CN104797820A - 用于制冷压缩机中的气体的排出的隔热系统和制冷压缩机 - Google Patents

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Abstract

所述压缩机包括：气缸曲轴箱(1)，该气缸曲轴箱限定气缸(2)，该气缸由阀板(3)封闭，该阀板设置有至少一个排出孔口(3a)；气缸盖(10)，该气缸盖安置在该阀板(3)上并且在其内部中限定排出室(11)。本系统包括限定至少一个增压室(21)的空心本体(20)，该空心本体安装在气缸盖(10)内部，并且与气缸盖维持间隙(30)。该空心本体(20)安置在阀板(3)上，防止阀板直接接触空心本体(20)的内部体积，该空心本体设置有入口喷嘴(22)和出口喷嘴(23)，该入口喷嘴使增压室(21)与阀板(3)的排出孔口(3a)连通，该出口喷嘴使增压室(21)与气缸盖(10)的气体出口(13)连通。

Description

用于制冷压缩机中的气体的排出的隔热系统和制冷压缩机
技术领域
本发明涉及一种隔热系统，该隔热系统应用于例如往复气密式的制冷压缩机(该制冷压缩机特别地由线性马达驱动)中的气体的排出，并且涉及包括所述系统的压缩机。
背景技术
限制压缩机的效率和容量的增加的变量之一是过热。该限制来自于被吸过蒸发管路的气体和压缩机的内部之间的热交换，该热交换在压缩之前引起制冷剂温度的增加。这种情况导致容量的损失，并且因此导致效率的损失。
通常具有高的温度的该排出系统促成增加压缩机的热轮廓。因此，隔离排出热导致总体上减小热轮廓，并且最重要的是，其中气体被压缩的温度的降低。通常，用来防止气体过热的策略是改进吸入隔离。
然而，存在针对制冷压缩机中的排出的隔热的已知方案。在所述方案中，US2010/0226805(ACC)公开一种排出管路，其中设置塑料的排出管和塑料或聚合物(例如，PTFE)的管状套管，该管状套管定位成包围排出管的一部分(在后者穿过位于压缩机外壳中的排出管的区域中)，这种管在这个先前方案中是金属的。虽然这个方案提供到压缩机的内部的热传输的小的减少，但鉴于所述排出管通常是金属的并且具有大的延伸部以便吸收压缩机组件和气密外壳之间的振动，它具有以下缺点：仅阻止排出管中的排出气体的热传输到气密外壳的环境的内部。这个先前方案不阻止被释放到气缸盖内的排出室的排出气体热传递到压缩机的头部区域和到该组件的金属部件的其余部分，特别是到气缸曲轴箱，促成要被压缩的气体的不希望的加热。
另一已知方案(DE102004054328–Denso)提供一种排出室，该排出室内部地设置有呈内部衬里的形式的隔热装置，该内部衬里直接安置在排出室的内壁上。鉴于提出的隔热件具有内部地施加到气缸盖的衬里的形式而在所述隔热件和气缸盖的金属材料之间没有任何间隔，这种先前方案具有以下缺点：允许排出室内包含的气体和气缸盖之间的通过传导的某些热交换。这种技术方案不能提供被释放到排出室的内部的气体和由气缸盖、阀板和气缸曲轴箱的金属结构形成的组件之间的有效的隔热。
发明内容
由于先前方案的缺点，本方案的目标是提供一种用于压缩机的排出的有效的隔热系统，该有效的隔热系统能够显著减小从由压缩机泵送的高温下的制冷剂流体到气缸盖和到压缩机的其余部分的热传递，提高压缩机的效率。
本发明的另一目标是提供一种用于容易构造且组装的诸如上面提及的压缩机(特别地但不排他地具有线性马达的类型的压缩机中)的排出的隔热系统。
另外目标是提供一种制冷压缩机，该制冷压缩机包括如上所述的隔热系统。
这些目标通过用于制冷压缩机中的气体的排出的隔热系统被实现：气缸曲轴箱，该气缸曲轴箱限定气缸，该气缸在一个端部被阀板封闭，该阀板设置有至少一个排出孔口并且与气缸一起限定压缩室；气缸盖，所述气缸盖具有气体出口并且与所述压缩室相对地抵靠所述阀板安置，并且在所述气缸盖内部限定排出室；和排出管，所述排出管使所述气缸盖的气体出口与所述压缩机的外部连通。
