向的间隙。
22.在该技术方案中，凹槽的深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子与压缩机 的气缸沿轴向方向的间隙，通过限制凹槽的深度h与滚子与压缩机的气缸沿轴 向方向的间隙h的关系，保证了突变区域附近形成的局部高压能够形成足够 大的高压层来覆盖整个间隙，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机 的密封性。
23.在上述技术方案中，滚子的上端面上设置的所有凹槽沿滚子的周向均布； 和/或滚子的下端面上设置的所有凹槽沿滚子的周向均布。
24.在该技术方案中，滚子的上端面上设置的所有凹槽都沿着滚子的周向均匀 分布，滚子的下端面上设置的所有凹槽都沿着滚子的周向均匀分布，进而保证 了滚子上凹槽形成的高压层的密度相对均匀，使得滚子在转动时的受力均匀， 同时滚子在高速工作时不会因为高速运动而与压缩机之间的距离发生大幅改 变进而使得滚子上的凹槽发生磨损。
25.进一步地，凹槽深度为h，其中，2μm≤h≤20μm。其中，凹槽深度h的上 限保证了凹槽不会对滚子的强度具有太大的影响，同时限定凹槽深度h的下 限保证了凹槽能够形成足够强度的高压层，进而防止内部的气流流出压缩 机，保证了压缩机的密封性。
26.在上述技术方案中，凹槽位于外径为r2内径为r3的环形区域内，其 中，r2为滚子的外径，r4为滚子内径，r4≤r3≤0.8r2。
27.在该技术方案中，凹槽位于外径为r2内径为r3的环形区域内，其中， r2为滚子的外径，r4为滚子内径，r4≤r3≤0.8r2。通过限制凹槽在滚子上的 区域保证了凹槽能在滚子外侧的位置形成有效的高压层，进而防止内部的气流 流出压缩机，保证了压缩机的密封性。
28.在上述技术方案中，外侧段和内侧段呈预设夹角设置时，外侧段和内侧 段的连接处位于半径为r1的圆形轨迹上， (0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。
29.在该技术方案中，外侧段和内侧段呈预设夹角设置时，外侧段和内侧段的 连接处位于半径为r1的圆形轨迹上，并满足(0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。 该种设置，通过限定r1和r2、r3之间的关系限制了凹槽在滚子上的设置区 域，进而保证了突变区域附近能在更合理的位置形成高压层，进而防止内部的 气流流出压缩机，保证了压缩机的密封性。
30.在上述技术方案中，凹槽相对滚子的径向方向呈预设倾斜角度设置，凹槽 的数量为m，其中：λ1为预设倾斜角度的补角。
31.在该技术方案中，凹槽的数量应为m，其中：λ1 为倾斜
角度的补角，其中，倾斜角度为凹槽与滚子外端的边缘的交叉点的切线 方向与过该点半径方向所夹的锐角。通过限制凹槽的最小数量保证了在滚子的 四周都能形成有效的高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机 的密封性。
32.进一步地，10
°
≤λ1≤45
°
。该种设置保证了突变区域附近能够形成足够强度 的高压层，进而保证了高压层能够防止内部的气流流出压缩机，进而提升压缩 机的能耗。
33.在上述技术方案中，凹槽的数量为m，外侧段和内侧段呈预设夹角设置时， 外侧段和内侧段的连接处位于半径为r1的圆形轨迹上，外侧段和内侧段的连 接处的宽度b为
34.在该技术方案中，凹槽的数量为m，当外侧段和内侧段呈预设夹角设置时， 外侧段和内侧段的连接处位于半径为r1的圆形轨迹上，外侧段和内侧段的连 接处的宽度b为通过在外侧段与内侧段呈预设夹角设置时限 定外侧段与内侧段的连接处的宽度b为使得外侧段与内侧段 之间的距离不会太大进而保证了高压层的密度，进而保证了高压层的密封效果， 同时使得外侧段与内侧段之间的距离不会太小，使得加工难度下降，同时保证 形成突变区域附近能够形成有效的高压层，进而保证高压层的密封效果。
35.在上述技术方案中，凹槽包括t型槽或半t型槽，凹槽位于外径为r1 内径为r3的环形区域内，其中，r2为滚子的外径，t型槽或半t型槽的变 截面位于半径为r5的圆上，r4为滚子内径，其中，r3、r5和r4满足： r4≤r3≤(0.8r5+0.2r4)。
36.在该技术方案中，当凹槽为t型槽或半t型槽，凹槽位于外径为r1内径 为r3的环形区域内，其中，r1为滚子的外径，t型槽或半t型槽的变截面位 于半径为r2的圆上，r4为滚子内径，其中，r3、r1和r4满足： r4≤r3≤(0.8r5+0.2r4)。通过限制r3的距离限制了凹槽在滚子上的设置区域， 进而保证了突变区域附近能在更好的位置形成高压层，进而防止内部的气流流 出压缩机，保证了压缩机的密封性。
