[實用新型]回壓輔助作功節能型往復活塞式壓縮機

無效

• 申請號: 200820177261.0
• 申請日: 2008-11-05
• 公開（公告）號: CN201301790Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 凌建軍;黃鸝
• 申請（專利權）人: 凌建軍
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及往復活塞式壓縮機，特別涉及回壓輔助作功節能型往復活塞式壓縮機，它可以是旋轉電機驅動型往復活塞式壓縮機或直線電機驅動型往復活塞式壓縮機。

背景技術

壓縮機作為冰箱、冰柜、空調、制冷、制熱系統中的最重要的部件，每年需求量超過1億臺，其中7000多萬臺為往復活塞式壓縮機，并且往復活塞式壓縮機的需求量還在增加，這主要是得益于往復活塞式壓縮機能適應范圍很寬的蒸發壓力和很寬的壓縮比，而與其爭奪壓縮機市場的渦旋式壓縮機、旋轉活塞式壓縮機的壓縮比是固定的，因此蒸發溫度和蒸發壓力適應范圍較小，這就是為什么渦旋式壓縮機空調天氣太冷不能制熱，天氣太熱時不能制冷的真實原因，這也是在為什么在中東非常炎熱的地區必須使用往復活塞式壓縮機的原因。

下面首先分析現有往復活塞式壓縮機工作原理：從圖1～圖4分別展示了常規往復活塞式壓縮機的吸氣、壓縮、排氣、膨脹4個過程。圖1為是吸氣過程：吸氣閥開啟，氣缸開始吸氣，隨著活塞往下運動，愈來愈多氣體吸入氣缸，一直進行到活塞下移到活塞下止點為止，氣缸吸滿氣體；圖2為壓縮過程：當活塞轉而向上，這時吸氣閥、排氣閥都關閉，氣缸容積逐漸縮小，氣體被壓縮，一直壓縮與排氣壓力相等為止；圖3為排氣過程：當壓力達到一定值(大于排氣管內壓力)時，排氣閥開啟，活塞繼續上行，氣體排出，一直到活塞上行到最高位置(這位置稱活塞的上止點)時，排氣結束；圖4為膨脹過程：為了防止活塞與吸排氣閥碰撞，活塞上行到上止點時，活塞與氣缸頂部之間留有一定間隙，稱余隙。當活塞轉而向下運動時，排氣結束時留在余隙內的高壓氣體阻止吸氣閥開啟，吸氣不能開始，這時余隙內的氣體隨著活塞下移而進行膨脹，一直膨脹到當氣缸壓力等于進氣壓力時才結束。

為了分析方便，假設蒸發壓力為0.8MPa(即吸氣壓力，或回壓)，冷凝壓力為2.4MPa(即排氣壓力)，壓縮比為3.0，活塞截面積為20cm²，忽略活塞摩擦力。

從圖1到圖4可以看出，活塞的正面(A面)的壓力是不斷變化的。例如：當回氣壓力等于0.8MPa，而排氣壓力等于2.4MPa(壓縮比為3)時，則活塞正面(A面)壓力變化范圍為0.8～2.4MPa，而活塞的背面(B面)的壓力為0.1MPa。假如活塞面積為20cm²，則活塞A面的受力為160～480kg，而活塞的背面(B面)的受力為20kg，因此活塞凈受力為140～460kg。

值得注意的是：在壓縮過程(圖2)和排氣過程(圖3)，電機將產生的140～460kg推力使氣體壓縮；而在膨脹過程(圖4)和吸氣過程(圖1)，電機不但不需要推力，反而氣體將推動活塞及連桿主動下行，此時電機將產生一個反方向的力，此時電機受力變化范圍為-460～-140kg。因此常規往復活塞式壓縮機的電機受力為-460～460kg，詳見圖10中的a-b-c-d-e-f實線。

往復活塞式壓縮機的歷史已有100多年，上個世紀40年代末到80年代往復活塞式壓縮機的工藝技術獲得了較大的發展，但其結構沒有發生實質性變化，如何提高往復活塞式壓縮機的效率的問題使人們長期處于迷茫之中。隨著世界能源的日益緊張，節能呼聲愈來愈高，如何使往復活塞式壓縮機實現節電節能再次擺在我們的面前。

發明內容

現有的往復活塞式壓縮機無法利用回壓作功，所以電機受力大，耗電高，效率低。為此提出了一種可以利用回壓輔助作功的節能型往復活塞式壓縮機。