二氧化碳四级转子式压缩膨胀机制造技术

本实用新型专利技术属于空调制冷技术领域，公开了一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机，壳体内部设置有电机部分、压缩部分、膨胀部分；电机部分包括主轴和缠绕在主轴上的线圈；压缩部分包括转子式的第一压缩气缸和第二压缩气缸，第一压缩气缸和第二压缩气缸均安装在主轴上且都设置有偏心轮、滑片、滚环、滚珠；膨胀部分包括转子式的第一膨胀气缸和第二膨胀气缸，第一膨胀气缸和第二膨胀气缸均安装在主轴上且都设置有偏心轮、滑片、滚环、滚珠；第一膨胀气缸和第二膨胀气缸之间设置有具有中间通道的隔板。本实用新型专利技术能够充分回收和利用膨胀功，降低冷量损失；并且减少空隙容积，降低膨胀功损失；同时控制膨胀机吸气量，减少冷量损失。

Carbon dioxide four stage compressor expander

The utility model, which belongs to the field of air conditioning and refrigeration technology, discloses a carbon dioxide four stage compressor expander with a motor part, a compression part and an expansion part. The motor part includes a spindle and a coil that is twisted on the main shaft, and the compression part includes a first compressed cylinder and second compressed air. The cylinder, the first compression cylinder and the second compressed cylinder are installed on the main shaft and all are equipped with eccentric wheels, slide pieces, rolling rings and balls. The expansion part includes the first expansion cylinder of the rotor and the second expansion cylinder, the first expansion cylinder and the second expansion cylinder are installed on the main shaft and all have eccentric wheels, slide pieces and rolling rings. A partition plate with an intermediate passage is arranged between the first expansion cylinder and the second expansion cylinder. The utility model can fully recover and utilize the expansion work, reduce the loss of cooling capacity, reduce the void volume and reduce the loss of expansion work, control the air suction volume of the expander and reduce the loss of cold quantity.

