CN117212162A - 泵体组件、压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵体组件、压缩机及制冷设备，涉及压缩机技术领域，其中泵体组件包括第一气缸、下轴承、下消音器和隔热罩，通过设置下轴承连接在第一气缸的下端面，且下轴承设有第一排气孔；下消音器连接于下轴承且和下轴承之间形成有第一腔体，第一腔体和第一排气孔连通。因此，从第一气缸内压缩后的冷媒能够通过第一排气孔进入第一腔体。隔热罩包裹下消音器的至少部分结构且两者之间形成有隔热腔，隔热腔和第一腔体相互隔离。通过设置隔热腔，能够降低压缩机壳体内部的冷冻油和第一腔体内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔压缩冷媒时的功耗，提高能效。

Description

泵体组件、压缩机及制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种泵体组件、压缩机及制冷设备。

背景技术

相关技术中，压缩机的泵体组件中，曲轴带动活塞在气缸内作偏心运动，从而实现吸气、压缩和排气的循环，将低温低压的冷媒转变成高温高压的冷媒。传统的泵体组件具有两级或多级压缩的功能，例如两级压缩时分别为低压压缩和高压压缩，经过低压压缩的冷媒会进入高压压缩后再排出泵体组件外。由于泵体组件设置在压缩机的壳体内，壳体底部还具有温度较高的冷冻油，温度一般为90℃-100℃，从低压压缩侧出来的冷媒温度一般低于冷冻油的温度，此时冷媒容易和冷冻油发生热交换，导致冷媒温度升高，会增加高压压缩时的功耗，导致压缩机的能效降低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种泵体组件，通过设置隔热腔的方式，降低冷媒从低压压缩腔出来时和冷冻油热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔压缩冷媒时的功耗，提高能效。

本发明还提出一种具有上述泵体组件的压缩机以及制冷设备。

根据本发明第一方面实施例的泵体组件，包括：第一气缸；下轴承，连接于所述第一气缸的下端面并设有第一排气孔；下消音器，连接于所述下轴承，所述下消音器与所述下轴承之间形成连通所述第一排气孔的第一腔体；隔热罩，包裹于所述下消音器的至少部分结构，所述隔热罩与所述下消音器之间形成隔热腔，所述隔热腔与所述第一腔体相互隔离。

根据本发明实施例的泵体组件，至少具有如下有益效果：

通过设置下轴承连接在第一气缸的下端面，且下轴承设有第一排气孔；下消音器连接于下轴承且和下轴承之间形成有第一腔体，第一腔体和第一排气孔连通。因此，从第一气缸内压缩后的冷媒能够通过第一排气孔进入第一腔体。隔热罩包裹下消音器的至少部分结构且两者之间形成有隔热腔，隔热腔和第一腔体相互隔离。通过设置隔热腔，能够降低压缩机壳体内部的冷冻油和第一腔体内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔压缩时的功耗，提高能效。

根据本发明的一些实施例，所述隔热腔内为真空，且真空度大于或等于2000pa。

根据本发明的一些实施例，所述隔热腔内填充有隔热介质。

根据本发明的一些实施例，所述隔热腔的容积与所述第一腔体的容积的比值为a，满足：2≥a≥0.1。

根据本发明的一些实施例，所述下消音器和所述隔热罩为一体结构件。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括壳体和以上实施例所述的泵体组件，壳体设有内腔，所述泵体组件安装于所述内腔内。

根据本发明实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：

采用第一方面实施例的泵体组件，泵体组件通过设置下轴承连接在第一气缸的下端面，且下轴承设有第一排气孔；下消音器连接于下轴承且和下轴承之间形成有第一腔体，第一腔体和第一排气孔连通。因此，从第一气缸内压缩后的冷媒能够通过第一排气孔进入第一腔体。隔热罩包裹下消音器的至少部分结构且两者之间形成有隔热腔，隔热腔和第一腔体相互隔离。通过设置隔热腔，能够降低压缩机壳体内部的冷冻油和第一腔体内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔压缩时的功耗，提高能效。

根据本发明的一些实施例，所述内腔的底部形成为用于容纳冷冻油的油池，所述隔热腔与所述内腔连通，以使所述油池的冷冻油能够进入所述隔热腔内。

根据本发明的一些实施例，所述隔热罩设有通孔，所述隔热腔通过所述通孔与所述内腔连通。

根据本发明的一些实施例，所述泵体组件还包括上轴承、第二气缸、上消音器和导流通道，所述上轴承连接于所述第二气缸的上端面并设有第二排气孔，所述上消音器连接于所述上轴承，所述上消音器与所述上轴承之间形成连通所述第二排气孔的第二腔体，所述导流通道用于连通所述第二腔体和所述隔热腔。

