一种排量自调节压缩机及包括其的冰箱的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种排量自调节压缩机及包括其的冰箱。


背景技术：

2.根据冰箱
‑
压缩机匹配的特点，在不同环温工况下，冰箱的制冷量需求是不一样的，且差异很大；比如在冰箱能耗测试实验中，冰箱箱体在32
°
高环温工况下所需制冷量是16
°
低环温工况下的2倍左右，这也就希望冰箱压缩机能够在不同环温工况下输出不同的冷量来适应冰箱的要求，从而达到节能的要求。另一方面冰箱的间室需要精确控温提升食物的保湿保鲜，也需要要求冰箱
‑
压缩机的冷量匹配更精确，不能有大的波动。因此输出变冷量的压缩机，是未来冰箱及冷柜节能、食材保鲜的重要保证。
3.目前在冰箱压缩机行业，控制压缩机转速的往复式变频压缩机是变冷量的主流产品。相比原有的定频压缩机，变频压缩机可以根据冰箱不同的气候环境温度，控制冰箱压缩机的转速来输出不同冷量；让冰箱热负荷
‑
压缩机冷量输出处于较好的匹配状态。但由于变频压缩机需要额外的变频控制板来控制压缩机运转，压缩机的成本上升很多；且变频板上电子元器件多，有让压缩机的整体可靠性降低的风险。
4.现有技术中，部分压缩机通过设置变容装置调节压缩机的有效容积，从而调节制冷量的大小，但是这种方案需要较为复杂的电控结构，结构复杂，还会影响压缩机的可靠性。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提供一种排量自调节压缩机及包括其的冰箱，至少用于解决现有技术中存在的压缩机冷量输出调节不方便的技术问题，具体地：
6.第一方面，本发明提供一种排量自调节压缩机，包括：
7.气缸座，所述气缸座上设置有双层气缸，所述双层气缸包括内缸孔和外缸孔，其中，所述内缸孔为圆形孔，所述外缸孔为围绕所述内缸孔周向形成的环形空腔，所述内缸孔和所述外缸孔之间可通过连通孔连通；
8.所述双层气缸在所述内缸孔和所述外缸孔之间设置有滑孔，所述滑孔沿着所述双层气缸的轴向贯通，所述连通孔与所述滑孔连通，所述外缸孔的侧壁上设置有与所述滑孔连通的泄气孔；
9.滑块组件，包括滑块和弹性件，所述滑块和所述弹性件设置在所述滑孔内，所述滑块在所述弹性件和所述滑孔两端气体压力的作用下在所述滑孔内移动，并通过移动封堵所述连通孔或所述泄气孔；
10.活塞，包括内塞体和外塞体，所述内塞体和所述外塞体固定在一起或为一体结构，所述内塞体可滑动地设置在所述内缸孔内，所述外塞体可滑动地设置在所述外缸孔内。
11.进一步可选地，所述外缸孔为一端开口一端封闭的环形空腔，所述连通孔和所述泄气孔位于靠近所述外缸孔的封闭端的位置，其中，所述连通孔位于所述封闭端与所述泄
气孔之间。
12.进一步可选地，所述内塞体为一端开口一端封闭的圆桶状结构，所述外塞体为两端开口的圆筒结构，所述外塞体套设在所述内塞体外侧，所述外塞体与所述内塞体轴线共线，
13.所述内塞体的开口端边缘与所述外塞体的第一端相连。
14.进一步可选地，所述内塞体的侧壁上设置有安装孔，所述安装孔用于与活塞杆连接。
15.进一步可选地，所述内塞体的侧壁上还设置有通气孔，所述通气孔使所述内塞体的内部空间与外部空间连通。
16.进一步可选地，所述外塞体的内壁和/或外壁为圆锥面，所述外塞体的第一端的壁厚小于第二端的壁厚。
17.进一步可选地，所述滑块上设置有径向贯通的滑块孔，所述滑块具有第一工作位和第二工作位，
18.在所述第一工作位，所述滑块孔与所述连通孔连通，所述内缸孔和所述外缸孔通过所述滑块孔连通，同时，所述滑块封堵所述泄气孔；
19.在所述第二工作位，所述滑块孔与所述连通孔错开，所述滑块封堵所述连通孔，同时，所述滑块与所述泄气孔错开，所述泄气孔与所述滑孔连通。
20.进一步可选地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的第一端与所述滑块固定连接，所述弹簧的第二端固定连接在所述滑孔内。
21.进一步可选地，所述滑孔内设置固定结构，用于固定所述弹簧的第二端，或者，
22.所述弹簧的第二端与所述滑孔过盈配合。
23.第二方面，本发明提供一种冰箱，包括上述排量自调节压缩机。
24.本发明通过双层气缸和滑块组件的设置，通过吸排气压差来控制有效压缩容积大小，实现排量自调节，从而调节冷量，适应不同工况下的制冷量需求，可减少压缩机启停次数，大大减少启动过程中能耗损失，实现低能耗、节能运行。
