CN110173417B - 一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体，包括相互连接形成密闭的空间的压缩机上壳体和压缩机下壳体，压缩机上壳体和压缩机下壳体呈凸字形并形成流线型外形结构；压缩机上壳体的排气口端的圆柱体部与压缩机上壳体的主体部之间的连接部为流线型结构；压缩机上壳体和压缩机下壳体上设有与壳体紧密相接的翅片状结构。本发明能在不破坏压缩机内部情况下，使内部压缩机制冷剂产生的热量快速通过壳体散失到空气中，散热效果显著，性能可靠，对压缩机壳体外形结构的重新设计，极大提高了机壳的散热效果，增强了线性压缩机壳体的强度，同时更有利于线性压缩机壳体内制冷剂流动，减少了制冷剂对壳体的冲击力，从而满足产品性能提升的要求。

Description

一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体

技术领域

本发明涉及制冷压缩机的技术领域，尤其涉及一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体。

背景技术

压缩机是冰箱、冷柜的核心部件，是制冷循环系统的“心脏”，它的作用是在内部整体结构的带动下，输送和压缩制冷剂蒸气，使制冷剂在系统中进行制冷循环。常见的线性压缩机有动磁式、动圈式、动铁式、动磁铁式。动磁式压缩机当压缩机内部的线圈通电时，磁铁块在闭合电流作用下，带动整个线性压缩机轴做往复直线运动，从而带动轴一端活塞的往复直线运动。动圈式压缩机由于外部的磁块是固定的，当线圈内通以电流时，线圈带动整个线性压缩机的轴做往复直线运动，从而带动轴一端的活塞做往复直线运动。线性压缩机由轴，活塞，气缸，排气阀，线圈，磁环，弹簧组成。压缩机在压缩制冷剂时产生大量的热量，传统压缩机中的热量需要通过冷凝器中散热。这样增加了冷凝器的热负荷，同时由于压缩机散热效率较低，增加了压缩机活塞往复运动的阻力。

现有全封闭式电冰箱、冷柜等制冷设备的压缩机壳体，其内外表面均为平滑的表面，其外形均为类似回转体，用导热性较好的平面钢板冲压而成，其散热性能可以满足设计要求。但就目前线性压缩机的内部结构的精细化，采用市面上的压缩机外形结构，势必使得气体对壳体的冲击更大。现有压缩机的壳体损坏的原因一方面由于因铸造、加工缺陷的外在因素，另一方面由于内应力及超负荷运行等原因经常导致部件出现裂纹或断裂现象。但要进一步提升壳体的散热性能，使压缩机内部温度更低就比较困难。现如今，随着产品性能的提升，用户对产品的性能的提升，要求壳体的散热性能更好，而要达到更好的散热性能，在材料相同的情况下，就需要对壳体的结构、外形重新设计。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体，能增加壳体的强度、及时排除热量，降低压缩机的温度，降低制冷剂气流对壳体内壁的冲击振动，减少由于气流冲击壳体的噪声。

为实现上述目的，本发明提供了一种高散热流线型线性制冷压缩机的壳体，包括相互连接形成密闭的空间的压缩机上壳体和压缩机下壳体，所述压缩机上壳体和压缩机下壳体呈凸字形并形成流线型外形结构；

所述压缩机上壳体的排气口端的圆柱体部与压缩机上壳体的主体部之间的连接部为流线型结构；

所述压缩机上壳体和压缩机下壳体上设有与壳体紧密相接的翅片状结构。

可选的，所述翅片状结构包括位于所述压缩机上壳体和压缩机下壳体的进气口端表面上的进气口端散热翅片、位于所述压缩机上壳体和压缩机下壳体的排气口端表面上的排气口端散热翅片、以及位于所述压缩机上壳体的连接部表面的上壳体电磁对应散热外部的翅片；

所述进气口端散热翅片和排气口端散热翅片绕壳体的表面环形设置，所述上壳体电磁对应散热外部的翅片位于所述进气口端散热翅片和排气口端散热翅片之间且沿连接部的流线型曲线的长度方向设置。