根据本发明的一些实施例，所述导流通道形成于所述泵体组件内。

根据本发明的一些实施例，所述导流通道为导热管，所述导热管的至少部分结构位于所述泵体组件的外部，所述导热管的两端分别连接至所述第二腔体内和所述隔热腔内。

根据本发明的一些实施例，所述泵体组件还包括连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间的隔板件，所述隔板件设有中间腔，所述第一气缸内设有低压压缩腔，所述第二气缸内设有高压压缩腔，所述低压压缩腔通过所述中间腔和/或所述第一腔体连通所述高压压缩腔的进气口。

根据本发明第三方面实施例的制冷设备，包括以上实施例所述的压缩机。

根据本发明实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：

采用第二方面实施例的压缩机，压缩机通过设置下轴承连接在第一气缸的下端面，且下轴承设有第一排气孔；下消音器连接于下轴承且和下轴承之间形成有第一腔体，第一腔体和第一排气孔连通。因此，从第一气缸内压缩后的冷媒能够通过第一排气孔进入第一腔体。隔热罩包裹下消音器的至少部分结构且两者之间形成有隔热腔，隔热腔和第一腔体相互隔离。通过设置隔热腔，能够降低压缩机壳体内部的冷冻油和第一腔体内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔压缩时的功耗，提高能效。

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

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的压缩机的剖视示意图；

图2为本发明一种实施例的泵体组件的剖视图；

图3为本发明一种实施例的压缩机的部分结构剖视示意图；

图4为本发明另一种实施例的压缩机的部分结构剖视示意图；

图5为本发明另一种实施例的压缩机的剖视示意图；

图6为本发明一种实施例的隔热腔的容积和第一腔体的容积的比值和COP的关系图。

附图标号：

压缩机1000；

泵体组件100；排气通道101；第一气缸110；低压压缩腔111；下轴承120；下消音器130；第一腔体131；隔热罩140；隔热腔141；通孔142；上轴承150；第二气缸160；高压压缩腔161；上消音器170；第二腔体171；导流通道180；隔板件190；

壳体200；内腔210；排气管220；底座230；冷冻油240；

储液器300；

电机组件400；定子410；转子420；曲轴430；第一活塞431；第二活塞432。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

压缩机可以用于制冷设备，例如用在热泵热水器、空调等设备上，压缩机能够将低温低压的冷媒压缩成高温高压的冷媒，为制冷***的循环提供动力。现有的压缩机有一级压缩和多级压缩的方案，多级压缩即通过泵体组件进行多次压缩后再排出冷媒。一级压缩主要适合对冷媒的压力要求不高的场合。相对于一级压缩来说，多级压缩可以使得压缩机具备更高的容积效率，提高泵体组件排出的冷媒压力，使得压缩机在低温制热，高温制冷的场合也能起到较好的效果。

举例来说，参照图1所示，本发明一种实施例的压缩机1000，包括壳体200、泵体组件100、电机组件400和储液器300，壳体200具有内腔210，壳体200的上端设有用于出气的排气管220。泵体组件100安装在内腔210的内部，储液器300位于壳体200的外侧且通过进气管和泵体组件100连接。电机组件400包括定子410和转子420，定子410固定连接于壳体200的内壁，转子420位于定子410之间。

参照图2所示，泵体组件100包括下轴承120、第一气缸110、下消音器130、隔板件190、第二气缸160、上轴承150、上消音器170和曲轴430。沿曲轴430的轴向，曲轴430包括间隔设置的第一偏心部和第二偏心部，第一偏心部套设有第一活塞431，第二偏心部套设有和第二活塞432，电机组件400用于驱动曲轴430转动。第一气缸110形成有低压压缩腔111，第一活塞431转动设于低压压缩腔111内，储液器300的进气管和第一气缸110连接。下轴承120连接于第一气缸110的下端面，下消音器130连接于所述下轴承120背离第二气缸160的一侧，且下轴承120和下消音器130之间形成有第一腔体131。下轴承120还设有第一排气孔，低压压缩腔111通过第一排气孔和第一腔体131连通。隔板件190设置在第一气缸110背离下轴承120的一侧，且第二气缸160连接于隔板件190背离第一气缸110的一侧，隔板件190起到分隔第一气缸110和第二气缸160的作用。

