CN103195689A - 一种压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩机泵体组件具有绝热特性的压缩机，其包括压缩机壳体组件、压缩机泵体组件和压缩机驱动组件，所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件。本发明压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件采用弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件，由于其绝热性能好，能够最大程度地减少泵体组件与制冷剂气体之间的热交换，减少能量的损失，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

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩机泵体组件具有绝热特性的压缩机。

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。

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= ×100%；

压缩效率= ×100%；

马达效率

= 

×100%。

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，但实际操作较困难。

提高能效的方法二：机械效率

中尽量降低马达输出功，即在机械方面提高效率，通常为了降低磨损，会适当加大各磨合面的间隙，从而减少摩擦功耗，但是这样就牺牲了泵体组件的效率；也有采用减少活塞与轴承的接触面积来减少摩擦功耗，但是减少了接触面积会导致单位受力面承受的压力变大，会降低活塞的可靠性，导致活塞使用寿命降低。

提高能效的方法三：绝热压缩，尽量减少实际压缩所需功，提高压缩效率

，但是压缩机效率不可能为完全绝热压缩，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。

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。

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，所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件。

其中，所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在135Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是30W/mK以下的绝热铸件。

其中，所述绝热铸件为致密石墨铸铁或者球状石墨铸铁。

其中，所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.1%≤C≤4.3%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.12%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

其中，所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.8%≤C≤4.0%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.15%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

其中，所述压缩机泵体组件包括上轴承、下轴承、活塞、滑片和气缸,所述上轴承、所述下轴承、所述活塞、所述滑片和所述气缸中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

其中，所述压缩机泵体组件包括上轴承、下轴承、活塞、滑片、上气缸、下气缸和中间板,所述上轴承、所述下轴承、所述活塞、所述滑片、所述上气缸、所述下气缸和所述中间板中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

其中，所述压缩机泵体组件包括定涡盘和动涡盘，所述定涡盘和/或所述动涡盘的材料为所述绝热铸件。

其中，所述压缩机泵体组件包括阴螺杆、阳螺杆、吸气端盖和排气端盖，所述阴螺杆、所述阳螺杆、所述吸气端盖和所述排气端盖中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

其中，所述压缩机泵体组件包括活塞、气缸、连杆和活塞销，所述活塞、所述气缸、所述连杆和所述活塞销中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

本发明的有益效果：

本发明的压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件采用弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件，由于其绝热性能好，能够最大程度地减少泵体组件与制冷剂气体之间的热交换，减少能量的损失，提高了压缩能效，从而提升了整体压缩机的能效比。更进一步地，所述绝热铸件为致密石墨铸铁或者球状石墨铸铁这两种形态的绝热铸件，这两种铸铁均有比较高的机械强度和让人满意的摩擦学特性，材料里的石墨具有良好的储油功能，有效帮助降低磨损，能够在运行时表现出充分的耐磨性，而且其表面的损伤的加大会增加石墨向表面转移，形成更好的的润滑，可以帮助减少摩擦功耗，从而提高机械效率，进一步地提升压缩机效率。而弹性模量直接反映的就是材料的机械强度，泵体组件采用了具有较高弹性模量的材料，使其强度高，变形量小，也有助于提高压缩机的性能和延长压缩机的寿命。

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。

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，所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件，优选为弹性模量在135Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是30W/mK以下的绝热铸件。

通过将压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件采用弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件，由于其绝热性能好，能够最大程度地减少泵体组件与制冷剂气体之间的热交换，减少能量的损失，提高了压缩能效，从而提升了整体压缩机的能效比。

具体的，所述绝热铸件为致密石墨铸铁或者球状石墨铸铁这两种形态的绝热铸件，相对于片状石墨铸铁，致密石墨铸铁和球状石墨铸铁的耐磨性能均能令人满意，其原因是其基料和硬质相特性在较大程度上有助于耐磨性，而当要求泵体组件的机械和热性能均达到最佳状态时，这就需要在形态学上处于中间的石墨，即处于片状和球状石墨之间，从而选择了致密石墨铸铁。这两种铸铁均有比较高的机械强度和让人满意的摩擦学特性，材料里的石墨具有良好的储油功能，有效帮助降低磨损，能够在运行时表现出充分的耐磨性，而且其表面的损伤的加大会增加石墨向表面转移，形成更好的润滑，可以帮助减少摩擦功耗，并能够在尽量短的时间内产生“磨合”，从而提高机械效率，进一步地提升压缩机效率。

