CN107446671A - 制冷设备及其旋转式压缩机以及导热润滑油 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了导热润滑油，还公开了旋转式压缩机和具有该旋转式压缩机的制冷设备。所述导热润滑油包括冷冻机油和添加到所述冷冻机油内的添加剂，所述添加剂选自石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种。根据本发明实施例的导热润滑油具有导热系数高、导热系数稳定、导热性好、减摩抗磨性能好等优点，具有较高的散热功能和润滑功能。

Description

制冷设备及其旋转式压缩机以及导热润滑油
技术领域
本发明涉及制冷领域，具体地，涉及导热润滑油，还涉及旋转式压缩机和具有该旋转式压缩机的制冷设备。
背景技术
添加到旋转压缩机内的冷冻机油不仅具有润滑作用，而且可以带走由摩擦副产生的摩擦热。旋转压缩机的制冷和制热都是在密闭的系统中进行压缩等工作。但是在旋转压缩机的运转过程中，电机的工作温度高达130℃(特别是当冷媒为二氟甲烷，这是由于其排气温度更高)。由此一方面造成电机因温度过高而烧损，另一方面因滑动部件温度过高而导致吸气受热膨胀损失冷量。同时，使泵体压缩放热温度高，导致电机功率转化为排气过热而浪费，降低了压缩机的工作效率。
而且，两个运动摩擦副在摩擦过程中将产生高温，高温不仅易使摩擦表面产生烧损，而且对润滑油的理化性能产生较大的影响，导致润滑油失去润滑功能，从而降低压缩机能效。
因此，润滑油的性能对压缩机的性能具有较大的影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供导热润滑油，该导热润滑油具有导热系数高、导热系数稳定、导热性好、减摩抗磨性能好的优点。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供导热润滑油，所述导热润滑油包括冷冻机油和添加到所述冷冻机油内的添加剂，所述添加剂选自石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种。
根据本发明实施例的导热润滑油通过在冷冻机油内添加导热性和减摩抗磨性能优异的石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种，从而具有高导热系数以及优异的导热性和减摩抗磨性能。也就是说，根据本发明实施例的导热润滑油具有较高的散热功能和润滑功能。
而且，由于石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的每一个的热导率几乎不随温度变化而变化，因此根据本发明实施例的导热润滑油的热导率也几乎不随温度变化而变化。由此根据本发明实施例的导热润滑油可以有效地对产生高温的摩擦副进行导热(散热)和润滑。
因此，根据本发明实施例的导热润滑油具有导热系数高、导热系数稳定、导热性好、减摩抗磨性能好等优点，具有较高的散热功能和润滑功能。
优选地，所述添加剂与所述冷冻机油的重量比为5-30:100，优选地，所述添加剂与所述冷冻机油的重量比为10-15:100。
优选地，所述添加剂的粒径小于等于5微米，优选地，所述添加剂的粒径大于等于2微米且小于等于4微米。
优选地，所述冷冻机油选自环烷基矿物油、烷基苯矿物油和多元醇酯油中的至少一种。
本发明第二方面提供旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包括：多个固定部；和多个运动部，多个所述运动部与多个所述固定部一一对应地配合以便构成多个摩擦副，多个所述摩擦副中的至少一个的两个摩擦面之间设有导热润滑油层，其中所述导热润滑油层由导热润滑油形成，所述导热润滑油为根据本发明第一方面所述的导热润滑油。
根据本发明实施例的旋转式压缩机通过在多个该摩擦副中的至少一个的两个摩擦面之间设置由该导热润滑油形成的导热润滑油层，从而不仅可以极大地减小该摩擦副的摩擦系数，以便极大地减小该摩擦副产生的热量，而且可以快速地散发该摩擦副产生的热量，以便最大限度地降低该摩擦副的表面温度，有效降低油品的温度。由此可以极大地减少吸气过热和排气过热，进而可以极大地减少热损失和电机功率损失。
