(57)【要約】  ピストン式圧縮機のシリンダーヘッド及びピストン式圧縮機であって、ピストン式圧縮機のシリンダーヘッドは、金属製のアウターカバーと、及び断熱材により製造された隔離用インナーカバーとを含み、前記金属製のアウターカバーは、隔離用インナーカバーの外側をカバーするように設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のアウターカバーと、
断熱材により製造された隔離用インナーカバーと、を含み、
前記金属製のアウターカバーは、前記隔離用インナーカバーの外側をカバーするように設けられる、
ことを特徴とするピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項２】
前記隔離用インナーカバーは、多孔質材料により製造された、
ことを特徴とする請求項１に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項３】
前記隔離用インナーカバーは、クローズドセル発泡アルミニウム材料により製造された、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項４】
前記金属製のアウターカバーは、溝を有し、前記隔離用インナーカバーは、前記溝の内壁面に設けられて収容室を形成する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項５】
前記金属製のアウターカバーは、固体アルミニウム材料により製造された、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項６】
前記金属製のアウターカバーは、前記シリンダーヘッドを取り付けるための取付台を有する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項７】
前記隔離用インナーカバーの厚さをＮとし、前記金属製のアウターカバーの厚さをＭとすると、０＜Ｎ≦Ｍを満たす、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項８】
前記隔離用インナーカバーのクローズドセルの壁厚をＬとすると、０．２ｍｍ≦Ｌ≦０．５ｍｍを満たす、
ことを特徴とする請求項３に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項９】
前記隔離用インナーカバーの内部孔径をＤとすると、１ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍを満たす、
ことを特徴とする請求項３に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項１０】
前記隔離用インナーカバーの内部気孔率をＡとすると、３０％≦Ａ≦７５％を満たす、
ことを特徴とする請求項３に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項１１】
前記隔離用インナーカバーの弾性率をＥとすると、１．４ＧＰａ≦Ｅ≦８．０ＧＰａを満たす、
ことを特徴とする請求項７に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項１２】
前記隔離用インナーカバーは、炭化ケイ素添加剤を含み、含まれた炭化ケイ素の質量部をＢとすると、０．１％≦Ｂ≦１．１％を満たす、
ことを特徴とする請求項３に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッド。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッドが設けられている、
ことを特徴とするピストン式圧縮機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、安徽美芝制冷設備有限公司により２０１８年６月２９日に提出された、発明の名称が「ピストン式圧縮機のシリンダーヘッド及びピストン式圧縮機」であり、中国特許出願番号が「２０１８１０７１４１２８．２」の優先権を主張し、その内容の全てを参照として本願に援用する。
【０００２】