37.进一步地，(0.2r2+0.8r3)≤r5≤(0.6r2+0.4r3)。该种设置，通过限制r2 的取值范围，进一步地限制了凹槽在滚子上的设置区域，进而保证了突变区 域附近能在更好的位置形成高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证 了压缩机的密封性。
38.在上述技术方案中，滚子的上端面上设置的凹槽的数量大于等于8个， 和/或滚子的下端面上设置的凹槽的数量大于等于8个。
39.在该技术方案中，滚子的上端面上设置的凹槽的数量大于等于8个，和/ 或滚子的下端面上设置的凹槽的数量大于等于8个，通过限制凹槽的最小数 量，保证了凹槽形成的高压层能完全的覆盖滚子的一周，使得高压层能够对滚 子的端面起到密封和润滑的作用。
40.进一步地，凹槽由激光加工、刻蚀加工、电火花加工、超声加工中的一种 方式加工形成。当然凹槽也可以由其他的加工工艺加工而成。
41.在上述技术方案中，凹槽的内侧与滚子的内腔部分或全部连通。
42.在该技术方案中，凹槽的内侧与滚子的内腔部分或全部连通。通过限定凹 槽的内侧与滚子的内腔与滚子的内腔部分或完全连通，降低了滚子的重量，同 时并不会影响高压层的密封效果。
43.本发明第二方面的技术方案提供了一种压缩机，包括本发明第一方面 技术方案提供滚子。
44.本发明提供的压缩机，包括本发明第一方面任一项技术方案提供的滚子， 因此本技术提供的压缩机具有本发明第一方面的任一技术方案的滚子的全部 有益效果，在此不在赘述。
45.进一步地，压缩机包括曲轴，滚子的旋转方向与曲轴的旋转方向一致或 相反。
46.在该技术方案中，压缩机包括泵体，泵体包括：曲轴、滚子、气缸、上 轴承部件、下轴承部件、消音器等部件构成。滚子安装在曲轴上，位于气缸 内，能够在气缸内由曲轴带动而旋转。滚子的旋转方向与曲轴的旋转方向相 同或相反，由于滚子无论是顺时针转动还是逆时针转动都能形成高压层，因 此无需限制曲轴的转动方向，提高了滚子的适用性。
47.更进一步地，压缩机上设置有与滚子的上下端面分别对应的静配合面， 静配合面与滚子的上下端面与对应的静配合面之间的轴向距离为微米级，以 便能够形成动压效应。
48.本发明第三方面的技术方案提供了一种温度调节设备，包括本发明第一 方面任一项技术方案提供的滚子，或本发明第二方面任一项技术方案提供的压 缩机。
49.根据本发明提供的温度调节设备，包括本发明第一方面任一项技术方案提 供的滚子，或者包括本发明第二方面任一项技术方案提供的压缩机。因此，本 申请提供的温度调节设备具有本发明第一方面的任一技术方案提供的滚子的 全部有益效果，或者具有本发明第二方面的任一技术方案提供的压缩机的全部 有益效果，在此不在赘述。
50.进一步地，温度调节设备包括空调、冰箱、制冷柜或热泵系统等。
51.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明 的实践了解到。
附图说明
52.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解，其中：
53.图1是本发明的一个实施例提供的一种压缩机的结构示意图；
54.图2是本发明的第一个实施例提供的滚子的结构示意图；
55.图3是本发明的第二个实施例提供的滚子的结构示意图；
56.图4是本发明的一个实施例提供的另一角度的压缩机的结构示意图；
57.图5是本发明的第三个实施例提供的滚子的结构示意图；
58.图6是本发明的第四个实施例提供的滚子的结构示意图；
59.图7是本发明的第五个实施例提供的滚子的结构示意图；
60.图8是本发明的第六个实施例提供的滚子的结构示意图；
61.图9是本发明的第七个实施例提供的滚子的结构示意图；
62.图10是本发明的第八个实施例提供的滚子的结构示意图；
63.图11是本发明的第九个实施例提供的滚子的结构示意图。
64.其中，图1至图11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
65.1滚子，12凹槽，14上端面，16下端面，122外侧段，124内侧段，2气 缸，3轴承部件，4曲轴，5消音器。
具体实施方式
66.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和 具体实施例方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