本发明的隔热系统包括空心本体，该空心本体在其内部中限定至少一个增压室，并且该空心本体以导引的方式安装在气缸盖的内部中，与气缸盖维持气密间隙并且抵靠阀板安置，防止阀板直接接触空心本体的内部体积，该空心本体设置有：入口开口，该入口开口使增压室与阀板的排出孔口连通；和出口开口，该出口开口使增压室与气缸盖的气体出口连通。
根据执行本发明的可能方式，该空心本体可以由隔热材料形成。
本发明提出的构造通过空心本体和气缸盖之间限定的间隙允许被压缩机泵送到排出室的内部的气体保持与气缸盖隔离。此外，该空心本体被安置在阀板上，允许其中包含的气体维持仅与阀板的排出孔口连通，并且不与面向气缸盖的阀板的表面的其余连通。在使用由隔热材料形成的空心本体的情况中，由压缩机泵送到排出室的内部的气体将另外与气缸盖隔离开隔热材料的所述空心本体的壁的厚度。
附图说明
下面将参考通过执行本发明的方法的例子的方式给出的附图描述本发明，并且其中：
图1描绘根据主题系统构造的由气缸盖、多个部分的空心本体、排出阀、阀板和密封衬垫形成的组件的分解透视图；
图2描绘图1中示出的组件的侧视图，其中组成部分处于组装状态；
图3描绘从气缸盖的外端部获取的图2中示出的组件的端视图；并且
图4描绘图3中示出的组件的剖视图，所述切割根据所述图中的线IV-IV进行。
具体实施方式
将针对制冷压缩机描述本发明，该制冷压缩机为往复气密类型的并且包括马达-压缩机组件(未示出)，该马达-压缩机组件包括气缸曲轴箱1(在图4中被部分地示出)，该气缸曲轴箱限定气缸2，在该气缸内部，活塞通过旋转或线性电动机的作用轴向地位移(未示出)。
气缸曲轴箱1可以以现有技术中熟知的任何合适的金属合金被构造。
气缸2具有：打开端部，通过该打开端部安装活塞；和相对的端部(在图4中被示出)，该相对的端部被阀板3封闭，抵靠阀板安置通常金属的气缸盖10。阀板3由金属合金构造，以便与至少一个吸入阀(未示出)并且与至少一个排出阀4一起操作，该至少一个吸入阀面对气缸2的内部，该至少一个排出阀在示出的例子中呈包括金属柔性叶片4a的单个板的形式，该金属柔性叶片与阀板3的相应排出孔口3a关联地操作。应当理解，排出阀可以呈现包括多个柔性叶片的单个板的形式，每一个柔性叶片与设置在阀板3中的相应排出孔口关联地操作。
阀板3通过环形密封衬垫5被安置在气缸曲轴箱1上。虽然在图中没有被示出，但还可以设置另一环形密封衬垫，该另一环形密封衬垫位于气缸盖10和阀板3的相邻的面之间。
气缸盖10抵靠阀板3的一个面安置，该一个面与抵靠气缸曲轴箱1安置的面相对。气缸盖10与阀板3的相邻的面限定排出室11，该排出室维持在打开排出阀4时通过排出孔口3a或通过多个排出孔口(如果存在)与气缸2的选择性流体连通，和通过排出管(未示出)与压缩机关联的制冷系统的排出侧的恒定流体连通，该排出管将所述排出室11连接到压缩机的外部。
气缸盖10呈杯子的形式，以其打开基部安置在阀板3上并且限定与排出孔口3a流体连通的气体入口12和联接到排出管的气体出口13，该排出管将所述气体出口13与压缩机的外部连通。
在示出的构造中，气缸盖10设置有端部壁14，该端部壁与其打开基部相对并且与阀板3相对。在示出的实施例中，气体出口13被设置在端部壁14的切角区域15中并且被布置成从气缸盖10侧向向外面向。
然而，气体出口13的所述布置应当不限于示出的实施例，并且气体出口13可以被设置在气缸盖10的端部壁14中。
本发明提供一种应用于压缩机中的气体的排出的隔热系统，所述系统包括空心本体20，该空心本体优选地但不必然地由隔热材料形成，在其中限定至少一个增压室21并且以导引的方式安装在气缸盖10内，与该气缸盖保持间隙30并且抵靠阀板3安置，防止该阀板直接接触空心本体20的内部体积。