本開示は圧縮機の製造技術分野に属し、具体的には、ピストン式圧縮機のシリンダーヘッド及び該シリンダーヘッドを備えたピストン式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の技術では、シリンダーヘッドは圧縮機のクランクケースを閉じるために使用され、シリンダーヘッドは全て金属アルミニウムからダイカストで鋳造される。圧縮機の運転中、シリンダーヘッド内の吐出ガスと吸入ガスはシリンダーヘッドの壁を通じて熱伝導を行い、圧縮機の吸入中に吸入シリンダーの温度が相対的に上がると、吸入ガスの過熱を引き起こすに至り、これは、圧縮機の冷却能力及び冷却システムのエネルギー効率比に深刻な影響を及ぼし、改善の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、従来の技術に存在する技術的問題の少なくとも１つを解決することを意図している。このため、本開示の目的は、クローズドセル発泡アルミニウム及び固体アルミニウムからなる複合構造であり、良好な断熱効果及び制振性能を有するピストン式圧縮機のシリンダーヘッドを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドは、金属製のアウターカバーと、断熱材により製造された隔離用インナーカバーと、を含み、前記金属製のアウターカバーは、隔離用インナーカバーの外側に設けられる。
【０００６】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、隔離用インナーカバーが優れた断熱性を有することにより、該シリンダーヘッドを備えた圧縮機は、運転中に吸入したガスの温度が過度に高くなることがなく、安定した冷却能力及び高いエネルギー効率比を有する。
【０００７】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーは、多孔質材料により製造された。
【０００８】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーは、クローズドセル発泡アルミニウム材料により製造された。
【０００９】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記金属製のアウターカバーは溝を有し、前記隔離用インナーカバーは前記溝の内壁面に設けられて収容室を形成する。
【００１０】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記金属製のアウターカバーは、固体アルミニウム材料により製造された。
【００１１】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記金属製のアウターカバーは、前記シリンダーヘッドを取り付けるための取付台を有する。
【００１２】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーの厚さをＮとし、前記金属製のアウターカバーの厚さをＭとすると、０＜Ｎ≦Ｍを満たす。
【００１３】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーのクローズドセルの壁厚をＬとすると、０．２ｍｍ≦Ｌ≦０．５ｍｍを満たす。
【００１４】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーの内部孔径をＤとすると、１ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍを満たす。
【００１５】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーの内部気孔率をＡとすると、３０％≦Ａ≦７５％を満たす。
【００１６】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッド、前記隔離用インナーカバーの弾性率をＥとすると、１．４ＧＰａ≦Ｅ≦８．０ＧＰａを満たす。
【００１７】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッドによれば、前記隔離用インナーカバーは、炭化ケイ素添加剤を含み、含まれた炭化ケイ素の質量部をＢとすると、０．１％≦Ｂ≦１．１％を満たす。
【００１８】
本開示はピストン式圧縮機をさらに提供する。
【００１９】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機には、上記実施例のいずれか１つに記載のピストン式圧縮機のシリンダーヘッドが設けられている。
【００２０】
前記ピストン式圧縮機と上記シリンダーヘッドは、従来の技術と比べ同じ利点を有するため、ここでは再度説明しない。
【００２１】
本願の追加の態様及び利点は、以下の説明において部分的に提供され、一部が以下の説明から明らかになるか、又は本願の実践から理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本願の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面を参照した実施例の説明から明らかになり、理解しやすくなる。
【図１】本開示の実施例に係るシリンダーヘッドの構造概略図である。
【図２】本開示の実施例に係るシリンダーヘッドの正面図である。
【図３】本開示の実施例に係るシリンダーヘッドの断面図である。
【図４】本開示の実施例に係るピストン式圧縮機の上面図である。
