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1. (WO2018166459) COOLING CYLINDER CIRCULATING REFRIGERATION SYSTEM
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

附图

1   2   3A   3B   4A4B   5   6   7   88A8B8C   9   10  

说明书

发明名称 : 冷缸循环制冷系统

技术领域

[0001]
本发明涉及转子式冷缸压缩机及机组构成的冷缸循环系统,尤其是全冷缸压缩机及多联机空调的冷缸循环制冷系统。

背景技术

[0002]
有关转子式冷缸压缩机及冷缸循环的基础理论,在本人申请的200910056566.5、2009100031545、200810037121.8三个专利中已有详细说明,经历了长期实践,冷缸压缩机制造工艺、新材料的应用和循环系统的应用,已趋成熟。冷缸循环制冷系统中的冷缸通常定义为被冷却的吸排气工作气室,全冷缸还需强化气缸壁面的冷却。因全封闭转子式压缩机的泵体和吸气管处于高温高压的壳体腔内。因而建立冷缸和冷害防止必要条件是工作气室和吸气管的隔热。而冷缸循环包括低温冷缸吸气和冷缸放热压缩,需全冷缸压缩机才能实施。
[0003]
发明内容
[0004]
本发明的目的就是通过机组的匹配,提供一种冷缸循环制冷系统以提高冷缸压缩机及循环系统的效率和实用性。
[0005]
由此,本发明冷缸循环制冷系统,包括冷缸压缩机、室外机、热交换器、多联机、精密过滤器,压缩机的泵体和吸气管处于壳体腔内,而所述冷缸则包括缸体,该缸体腔体则为压缩机吸排气工作气室,所述吸气管外设有隔热层用以隔离高温高压的吸气导向管、壳体以及缸体的热传导;所述冷缸压缩机的冷缸为全冷缸,由低温回气形成、主副轴承位于气室壁面的气室隔热圈以及滚动活塞表面隔热层和滑片表面均采用亲油性耐磨隔热材料制成;所述的缸体的壁面与其螺孔内侧之间形成冷却缸,冷却缸内分布绕缸体壁面平行环流的冷却流道,冷却缸由流道板和盖板焊接合成,形成焊缝,盖板外连接两个燕尾形定位块,定位块的螺孔分别连接冷却入口管和冷却出口管;盖板、定位块、冷却入口管和冷却出口管外侧设有隔热层以与缸体和壳体隔热,两个排气孔下移至冷却缸外侧。
[0006]
优选地,所述冷缸压缩机的冷却缸采用铜材制成;缸体由隔热材料制成; 所述滚动活塞和滑片则用玻璃制成。
[0007]
优选地,所述缸体的气缸壁面外侧和螺孔内侧之间切割有同心圆弧的隔热缝,在螺孔内侧分布有支撑点中心线,所述支撑点中心线两侧共α°为非切割区,隔热缝的两端终止点为β°,β°内侧形成两端支撑点;所述隔热缝内充填隔热材料,两个排气孔内插入隔热套管、阀片铆钉孔内则插入两端有凹弧的隔热芯棒,由此构成割缝式隔热型冷缸压缩机。
[0008]
优选地,所述α°为5~7°,较佳为6°,β°为8~12°,较佳为10°。
[0009]
优选地,所述气室隔热圈的外圆以覆盖冷却缸为限、内圆以覆盖气室内圆为限,嵌合紧固于燕尾槽内,滚动活塞表面隔热层嵌合紧固于燕尾槽内,两端的边肋用以保护和紧固表面隔热层。
[0010]
优选地,所述热交换器的管路连接成均匀热负荷的自上而下的顺流形式,其中液汽分离罐内的吸气管自下而上分布多个回油孔;热交换器采用吸收性润滑油,构成吸收剂-制冷剂对。
[0011]
所述室外机设有底盘,底盘内有梯形水槽和隔水板,内机回水引入底盘,过冷螺旋管浸没于梯形水槽内,底盘设有控制底盘内液位的溢水管;梯形水槽底部有放水阀以及支撑底盘的梯形撑脚。
[0012]
优选地,所述的精密过滤器的多孔管上端固定于壳管内的大孔板中心、下端套接于底板中心孔,多层滤网用细孔滤网在多孔管外圆表面缠绕叠合固定而成,底板外圆与壳管底部内孔焊接固定,中心孔焊接出口管,壳管上端为半球形,其顶端连接入口管。
[0013]
优选地,一台室外机联接多台室内机形成多联机,连接外机的垂直总管的液管连接液镜、精密过滤器,垂直总管连接水平总管构成T字形总管,水平总管向左右两侧延伸连接内机,内机的支汽管和连接毛细管或膨胀阀的支液管分别连接水平总管的汽管和液管。
[0014]
本发明全冷缸压缩机的气缸通过由制冷剂入口管和制冷剂出口管向冷却缸内的冷却流道输送制冷剂而实现工作气室的气缸壁面的低温冷缸吸气,其中吸气管内的低温特性由连续吸气而实现,从而获得最大的输气冷量。同时尽可能排除压缩放热,充分降低压缩功而降低压缩机电机运行功率。此外,在工作气室中采用亲油性的耐磨隔热材料从而增强表面油膜的密封性,减少泄漏而增大输气冷量,防止工作气室的冷量向高温高压腔泄漏而形成冷害从而达到工作气室的隔热。压缩放热和电机放热用于加热而浓缩压缩机壳体内 吸收性的润滑油,消除泡沫和冷害以实现高效回油而净化循环系统,即纯制冷剂无油运行,以充分降低冷凝温度而减少压缩功和充分降低蒸发温度,即内机出风温度,而增大冷量。其中浓缩的吸收性润滑油和制冷剂还构成一个内含的吸收式制冷循环,浓缩的吸收性润滑油在冷却的工作气室表面可形成较低的表面分压,对气态制冷剂有较强的吸收性,可以增大冷量和降低压缩功。最后外机底盘和浸水过冷螺旋管,利用室内机回水强化冷却进一步降低冷凝温度和制冷剂过冷温度,从而降低压缩功率和增大制冷量。