继续参照图2所示，第二气缸160形成有高压压缩腔161，第二活塞432转动设置在高压压缩腔161内。上轴承150连接于第二气缸160的上端面且设有第二排气孔，上消音器170和上轴承150连接，且上消音器170和上轴承150之间形成有第二腔体171，高压压缩腔161通过第一排气孔和第二腔体171连通。泵体组件100还包括排气通道101，排气通道101连通第一腔体131和高压压缩腔161。

因此，压缩机1000工作时，低温低压的冷媒进入到储液器300中。储液器300能够减少液态冷媒进入泵体组件100的内部，以免造成液击。气态冷媒通过储液器300的出气管进入低压压缩腔111内。曲轴430转动时，带动第一活塞431在低压压缩腔111内转动，进而压缩低温低压的冷媒压，然后通过第一排气孔排出到第一腔体131，再依次经过排气通道101、高压压缩腔161、第二排气孔、第二腔体171和内腔210，经过定子410和转子420进一步加热后变成高温高压的冷媒，最后从壳体200的排气管220排出。冷媒在第一气缸110内完成一级压缩，在第二气缸160内完成二级压缩，通过采用两级压缩的方式，能够提高冷媒的压力，使得压缩机1000在低温制热，高温制冷的场合也能起到较好的效果。

参照图1所示，壳体200的底部形成有存储冷冻油240的油池。冷冻油240也被称为润滑油，其具有合适的粘度、良好的油水分离性、耐腐蚀性、良好的抗氧化性等等。冷冻油240会和冷媒互溶，起到润滑、能量调节等作用。由于壳体200内部的压力和温度较高，使得冷冻油240具备较高的温度，通常在90℃-100℃之间。由于第一腔体131位于内腔210偏下的位置，较为靠近冷冻油240。且第一腔体131内部的冷媒温度低于冷冻油240的温度，容易和高温的冷冻油240产生热交换，导致第一腔体131内的冷媒温度升高。由于第一腔体131内的冷媒需要进入高压压缩腔161内进行二次压缩，而温度升高时导致冷媒的密度增大，减少高压压缩腔161的进气量，增加第二气缸160压缩时的功耗，导致压缩机1000的能效降低。

为了改善上述问题，参照图1和图2所示，本发明的实施例中，泵体组件100还包括隔热罩140，隔热罩140包裹于下消音器130的至少部分结构，例如包裹下消音器130的部分结构，或者完全包裹下消音器130。隔热罩140和下消音器130之间形成有隔热腔141，隔热腔141和第一腔体131相互隔离。其中，隔热腔141内可以通过抽真空的方式，减少空气对流，降低导热系数，来减少和第一腔体131内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩时的功耗，提高能效。其中，隔热腔141内的真空度大于或等于2000pa，例如隔热腔141内的真空度可以是：2500pa、3000pa、4000pa、6000pa。

需要说明的是，通过仿真的方式制作泵体组件100设置隔热腔141和不设置隔热腔141的两个温度云图，对比后可以看出设置隔热腔141后，第一腔体131内的冷媒温度要低于不设置隔热腔141的冷媒温度。因此设置隔热腔141后能够带来更好的效果，有效降低第一腔体131内的冷媒由于热交换导致的温升。

可以理解的是，假设隔热腔141采用抽取真空的方式进行隔热，因此要求隔热腔141具备较高的密封性。例如，隔热罩140和下消音器130通过焊接的方式连接时，不能采用点焊的方式，而是需要采用满焊的方式进行连接，以确保密封性。但是满焊产生的热量大，隔热罩140或者下消音器130容易变形破损，因此隔热罩140和消音器需要采用厚度更大、质量更好的材料，导致泵体组件的重量增加、成本升高、制造难度大、良品率低。

为了降低制造难度和生产成本，提高良品率。本发明的实施例中，可以通过在隔热腔141内设置隔热介质的方式，例如可以填充冷冻油240、耐高温的聚苯乙烯等，或者是其他不和冷媒、冷冻油240反应的隔热介质。可以理解的是，通过在隔热腔141内设置隔热介质，对隔热腔141的密封性要求不高，即使隔热罩140和下消音器130或下轴承120的连接处存在缝隙，隔热介质仍旧能够起到隔热的作用。因此隔热罩140的厚度可以做得更薄，对连接的密封性要求不高，能够简化生产方式，提高良品率，降低制造成本。

