专利名称：低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机的制作方法
技术领域：
一种蒸汽压缩式制冷压缩机，尤其是一种全封闭转子式制冷压缩机。
背景技术：
全封闭转子式制冷压缩机，已被广泛应用于制冷和热泵，但是其产业技术存在着 影响循环效率的两大技术故障热缸效应和冷害流。电机绕组工作温度130°C左右，有外壳辅助冷却，而电机转子没有外壳辅助冷却， 工作温度150°C左右，直接通过主轴和循环油路传导至汽缸内形成强热缸效应，压缩放热也 形成热缸效应，热缸效应使汽缸壁面工作温度上升，吸气受热膨胀而损失冷量，并提高了压 缩放热，使压缩机工作温度上升……，因此可以定义为热缸机，电机功率转化为排气过热而 浪费，并且提高了压缩机的工作温度和冷凝负荷。因为设计原因，低压侧冷缸和低温吸气管路处于高温高压环境中，壳体腔内的压 缩排气和润滑油在接触低于冷凝温度的低温物体表面时，压缩排气放热冷凝为液态溶解于 润滑油中，形成冷害流连续涌出排气管进入制冷循环管路，这种含油的液态制冷剂流体充 满或半充满蒸发器管路形成压损和热阻，影响制冷剂蒸发吸热，使蒸发器管路温度升高，没 有足够的传热温差，制冷剂不能充分蒸发吸热而损失冷量。由于润滑油的吸收性，制冷剂是 很难从含油流体中完全蒸发分离出来的，因此回汽夹液吸入汽缸蒸发吸热(损失冷量)和 湿压缩，进一步增大冷害流……。这种含油的液态制冷剂流体是制冷循环系统中的危害性的故障性流体——冷害 流(至今才被发现)，好比是人体血管的高血压、高血脂、高血糖病症。冷害流也是一种恶性 循环，表现为循环系统的紊乱和冷量的损失，回气温度降低冷害流程度加剧，而只有降低回 气温度蒸发器效率和压缩机输汽的质量流量(冷量)才能提高？！冷害流的好处是可以降 低压缩机的工作温度，减缓热缸效应，因而其危害性易于被忽略，而冷量则流失了。由于热缸效应和冷害流的双重作用，冷量损失较大，只能获得50%的冷量。
发明内容
—种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机(以下简称礼)，其低压差冷缸循 环由冷管冷缸吸气、冷缸压缩、高效油分离、电机放热和排气过热的回收利用几个主要方面 构成。全封闭转子式制冷压缩机的低压差冷缸循环由包含以下几个方面来实现。1、隔热式汽缸汽缸壁与缸体之间的隔热。厚度为5 1的汽缸壁与缸体之间分布同心圆弧的隔热缝隔热；汽缸壁与缸体的连 接处为汽缸壁的支撑点，支撑点的隔热其外侧的缸体上等距离分布一段圆弧形外隔热缝 或将螺孔作为外隔热孔隔热；在隔热缝中充填隔热材料即又成为隔热层。2、吸气管的隔热
导管外壁与壳体连接，吸气管外壁有密封连接的隔热管，隔热管外壁与导管内孔 和位于缸体上的吸气孔密封连接；吸气隔热管用隔热材料制成。3、隔热冷却式汽缸汽缸壁的隔热和冷却。低压吸气侧汽缸壁定义为冷缸；高压排气侧汽缸壁定义为热缸，为排除压缩放热， 热缸用配备冷却流道的冷却块构成，冷缸和冷却块与缸体之间有隔热缝隔热，在支撑点的 外侧缸体上有外隔缝或螺孔隔热，冷却块厚度S3> 610冷却块的冷却流道冷却流道分布于入口螺孔和出口螺孔之间的圆弧中心线上，入口螺孔和出口螺孔 分别连接从壳体外引入冷却流体Cl的冷却导管、向壳体外引出冷却流体c2的冷却导管，冷 却导管外壁有隔热层与壳体腔内物体隔热、并与壳体隔热和密封连接，冷却流体为机组的 分流制冷剂或其他冷却流体。4、工作气室的隔热汽缸上、下盖的气室壁面分别有气室隔热圈隔热，气室隔热圈内圆以覆盖气室内 圆为限，气室隔热圈的外圆由汽缸壁面向外延伸，在隔热式汽缸时以覆盖汽缸壁的隔热缝 为限、在隔热冷却式汽缸时以覆盖冷却块为限，S3> 气室隔热圈为表面隔热层。气室运动部件的表面隔热滚动转子的外圆表面有隔热层、滑片表面隔热。气室隔热圈、滚动转子的外圆表面隔热层、滑片用耐磨隔热材料制成。