CN104976125A - 空调***的压缩机和具有该压缩机的空调*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调***的压缩机和具有该压缩机的空调***，压缩机包括：壳体；设在壳体内的气缸组件，气缸组件具有压缩腔和与压缩腔连通的吸气通道以及与压缩腔连通的至少一个排气通道，压缩机用的制冷剂为二氟甲烷，吸气通道在制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，排气通道在制冷剂的流动方向上的最小横截面积之和为S2，压缩机的排出容积为D，S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，0.12g/cm2≤y≤0.45g/cm2，ρs＝0.028g/cm3，S2与D满足关系式：z＝D×ρd/S2，1.15g/cm2≤z≤2.85g/cm2，ρd＝0.079g/cm3。根据本发明实施例的压缩机吸气和排气性能提高。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，更具体地，涉及一种空调***的压缩机和具有该压缩机的空调***。
背景技术
R22制冷剂已被“蒙特利尔议定”书列为限期逐步淘汰的制冷剂。欧洲、日本早已开始转向R410A制冷剂替代，美国也开始禁止R22在新的制冷产品中的使用。中国也加快了R22淘汰的步伐，2015年要达到削减基线水平的10％的要求。而国内一些主要品牌也开始推出R410A作为制冷剂的环保空调。然而R410A的GWP值比R22还大，“京都议定书”已将R410A列为受控排放的温室效应气体，所有R410A绝不是长远的替代方案。
作为替代制冷剂之一的R32，即二氟甲烷，为业界关注。其GWP为675，仅为R410A(GWP2100)的约三分之一。其安全等级为A2L，可燃性远远低于碳氢制冷剂R290。因此，应用R32制冷剂的产品，在市场推广上以及市场接受程度上，要优于R290制冷剂产品。然而，当空调中所使用的制冷剂发生改变时，空调的结构也应当进行调整。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人对使用R32制冷剂的空调***进行了测试，发现在空调ASHRAE测试条件下，压缩机无论是在吸气状态还是排气状态，采用R32制冷剂比R410A制冷剂的质量流量要低得多，约为R410A制冷剂的65％～75％，具体如表1所示：
表1
至于汽化潜热方面，在40℃和10℃下，R32制冷剂比R410A制冷剂则高出约20％，具体如表2所示。
表2
由于汽化潜热越高，单位质量制冷剂吸收或放出的热量越多，因此，尽管表1所示的R32制冷剂比R410A制冷剂的质量流量要低得多。但是，在空调ASHRAE测试条件下，压缩机采用相同的排出容积时，采用R32制冷剂比R410A制冷剂的制冷量仍会要高出约5％～7％，具体如表3所示。
表3
因此，要得到相同的制冷量的话，采用R32制冷剂的滚动转子压缩机的排出容积会比采用R410A制冷剂时要小一点。
同时，发明人根据试验研究发现，实际空调***在匹配时，要得到相当的制冷量的话，采用R32制冷剂时只需要以往R410A制冷剂的70％～85％的充灌量(质量)。
有鉴于此，本申请的发明人专门针对采用R32制冷剂的空调***进行了研究，其中特别对压缩机的结构进行了改进，使改进后的压缩机及其空调***可以匹配R32制冷剂，使用性能较好。
具体而言，发明人发现，当吸气通道的横截面积过小时，则吸气阻力增大，压缩机的功耗将上升；当吸气通道的横截面积过大时，则吸气关闭角度增大，反而使得压缩机的吸气量降低，制冷量恶化。
同样地，当排气通道的横截面积过小时，则排气阻力增大，压缩机的功耗将上升；当排气通道的横截面积过大时，则排气通道内的高压气体的体积就增大，这部分的体积将会 再膨胀，反而使得压缩机的排气量降低，制冷量恶化。
因此，本申请的发明人对采用R32的压缩机的吸气通道和排气通道进行了专门的设计，使采用R32的压缩机的吸气性能和排气性能提高，压缩机的工作效率提升。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种压缩机，所述压缩机吸气性能和排气性能提高，运行效率高。
本发明还提出了一种具有上述压缩机的空调***。
根据本发明实施例的压缩机，包括：壳体；气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内，所述气缸组件具有压缩腔和与所述压缩腔连通的吸气通道，所述压缩机采用的制冷剂为二氟甲烷，所述吸气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，所述排气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积之和为S2，所述压缩机的排出容积为D，所述S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，其中，0.12g/cm2≤y≤0.45g/cm2，ρs＝0.028g/cm3，所述S2与D满足关系式：z＝D×ρd/S2，其中，1.15g/cm2≤z≤2.85g/cm2，ρd＝0.079g/cm3。
根据本发明实施例的压缩机，吸气性能和排气性能提高吸气性能提高且工作效率提升。
另外，根据本发明上述实施例的压缩机还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述吸气通道包括第一吸气段和与所述第一吸气段连通的第二吸气段，所述第二吸气段的出口朝向所述压缩腔，所述第二吸气段的最小横截面积为所述S1。