67.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范 围并不受下面公开的具体实施例的限制。
68.下面参照图1至图11来描述根据本发明一些实施例提供的滚子和压缩机。
69.实施例一
70.本发明第一方面的实施例1提供了一种具有非对称结构凹槽的滚子1， 用于压缩机，滚子1包括凹槽12，上端面14和下端面16。其中，凹槽12设 置在滚子的上端面14(图3所示)和/或下端面16上(如图5所示)，且凹槽 12由滚子1的外侧边缘向滚子1的内侧延伸，凹槽12包括相互连接的内侧段 124和外侧段122，凹槽12包括设置在滚子1的侧壁面上的凹槽12入口；其 中，凹槽12的内侧段124相对凹槽12的外侧段122形成突变，也即凹槽12 上设置有突变结构，滚子1转动时，突变区域附近的压力大于内侧段124内的 流动介质压力和外侧段122内的流动介质的压力。
71.其中，本技术中图1至图11的显示的设置有凹槽12的面即可是上端面 14，也可以是下端面16。
72.根据本发明提供的滚子1，用于压缩机，滚子1的上端面14设置有凹 槽12和/或下端面16上设置有凹槽12，凹槽12由滚子1的外侧边缘向滚 子1的内侧进行延伸。凹槽12包括有相互连接的内侧段124和外侧段122， 凹槽12包括有设置在滚子1的侧壁面上的凹槽12入口。滚子1的凹槽12 的内侧段124相对凹槽12的外侧段122形成突变。在该实施例中，通过在 滚子1的上端面14设置有凹槽12和/或下端面16上设置有凹槽12，凹槽 12由滚子1的外侧边缘向滚子1的内侧进行延伸。使得滚子1进行转动时， 形成了收敛缝隙流体膜层也就是高压层，而由于在滚子1的上端面14和/或 下端面16上都设置凹槽12，使得滚子1在顺时针或逆时针旋转时在滚子1 的上端面14和/或下端面16上形成局部的高压区，进而产生流体动压效应， 通过流体动压效应保障了上端面14和/或下端面16的润滑的效果。同时， 通过凹槽12内侧的局部高压，能够在滚子1的端面形成高压区，这样就使 得滚子1两个端面之间的介质阻力更大，以此使得在滚子1的上端面14和 /或下端面16上具有更好的密封性，起到了抑制滚子1端面泄漏的作用， 进而提高了压缩机的能效，且在高速工况下滚子1形成的高压区更加明显， 使得密封效果更好，解决了现有技术中滚子1端面两侧泄漏的问题。极大 的提升了压缩机的使用效率，降低了压缩机的能耗。
73.其中，本技术中，通过凹槽12的突变能够使从凹槽12的入口进入到 凹槽12内的介质的流速降低，也即通过突变改变了进入凹槽12内的气体 等的流速。而根据能量守恒定理可知，介质流速变慢了，因此，该处会形成 介质聚集，以此便会使该处的压力增加。也即本技术，通过在凹槽12处设 置突变的作用在于减缓介质流速，也即增大介质的流动阻力，以此使得突 变区域附近能够形成局部高压。也即可以理解为凹槽12上设置了增大阻力 的结构，比如阻流结构，缓冲结构或者放缓结构。也即可以理解为凹槽12的 内侧段上设置了动压结构，以形成局部动压，也即凹槽12的内侧段124为动 压段。
74.同时当滚子1随曲轴4偏心部旋转时，滚子1按一定速度自转，利用 滚子1的自转与该凹槽12结构在一定切向速度下产生的动压效应，可在 滚子1上下端面16形成局部高压区，达到抑制滚子1端面泄漏并改善端 面润滑的目的，提高压缩机能效。即在压缩机上设置有与滚子1的上下端 面16分别对应的静配合面，静配合面与滚子1的上下端面16与对应的静配 合面之间的轴向距离为微米级，以便能够形成动压效应。当动环回转时，由 于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛 缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。也就是说，当另一个 表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是 流体动压效应。
75.其中，如图2所示，本技术中的内外是相对滚子1的圆心来说的，即 内侧段指的是凹槽靠近圆心的部分，外侧段指的是凹槽远离圆心的部分。
76.在上述实施例中，如图2和图3所示，凹槽12由外向内沿周向方向倾 斜延伸；和/或凹槽12的外侧段122朝向滚子1的切线方向。