进一步的，所述翅片状结构还包括均布于所述压缩机上壳体的内表面的上壳体电磁对应散热内部的翅片，所述上壳体电磁对应散热内部的翅片沿连接部的流线型曲线的长度方向设置。

可选的，所述进气口端散热翅片和排气口端散热翅片为六至十二组翅片结构，其内径为80-96mm，外径为90-105mm，在每片散热翅片棱角处倒有1-3mm倒圆角；每两片散热翅片之间的距离为8-10mm，每片散热翅片的厚度为3-5mm。

优选的，所述上壳体电磁对应散热外部的翅片为六至十二组翅片结构，其内径为150-165mm，外径为160-178mm，在每片的散热翅片棱角处倒有1-3mm圆角，每片散热翅片的厚度为3-5mm，每两片散热翅片之间的距离为10-15mm。

优选的，所述上壳体电磁对应散热内部的翅片为十至十五个内翅片状结构。

进一步的，所述压缩机下壳体的底部设有壳体支撑脚，压缩机下壳体的内部设有四个压缩机内部结构支撑脚，调节压缩机内部结构支撑脚的位置，使四个压缩机内部结构支撑脚位置的重心与压缩机内部结构的重心在径向方向重合。

可选的，所述压缩机上壳体的进气口端的一侧与排气口端的一侧分别固定有相对设置的进气管口和排气管口；

所述进气管口为制冷剂流进管道，所述排气管口为制冷剂气体流出管道，两者均呈细长圆管状。

可选的，所述压缩机上壳体的进气口端的直径大于其排气口端的直径，所述压缩机上壳体的进气口端上还设有工艺管口。

由上，本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体至少具有如下效果：

1、采用高散热流线型线性压缩机壳体，降低制冷剂气流对壳体内壁的冲击振动，从而减少由于气流冲击壳体的噪声，通过Matlab软件对流线曲线进行了拟合，找出了曲线函数，输入变量的值，能够得到一系列相对应的函数值，最后通过曲线拟合的方式能够得到流线的线型。

2、压缩机上下壳体的细口端与压缩机壳体主体及后端的过渡连接处采Matlab软件曲线拟合的线条，使得压缩机壳体内的封闭体积相比其它条件下的达到最小，又使得前后端连接处形成的内壁受到制冷剂的冲击力最小。

3、在压缩机壳体上设置翅片结构，极大提高散热性能，在散热过程中，翅片的两面都可以向空气散热，所以在同样大小的空间内，散热面积成倍增加，另外，壳体表面增加翅片，散热面积比原来散热面积增加几倍，压缩机壳体散热面积得到非常大的提高，而散热量跟散热面积成正比，翅片壳体散热面积增加后，单位时间内壳体的散热量也随之增加，压缩机运行的温度更低。

4、对散热翅片的间距和高度进行了合理设计，散热翅片过矮，会使散热面积较小，热流空气与散热翅片不能充分接触；散热翅片过高，在散热翅片的顶部空气热流速度变慢，容易在压缩机四周形成“拥堵区”。散热翅片间距过大，安装的散热翅片数量有限，散热面积不足；散热翅片间距过小，流动阻力增大，空气无法进行充分的对流。

5、遵循“环流”思想进行强化散热，主要涉及散热翅片的间距和散热翅片的高度设计，热量传到散热翅片上，散热翅片的表面温度沿散热翅片的表面由下到上逐渐降低。这样内端空气温度根据热传导思想，热空气沿着散热翅片快速向四周流动，使得热空气通过每片翅片的两个侧面及时散热。

6、在运行压缩机最佳状态的情形下，缩小压缩机壳体的容积，在壳体的设计过程中对进气端的弧面进行了最小弧面的设计，在保证压缩机主体结构不与壳体干涉的情况下，弧面的宽度为28-33mm，弧面的外扩型采用曲线造型，使得弧面加厚4-8mm后，与上壳体的进气口端的圆柱体部位密封连接。

7、本发明能在不破坏压缩机内部情况下，使内部压缩机制冷剂产生的热量快速通过壳体散失到空气中，散热效果显著，性能可靠，减少热量通过制冷剂传到冷凝器，降低冷凝器的热负荷，减少冰箱的能耗。