附图说明

[0015]
图1是优选的现有压缩机气缸俯视图。
[0016]
图2是冷却式气缸(全冷缸)俯视图。
[0017]
图3A是图2所示全冷缸气缸的冷却流道7的平面展开图。
[0018]
图3B是图3A 的A-A向的截面图。
[0019]
图4A是割缝式隔热型冷缸的俯视图。
[0020]
图4B是图4A的B-B剖视图。
[0021]
图5是转子式全冷缸压缩机主剖视图。
[0022]
图6是滚动活塞的放大半剖视图。
[0023]
图7是转子式新材料隔热型冷缸压缩机主剖视图。
[0024]
图8是冷缸循环制冷机组室外机俯剖视图。
[0025]
图8A是沿图8中A向的侧视图。
[0026]
图8B是沿图8中B向的仰视图。
[0027]
图8C是外机底盘及梯形水槽剖视图。
[0028]
图9是精密过滤器放大剖视图。
[0029]
图10是一拖三多联机管路图。

具体实施方式

[0030]
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步的详细说明。
[0031]
参见附图1,本发明优选现有成品压缩机气缸1,该结构适合改制成冷缸,其上设有吸气孔2、阀片铆钉孔3、螺丝孔4,优选5-M6螺丝孔、排气孔5,优选2-Φ10排气孔。当气缸壁面6用亲油性耐磨隔热材料,如玻璃、配方陶瓷等,制成时,即成为防止冷害形成的隔热型冷缸。
[0032]
如图2所示为冷却式气缸:其中包括冷却缸7、冷却入口管8和冷却出口管9,其中冷却剂沿方向a1流入冷却缸7,冷却剂沿方向a2流出冷却缸7,从而冷却气缸壁面。冷却入口管8和冷却出口管9采用燕尾形定位块10固定在冷却缸7的外壁上。在冷却缸7的外壁与气缸1的内壁之间设有隔热缝14以使两者之间隔热。
[0033]
图3A和3B显示了全冷缸冷却流道。冷却缸7由盖板11和流道板13焊接而成,焊缝图示为12,当然也可采用粘合方式。,盖板11外焊接两个燕尾形定位块10,冷却入口管8和冷却出口管9分别连接于定位块10的螺孔,流道板13环绕气缸壁面,其中的制冷剂绕气缸壁面平行环流,其流向反映了流道分布。盖板11、定位块10、冷却出入口管8、9外侧有隔热缝14、25隔离热传导。
[0034]
图4显示了实施例割缝式隔热型冷缸气缸,其中沿气缸1壁面6外侧和螺孔4内侧之间采用线切割或激光制成同心圆弧的隔热缝14,形成厚度δ的隔热缸壁,隔离气缸壁和缸体的热传导。支撑点在螺孔4内侧,支撑点中心线63两侧共α°不切割,α°为5~7°,此例中为6°,隔热缝14两端终止点为β°,β°内侧形成两端支撑点,β°为8~12°,此例中为10°,从而使该隔热缝14由4段构成。隔热缝14内充填隔热材料,2个Φ10排气孔5内插入隔热套管15、阀片铆钉孔3内插入两端有凹弧的隔热芯棒16。
[0035]
图5为转子式全冷缸压缩机主剖视图,该压缩机气缸采用图2所示配备有冷却流道的全冷缸,改进了工作气室的隔热和气缸壁面的冷却。其包括主轴17,电机转子18、电机定子铁芯19、壳体20、主轴承21、上消音罩22、气缸定位盘23、气室隔热圈24、制冷剂的冷却入口管8、冷却出口管9外有隔热层25、冷却入口管8、缸体1、燕尾形定位块10、冷却流道13、滚动活塞26、副轴承27、气室隔热圈28、下消音罩29、吸气管30、液汽分离罐31、内吸气管32、回油孔33、吸气管隔热层34、吸气导向管35、冷却缸7。
