CN110887263B - 压缩机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机系统，包括压缩机及用于对压缩机的部件进行冷却的热虹吸换热装置。本发明提供的压缩机系统采用热虹吸换热装置对压缩机的部件进行冷却，可以采用较小的换热器实现较大的换热量，且不需要外界动力，能够有效降低压缩机的温度。

Description

压缩机系统

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体地涉及一种压缩机系统。

背景技术

压缩机是制冷循环系统的心脏，例如，往复式压缩机，其吸入低温低压的制冷剂气体，由曲柄连杆机构带动活塞在气缸内做往复运动，压缩为高温高压的制冷剂气体。压缩过程可以分为等熵压缩、多变压缩、等温压缩。而等温压缩过程耗功最小，且压缩后气体温度较多变压缩及等熵压缩的温度低，该压缩后的温度降低可有效的减少制冷循环系统中冷凝器的设计尺寸，降低成本。为使得压缩机能够实现等温压缩，需要在压缩机上设置换热装置以对压缩机冷却。

但是，传统的对压缩机进行冷却的换热装置尺寸较大，且换热量有限。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的对压缩机进行冷却的换热装置尺寸大、换热量有限的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种压缩机系统，包括压缩机及用于对所述压缩机的部件进行冷却的热虹吸换热装置；

优选地，所述热虹吸换热装置包括冷凝器和安装于所述压缩机内的蒸发器，所述蒸发器的出口与所述冷凝器的进口与之间连接有第一管路，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口之间连接有第二管路；其中，所述蒸发器内设置有多个第一微通道，每个所述第一微通道分别连通至所述蒸发器的进口和出口，所述蒸发器中的制冷剂吸热气化后，从所述蒸发器沿所述第一管路进入所述冷凝器，在所述冷凝器中放热后沿所述第二管路进入所述蒸发器。

优选地，所述压缩机包括具有气缸通道的气缸部，所述气缸部的端面上形成有环形槽，所述蒸发器为插入所述环形槽内的环形结构，且所述第一管路从所述气缸部的上部伸出，所述第二管路从所述气缸部的下部伸出。

优选地，所述压缩机包括具有气缸通道的气缸部，所述蒸发器覆盖在所述气缸部的上表面上。

优选地，所述压缩机包括具有气缸通道的气缸部，所述气缸部的端面上设置有封堵所述气缸通道的气缸盖，所述蒸发器覆盖在所述气缸盖的外表面上。

优选地，所述压缩机包括具有气缸通道的气缸部，所述气缸部的端面上设置有气缸盖，所述蒸发器设置为包括第一侧部和相对所述第一侧部弯折的第二侧部的L形结构，所述蒸发器的所述第一侧部覆盖在所述气缸部的上表面上，所述第二侧部覆盖在所述气缸盖上。

优选地，所述蒸发器包括蒸发器主体及第一盖板，所述蒸发器主体的外表面上形成有多个第一沟槽；所述第一盖板盖在所述蒸发器主体上的外表面上封闭所述第一沟槽从而所述第一沟槽形成所述第一微通道。

优选地，所述蒸发器主体和所述第一盖板之间形成有与所述蒸发器的出口连通的第一通道和与所述蒸发器的进口连通的第二通道；

每个所述第一微通道分别与所述第一通道和所述第二通道连通。

优选地，所述第二盖板为隔热材料。

优选地，所述冷凝器包括冷凝器主体及第二盖板，所述冷凝器主体的外表面上形成有多个第二沟槽，所述第二盖板盖在所述冷凝器主体的外表面上封闭所述第二沟槽从而所述第二沟槽形成所述冷凝器内部的用于制冷剂流通且与所述冷凝器的进口和出口分别连通的第二微通道。

优选地，所述冷凝器主体和所述第二盖板之间形成有与所述冷凝器的进口连通的第三通道和与所述冷凝器的出口连通的第四通道；

每个所述第二微通道分别与所述第三通道和所述第四通道连通。

优选地，所述压缩机系统还包括用于与所述冷凝器换热的换热器。

本发明提供的压缩机系统采用热虹吸换热装置对压缩机进行换热具有如下优点：首先，蒸发器具有较大的换热量，且较小的流动阻力的特点，因此，较小的换热器尺寸即可以实现较大的换热量的需求；其次，由于制冷剂流体依靠重力或者密度差克服流动阻力，不需要外界的动力；另外，采用该热虹吸换热微循环，可有效的降低压缩机部件的温度，且温度分布更加均匀，实现近似的等温压缩过程，提升压缩机的压缩效率，同时可以降低压缩后气体的温度，降低制冷循环中冷凝器的设计尺寸，降低成本。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式中压缩机系统的剖切结构示意图；

