楊小樂(lè) 葉映芳（等同于第一作者）

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州215000）

1 概述

制冷技術(shù)是對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大影響的工程技術(shù)之一，其在生活、工業(yè)及國(guó)防建設(shè)等中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]；而制冷劑的發(fā)展推動(dòng)著制冷技術(shù)的進(jìn)步。二氧化碳作為一種天然制冷工質(zhì)，就其物性特征而言，具有其他非天然工質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，例如：使用期比較長(zhǎng)、沒(méi)有毒性、不可燃、價(jià)格低、無(wú)需回收等。

壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，影響著整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性。與使用普通制冷劑的壓縮機(jī)相比，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)具有工作壓力高、壓差大、壓比小、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)部件間隙難以控制和潤(rùn)滑較困難等特點(diǎn)，例如：其工作壓力高是常規(guī)冷媒5～10 倍，壓縮機(jī)構(gòu)零部件易出現(xiàn)磨損，從而影響壓縮機(jī)的使用壽命。因此制冷用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的研究開(kāi)發(fā)一直是制冷技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)[2]。

2 專利技術(shù)分布分析

2.1 一級(jí)分支主要技術(shù)構(gòu)成

按照制冷用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的工作原理以及技術(shù)產(chǎn)出量（也即：專利文獻(xiàn)的數(shù)量，其中同族文獻(xiàn)按照一條計(jì)算），制冷用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的一級(jí)分支主要由以下幾種類型的壓縮機(jī)構(gòu)成：往復(fù)活塞式壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)和其它，其中往復(fù)活塞式壓縮機(jī)包含了曲軸傳動(dòng)式活塞壓縮機(jī)、單向斜盤壓縮機(jī)、雙向斜盤壓縮機(jī)、擺盤壓縮機(jī)以及直線壓縮機(jī)。技術(shù)產(chǎn)出量排名前三的分別為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)，但是三者數(shù)量差距并不大，基本上處于三足鼎立的狀態(tài)。

2.2 二級(jí)分支主要技術(shù)構(gòu)成

按照改進(jìn)的技術(shù)手段所相應(yīng)達(dá)到的技術(shù)效果，制冷用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的二級(jí)分支主要以下五個(gè)方面構(gòu)成：耐壓性、抗磨性、密封性、潤(rùn)滑性和其它，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)三個(gè)一級(jí)分支均在耐壓性這個(gè)技術(shù)分支的技術(shù)產(chǎn)出量較高，這是由二氧化碳這一制冷工質(zhì)本身使得壓縮機(jī)所承受壓力高、壓差大所導(dǎo)致的，研發(fā)著希望能夠盡量改善壓縮機(jī)各個(gè)組件的耐壓性能，從而適應(yīng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的強(qiáng)度和剛度等性能的需求；其次，一級(jí)技術(shù)分支中滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)的二級(jí)技術(shù)分支中密封性和潤(rùn)滑性技術(shù)產(chǎn)出量較為接近，均次于耐壓性的技術(shù)產(chǎn)出量，這是由于這種類型的壓縮機(jī)對(duì)密封性和潤(rùn)滑性的要求相對(duì)較高；而對(duì)于一級(jí)分支往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，其二級(jí)技術(shù)分支中密封性的技術(shù)產(chǎn)出量位居第二，抗磨性的技術(shù)產(chǎn)出量位居第三。

3 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的國(guó)內(nèi)外典型專利申請(qǐng)分析

滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)以其體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低等特點(diǎn)，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于空調(diào)、熱泵、冰箱等設(shè)備；且該類型的制冷用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)發(fā)展具有較好的延續(xù)性，其技術(shù)產(chǎn)出從“發(fā)展期”至“回潮期”均有代表性專利出現(xiàn)。

公開(kāi)號(hào)CN1847661A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：將由第一旋轉(zhuǎn)壓縮單元壓縮的二氧化碳制冷劑氣體排出到密閉容器內(nèi)，再將被排出的中間壓制冷劑氣體由第二旋轉(zhuǎn)壓縮單元壓縮，第二旋轉(zhuǎn)壓縮單元具有氣缸、閉塞氣缸的開(kāi)口面并在中央部具有立起的旋轉(zhuǎn)軸的軸承的支承構(gòu)件、形成在軸承外側(cè)的支承構(gòu)件上并與氣缸內(nèi)部連通的排出消音室、用螺栓將周邊部固定在支承構(gòu)件上并用于閉塞排出消音室的開(kāi)口部的蓋，在蓋與支承構(gòu)件之間夾入墊圈并且在蓋的內(nèi)周端面與軸承外面之間設(shè)有O 型密封圈能防止彈簧構(gòu)件的脫出，可避免氣缸密封性能的變差，防止氣體泄漏及其帶來(lái)的危害，旋轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度提高且加工性得到改善。