77.在该实施例中，凹槽12由外向内沿滚子1的周向方向倾斜延伸，和/ 或凹槽12的外侧段122朝向滚子1的切线方向设置。该种设置，使得凹槽 12具有方向性，即位于滚子1外径处凹槽12入口的切线方向始终指向滚 子1的自转方向。该种设置，使得滚子1在顺时针转动或逆时针转动时能 够带动周围的空气形成高压区，进而保证了滚子1上端面14和/或下端面 16位置的密封性及润滑性。
78.在上述实施例中，内侧段124与外侧段122呈预设夹角设置，以形成突 变，预设夹角大于0
°
小于90
°
。
79.在该实施例中，内侧段124与外侧段122呈预设夹角设置，在滚子1进行 转动时，内侧段124与外侧段122之间的夹角使得带动的空气气流形成突变， 进而形成高压层。其中，预设夹角应大于0
°
并小于90
°
，即内侧段124与外侧 段122并不是完全平行的，而是呈一定角度的，以此使得内侧段124与外侧段 122之间形成了拐角或者转弯，从而可以减慢介质在该处的流速，以此使得滚 子1在顺时针转动或逆时针转动时，能够在凹槽12的突变区域附近形成局 部高压，也即产生动压效应，以此能够提高滚子1的润滑效果及密封效果。
80.在上述实施例中，凹槽12的内侧段124的容积小于外侧段122的容积； 和/或凹槽12的内侧段124的宽度小于外侧段122的宽度；和/或凹槽12的内 侧段124的槽深小于外侧段122的槽深。
81.在该实施例中，凹槽12的内侧段124的容积小于外侧段122的容积，凹 槽12的内侧段124的宽度小于外侧段122的宽度，凹槽12的内侧段124的 槽深小于外侧段122的槽深。也即在该方案中，凹槽12的内侧通道比外侧通 道要小，以此使得介质在进入到凹槽12的内侧段124以后，速度能够变慢。 也即该种设置，通过减小凹槽12的内侧段124的大小实现了凹槽12的突变， 以此确保了滚子1在工作时能够在突变周围形成动压效应。
82.在该实施例中，凹槽12为是非对称凹槽，包括直线槽(即两个侧壁面为 直的槽)、人字型槽(即凹槽12的内侧和外侧具有较大折弯的槽)、弧型槽 (即凹槽12壁面为弧形的槽)、人字螺旋型槽、双向螺旋槽中的至少一种。
83.在上述实施例中，凹槽12深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子1与压 缩机的气缸2沿轴向方向的间隙。
84.在该实施例中，凹槽12的深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子1与压 缩机的气缸2
沿轴向方向的间隙，通过限制凹槽12的深度h与滚子1与压缩 机的气缸2沿轴向方向的间隙h的关系，保证了凹槽12形成的高压层能够形 成足够大的高压层来覆盖整个间隙，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了 压缩机的密封性。
85.在上述实施例中，滚子1的上端面14上设置的全部凹槽12沿滚子1的周 向均布；和/或滚子1的下端面16上设置的全部凹槽12沿滚子1的周向均布。
86.在该实施例中，滚子1的上端面14上设置的全部凹槽12都沿着滚子1的 周向均匀分布，滚子1的下端面16上设置的全部凹槽12都沿着滚子1的周 向均匀分布，进而保证了滚子1上凹槽12突变区域附近形成的高压层的密度 相对均匀，使得滚子1在转动时的受力均匀，同时滚子1在高速工作时不会因 为高速运动而与压缩机之间的距离发生大幅改变进而使得滚子1上的凹槽12 发生磨损。
87.进一步地，凹槽12深度为h，其中，2μm≤h≤20μm。其中，凹槽12深度 h的上限保证了凹槽12不会对滚子1的强度具有太大的影响，同时限定凹槽 12深度h的下限保证了凹槽12突变区域附近能够形成足够强度的高压层， 进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机的密封性。
88.在上述实施例中，凹槽12位于内径为r3外径为r2的环形区域内，其 中，r2为滚子1的外径，r4为滚子1内径，r4≤r3≤0.8r2。
89.在该实施例中，如图2和图6所示，凹槽12位于内径为r3外径为r2的 环形区域内，其中，r2为滚子1的外径，r4为滚子1内径，r4≤r3≤0.8r2。 通过限制凹槽12在滚子1上的区域保证了凹槽12突变区域附近能在滚子1外 侧的位置形成有效的高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机 的密封性。