附图说明
25.通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1示出本发明实施例排量自调节压缩机的气缸座与活塞配合状态剖视示意图(滑块位于第一工作位)；
27.图2示出图1中a处放大图；
28.图3示出本发明实施例排量自调节压缩机的气缸座与活塞配合状态剖视示意图(滑块位于第二工作位)；
29.图4示出本发明b处放大图；
30.图5示出本发明实施例气缸座的结构示意图；
31.图6示出本发明实施例活塞的结构示意图；
32.图7示出本发明实施例滑块组件的结构示意图；
33.图8示出本发明实施例滑块的受力分析示意图。
34.图中：
35.1、气缸座；10、双层气缸；11、内缸孔；12、外缸孔；13、滑孔；14、第一孔；15、第二孔；16、泄气孔；17、滑块；171、滑块孔；172、连接凸起；18、弹簧；2、活塞；21、内塞体；22、外塞体；23、安装孔；3、活塞杆。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
37.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
38.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
40.本发明通过双层气缸和滑块组件的设置，通过吸排气压差来控制有效压缩容积大小，实现排量自调节，从而调节冷量，适应不同工况下的制冷量需求，可减少压缩机启停次数，大大减少启动过程中能耗损失，实现低能耗、节能运行；与冰箱冷量匹配更精确，冰箱间室温度波动小，提升食物保湿保鲜。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：
41.如图1、图2、图3、图4，图5所示，本发明提供一种排量自调节压缩机，包括：
42.如图1、图5所示，气缸座1，气缸座1上设置有双层气缸10，双层气缸10包括内缸孔11和外缸孔12，其中，内缸孔11为圆形孔，外缸孔12为围绕内缸孔11周向形成的环形空腔，内缸孔11和外缸孔12之间可通过连通孔连通；
43.内缸孔11和外缸孔12之间设置有滑孔13，滑孔13沿着双层气缸10的轴向贯通，连通孔与滑孔13连通，外缸孔12的侧壁上设置有与滑孔13连通的泄气孔16；
44.滑块组件，包括滑块17和弹性件，滑块17和弹性件设置在滑孔13内，滑块17在弹性件和滑孔13两端气体压力的作用下在滑孔13内移动，并通过移动封堵连通孔或泄气孔16；
45.活塞2，包括内塞体21和外塞体22，内塞体21和外塞体22为一体结构，内塞体21可滑动地设置在内缸孔11内，外塞体22可滑动地设置在外缸孔12内。
46.优选地，外缸孔12为一端开口一端封闭的环形空腔，外缸孔12与内缸孔11的轴线共线。滑孔13与内缸孔11和外缸孔12的轴线平行设置，并且在双层气缸10的两端贯通。进一
步地，滑孔13沿着内缸孔11的周向分布多个，在本实施例中，滑孔13设置两个，且两个滑孔13的端面中心点位于内缸孔11的同一直径线上。容易想到的，在其他实施例中，滑孔13还可以设置多个，多个滑孔13沿着内轴孔的周向均匀分布，例如，可以设置三个滑孔13。
47.连通孔和泄气孔16位于靠近外缸孔12的封闭端的位置，其中，连通孔位于封闭端与泄气孔16之间。具体的，在外缸孔12的内侧壁上形成泄气孔16，泄气孔16与滑孔13连通，在外缸孔12的内侧壁和内缸孔11的侧壁上分别形成与滑孔13连通的第一孔14和第二孔15，第一孔14和第二孔15的轴线共线，第一孔14和第二孔15共同构成连通孔，通过连通孔可以使内缸孔11和外缸孔12连通，内缸孔11和外缸孔12内可以同时进行膨胀、压缩，从而增加压缩机的排量。优选地，泄气孔16和连通孔的数量与滑孔13相同，并一一对应，即每一个滑孔13均对应设置一个连通孔和一个泄气孔16，从而使内缸孔11和外缸孔12之间冷媒流通更加快捷和均匀。
48.如图6所示，活塞2为一体结构，即内塞体21和外塞体22为一体结构，例如可以采用一体成型的方式形成一体结构。内塞体21为一端开口一端封闭的圆桶状结构，外塞体22为两端开口的圆筒结构，外塞体22套设在内塞体21外侧，外塞体22与内塞体21轴线共线，内塞体21的开口端边缘与外塞体22的第一端相连。内塞体21的侧壁上设置有安装孔，安装孔用于与活塞杆连接，内塞体21的内腔可用于容纳活塞杆的连接端，内塞体21和外塞体22之间形成环形空腔，内塞体21置于内缸孔11内，外塞体22置于外缸孔12内，活塞2在活塞杆的作用下移动，可以在内缸孔11和外缸孔12内同步完成压缩。