冷管冷缸吸气吸气过程中吸气室的低温特性，由连续的低温吸气和热缸的低温 冷却来保持，以充分提高吸气的质量流量(冷量)及降低单位冷量的冷凝负荷和压缩净功。冷缸压缩将压缩放热推向被低温冷却的冷却块汽缸壁面，以抑止排气过热的形 成而降低压缩净功，并进一步降低单位冷量的冷凝负荷。冷缸压缩只有隔热冷却式汽缸才 能实现。5、排气的油雾、油滴分离。在礼顶部壳体腔内的排气管连接伞形盘盖，伞形盘盖下部装有球冠形的金属滤 网，伞形盘盖和金属滤网之间的空间构成缓流室，以降低排气流速而分离油雾和油滴，减少 排气携带润滑油，净化蒸发器管路。6、排气过热和电机放热的回收利用主轴油泵的吸油咀伸向浸油室的底部，以吸取含液态制冷剂较多的底部润滑油， 利用电机转子的高温特性加热润滑油，消除冷害流和浓缩润滑油。壳体外壁用隔热层保温， 防止电机(定子、转子)放热和排气过热热量的散失，充分提高油温、消除冷害流和浓缩润 滑油。7、根据实施内容大致分为三种类型 光板型虬采用隔热式汽缸，工作气室不隔赵，即采用现行常规的上、下盖和
滚动转子、滑片。 隔热型虬采用隔热式汽缸，工作气室隔热。 全效型虬采用隔热冷却式汽缸、工作气室隔热。
图1的AB对比图是隔热式汽缸的俯视图。图2是光板型的局部剖视图。图3是隔热型的局部剖视图。图4是隔热冷却式汽缸的俯视图。图5是图4中冷却块30的后视图。图6是图5中冷却块30沿圆弧中心线展开的剖视图。图7是全效型的局部剖视图。图8是隔热型虬的主剖视图。图9是外圆表面隔热层嵌金属绕丝的滚动转子主视图。图10是外圆表面隔热层与金属结合面之间有燕尾形凹槽的滚动转子主视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明具体实施方式
作进一步详细说明。1、光板型虬。参见附图1、图2 吸气孔1、弹簧孔2、滑片油孔3、滑片槽4、缸体5、定位孔6、螺 孔7、汽缸壁8、隔热缝9、排气斜槽10、支撑点11、外隔热缝12、主轴承孔油槽13、汽缸上盖 14、主轴15、消音罩16、螺钉17、壳体18、汽缸下盖19、副轴承孔油槽20、偏心轮21、滚动转 子22、导管23、隔热管24、吸气管25、弯管26。隔热式汽缸汽缸壁8与缸体5之间的隔热厚度S工的汽缸壁8与缸体5之间分布同心圆弧的 隔热缝9隔热，汽缸壁8与缸体5的连接处(隔热缝9的断开段)是汽缸壁8的支撑点11 ； 支撑点11的隔热其外侧缸体5上等距离分布一段外隔热缝12或将螺孔7作为外隔热孔 隔热；汽缸壁8的厚度8工确定其刚度，当汽缸壁8的厚度S2< 31较薄时，支撑点11数 量需要增加以保证刚度，此时尽可能利用螺孔7作为外隔热孔隔热。吸气管的隔热导管23的外壁与壳体18连接，其内孔与缸体5上的吸气孔1 一致并同轴，吸气管 25外壁有密封连接的隔热管24，隔热管24的外壁与导管23内孔、吸气孔1密封连接；隔热 管24用隔热材料制成。弯管26连接液汽分离罐和吸气管25。在隔热管24用具有柔性塑料王制成时导管23用铜管，吸气管25用硬质金属管， 首先隔热管24的外壁与导管23内孔、吸气孔1紧配(适量过盈装配)，再将吸气管25外 壁过盈推入隔热管24内孔，而后在导管23的外壁用钝口滚轮施加向心力F旋转勒管而进 一步强化密封性；吸气管25外壁与柔性隔热管24内孔之间的过盈装配方法，也可以用冷套 法——将吸气管冷却至低温状态直接插入隔热管24内孔，或热套法——将压缩机加热把冷 状态的吸气管25直接插入隔热管24内孔。光板型礼的汽缸上、下盖14、19、气室运动部件滚动转子22和滑片53用常规现行 压缩机部件，工作气室仅有汽缸壁8隔热，因此简称光板型Mp2、隔热型虬。仍沿用上述的隔热式汽缸，包括吸气管隔热。
