專利名稱：用于壓縮機的閥板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于壓縮機的閥板、壓縮機和應(yīng)用于壓縮機中的絕熱方法。
背景技術(shù)：
氣體壓縮式制冷一直并且仍然是大型公共建筑物、私人住宅、酒店、醫(yī)院、劇院、餐館和汽車等的冰箱和空調(diào)的最廣泛使用的方法。氣體壓縮式制冷系統(tǒng)使用循環(huán)制冷劑作為介質(zhì)，從需要冷卻的場所或空間吸收和去除熱，隨后將熱耗散至其他地方。典型的氣體壓縮式系統(tǒng)具有四個組成部分壓縮機、冷凝器、膨脹閥(也被稱為節(jié)流閥)和蒸發(fā)器。壓縮機從蒸發(fā)器吸入低溫低壓飽和氣體并將氣體壓縮至高壓，從而也產(chǎn)生更高的溫度。為了提高壓縮機的容積和能量效率，以便在壓縮機的單個壓縮循環(huán)內(nèi)吸取更大體積的氣體，期望使吸入管線中的被吸取的低溫氣體與壓縮機的較熱部分絕熱，以便來自蒸發(fā)器的低溫氣體在保持低溫時能夠以較大體積被泵送。加熱壓縮機的內(nèi)部組件的其中一個主要原因是其排氣系統(tǒng)，因為制冷劑氣體達到壓縮循環(huán)期間的最高溫度水平。由壓縮產(chǎn)生的熱被耗散至壓縮機的其他組件。沿著吸入管線存在有許多組件。這些組件包括消聲器、氣缸蓋和一些管道等。在用于制冷系統(tǒng)的通常采用的往復(fù)式壓縮機中，消聲器通常設(shè)置在壓縮機殼體內(nèi)的氣體吸入偵牝用于將所接收的氣體傳導(dǎo)至壓縮機的吸入閥。該閥及其閥板是吸入氣體與排出氣體之間的界面。然而，很難防止低溫氣體與壓縮機的其他較熱部分之間的換熱，因為被吸取的氣體存在于壓縮機中的狹窄空間內(nèi)且距壓縮機的較熱部分很短距離。一種方法是改善吸入氣體的儲存或界面介質(zhì)的絕熱。這些介質(zhì)可由如樹脂或塑料的低導(dǎo)熱系數(shù)材料制造。最近，也有一些改善消聲器的絕熱的結(jié)構(gòu)性方法。W002/101239A1中提出的一種吸入消聲器設(shè)計有兩個用于制冷劑氣體在消聲器內(nèi)連通的聲室(acoustic chamber)ο具體地，直接接收壓縮機外的低溫氣體的消聲器的第一聲室被消聲器的第二聲室包圍。這種結(jié)構(gòu)對第一聲室中所接收的低溫氣體提供附加的絕熱，因為來自外部的熱流必須穿過第二聲室的圍壁，才能到達第一聲室內(nèi)的低溫氣體。然而，兩個聲室的設(shè)計使消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且增大了消聲器的尺寸，這又對消聲器的制造成本產(chǎn)生不利影響。此外，消聲器的結(jié)構(gòu)強度和可靠性可能會受到影響。因此，存在為尋求解決上述問題中的至少一個問題的制冷系統(tǒng)提供解決方案的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于壓縮機的閥板，該閥板具有使所述壓縮機的吸入消聲器與所述壓縮機的氣缸蓋中的排氣室絕熱的絕熱能力。所述閥板可包括由絕熱材料制成的第一板件(plate element)和由金屬制成的第二板件。
所述第一板件和第二板件可通過壓配合、注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑和超聲波焊接中的一種或多種方式連接。 所述第一板件可設(shè)置成面對所述排氣室。所述閥板還可包括由金屬制成的第三板件，并且所述第一板件夾在所述第一板件與第二板件之間。所述第一、第二和第三板件可通過壓配合、注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑和超聲波焊接中的一種或多種方式連接。所述第一板件可配置成容納在所述第二板件中形成的凹槽中。所述凹槽可圍繞所述第二板件中的吸入孔形成。所述第二板件可包括圍繞所述第二板件中的排出孔的凸起部，并且所述第一板件包括用于容納所述凸起部的開口。所述閥板可包括由絕熱材料制成的第一板件和在所述第一板的一側(cè)或兩側(cè)上的
