[發明專利]一種環形制冷系統

有效

• 申請號: 201710763448.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107560211B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 厲勁風;邱利民
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;F25B9/00
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種環形制冷系統，屬于制冷技術領域，具體包括自壓縮組件，具有一內環壁開口的環形腔體以及與環形腔體的開口配合的旋轉體；環形腔體內具有高溫區和低溫區，且環形腔體的中心安裝有一凸輪；旋轉體上凸設有可隨旋轉體轉動且對高溫區和低溫區內空氣進行移動的密封凸塊，旋轉體上還設有分別與高溫區和低溫區連通且置有彈性活塞的壓縮腔，彈性活塞的端部與凸輪的外輪廓接觸；動力組件，用于驅動旋轉體繞環形腔體的中心旋轉；及冷源，與高溫區進行換熱。本發明不需要額外提供壓縮機，本身具有壓縮功能，同時，因為高溫區和低溫區通過環形腔體相對設置，具有連續制冷功能，同時，在壓縮過程中振動相互抵消，大大減小了振動和噪聲。

技術領域

本發明涉及制冷技術領域，具體地說，涉及一種環形制冷系統。

背景技術

利用外界能量使熱量從溫度較高的物質(或環境)轉移到溫度較低的物質(或環境)的系統叫制冷系統。現有的可循環使用的制冷機及其他制冷系統都需要額外的壓縮機對氣體進行壓縮，并且壓縮機多為線性壓縮機，系統循環時連續性不足，且線性往復的運動方式容易引起振動。

發明內容

本發明的目的為提供一種環形制冷系統，該系統無需額外的壓縮機，且不易產生振動。

為了實現上述目的，本發明提供的環形制冷系統包括：

自壓縮組件，具有一內環壁開口的環形腔體以及與環形腔體的開口配合的旋轉體；環形腔體內具有高溫區和低溫區，且環形腔體的中心安裝有一凸輪；旋轉體上凸設有可隨旋轉體轉動且對高溫區和低溫區內空氣進行移動的密封凸塊，旋轉體上還設有分別與高溫區和低溫區連通且置有彈性活塞的壓縮腔，彈性活塞的端部與凸輪的外輪廓接觸；

動力組件，用于驅動旋轉體繞環形腔體的中心旋轉；

冷源，與高溫區進行換熱。

上述技術方案中，環形腔體內充滿氣體，動力組件驅動旋轉體繞環形腔體的中心旋轉，從而帶動彈性活塞繞凸輪的外輪廓旋轉，利用凸輪的不規則外輪廓對彈性活塞進行擠壓或釋放，進而使環形腔體內對應的高溫區或低溫區內的氣體體積發生變化，通過對高溫區內的氣體進行壓縮做功，使高溫區內氣體產生熱量，同時，利用冷源與高溫區進行換熱，帶走高溫區的熱量，使壓縮氣體處于常溫，接著被壓縮的常溫氣體進入低溫區，此時，彈性活塞被釋放，氣體膨脹，對外界做功失去熱量變成具有冷量的空氣。本方案不需要額外提供壓縮機，本身具有壓縮功能，同時，因為高溫區和低溫區通過環形腔體相對設置，具有連續制冷功能，同時，在壓縮過程中振動相互抵消，大大減小了振動和噪聲。

具體的方案為凸輪位于環形腔體的中心處設有一圓形通孔；動力組件包括穿過圓形通孔與環形腔體纏繞的線圈、為線圈提供直流電的電源以及設置在旋轉體上的磁塊。

電源為線圈提供直流電，線圈通電后生成圓形磁場，形成的磁場對磁塊產生推力，從而帶動旋轉體繞凸輪轉動，彈性活塞在轉動過程中與凸輪不規則的外輪廓接觸發生擠壓或釋放。

進一步具體的方案為環形腔體內還具有位于高溫區或低溫區的首尾兩端的第一回熱區和第二回熱區；旋轉體上凸設有可隨旋轉體轉動且對第一回熱區和第二回熱區內空氣進行移動的密封凸塊；旋轉體上還設有分別與第一回熱區和第二回熱區連通且置有彈性活塞的壓縮腔，彈性活塞的端部與凸輪的外輪廓接觸。設置回熱區可以提高制冷效率。

更具體的方案為第一回熱區和第二回熱區的表面設有相互連通的脈動熱管。脈動熱管與第一回熱區和第二回熱區的表面緊貼，也可將脈動熱管安裝在第一回熱區和第二回熱區內，利用脈動熱管與第一回熱區或第二回熱區內的空氣進行換熱，以達到更高的制冷效果。

為了使傳熱效果好，環形腔體的材料采用導熱好的金屬，例如銅。為了使高溫區、第一回熱區、低溫區及第二回熱區之間的壁面不相互傳熱，環形腔體在高溫區、第一回熱區、低溫區及第二回熱區的分界處的材料采用絕熱材料。