90.在上述实施例中，外侧段122和内侧段124之间的角度设置为预设夹角 时，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半径是r1的圆形轨迹 上，(0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。
91.在该实施例中，外侧段122和内侧段124之间的角度设置为预设夹角时， 内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半径是r1的圆形轨迹上， 并满足(0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。该种设置，通过限定r1和r2、r3 之间的关系限制了凹槽12在滚子1上的设置区域，进而保证了突变区域附近 能在更合理的位置形成高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩 机的密封性。
92.在上述实施例中，凹槽12相对滚子的径向方向倾斜设置，该角度为预设 倾斜角度，凹槽12的数量是m，其中：λ1为倾斜角 度的补角。
93.在该实施例中，凹槽12的数量应为m，其中：λ1为倾斜角度的补角，其中，倾斜角度为凹槽12与滚子外端的边缘的交叉点 的切线方向与过该点半径方向所夹的锐角。通过限制凹槽12的最小数量保证 了在滚子1的四周都能形成有效的高压层，进而防止内部的气流流出压缩机， 保证了压缩机的密封性。
94.进一步地，如图2和图5所示，10
°
≤λ1≤45
°
。该种设置保证了突变区域附 近能够形成足够强度的高压层，进而保证了高压层能够防止内部的气流流出压 缩机，进而提升压缩机的能耗。
95.在上述实施例中，凹槽12的数量是m，外侧段122和内侧段124之间的 角度设置为预设夹角时，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半 径是r1的圆形轨迹上，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处的宽度 b为
96.在该实施例中，凹槽12的数量是m，当外侧段122和内侧段124之间的 角度设置为预设夹角时，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半 径是r1的圆形轨迹上，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处的宽度 b为通过在内侧段124与外侧段122呈预设夹角设置时限定 外侧段122与凹槽12的内侧段124的连接处的宽度b为使 得外侧段122与内侧段124之间的距离不会太大进而保证了高压层的密度，进 而保证了高压层的密封效果，同时使得外侧段122与内侧段124之间的距离不 会太小，使得加工难度下降，同时保证形成凹槽12能够形成有效的高压层进 而保证高压层的密封效果。
97.在上述实施例中，滚子1的上端面14上设置的凹槽12的数量大于等于 8个，和/或滚子1的下端面16上设置的凹槽12的数量大于等于8个。
98.在该实施例中，滚子1的上端面14上设置的凹槽12的数量大于等于8 个，和/或滚子1的下端面16上设置的凹槽12的数量大于等于8个，通过限 制凹槽12的最小数量，保证了凹槽12形成的高压层能完全的覆盖滚子1的一 周，使得高压层能够对滚子1的端面起到密封和润滑的作用。
99.进一步地，凹槽12由激光加工、电火花加工、刻蚀加工、超声加工中的 一种方式加工形成。当然凹槽12也可以由其他的加工工艺加工而成。
100.在上述实施例中，凹槽12的内侧与滚子1的内腔部分或全部连通。
101.在该实施例中，凹槽12的内侧与滚子1的内腔部分或全部连通。通过限 定凹槽12的内侧与滚子1的内腔与滚子1的内腔部分或完全连通，降低了滚 子1的重量，同时并不会影响高压层的密封效果。
102.实施例二
103.本发明提供了一种具有对称结构凹槽的滚子1。该滚子1包括上端面 14、下端面16，以及设置在上端面14和/或下端面16上的凹槽12。其中： 凹槽12由滚子1的外侧边缘向滚子1的内侧延伸，凹槽12包括相互连接的 内侧段124和外侧段122，凹槽12包括设置在滚子1的侧壁面上的凹槽12 入口；其中，凹槽12的内侧段124相对凹槽12的外侧段122形成突变，滚 子1转动时，突变区域附近的压力大于内侧段124内的流动介质压力和外侧 段122内的流动介质的压力。
