本发明专利技术公开了一种用于制冷系统的膨胀压缩一体化装置，包括有膨胀腔和压缩腔，该膨胀腔具有膨胀腔入口和出口，该压缩腔具有压缩腔入口和压缩腔出口，所述膨胀腔和压缩腔相互连接，膨胀腔内设置有膨胀叶片，压缩腔内设置有离心叶片；还包括有转轴，该转轴的一端与所述膨胀叶片连接，其另一端与所述离心叶片连接。膨胀和压缩过程在同一机构完成，无须额外膨胀功利用装置；将膨胀叶片和离心叶片安装在同一轴上，两者功率完全耦合；膨胀和压缩均采用速度型，膨胀腔和压缩腔的进出口都没有阀片，没有压力设定，由制冷系统调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到制冷系统，尤其是一种应用于制冷系统的膨胀-压縮一体化装置。
技术介绍
制冷系统工作时，制冷剂高压高温条件下冷凝(或冷却)，在低压低温下蒸 发，通常在冷凝器(或冷却器)出口设置节流装置，使高压制冷剂减压为低压 制冷剂，然后进入蒸发器蒸发制冷。但节流的不可逆损失减低了制冷系统性能 系数C0P，且随着高低压压力差的增大，不可逆损失增大，性能系数COP降低更 多。因而有人采用膨胀机代替节流装置，能够回收膨胀功，提高性能系数COP， 特别是以C02作为制冷剂的制冷系统，由于其高低压压力差较大，膨胀比较大，尤其适合应用膨胀机代替节流装置，这样有助于提高制冷性能。现有技术中已涉及的膨胀功利用技术一般要与压縮机(该压缩机本身另外 有电机带动)配套使用，即高压制冷剂进膨胀机做功，输出机械功(例如转动) 给压縮机主轴，压縮机主轴在电机和膨胀功共同作用下压縮制冷剂做功。例如，最常用的技术方案是膨胀机与压縮机分开，两者通过轴连接，传递机械功；另 外一种技术方案如专利号为02145524.4，为"一种制冷系统用转子压 縮-膨胀机"的专利技术专利，该专利技术专利是将膨胀机与压縮机合为一体，利用膨胀 功驱动压缩机。上述两种利用膨胀功的方案都要对压縮机本身进行改动，实施起来有一定 困难，对于第一种技术，需要在现有压縮机中伸出一根轴与膨胀机连接，存在 以下的一些问题需要对现有的压縮机结构进行改动；在该轴位置容易出现制冷剂泄露；压缩机与膨胀机要同轴安装，需要较高的安装精度。对于第二种技术，膨胀机与压縮机一体机的优点是简化结构，方便安装， 但同样存在以下问题需要重新设计压縮机，膨胀机与压縮机的匹配较难掌握， 特别是在变工况的情况下；新的压縮机结构复杂，部件多，可靠性降低，需要 更长的验证时间；高压气体在压缩机内部的膨胀机膨胀成低压低温的气液混合 物，气液混合物在高温压縮机内部流动，会造成部分的冷量损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足。提供一种可与压缩机完全独立， 彻底分离、无需对原有压缩机进行改动，且能实现在一侧高压气体膨胀做功， 同时把功传递到另外一侧进行低压气体压缩的膨胀-压缩一体化装置。为实现以上目的，本专利技术采取了以下的技术方案 一种用于制冷系统的膨 胀-压縮一体化装置，包括有相互连接的膨胀腔和压縮腔，该膨胀腔具有膨胀腔 入口和出口，该压縮腔具有压縮腔入口和压縮腔出口 ，膨胀腔内设置有膨胀叶 片，压縮腔内设置有离心叶片；还包括有转轴，该转轴的一端与所述膨胀叶片 连接，其另一端与所述离心叶片连接。所述膨胀腔由膨胀腔盖板和膨胀涡壳构成，在所述膨胀腔盖板上设置有喷嘴，该喷嘴在膨胀腔内的一端开口朝向所述膨胀叶片，其另一端与所述膨胀腔 入口连接。所述压縮腔由压縮腔盖板和压縮涡壳构成。该压缩涡壳可釆用涡旋状，使 高速旋转的制冷剂在涡壳中减速增压，方便其从压缩腔出口导出。所述膨胀腔和压縮腔之间通过轴套连接，该轴套的一端连接于膨胀涡壳， 其另一端连接于压縮涡壳，该转轴穿过所述轴套。该轴套不仅起到连接膨胀腔 和压縮腔的作用，而且能将使转轴穿过两个腔的接触部分保持密封状态，外界 杂质不易从该部分进入，同时也使得膨胀腔和压縮腔内的制冷剂不易泄露。在所述膨胀涡壳内壁设置有基座，所述膨胀叶片上下两端活动固定于该基 座内。由于膨胀叶片活动固定于基座内，因此当从膨胀腔入口进入高速高压气 体时，高速气体冲向膨胀叶片，能更方便的推动膨胀叶片轮旋转。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点该膨胀-压縮一体化装置与压缩机 完全独立，彻底分离，且可完全采用原有的压縮机，不必对压縮机做任何的改 动；膨胀和压縮过程在同一机构完成，无须额外膨胀功利用装置；同时膨胀叶 片和离心叶片安装在同一转轴的两端，使得两者功率完全耦合；膨胀和压缩均 采用速度型，膨胀腔和压缩腔的进出口都没有阀片，没有压力设定，由制冷系 统调节，该膨胀-压缩一体化装置可以直接取代常用的节流装置，原压缩机保持 不变，可提高系统性能系数C0P的10~15%。