金屬涂層。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種壓縮機，其包括如在所述第一方面中所限定的閥板。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種應(yīng)用于壓縮機中的絕熱方法，其包括使用閥板，該閥板具有使所述壓縮機的吸入消聲器與所述壓縮機的氣缸蓋中的排氣室絕熱的絕熱能力。


通過以下僅例示的說明書并結(jié)合附圖，本發(fā)明的實施例將會被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解并且更加顯而易見，其中圖1示出說明往復(fù)式壓縮機內(nèi)的制冷劑氣體路徑的溫度分布的示意圖。圖2示出使用(a)常規(guī)閥板和(b)根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)說明在吸入和排出界面從高溫排出氣體到吸入路徑的熱流的示意圖。圖3示出根據(jù)示例性實施例的壓縮機的示意圖。圖4示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9示出說明根據(jù)示例性實施例的閥板結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式參照圖1，用于封閉式氣體壓縮制冷的壓縮機100的內(nèi)部露出，用以表不在壓縮機100內(nèi)制冷劑氣體沿運行路徑的溫度分布。本發(fā)明適用于封閉式壓縮機和半封閉式壓縮機兩者。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的那樣，封閉式壓縮機與半封閉式壓縮機之間的區(qū)別在于，封閉式壓縮機使用不能打開維修的一體式焊接鋼殼。半封閉式壓縮機使用具有密封罩的大鑄造金屬殼，可以打開更換電動機和泵組件。
壓縮機100包括吸入管道102、吸入消聲器104和氣缸蓋108。吸入消聲器104設(shè)置在壓縮機100的殼體106內(nèi)。吸入消聲器104連接于內(nèi)部具有吸氣室116和排氣室114的氣缸蓋108。吸氣室116接收具有較低溫度的氣體，而排氣室114接收在較高溫度下來自(隱藏的)氣缸室的壓縮氣體。吸氣室116和排氣室114分別通過吸氣閥和排氣閥(未不出)連接到(隱藏的)氣缸室。排氣室114還通過消聲器罩排出部110和排出管線112連接到壓縮機100的排出管道118，用于排出用于制冷系統(tǒng)的高溫壓縮氣體。沿著壓縮機100內(nèi)的運行通道，首先，低溫制冷劑氣體通過吸入管道102被直接或間接吸入到吸入消聲器104中。在吸入管道102進入殼體106的入口處(點1)，氣體具有在壓縮機殼體106內(nèi)的最低溫度，通常在約40. 5攝氏度。當氣體被進一步朝向消聲器104吸入時，氣體在消聲器104的入口處(點2)由周圍環(huán)境加熱至通常約47. 9攝氏度。在消聲器104內(nèi)，在到達氣缸蓋108之前氣體溫度通常進一步升高至約60. 3攝氏度(點3)。沿著運行路徑進一步前進，在氣體到達氣缸蓋108的吸氣室116的位置，氣體的溫度通常已達到約66. 9攝氏度(點4)。然后氣體經(jīng)由吸氣閥(未示出)被吸入并在(隱藏的)氣缸室中被壓縮。壓縮氣體經(jīng)由排氣閥(未示出)離開并進入氣缸蓋108的排氣室114。在排氣室114內(nèi)，壓縮氣體的溫度通常約為117. 9攝氏度(點5)。在離開氣缸蓋108時，氣體開始冷卻下來。沿下游路徑經(jīng)由消聲器罩排出部110和排出管線112、以及壓縮機100的排出管道118，在排出管道離開殼體106的點(點7)，高溫高壓氣體通常冷卻至約82. 8攝氏度。顯而易見的是，氣體在相鄰的吸氣室116與排氣室114之間具有大的溫差。申請人已經(jīng)認識到，包含在排氣室114中的高溫氣體構(gòu)成熱源，能夠顯著地促使吸氣室116中的低溫吸入制冷劑氣體在壓縮前的溫度升高。吸入制冷劑氣體溫度的升高導(dǎo)致其比容的增加并減小制冷劑氣體的質(zhì)量流量，這進而導(dǎo)致壓縮機的效率由于冷卻性能的降低而下降。