附图说明

图1为本发明优选实施例的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的整体示意图；

图2为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的上壳体的结构示意图；

图3为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的上壳体的内部结构示意图；

图4为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的下壳体的结构示意图；

图5为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的上壳体的半剖结构示意图；

图6为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的上壳体电磁对应散热内部的翅片的结构示意图；

图7为图6中单个翅片的结构示意图；

图8为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的上壳体电磁对应散热外部的翅片的单个翅片的结构示意图；

图9为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的进气口端散热翅片的单个翅片的结构示意图；

图10为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的排气口端散热翅片的单个翅片的结构示意图；

图11为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的上壳体的半剖结构示意图(带尺寸标示)；

图12为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的上壳体和下壳体的热流密度和温度梯度关系的示意图；

图13为本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的排气口端散热翅片、上壳体电磁对应散热外部的翅片、进气口端散热翅片之间的传热量计算简图。

图中，1-排气口端散热翅片、2-上壳体电磁对应散热外部的翅片、3-进气口端散热翅片、4-工艺管口、5-进气管口、6-壳体支撑脚、7-固定螺栓孔、8-接线柱、9-接线柱保护罩、10-压缩机下壳体、11-排气管口、12-压缩机上壳体、13-上壳体电磁对应散热内部的翅片、14-压缩机内部结构支撑脚、15-冲压后壳体的翅片。

具体实施方式

下面参见图1至图13对本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体进行详细说明。

本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体主要用于全封闭式电冰箱、制冷柜等制冷设备的高散热流线型制冷压缩机的壳体。本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体主要包括压缩机上壳体12、压缩机下壳体10、排气管口11、进气管口5、工艺管口4、壳体支撑脚6、接线柱8、接线柱保护罩9。压缩机上壳体12和压缩机下壳体10相互连接形成密闭的空间，组装成压缩机的外壳体，保护压缩机的内部构件。

如图2和图3所示，压缩机上壳体12呈“凸”字形并形成流线型外形结构，其排气口端圆柱体部位与压缩机主体部位的连接部位为流线型设计；所述进气管口5为制冷剂流进管道，所述排气管口11为制冷剂气体流出管道，两者都呈细长圆管状，分别固定在压缩机上壳体12的进气口端的一侧与排气口端的一侧，并与压缩机上壳体12紧密相接。在本发明中，压缩机上壳体12的进气口端的直径大于其排气口端的直径，压缩机上壳体12的进气口端上还设有工艺管口4，进气管口5、工艺管口4设置在压缩机上壳体12的较大尾端(进气口端)处，排气管口11设置在与进气管口5相对的一端，便于从进气管口5经压缩机压缩后及时经排气管口11排除壳体外。

在本发明中，压缩机上壳体12和压缩机下壳体10的进气口端表面设有进气口端散热翅片3，压缩机上壳体12和压缩机下壳体10的排气口端表面设有排气口端散热翅片1，压缩机上壳体12的连接部表面设有上壳体电磁对应散热外部的翅片2，压缩机上壳体12的内表面设有上壳体电磁对应散热内部的翅片13，并且，进气口端散热翅片3和排气口端散热翅片1绕壳体的表面环形设置，所述上壳体电磁对应散热外部的翅片2位于所述进气口端散热翅片3和排气口端散热翅片1之间且沿连接部的流线型曲线的长度方向设置，上壳体电磁对应散热内部的翅片13也沿连接部的流线型曲线的长度方向设置。

上述排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3、上壳体电磁对应散热内部的翅片13构成本发明的翅片状结构，通常是由导热性能良好的金属材料(比如铝、铜、铁)制成，主要是通过增加需要散热的物体与流体接触的面积，达到增加对流散热能力的目的，能极大提高压缩机壳体的散热效果，增强线性压缩机壳体的强度，翅片状结构可以采用两种方式与压缩机上壳体12、压缩机下壳体10连接。方法一的连接方式为让排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3、上壳体电磁对应散热内部的翅片13采用焊接的方式直接焊接在压缩机上壳体12、压缩机下壳体10的相应部位。方法二的连接方式为采用冲压的方式直接在压缩机上壳体12、压缩机下壳体10的内表面上直接冲压出散热翅片的结构形状，参见图5所示的压缩机上壳体的半剖结构示意图。