104.根据本发明提供的滚子1，用于压缩机，滚子1的上端面14设置有凹 槽12和/或下端面16上设置有凹槽12，凹槽12由滚子1的外侧边缘向滚 子1的内侧进行延伸。凹槽12包括有相互连接的内侧段124和外侧段122， 凹槽12包括有设置在滚子1的侧壁面上的凹槽12入口。滚子1的凹槽12 的内侧段124相对凹槽12的外侧段122形成突变。在该实施例中，通过在 滚子1的上端面14设置有凹槽12和/或下端面16上设置有凹槽12，凹槽 12由滚子1的外侧边缘向滚子1的内侧进行延伸。使得滚子1进行转动时， 形成了收敛缝隙流体膜层也就是高压层，而由于在滚子1的上端面14和/或 下端面16上都设置凹槽12，使得滚子1在顺时针或逆
时针旋转时在滚子1 的上端面14和/或下端面16上形成局部的高压区，进而产生流体动压效应， 通过流体动压效应保障了上端面14和/或下端面16的润滑的效果。同时， 通过凹槽12突变处的高压，能够在滚子1的端面形成高压区，这样就使得 滚子1两个端面之间的介质阻力更大，以此使得在滚子1的上端面14和/ 或下端面16上具有更好的密封性，起到了抑制滚子1端面泄漏的作用，进 而提高了压缩机的能效，且在高速工况下滚子1形成的高压区更加明显， 使得密封效果更好，解决了现有技术中滚子1端面两侧泄漏的问题。极大 的提升了压缩机的使用效率，降低了压缩机的能耗。
105.进一步地，滚子1转动时，内侧段内的流动介质压力大于外侧段内的流动 介质的压力。
106.其中，本技术中，通过凹槽12的突变能够使从凹槽12的入口进入到 凹槽12内的介质的流速降低，也即通过突变改变了进入凹槽12内的气体 等的流速。而根据能量守恒定理可知，介质流速变慢了，因此，该处会形成 介质聚集，以此便会使该处的压力增加。也即本技术，通过在凹槽12处设 置突变的作用在于减缓介质流速，也即增大介质的流动阻力，以此使得凹 槽12突变区域附近能够形成局部高压。
107.同时当滚子1随曲轴4偏心部旋转时，滚子1按一定速度自转，利用 滚子1的自转与该凹槽12结构在一定切向速度下产生的动压效应，可在 滚子1上下端面16形成局部高压区，达到抑制滚子1端面泄漏并改善端 面润滑的目的，提高压缩机能效。即压缩机上设置有与滚子1的上下端面 16分别对应的静配合面，静配合面与滚子1的上下端面16与对应的静配合 面之间的轴向距离为微米级，以便能够形成动压效应。
108.在上述实施例中，如图2、图3、图5和图7所示，凹槽12由外向内沿 周向方向倾斜延伸；和/或凹槽12的外侧段122朝向滚子1的切线方向。
109.在该实施例中，凹槽12由外向内沿滚子1的周向方向倾斜延伸，和/ 或凹槽12的外侧段122朝向滚子1的切线方向设置。该种设置，使得凹槽 12具有方向性，即位于滚子1外径处凹槽12入口的切线方向始终指向滚 子1的自转方向。该种设置，使得滚子1在顺时针转动或逆时针转动时能 够带动周围的空气形成高压区，进而保证了滚子1上端面14和/或下端面 16位置的密封性及润滑性。
110.在上述实施例中，内侧段124与外侧段122呈预设夹角设置，以形成突 变，预设夹角大于0
°
小于90
°
。
111.在该实施例中，内侧段124与外侧段122呈预设夹角设置，在滚子1进行 转动时，内侧段124与外侧段122之间的夹角使得带动的空气气流形成突变， 进而形成高压层。其中，预设夹角应大于0
°
并小于90
°
，即内侧段124与外侧 段122并不是完全平行的，而是呈一定角度的，以此使得内侧段124与外侧段 122之间形成了拐角或者转弯，从而可以减慢介质在该处的流速，以此使得滚 子1在顺时针转动或逆时针转动时，能够在凹槽12突变区域附近形成局部 高压，也即产生动压效应，以此能够提高滚子1的润滑效果及密封效果。
112.在上述实施例中，凹槽12的内侧段124的容积小于外侧段122的容积； 和/或凹槽12的内侧段124的宽度小于外侧段122的宽度；和/或凹槽12的内 侧段124的槽深小于外侧段122的槽深。
113.在该实施例中，凹槽12的内侧段124的容积小于外侧段122的容积，凹 槽12的内侧段124的宽度小于外侧段122的宽度，凹槽12的内侧段124的 槽深小于外侧段122的槽深。也
即在该方案中，凹槽12的内侧通道比外侧通 道要小，以此使得介质在进入到凹槽12的内侧段124以后，速度能够变慢。 也即该种设置，通过减小凹槽12的内侧段124的大小实现了凹槽12的突变， 以此确保了滚子1在工作时能够在突变周围形成动压效应。
114.在上述实施例中，凹槽12包括轴对称凹槽(如图8至图11所示)和非对 称凹槽，对称凹槽包括t型槽、半t型槽、梯形槽(如图10所示)中的至少 一种。
