CN103032330B - 一种压缩机及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种具有断热特性的压缩机，其结构包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件、压缩机驱动组件和储液器组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料、所述压缩机泵体组件的材料以及所述储液器组件中的壳体材料中的任一种材料或者任两种材料或者三种材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料。通过上述压缩机泵体组件和压缩机壳体组件以及有设置储液器组件中的壳体采用导热系数低的断热材料，能够避免泵体组件与制冷剂气体之间的热交换，或者压缩机壳体组件及储液器壳体组件与制冷剂气体之间的间接热交换，能够减少能量的损失，同时提高了压缩能效，从而提升了整体压缩机的能效比。

Description

一种压缩机及其应用

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及泵体组件具有断热特性的压缩机及其应用。

背景技术

压缩机，是一种将低压气体提升为高压气体的流体机械，是制冷系统的心脏，低温低压的制冷剂气体通过进气管吸入，同时通过驱动组件运转带动泵体组件对吸入的制冷剂气体进行压缩后，向出气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发的制冷循环。

压缩机运行时，制冷剂气体经由储液器吸入吸气室，通过活塞运转将制冷剂气体移动到压缩室进行压缩，压缩后的制冷剂气体经由阀片开启进入压缩机壳体内。当制冷剂气体经由储液器吸入吸气室时，此时吸气室为低温区，对应泵体组件内的上轴承、下轴承、活塞、滑片、中间板和气缸均有一半处于低温区，当制冷剂气体吸入时，压缩室的制冷剂气体也同时被压缩，此时压缩室为高温区，而对应泵体组件内的上轴承、下轴承、活塞、滑片、中间板和气缸均有一半处于高温区，因此，泵体组件的一半处于低温区，其另一半处于高温区，导致泵体组件的热量由高温部分热交换到低温部分，将膨胀低温区的制冷剂气体，减少吸入制冷剂气体的密度，相当于减少了制冷剂气体的质量，从而使得压缩室的热量没有充分被吸收，导致能量浪费。以现有技术中如图1所示的回转式压缩机的泵体组件为例，进行解释说明：活塞4在泵体组件内运转时，活塞4将直接在高温区与低温区转动，当活塞4运转到0度时，活塞4表面一半处于高温区，其另一半处于低温区；当活塞4运转到180度时，冷端的活塞4进入到高温区，而热端的活塞4进入低温区，将减少了气体的吸入量，导致能量的浪费了。

如上所述的储液器及壳体组件，由于进入储液器内的制冷剂气体一般温度低于环境温度，导致储液器内部制冷剂气体与环境发生热交换，导致进入吸气室的气体密度下降，吸入的能量减少，而进入压缩机壳体内的制冷剂气体为高温气体，其温度将远远大于环境温度，其压缩完的制冷剂气体将与环境发生热交换导致压缩的制冷剂气体能量的浪费。

而，压缩机效率，

其中，为机械效率，为压缩效率，为马达（驱动组件）效率，为压缩机效率。

进一步的，

机械效率；

压缩效率；

马达效率。

在N-TEC条件下，上述的机械效率值为0.7～0.8，压缩效率值为3～5，马达效率值为0.8～0.9，压缩效率值是机械效率值或马达效率值的4～8倍，因此在该条件下，提高压缩效率是最佳方法。

故根据上述式子可知，

提高能效的方法一：在马达效率中提高马达的效率，优化马达内的铜线的导电能力或铁芯的形状，以尽量提高马达的效率，实际操作较困难；

提高能效的方法二：机械效率中尽量降低马达输出功，通常采用的方法为减少摩擦系数，增强润滑性能，减少局部的压力等传统的方法，也即机械方面提高效率的方法，实际操作较困难；

提高能效的方法三：由上述可知，提高压缩机效率的最佳方式为断热压缩，但是压缩机效率不可能为断热压缩，一定会有所损失，故导致压缩机效率下降，而此方面的研究是非常重要的，因此亟需提出一种提高压缩效率，尽量减少实际压缩所需的功的压缩机及其应用的技术就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够降低热交换，提高压缩能效的压缩机及其应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件和压缩机驱动组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料和/或所述压缩机泵体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料，其基体组织为回火索氏体或者马氏体或者珠光体。

其中，所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：

0＜C≤0.8﹪，以及10﹪≤Cr≤27﹪。

其中，所述断热材料中还包含有以下质量百分比含量的成分：

4﹪≤Ni≤21﹪。

其中，所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

上述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。

还提供了一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件、压缩机驱动组件和储液器组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料、所述压缩机泵体组件的材料以及所述储液器组件中的壳体材料中的任一种材料或者任两种材料或者三种材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料。