[0036]
壳体20腔内的电机和泵体是高温高压状态,其建立冷缸和防止冷害的必要条件是:
[0037]
A、吸气管30的隔热:
[0038]
吸气管30外的隔热层34隔离高温高压状态的吸气导向管35、壳体20、缸体1之间的热传导。
[0039]
B、工作气室的隔热和冷却:
[0040]
首先,主轴承21、副轴承27的气室壁面气室隔热圈24、28用亲油性耐磨隔热材料制成,以提高密封性和循环效率。其中气室隔热圈24、28的外圆以覆盖冷却缸7为限、内圆以覆盖气室内圆为限,嵌合紧固于燕尾槽内,防止涂层隔热层脱落。气室运动部件包括滚动活塞26、表面隔热层36和滑片表面用亲油性耐磨隔热材料制成。
[0041]
图6示出图5中的滚动活塞26和表面隔热层36嵌合紧固于燕尾槽内,两端的边肋37用以保护和紧固表面隔热层36。
[0042]
在优选实施例中,滚动活塞26和滑片可用亲油性耐磨材料如玻璃制成。为强化冷缸的冷却,冷却缸7可用导热系数较高的铜材制成。
[0043]
图7所示为一种隔热型冷缸压缩机,其气缸1用隔热材料制成,滚动活塞26和滑片用玻璃制成,主副轴承21、27的气室隔热圈24、28与图5的全冷缸压缩机一样,仍采用改装前图1原气缸的结构,而气缸壁面6则采用亲油性耐磨隔热材料制成。
[0044]
图8所示为冷缸循环制冷机组室外机俯剖视图,图8A是沿图8中A向的侧视图,显示出冷凝器顺流管路连接图,达到顺流和均匀热负荷,主要用来回油;图8B是沿图8中B向的仰视图,显示出冷凝器U形管路分布图;图8C是外机底盘及梯形水槽剖视图由此可以看出底盘内的回水强化冷却和过冷。
[0045]
参见图8-8C可知,该室外机包括外机底盘38、过冷螺旋管39、梯形水槽40、冷缸压缩机41、U形铜管42、铝翅片43、三通管44、半圆管45、隔水板46、梯形撑脚47、溢水管48和放水阀49。冷凝器由U形铜管42和铝翅片43组成,由内外两片冷凝器合成。在图8A中,由4个三通管44和多个半圆管45连接成2组均匀热负荷的自上而下的顺流管路,1进至1出,2进至2出,分别表示第一、第二组制冷剂管路流向,这种连接方式是由冷缸循环特性,即流量小冷量大确定的。
[0046]
外机底盘38有梯形水槽40和隔水板46,内机回水引入底盘38,过冷螺旋管39浸没于梯形水槽40内,底盘38的溢水管48控制底盘38液位;梯形水槽40底部有放水阀49,右侧有梯形撑脚47支撑底盘38以平衡液面。通过以上设置,达到利用内机回水强化冷却。
[0047]
图9为精密过滤器50的结构图,包括入口管51、壳管52、大孔板53、多孔管54、底板56、多层滤网55、出口管57。其中,多孔管54上端固定于 壳管52内的大孔板53中心、下端套接于底板56中心孔,多层滤网55用细孔滤网在多孔管54外圆表面缠绕叠合固定而成,底板56外圆与壳管52底部内孔焊接固定、中心孔焊接出口管57,壳管52上端为半球形,其顶端连接入口管51。