本发明的压缩机壳体的进气端的弧面采用最小弧面的设计，在保证压缩机主体结构不与壳体干涉的情况下，弧面的宽度为28-33mm，弧面的外扩型采用曲线造型，使得弧面加厚4-8mm后，与压缩机上壳体的进气口端的圆柱体部位密封连接。

图2示出根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的压缩机上壳体12的外壳构造，排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3这三种类型的散热翅片按照图示分布在压缩机上壳体12的外表面上。其中进气口端一侧的进气口端散热翅片3、排气口端一侧的排气口端散热翅片1的外形与压缩机壳体的圆柱部位形状相似，在本发明中，可以设计为六至十二组翅片结构的排气口端散热翅片1和进气口端散热翅片3，内径可设计为80-96mm，外径可设计为90-105mm，在每片的散热翅片棱角处可设计倒有1-3mm倒圆角，每两片翅片之间的距离可设计为8-10mm，翅片的厚度可设计为3-5mm。如图9所示，压缩机上壳体12所对应的进气口端散热翅片3的内径可根据压缩机上壳体12圆柱部分直径的大小，适当地调整进气口端散热翅片3的内径，同时进气口端散热翅片3的外径可与图8所示的上壳体电磁对应散热外部的翅片2的高度保持一致，一方面便于产业化的生产，另一方面整体压缩机安装于电冰箱、制冷柜等制冷设备中，节省了压缩机所占的空间。如图10所示，压缩机上壳体12所对应的排气口端散热翅片1的内径可根据压缩机上壳体12圆柱部分直径的大小，适当地调整排气口端散热翅片1的内径，同时排气口端散热翅片1的外径可与图8所示的上壳体电磁对应散热外部的翅片2的高度保持一致，极大地提高壳体的批量化生产效率。

另外，在压缩机上壳体12的连接部位上的上壳体电磁对应散热外部的翅片2可设计为六至十二组散热翅片，翅片结构的内径可设计为150-165mm，外径可设计为160-178mm，在每片的散热翅片棱角处可设计倒1-3mm圆角，翅片的厚度可设计为3-5mm，每两片翅片之间的距离可设计为10-15mm。如图8所示，上壳体电磁对应散热外部的翅片2的长度可根据压缩机内部电磁散热的强弱能力及压缩机上壳体12流线的线性设计，可以根据设计要求适当地加长该类型翅片的长度。上壳体电磁对应散热外部的翅片2的厚度可以参照进气口端散热翅片3、排气口端散热翅片1的厚度，方便产业化批量生产及降低整个壳体的制造生产成本。在本发明设计中的上壳体电磁对应散热外部的翅片2遵循Matlab所求出的曲线拟合函数。

图3示出了本发明的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的上壳体12的内部构造。压缩机上壳体12的内表面上形成有上壳体电磁对应散热内部的翅片13，可设计十至十五个内翅片状结构的上壳体电磁对应散热内部的翅片13，均布于压缩机上壳体12的内表面，该类型的散热翅片13可以单独通过冲压工艺加工，便于产业化生产。该形状的翅片13也遵循本发明设计的压缩机上壳体12的流线设计，同时也遵循Matlab所求出的曲线拟合函数。根据压缩机内部结构设计需要，可以适当增加翅片13的数量，也可增长翅片13的长度，同时也可以适当调整每两个翅片13之间的角度，便于壳体内流体的流动。在保证及时把壳体内的热量及时传导壳体外的情况下，最大限度利于壳体内制冷剂气体的流动。