【図５】本開示の実施例に係るシリンダーヘッド及びバルブアセンブリの分解図である。
【図６】本開示の実施例に係るピストン式圧縮機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示の実施例を詳細に説明し、前記実施例の例は、図面に示され、図面を通じて同じ又は類似した符号は、同じ又は類似した素子或いは同じ又は類似した機能を有する素子を示す。以下、図面を参照しながら説明する実施例は、例示的なものであり、本開示を解釈することを意図するが、本開示を制限するものとして理解すべきではない。
【００２４】
以下、図１〜図６を参照しながら、本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッド１００を説明する。
【００２５】
図１〜図６に示すように、本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッド１００は、金属製のアウターカバー１及び隔離用インナーカバー３を含む。
【００２６】
金属製のアウターカバー１は隔離用インナーカバー３の外側をカバーするように設けられ、隔離用インナーカバー３は断熱材により製造され、即ち隔離用インナーカバー３はより優れた断熱性を有し、該シリンダーヘッド１００を備えた圧縮機の運転中に、吸入したガスの温度が過度に高くなることがなく、安定した冷却能力及び高いエネルギー効率比を有する。
【００２７】
図３に示すように、金属製のアウターカバー１は溝を有し、隔離用インナーカバー３は溝の内壁面に設けられて収容室４を形成し、即ち、隔離用インナーカバー３の外面と溝の内壁面とが密着している。いくつかの実施例では、隔離用インナーカバー３は多孔質材料により製造され、それにより、隔離用インナーカバー３が断熱、遮音及び制振の効果を有し、したがって、圧縮機が、安定した冷却能力と高いエネルギー効率比を有するだけでなく、隔離用インナーカバー３が、収容室に入ったガスによるシリンダーヘッドへの振動衝撃も低減させ、衝撃ノイズを弱め、制振効果を改善することもできる。図３に示す特定の実施例では、隔離用インナーカバー３はクローズドセル発泡アルミニウム材料により製造され、隔離用インナーカバー３は、固体金属焼結法における粉末冶金発泡法により、溝の内壁面に発泡形成され、隔離用インナーカバー３は、粉末冶金発泡法により、より複雑な形状に発泡成形され、それにより、隔離用インナーカバー３と金属製のアウターカバー１とが密着する。
【００２８】
なお、クローズドセル発泡アルミニウム材料は、低密度、高強度、高剛性比、吸音、エネルギー吸収、高減衰、制振性能、及び高い衝撃エネルギー吸収率などの特性を有する新規な軽量機能材料である。さらに、クローズドセル発泡アルミニウム材料の密度は、一般に金属アルミニウム密度の０．１〜０．４倍であるため、隔離用インナーカバー３の軽量化効果が顕著である。同時に、音波の周波数が８００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの場合、クローズドセル発泡アルミニウム材料の遮音係数は０．９以上である。減衰性能は、金属アルミニウムの５〜１０倍である。したがって、クローズドセル発泡アルミニウム材料により製造された隔離用インナーカバー３は、軽量であり、優れた振動吸収効果、優れた遮音効果及び優れた断熱性などの利点を有する。
【００２９】
図４及び図６に示すように、シリンダーヘッド１００はピストン式圧縮機に取り付けられ、隔離用インナーカバー３の収容室４がガスを一時的に貯蔵することができる。シリンダーヘッド１００はねじ付き留め具を介してクランクケースヘッドと接続されるとともに、隔離用インナーカバー３は吸入サイレンサーと部分的に接触する。圧縮機の運転中に、吸入サイレンサーから吸入された冷媒ガスは、シリンダーボアからシリンダーヘッド１００内に排出された冷媒ガスと熱伝導を行うとともに、シリンダーヘッド１００内に排出された冷媒ガスがシリンダーヘッド１００に衝撃を与え、これにより振動及び衝撃ノイズが発生する可能性がある。しかしながら、隔離用インナーカバー３が良好な断熱性を有していることから、吐出ガスと吸入ガスとの間に過剰な熱交換がなく、吸入ガスの温度が過度に高くならないため、圧縮機の安定した冷却能力が保証され、該圧縮機を備えた冷却システムのエネルギー効率がより高くなり、圧縮機の実用性と経済性が向上し、吸入ガスの過熱を回避する。隔離用インナーカバー３は、吸音及び高減衰特性を備えており、衝撃ノイズを大幅に低減させ、制振効果を改善するため、圧縮機の運転中に安定した作動状態を保つことができる。
【００３０】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッド１００によれば、隔離用インナーカバー３が優れた断熱性及び遮音性を有するため、該シリンダーヘッド１００を備えた圧縮機は、運転中に吸入したガスの温度が過度に高くなることがなく、安定した冷却能力及び高いエネルギー効率比を有する。また、隔離用インナーカバー３は、収容室４に入ったガスによるシリンダーヘッド１００への振動衝撃を低減させ、衝撃ノイズを弱め、制振効果を向上させることができる。
