[發明專利]帶平衡閥的超臨界流體薄膜振動式制冷機

無效

• 申請號: 201310380821.8
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104422190A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 雷濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱翔凱科技發展有限公司
• 主分類號: F25B1/02
• 分類號: F25B1/02;F25B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是制冷技術領域。

背景技術

現有氣-液相變式壓縮機已經廣泛應用在冰箱、冰柜、空調等制冷裝置中，給人類的生活帶來諸多便利，但其制冷效能比只有2.0至3.5左右，而浪費了大量能源，同時其內部的工作介質對人體和大氣環境有著嚴重的污染，據統計這些是造成地球環境變暖的主要原因之一，給人類未來的生活環境帶來了無法挽回的破壞與損失。

斯特林機是斯特林于1816年發明的。斯特林制冷機理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環效率。斯特林制冷機是通過氣體壓縮升溫放熱，氣體減壓降溫吸熱來制冷制熱的。它具有高效能、低噪音、制冷溫度范圍寬的優點。

但是，斯特林制冷機還存在制冷功率/重量比小，及密封困難而無法實現內部工作氣體介質零泄漏的問題。所以還不能成為大批量使用的制冷機。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶平衡閥的超臨界流體薄膜振動式制冷機，本發明是為了克服現有氣-液相變式壓縮機的制冷效能比只有2.0至3.5左右，浪費大量能源，同時其內部的工作介質對人體和大氣環境有著嚴重污染的問題，及現有斯特林制冷機還存在制冷功率/重量比小，及密封困難而無法實現內部工作氣體介質零泄漏的問題。

本發明的一種帶平衡閥的超臨界流體薄膜振動式制冷機，它由放熱汽缸、吸熱汽缸、導汽活塞、超臨界二氧化碳、活塞、薄膜氣囊、第一回彈機構、第二回彈機構、內汽缸、第二氣體工作介質、直線電動機組成；

導汽活塞的兩端面上都各開有通孔與其內部空腔連通；放熱汽缸的左側端為封閉端，右側端為開口端；吸熱汽缸的右側端為封閉端，左側端為開口端；放熱汽缸的右側開口端與直線電動機外殼的左側端口密封連接，吸熱汽缸的左側開口端與直線電動機外殼的右側端口密封連接；導汽活塞設置在由放熱汽缸、直線電動機和吸熱汽缸組成的封閉空間內；直線電動機的空心動子鑲嵌在導汽活塞中部外圓表面內；內汽缸右端為封閉端，左端為開口端；內汽缸設置在導汽活塞的內部右側處，內汽缸右端面上的連桿滑動密封穿過導汽活塞右側端后與吸熱汽缸右側端連接；薄膜氣囊設置在內汽缸內部，薄膜氣囊把內汽缸內空腔分割為左右兩部分空腔，其中右側空腔中設置有第二氣體工作介質；活塞設置在內汽缸內部左側處，并使活塞外圓面與內汽缸的內圓面滑動密封連接，第一回彈機構、第二回彈機構都設置在導汽活塞的內部左側處，第一回彈機構的一端與活塞左側端面上的連桿的左端轉動連接，第一回彈機構的另一端與導汽活塞的內表面轉動連接，第二回彈機構的一端與活塞左側端面上的連桿的左端轉動連接，第二回彈機構的另一端與導汽活塞的內表面轉動連接，第一回彈機構與第二回彈機構相對于活塞左側端面上的連桿對稱設置；內汽缸左側圓壁上設置有第一通孔，第一通孔上端口設置在內汽缸外圓面上，第一通孔上端口周圍的圓面與導汽活塞的內圓面滑動密封連接，第一通孔下端口設置在內汽缸內圓面上，第一通孔下端口周圍的圓面與活塞的外圓面滑動密封連接；活塞上設置有第二通孔，第二通孔的右側開口端設置在活塞右端面上，第二通孔的左側開口端設置在活塞圓面上，第二通孔的左側開口端周圍的圓面與內汽缸的內圓面滑動密封連接；導汽活塞中部圓壁上設置有第三通孔，第三通孔的下開口端設置在導汽活塞的內圓面上，第三通孔的下端口周圍的圓面與內汽缸的外圓面滑動密封連接，第三通孔的上開口端設置在導汽活塞的外圓面上，第三通孔的上開口端通過導汽活塞與由放熱汽缸、直線電動機和吸熱汽缸組成的封閉空間之間的間隙或溝槽與由放熱汽缸、直線電動機和吸熱汽缸組成的封閉空間連通；當活塞處在內汽缸的最左端時，第二通孔的左側端口與第一通孔的下側端口對齊連通；當導汽活塞從最左端向右側運動總行程的分之至分之之間時，第三通孔的下側端口與第一通孔的上側端口對齊連通；內汽缸的圓壁上設置有多條通孔，每條通孔的左側開口端都設置在內汽缸的圓壁的左側端面上，每條通孔的右側開口端都設置在內汽缸的右側端面上；由放熱汽缸、直線電動機和吸熱汽缸組成的封閉空間內設置有超臨界二氧化碳；汽缸的軸心線、吸熱汽缸的軸心線、導汽活塞的軸心線、活塞的軸心線、活塞左側端面上的連桿的軸心線、直線電動機的軸心線都相互重合；直線電動機通電通過空心動子驅動導汽活塞向放熱汽缸左端運動時，將導汽活塞左側端外的超臨界二氧化碳排擠到導汽活塞的右側端外，同時導汽活塞迫使第一回彈機構、第二回彈機構彎曲，第一回彈機構的兩端轉動連接處的中心連線和第二回彈機構的兩端轉動連接處的中心連線都與活塞左側端面上的連桿的軸心線垂直時為第一回彈機構和第二回彈機構的壓縮平衡點，當過壓縮平衡點后，第一回彈機構、第二回彈機構因要回彈，而通過連桿驅動活塞向右側移動，使薄膜氣囊右側的第二氣體工作介質要相對壓縮，使吸熱汽缸側內的超臨界二氧化碳減壓膨脹吸熱，然后直線電動機通電通過空心動子驅動導汽活塞向吸熱汽缸右端運動時，將導汽活塞右側端外的超臨界二氧化碳排擠到導汽活塞的左側端外，同時導汽活塞迫使第一回彈機構、第二回彈機構再彎曲，當過壓縮平衡點后，第一回彈機構、第二回彈機構因要回彈，而通過連桿驅動活塞向左側移動，使薄膜氣囊右側的第二氣體工作介質要相對減壓膨脹，使放熱汽缸側內的超臨界二氧化碳壓縮放熱。