如图4所示，压缩机下壳体10呈“凸”字形并形成流线型外形结构，其下端设计有壳体支撑脚6，壳体支撑脚6上有4个固定螺栓孔7，本发明根据实际需要在压缩机下壳体10的底座部分设计有四个压缩机内部结构支撑脚14，压缩机内部结构支撑脚14可以根据整机压缩机的整体重量，调节支撑脚的位置，使四个压缩机内部结构支撑脚14位置的重心与压缩机内部结构的重心在径向方向重合，防止由于压缩机内部结构的设计及材料选型而造成压缩机的内部结构失稳，而导致压缩机不能正常工作，影响产品的使用性能。接线柱8、接线柱保护罩9设置在压缩机下壳体10的底座上。

图5示出根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的上壳体12的半剖视图，该图示出了压缩机上壳体12、压缩机下壳体10外部的翅片的一种冲压成型的结构示意图，该图示出了排气口端散热翅片1、进气口端散热翅片3的新型加工方法，压缩机上壳体12、压缩机下壳体10可以通过模具冲压后，产生的冲压后壳体的翅片15与压缩机上壳体12、压缩机下壳体10组成的封闭空间直接接触的面积较大，相对原来在压缩机上壳体12、下壳体10上直接焊接排气口端散热翅片1、进气口端散热翅片3的压缩机壳体的密闭空间有效的增加。但考虑到压缩机的电磁构造，进一步提高电磁的散热效率，上壳体电磁对应散热内部的翅片13采用焊接的方法。

如图6和图7示出了本发明高散热流线型线性制冷压缩机的压缩机上壳体12内部的上壳体电磁对应散热内部的翅片13，根据压缩机内部结构设计需要，可以适当增加翅片13的数量，也可增长翅片13的长度，同时也可以适当调整每两个翅片13之间的角度，便于壳体内流体的流动，翅片13遵循Matlab所求出的曲线拟合函数。

图11示出本发明高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的上壳体12的半剖视图。考虑热量传递的机理，本发明提供的高散热流线型线性制冷压缩机的壳体的热量传递有热传导、热对流、热辐射三种方式。在本发明的设计中的压缩机下壳体10的中间部位有4个压缩机内部结构支撑脚14，由于压缩机整机内部结构通过四个弹簧与压缩机下壳体10直接接触，由于二者之间温度不同而直接接触发生了热传递现象，从而压缩机内部由于电磁机理而产生的热一部分传给了压缩机下壳体10，进而热量继续通过热传导的方式继续往壳体外传导。在传热学中，普遍使用热流量来定量描述热传递过程。本发明中压缩机整个壳体的热流量指单位时间通过某一给定面积的热量，用“Q”表示，单位为W。本发明中压缩机上壳体12、下壳体10的等效长度为L，内、外直径为d1、d2，导热系数为λ，上壳体12、下壳体10的内、外面的温度t1和t2，且t1﹥t2。在压缩机上壳体12、下壳体10的稳定导热中，通过压缩机上壳体12、下壳体10所围成的封闭体面的热流量均相等，但不同柱面上单位面积上的热流量是不同的，且随半径的增大而减小。通过压缩机上壳体12、下壳体10的热流量可用一维径向傅里叶简化导热定律计算，可用以下方程式求解：

单位长度热流量：

上两式中的热阻分别为：

表示L长度压缩机上壳体12、下壳体10的导热热阻，单位为°℃/W；

表示单位长度压缩机上壳体12、下壳体10的导热热阻，单位为m.K/W。

由单位长度热流量的方程式求解可得，通过单位长度压缩机上壳体12、下壳体10热流量仍和温差成正比，与热阻成反比。

图12示出根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10上的热流密度和温度梯度关系的示意图。为了能够更好地说明本发明中的热传导现象，引入等温面来表示同一时刻在压缩机上壳体12、下壳体10所形成的封闭体积中所有温度相同的点连接构成的面。本发明设计中两个等温线之间的变化以垂直于压缩机上壳体12、下壳体10径向方向上温度的变化率最大，在本发明设计中这以温度最大变化率称为温度梯度，用gradt表示，被定义为如下方程式：

