[發明專利]一種無電機可變膨脹比轉子式膨脹壓縮機及其熱泵系統

在審

• 申請號: 201911277296.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111120322A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王派;馬一太;于宜禾;張寧;吳博昊;詹浩淼;李敏霞;李昱翰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F04C23/00
• 分類號: F04C23/00;F04C18/356;F04C29/12;F25B30/02;F25B31/00;F25B41/04;F25B41/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明提供了一種無電機可變膨脹比轉子式膨脹壓縮機及其熱泵系統，膨脹壓縮機包括殼體，殼體內依次設置有第一膨脹氣缸、第二膨脹氣缸和壓縮氣缸，第一膨脹氣缸內設置有第一膨脹偏心輪，第二膨脹氣缸內設置有第二膨脹偏心輪，壓縮氣缸內設置有壓縮偏心輪，第一膨脹偏心輪、第二膨脹偏心輪和壓縮偏心輪分別與軸向設置在殼體中的主軸固定連接。本發明無需電機驅動即可回收膨脹功，并降低了主壓縮機的壓縮比，減少了外界功的輸入，且可以增加膨脹比，從而使膨脹壓縮機適應不同的工況條件。

技術領域

本發明屬于熱泵技術領域，更具體地，涉及一種無電機可變膨脹比轉子式膨脹壓縮機及其熱泵系統。

背景技術

在制冷熱泵系統中，超臨界CO₂工質可以實現對環境無污染，并且化學穩定性和安全性好。CO₂跨臨界制冷循環需要的主要結構有蒸發器、壓縮機、氣體冷卻器和節流閥。首先液態CO₂通過蒸發器吸熱汽化，此時CO₂為低溫低壓氣體，低于臨界壓力，然后CO₂氣體通過壓縮機的壓縮作用使壓力值不斷提高形成高溫高壓氣體，大于臨界壓力；在氣體冷卻器中CO₂氣體在超臨界狀態下定壓放熱，最后通過節流裝置絕熱節流完成一個制冷循環系統。膨脹閥代替節流閥，可以減少節流過程會造成的能量損失，但如何利用回收所得的膨脹功，是亟待解決的問題。另外，在不同的環境溫度條件下，熱泵循環可能處于不同的壓縮比，膨脹機也相應地需要有不同的膨脹比，才能適應各種不同工況下的穩定運行。因此，現有技術中亟需一種能夠有效回收膨脹機的膨脹功，并且能夠改變膨脹比的技術方案。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種無需電機驅動，即能夠回收膨脹機的膨脹功，節約能源，并且能夠根據工況需要改變膨脹比的無電機可變膨脹比轉子式膨脹壓縮機及其熱泵系統。

為實現上述目的，本發明通過下述技術方案予以實現：

一種無電機可變膨脹比轉子式膨脹壓縮機，包括殼體，所述殼體內依次設置有第一膨脹氣缸、第二膨脹氣缸和壓縮氣缸，所述第一膨脹氣缸內設置有第一膨脹偏心輪，所述第二膨脹氣缸內設置有第二膨脹偏心輪，所述壓縮氣缸內設置有壓縮偏心輪，所述第一膨脹偏心輪、所述第二膨脹偏心輪和所述壓縮偏心輪分別與軸向設置在所述殼體中的主軸固定連接，所述第一膨脹偏心輪的外壁與所述第一膨脹氣缸的內壁相切，所述第二膨脹偏心輪的外壁與所述第二膨脹氣缸內壁相切，所述壓縮偏心輪的外壁與所述壓縮氣缸的內壁相切；

所述第一膨脹氣缸內插設有第一膨脹滑片，所述第一膨脹滑片的一端壓緊在所述第一膨脹偏心輪的外壁上，另一端穿出所述第一膨脹氣缸的外壁，所述第二膨脹氣缸內插設有第二膨脹滑片，所述第二膨脹滑片的一端壓緊在所述第二膨脹偏心輪的外壁上，另一端穿出所述第二膨脹氣缸的外壁，所述壓縮氣缸內插設有壓縮滑片，所述壓縮滑片的一端壓緊在所述壓縮偏心輪的外壁上，另一端穿出所述壓縮氣缸的外壁，且所述第一膨脹滑片、所述第二膨脹滑片和所述壓縮滑片的另一端均套設有與所述殼體外壁固定連接的彈簧；

所述第一膨脹氣缸開設有膨脹氣缸進氣口，所述第二膨脹氣缸開設有膨脹氣缸排氣口，所述壓縮氣缸在所述壓縮滑片兩側分別開設有壓縮氣缸進氣口和壓縮氣缸排氣口；

所述第一膨脹氣缸與所述第二膨脹氣缸之間設置有隔板，所述隔板中軸向設置有連通所述第一膨脹氣缸和所述第二膨脹氣缸的中間通道。

所述第二膨脹氣缸還開設有第一排氣孔和第二排氣孔，所述第一排氣孔連接有第一排氣閥，所述第二排氣孔連接有第二排氣閥。

所述第一膨脹偏心輪、所述第二膨脹偏心輪和所述壓縮偏心輪與所述第一膨脹偏心輪依次呈30°相位差設置。

本發明還提供了如下技術方案。