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳四级转子式压缩膨胀机
本技术属于空调制冷
，更具体的说，是涉及一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机，用于回收膨胀功，减少冷量损失，提升工作效率。
技术介绍
随着全球变暖以及臭氧层破坏引起人们极大重视，CFCs和HCFCs制冷剂正在逐步被淘汰。关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书基加利修正案指出：减少强有力的温室气体，即氢氟碳化物(HFCs)的排放，从而将在本世纪末防止全球变暖达0.5℃。其中的最核心内容是：发达国家将在2019年前开始逐步减少HFCs；发展中国家将在2024年起冻结HFCs的消费量，其中一些发展中国家则需在2028年冻结消费。至2040年代后期，预计所有缔约方国家的消费量不超过各自基准量的15-20％。为达到缓解全球变暖现象，减少臭氧层破坏的目的，目前，制冷剂的发展方向主要有两个：一是继续开发新的人工合成的制冷剂；二是采用自然界本来就存在的物质作为制冷剂，如氨、二氧化碳、水等。新的人工合成制冷剂被接受以及推广应用尚需要相当长的时间，且成本较高；使用自然工质，可减少对环境的破坏，且造价相对低廉。自20世纪80年代以来，前国际制冷主席LORENTZEN一直提倡使用自然工质，提出使用二氧化碳作为制冷剂并采用跨临界循环，同时采用膨胀机回收膨胀功来提高二氧化碳跨临界循环的性能系数。时至今日，自然工质作为制冷剂的研究越来越多，提高自然制冷剂的系统效率以接近甚至在某些条件下超过人工合成制冷剂。其中，二氧化碳作为制冷剂在近十几年逐渐成为研究的热点。二氧化碳作为制冷剂的优势在于：二氧化碳对环境无害，是天然存在的物质；来源广，价格低；化学稳定性、安全性好；单位容积制冷量高；有良好的输运和传热性质。同时采用转子式压缩机，输气系数较高，体积小，重量轻。但是二氧化碳在跨临界循环存在几个问题：1.二氧化碳临界温度低，临界区附近的节流存在很大的能量损失循环效率低，为减少因节流造成的节流损失，在二氧化碳系统中，多采用膨胀机代替节流阀的举措，但如何实际利用回收的膨胀功，是一个需要解决的问题；2.在膨胀机入口需要通过凸轮及阀杆控制进气量，系统需要安装凸轮阀杆，复杂性提升，凸轮阀杆控制结构存在一定的空隙容积，可能损失一部分膨胀功，损失增大；3.通过凸轮及阀杆控制进气量，工质流动存在停顿，产生压力脉动。
技术实现思路
基于1.回收膨胀功，降低冷量损失；2.减少空隙容积，降低膨胀功损失；3.控制膨胀机吸气量，减少冷量损失的目的，本技术提供了一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机。为了解决上述技术问题，本技术通过以下的技术方案予以实现：一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机，包括壳体，所述壳体内部设置有电机部分、压缩部分、膨胀部分；所述电机部分包括主轴和缠绕在所述主轴上的线圈；所述压缩部分包括结构相同的第一压缩气缸和第二压缩气缸，所述第一压缩气缸和所述第二压缩气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一压缩气缸内设置有第一压缩偏心轮、第一压缩滑片、第一压缩滚环、第一压缩滚珠；所述第一压缩偏心轮外部通过所述第一压缩滚珠安装所述第一压缩滚环，所述第一压缩滑片安装于所述第一压缩气缸且端部压紧在所述第一压缩滚环外部；由此，所述第一压缩滚环与所述第一压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第一压缩气缸的压缩腔连通第一压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中蒸发器的出口；所述第一压缩气缸的排气腔连通第一压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述第二压缩气缸内设置有第二压缩偏心轮、第二压缩滑片、第二压缩滚环、第二压缩滚珠；所述第二压缩偏心轮外部通过所述第二压缩滚珠安装所述第二压缩滚环，所述第二压缩滑片安装于所述第二压缩气缸且端部压紧在所述第二压缩滚环外部；由此，所述第二压缩滚环与所述第二压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第二压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第二压缩气缸的压缩腔连通第二压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的出口；所述第二压缩气缸的排气腔连通第二压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述膨胀部分包括结构相同的第一膨胀气缸和第二膨胀气缸，所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸之间设置有隔板，所述隔板上设置有中间通道，所述中间通道连通所述第一膨胀气缸的膨胀腔与所述第二膨胀气缸的膨胀腔；所述第一膨胀气缸内设置有第一膨胀偏心轮、第一膨胀滑片、第一膨胀滚环、第一膨胀滚珠；所述第一膨胀偏心轮外部通过所述第一膨胀滚珠安装所述第一膨胀滚环，所述第一膨胀滑片安装于所述第一膨胀气缸且端部压紧在所述第一膨胀滚环外部；由此，所述第一膨胀滚环与所述第一膨胀气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一膨胀滑片分隔为吸气腔和膨胀腔；所述第一膨胀气缸的吸气腔连通有第一膨胀气缸吸气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的出口；所述第一膨胀气缸的膨胀腔连通于所述隔板的所述中间通道；所述第二膨胀气缸内设置有第二膨胀偏心轮、第二膨胀滑片、第二膨胀滚环、第二膨胀滚珠；所述第二膨胀偏心轮外部通过所述第二膨胀滚珠安装所述第二膨胀滚环，所述第二膨胀滑片安装于所述第二膨胀气缸且端部压紧在所述第二膨胀滚环外部；由此，所述第一膨胀滚环与所述第一膨胀气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一膨胀滑片分隔为膨胀腔和排气腔；所述第二膨胀气缸的膨胀腔连通于所述隔板的所述中间通道；所述第二膨胀气缸的排气腔连通有第二膨胀气缸排气口，用于连接热泵系统中蒸发器的入口。优选地，所述电机部分、所述压缩部分、所述膨胀部分在所述壳体内部由上到下设置，并且彼此之间由挡板分隔。优选地，所述第一压缩滑片端部表面为与所述第一压缩滚环外周弧度一致的内凹弧面。优选地，所述第二压缩滑片端部表面为与所述第二压缩滚环外周弧度一致的内凹弧面。优选地，所述第一膨胀滑片端部表面为与所述第一膨胀滚环外周弧度一致的内凹弧面。优选地，所述第一膨胀滑片端部表面为与所述第一膨胀滚环外周弧度一致的内凹弧面。本技术的有益效果是：本技术分为压缩部分和膨胀部分，因压缩部分和膨胀部分在同一机构中，回收的膨胀功可通过主轴直接作用于压缩部分，代替电机驱动压缩部分进行一定的压缩，减少功的输入，解决膨胀功难以利用的问题，因此不仅对膨胀功进行有效的回收而减少冷量损失，而且还对膨胀功进行充分的利用而减少了耗电量，达到节省更多能量的目的。压缩部分采用双级压缩中间冷却提升压缩比，膨胀部分采用双级膨胀气缸充分回收膨胀功。更重要的是，双级膨胀气缸可通过第一级膨胀气缸控制进入第二级膨胀气缸的进气量，以代替凸轮阀杆等机构，减少摩擦，提升效率；不存在因凸轮阀杆机构在控制进气过程中开启和关闭造成的管道中二氧化碳的畅通与停顿，保证二氧化碳始终持续流动，降低压力脉动。另外，双级膨胀气缸可以平衡惯性力，避免了单缸膨胀气缸的偏心轮重心与主轴旋转重心不重合的问题，不需要额外安装平衡块平衡惯性力。本技术分为压缩气缸和膨胀气缸均在偏心轮外部通过滚珠安装有滚环，滚环与气缸内壁相切的接触点为滚动摩擦，和常规的滑动摩擦相比，可大幅降低摩擦力，减少摩擦生热等情况。同时，压缩气缸和膨胀气缸的滑片采用内凹弧面设计，可保证滑片和滚环始终为面接触，增大接触面积，变滑动摩擦为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机，包括壳体，其特征在于，所述壳体内部设置有电机部分、压缩部分、膨胀部分；所述电机部分包括主轴和缠绕在所述主轴上的线圈；所述压缩部分包括结构相同的第一压缩气缸和第二压缩气缸，所述第一压缩气缸和所述第二压缩气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一压缩气缸内设置有第一压缩偏心轮、第一压缩滑片、第一压缩滚环、第一压缩滚珠；所述第一压缩偏心轮外部通过所述第一压缩滚珠安装所述第一压缩滚环，所述第一压缩滑片安装于所述第一压缩气缸且端部压紧在所述第一压缩滚环外部；由此，所述第一压缩滚环与所述第一压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第一压缩气缸的压缩腔连通第一压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中蒸发器的出口；所述第一压缩气缸的排气腔连通第一压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述第二压缩气缸内设置有第二压缩偏心轮、第二压缩滑片、第二压缩滚环、第二压缩滚珠；所述第二压缩偏心轮外部通过所述第二压缩滚珠安装所述第二压缩滚环，所述第二压缩滑片安装于所述第二压缩气缸且端部压紧在所述第二压缩滚环外部；由此，所述第二压缩滚环与所述第二压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第二压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第二压缩气缸的压缩腔连通第二压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的出口；所述第二压缩气缸的排气腔连通第二压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述膨胀部分包括结构相同的第一膨胀气缸和第二膨胀气缸，所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸之间设置有隔板，所述隔板上设置有中间通道，所述中间通道连通所述第一膨胀气缸的膨胀腔与所述第二膨胀气缸的膨胀腔；所述第一膨胀气缸内设置有第一膨胀偏心轮、第一膨胀滑片、第一膨胀滚环、第一膨胀滚珠；所述第一膨胀偏心轮外部通过所述第一膨胀滚珠安装所述第一膨胀滚环，所述第一膨胀滑片安装于所述第一膨胀气缸且端部压紧在所述第一膨胀滚环外部；由此，所述第一膨胀滚环与所述第一膨胀气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一膨胀滑片分隔为吸气腔和膨胀腔；所述第一膨胀气缸的吸气腔连通有第一膨胀气缸吸气口，用于连接热泵系统 中气体冷却器的出口；所述第一膨胀气缸的膨胀腔连通于所述隔板的所述中间通道；所述第二膨胀气缸内设置有第二膨胀偏心轮、第二膨胀滑片、第二膨胀滚环、第二膨胀滚珠；所述第二膨胀偏心轮外部通过所述第二膨胀滚珠安装所述第二膨胀滚环，所述第二膨胀滑片安装于所述第二膨胀气缸且端部压紧在所述第二膨胀滚环外部；由此，所述第一膨胀滚环与所述第一膨胀气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一膨胀滑片分隔为膨胀腔和排气腔；所述第二膨胀气缸的膨胀腔连通于所述隔板的所述中间通道；所述第二膨胀气缸的排气腔连通有第二膨胀气缸排气口，用于连接热泵系统中蒸发器的入口。...