式中，n表示垂直于压缩机上壳体12、下壳体10径向法线方向上的单位向量；

表示沿垂直于压缩机上壳体12、下壳体10径向法线方向温度的方向导数；

沿压缩机上壳体12、下壳体10径向方向的温度梯度在直角坐标系中可用方程式表示为：

这里，i、j和k分别是x、y和z轴方向的单位向量。

在本发明设计中热量传递只能发生在压缩机上壳体12、下壳体10所围成封闭空间的不同的等温面之间，单位时间内通过给定压缩机上壳体12、下壳体10所围成封闭截面的导热量，在本发明中称作封闭壳体的热流量，用q＇表示，单位是W/m²。热流量是一个向量，它与温度梯度位于压缩机上壳体12、下壳体10所围成封闭等温面的同一法线上，但指向温度降低的方向，而热流量与温度梯度有关，二者满足以下关系：

q′＝-λgradt(W/m²)

这里，q＇为热流量，λ为压缩机上壳体12、下壳体10的导热系数，gradt为温度梯度，负号表示热流量和温度梯度的方向相反，永远指向压缩机上壳体12、下壳体10及其上的排气口端散热翅片1、进气口端散热翅片3、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、电磁对应散热内部的单个翅片13上温度降低的方向。

图13示出根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10上外部的排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3之间的传热量计算简图。在压缩机上壳体12、下壳体10稳态传热的情况下t_f1>t_f2，压缩机上壳体12、下壳体10上外部的排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3为同一材料，则通过压缩机上壳体12、下壳体10壁面与排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3之间的传热量的大小用方程式可表示为：

制冷剂气体与压缩机上壳体12、下壳体10内壁面的换热：

Q₁＝α₁F₁(t_f1-t_w1)

通过压缩机上壳体12、下壳体10内壁的导热：

排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3与制冷剂气体的换热为：

Q₃＝α₂F₂(t_w2-t_f2)

其中，λ为压缩机上壳体12、下壳体10壁面的热导系数[W/(m·° C)]，δ为压缩机上壳体12、下壳体10的壳体的厚度，α1为压缩机上壳体12、下壳体10内壁面侧换热系数[W/(m²·℃)]，α2为排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3侧换热系数[W/(m²·℃)]，F₁为压缩机上壳体12、下壳体10内壁面侧表面积(m²)，F₂为排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的翅片表面积，t_f1为压缩机上壳体12、下壳体10内壁面制冷剂气体的温度(℃)，t_f2为排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3侧的空气的温度(℃)，t_w1为压缩机上壳体12、下壳体10内壁面侧温度(℃)，t_w2为排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的翅片表面的温度(° C)。

以上三个方程式经整理得：

通过压缩机上壳体12、下壳体10内壁面与排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3之间的传热量为：

如果按压缩机上壳体12、下壳体10内壁面单位面积计算，β＝F₂/F₁，在本发明中称为肋化系数(β﹥1)，则有以下方程式：

如果按排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3散热翅片的单位面积计算，则有以下方程式：

在本发明中由于压缩机上壳体12、下壳体10内壁面积F₁与排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的散热翅片的面积F₂不同，所以K₁、K₂也不相同(K₁﹥K₂)，当适当地增加排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3散热翅片的数量时，达到F₁＝F₂时，有如下方程式：

当F₁＝F₂时，压缩机上壳体12、下壳体10与排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3之间的传热就变成了平壁换热问题，通过此方程式可以看出，在α1、α2较小的一面做成散热翅片的形式能增强传热效果。

排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3、上壳体电磁对应散热内部的翅片13四种类型的散热翅片之间的距离也会对散热效率产生一定的影响，当散热翅片1、2、3、13之间的间距减小时，散热翅片的数量增多，排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3散热翅片的面积F₂增大，则β值增大，这对减小热阻有利；当散热翅片1、2、3、13之间的间距适量减小时，可以增强翅片间空气的扰动，使换热系数α2增大。但散热翅片间距的减小是有限的，以免翅片间空气的温度升高，降低了传热的温差。