根据本发明的一个实施例，第二吸气段形成为圆柱形。
根据本发明的一个实施例，所述第一吸气段与所述第二吸气段同轴设置。
根据本发明的一个实施例，在制冷剂的流动方向上，所述吸气通道的横截面积不变。
根据本发明的一个实施例，所述排气通道为多个且多个所述排气通道中的至少两个的最小横截面积不同。
根据本发明的一个实施例，所述排气通道为多个且多个所述排气通道的最小横截面积均相同。
根据本发明的一个实施例，每个所述排气通道的横截面分别形成为圆形。
根据本发明的一个实施例，还包括电机组件，所述壳体具有排出口，所述电机组件设在所述壳体内，所述电机组件内具有连通所述压缩腔与所述排出口的第一流体通道，所述电机组件与所述壳体之间限定有第二流体通道，所述第一流体通道和所述第二流体通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积分别为G1和G2，所述G1、G2与D满足关系式：f＝D×ρd/G1，h＝D×ρd/G2，其中，0.2g/cm2≤f≤3.8g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2,ρd＝0.079g/cm3。
根据本发明的一个实施例，当所述电机组件的转速不变时，0.4g/cm2≤f≤3.8g/cm2， 0.14g/cm2≤h≤0.7g/cm2。
根据本发明的一个实施例，当所述电机组件的转速可变时，0.2g/cm2≤f≤2.2g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2。
根据本发明的一个实施例，所述电机组件包括：定子，所述定子设在所述壳体内，所述定子的外壁面的至少一部分与所述壳体的内壁面间隔开形成所述第二流体通道，所述定子内设有贯通其厚度方向的装配孔；转子，所述转子可枢转地设在所述装配孔内，所述转子的外壁面与所述定子的内壁面间隔开形成所述第一流体通道。
根据本发明的一个实施例，所述第一流体通道与所述第二流体通道分别沿所述壳体的轴向延伸。
根据本发明的一个实施例，所述第一流体通道与所述第二流体通道在所述壳体的轴向上的横截面积均不变。
根据本发明的一个实施例，所述定子的外壁面上设有切边，所述第二流体通道的至少一部分由所述切边与所述壳体的内壁面限定出。
根据本发明的一个实施例，所述定子的外壁面上设有凹槽，所述第二流体通道的一部分由所述凹槽与所述壳体的内壁面限定出。
根据本发明的一个实施例，所述壳体内设有工作部件，所述气缸组件构成所述工作部件的一部分，所述空调***的制冷剂的充灌量为R，所述压缩机的封油量为L，所述壳体在安装所述工作部件后所剩下内部空腔的容积为C，L＝MAX(L1，L2)，其中，L1＝C/k±10×D,L2＝R×e,0.6×C≤R/ρ+L2≤2.0×C，1.7≤k≤3.0，1.4≤e≤4.2，ρ＝1.02g/cm3。
根据本发明的一个实施例，当所述压缩机为定速压缩机时，0.6×C≤R/ρ+L2≤1.4×C，1.7≤k≤2.6，1.4≤e≤3.1。
根据本发明的一个实施例，当所述压缩机为变频压缩机时，0.8×C≤R/ρ+L2≤2.0×C，1.9≤k≤3.0，1.8≤e≤4.2。
根据本发明的一个实施例，还包括储液器，所述储液器包括外壳和出口管，所述出口管的外开口端位于所述外壳之外且与所述压缩腔连通，所述出口管的内开口端位于所述外壳内，所述内开口端所在的水平面与位于该水平面下方的所述外壳所围成的空间的体积为所述储液器的有效容积A，所述空调***的制冷剂的充灌量为R，所述A与R满足关系式：A＝R×m，其中，0.25≤m≤0.72。
根据本发明的一个实施例，所述出口管上设有位于所述外壳内的回油孔，所述回油孔所在的水平面与位于该水平面之下的所述外壳所围成的空间的体积为V，所述压缩机的封油量为L，其中V/L≤0.2。
根据本发明的一个实施例，所述内开口端与所述外壳的顶壁之间的竖直距离小于或等 于所述外壳沿竖直方向延伸的尺寸的三分之一。
根据本发明的一个实施例，所述气缸组件包括一个气缸，所述吸气通道设在所述气缸上。
根据本发明的一个实施例，所述气缸组包括气缸和轴承，所述轴承设在所述气缸的上端和/或下端，所述吸气通道的至少一部分设在所述轴承上。
根据本发明的一个实施例，所述气缸组件包括两个气缸，两个所述气缸之间设有中隔板，所述吸气通道的至少一部分设在所述中隔板上。
根据本发明实施例的空调***，包括根据本发明实施例的压缩机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的空调***的压缩机的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的空调***的压缩机的气缸组件的部分结构示意图；
图3是根据本发明第一个实施例的空调***的气缸组件的吸气通道的结构示意图。
图4是根据本发明第二个实施例的空调***的气缸组件的吸气通道的结构示意图；
图5是根据本发明第三个实施例的空调***的气缸组件的吸气通道的结构示意图；
图6是根据本发明第四个实施例的空调***的气缸组件的吸气通道的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的空调***的压缩机的气缸组件的示意图；
图8是根据本发明实施例的空调***的压缩机的电机组件的结构示意图；
图9是根据本发明实施例的空调***的压缩机的第一流体通道的示意图；
图10是根据本发明实施例的空调***的压缩机的第二流体通道的示意图；
图11是根据本发明实施例的空调***的压缩机的储液器的结构示意图。
附图标记：
压缩机100；
壳体10；