因此，根据本发明实施例的旋转式压缩机具有散热性好、摩擦小、工作效率高、能效高的优点。
优选地，所述旋转式压缩机包括：壳体，所述壳体内具有容纳腔；电机，所述电机设在所述容纳腔内，所述电机包括定子、转子以及与所述转子相连的曲轴，其中所述曲轴包括主轴部、副轴部和偏心轴部；气缸，所述气缸设在所述容纳腔内；主轴承和副轴承，所述主轴承设在所述气缸的上端面上，所述副轴承设在所述气缸的下端面上，所述主轴承、所述副轴承和所述气缸之间形成有压缩腔，所述压缩腔的壁面上设有滑片槽，其中所述偏心轴部位于所述压缩腔内，所述主轴部支承在所述主轴承上以便构成第一摩擦副，所述副轴部支承在所述副轴承上以便构成第二摩擦副；滚动转子，所述滚动转子套设在所述偏心轴部上以便构成第三摩擦副；和滑片，所述滑片可往复移动地设在所述滑片槽内以便构成第四摩擦副，所述滑片的内端抵靠在所述滚动转子上以便构成第五摩擦副，其中所述第一摩擦副至所述第五摩擦副中的每一个的两个摩擦面之间设有所述导热润滑油层。
优选地，所述壳体的内表面的至少一部分上设有所述导热润滑油层。
优选地，所述定子和所述转子之间设有所述导热润滑油层。
本发明第二方面提供制冷设备，所述制冷设备包括根据本发明第二方面所述的旋转式压缩机。
根据本发明实施例的制冷设备具有散热性好、摩擦小、制冷效率高的优点。
附图说明
图1是根据本发明实施例的旋转式压缩机的剖视图；
图2是根据本发明实施例的旋转式压缩机的局部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的旋转式压缩机的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明实施例的旋转式压缩机10包括多个固定部和多个运动部，多个该运动部与多个该固定部一一对应地配合以便构成(形成)多个摩擦副，多个该摩擦副中的至少一个的两个摩擦面(接触面)之间设有导热润滑油层。
该导热润滑油层由导热润滑油形成。该导热润滑油包括冷冻机油和添加到该冷冻机油内的添加剂，该添加剂选自石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种。
石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的每一个的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环。其中，在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，石墨稀和碳纳米管的碳原子均为sp2杂化碳原子。其中，石墨烯(Graphene)是由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，即石墨烯是由sp2杂化碳原子组成的二维晶体材料，碳纳米管可以由石墨烯卷曲形成。也就是说，石墨烯被认为是组成石墨、碳纳米管、富勒烯等同素异形体的基本组成单元。
石墨烯的热导率达5000W/(m·K)，即石墨烯具有高导热系数，因此石墨烯是良好的导热体。而且，石墨烯的热导率几乎不随温度变化而变化。通过利用石墨烯散热，可以使物体的温度大幅下降。由于石墨烯片层间的剪切力较小，因此石墨烯的摩擦系数很低，因此石墨烯还具有优异的减摩抗磨性能。由此石墨、富勒烯和碳纳米管也具有高导热系数(几乎不随温度变化而变化)以及优异的导热性和减摩抗磨性能。
根据本发明实施例的导热润滑油通过在冷冻机油内添加导热性和减摩抗磨性能优异的石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种，从而具有高导热系数以及优异的导热性和减摩抗磨性能。也就是说，根据本发明实施例的导热润滑油具有较高的散热功能和润滑功能。