其中，所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：

0＜C≤0.8﹪，以及10﹪≤Cr≤27﹪。

其中，所述断热材料中还包含有以下质量百分比含量的成分：

4﹪≤Ni≤21﹪。

其中，所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

上述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。

本发明的有益效果：一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件和压缩机驱动组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料和/或所述压缩机泵体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料，其基体组织为回火索氏体或者马氏体或者珠光体；或者，一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件、压缩机驱动组件和储液器组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料、所述压缩机泵体组件的材料以及所述储液器组件中的壳体材料中的任一种材料或者任两种材料或者三种材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料。通过上述压缩机泵体组件和压缩机壳体组件以及有设置储液器组件中的壳体采用导热系数低的断热材料，能够避免泵体组件与制冷剂气体之间的热交换，或者压缩机壳体组件及储液器壳体组件由于环境温度与制冷剂气体之间的间接热交换，能够减少能量的损失，同时提高了压缩能效，从而提升了整体压缩机的能效比。本发明利用了现有技术中的本领域技术人员在研究提高压缩机的能效的过程中，不会采用的技术手段，在压缩机的能效研究领域具有重大的应用价值。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为背景技术中转子式压缩机中泵体组件的结构示意图。

图2为本发明的一种压缩机应用于涡旋式压缩机的结构示意图。

图3为本发明的一种压缩机应用于转子式压缩机的结构示意图。

图4为本发明的一种压缩机应用于转子式压缩机的另一结构示意图。

在图1中包括有：

4-活塞、

在图2至图4中包括有：

211-第一定子、212-第一转子、213-曲轴、214-动涡盘、215-定涡盘、

221-第二定子、222-第二转子、223-活塞、2231-上活塞、2232-下活塞、224-气缸、2241-上气缸、2242-下气缸、225-压缩腔、226-滑片、227-偏心曲轴、2281-上轴承、2282-下轴承、229-中间板、

3-壳体组件。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明的一种压缩机的具体实施方式之一，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件和压缩机驱动组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料和/或所述压缩机泵体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料，其基体组织为回火索氏体或者马氏体或者珠光体。上述技术方案包括三种，第一为：压缩机壳体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料；第二为：压缩机泵体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料；第三为：压缩机壳体组件的材料和压缩机泵体组件的材料均为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料。

具体的，所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：0＜碳C≤0.8﹪，以及10﹪≤铬Cr≤27﹪。

具体的，所述断热材料中还包含有以下质量百分比含量的成分：4﹪≤镍Ni≤21﹪。其中，4﹪～21﹪的镍Ni在断热材料中也可以不含有。

具体的，所述断热材料的基材为马氏体不锈钢或者奥氏体不锈钢。优选马氏体不锈钢，其降低热量传递速率，起到阻热、断热的作用，同时因为金属的纯度越高，导热性能越好；杂质元素，尤其是在固溶体中，固溶原子扮演着散射中心的角色，大大降低了电子的运动效率。对于合金化的元素，特别是Cr和Ni，其原子半径与Fe原子相当，固溶溶解度很高，在溶质原子周围引起点陈畸变，散射电子的作用增强。本发明优选SUS304或者SUS310不锈钢。

具体的，所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

上述所述的一种压缩机的应用，所述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。

如图2所示，具体为一种涡旋式压缩机，所述驱动组件包括第一定子211和第一转子212，所述泵体组件包括定涡盘215、动涡盘214和曲轴213，所述第一转子212连接所述曲轴213以驱动所述曲轴213带动所述动涡盘214与所述定涡盘215啮合。上述泵体组件所涉及的所有零部件中的至少一个部件采用上述所述的断热材料，也可以是任意两个部件或者任意三个部件等等采用上述所述的断热材料。

如图3所示，具体为一种单缸的转子式压缩机，所述驱动组件包括第二定子221和第二转子222，所述泵体组件包括偏心曲轴227、气缸224、设于气缸224中的压缩腔225、在压缩腔225内作偏心运动的活塞223、设于气缸压缩腔225中的滑片226以及驱动活塞转动的偏心曲轴227，滑片226的端部断热不锈钢体与活塞223的外周相触接，所述第二转子222与偏心曲轴227连接。上述泵体组件所涉及的所有零部件中的至少一个部件需采用上述断热材料，也可以是任意两个部件或者任意三个部件等等。