图2为压缩机系统的分解结构示意图(其中的压缩机仅显示了曲轴箱)；

图3为具有气缸部的曲轴箱的结构示意图；

图4为蒸发器的结构示意图；

图5为蒸发器的剖切结构示意图；

图6为根据本发明的另一实施方式中压缩机系统的结构示意图；

图7为根据本发明的再一实施方式中压缩机系统的结构示意图；

图8为根据本发明的又一实施方式中压缩机系统的结构示意图；

图9为图8所示的结构的分解结构示意图。

附图标记说明

1-压缩机；2-气缸部；21-环形槽；3-蒸发器；31-蒸发器主体；311-第一通道；312-第二通道；313-第一沟槽；32-第一盖板；33-第一侧部；34-第二侧部；4-冷凝器；41-冷凝器主体；411-第三通道；412-第四通道；413-第二沟槽；42-第二盖板；5-第一管路；6-第二管路；7-换热器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

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至少一个该特征。

本发明提供一种压缩机系统，该压缩机系统包括压缩机及用于对所述压缩机进行冷却的热虹吸换热装置；

如图1和图2所示，所述热虹吸换热装置包括冷凝器4和安装于所述压缩机壳体内的蒸发器3，所述蒸发器3的出口与冷凝器4的进口与之间连接有第一管路5，所述冷凝器4的出口与蒸发器3的进口之间连接有第二管路6；其中，所述蒸发器3上设置有多个第一微通道，每个所述第一微通道分别连通至所述蒸发器3的进口和出口，在所述蒸发器3中的制冷剂吸热气化后，从所述蒸发器3沿所述第一管路5进入所述冷凝器4，在所述冷凝器4中放热后沿所述第二管路6进入所述蒸发器3。

该热虹吸换热装置在循环过程中，低温液体制冷剂依靠自身的重力由冷凝器4通过第二管路6流向蒸发器3，蒸发器3与压缩机的高温部件进行换热，低温制冷剂液体在蒸发器3内部的第一微通道内吸热气化。气化后的制冷剂依靠产生的密度差(位能差)产生动力，由蒸发器3流向冷凝器4并在冷凝器4中向外界散热，转换为制冷剂液体，完成循环。采用该热虹吸换热装置对压缩机进行换热具有如下优点：首先，蒸发器3内设计有多个第一微通道，采用该第一微通道设计的蒸发器具有较大的换热量，且较小的流动阻力的特点，因此，较小的换热器尺寸即可以实现较大的换热量的需求；其次，由于制冷剂流体依靠重力或者密度差克服流动阻力，不需要外界的动力；另外，采用该热虹吸换热微循环，可有效的降低压缩机部件的温度，且温度分布更加均匀，实现近似的等温压缩过程，提升压缩机的压缩效率，同时可以降低压缩后气体的温度，降低制冷循环中冷凝器的设计尺寸，降低成本。

下面根据具体实施方式描述本发明提供的技术方案。

在本发明的一个实施方式中，如图1和图2所示，所述压缩机1包括曲轴箱的气缸部2，该气缸部2具有气缸通道，其中，所述气缸部2的端面上形成有环形槽21，所述蒸发器3为插入所述环形槽21内的环形结构，且所述第一管路5从所述气缸部2的上部伸出，所述第二管路6从所述气缸部2的下部伸出，也就是说，第一管路5和第二管路5从蒸发器3的相对的两侧伸出。这样，蒸发器3内的制冷剂在吸热气化后通过热虹吸原理沿第一管路5进入到冷凝器4内，而在冷凝器4内放热形成的液态制冷剂可以靠自身的重力通过第二管路6流向蒸发器3内。

本实施方式中，设计蒸发器3放置于气缸部2的环形槽21内，可以有效地对压缩机的气缸部2的气缸通道进行换热，从而使得气缸部2的气缸通道内的温度分布更加均匀。

为方便加工蒸发器3，如图2和图4-5所示，蒸发器3设置为包括蒸发器主体31及第一盖板32，所述蒸发器主体31的外表面上形成有多个第一沟槽313；第一盖板32盖在蒸发器主体31上的外表面上封闭所述第一沟槽313从而所述第一沟槽313形成蒸发器3内的所述第一微通道。为避免蒸发器3与除了压缩机部件外的其他环境换热，第一盖板32可以采用低导热系数的隔热材料，例如塑料或纤维等。