而弹性模量直接反映的就是材料的机械强度，压缩机泵体组件采用了弹性模量在125Gpa以上的材料，使其强度高，变形量小，也有助于提高压缩机的性能和延长压缩机的寿命。

具体的，所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.1%≤C≤4.3%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.12%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及平衡铁和不超过1.0%的杂质。

优选地，所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.3%≤C≤4.0%，1.5%≤Si≤2.8%，0.2＜Mn≤1.0%，0.01＜S≤0.10%，0.01＜P≤0.15%，

0.001＜Mg≤0.085%，0.001＜Re≤0.065%，0.05＜Cr≤0.2%，0.1＜Ni≤3.5%，

0.01＜Cu≤1.0%，0.01＜Mo≤0.6%，0.01＜V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

也可以是，所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.8%≤C≤4.0%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.15%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

所述压缩机应用于转子式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机和往复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除曲轴213外的其他零件中至少一个零件采用上述所述绝热铸件，也可以是任意两个零件或者任意三个零件等等采用上述所述绝热铸件。

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除偏心曲轴227外的其他零件中至少一个零件采用所述绝热铸件，也可以是任意两个零件或者任意三个零件等等。

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除偏心曲轴227外的其他零件中至少一个零件采用所述绝热铸件，也可以是任意两个零件或者任意三个零件等等。

所述压缩机也可以是螺杆式压缩机，其泵体组件包括阴螺杆、阳螺杆、吸气端盖和排气端盖，所述阴螺杆、所述阳螺杆、所述吸气端盖和所述排气端盖中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件，也可以所有零件均采用所述绝热铸件。

所述压缩机还可以是往复式压缩机，其泵体组件包括活塞、气缸、连杆和活塞销，所述活塞、所述气缸、所述连杆和所述活塞销中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件，也可以所有零件均采用所述绝热铸件。

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 (10)

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：所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在125Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是37W/mK以下的绝热铸件。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件中的全部零件或者部分零件的材料为弹性模量在135Gpa以上，且在100℃的条件下，其导热系数是30W/mK以下的绝热铸件。

3.根据权利要求1所述的一种压缩机，其特征在于：所述绝热铸件为致密石墨铸铁或者球状石墨铸铁。

4.根据权利要求1所述的一种压缩机，其特征在于：所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.1%≤C≤4.3%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.12%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机，其特征在于：所述绝热铸件中包含有以下质量百分比含量的成分：

2.8%≤C≤4.0%，1.2%≤Si≤3.0%，0≤Mn≤1.2%，0≤S≤0.15%，0≤P≤0.15%，

0≤Mg≤0.085%，0≤Re≤0.065%，0≤Cr≤0.2%，0≤Ni≤4.0%，0≤Cu≤1.0%，

0≤Mo≤0.6%，0≤V≤0.4%，以及Fe和不超过1.0%的杂质。

6.权利要求1至5中任意一项所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件包括上轴承、下轴承、活塞、滑片和气缸,所述上轴承、所述下轴承、所述活塞、所述滑片和所述气缸中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

7.权利要求1至5中任意一项所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件包括上轴承、下轴承、活塞、滑片、上气缸、下气缸和中间板,所述上轴承、所述下轴承、所述活塞、所述滑片、所述上气缸、所述下气缸和所述中间板中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

8.权利要求1至5中任意一项所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件包括定涡盘和动涡盘，所述定涡盘和/或所述动涡盘的材料为所述绝热铸件。

9.权利要求1至5中任意一项所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件包括阴螺杆、阳螺杆、吸气端盖和排气端盖，所述阴螺杆、所述阳螺杆、所述吸气端盖和所述排气端盖中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

10.权利要求1至5中任意一项所述的一种压缩机，其特征在于：所述压缩机泵体组件包括活塞、气缸、连杆和活塞销，所述活塞、所述气缸、所述连杆和所述活塞销中至少有一个零件的材料为所述绝热铸件。

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