根据本发明，空心本体20的增压室21有效地充当排出室。气缸盖10的排出室11在这个实施例中用来限定气缸盖10的内壁和空心本体20之间的间隙30的体积。气缸盖10和空心本体20的组装可以被执行以便使间隙30相对于空心本体20的内部并且相对于气缸盖10的外部是气密的。
空心本体20设置有入口喷嘴22和出口喷嘴23，该入口喷嘴通向增压室21且通向阀板3的排出孔口3a，该出口喷嘴使增压室21与气缸盖10的气体出口13连通。
在示出的实施例中，空心本体20包括基部端部壁24，该基部端部壁抵靠阀板3安置，以便将排出阀4固定到其上并且限定用于该排出阀的止动部，该入口喷嘴22被设置在所述基部端部壁24中并且通向阀板3的排出孔口3a。
在示出的实施例中，环形密封衬垫5设置有至少两个直径地相对的偏心轴向突起5a，该偏心轴向突起被设计尺寸以便配合在被限定在气缸曲轴箱1的面对的面中的相应的凹部1a中，允许抵靠气缸曲轴箱1安置的环形密封衬垫5时的正确导引。
虽然这里没有示出，但基部端部壁24可以包括多个基部突起，该多个基部突起从空心本体20向外面向，相对于阀板3并且也相对于环形密封衬垫5和气缸曲轴箱1导引空心本体20。
空心本体20的入口喷嘴22包括：基部开口22a，该基部开口被设置在基部端部壁24中；和围绕入口喷嘴的基部开口22a的管状突起22b，该管状突起从基部端部壁24延伸到空心本体20的内部。
在示出的实施例中，围绕入口喷嘴22的基部开口22a的基部壁24的环形区域22c被构造成与阀板3轴向间隔开，限定用于排出阀4的柔性叶片4a的打开的止动部。以特别的且优选的方式，基部壁24的所述环形区域22c设置成径向向内倾斜并且轴向向着空心本体20内部倾斜，限定倾斜的打开止动部，在排出阀4打开时，柔性叶片4a抵靠倾斜的打开止动部安置。
另外根据示出的实施例，入口喷嘴22的管状突起22b具有截头圆锥形构造，其较大基部打开并且面向空心本体20的内部。
入口喷嘴22的这种建设性布置减小排出功率(排出过程中的消耗)并且最小化脉动瞬变。
空心本体20包括顶端壁25，在该顶端壁中设置空心本体20的出口喷嘴23，所述出口喷嘴23通向气缸盖10的气体出口13。
空心本体20的出口喷嘴23包括外部管状突起23a，该外部管状突起从空心本体20的顶端壁25的降低的区域25a向外延伸，以便配合在管状通道16中，该管状通道形成在端部壁14内部并且通向气缸盖10的出口开口13。在示出的实施例中，气缸盖10的出口开口13被构造用来在其内部中且通过任何合适手段(诸如例如螺纹、粘合剂或铜焊)接收和固定管状连接器18，该管状连接器从出口开口13向外突出，以便联接到未示出的排出管的相邻端部，该排出管将排出室11连接到压缩机的外部。
在设置有线性马达的往复压缩机中，气缸盖可以包括支撑元件(未示出)，该支撑元件被构造用来联接到压缩机外壳内的压缩机构的悬挂系统。然而，在具有旋转马达的往复压缩机中，气缸盖不需要包括所述支撑元件。
本发明的排出系统还提供偏置装置40，该偏置装置位于空心本体20的顶端壁25和气缸盖10的端部壁14之间，以便不变地且弹性地将空心本体20压靠在阀板3上，最小化排出气体到达空心本体20外部的气缸盖10的内部。偏置装置40将基部端部壁24压靠在阀板3上，增强基部端部壁24相对于排出阀4的固定和限制(停止)功能。偏置装置40还改善空心本体20相对于间隙30的密封。
在执行本发明的非限制性方式中，偏置装置40由板簧41限定，该板簧通常由平行的杆(通过它们的端部41a被连结)形成，该平行的杆分别外部地配合到空心本体20的顶端壁25的相应的顶部突起25b。