【００３１】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機のシリンダーヘッド１００によれば、図１及び図２に示すように、金属製のアウターカバー１は取付台２を有し、取付台２にシリンダーヘッド１００が取り付けられ、シリンダーヘッド１００が取付台２でねじ付き留め具を介してクランクケースヘッドに固定接続され、これにより、シリンダーヘッド１００がクランクケースを閉じることができ、圧縮機の吸入及び吐出が容易になる。
【００３２】
一実施例では、金属製のアウターカバー１は４つの取付台２を有し、４つの取付台２が間隔をあけて軸方向に設けられ、図１及び図２に示すように、４つの取付台２がそれぞれ金属製のアウターカバー１の４つの隅部に位置し、このような、シリンダーヘッド１００の４つの隅部がクランクケースヘッドと固定接続され、シリンダーヘッド１００とクランクケースヘッドとの間にバルブアセンブリがさらに接続され、バルブアセンブリは、リフト量リミッター２００、吐出バルブ３００、バルブプレート４００、吸入バルブ５００を含む。このように、複数組のねじ付き留め具を介してシリンダーヘッド１００、リフト量リミッター２００、吐出バルブ３００、バルブプレート４００、吸入バルブ５００、クランクケースヘッドを順次固定して接続させ、圧縮機の正常な吸入、吐出を保証し、圧縮機の全体構造の安定性を向上させる。
【００３３】
いくつかの実施例では、隔離用インナーカバー３の厚さをＮとし、金属製のアウターカバー１の厚さをＭとし、シリンダーヘッド１００の総厚さをHとすると、H＝Ｍ+Ｎ、０＜Ｎ≦Ｍを満たし、即ち、シリンダーヘッド１００の総厚さは隔離用インナーカバー３の厚さと金属製のアウターカバー１の厚さとの合計であり、金属製のアウターカバー１の厚さは隔離用インナーカバー３の厚さ以上である。したがって、当該厚さの金属製のアウターカバー１により、シリンダーヘッド１００はより高い構造的剛性及び強度を有し、その結果、シリンダーヘッド１００の全体構造が安定する。同時に、対応する厚さの隔離用インナーカバー３を設けることにより、シリンダーヘッド１００の吐出ガスと吸入ガスとの間の過度の熱伝導を回避し、圧縮機の吸入ガスの温度がより低くなることを保証し、その遮音性及び高い減衰特性を利用して、ノイズ低減及び消音の効果を達成し、圧縮機の使用性能を向上させる。
【００３４】
いくつかの実施例では、隔離用インナーカバー３のクローズドセルの壁厚をＬとすると、０．２ｍｍ≦Ｌ≦０．５ｍｍを満たす。例えば、Ｌ＝０．３ｍｍ、Ｌ＝０．４ｍｍで、隔離用インナーカバー３はクローズドセル発泡アルミニウム材料により製造され、即ち、隔離用インナーカバー３が複数のクローズドセルを有し、クローズドセルの壁厚を適切な厚さに設けることにより、隔離用インナーカバー３の全体構造の剛性及び強度を保証するとともに、隔離用インナーカバー３の優れた遮音性、断熱性を保証することができると理解できる。クローズドセルの壁厚が大きすぎると、隔離用インナーカバー３の断熱性が低下し、材料が無駄になりやすい。クローズドセルの壁厚が薄すぎると、隔離用インナーカバー３の構造的剛性及び強度が低下し、隔離用インナーカバー３が変形しやすくなる。したがって、適切な厚さの隔離用インナーカバー３は、全体的な使用性能を効果的に改善することができ、優れた実用性及び経済性を有する。
【００３５】
隔離用インナーカバー３の内部孔径をＤとすると、１ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍを満たす。例えば、Ｄ＝２ｍｍ、Ｄ＝３ｍｍ、Ｄ＝５ｍｍで、適切な厚さの内部孔径を設定することにより、隔離用インナーカバー３の安定した構造的剛性、良好な遮音性及び吸音性能を保証することができる。内部孔径が大きすぎると、隔離用インナーカバー３の剛性が低くなり、安定性が低下する。内部孔径が小さすぎると、隔離用インナーカバー３の遮音性能が低下するため、内部孔径を適切なサイズに設定して、全体的な使用性能を効果的に改善できる。
【００３６】
隔離用インナーカバー３の内部気孔率をＡとすると、３０％≦Ａ≦７５％を満たす。例えば、Ａ＝４０％、Ａ＝５０％、Ａ＝６０％で、適切な内部気孔率を設定することにより、隔離用インナーカバー３の良好な遮音性、断熱性、安定した構造剛性と強度を保証でき、吸入及び吐出際の隔離用インナーカバー３の断熱効果を効果的に達成するとともに、シリンダーヘッド１００内部のノイズを効果的に低減させることができる。
【００３７】