如图4所示，具体为一种双缸的转子式压缩机，所述驱动组件包括第二定子221和第二转子222，所述泵体组件包括气缸224、设于气缸224中的压缩腔225、在压缩腔225内作运动的活塞体223、设于压缩腔225中的滑片226以及驱动活塞223转动的偏心曲轴227，滑片226的端部与活塞的外周相触接，所述气缸224包括有上气缸2241和下气缸2242，所述上气缸2241和所述下气缸2242之间设置有中间板229，所述上气缸2241的上部设置有上轴承2281，所述下气缸2242的下部设置有下轴承2282。上述泵体组件所涉及的所有零部件中的至少一个部件需采用上述断热材料，也可以是任意两个部件或者任意三个部件等等。

压缩机的壳体组件3至少由两部分的壳体构件组成，至少两部分的壳体构件中的至少一部分的壳体构件采用上述断热材料制成。压缩机的壳体组件3可以是焊接连接的上壳体和下壳体，也可以是焊接连接的上壳体、筒壳体和下壳体。

实施例2

本发明的一种压缩机的具体实施方式之二，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件、压缩机驱动组件和储液器组件，其中，所述压缩机壳体组件的材料、所述压缩机泵体组件的材料以及所述储液器组件中的壳体材料中的任一种材料或者任两种材料或者三种材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料。上述技术方案包括七种，第一为：压缩机壳体组件的材料采用上述断热材料；第二为：压缩机泵体组件的材料采用上述断热材料；第三为：储液器组件中的壳体材料采用上述断热材料；第四为压缩机壳体组件的材料和压缩机泵体组件材料均采用上述断热材料；第五为：压缩机壳体组件的材料和储液器组件中的壳体材料均采用上述断热材料；第六为：压缩机泵体组件材料和储液器组件中的壳体材料均采用上述断热材料；第七为：压缩机壳体组件的材料、压缩机泵体组件的材料以及储液器组件中的壳体材料均采用上述断热材料。

具体的，所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：0＜碳C≤0.8﹪，以及10﹪≤铬Cr≤27﹪。

具体的，所述断热材料中还包含有以下质量百分比含量的成分：4﹪≤镍Ni≤21﹪。其中，4﹪～21﹪的镍Ni在断热材料中也可以不含有。

具体的，所述断热材料为马氏体不锈钢或者奥氏体不锈钢。优选马氏体不锈钢，其降低热量传递速率，起到阻热、断热的作用，同时因为金属的纯度越高，导热性能越好；杂质元素，尤其是在固溶体中，固溶原子扮演着散射中心的角色，大大降低了电子的运动效率。对于合金化的元素，特别是Cr和Ni，其原子半径与Fe原子相当，固溶溶解度很高，在溶质原子周围引起点陈畸变，散射电子的作用增强。本发明优选SUS304或者SUS310不锈钢。

具体的，所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

上述所述的一种压缩机的应用，所述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。

压缩机泵体组件及壳体组件3的具体结构和材料说明均参照实施例1中的解释，在此不再进行赘述。

储液器组件中的壳体至少由两部分的壳体构件组成，所述至少两部分的壳体构件中的至少一部分的壳体构件采用上述断热材料。可选的，储液器组件中的壳体包括焊接连接的上储液器壳体和下储液器壳体；储液器组件中的壳体包括焊接连接的上储液器壳体、中部储液器壳体和下储液器壳体；储液器组件中的壳体为一体成型结构。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件和压缩机驱动组件，其特征在于：所述压缩机壳体组件的材料和/或所述压缩机泵体组件的材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料，其基体组织为回火索氏体或者马氏体或者珠光体；

所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：C=0.8﹪，Cr=10﹪或27﹪，以及4﹪＜Ni≤21﹪。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机，其特征在于：所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

3.权利要求1至2中任意一项所述的一种压缩机的应用，其特征在于：所述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。

4.一种压缩机，包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件、压缩机驱动组件和储液器组件，其特征在于：所述压缩机壳体组件的材料、所述压缩机泵体组件的材料以及所述储液器组件中的壳体材料中的任一种材料或者任两种材料或者三种材料为在100℃的条件下，导热系数是30W/m·℃以下的断热材料；

所述断热材料中包含有以下质量百分比含量的成分：C=0.8﹪，Cr=10﹪或27﹪，以及4﹪＜Ni≤21﹪。

5.根据权利要求4所述的一种压缩机，其特征在于：所述断热材料的基材为10Cr12、10Cr14、10Cr13、20Cr13、20Cr14、30Cr13、30Cr14、40Cr13和40Cr14中的任一种。

6.权利要求4至5中任意一项所述的一种压缩机的应用，其特征在于：所述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机和螺杆式压缩机中的任一种。