49.内塞体21的侧壁上还设置有通气孔，通气孔使内塞体21的内部空间与外部空间连通。外缸孔12可通过泄气孔16以及滑孔13与外塞体22和内塞体21之间的空间连通，从而使外缸孔12内的冷媒可以通过泄气孔16和滑孔13流入到内塞体21和外塞体22之间，在通过通气孔排出压缩机的壳体内，此时，只有内塞体21在内缸孔11内进行有效压缩，排量最小。
50.优选地，外塞体22的内壁和/或外壁为圆锥面，外塞体22的第一端的壁厚小于第二端的壁厚。从而使外塞体22的第二端能够在外缸孔12内实现压缩冷媒的动作，而外塞体22的其他部分可以不与外缸孔12接触，从而减少外塞体22与外缸孔12接触面积，同时也提供了润滑油的储油空间，减少摩擦，降低功耗。
51.滑块17为圆柱状结构，可滑动地设置在滑块17内，优选地，滑块17与滑孔13之间形成滑动密封配合，即两者之间在轴向上不能流通制冷剂。滑块17上设置有径向贯通的滑块孔171，滑孔13能够与连通孔连通，即滑孔13可以位于第一孔14和第二孔15之间，内缸孔11和外缸孔12通过第一孔14、第二孔15和滑块孔171连通。
52.如图2、图4所示，滑块17具有第一工作位和第二工作位，如图2所示，在第一工作位，滑块孔171与连通孔连通，内缸孔11和外缸孔12通过滑块孔171连通，同时，滑块17封堵泄气孔16，此时内缸孔11和外缸孔12内可以同时进行膨胀、压缩，从而增加压缩机的排量；
53.如图4所示，在第二工作位，滑块孔171与连通孔错开，滑块17封堵连通孔，同时，滑块17与泄气孔16错开，泄气孔16与滑孔13连通，外缸孔12内残留制冷剂从泄气孔16排至壳体内，此时只有内塞体21在内缸孔11内进行有效压缩，排量最小。
54.如图7、图8所示，优选地，弹性件为弹簧18，弹簧18的第一端与滑块17固定连接，弹簧18的第二端固定连接在滑孔13内。进一步地，滑块17的一端设置有连接凸起172，连接凸起172的径向尺寸小于滑块17的径向尺寸，弹簧18的第一端通过过盈配合的方式套装到连
接凸起172上实现与弹簧18与滑块17的固定连接。
55.优选地，滑孔13内设置固定结构，用于固定弹簧18的第二端，或者，弹簧18的第二端与滑孔13过盈配合，进一步地，当在滑孔13内设置挡块时，挡块不能将滑孔13封堵，需要保证外缸孔12内的冷媒可以通过滑孔13排出。容易想到的，较优的方式是弹簧18通过过盈配合的方式固定在滑孔13内，并能够对滑块17施加弹性力。
56.不同系统工况下，系统负载变化导致吸排气压力变化，由此控制滑块17移动。如图8所示，滑块17受排气压力f1、吸气压力f2和弹簧18压缩力f3。低温工况时(蒸发温度低于
‑
40℃，同时为冷冻室和冷藏室提供冷负荷)，系统压差(即f1
‑
f2)大，为达到受力平衡，滑块17移动到第一工作位，弹簧18压缩量增加，此时f1
‑
f2＝f3，受力平衡，连通孔开启、泄气孔16关闭。吸气时，低温低压制冷剂先进入内缸孔11，再通过连通孔进入外缸孔12，在内缸孔11和外缸孔12内同时进行膨胀、压缩，此时活塞2在双层气缸10内均进行有效压缩，排量最大。
57.常温工况时(蒸发温度为0℃左右，仅为冷藏室提供冷负荷)，系统压差(即f1
‑
f2)小，为达到受力平衡，滑块17移动到第二工作位，弹簧18压缩量减小，此时f1
‑
f2＝f3，受力平衡；连通孔关闭、泄气孔16开启，吸气时低温低压制冷剂进入内缸孔11，在内缸孔11内进行膨胀、压缩，外缸孔12内残留制冷剂直接从泄气孔16排至壳体内，此时，只有内塞体21在内缸孔11内进行有效压缩，排量最小。
58.本技术通过多压缩机的气缸和活塞进行结构改进实现排量自调节，对压缩机的整体结构改动较小，并且能够通过压缩机的工况实现自动调节排量，减少了电控元器件的使用，降低成本，提高整机的可靠性。
59.本发明还提供一种冰箱，包括上述排量自调节压缩机，本发明提供的冰箱通过压缩机的排量调节适应不同工况下的制冷量需求，可减少压缩机启停次数，大大减少启动过程中能耗损失，实现低能耗、节能运行；与冰箱冷量皮匹配更精确，冰箱间室温度波动小，提升食物保湿保鲜。
60.以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。