工作气室的隔热参见附图3 汽缸上、下盖14、19在气室壁面分别有气室隔热圈27、29隔热。气室 隔热圈27、29的外圆半径R2由汽缸壁面向外延伸以覆盖缸体5上隔热缝9为限，内圆半径 则以覆盖气室内圆为限；设滚动转子22的外圆与主轴15中心线最近距离为礼，则气室隔热 圈的内圆的半径< 队。气室隔热圈27、29为表面隔热层。气室运动部件的表面隔热滚动转子22外圆表面有隔热层28，滑片53用耐磨隔 热材料制成。气室隔热圈27、29、滚动转子外圆表面隔热层28，用耐磨隔热材料制成。3、全效型虬。隔热冷却式汽缸的汽缸壁与缸体之间隔热和冷却。 参见附图4、5、6、7 冷却块30、入口螺孔31、出口螺孔32、流道插片33、焊缝34、气 室隔热圈35、36、冷却导管37b、小导管38、隔热管39。低压吸气侧汽缸壁8定义为冷缸。高压排气侧汽缸壁定义为热缸，为排除压缩放热，热缸用配备冷却流道的冷却块 30构成；冷却块30的厚度S3> \，在滑片槽4处向左下方倾斜以减小其所占滑片槽4的 面积。冷缸8和冷却块30与缸体5之间有隔热缝9隔热，在支撑点11的外侧缸体5上有 外隔热缝12或螺孔7隔热。冷却块30的冷却流道冷却流道分布于入口螺孔31和出口螺孔32之间的圆弧中心线上，上、下对应的两 个流道插片33构成多个U形相互串联的连续通道，上、下端面两条焊缝34密封和固定冷却 流道；入口螺孔31和出口螺孔32分别连接从壳体18外引入冷却流体Cl的冷却导管37a 和向壳体18外引出冷却流体c2的冷却导管37b ；冷却导管37a、37b外壁有隔热层与壳体 18腔内物体隔热、与外壁连接于壳体18的小导管38内孔密封隔热连接；在冷却导管37a、 37b外壁与小导管(铜管)38内孔之间用具有柔性的塑料王制成的隔热管39隔热时隔热 管39过盈装配于小导管38内孔和冷却导管37a、37b外壁之间，而后在小导管38外壁用钝 口滚轮施加向心力f旋转勒管密封连接。工作气室的隔热汽缸上下盖的气室壁面有气室隔热圈35、36隔热。气室隔热圈35、36的外圆半径 R3由汽缸壁面向外延伸以覆盖冷却块30为限、内圆半径则以覆盖气室内圆为限；气室隔热 圈35、36为表面隔热层。由于冷却块30的厚度53> ，所以与隔热型虬相比较民〉‘ 气室运动部件滚动转子22外圆表面有隔热层28和滑片53表面隔热。参见附图8 排气管45、伞形盘盖46、金属滤网47、电机绕组48、转子铁芯49、定子 铁芯50、定子冷却孔51、主轴油孔52、滑片53、弹簧54、燕尾形凹槽55、吸油咀56、磁铁57。4、M!排气的油雾、油滴分离。在Mi顶部壳体腔内的排气管45连接下部装有球冠形金属滤网47的伞形盘盖46， 伞形盘盖46和金属滤网47之间的空间构成缓流室以降低排气流速，金属滤网47分离进入 缓流室排气的油雾和油滴，减少排气携带润滑油的流量，净化蒸发器管路的含油量，使蒸发 器管路温度充分接近蒸发温度L。5、Mi电机放热和排气过热的回收利用
主轴油泵的吸油咀56伸向浸油室底部，以吸取含液态制冷剂较多的底部润滑油， 利用电机转子的高温特性在循环油路中加热润滑油，使润滑油中的液态制冷剂转化为汽态 排气而消除冷害流。在壳体18的外壁，包括顶盖和底盖，设保温层或涂隔热漆，防止电机定子和电机 转子形成的电机放热及排气过热形成的热量散失，以充分提高浸油室的油温和壳体18的 腔内温度，浓缩润滑油，消除冷害流。6、工作气室部件的表面隔热层参见附图9、10 边缘线58、绕丝59、燕尾形凹槽60。滚动转子22外圆表面隔热层28，在采用表面涂层工艺制作时其涂层之间嵌螺旋 状绕丝59 (绕丝可预先固定于金属结合面)或在金属结合面开燕尾形凹槽60，以强化表面 涂层28与金属结合面之间的结合力；表面涂层为耐磨隔热材料(如隔热陶瓷等)。滚动转子22上下两端外圆表面留金属边缘线58。参见附图3、7、8 汽缸上、下盖14、19的气室隔热圈27、29或35、36为表面隔热 层，可以采用贴片工艺制作；当采用表面涂层工艺制作时，同样在金属结合面开燕尾形凹槽 55，以强化表面涂层27、29或35、36与金属结合面之间的结合力；贴片和表面涂层为耐磨隔 热材料(如隔热陶瓷等)。