气缸组件20；压缩腔21；吸气通道22；排气通道23；第一吸气段221；第二吸气段222；第三吸气段223；气缸201；轴承202；
电机组件30；第一流体通道31；第二流体通道32；定子301；装配孔3011；切边3012；凹槽3013；转子302；
储液器40；外壳41；出口管42；内开口端421；外开口端422；回油孔423。
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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
下面结合附图详细描述根据本发明实施例的压缩机100。
参照图1至图11所示，根据本发明实施例的压缩机100可以包括壳体10和气缸组件20。气缸组件20可以设在壳体10内。气缸组件20具有压缩腔21、吸气通道22和至少一个排气通道23，吸气通道22与压缩腔21连通，每个排气通道23也与压缩腔21连通，制冷剂可以通过吸气通道22吸入到压缩腔21中，压缩腔21中的制冷剂可以通过排气通道23排出。其中，压缩机100采用的制冷剂为二氟甲烷，即R32。
本申请的发明人经过研究发现，在相同的制冷量下，采用R32的制冷剂时，制冷剂的流量比以往的制冷剂要小很多，而制冷剂的流量跟压缩机100的排出容积有关。因此，制冷剂进入压缩腔21所经过的吸气通道22的横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。
由于吸气通道22的横截面积在沿制冷剂的流动方向上可以是变化的，此时，制冷剂的流量则主要取决于吸气通道22的横截面积最小的位置。因此，吸气通道22的最小横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。
同样的，制冷剂流出压缩腔21所经过的排气通道23的横截面积与压缩机100的排出容积之间也应当满足一定的关系。由于排气通道23的横截面积在沿制冷剂的流动方向上可以是变化的，此时，制冷剂的流量则主要取决于排气通道23的横截面积最小的位置。同时由于排气通道23不仅限于一个，可以有多个。因此，排气通道23的最小横截面积之和与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。
为方便描述，假设压缩机100的排出容积为D。假设吸气通道22在制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1。也就是说，在吸气通道22内的制冷剂的流动方向上，该吸气通道22的最小横截面积为S1。其中，制冷剂的流动方向通常即为吸气通道22的延伸方向。另外，为方便描述，以下所描述的吸气通道22的最小横截面积均是指吸气通道22在其内部的制冷剂的流动方向上的最小横截面积。
假定排气通道23在制冷剂的流动方向上的最小横截面积之和为S2。也就是说，当排气通道23为一个时，在该排气通道23内的制冷剂的流动方向上，该排气通道23的最小横截面积为S2；当排气通道23为多个时，所有的排气通道23在各自对应的制冷剂的流动方向上的最小横截面积之和为S2，换言之，S2为多个最小横截面积相加后的和，该多个最小横 截面积分别为多个排气通道23在各自内部的制冷剂的流动方向上的最小横截面积。
其中，制冷剂的流动方向通常即为排气通道23的延伸方向，即每个排气通道23所对应的制冷剂的流动方向即为各自的延伸方向。另外，为方便描述，以下所描述的排气通道23的最小横截面积均是指排气通道23在其内部的制冷剂的流动方向上的最小横截面积。
发明人经过研究得出，S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1。其中，y为吸气流量系数，0.12g/cm2≤y≤0.45g/cm2。ρs为1.1MPa的压力(绝对压力)下、18℃的温度下，R32制冷剂气态的密度，ρs＝0.028g/cm3。
进一步地，S2与D满足关系式：z＝D×ρd/S2。其中，z为排气流量系数，1.15g/cm2≤z≤2.85g/cm2。ρd为3.5MPa的压力(绝对压力)下、90℃的温度下，R32制冷剂气态的密度，ρd＝0.079g/cm3。
这里，压缩机100的排出容积D可以根据具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，3.0cm3≤D≤95cm3。当D与y的值确定时，吸气通道22的最小横截面积S1即可以确定。当D与z的值确定时，排气通道23的最小横截面积之和S2即可以确定。符合上述关系式的压缩机100的吸气效率和排气效率较好，压缩机100的效率提升。
根据本发明实施例的压缩机100，通过使吸气通道22的最小横截面积满足一定的关系式，同时使排气通道23的最小横截面积之和满足一定的关系式，使得吸气通道22以及排气通道23的尺寸适中，不会过大，也不会过小，采用R32的压缩机100的吸气阻力和排气阻力小，吸气和排气适中，吸气性能和排气性能提高，压缩机100的功耗低，运行效率提高，压缩机100使用更安全可靠。
如图3至图5所示，吸气通道22可以包括第一吸气段221和第二吸气段222，第二吸气段222与第一吸气段221连通。第二吸气段222的出口朝向压缩腔21。也就是说，第二吸气段222的远离第一吸气段221的一端与压缩腔21连通，相比于第二吸气段222，第一吸气段221远离压缩腔21设置。制冷剂首先经过第一吸气段221，再经过第二吸气段222，最后进入到压缩腔21中。
其中，第二吸气段222的最小横截面积为S1。也就是说，制冷剂在吸气通道22内的流动实际取决于靠近压缩腔21的吸气段。由于制冷剂在流经第二吸气段222的最小截面处时流速相对较快，使得制冷剂更易于被吸入到压缩腔21中，压缩机100的吸气性能好。