虽然这里没有示出，但空心本体20的顶端壁25可以包括从空心本体20向外面向的多个顶部突起，并且气缸盖10的端部壁14可以内部地设置有同样多个凹部，顶端壁25的相应顶部突起配合在该多个凹部内，相对彼此导引空心本体20和气缸盖10。在这个实施例中，板簧41可以使其端部的每一个配合在顶端壁25的相应的顶部突起内。
应当理解，本发明的排出系统可以与气缸盖、偏置装置等等的结构特性独立地被执行。
在示出的构造形式中，空心本体20由两个部分20a、20b形成，一个部分包括基部端部壁24并且另一部分包括顶端壁25，所述两个部分抵靠共同的分隔壁26安置，该分隔壁将空心本体20的增压室21分成第一和第二排出室C1、C2，所述分隔壁26具有开口26a，该开口26a与两个排出室C1、C2连通。
虽然图中没有示出，但可以在空心本体20的两个部分20a、20b和共同的分隔壁26之间提供密封装置，该密封装置可以以不同的方式被限定，例如由粘合膜或由密封衬垫限定。
如在图1和图4中可以观察到的，较靠近阀板3的空心本体20的部分20a具有端部边缘28a，该端部边缘面向共同的分隔壁26并且设置有至少两个外部切口29a，该至少两个外部切口被构造用来执行下述功能。
在该图1和图4中，可以观察到，空心本体20的另一部分20b具有端部边缘28b，该端部边缘28b面对共同的分隔壁26并且包括至少两个轴向突起29b，该至少两个轴向突起的尺寸被设计成配合且分别优选地保持到空心本体20的另一部分20a的相应的外部切口29a中。
仍然根据图1和图4中示出的实施例，共同的分隔壁26具有至少两个径向切口/凹口26b，该至少两个径向切口/凹口26b的尺寸被设计用来在关闭空心本体20时允许空心本体20的部分20b的轴向突起29b的通过。
应当理解，空心本体20可以形成为限定单个排出室的单体件，或者也如示出的形成为两个或更多个部分，然而分隔壁并入到所述部分的一个。空心本体20还可以在其内部中具有多于两个排出室。
在示出的实施例中，分隔壁26的开口26a气密地接收管27，该管通过相对于空心本体20的入口喷嘴22偏心的直段27a突出到第一排出室C1的内部，并且通过弓形段27b突出到第二排出室C2的内部。管27可以被构造且设计尺寸以便限定声学消音器。
虽然示出的管27在与中间壁26形成为分离件，但应当理解，所述管可以与所述中间壁设置在单体件中。
还应当理解，中间壁26可以被布置在不一定水平或不一定基本上水平的不同位置中，并且甚至可以以基本上竖直的或倾斜的方式被布置。此外，第一和第二排出室C1、C2可以具有相等的或不同的体积并且也通过多于一个开口26a或多于一个管27彼此连通。第一排出室C1从空心本体20的入口喷嘴22接收来自压缩室的整个排出流，所述第一排出室C1通过管27保持与第二排出室C2恒定的流体连通。
具有通过管27互连的两个排出室的所述空心本体构造成在气缸盖10的内部中为排出系统提供体积-管-体积类型的声学消音功能。因此，在压缩机的操作时在气体压缩中的气体的排出期间，本发明的隔热的排出系统也充当消音器。
第一和第二排出室C1、C2的每一个的体积以及每一个管27的尺寸(长度、形状、横截面)的确定和突出到每一个室(所述管在每一室中工作)的内部的其突出延伸部根据要被实现的隔热效果而定，然而，它们也可以根据要被实现的衰减和要被衰减的脉动范围而定。
根据本发明，空心本体20还可以具有多个排出室，该多个排出室根据对图中示出的两个排出室描述的相同的构思被定位。
根据执行本发明的方式，管27具有偏心地位于第一和第二排出室C1、C2中的第一端部27c和第二端部27d，管27的第一端部27c相对于空心本体20的入口喷嘴22偏心地定位，并且管27的第二端部27d定位成与空心本体20的气体出口开口22间隔开。而气体出口开口22被布置成与气缸盖10的气体出口13直接流体连通。在示出的特别构造中，气体出口开口22被设置成垂直于气缸盖10的气体出口13并且通过设置在气缸盖10的端部壁14内部的管状通道16连接到所述气体出口13。