公開(kāi)號(hào)JP2003161261A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：嵌入電力端子中的每個(gè)端子可以做得很小并且可以防止電力端子的耐壓降低，特別是當(dāng)壓縮容器內(nèi)的內(nèi)部壓力變高的制冷劑如二氧化碳時(shí)，可以消除耐壓性的問(wèn)題。

公開(kāi)號(hào)CN1431403A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：在儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的封閉容器內(nèi)收納有壓縮機(jī)構(gòu)和供油機(jī)構(gòu)；壓縮機(jī)構(gòu)具有在缸筒室內(nèi)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的滾筒部和從滾筒部的外圓周面向半徑方向延伸并對(duì)缸筒室進(jìn)行劃分的葉片部；供油機(jī)構(gòu)具有在缸筒室外側(cè)形成的供油泵室和在供油泵室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的葉片部的前端部，葉片部的前端部為沿供油流動(dòng)方向使供油泵室變寬闊的形狀，防止因向壓縮機(jī)的滑動(dòng)部的供油不足而導(dǎo)致的潤(rùn)滑不良并可提高可靠性。

公開(kāi)號(hào)WO2004065794A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：壓縮機(jī)具有布置在氣密容器中的氣缸，葉片在形成于圓筒中的凹槽中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。輥?zhàn)釉谂c圓筒接觸的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)葉片往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與葉片接觸的凹槽壁的一部分具有預(yù)定的彈性，由于壁的葉片接觸部分具有預(yù)設(shè)的彈性，因此防止了葉片和葉片接觸部分的磨損，防止葉片卡在槽中。因此，提高了壓縮機(jī)的可靠性。

公開(kāi)號(hào)CN1940295A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：在將由壓縮單元壓縮的制冷劑噴出到密閉容器外的制冷劑壓縮機(jī)中具備：貯油部和輔助用配管，貯油部構(gòu)成于密閉容器內(nèi)底部；輔助用配管安裝于密閉容器，并用于對(duì)密閉容器內(nèi)制冷劑及油進(jìn)行密封。

公開(kāi)號(hào)JP2010174720A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：葉片在葉片槽中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有形成在前端的前端圓弧部分，葉片具有在鼻部中切口的圓弧形側(cè)面，分別面向氣缸內(nèi)的吸氣室和壓縮室，使得鼻部不與內(nèi)周面接觸的氣缸，葉片與葉片槽的摩擦阻力可以減小，當(dāng)葉片在葉片槽內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的滑動(dòng)損失可以減小。

公開(kāi)號(hào)CN102112747A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：設(shè)置于活塞的槽形成為圓弧的角超過(guò)180°的圓柱狀，圓弧的假想延長(zhǎng)線比活塞的外周假想線更位于內(nèi)側(cè)，提供一種不易產(chǎn)生從壓縮室的高壓側(cè)空間向低壓側(cè)空間的氣體或者潤(rùn)滑油的泄漏的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。

公開(kāi)號(hào)JP2015140357A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：一種壓縮機(jī)的密封材料，密封材料包含氫化丁腈橡膠和/或氟橡膠，并具有較高的交聯(lián)密度。密封材料用于使用二氧化碳作為制冷劑的壓縮機(jī)，密封材料具有優(yōu)異的密封性能，并且在10MPa 或更高的高壓環(huán)境下具有耐二氧化碳性。

公開(kāi)號(hào)CN107420285A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：冷凍機(jī)油含有基礎(chǔ)油、酚型抗氧劑和胺型抗氧劑，從而使得冷凍機(jī)油在100℃左右和120℃以上的溫度下均表現(xiàn)出較佳的抗氧化性能，能夠適應(yīng)車載空調(diào)壓縮機(jī)的應(yīng)用要求。

公開(kāi)號(hào)JP2000105008A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：葉片通過(guò)連接轉(zhuǎn)子形成壓縮空間，在壓縮空間中壓縮的二氧化碳被送到壓力室，形成在葉片后側(cè)的葉片后室通過(guò)壓力調(diào)節(jié)路徑連接到壓力室，在葉片后側(cè)室和壓力室之間提供壓力控制路徑消除了葉片跳躍。

公開(kāi)號(hào)CN1504703A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：一種冷媒循環(huán)裝置，被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮而排放的冷媒是被導(dǎo)入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件；中間冷卻回路使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮而排放的冷媒放熱；閥裝置在冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)放中間冷卻回路；解決現(xiàn)有以二氧化碳為冷媒的制冷裝置為提升制冷能力，必須要填入大量的冷媒填充量，而導(dǎo)致壓縮機(jī)的耗電量大增等問(wèn)題。

公開(kāi)號(hào)CN101725531A 的專利申請(qǐng)公開(kāi)：在活塞與兩個(gè)端板部件分別相對(duì)的端面的至少一個(gè)上形成有凹部，在使用成為非常高壓的二氧化碳制冷劑時(shí)，能夠使活塞的端面的燒傷耐力提高。