权利要求
一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，包括汽缸、汽缸上下盖、滚动转子、滑片、吸排气管等，其特征在于所述汽缸为隔热式汽缸，其汽缸壁(8)与缸体(5)之间的隔热厚度为δ1的汽缸壁(8)与缸体(5)之间分布同心圆弧隔热缝(9)隔热，汽缸壁(8)与缸体(5)的连接处是汽缸壁的支撑点(11)；支撑点(11)的隔热其外侧缸体(5)上等距离分布一段外隔热缝(12)或将螺孔(7)作为外隔热孔隔热；汽缸壁(8)的厚度δ1确定其刚度，当汽缸壁厚度δ2＜δ1较薄时，支撑点(11)的数量需要增加以保证刚度；在隔热缝(9、12)中充填隔热材料后即为隔热层。
2.根据权利要求1所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征在 于吸气管(25)的隔热导管(23)的外壁与壳体(18)连接，导管(23)的内孔与缸体(5) 上的吸气孔(1)同轴，吸气管(25)外壁有密封连接的隔热管(24)，隔热管(24)的外壁与导 管(23)内孔、吸气孔(1)密封连接；隔热管(24)用隔热材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征 在于所述汽缸为隔热冷却式汽缸，其汽缸壁(8)与缸体(5)之间的隔热和冷却低压吸气 侧汽缸壁(8)定义为冷缸；高压排气侧汽缸壁定义为热缸，热缸用配备冷却流道的冷却块 (30)构成；冷缸(8)和冷却块(30)与缸体(5)之间有隔热缝(9)隔热，支撑点(11)外侧 缸体(5)上有外隔热缝(12)或螺孔(7)隔热；冷却块的冷却流道冷却流道分布于入口螺 孔(31)和出口螺孔(32)之间的圆弧中心线上，入口螺孔(31)和出口螺孔(32)分别连接 从壳体(18)外引入冷却流体(^的冷却导管(37a)和向壳体外引出冷却流体C2的冷却导管 (37b)；冷却导管(37a、37b)外壁有隔热层与壳体(18)腔内物体隔热、并与壳体(18)密封 隔热连接；冷却流体C1为机组分流制冷剂或其他冷却流体。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机， 其特征在于工作气室部件汽缸上、下盖(14、19)的隔热在应用隔热式汽缸时，汽缸上、下 盖(14、19)的气室壁面分别有气室隔热圈(27、29)隔热，气室隔热圈(27、29)的外圆半径 R2由汽缸壁面向外延伸以覆盖缸体(5)上的隔热缝(9)为限，内圆半径则以覆盖气室内圆 为限，滚动转子(22)的外圆与主轴(15)的中心线最近距离为R1，则气室隔热圈的内圆的 半径< R1 ；在应用隔热冷却式汽缸时，汽缸上、下盖(14、19)的气室壁面分别有气室隔热圈 (35,36)隔热，气室隔热圈(35、36)的外圆半径R3由汽缸壁面向外延伸以覆盖冷却块(30) 为限，内圆半径则以覆盖气室内圆为限，由于冷却块(30)厚度δ3> S1，与应用隔热式汽 缸相比较R3 > R2 ；气室隔热圈(27、29、35、36)为表面隔热层。
5.根据权利要求4所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征在 于工作气室运动部件的表面隔热滚动转子(22)的外圆表面有隔热层(28)，滑片(53)用 耐磨隔热材料制成；气室隔热圈(27、29、35、36)、滚动转子(22)的外圆表面隔热层(28)用 耐磨隔热材料制成。
6.根据权利要求3所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征在 于冷却块(30)在滑片槽(4)处向左下方倾斜以减小冷却块(30)所占滑片槽(4)的面积； 分布于入口螺孔(31)和出口螺孔(32)之间圆弧中心线上的冷却流道由上、下对应的两个 流道插片(33)构成多个U形相互串联的连续通道，上、下端面两条焊缝(34)密封和固定冷 却流道插片(33)。