还应当观察到，这里描述的结构变型可以以特别的构造被单独地提供，或者部分地或完全地彼此组合。
如描述的且示出的，主题隔热系统不同于已知方案之处在于促进空心本体20内包含的压缩气体和压缩机外壳内部的环境之间的热交换的总阻力的显著增加。
在提出的方案中，优选地由隔热材料(诸如塑料)形成的空心本体20的设置引起空心本体内包含的压缩气体的热通过内部对流达到空心本体20的壁，并且因此通过传导过构成空心本体20的材料达到在空心本体20和气缸盖10之间限定的间隙30，并且该间隙限定阻热的有效隔热元件，该热倾向于迁移到气缸盖20并且从该气缸盖通过对流迁移到压缩机的气密外壳的内部。相对于现有技术，这种构造产生现有技术没有预见的由空心本体20和气缸盖10之间的间隙30限定的至少一个另外热阻装置，并且优选地也产生由空心本体20(当由隔热材料构成时)的壁限定的第二另外热阻装置。
本发明提供改进的隔热，即使以下因素中出现变化：存在于气缸盖10的金属壁和空心本体20的绝缘材料的壁之间的间隙的值；空心本体20的内部分隔件的数量；空心本体20内的室的形状；和绝缘材料的类型(例如，用于空心本体20的多于一种材料形成的合成材料)的确定。

Claims (16)

1.一种用于制冷压缩机中的气体的排出的隔热系统，所述制冷压缩机包括：气缸曲轴箱(1)，所述气缸曲轴箱限定气缸(2)，所述气缸在一个端部由阀板(3)封闭，所述阀板设置有至少一个排出孔口(3a)并且与所述气缸(2)一起限定压缩室；气缸盖(10)，所述气缸盖具有气体出口(13)并且与所述压缩室相对地抵靠所述阀板(3)安置，并且在所述气缸盖内部限定排出室(11)；和排出管，所述排出管使所述气缸盖(10)的气体出口(13)与所述压缩机的外部连通，其特征在于，所述隔热系统包括空心本体(20)，所述空心本体在其内部中限定至少一个增压室(21)并且以导引的方式安装在所述气缸盖(10)的内部中，与所述气缸盖维持间隙(30)并且安置在所述阀板(3)上，防止所述阀板直接接触所述空心本体(20)的内部体积，所述空心本体设置有入口喷嘴(22)和出口喷嘴(23)，所述入口喷嘴使所述增压室(21)与所述阀板(3)的排出孔口(3a)连通，所述出口喷嘴使所述增压室(21)与所述气缸盖(10)的气体出口(13)连通。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述阀板(3)与至少一个排出阀(4)在操作上关联，所述系统的特征在于，所述空心本体(20)包括基部端部壁(24)，所述基部端部壁抵靠所述阀板安置，以便在所述阀板中固定所述排出阀(4)，并且为所述排出阀限定止动部，所述入口喷嘴(22)被设置在所述基部端部壁(24)中并且通向所述阀板(3)的排出孔口(3a)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述空心本体(20)的入口喷嘴(22)包括：基部开口(22a)，所述基部开口被设置在所述基部端部壁(24)中；和围绕所述基部开口(22a)的管状突起(22b)，所述管状突起从所述基部端部壁(24)延伸到所述空心本体(20)的内部。