115.在该实施例中，凹槽12可以是对称凹槽，或是非对称凹槽，其中对称凹 槽包括有t型槽、半t型槽、梯形槽(如图10所示)中的至少一种。其中， 在滚子1能够正反转交替的场合，可以在滚子1上设置t型槽、半t型槽、 梯形槽等对称凹槽，以此确保滚子1的突变区域附近能够形成局部高压，从而 产生动压效应。而在滚子1只能够单向旋转时，凹槽12应该设置成朝向切线 方向的非对称凹槽，即相对滚子1的半径存在一定倾斜的槽。在实际过程中， 可根据滚子1的实际工况选择凹槽12的形式。当然，凹槽12也可如图11所 示，为两个弧形凹槽交叉对此设置。其中，本技术中，对称凹槽指的是凹槽12 的中心线相对滚子的径向方向对称，也即凹槽12关于滚子1的一直径或者半 径对称。
116.在上述实施例中，凹槽12深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子1与压 缩机的气缸2沿轴向方向的间隙。
117.在该实施例中，凹槽12的深度h为0.5h≤h≤3h，其中，h为滚子1与压 缩机的气缸2沿轴向方向的间隙，通过限制凹槽12的深度h与滚子1与压缩 机的气缸2沿轴向方向的间隙h的关系，保证了突变区域附近形成的局部高 压能够形成足够大的高压层来覆盖整个间隙，进而防止内部的气流流出压缩机， 保证了压缩机的密封性。
118.在上述实施例中，滚子1的上端面14上设置的全部凹槽12沿滚子1的周 向均布；和/或滚子1的下端面16上设置的全部凹槽12沿滚子1的周向均布。
119.在该实施例中，滚子1的上端面14上设置的全部凹槽12都沿着滚子1的 周向均匀分布，滚子1的下端面16上设置的全部凹槽12都沿着滚子1的周 向均匀分布，进而保证了滚子1上凹槽12形成的高压层的密度相对均匀，使 得滚子1在转动时的受力均匀，同时滚子1在高速工作时不会因为高速运动而 与压缩机之间的距离发生大幅改变进而使得滚子1上的凹槽12发生磨损。
120.进一步地，凹槽12深度为h，其中，2μm≤h≤20μm。其中，凹槽12深度 h的上限保证了凹槽12不会对滚子1的强度具有太大的影响，同时限定凹槽 12深度h的下限保证了突变区域附近能够形成足够强度的高压层，进而防止 内部的气流流出压缩机，保证了压缩机的密封性。
121.在上述实施例中，外侧段122和内侧段124之间的角度设置为预设夹角 时，内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半径是r1的圆形轨迹 上，(0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。
122.在该实施例中，外侧段122和内侧段124之间的角度设置为预设夹角时， 内侧段124和凹槽12的外侧段122的连接处位于半径是r1的圆形轨迹上， 并满足(0.7r3+0.3r2)≤r1≤(0.8r2+0.2r3)。该种设置，通过限定r1和r2、r3 之间的关系限制了凹槽12在滚子1上的设置区域，进而保证了突变区域附近 能在更好的位置形成高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机 的密封性。
123.在上述实施例中，如图3和图5所示，凹槽12相对滚子的径向方向倾斜 设置，该角
度为预设倾斜角度，凹槽12的数量是m，其中：度为预设倾斜角度，凹槽12的数量是m，其中：λ1为倾斜角度的补角。
124.在该实施例中，凹槽12的数量应为m，其中：λ1为倾斜角度的补角，其中，倾斜角度为凹槽12与滚子外端的边缘的交叉点 的切线方向与过该点半径方向所夹的锐角。通过限制凹槽12的最小数量保证 了在滚子1的四周都能形成有效的高压层，进而防止内部的气流流出压缩机， 保证了压缩机的密封性。
125.进一步地，如图5所示，10
°
≤λ1≤45
°
。该种设置保证了突变区域附近能够 形成足够强度的高压层，进而保证了高压层能够防止内部的气流流出压缩机， 进而提升压缩机的能耗。
126.在上述实施例中，凹槽12包括t型槽(如图8所示)或半t型槽(如 图9所示)，凹槽12位于外径为r1内径为r3的环形区域内，其中，r2为 滚子1的外径，t型槽或半t型槽的变截面位于半径是r5的圆上，r4为滚 子1内径，其中，r3、r5和r4满足：r4≤r3≤(0.8r5+0.2r4)。
127.在该实施例中，当凹槽12为t型槽(如图8所示)或半t型槽，凹槽12 位于外径为r1内径为r3的环形区域内，其中，r1为滚子1的外径，t型槽 或半t型槽的变截面位于半径是r2的圆上，r4为滚子1内径，其中，r3、 r1和r4满足：r4≤r3≤(0.8r5+0.2r4)。通过限制r3的距离限制了凹槽12在 滚子1上的设置区域，进而保证了凹槽12能在更好的位置形成高压层，进而 防止内部的气流流出压缩机，保证了压缩机的密封性。