7.根据权利要求2或3所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征在于导管(23)的外壁与壳体(18)连接，其内孔与位于缸体(5)上的吸气孔(1) 一致并 同轴，隔热管(24)用具有柔性的塑料王制成时导管(23)用铜管，吸气管(25)用硬质金 属管，首先隔热管(24)的外壁与导管(23)内孔、吸气孔(1)紧配，即适量过盈装配，再将吸 气管(25)外壁过盈推入隔热管(24)内孔，而后在导管(23)的外壁用钝口滚轮施加向心力 f旋转勒管而进一步强化密封性；吸气管(25)外壁与柔性隔热管(24)内孔之间的过盈装 配方法，也可以用冷套法——将吸气管冷却至低温状态直接插入隔热管(24)内孔，或热套 法——将压缩机加热把冷状态的吸气管(25)直接插入隔热管(24)内孔。
8.根据权利要求3所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特征在 于冷却导管(37a、37b)外壁与外壁连接于壳体(18)的铜制小导管(38)内孔之间用柔性 塑料王制成的隔热管(39)隔热时隔热管(39)过盈装配于小导管(38)内孔和冷却导管 (37a、37b)外壁之间，而后在小导管(38)外壁用钝口滚轮施加向心力f旋转勒管密封连接。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机， 其特征在于排气的油雾、油滴分离壳体顶部腔内的排气管(45)连接下部装有球冠形金 属滤网(47)的伞形盘盖(46)，伞形盘盖(46)和金属滤网(47)之间的空间构成缓流室而降 低排气的流速，金属滤网(47)分离进入缓流室排气的油雾和油滴，减少排气携带润滑油的 流量；主轴油泵的吸油咀(56)伸向浸油室底部；壳体(18)包括顶盖和底盖的外壁设保温 层或涂隔热漆。
10.根据权利要求5所述的一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，其特 征在于工作气室部件的表面隔热层滚动转子(22)外圆表面隔热层(28)在采用表面涂 层工艺制作时，其涂层之间嵌有螺旋状绕丝(59)、绕丝(59)可预先固定于金属结合面，或 在金属结合面开燕尾形凹槽(60)，以强化金属结合面与表面涂层之间的结合力，滚动转子 (22)上下端的外圆表面留有金属边缘线(58)，表面涂层用耐磨隔热材料，如隔热陶瓷等； 汽缸上、下盖(14、19)的气室隔热圈(27、29)或(35、36)为表面隔热层，可以采用贴片工艺 制作，当采用表面涂层工艺制作时，同样在金属结合面开燕尾形凹槽(55)，以强化表面涂层 与金属结合面之间的结合力，贴片或表面涂层用耐磨隔热材料，如隔热陶瓷等。
全文摘要
本发明涉及一种低压差冷缸循环的全封闭转子式制冷压缩机，低压差冷缸(良性)循环热力学优势①冷管冷缸吸气吸气室低温特性由连续低温吸气保持、充分提高吸气质量流量而降低压缩净功和冷凝负荷；②冷缸压缩将压缩放热推向被低温冷却的汽缸壁，抑止排气过热而降低压缩净功和冷凝负荷；③可实现高效油分净化蒸发器管路使管温接近TO而增大冷量；④电机放热和排气过热用于加热浓缩具有吸收性的润滑油消除冷害流和提高循环效率。从而有效地解决了现行转子式压缩机存在的两个恶性循环热缸效应和冷害流，且与同排量的压缩机比较冷量增大1倍、功率降低＞30％。
文档编号F04C18/356GK101994695SQ20091005656
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者吉阿明, 童夏民 申请人:上海沁晨空气能热工研究所