4.如权利要求1、2和3中的任一项权利要求所述的系统，其中所述气缸盖(10)设置有与所述阀板(3)相对的端部壁(14)，所述系统的特征在于，所述空心本体(20)包括顶端壁(25)，在所述顶端壁中设置所述空心本体的出口喷嘴(23)，所述出口喷嘴(23)通向所述气缸盖(10)的气体出口(13)。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述空心本体(20)的出口喷嘴(23)包括外部管状突起(23a)，所述外部管状突起被设置在所述空心本体(20)的顶端壁(25)中，以便配合在管状通道(16)中，所述管状通道被设置在所述端部壁(14)内部并且所述管状通道通向所述气缸盖(10)的出口开口(13)。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述外部管状突起(23a)从降低的区域(25a)向外延伸，所述降低的区域被设置在所述空心本体(20)的顶端壁(25)中，所述管状通道(16)被限定在所述端部壁(14)的内部中。
7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，该系统包括偏置装置(40)，所述偏置装置被布置在所述顶端壁(25)和所述气缸盖(10)的端部壁(14)之间，并且将所述空心本体(20)弹性地压靠在所述阀板(3)上。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述偏置装置(40)由板簧(41)限定。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述顶端壁(25)包括面向所述空心本体(20)外部的多个顶部突起(25b)，所述板簧(41)具有相对的端部，每一个相对的端部配合在所述空心本体(20)的顶端壁(25)的相应的顶部突起(25b)中。
10.如权利要求1－3中的任一项权利要求所述的系统，其中，所述气缸盖(10)设置有与所述阀板(3)相对的端部壁(14)，所述系统的特征在于，所述空心本体(20)包括顶端壁(25)，所述系统还被设置偏置装置(40)，所述偏置装置被布置在所述顶端壁(25)和所述气缸盖(10)的端部壁(14)之间，并且将所述空心本体(20)弹性地压靠在所述阀板(3)上。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述偏置装置(40)由板簧(41)限定。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述顶端壁(25)包括面向所述空心本体(20)外部的多个顶部突起(25b)，所述板簧(41)具有相对的端部，每一个相对的端部配合到所述空心本体(20)的顶端壁(25)的相应的顶部突起(25b)中。
13.如权利要求1－12中的任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述空心本体(20)形成为两个部分(20a、20b)，一个部分包括所述基部端部壁(24)并且另一部分包括所述顶端壁(25)，所述两个部分抵靠共同的分隔壁(26)安置，所述共同的分隔壁将所述空心本体(20)的增压室(21)分成第一排出室和第二排出室(C1、C2)，所述分隔壁(26)具有连通第一排出室和第二排出室(C1、C2)的至少一个开口(26a)。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述分隔壁(26)的开口(26a)包括至少一个管(27)，所述至少一个管通过相对于所述入口喷嘴(22)偏心的直段(27a)突出到所述第一排出室(C1)中，并且通过限定声学消音器的弓形段(27b)突出到所述第二排出室(C2)中。
15.如权利要求1到14中的任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述空心本体(20)由隔热材料形成。
16.一种制冷压缩机，其特征在于，所述制冷压缩机包括如权利要求1到15中限定的用于气体的排出的隔热系统。
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