值得注意的是，在吸入氣體從吸入管道102經(jīng)由消聲器104流入吸氣室116中時，排氣室114中的高溫壓縮氣體以及壓縮機結(jié)構(gòu)100內(nèi)的其他熱源也有助于吸入氣體的整體溫度升高，這可進一步促進吸入制冷劑氣體溫度的整體升高。圖2a示出用螺栓連接至氣缸體203的氣缸蓋202的橫截面視圖。發(fā)明人已經(jīng)認識到，通過通常由金屬制成的閥板201在排氣室204中的熱氣體與吸入消聲器205中的氣體之間發(fā)生顯著的熱傳遞。通過這點，發(fā)明人已特別認識到，通過在閥板201建立吸入氣體與排出氣體之間傳熱的障礙，這樣的閥板結(jié)構(gòu)能夠顯著地有助于防止吸入氣體被加熱。圖2b示出根據(jù)示例性實施例，當設(shè)置包括有第一和第二金屬板件212、214以及板件212中的由絕緣材料制成的入口 215的閥板結(jié)構(gòu)210時所產(chǎn)生的熱流圖。入口 215起到熱障作用，以阻礙從排氣室216中的氣體向吸入消聲器218中的氣體的熱傳遞。這有利地提高了壓縮機的總體熱效率。閥板結(jié)構(gòu)210充當壓縮機內(nèi)不同壓力區(qū)之間的密封。其包含吸入孔220和排出孔222，并因此提供制冷劑的流體連通。其設(shè)置在吸氣簧片224與排氣簧片226之間，這些簧片在達到各區(qū)之間的壓差時開啟并允許氣體在壓縮循環(huán)期間從高壓區(qū)流動到低壓區(qū)。由于其功能屬性，閥板結(jié)構(gòu)210優(yōu)選耐腐蝕、耐化學(xué)和耐磨損，并且優(yōu)選能夠承受高溫。其還提供了密封，以防止制冷劑的泄漏。優(yōu)選地，閥板結(jié)構(gòu)210還允許運行時的低噪聲和平滑運動。在圖3中示出了根據(jù)示例性實施例的壓縮機的示意圖。更具體地，氣缸蓋300揭開，以示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組件。氣缸蓋300基本呈矩形形狀，且四個角倒圓。在四個角部，設(shè)置四個相等尺寸的孔308a-d，用于使用部件309a-d將氣缸蓋300螺栓連接至氣缸體307。氣缸蓋組件中的其他組件包括具有閥板301a和絕緣材料入口 301b的閥板結(jié)構(gòu)301、排氣簧片302、吸氣簧片303和密封墊片304、305。吸入消聲器306嵌入氣缸蓋300中的(隱藏的)吸氣室中。在閥板301a的邊緣處有兩個定位孔310a-b，以在氣缸蓋300裝配至氣缸體307期間提供參考。圖4至圖8示出根據(jù)不同實施例的不同類型的閥板結(jié)構(gòu)。圖4示出閥板結(jié)構(gòu)400，其包括兩塊板401和402。板401由絕熱材料制成，而板402由金屬制成以提供強度。當裝配時，絕熱材料板401將朝向排氣簧片(未示出)設(shè)置。在壓縮循環(huán)期間，閥板結(jié)構(gòu)400的面向氣缸孔(未示出)的表面由金屬制成，即金屬板402。這優(yōu)選地避免在高壓下變形。優(yōu)選地確保絕熱材料板401的平面光潔度以防止泄漏?？赏ㄟ^例如但不限于研磨的平整度控制方法，確保絕熱閥板的平整度。例如，可通過手動或由機器在具有磨料的平面(如砂紙)上摩擦閥板。在板401上形成有突起403-07并且在板402上形成有對應(yīng)的孔408-12，以便于在裝配過程中板401和402的壓配合。橫截面視圖414示出板401的突起插入板402中的對應(yīng)孔中，使得板401能夠與板402對準并壓配合。圖5示出閥板結(jié)構(gòu)500，其包括兩塊板501和502。板501由絕熱材料制成，而板502由金屬制成以提供強度。當裝配時，絕熱材料板501將朝向排氣簧片(未示出)設(shè)置。在壓縮循環(huán)期間，閥板結(jié)構(gòu)500的面向氣缸孔(未示出)的表面由金屬制成，即金屬板502。這優(yōu)選地避免在高壓下變形。優(yōu)選地確保絕熱材料板501的平面光潔度以防止泄漏。與圖4中所示的實施例相比，板501、502未形成用于壓配合的突起/對應(yīng)孔。在此實施例中，板501、502可通過例如但不限于注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑、壓配合、超聲波焊接等進行裝配。