[0048]
图10所示为一拖三多联机管路分布图,包括精密过滤器50,液镜58、汽管59、液管60、毛细管或膨胀阀61、支汽管62。
[0049]
连接外机的的垂直总管的液管60连接用来观察制冷剂流动状态的液镜58和精密过滤器50,垂直总管连接水平总管构成T字形总管,水平总管向左右两侧延伸连接内机,内机的支汽管62和连接毛细管或膨胀阀61的支液管分别连接水平总管的汽管59和液管60。制冷状态T字形总管的液管60为充满液态制冷剂的满液式供液。T字形总管主要应用于一拖二~十台内机多联机组,左右两侧延伸的水平总管均匀对称分布内机为最佳。
[0050]
图10所示是一款采用图4所示的割缝式隔热型冷缸压缩机的应用于常规空调的经典战例:一台3匹外机拖三台1.5匹挂机,该割缝式隔热型冷缸压缩机制冷状态运行功率300~500W,冷量充足。
[0051]
本发明着力于全冷缸压缩机及应用于多联机组的全冷缸循环系统。
[0052]
综上,本发明全冷缸压缩机冷缸循环系统具有以下热力学优势:
[0053]
1、低温冷缸吸气:制冷剂入口管8、制冷剂出口管9向冷却缸7内的冷却流道输送制冷剂,从而使工作气室的气缸壁面6的低温特性由冷却缸7来实现,最终获得最大的输气量即冷量,吸气管30内的低温特性由连续吸气而实现。
[0054]
2、冷缸放热压缩:冷却的气缸壁面6和工作气室可以尽可能排除压缩放热,充分降低压缩功而降低压缩机电机运行功率。
[0055]
3、工作气室的隔热:防止工作气室的冷量向高温高压腔泄漏而形成冷害。其中
[0056]
1)主副轴承21、27的气室隔热圈24、28表面、滚动活塞26表面36、滑片表面用亲油性的耐磨隔热材料,如玻璃或配方陶瓷制成,增强表面油膜的密封性,减少泄漏而增大输气量,即冷量。
[0057]
2)工作气室:气缸壁面6、气室隔热圈24、28表面、滚动活塞表面36和滑片表面的空隙构成动态的吸气低压腔和排气高压腔气室,滑片表面分隔吸气低压和排气高压腔气室。滚动活塞26和滑片是工作气室的运动部件。吸气管30连接吸气低压腔,因此吸气管30的管外由隔热层34隔离吸气导向管 35、壳体20、气缸1之间的热传导。
[0058]
4、电机放热,压缩放热用于加热而浓缩压缩机壳体20内吸收性的润滑油,消除泡沫和冷害以实现高效回油而净化循环系统,即纯制冷剂无油运行,以充分降低冷凝温度而减少压缩功和充分降低蒸发温度,即内机出风温度,而增大冷量。浓缩的吸收性润滑油和制冷剂还构成一个内含的吸收式制冷循环,浓缩的吸收性润滑油在冷却的工作室表面可形成较低的表面分压,对气态制冷剂有较强的吸收性,可以增大冷量和降低压缩功。
[0059]
5、外机底盘38和浸水过冷螺旋管39,利用室内机回水强化冷却进一步降低冷凝温度和制冷剂过冷温度,进一步降低压缩功率和增大制冷量。
[0060]
以上所述的,仅为本发明的较佳实施例,并非用以限定本发明的范围,本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰,皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