隔離用インナーカバー３の弾性率をＥとすると、１．４ＧＰａ≦Ｅ≦８．０ＧＰａを満たす。例えば、Ｅ＝２．３ＧＰａ、Ｅ＝４．２ＧＰａ、Ｅ＝５．８ＧＰａで、適切な弾性率を設定することにより、隔離用インナーカバー３の内部性能を安定させ、隔離用インナーカバー３の全体構造を安定させ、外力作用による隔離用インナーカバー３の過度の変形を避け、シリンダーヘッド１００の全体構造の安定性を向上させる。より高い弾性率を有する隔離用インナーカバー３は、より優れた制振性能を有し、ガスによるシリンダーヘッド１００への衝撃エネルギーを吸収し、ノイズを低減させることができる。
【００３８】
隔離用インナーカバー３は炭化ケイ素添加剤を含み、含まれた炭化ケイ素の質量部をＢとすると、０．１％≦Ｂ≦１．１％を満たす。例えば、Ｂ＝０．４％、Ｂ＝０．７％、Ｂ＝１．０％であり、隔離用インナーカバー３に炭化ケイ素を添加することにより、隔離用インナーカバー３の剛性及び強度を向上させ、隔離用インナーカバー３の優れた安定性を保証することができる。
【００３９】
本開示はピストン式圧縮機をさらに提供する。
【００４０】
本開示の実施例に係るピストン式圧縮機には、上記実施例のいずれかのシリンダーヘッド１００が設けられており、隔離用インナーカバー３が、優れた断熱性及び遮音性を有し、それにより、ピストン式圧縮機は、運転中に吸入したガスの温度が高くなりすぎることがなく、安定した冷却能力及び高いエネルギー効率比を有する。また、隔離用インナーカバー３は、収容室４に入ったガスによるシリンダーヘッド１００への振動衝撃を低減させ、衝撃ノイズを弱め、制振効果を向上させることができる。
【００４１】
図６に示すように、ピストン式圧縮機はシリンダーブロック１０１、ピストン１０２、コンロッド１０３、クランクシャフト１０４、ハウジングアセンブリ１０５、モーターステーター１０６、モーターローター１０７をさらに備え、駆動モーターがクランクシャフト１０４を駆動して運動させ、クランクシャフト１０４がコンロッド１０３を駆動して運動させ、コンロッド１０３がピストンピンを介してピストン１０２を駆動して往復運動させ、圧縮機のガス吸入及び吐出を実現する。シリンダーブロック１０１、ピストン１０２、コンロッド１０３、クランクシャフト１０４、モーターステーター１０６、モーターローター１０７は全てハウジングアセンブリ１０５内に取り付けられ、ピストン式圧縮機の各部材を相対的に固定させ、安定した動作環境を作る。
【００４２】
なお、本開示の実施例に係るピストン式圧縮機は、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機、除湿機などの任意の冷却装置に適用してもよく、ピストン式圧縮機は蒸発器、凝縮器及びスロットル装置などと接続して完全な冷却システムを構成することができる。このように、冷却システムは、優れた冷却性能を有し、低ノイズである。
【００４３】
本明細書の説明においては、参照用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」、又は「いくつかの例」などの説明は、該実施例又は例を参照しながら説明した特定の性質、構造、材料又は特徴が、本開示の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味している。本明細書において、上記用語の模式的な表現は同じ実施例又は例に、必ずしも言及しているというわけではない。また、説明した特定の性質、構造、材料又は特徴は任意の１つ又は複数の実施例又は例において、適切な方法で組み合わせてもよい。
【００４４】
以上、本開示の実施例を例示して説明したが、当業者であれば、本開示の原理及び趣旨から逸脱せずに、これらの実施例に対して様々な変更、修正、置換や変形を行うことができ、本開示の範囲が、特許請求の範囲およびその均等物によって定義されると理解されたい。
【符号の説明】
【００４５】
１００  シリンダーヘッド
１  金属製のアウターカバー
２  取付台
３  隔離用インナーカバー
４  収容室
１０１  シリンダーブロック
１０２  ピストン
１０３  コンロッド
１０４  クランクシャフト
１０５  ハウジングアセンブリ
１０６  モーターステーター
１０７  モーターローター
２００  リフト量リミッター
３００  吐出バルブ
４００  バルブプレート
５００  吸入バルブ
【図１】
2020528508.tif 000003
【図２】
2020528508.tif 000004
【図３】
2020528508.tif 000005
【図４】
2020528508.tif 000006
【図５】
2020528508.tif 000007
【図６】
2020528508.tif 000008
【国際調査報告】
2020528508.tif 000009
2020528508.tif 000010
2020528508.tif 000011
2020528508.tif 000012
2020528508.tif 000013
2020528508.tif 000014