圖6示出閥板結(jié)構(gòu)600，其包括三塊板601、602、603。板602由絕熱材料制成，而板601,603由金屬制成以提供強度。在壓縮循環(huán)期間，閥板結(jié)構(gòu)600的面向氣缸孔(未示出)的表面由金屬制成，即金屬板603。這優(yōu)選地避免在高壓下變形。優(yōu)選地確保絕熱材料板601的平面光潔度以防止泄漏。在使用中，金屬板601、603因此分別與排氣簧片(未示出)和吸氣簧片(未示出)接觸。這優(yōu)選地確保良好的表面接觸并防止泄漏。而且，使與排氣簧片和吸氣簧片相鄰的表面分別由金屬制成優(yōu)選地提高可靠性，例如由于金屬表面更好地承受往復(fù)的簧片運動。板601、602和603可通過例如但不限于壓配合、注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接齊U、超聲波焊接等進行裝配。圖7示出閥板結(jié)構(gòu)700，其包括一塊板701和入口 702。入口 702由絕熱材料制成，而板701由金屬制成以提供強度。在壓縮循環(huán)期間，閥板結(jié)構(gòu)700的面向氣缸孔(未示出)的表面由金屬制成，即金屬板701。這優(yōu)選地避免在高壓下變形。當裝配時，絕熱材料入口701被插入對應(yīng)凹槽704中，并將朝向排氣簧片(未不出)設(shè)置。雖然同樣優(yōu)選地確保絕熱材料入口 702的平面光潔度以防止泄漏，但是將會理解的是，面向排氣簧片(未示出)的大部分表面由金屬板701的表面構(gòu)成，其優(yōu)選地確保良好的表面接觸并防止泄漏。板701和入口 702可通過例如但不限于壓配合、注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑、超聲波焊接等進行裝配。在此實施例中，因為插入螺釘?shù)膮^(qū)域由金屬制成，所以優(yōu)選地避免例如當擰緊螺釘(未示出)時的高扭矩下的變形。而且，在使用中，金屬板701因此與排氣簧片(未示出)和吸氣簧片(未示出)均接觸。這優(yōu)選地確保良好的表面接觸并防止泄漏。而且，使與排氣簧片和吸氣簧片相鄰的表面分別由金屬制成優(yōu)選地提高可靠性，例如由于金屬表面更好地承受往復(fù)的簧片運動。圖8示出閥板結(jié)構(gòu)800，其包括兩塊板801和802。板801由絕熱材料制成，而板802由金屬制成以提供強度。在壓縮循環(huán)期間，閥板結(jié)構(gòu)800的面向氣缸孔(未示出)的表面由金屬制成，即金屬板802。這優(yōu)選地避免在高壓下變形。在此實施例中的金屬板802包括圍繞排出孔804的凸起區(qū)域803。當裝配時，凸起區(qū)域803容納在絕緣材料板801中形成的對應(yīng)開口 805中。這優(yōu)選地提高可靠性，例如由于凸起區(qū)域803的金屬表面更好地承受往復(fù)的簧片運動。同樣優(yōu)選地確保絕熱材料入口 802的平面光潔度。將會理解的是，在使用中，通過使凸起區(qū)域803的金屬表面與排氣簧片(未示出)相鄰優(yōu)選地確保良好的表面接觸且防止泄漏，并可提供改進的可靠性。板801和802可通過例如但不限于壓配合、注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑、超聲波焊接等進行裝配。而且，在使用中，金屬板802和凸起區(qū)域803因此分別與吸氣簧片(未示出)和排氣簧片(未示出)接觸。這優(yōu)選地確保良好的表面接觸并防止泄漏。而且，使與排氣簧片和吸氣簧片相鄰的表面分別由金屬制成優(yōu)選地提高可靠性，例如由于金屬表面更好地承受往復(fù)的簧片運動。圖9示出閥板結(jié)構(gòu)900，其中在絕熱材料板906的兩個表面上具有金屬涂層902、904。這優(yōu)選地確保良好的表面接觸并防止泄漏。而且，使與排氣簧片和吸氣簧片相鄰的表面分別由金屬制成優(yōu)選地提高可靠性，例如由于金屬表面更好地承受往復(fù)的簧片運動。替代性地，可在絕熱閥板的任一側(cè)上做出涂層?？墒褂帽绢I(lǐng)域中理解的各種技術(shù)形成金屬涂層，包括但不限于氣相淀積、噴涂、化學(xué)鍍。