进一步来说，本发明的实施例中，可以直接利用油池中的冷冻油240进行隔热。例如，隔热罩140的边沿和下消音器130之间采用点焊的方式连接，因此隔热罩140和下消音器130之间存在缝隙，部分冷冻油240可以通过缝隙进入隔热腔141内。由于隔热腔141内的冷冻油240不参与冷媒循环，且位置基本不变，因此隔热腔141内的冷冻油240和油池内的冷冻油240相比，温度存在梯度，即隔热腔141内的冷冻油240靠近第一腔体131处的温度较低，靠近油池的一侧温度略高。因此隔热腔141内存在冷冻油240时，也能起到一定的隔热作用。需要说明的是，在另一种实施例中，冷冻油240除了可以通过缝隙进入隔热腔141，还可以采用在隔热罩140上设置通孔142的方式，冷冻油240通过通孔142进入隔热罩140内，具体根据实际情况选择合适的方案。

可以理解的是，隔热腔141采用冷冻油240的方式进行隔热时，压缩机1000在长时间运行的过程中，隔热腔141内的冷冻油240的温度最终还是会趋于和油池内的冷冻油240温度一致，从而导致隔热效果变差，导致二级压缩或者多级压缩时所需的功耗更大，影响压缩机1000的能效。

为此，参照图1和图2所示，本发明的实施例中，泵体组件100还包括导流通道180，导流通道180连通第二腔体171和隔热腔141。因此，从第二腔体171排出的冷媒除了进入壳体200的内腔210，还有一部分会通过导流通道180进入到隔热腔141内。当隔热腔141的底部设有通孔142时，在曲轴430或者其他部件搅动油池的情况下，会有冷冻油240通过通孔142进入隔热腔141内。冷媒通过导流通道180进入隔热腔141，由于此时的冷媒经过第二气缸160的压缩，具备较高的压力和温度(温度在60℃左右)，因此能够将冷冻油240从通孔142中挤出，使得隔热腔141内填充为温度在60℃左右的冷媒。相比于90℃-100℃的冷冻油240，隔热腔141内填充60℃左右的冷媒能够起到一定的隔热作用，有效降低冷冻油240和第一腔体131内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩时的功耗，提高能效。同时隔热罩140的厚度也可以做得更薄，对连接的密封性要求不高，能够简化生产方式，提高良品率，降低制造成本。

参照图2所示，本发明的实施例中，导流通道180形成于泵体组件100内。例如，通过在上轴承150、第二气缸160、隔板件190、第一气缸110和下轴承120均设置能够互相连通的孔，从而形成导流通道180。采用上述方案，压缩机1000的各部件布局紧凑，占地面积小。参照图5所示，本发明的另一种实施例中，导流通道180为导热管，导热管的部分结构位于泵体组件100的外部，例如导热管可以全部位于壳体200的内腔210，或者有一部分结构位于壳体200外。采用导热管的方案，可以提高其密封性，有效改善漏气的情况，简化安装过程。

参照图3所示，本发明的实施例中，隔热罩140和下消音器130为两个独立的部件，在装配阶段可以通过焊接、螺钉连接、卡接的方式连接在一起，或者隔热罩140和下轴承120固定连接。参照图4所示，本发明的另一种实施例中，隔热罩140和下消音器130为一体结构件，能够简化装配步骤，提高装配效率，有利于隔热腔141内形成真空结构，密封性好，隔热效果好。

本发明的实施例中，隔板件190内设有中间腔，低压压缩腔111通过中间腔和第一腔体131连通高压压缩腔161。或者，低压压缩腔111仅通过第一腔体131和高压压缩腔161的进风口连通；或者，低压压缩腔111分别向中间腔和第一腔体131排气，最后再进入高压压缩腔161，以提高排气效率，具体根据实际情况选择合适的方案。以低压压缩腔111通过中间腔和第一腔体131连通高压压缩腔161为例：可以理解的是，从低压压缩腔111中排出的冷媒分别进入中间腔和第一腔体131中，最后再进入高压压缩腔161，冷媒先通过中间腔，具有一定的冷却降温作用，同时使得冷媒压力均匀，再进入高压腔，能够提高低压压缩腔111压缩时的稳定性，进而提高压缩机1000的容积效率和整体性能。