为使得蒸发器3的微通道内的制冷剂能够流通至蒸发器3的进口和出口，蒸发器主体31和第一盖板32之间形成有分别与所述蒸发器3的出口连通的第一通道311和与所述蒸发器3的进口连通的第二通道312；每个所述第一微通道分别与第一通道311和第二通道312连通。

更具体的，本实施方式中，如图2和图3所示，压缩机1的气缸部2的端面上设置有环形槽21，蒸发器3为与该环形槽21适配的环形结构。进一步的，如图4和图5所示，蒸发器3的蒸发器主体31为环形结构，其外表面上沿周向间隔设置有多个环状沟槽313，第一盖板32也为环形结构，套在蒸发器主体31的外侧，从而与所述环状沟槽313形成蒸发器3内的多个微通道。本实施方式中，蒸发器3的连接第一管路5的出口和连接第二管路6的进口分别设置在第一盖板32上，第一通道311和第二通道312分别设置在第一盖板32的内侧，且将第一通道311设置在蒸发器3的出口处以与该出口连通，第二通道312设置在蒸发器3的进口处以与该进口连通。

当然，应该可以理解的是，蒸发器3并不限于如上设置，例如，也可在蒸发器主体31的外表面上设置沿轴向延伸的多个第一沟槽313，而在蒸发器主体31的外表面上设置沿周向延伸的环状的且分别与多个第一沟槽313连通的第一通道311和第二通道312，第一盖板32盖在蒸发器主体31的外表面后，其上设置的出口和进口分别与第一通道311和第二通道312的位置对应。

本领域技术人员还可以理解的是，蒸发器3的设计也并不限于图1和图2所示的环状的结构形式，其他的适合于对压缩机的高温部件进行冷却的结构形式均可。

例如，在图6所示的实施方式中，蒸发器3设置为覆盖在压缩机的气缸部2的上表面上，蒸发器3与气缸部2的上表面直接接触换热。

进一步的，该蒸发器3为适合于覆盖在气缸部2上表面上的大致板状的结构，同样的，为方便加工，该蒸发器3也设置包括蒸发器器主体31和第一盖板32，蒸发器主体31的外表面上形成有多个并行延伸的第一沟槽313；第一盖板32盖在蒸发器主体31上的外表面上封闭所述第一沟槽313从而所述第一沟槽313形成蒸发器3内的所述第一微通道。其中，连接第一管路5的出口和连接第二管路6的进口也设置在第一盖板32上，蒸发器主体31的外表面上在相对的两侧分别形成与蒸发器的出口位置对应的第一通道311和与蒸发器的进口位置对应的第二通道312，且该第一通道311和第二通道312分别与多个并行的第一沟槽313连通。

在该实施方式中，第一管路5和第二管路6大致并行设置，为使得蒸发器3和冷凝器4之间形成热虹吸微循环，可以在第一管路5和第二管路6内部进行设置以使得从蒸发器3吸热气化的制冷剂可以沿第一管路5进入冷凝器4，而冷凝器4内放热后的制冷剂可以沿第二管路6进入蒸发器3内实现循环。第一管路5和第二管路6内部的设置不是本发明的重点，在此不具体描述。当然，也可设置第一管路5在上，而第二管路6在下的方式实现热虹吸微循环。

在图7所示的实施方式中，压缩机1的气缸部2的端面上设置有封堵所述气缸通道的气缸盖8，所述蒸发器3覆盖在气缸盖8的外表面上。

本实施方式中，蒸发器3的结构与图6所示的实施方式中的蒸发器3大致类似，不同的是，蒸发器的连接第一管道5的出口和连接第二管道6的进口设置在蒸发器主体31的顶部。

在图8和图9所示的实施方式中，压缩机1的气缸部2的端面上设置有气缸盖8，蒸发器3设置为包括第一侧部33和相对所述第一侧部33弯折的第二侧部34的L形结构，蒸发器3的第一侧部33覆盖在所述气缸部2的上表面上，第二侧部34覆盖在气缸盖8上，从而蒸发器3可以同时与气缸部2的上表面和气缸盖8进行接触换热，能够有效降低气缸部2、气缸盖8及气缸部2的气缸通道内的温度。

该实施方式中，蒸发器3同样包括蒸发器主体31和第一盖板32，其中蒸发器主体31和第一盖板32均设置为L形。

下面再具体描述下该热虹吸微循环系统中冷凝器4的设置方式。

冷凝器4可以采用在内部设置微通道的设计，也可不采用内部设置微通道的设计。在上述所描述的各个实施方式中，冷凝器4内部设置有微通道。

具体的，如图2、图6、图7和图9所示，冷凝器4包括冷凝器主体41及第二盖板42，所述冷凝器主体41的外表面上形成有多个第二沟槽413，所述第二盖板42盖在所述冷凝器主体41的外表面上封闭所述第二沟槽413从而所述第二沟槽413形成所述冷凝器4内部的用于制冷剂流通且与所述冷凝器4的进口和出口分别连通的第二微通道。