而且，由于石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的每一个的热导率几乎不随温度变化而变化，因此根据本发明实施例的导热润滑油的热导率也几乎不随温度变化而变化。由此根据本发明实施例的导热润滑油可以有效地对产生高温的摩擦副进行导热(散热)和润滑。
因此，根据本发明实施例的导热润滑油具有导热系数高、导热系数稳定、导热性好、减摩抗磨性能好等优点，具有较高的散热功能和润滑功能。
根据本发明实施例的旋转式压缩机10通过在多个该摩擦副中的至少一个的两个摩擦面之间设置由该导热润滑油形成的导热润滑油层，从而不仅可以极大地减小该摩擦副的摩擦系数，以便极大地减小该摩擦副产生的热量，而且可以快速地散发该摩擦副产生的热量，以便最大限度地降低该摩擦副的表面温度，有效降低油品的温度。由此可以极大地减少吸气过热和排气过热，进而可以极大地减少热损失和电机功率损失。
因此，根据本发明实施例的旋转式压缩机10具有散热性好、摩擦小、工作效率高、能效高等优点。
在本发明的一个实施例中，该冷冻机油可以选自环烷基矿物油、烷基苯矿物油和多元醇酯油中的至少一种。
该添加剂与该冷冻机油的重量比可以是5-30:100。由此不仅可以确保该导热润滑油具有高导热系数以及优异的导热性和减摩抗磨性能，而且可以避免该导热润滑油过于粘稠。
优选地，该添加剂与该冷冻机油的重量比可以是10-15:100。由此可以在确保该导热润滑油具有高导热系数以及优异的导热性和减摩抗磨性能的情况下，进一步降低该导热润滑油的粘稠度。
该添加剂的粒径可以小于等于5微米。优选地，该添加剂的粒径可以大于等于2微米且小于等于4微米。
下面参考附图进一步描述根据本发明实施例的旋转式压缩机10。如图1-图3所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机10包括壳体110、电机120、气缸130、主轴承141、副轴承142、滚动转子150和滑片160。
壳体110内可以具有容纳腔111。优选地，壳体110可以包括主壳体112、上壳盖113和下壳盖114。主壳体112可以是圆筒状，且主壳体112的上端和下端都可以敞开。其中，上壳盖113可以设在主壳体112的上部以便封盖主壳体112的上端，下壳盖114可以设在主壳体112的下部以便封盖主壳体112的下端。
在本发明的一个示例中，壳体110的内表面的至少一部分上可以设有该导热润滑油层。由此可以进一步提高旋转式压缩机10的散热性，进一步降低旋转式压缩机10的运行温度。
如图1所示，电机120可以设在容纳腔111内。电机120可以包括定子121、转子122以及与转子122相连的曲轴123。其中，曲轴123可以包括主轴部1231、副轴部1232和偏心轴部1233。
优选地，定子121和转子122之间可以设有该导热润滑油层。由此可以利用形成该导热润滑油层的导热润滑油对定子121和转子122进行散热，从而可以避免电机120因温度过高而烧损。
如图1和图2所示，气缸130可以设在容纳腔111内。主轴承141可以设在气缸130的上端面上，副轴承142可以设在气缸130的下端面上，主轴承141、副轴承142和气缸130之间可以形成有压缩腔131。上下方向如图1中的箭头A所示。
主轴部1231可以支承在主轴承141上以便构成第一摩擦副，副轴部1232可以支承在副轴承142上以便构成第二摩擦副。也就是说，主轴部1231和主轴承141可以构成该第一摩擦副，副轴部1232和副轴承142可以构成该第二摩擦副。
偏心轴部1233可以位于压缩腔131内，滚动转子150可以套设在偏心轴部1233上以便构成第三摩擦副。换言之，滚动转子150也可以位于压缩腔131内，滚动转子150和偏心轴部1233可以构成该第三摩擦副。
如3所示，压缩腔131的壁面上可以设有滑片槽132，滑片160可以可往复移动地设在滑片槽132内以便构成第四摩擦副。换言之，滑片160和滑片槽132(滑片槽132的侧壁面)可以构成该第四摩擦副。滑片160的内端可以抵靠在滚动转子150上以便构成第五摩擦副。也就是说，滑片160的内端和滚动转子150可以构成该第五摩擦副。滑片160的内端是指滑片160的邻近压缩腔131的中部的端部。