另一方面压缩机壳体内部的热量通过对流的方式传给压缩机上壳体12、下壳体10。在本发明中压缩机壳体的对流换热量Q_α用方程式：

Q_α＝α·Δt·F

其中，Q_α的单位为W，Δt是制冷剂与上壳体12、下壳体10之间的温差，单位为℃，F是换热表面的面积，单位为m²，α为对流换热系数，简称换热系数，单位为W/(m².℃)。换热系数α的大小表达了对流换热的过程的强弱，在数值上等于单位面积上，当制冷剂同压缩机上壳体12、下壳体10内壁面之间温度相差1℃时，在单位时间内所传递的热量。

在本发明中壳体的散热除了以上两种散热方式之外，在压缩机上壳体12、下壳体10的外壁面及排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的翅片外壁与壳体外壁的空气之间存在热辐射的问题，它依靠压缩机上壳体12、下壳体10的外壁面及排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的翅片外壁对外发射可见和不可见的射线传递热量。在本发明中压缩机上壳体12、下壳体10的外壁面及排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3的辐射能力E_b与表面热力学温度的4次方成比例，满足斯蒂芬-玻耳兹曼定律：

E_b＝σ_bT⁴(W/m²)

这里，E_b为黑体(一种理想的辐射表面)辐射能力，单位为(W/m²)，σ_b为斯蒂芬-玻耳兹曼常数，也称之为黑体辐射常数，σ_b＝5.67×10^-8[W/m²〃K⁴]，T为热力学温度，单位为k。

根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10电磁部分对应的流线线型在Proe5.0中的数据采点(见表1)，在有限的长度内对曲线所采集适量的点，越能反应流线的线型。根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10电磁部分对应的流线线型在Matlab中的数据采点的曲线拟合，经Matlab软件进行拟合可得到曲线的方程为：

f(x)＝a₁*sin(b₁*x+c₁)+a₂*sin(b₂*x+c₂)+a₃*sin(b₃*x+c₃)

a₁＝110.2(-1149，1369)

b₁＝0.005202(-0.05547，0.06588)

c₁＝-0.04875(-0.6195，0.5219)

a₂＝4.286(2.739，5.833)

b₂＝0.1027(0.08114，0.1243)

c₂＝1.825(1.408，2.242)

a₃＝-0.7207(-1.06，-0.381)

b₃＝0.2126(0.1828，0.2424)

c₃＝5.532(4.64，6.425)

根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10尾部部分对应的横线流线线型在Proe5.0中的数据采点(见表2)，在有限的长度内对曲线所采集适量的点，越能反应流线的线型。根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10尾部部分对应横线的流线线型在Matlab中的数据采点的曲线拟合，经Matlab软件进行拟合可得到曲线的方程为：

f(x)＝(p₁·x⁴+p₂·x³+p₃·x²+p₄x+p₅)/(x+q₁)

p₁＝-0.04528(-19.67，19.58)

p₂＝13.99(-6051，6079)

p₃＝-2166(-9.418e+05，9.374e+05)

p₄＝1.691e+05(-7.314e+07，7.348e+07)

p₅＝3.147e+05(-1.362e+08，1.368e+08)

q₁＝1.574e+05(-6.813e+07，6.844e+07)

根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10尾部部分对应的竖线流线线型在Proe5.0中的数据采点(见表3)，在有限的长度内对曲线所采集适量的点，越能反应流线的线型。根据本发明高散热流线型线性制冷压缩机壳体的压缩机上壳体12、下壳体10尾部部分对应竖线的流线线型在Matlab中的数据采点的曲线拟合，经Matlab软件进行拟合可得到曲线的方程为：

f(x)＝(p₁·x³+p₂·x²+p₃·x+p₄)/(x+q₁)

p₁＝-447.6(-2.041e+06，2.041e+06)

p₂＝1.553e+04(-7.078e+07，7.081e+07)

p₃＝-2.924e+05(-1.334e+09，1.333e+09)

p₄＝9.25e+06(-4.218e+10，4.22e+10)

q₁＝1.141e+05(-5.201e+08，5.204e+08)