同样的，该冷凝器4的设置与蒸发器3的设置类似，所述冷凝器主体41和所述第二盖板42之间形成有分别与所述冷凝器4的进口连通的第三通道411和与所述冷凝器4的出口连通的第四通道412。

应该可以理解的事，冷凝器4的结构并不限于本发明提供的实施方式中类似于板状的结构形式，其他结构的换热器均可用于冷凝器4。

另外，本发明提供的技术方案中，该压缩机系统还包括用于与冷凝器4换热的换热器7，该换热器7可以为其他的循环系统中的换热器，能够带走冷凝器4的热量，从而可以提高蒸发器3对压缩机的冷却效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压缩机系统，包括压缩机及用于对所述压缩机的部件进行冷却的热虹吸换热装置；

所述热虹吸换热装置包括冷凝器(4)和安装于所述压缩机壳体内的蒸发器(3)，所述压缩机包括具有气缸通道的气缸部(2)，所述气缸部(2)的端面上形成有环形槽(21)，所述蒸发器(3)为插入所述环形槽(21)内的环形结构；

所述蒸发器(3)的出口与所述冷凝器(4)的进口与之间连接有第一管路(5)，所述冷凝器(4)的出口与所述蒸发器(3)的进口之间连接有第二管路(6)，且所述第一管路(5)从所述气缸部(2)的上部伸出，所述第二管路(6)从所述气缸部(2)的下部伸出；

其中，所述蒸发器(3)内设置有多个第一微通道，每个所述第一微通道分别连通至所述蒸发器(3)的进口和出口，所述蒸发器(3)中的制冷剂吸热气化后，从所述蒸发器(3)沿所述第一管路(5)进入所述冷凝器(4)，在所述冷凝器(4)中放热后沿所述第二管路(6)进入所述蒸发器(3)。

2.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述蒸发器(3)覆盖在所述气缸部(2)的上表面上。

3.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述气缸部(2)的端面上设置有封堵所述气缸通道的气缸盖(8)，所述蒸发器(3)覆盖在所述气缸盖(8)的外表面上。

4.根据权利要求1所述的压缩机系统，其特征在于，所述气缸部(2)的端面上设置有气缸盖(8)，所述蒸发器(3)设置为包括第一侧部(33)和相对所述第一侧部(33)弯折的第二侧部(34)的L形结构，所述蒸发器(3)的所述第一侧部(33)覆盖在所述气缸部(2)的上表面上，所述第二侧部(34)覆盖在所述气缸盖(8)上。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述蒸发器(3)包括蒸发器主体(31)及第一盖板(32)，所述蒸发器主体(31)的外表面上形成有多个第一沟槽(313)；所述第一盖板(32)盖在所述蒸发器主体(31)上的外表面上封闭所述第一沟槽(313)从而所述第一沟槽(313)形成所述第一微通道。

6.根据权利要求5所述的压缩机系统，其特征在于，所述蒸发器主体(31)和所述第一盖板(31)之间形成有与所述蒸发器(3)的出口连通的第一通道(311)和与所述蒸发器(3)的进口连通的第二通道(312)；

每个所述第一微通道分别与所述第一通道(311)和所述第二通道(312)连通。

7.根据权利要求5所述的压缩机系统，其特征在于，所述第一盖板(32)为隔热材料。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述冷凝器(4)包括冷凝器主体(41)及第二盖板(42)，所述冷凝器主体(41)的外表面上形成有多个第二沟槽(413)，所述第二盖板(42)盖在所述冷凝器主体(41)的外表面上封闭所述第二沟槽(413)从而所述第二沟槽(413)形成所述冷凝器(4)内部的用于制冷剂流通且与所述冷凝器(4)的进口和出口分别连通的第二微通道。

9.根据权利要求8所述的压缩机系统，其特征在于，所述冷凝器主体(41)和所述第二盖板(42)之间形成有与所述冷凝器(4)的进口连通的第三通道(411)和与所述冷凝器(4)的出口连通的第四通道(412)；

每个所述第二微通道分别与所述第三通道(411)和所述第四通道(412)连通。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的压缩机系统，其特征在于，所述压缩机系统还包括用于与所述冷凝器(4)换热的换热器(7)。

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