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳四级转子式压缩膨胀机，包括壳体，其特征在于，所述壳体内部设置有电机部分、压缩部分、膨胀部分；所述电机部分包括主轴和缠绕在所述主轴上的线圈；所述压缩部分包括结构相同的第一压缩气缸和第二压缩气缸，所述第一压缩气缸和所述第二压缩气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一压缩气缸内设置有第一压缩偏心轮、第一压缩滑片、第一压缩滚环、第一压缩滚珠；所述第一压缩偏心轮外部通过所述第一压缩滚珠安装所述第一压缩滚环，所述第一压缩滑片安装于所述第一压缩气缸且端部压紧在所述第一压缩滚环外部；由此，所述第一压缩滚环与所述第一压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第一压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第一压缩气缸的压缩腔连通第一压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中蒸发器的出口；所述第一压缩气缸的排气腔连通第一压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述第二压缩气缸内设置有第二压缩偏心轮、第二压缩滑片、第二压缩滚环、第二压缩滚珠；所述第二压缩偏心轮外部通过所述第二压缩滚珠安装所述第二压缩滚环，所述第二压缩滑片安装于所述第二压缩气缸且端部压紧在所述第二压缩滚环外部；由此，所述第二压缩滚环与所述第二压缩气缸内壁形成的月牙形空间被所述第二压缩滑片分隔为压缩腔和排气腔；所述第二压缩气缸的压缩腔连通第二压缩气缸吸气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的出口；所述第二压缩气缸的排气腔连通第二压缩气缸排气口，用于连接热泵系统中气体冷却器的入口；所述膨胀部分包括结构相同的第一膨胀气缸和第二膨胀气缸，所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸均为转子式且均安装在所述主轴上；所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸之间设置有隔板，所述隔板上设置有中间通道，所述中间通道连通所述第一膨胀气缸的膨胀腔与所述第二膨胀气缸的膨胀腔；所述第一膨胀气缸内设置有第一膨胀偏心轮、第一膨胀滑片、第一膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：马一太，李敏霞，王派，詹浩淼，陈齐飞，李双俊，邵亚伟，张正韬，李昱翰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12