可以理解的是，第二吸气段222的形状可形成为多种。例如，如图3所示，根据本发明的一些实施例，在制冷剂的流动方向上，第二吸气段222的横截面积可以不变。也就是说，第二吸气段222在任意位置剖切的横截面积均为S1，该值保持不变。其中，制冷剂的流动方向即为第二吸气段222的轴向，即图3中虚线所示的方向。
当然，第二吸气段222的形状不限于此。可选地，在本发明的一些实施例中，第二吸 气段222的横截面积沿着制冷剂的流动方向可以逐渐减小，也可以逐渐增大。此时，第二吸气段222的最小横截面积S1则为第二吸气段222的其中一端的横截面积。例如，如图4所示，在制冷剂的流动方向上，第二吸气段222的横截面积逐渐增大。此时，第二吸气段222的最小横截面积S1为第二吸气段222的远离压缩腔21的一端的横截面积。
在本发明的一些优选实施例中，第二吸气段222形成为圆柱形。也就是说，第二吸气段222呈直线延伸，并且第二吸气段222的横截面积形成为圆形，而且在沿制冷剂的流动方向上该横截面积保持不变。由此，制冷剂的流动阻力更小，流动更加顺畅且不易发生紊流，压缩机100的吸气噪音小。
优选地，第一吸气段221与第二吸气段222同轴设置。也就是说，第一吸气段221的中心轴线与第二吸气段222的中心轴线位于同一直线上。由此，制冷剂往压缩腔21内流动的过程中可以大致沿直线流动，制冷剂的流动更加顺畅且不易发生紊流，压缩腔21的吸气阻力小，制冷剂更易进入压缩腔21，压缩机100的吸气性能好，吸气噪音更小。
可以理解的是，第一吸气段221与第二吸气段222可以直接连通，也可以间接连通。例如，在图3和图4所示的实施例中，第一吸气段221和第二吸气段222即为直接连通。再例如，在图5所示的实施例中，第一吸气段221与第二吸气段222间接连通。具体而言，吸气通道22还可以包括第三吸气段223，第三吸气段223位于第一吸气段221和第一吸气段221之间。
也就是说，第一吸气段221与第二吸气段222不直接相连，而是通过第二吸气段222间接过渡相连。制冷剂可以依次经过第一吸气段221、第三吸气段223和第二吸气段222，进入到压缩腔21中。由于，第三吸气段223起到连接第一吸气段221和第二吸气段222的作用，因此，在实际制造中，第三吸气段223的长度可以很短。
其中，在制冷剂的流动方向上，相邻的两个吸气段之间可以通过横截面积逐渐变小的轴肩形结构进行过渡。由此，不仅便于制造，而且可以使制冷剂在吸气段之间过渡流动时流动平稳，不易发生紊流。
另外，如图6所示，在制冷剂的流动方向上，吸气通道22的横截面积可以不变。换言之，当吸气通道22看成由第一吸气段221、第二吸气段222和第三吸气段223构成时，第一吸气段221、第二吸气段222和第三吸气段223在沿制冷剂的流动方向上的横截面积均相同，吸气通道22的最小横截面积S1为吸气通道22的任意位置处的横截面积。由此，制冷剂在吸气通道22内流动更加平稳，不易发生紊流，压缩机100吸气效果好。
根据本发明的一些实施例，排气通道23可以为多个，压缩腔21中的制冷剂可以通过多个排气通道23排出气缸组件20。由此可以提高压缩机100的排气效率。可选地，多个排气通道23中的至少两个的最小横截面积不同。也就是说，当排气通道23具有多个时， 所有的排气通道23的最小横截面积可以均不相同，其中也可以有部分排气通道23的最小横截面积是相同。
当然，本发明不限于此，例如，多个排气通道23的最小横截面积均相同，即所有的排气通道23的最小横截面积可以全部相同。由此，压缩腔21向外排气时更加均匀，排气效果更好。
根据本发明的一个具体示例，每个排气通道23的横截面积在制冷剂的流动方向上不变。也就是说，所有的排气通道23在各自对应的制冷剂的流动方向上保持不变。由此，制冷剂在排气通道23内流动更平稳，不易发生紊流，压缩机100的排气性能更好。
优选地，每个排气通道23的横截面分别形成为圆形。由此，排气通道23的内壁面较为圆滑，制冷剂在排气通道23内流动阻力更小，压缩机100排气更顺畅，排气噪音更小。
参照图1所示，根据本发明实施例的压缩机100包括壳体10、气缸组件20和电机组件30。压缩机100采用的制冷剂为二氟甲烷，即R32。
气缸组件20和电机组件30分别设在壳体10内。壳体10具有排出口11，气缸组件20具有压缩腔21，电机组件30内具有第一流体通道31，即图9中剖面线处所示。第一流体通道31连通压缩腔21与排出口11，制冷剂可以通过第一流体通道31流向排出口11。电机组件30与壳体10之间限定有第二流体通道32，即图10中剖面线处所示，制冷剂也可以通过第二流体通道32流向排出口11。其中，与制冷剂分离的润滑油可以通过两个流体通道，特别是第二流体通道32回流至底部油池。
本申请的发明人经过研究发现，在相同的制冷量下，采用R32的制冷剂时，制冷剂的流量比以往的制冷剂要小很多，而制冷剂的流量跟压缩机100的排出容积有关。因此，压缩机100中的两个流体通道的横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。
由于两个流体通道的横截面积在沿制冷剂的流动方向上可以是变化的，此时，制冷剂的流量则主要取决于两个流体通道的横截面积最小的位置。因此，两个流体通道的最小横截面积与压缩机100的排出容积之间应当满足一定的关系。
为方便描述，假定压缩机100的排出容积为D。假定第一流体通道31和第二流体通道32在制冷剂的流动方向上的最小横截面积分别为G1和G2。也就是说，在第一流体通道31内的制冷剂的流动方向上，该第一流体通道31的最小横截面积为G1；在第二流体通道32内的制冷剂的流动方向上，该第二流体通道32的最小横截面积为G2。其中，制冷剂的流动方向通常即为流体通道的延伸方向。