本发明在压缩机上壳12和压缩机下壳10的外表面设置若干个排气口端散热翅片1、上壳体电磁对应散热外部的翅片2、进气口端散热翅片3，在对应压缩机电磁发热部分的压缩机上壳12内部增加了相对应的上壳体电磁对应散热内部的翅片13，压缩机上壳12和压缩机下壳10采用流线型外形线条结构，采用Proe5.0对曲线进行数据采点，并运用Matlab软件对流线曲线进行了拟合：运用传热学的理论知识对本发明的压缩机上壳12和下壳10所封闭的空间进行了理论计算，由于是对压缩机壳体外形结构的重新设计，极大提高了线性制冷压缩机壳体的散热效果，增强了线性压缩机壳体的强度，同时更有利于线性压缩机壳体内制冷剂流动，减少了制冷剂对压缩机上壳12和压缩机下壳10的冲击力，从而满足产品性能提升的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

表1:压缩机上下壳体电磁对应流线采点数据表

表2：压缩机上下壳体尾部横线对应流线采点数据表

表3：压缩机上下壳体尾部竖线对应流线采点数据表

Claims (9)

1.一种流线型线性制冷压缩机的壳体，包括相互连接形成密闭的空间的压缩机上壳体(12)和压缩机下壳体(10)，其特征在于，所述压缩机上壳体(12)和压缩机下壳体(10)呈凸字形并形成流线型外形结构；

所述压缩机上壳体(12)的排气口端的圆柱体部与压缩机上壳体的主体部之间的连接部为流线型结构；

所述压缩机上壳体(12)和压缩机下壳体(10)上设有与壳体紧密相接的翅片状结构。

2.根据权利要求1所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述翅片状结构包括位于所述压缩机上壳体(12)和压缩机下壳体(10)的进气口端表面上的进气口端散热翅片(3)、位于所述压缩机上壳体(12)和压缩机下壳体(10)的排气口端表面上的排气口端散热翅片(1)、以及位于所述压缩机上壳体(12)的连接部表面的上壳体电磁对应散热外部的翅片(2)；

所述进气口端散热翅片(3)和排气口端散热翅片(1)绕壳体的表面环形设置，所述上壳体电磁对应散热外部的翅片(2)位于所述进气口端散热翅片(3)和排气口端散热翅片(1)之间且沿连接部的流线型曲线的长度方向设置。

3.根据权利要求2所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述翅片状结构还包括均布于所述压缩机上壳体(12)的内表面的上壳体电磁对应散热内部的翅片(13)，所述上壳体电磁对应散热内部的翅片(13)沿连接部的流线型曲线的长度方向设置。

4.根据权利要求2所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述进气口端散热翅片(3)和排气口端散热翅片(1)为六至十二组翅片结构，其内径为80-96mm，外径为90-105mm，在每片散热翅片棱角处倒有1-3mm倒圆角；每两片散热翅片之间的距离为8-10mm，每片散热翅片的厚度为3-5mm。

5.根据权利要求2所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述上壳体电磁对应散热外部的翅片(2)为六至十二组翅片结构，在每片的散热翅片棱角处倒有1-3mm圆角，每片散热翅片的厚度为3-5mm，每两片散热翅片之间的距离为10-15mm。

6.根据权利要求3所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述上壳体电磁对应散热内部的翅片(13)为十至十五个内翅片状结构。

7.根据权利要求1所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述压缩机下壳体(10)的底部设有壳体支撑脚(6)，压缩机下壳体(10)的内部设有四个压缩机内部结构支撑脚(14)，调节压缩机内部结构支撑脚(14)的位置，使四个压缩机内部结构支撑脚(14)位置的重心与压缩机内部结构的重心在径向方向重合。

8.根据权利要求1所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述压缩机上壳体(12)的进气口端的一侧与排气口端的一侧分别固定有相对设置的进气管口(5)和排气管口(11)；

所述进气管口(5)为制冷剂流进管道，所述排气管口(11)为制冷剂气体流出管道，两者均呈细长圆管状。

9.根据权利要求1所述的流线型线性制冷压缩机的壳体，其特征在于，所述压缩机上壳体(12)的进气口端的直径大于其排气口端的直径，所述压缩机上壳体(12)的进气口端上还设有工艺管口(4)。

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