附图说明图1为本专利技术膨胀-压縮一体化装置结构示意图； 图2为本专利技术压縮腔局部结构示意图； 图3为图2的侧面剖视图；附图标记说明1、喷嘴，2、膨胀腔盖板，3、膨胀涡壳，4、压縮涡壳，5、 压缩腔盖板，6、离心叶片，7、膨胀叶片，8、轴套，9、转轴，10、基座，11、 膨胀腔入口， 12、膨胀腔出口， 13、压缩腔入口， 14、压缩腔出口， 15、膨胀 腔，16、压缩腔。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。 实施例一请参阅图1到图3所示，图1为膨胀压缩一体化装置结构示意图。 一种用 于制冷系统的膨胀压縮一体化装置，包括有膨胀腔15和压缩腔16，该膨胀腔 15具有膨胀腔入口 11和出口 2,膨胀腔由膨胀腔盖板2和膨胀涡壳3构成，在 膨胀腔15内设置有膨胀叶片7，该压縮腔16具有压縮腔入口 13和压縮腔出口 14，在压縮腔内设置有离心叶片6。轴套8将膨胀腔15和压缩腔16连接起来，其具体是膨胀涡壳3与压缩涡 壳4之间通过轴套8焊接连接，具有转轴9穿过轴套8，该转轴9的一端与膨胀 叶片7的中轴处紧密连接，并可同步旋转，其另一端与离心叶片6紧密连接， 并可同步旋转。在膨胀腔盖板2上设置有喷嘴1，该喷嘴l在膨胀腔15内的一端开口朝向 膨胀叶片7，并将膨胀腔15的入口 ll设置于喷嘴l的另一端，高压气体从入口 11流进喷嘴1部分膨胀加速，高速气体冲向膨胀叶片7，推动膨胀叶片7旋转， 气体在膨胀叶片7之间膨胀到蒸发压力，进一步加快膨胀叶片7的旋转，低压 的制冷剂从膨胀腔出口 12流出进入到制冷系统的蒸发器中(本图没有标示)； 经蒸发的气体制冷剂进入压縮腔入口 13，转轴9带动离心叶片6使气体制冷剂 旋转获得高速度，然后进入压缩涡壳4减速增压，再从压缩腔出口 14流出进入 制冷系统压縮机(本图没有标示)的吸气口中。设置在膨胀腔15中膨胀叶片7 上下两端通过基座10抵触固定于膨胀涡壳3的内壁，该基座并不是将膨胀叶片 7焊死于基座内，膨胀叶片7是活动固定于该基座10内。本实施例制冷剂采用C02。上列详细说明是针对本专利技术可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限 制本专利技术的专利范围，凡未脱离本专利技术所为的等效实施或变更，均应包含于本 案的专利范围中。权利要求1. 一种用于制冷系统的膨胀-压缩一体化装置，包括有相互连接的膨胀腔和压缩腔，该膨胀腔具有膨胀腔入口和出口，该压缩腔具有压缩腔入口和压缩腔出口，其特征在于膨胀腔内设置有膨胀叶片，压缩腔内设置有离心叶片；还包括有转轴，该转轴的一端与所述膨胀叶片连接，其另一端与所述离心叶片连接。2、 根据权利要求1所述的用于制冷系统的膨胀-压缩一体化装置，其特征在 于所述膨胀腔由膨胀腔盖板和膨胀涡壳构成，在所述膨胀腔盖板上设置 有喷嘴，该喷嘴在膨胀腔内的一端开口朝向所述膨胀叶片，其另一端与所 述膨胀腔入口连接。3、 根据权利要求2所述的用于制冷系统的膨胀-压縮一体化装置，其特征在 于所述压縮腔由压縮腔盖板和压縮涡壳构成。4、 根据权利要求3所述的用于制冷系统的膨胀-压縮一体化装置，其特征在 于所述膨胀腔和压縮腔之间通过轴套连接，该轴套的一端连接于膨胀涡 壳，其另一端连接于压縮涡壳，该转轴穿过所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制冷系统的膨胀－压缩一体化装置，包括有相互连接的膨胀腔和压缩腔，该膨胀腔具有膨胀腔入口和出口，该压缩腔具有压缩腔入口和压缩腔出口，其特征在于：膨胀腔内设置有膨胀叶片，压缩腔内设置有离心叶片；还包括有转轴，该转轴的一端与所述膨胀叶片连接，其另一端与所述离心叶片连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄冲，肖睿，何世辉，董凯军，冯自平，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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