另外，为方便描述，以下所描述的第一流体通道31或第二流体通道32的的最小横截面积均是指第一流体通道31或第二流体通道32在其内部的制冷剂的流动方向上的最小横截面积。
发明人经过研究得出，G1、G2与D满足关系式：f＝D×ρd/G1，h＝D×ρd/G2。其中，f和h为流量系数，0.2g/cm2≤f≤3.8g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2。ρd为3.5MPa的压力(绝对压力)下、90℃的温度下，R32制冷剂气态的密度，ρd＝0.079g/cm3。
这里，压缩机100的排出容积D可以根据的具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，3.0cm3≤D≤95cm3。当D、f和h的值确定时，第一流体通道31和第二流体通道32的最小横截面积S1即可以确定。符合该关系式的压缩机100的排气性能好，压缩机100的功耗降低，性能提升。
根据本发明实施例的压缩机100，通过使第一流体通道31与第二流体通道32的最小横截面积分别满足一定的关系式，使得采用R32的压缩机100的排气阻力小，排气和回油更顺畅，压缩机100的功耗低，润滑性更好，运行效率提高且不易磨损，压缩机100使用更安全可靠。
可以理解的是，根据本发明实施例的压缩机100可以为定速压缩机，也可以为变频压缩机。f和h可以根据压缩机100的类型适当调整其取值范围，以更有针对性的对压缩机100的结构进行改进，使结构设计更加合理，压缩机100的性能更好。
具体而言，当压缩机100为定速压缩机时，即电机组件30的转速不变时，0.4g/cm2≤f≤3.8g/cm2，0.14g/cm2≤h≤0.7g/cm2；当压缩机100为变频压缩机时，即当电机组件30的转速可变时，0.2g/cm2≤f≤2.2g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2。
参照图1以及图8至图10所示，电机组件30可以包括定子301和转子302。定子301可以设在壳体10内，定子301内设有贯通其厚度方向的装配孔3011，转子302可枢转地设在装配孔3011内。通常定子301的厚度方向为定子301的轴向，即壳体10的轴向。转子302的外壁面与定子301的内壁面间隔开形成第一流体通道31，定子301的内壁面即为装配孔3011的壁面。定子301的外壁面的至少一部分与壳体10的内壁面间隔开形成第二流体通道32。
由此，制冷剂和润滑油可以从定子301与转子302之间以及定子301与壳体10之间穿过，电机组件30的润滑性更好，气体流动更分散顺畅，排气效率更高。
优选地，第一流体通道31与第二流体通道32分别沿壳体10的轴向延伸。由此，气体的通过路径更短且更易于向上流动，压缩机100排气更顺畅。同时，润滑油更易于下落，提高了润滑油的利用率，润滑性更好，压缩机100的功耗更低。
根据本发明的一些实施例，第一流体通道31与第二流体通道32在壳体10的轴向上的横截面积均不变。也就是说，第一流体通道31和第二流体通道32在各自的延伸方向上形成为横截面积不变的结构。由此，制冷剂在第一流体通道31和第二流体通道32内流动更平稳，不易发生紊流，压缩机100的排气性能更好。
根据本发明的一些实施例，定子301的外壁面上可以设有切边3012，第二流体通道32的至少一部分可以由切边3012与壳体10的内壁面限定出。进一步地，定子301的外壁面上还可以设有凹槽3013，第二流体通道32的一部分可以由凹槽3013与壳体10的内壁面限定出。
在图8至图10所示的实施例中，定子301的外壁面上既设有切边3012，又设有凹槽3013，第二流体通道32的一部分由切边3012与壳体10的内壁面限定出，第二流体通道32的另一部分由凹槽3013与壳体10的内壁面限定出。此时，第二流体通道32被分成多个部分，为分散性通道。第二流体通道32的最小横截面积为多个凹槽3013的壁面与壳体10的内壁面所限定空间的最小横截面积与多个切边3012与壳体10的内壁面所限定空间的最小横截面积之和。
其中，切边3012与凹槽3013分别可以包括多个，多个凹槽3013与多个切边3012沿定子301的周向间隔开设置，其中定子301的周向即为壳体10的周向。优选地，多个凹槽3013与多个切边3012沿定子301的周向相间设置，即相邻的两个凹槽3013之间设有一个切边3012，相邻的两个切边3012之间设有一个凹槽3013。该种结构设计更加合理，压缩机100的平衡性更好，运行更可靠。
本申请的发明人经过研究发现，空调***的制冷剂的充灌量与压缩机100内部的润滑油的封入量之间相互关联。为确保压缩机100的可靠性，空调***的制冷剂的充灌量与压缩机100内部的润滑油的封入量之间应当满足一定的关系。
为方便描述，假定该压缩机100所在的空调***的制冷剂的充灌量为R，压缩机100的封油量为L，即压缩机100内部所封入的润滑油的量为L。壳体10在安装工作部件后所剩下的内部空腔的容积为C，即壳体10所围成的内部空间的体积减去壳体10内的安装部件的体积后所剩下的体积为C。
发明人经过研究得出，L＝MAX(L1，L2)，其中，L1＝C/k±10×D,L2＝R×e,0.6×C≤R/ρ+L2≤2.0×C。其中，k和e为系数，1.7≤k≤3.0，1.4≤e≤4.2。ρ为温度为―10℃下的R32制冷剂液态的密度，ρ＝1.02g/cm3。