在所述示例性實施例中，絕熱材料可包括但不限于工程塑料，例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚醚酰亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)等。在所述示例性實施例中使用的金屬可包括但不限于鑄鐵/燒結(jié)鐵。所述實施例可提供混合閥板結(jié)構(gòu)，其中由具有絕熱特性的各材料提供的熱障可提高絕熱，使得可降低壓縮機中的吸氣溫度。由于吸氣溫度的降低減小其比容并增加制冷劑的質(zhì)量流量，因此這可導(dǎo)致由于冷卻性能的增加而是壓縮機效率提高。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是，如具體實施例中所示，可對本發(fā)明做出眾多變更和/或修改而不背離廣泛描述的本發(fā)明的精神或范圍。因此，當前實施例在所有方面應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮機的閥板，所述閥板具有使所述壓縮機的吸入消聲器與所述壓縮機的氣缸蓋中的排氣室絕熱的絕熱能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥板，其包括由絕熱材料制成的第一板件和由金屬制成的第二板件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥板，其中所述第一板件和第二板件通過壓配合、注塑成型、 感應(yīng)加熱、粘接劑和超聲波焊接中的一種或多種方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的閥板，其中所述第一板件設(shè)置成面對所述排氣室。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥板，還包括由金屬制成的第三板件，并且所述第一板件夾在所述第一板件與第二板件之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥板，其中所述第一板件、第二板件和第三板件通過壓配合、 注塑成型、感應(yīng)加熱、粘接劑和超聲波焊接中的一種或多種方式連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥板，其中所述第一板件配置成容納在所述第二板件中形成的凹槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥板，其中所述凹槽圍繞所述第二板件中的吸入孔形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥板，其中所述第二板件包括圍繞所述第二板件中的排出孔的凸起部，并且所述第一板件包括用于容納所述凸起部的開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥板，其包括由絕熱材料制成的第一板件和在所述第一板的一側(cè)或兩側(cè)上的金屬涂層。
11.一種壓縮機，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的閥板。
12.—種應(yīng)用于壓縮機中的絕熱方法，其包括使用閥板，所述閥板具有使所述壓縮機的吸入消聲器與所述壓縮機的氣缸蓋中的排氣室絕熱的絕熱能力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于壓縮機的閥板、壓縮機和應(yīng)用于壓縮機中的絕熱方法。所述閥板具有使所述壓縮機的吸入消聲器與所述壓縮機的氣缸蓋中的排氣室絕熱的絕熱能力。
文檔編號F04B37/18GK103003570SQ201280001987
公開日2013年3月27日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者王柯澔, 張賢浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社