128.其中，图8中，l1为t型槽外侧宽度，l2为t型槽内侧宽度。
129.进一步地，(0.2r2+0.8r3)≤r5≤(0.6r2+0.4r3)。该种设置，通过限制r2 的取值范围，进一步地限制了凹槽12在滚子1上的设置区域，进而保证了凹 槽12能在更好的位置形成高压层，进而防止内部的气流流出压缩机，保证了 压缩机的密封性。
130.在上述实施例中，滚子1的上端面14上设置的凹槽12的数量大于等于 8个，和/或滚子1的下端面16上设置的凹槽12的数量大于等于8个。
131.在该实施例中，滚子1的上端面14上设置的凹槽12的数量大于等于8 个，和/或滚子1的下端面16上设置的凹槽12的数量大于等于8个，通过限 制凹槽12的最小数量，保证了凹槽12形成的高压层能完全的覆盖滚子1的一 周，使得高压层能够对滚子1的端面起到密封和润滑的作用。
132.进一步地，凹槽12由激光加工、电火花加工、刻蚀加工、超声加工中的 一种方式加工形成。当然凹槽12也可以由其他的加工工艺加工而成。
133.在上述实施例中，凹槽12的内侧与滚子1的内腔部分或全部连通。
134.在该实施例中，凹槽的内侧与滚子1的内腔部分或全部连通。通过限定凹 槽的内侧与滚子1的内腔与滚子1的内腔部分或完全连通，降低了滚子1的重 量，同时并不会影响高压层的密封效果。
135.本发明第二方面的实施例提供了一种压缩机，如图1和图4所示，包括 本发明第一方面实施例提供滚子1。
136.本发明提供的压缩机，包括本发明第一方面实施例提供滚子1，因此本申 请提供的压缩机具有本发明第一方面的任一实施例的滚子1的全部有益效果， 在此不在赘述。
137.进一步地，压缩机包括曲轴4，滚子1的旋转方向与曲轴4的旋转方向一 致或相反。
138.在该实施例中，压缩机包括泵体，泵体包括：曲轴4、滚子1、气缸2、轴 承，轴承部件3、消音器5等部件构成。轴承部件包括上下轴承部件。滚子1 安装在曲轴4上，位于气缸2内，能够在气缸2内由曲轴4带动而旋转。滚子 1的旋转方向与曲轴4的旋转方向相同或相反，由于滚子1无论是顺时针转动 还是逆时针转动都能形成高压层，因此无需限制曲轴4的转动方向，提高了滚 子1的适用性。
139.更进一步地，压缩机上设置有与滚子1的上下端面16分别对应的静配合 面，静配合面与滚子1的上下端面16与对应的静配合面之间的轴向距离为微 米级，以便能够形成动压效应。当动环回转时，由于静环表面有很多微孔， 动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个 孔都像一个微动力滑动轴承。也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动 时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
140.本发明第三方面的实施例提供了一种温度调节设备(图中未示出)，包 括本发明第一方面实施例提供滚子1或本发明第二方面实施例提供的压缩机。
141.根据本发明提供的温度调节设备，包括本发明第一方面实施例提供滚子1 或本发明第二方面实施例提供的压缩机，因此，本技术提供的温度调节设备具 有本发明第一方面的任一实施例的滚子1的全部有益效果，或者具有本发明第 二方面的任一实施例的压缩机的全部有益效果在此不在赘述。
142.在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解， 例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是 直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
143.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例
”ꢀ
等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于 本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述 不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
144.以上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。