这里，压缩机100的排出容积D和制冷剂的充灌量R可以根据的具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，3.0cm3≤D≤95cm3，150g≤R≤5500g。当D、R、k和e的值确定时，压缩机100的封油量L即可以确定。符合该关系式的压缩机100的润滑性能好，压缩机100的效率提升，能耗降低。
根据本发明实施例的压缩机100，封油量设置合理，使压缩机100的润滑性能好，能耗低，运行时不易磨损，工作效率高且使用寿命长，压缩机100使用更安全可靠。
可以理解的是，根据本发明实施例的压缩机100可以为定速压缩机100，也可以为变频 压缩机100。上面参数的取值范围可以根据压缩机100的类型适当调整，以更有针对性的对压缩机100的结构进行改进，使结构设计更加合理，压缩机100的性能更好。
具体而言，当压缩机100为定速压缩机100时，0.6×C≤R/ρ+L2≤1.4×C，1.7≤k≤2.6，1.4≤e≤3.1。当压缩机100为变频压缩机100时，0.8×C≤R/ρ+L2≤2.0×C，1.9≤k≤3.0，1.8≤e≤4.2。
参照图1和图11所示，储液器40包括外壳41和出口管42，出口管42具有两端，分别为外开口端422和内开口端421。出口管42的外开口端422位于外壳41之外并且与压缩腔21连通，出口管42的内开口端421位于外壳41内。
由于储液器40的容量涉及到其容纳多少液态制冷剂的问题。当空调***中制冷剂的充灌量少了，那么储液器40的容量也需要作出优化调整。在储液器40中，液态制冷剂的液面高度不能超过出口管42的内开口端421所在的水平面。外壳41所围成的内部空间不会全部用于储存，其中仅部分空间起到决定性的作用。该部分空间即为储液器40的有效容积。
具体而言，内开口端421所在的水平面与位于该水平面下方的外壳41所围成的空间的体积为储液器40的有效容积A。也就是说，经过内开口端421的水平面与位于该水平面下方的外壳41所围成的空间的体积即为储液器40的有效容积A。假设空调***的制冷剂的充灌量为R。
发明人经过研究发现，A与R满足关系式：A＝R×m。其中，m为系数，0.25≤m≤0.72。当储液器40的结构满足该关系式时，储液器40可以使液态制冷剂向气态制冷剂及时转化，避免液态制冷剂进入压缩腔21，保证压缩机100的运行性能。
这里，制冷剂的充灌量R可以根据的具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，150g≤R≤5500g。当R和m的值确定时，压缩机100的有效容积A即可以确定。可以根据该有效容积A制造符合要求的储液器40。
根据本发明实施例的压缩机100，储液器40的有效容积可以根据确定的关系式来确定，储液器40不仅可以保证液态制冷剂的正常储存，而且可以使液态制冷剂在流出储液器40之前及时转化为气态的制冷剂，避免液态的制冷剂从出口管42进入到压缩腔21，避免液态的制冷剂对压缩机100造成损坏，压缩机100运行安全可靠，工作性能好，使用寿命长。
如图11所示，出口管42上设有位于外壳41内的回油孔423。也就是说，回油孔423设在出口管42的位于外壳41内的部分上，储液器40内的润滑油可以通过该回油孔423回到压缩机100中。假定压缩机100的封油量为L，假设回油孔423所在的水平面与位于该水平面之下的外壳41所围成的空间的体积为V。
在某些工况下(例如高温工况)，当储液器40内部不存在液态制冷剂时，该空间所存储的是润滑油；在某些工况下(例如低温工况，沉积启动工况)，储液器40内部同时存在 液态制冷剂和润滑油时，由于在40℃以下时，液态制冷剂比润滑油重，因此根据液态制冷剂量的不同，该空间所存储的可以只是制冷剂，也可以同时含制冷剂和润滑油。当该空间所存储的是制冷剂或润滑油时，两个都不参与制冷***的循环，因此可以说是被浪费掉了。
因此，当空调***中制冷剂的充灌量以及压缩机100的封油量调整了，该空间的体积V也需要做优化调整。发明人经过研究发现，该空间的体积V与压缩机100的封油量L之间应当满足下列关系式：其中V/L≤0.2。当储液器40的结构满足该关系式时，储液器40内的润滑油可以通过回油孔423及时回油，减少储液器40内润滑油的滞留量，提高润滑油的利用率，同时也能保证液态制冷剂及时气化，提高压缩机100运行的可靠性。
这里，压缩机100的封油量L可以根据的具体情况进行取值，例如，在本发明的一些实施例中，80ml≤L≤1600ml。当L的值确定时，该空间的体积V即可以确定。符合该关系式的压缩机100的润滑性能好，压缩机100的效率提升，能耗降低。这里，需要说明的是，压缩机的封油量L的值也可以根据上面的关系式进行确定，即L的范围为在L1和L2之间选取。
根据本发明的一些实施例，内开口端421与外壳41的顶壁之间的竖直距离d1小于或等于外壳41沿竖直方向延伸的尺寸d2的三分之一。如图2所示，内开口端421与外壳41的顶壁之间的竖直距离d1小于外壳41沿竖直方向延伸的尺寸d2的三分之一。由此，储液器40的内部空间可以更好的被利用，液态制冷剂的存储量大且气态制冷剂排出顺畅，储液器40的使用性能好。
这里，需要说明的是，当储液器40的顶壁形成为平面时，内开口端421与顶壁之间的竖直距离d1即为顶壁的任意位置处与内开口端421之间的竖直距离；当储液器40的顶壁形成为向上突出的弧形面时，内开口端421与顶壁之间的竖直距离d1即为顶壁的弧形中心处与内开口端421之间的竖直距离。
如图11所示，出口管42位于外壳41内的部分沿竖直方向延伸。由此，不仅利于气态制冷剂在出口管42内的流动，而且出口管42的尺寸相对更短，材料用量更少。优选地，出口管42的位于外壳41内的部分可以设在壳体10的中轴线的位置处，以利于制冷剂从四周均匀流入出口管42。