本发明的实施例中，隔热腔141的容积和第一腔体131的容积的比值为a，满足：2≥a≥0.1，例如a可以是1.8、1.5、1.2、1、0.5等。参照图6所示，可以理解的是，随着a的值逐渐增大，COP能效升高，当a大于2时，提升的趋势放缓。在a＝2.5左右时，COP基本不再提升。因此，合理设计隔热腔141的容积和第一腔体131的容积的比值，能够提升压缩机1000的能效。需要说明的是，制冷时，COP指的是压缩机1000的制冷量与输入功率的比值；制热时，为制冷时的COP+1。COP值越高，表示压缩机1000的效率越高，就越省电。

本发明一种实施例的压缩机1000，包括上述实施例的泵体组件100。通过采用上述实施例的泵体组件100，泵体组件100通过设置下轴承120连接在第一气缸110的下端面，且下轴承120设有第一排气孔；下消音器130连接于下轴承120且和下轴承120之间形成有第一腔体131，第一腔体131和第一排气孔连通。因此，从第一气缸110内压缩后的冷媒能够通过第一排气孔进入第一腔体131。隔热罩140包裹下消音器130的至少部分结构且两者之间形成有隔热腔141，隔热腔141和第一腔体131相互隔离。通过设置隔热腔141，能够降低压缩机1000壳体200内部的冷冻油240和第一腔体131内的冷媒产生热交换导致的温升，从而降低高压压缩腔161压缩冷媒时的功耗，提高能效。

由于压缩机1000采用了上述实施例的泵体组件100的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

本发明一种实施例的制冷设备，包括上述实施例的压缩机1000，制冷设备可以是冰箱、一体式空调器、分体式空调器、风管机、窗机等设备。压缩机1000的壳体200的底部设有底座230，从而方便压缩机1000通过底座230和制冷设备固定连接。通过采用上述实施例的压缩机1000，压缩机1000用于压缩气态冷媒，能够提高换热效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (13)

1.泵体组件，其特征在于，包括：

第一气缸；

下轴承，连接于所述第一气缸的下端面并设有第一排气孔；

下消音器，连接于所述下轴承，所述下消音器与所述下轴承之间形成连通所述第一排气孔的第一腔体；

隔热罩，包裹于所述下消音器的至少部分结构，所述隔热罩与所述下消音器之间形成隔热腔，所述隔热腔与所述第一腔体相互隔离。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于：所述隔热腔内为真空，且真空度大于或等于2000pa。

3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于：所述隔热腔内填充有隔热介质。

4.根据权利要求1至3任一项所述的泵体组件，其特征在于：所述隔热腔的容积与所述第一腔体的容积的比值为a，满足：2≥a≥0.1。

5.根据权利要求1至3任一项所述的泵体组件，其特征在于：所述下消音器和所述隔热罩为一体结构件。

6.压缩机，其特征在于，包括：

壳体，设有内腔；

权利要求1至5任一项所述的泵体组件，所述泵体组件安装于所述内腔内。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：所述内腔的底部形成为用于容纳冷冻油的油池，所述隔热腔与所述内腔连通，以使所述油池的冷冻油能够进入所述隔热腔内。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：所述隔热罩设有通孔，所述隔热腔通过所述通孔与所述内腔连通。

9.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：所述泵体组件还包括上轴承、第二气缸、上消音器和导流通道，所述上轴承连接于所述第二气缸的上端面并设有第二排气孔，所述上消音器连接于所述上轴承，所述上消音器与所述上轴承之间形成连通所述第二排气孔的第二腔体，所述导流通道用于连通所述第二腔体和所述隔热腔。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于：所述导流通道形成于所述泵体组件内。

11.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于：所述导流通道为导热管，所述导热管的至少部分结构位于所述泵体组件的外部，所述导热管的两端分别连接至所述第二腔体内和所述隔热腔内。

12.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于：所述泵体组件还包括连接于所述第一气缸和所述第二气缸之间的隔板件，所述隔板件设有中间腔，所述第一气缸内设有低压压缩腔，所述第二气缸内设有高压压缩腔，所述低压压缩腔通过所述中间腔和/或所述第一腔体连通所述高压压缩腔的进气口。

13.制冷设备，其特征在于：包括权利要求6至12任一项所述的压缩机。