[實用新型]全膨脹制冷壓縮膨脹機

有效

• 申請號: 201120214348.2
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN202141246U
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 蔡學功
• 申請（專利權）人: 蔡學功
• 主分類號: F25B31/00
• 分類號: F25B31/00;F25B41/04;F25B41/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于制冷技術領域。

背景技術

當今，人類對采用對環境無害的制冷劑越來越重視，使二氧化碳這種對環境友好的制冷劑受到了人們的關注。但這種制冷劑必須在140巴的壓力下才能充分制冷。為此，需要能承受高壓的壓縮機，由于節流損失大，只有采用膨脹機才能獲得比普通制冷系統更高的效率。因此，人們開發出了各種膨脹機；以回收氣體膨脹能量，但這些膨脹機氣體膨脹能量回收率不高于60％，并且與壓縮要求并不適應。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種全膨脹制冷壓縮膨脹機，該機采用液壓泵產生液壓油，推動活塞實現對氣體的壓縮；冷卻后的氣體再進入膨脹壓縮機內完全膨脹做功，降壓后再經節流閥進入蒸發器制冷。而且制冷量可以通過改變液壓泵的排量來實現，其控制較變頻控制更方便。回收的膨脹功可達85％以上，并且回收的膨脹功可直接用于對氣體的壓縮；使制冷效率較普通制冷系統大大提高。

本實用新型的結構由油泵、油箱、換向閥、壓縮膨脹機體、冷卻器、回熱器、蒸發器、氣路換向控制閥、節流閥、蓄能器、加力柱塞等組成。其中的壓縮膨脹機體被兩個隔板分成三部分，活塞由一個中間活塞(中間活塞兩側各有一個活塞控制段)和兩個端活塞組成；活塞桿由直徑不同的兩部分組成，直徑較小的部分稱為膨脹進氣控制段，用于與隔板上的膨脹氣道配合對膨脹腔進氣進行控制。活塞與隔板將壓縮膨脹機體分成左右對稱的六個腔，分別為兩個液壓油腔、兩個膨脹腔和兩個壓縮腔。在液壓油腔隔板側，制有兩個控制腔，用于與活塞控制段配合，控制換向閥自動換向；控制腔接控制油路，控制油路設單向閥和換向閥控制閥，以保證換向閥有確定的兩個位置。在每個隔板上還對稱制有加力柱塞孔、蓄能器油道和泄油道，加力柱塞孔和蓄能器用蓄能器油道連通；油泵與蓄能器之間設單向閥。加力柱塞由直徑不同的兩段組成，大直徑段的端部設有單向閥；加力柱塞置于加力柱塞孔中，并與中間活塞相連；泄油道和蓄能器油道與加力柱塞各段配合實現蓄能控制。氣路換向控制閥與換向閥閥芯連在一起，儲氣罐用于穩定壓力，油泵采用壓力反饋控制變量；蓄能器用于存儲氣體膨脹能量和換向閥換向時吸收沖擊，工作介質為二氧化碳。

工作原理：油泵開始工作時，氣路換向控制閥和換向閥在彈簧的作用下處于左位；油泵產生的液壓油通過換向閥進入壓縮膨脹機體左邊的液壓油腔，推動活塞向右運動，壓縮右氣腔中的氣體；同時經冷卻器冷卻的高壓氣體通過氣路換向控制閥和膨脹氣道進入右膨脹腔，膨脹做功；與液壓油一起推動活塞向右運動，壓縮右壓縮腔中的氣體。開始時，右加力柱塞孔通過蓄能器油道與蓄能器相通，加力柱塞孔中的油被排入蓄能器，實現氣體膨脹能量的儲存。當活塞向右運動到加力柱塞大直徑段將蓄能器油道封閉，泄油道打開時；右加力柱塞孔內的油經右液壓油腔流回油箱。左加力柱塞孔通過蓄能器油道與蓄能器相通，使蓄能器中的油進入左加力柱塞孔，推動左加力柱塞，增加壓縮力。當右壓縮腔中的壓力大于冷卻器內的壓力時，排氣單向閥打開，壓縮腔中的氣體排入冷卻器，放熱冷卻。進入右膨脹腔內的氣體膨脹做功后經回熱器和節流閥進一步降溫、降壓液化，然后進入蒸發器吸熱蒸發制冷。產生的蒸汽被吸入壓縮膨脹機體的左壓縮腔。當右壓縮腔的氣體被排除，活塞控制段進入右控制腔時，右控制腔壓力急劇增大；液壓油通過控制管路使換向閥換向，處于右位；油泵產生的液壓油通過換向閥進入壓縮膨脹機體右液壓油腔，推動活塞向左運動壓縮左壓縮腔中的氣體；同時經冷卻器冷卻的高壓氣體通過氣路換向控制閥和膨脹氣道進入左膨脹腔，與液壓油一起推動活塞向左運動；使左壓縮腔中的氣體被壓縮，排入冷卻器。當左活塞控制段進入左控制腔時，左控制腔壓力增大；液壓油通過控制管路使換向閥控制閥處于右位，換向閥中的控制油流回油箱，壓力消失；換向閥芯在彈簧的作用下回到左位，實現自動換向。

由于全膨脹制冷壓縮膨脹機采用液壓泵產生液壓油，可很容易獲得高的壓力，通過液壓推動活塞實現對二氧化碳氣體的壓縮；氣體的泄露和壓縮余隙很小，而且可回收和利用絕大部分膨脹功；制冷量可通過改變液壓泵的排量來調節，其控制較變頻控制更方便；可大幅度提高系統的效率。應用于制冷和熱泵裝置可大幅度降低能源消耗。

附圖說明