如图1所示，气缸组件20可以包括一个气缸201，吸气通道22可以设在气缸201上。当然，气缸组件20的结构不仅限于此，例如，气缸组件20可以包括气缸201和轴承202，轴承202可以设在气缸201的上端和/或下端。例如，当轴承202为一个时，该轴承202可以为设在气缸201上端的上轴承也可以为设在气缸201下端的下轴承；当轴承202为两个时，两个轴承202可以分别为上轴承和下轴承。
其中，吸气通道22的至少一部分可以设在轴承202上。也就是说，吸气通道22可以 完全设在轴承202上，也可以部分设在轴承202上。当吸气通道22完全设在轴承202上时，吸气通道22的开口与压缩腔21直接连通。当吸气通道22部分设在轴承202上时，吸气通道22的另一部分仍然可以设在气缸201上。其中，压缩腔21可以直接与位于轴承202上的吸气通道22直接连通，也可以与位于气缸201上的吸气通道22直接连通，这可以根据具体情况进行设置。
可选地，在本发明的一些未示出的实施例中，气缸组件20可以包括两个气缸201。也就是说，根据本发明实施例的压缩机100可以为双缸压缩机100。两个气缸201之间设有中隔板，吸气通道22的至少一部分可以设在中隔板上。也就是说，吸气通道22可以全部设在中隔板上，也可以部分地设在中隔板上。
当吸气通道22完全设在中隔板上时，两个气缸201的压缩腔21分别可以与吸气通道22的开口直接连通。当吸气通道22部分设在中隔板上时，吸气通道22的另一部分可以设在气缸201上，当气缸组件20还具有轴承202时，吸气通道22的另一部分也可以设在轴承202上。其中，压缩腔21可以直接与位于中隔板上的吸气通道22直接连通，也可以与位于气缸201或轴承202上的吸气通道22直接连通，这可以根据具体情况进行设置。
根据本发明实施例的空调***可以包括冷凝器、蒸发器和根据本发明实施例的压缩机100等部件。该压缩机100可以为如图1中所示的滚动转子压缩机。由于根据本发明实施例的压缩机100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的空调***吸气性能好，制冷***的运行效率高，安全性提高。
根据本发明实施例的制冷***的其他构成和操作以及压缩机100与其他部件的连接结构与连接关系对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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，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”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”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；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。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 (26)
1.一种空调***的压缩机，其特征在于，包括：
壳体；
气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内，所述气缸组件具有压缩腔和与所述压缩腔连通的吸气通道以及与所述压缩腔连通的至少一个排气通道，所述压缩机采用的制冷剂为二氟甲烷，所述吸气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积为S1，所述排气通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积之和为S2，所述压缩机的排出容积为D，
所述S1与D满足关系式：y＝D×ρs/S1，其中，0.12g/cm2≤y≤0.45g/cm2，ρs＝0.028g/cm3，所述S2与D满足关系式：z＝D×ρd/S2，其中，1.15g/cm2≤z≤2.85g/cm2，ρd＝0.079g/cm3。
2.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述吸气通道包括第一吸气段和与所述第一吸气段连通的第二吸气段，所述第二吸气段的出口朝向所述压缩腔，所述第二吸气段的最小横截面积为所述S1。
3.根据权利要求2所述的空调***的压缩机，其特征在于，第二吸气段形成为圆柱形。
4.根据权利要求2所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述第一吸气段与所述第二吸气段同轴设置。
5.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，在制冷剂的流动方向上，所述吸气通道的横截面积不变。
6.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述排气通道为多个且多个所述排气通道中的至少两个的最小横截面积不同。
7.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述排气通道为多个且多个所述排气通道的最小横截面积均相同。