该第一摩擦副至该第五摩擦副中的每一个的两个摩擦面之间可以设有该导热润滑油层。由此可以极大地减小该第一摩擦副至该第五摩擦副中的每一个的摩擦系数，从而可以减小该第一摩擦副至该第五摩擦副产生的热量。
由于形成该导热润滑油层的导热润滑油具有稳定的高导热系数，因此可以快速地对该第一摩擦副至该第五摩擦副进行散热。由此不仅可以避免因该第一摩擦副至该第五摩擦副中的每一个的温度过高而导致吸气受热膨胀损失冷量，而且可以避免泵体压缩放热温度高，进而避免电机功率转化为排气过热而浪费，从而可以提高旋转式压缩机10的工作效率。
也就是说，该导热润滑油层不仅可以减少该第一摩擦副至该第五摩擦副产生的热量，而且可以快速地移走该第一摩擦副至该第五摩擦副产生的热量。
如图1所示，容纳腔111的下部可以储存有该导热润滑油，该导热润滑油可以通过已知的方式移动到该第一摩擦副至该第五摩擦副中的每一个的两个摩擦面之间，以便形成该导热润滑油层。
本发明还提供了制冷设备。根据本发明实施例的制冷设备包括根据本发明上述实施例的旋转式压缩机10。
因此，根据本发明实施例的制冷设备具有散热性好、摩擦小、制冷效率高等优点，可以有效地改善热缸效应和摩擦损失。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种导热润滑油，其特征在于，包括冷冻机油和添加到所述冷冻机油内的添加剂，所述添加剂选自石墨、石墨稀、富勒烯和碳纳米管中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的导热润滑油，其特征在于，所述添加剂与所述冷冻机油的重量比为5-30:100，优选地，所述添加剂与所述冷冻机油的重量比为10-15:100。
3.根据权利要求1所述的导热润滑油，其特征在于，所述添加剂的粒径小于等于5微米，优选地，所述添加剂的粒径大于等于2微米且小于等于4微米。
4.根据权利要求1所述的导热润滑油，其特征在于，所述冷冻机油选自环烷基矿物油、烷基苯矿物油和多元醇酯油中的至少一种。
5.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：
多个固定部；和
多个运动部，多个所述运动部与多个所述固定部一一对应地配合以便构成多个摩擦副，多个所述摩擦副中的至少一个的两个摩擦面之间设有导热润滑油层，其中所述导热润滑油层由导热润滑油形成，所述导热润滑油为根据权利要求1-4中任一项所述的导热润滑油。
6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述旋转式压缩机包括：
壳体，所述壳体内具有容纳腔；
电机，所述电机设在所述容纳腔内，所述电机包括定子、转子以及与所述转子相连的曲轴，其中所述曲轴包括主轴部、副轴部和偏心轴部；
气缸，所述气缸设在所述容纳腔内；
主轴承和副轴承，所述主轴承设在所述气缸的上端面上，所述副轴承设在所述气缸的下端面上，所述主轴承、所述副轴承和所述气缸之间形成有压缩腔，所述压缩腔的壁面上设有滑片槽，其中所述偏心轴部位于所述压缩腔内，所述主轴部支承在所述主轴承上以便构成第一摩擦副，所述副轴部支承在所述副轴承上以便构成第二摩擦副；
滚动转子，所述滚动转子套设在所述偏心轴部上以便构成第三摩擦副；和
滑片，所述滑片可往复移动地设在所述滑片槽内以便构成第四摩擦副，所述滑片的内端抵靠在所述滚动转子上以便构成第五摩擦副，其中所述第一摩擦副至所述第五摩擦副中的每一个的两个摩擦面之间设有所述导热润滑油层。
7.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述壳体的内表面的至少一部分上设有所述导热润滑油层。
8.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述定子和所述转子之间设有所述导热润滑油层。
9.一种制冷设备，其特征在于，包括根据权利要求5-8中任一项所述的旋转式压缩机。
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