权利要求书

[权利要求 1]
冷缸循环制冷系统,包括冷缸压缩机、室外机、热交换器、多联机、精密过滤器(50),冷缸压缩机的泵体和吸气管(30)处于壳体(20)腔内,而所述冷缸则包括缸体(1),该缸体(1)腔体则为压缩机吸排气工作气室,其特征在于: 所述吸气管(30)外设有隔热层(34)用以隔离高温高压的吸气导向管(35)、壳体(20)以及缸体(1)的热传导; 所述冷缸压缩机的冷缸为全冷缸由低温回气形成、主副轴承(21、27)位于气室壁面的气室隔热圈(24、28)以及滚动活塞(26)表面隔热层(36)和滑片表面均采用亲油性耐磨隔热材料制成; 所述的缸体(1)的气缸壁面(6)与其螺孔(4)内侧之间形成冷却缸(7),冷却缸(7)内分布绕缸体(1)壁面平行环流的冷却流道(13),冷却缸(7)由流道板(13)和盖板(11)焊接合成,形成焊缝(12),盖板(11)外连接两个燕尾形定位块(10),定位块(10)的螺孔分别连接冷却入口管(8)和冷却出口管(9); 盖板(11)、定位块(10)、冷却入口管(8)和冷却出口管(9)外侧设有隔热层(14、25)以与缸体(1)和壳体(20)隔热,两个排气孔(5)下移至冷却缸(7)外侧。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:所述全冷缸压缩机的冷却缸(7)采用铜材制成;缸体(1)由隔热材料制成;所述滚动活塞(26)和滑片则用玻璃制成。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:所述的气缸壁面(6)采用亲油性耐磨隔热材料制成,构成隔热型冷缸压缩机。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:所述缸体(1)的气缸壁面(6)外侧和螺孔(4)内侧之间切割有同心圆弧的隔热缝(14),在螺孔(4)内侧分布有支撑点中心线(63),所述支撑点中心线(63)两侧共α°为非切割区,隔热缝(14)的两端终止点为β°,β°内侧形成两端支撑点;所述α°为5~7°,β°为8~12°;所述隔热缝(14)内充填隔热材料,两个排气孔(5)内插入隔热套管(15)、阀片铆钉孔(3)内则插入两端有凹弧的隔热芯棒(16),由此构成割缝式隔热型冷缸压缩机。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于,所述气室隔热圈(24、28)的外圆以覆盖冷却缸(7)为限、内圆以覆盖气室内圆为限,嵌合紧固于燕尾槽内,滚动活塞(26)表面隔热层(36)嵌合紧固于燕尾槽内,两端的边肋(37)用以保护和紧固表面隔热层(36)。
[权利要求 6]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于,所述热交换器的管路连接成均匀热负荷的自上而下的顺流形式,与吸所管(30)相连并位于液汽分离罐(31)内的内吸气管(32)自下而上分布多个回油孔(33);热交换器采用吸收性润滑油,构成吸收剂-制冷剂对。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:所述室外机设有底盘(38),底盘(38)内有梯形水槽(40)和隔水板(46),内机回水引入底盘(38),过冷螺旋管(39)浸没于梯形水槽(40)内,底盘(38)设有控制底盘(38)内液位的溢水管(48);梯形水槽(40)底部有放水阀(49)以及支撑底盘(38)的梯形撑脚(47)。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:所述的精密过滤器(50)的多孔管(54)上端固定于壳管(52)内的大孔板(53)中心、下端套接于底板(56)中心孔,多层滤网(55)用细孔滤网在多孔管(54)外圆表面缠绕叠合固定而成,底板(56)外圆与壳管(52)底部内孔焊接固定,中心孔焊接出口管(57),壳管(52)上端为半球形,其顶端连接入口管(51)。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的冷缸循环制冷系统,其特征在于:包括一台室外机联接多台室内机形成多联机,连接外机的垂直总管的液管(60)连接液镜(58)、精密过滤器(50),垂直总管连接水平总管构成T字形总管,水平总管向左右两侧延伸连接内机,内机的支汽管(62)和连接毛细管或膨胀阀(61)的支液管分别连接水平总管的汽管(59)和液管(60)。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3A]  
[ 图 3B]  
[ 图 4A4B]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 88A8B8C]  
[ 图 9]  
[ 图 10]