8.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，每个所述排气通道的横截面分别形成为圆形。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的空调***的压缩机，其特征在于，还包括电机组件，所述壳体具有排出口，所述电机组件设在所述壳体内，所述电机组件内具有连通所述压缩腔与所述排出口的第一流体通道，所述电机组件与所述壳体之间限定有第二流体通道，所述第一流体通道和所述第二流体通道在所述制冷剂的流动方向上的最小横截面积分别为G1和G2，所述G1、G2与D满足关系式：f＝D×ρd/G1，h＝D×ρd/G2，其中，0.2g/cm2≤f≤3.8g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2,ρd＝0.079g/cm3。
10.根据权利要求9所述的空调***的压缩机，其特征在于，当所述电机组件的转速不变时，0.4g/cm2≤f≤3.8g/cm2，0.14g/cm2≤h≤0.7g/cm2。
11.根据权利要求9所述的空调***的压缩机，其特征在于，当所述电机组件的转速可变时，0.2g/cm2≤f≤2.2g/cm2，0.12g/cm2≤h≤1.3g/cm2。
12.根据权利要求9所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述电机组件包括：
定子，所述定子设在所述壳体内，所述定子的外壁面的至少一部分与所述壳体的内壁面间隔开形成所述第二流体通道，所述定子内设有贯通其厚度方向的装配孔；
转子，所述转子可枢转地设在所述装配孔内，所述转子的外壁面与所述定子的内壁面间隔开形成所述第一流体通道。
13.根据权利要求9所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述第一流体通道与所述第二流体通道分别沿所述壳体的轴向延伸。
14.根据权利要求9所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述第一流体通道与所述第二流体通道在所述壳体的轴向上的横截面积均不变。
15.根据权利要求12所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述定子的外壁面上设有切边，所述第二流体通道的至少一部分由所述切边与所述壳体的内壁面限定出。
16.根据权利要求15所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述定子的外壁面上设有凹槽，所述第二流体通道的一部分由所述凹槽与所述壳体的内壁面限定出。
17.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述壳体内设有工作部件，所述气缸组件构成所述工作部件的一部分，所述空调***的制冷剂的充灌量为R，所述压缩机的封油量为L，所述壳体在安装所述工作部件后所剩下内部空腔的容积为C，L＝MAX(L1，L2)，其中，L1＝C/k±10×D,L2＝R×e,0.6×C≤R/ρ+L2≤2.0×C，1.7≤k≤3.0，1.4≤e≤4.2，ρ＝1.02g/cm3。
18.根据权利要求17所述的空调***的压缩机，其特征在于，当所述压缩机为定速压缩机时，0.6×C≤R/ρ+L2≤1.4×C，1.7≤k≤2.6，1.4≤e≤3.1。
19.根据权利要求17所述的空调***的压缩机，其特征在于，当所述压缩机为变频压缩机时，0.8×C≤R/ρ+L2≤2.0×C，1.9≤k≤3.0，1.8≤e≤4.2。
20.根据权利要求1所述的空调***的压缩机，其特征在于，还包括储液器，所述储液器包括外壳和出口管，所述出口管的外开口端位于所述外壳之外且与所述压缩腔连通，所述出口管的内开口端位于所述外壳内，所述内开口端所在的水平面与位于该水平面下方的所述外壳所围成的空间的体积为所述储液器的有效容积A，所述空调***的制冷剂的充灌量为R，所述A与R满足关系式：A＝R×m，其中，0.25≤m≤0.72。
21.根据权利要求20所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述出口管上设有位于所述外壳内的回油孔，所述回油孔所在的水平面与位于该水平面之下的所述外壳所围成的空间的体积为V，所述压缩机的封油量为L，其中V/L≤0.2。
22.根据权利要求20所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述内开口端与所述外壳的顶壁之间的竖直距离小于或等于所述外壳沿竖直方向延伸的尺寸的三分之一。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括一个气缸，所述吸气通道设在所述气缸上。
24.根据权利要求1-22中任一项所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述气缸组包括气缸和轴承，所述轴承设在所述气缸的上端和/或下端，所述吸气通道的至少一部分设在所述轴承上。
25.根据权利要求1-22中任一项所述的空调***的压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括两个气缸，两个所述气缸之间设有中隔板，所述吸气通道的至少一部分设在所述中隔板上。
26.一种空调***，其特征在于，包括权利要求1-25中任一项所述的空调***的压缩机。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Zhenhua Inventor after: Xiang Weimin Inventor after: Zhang Lifeng Inventor before: Chen Zhenhua |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151014 |