一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机及其热泵系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机及其热泵系统，膨胀压缩机包括壳体，壳体内依次设置有第一膨胀气缸、第二膨胀气缸和压缩气缸，第一膨胀气缸内设置有第一膨胀偏心轮，第二膨胀气缸内设置有第二膨胀偏心轮，压缩气缸内设置有压缩偏心轮，第一膨胀偏心轮、第二膨胀偏心轮和压缩偏心轮分别与轴向设置在壳体中的主轴固定连接。本实用新型专利技术无需电机驱动即可回收膨胀功，并降低了主压缩机的压缩比，减少了外界功的输入，且可以增加膨胀比，从而使膨胀压缩机适应不同的工况条件。

【技术实现步骤摘要】
一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机及其热泵系统
本技术属于热泵
，更具体地，涉及一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机及其热泵系统。
技术介绍
在制冷热泵系统中，超临界CO2工质可以实现对环境无污染，并且化学稳定性和安全性好。CO2跨临界制冷循环需要的主要结构有蒸发器、压缩机、气体冷却器和节流阀。首先液态CO2通过蒸发器吸热汽化，此时CO2为低温低压气体，低于临界压力，然后CO2气体通过压缩机的压缩作用使压力值不断提高形成高温高压气体，大于临界压力；在气体冷却器中CO2气体在超临界状态下定压放热，最后通过节流装置绝热节流完成一个制冷循环系统。膨胀阀代替节流阀，可以减少节流过程会造成的能量损失，但如何利用回收所得的膨胀功，是亟待解决的问题。另外，在不同的环境温度条件下，热泵循环可能处于不同的压缩比，膨胀机也相应地需要有不同的膨胀比，才能适应各种不同工况下的稳定运行。因此，现有技术中亟需一种能够有效回收膨胀机的膨胀功，并且能够改变膨胀比的技术方案。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种无需电机驱动，即能够回收膨胀机的膨胀功，节约能源，并且能够根据工况需要改变膨胀比的无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机及其热泵系统。为实现上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，包括壳体，所述壳体内依次设置有第一膨胀气缸、第二膨胀气缸和压缩气缸，所述第一膨胀气缸内设置有第一膨胀偏心轮，所述第二膨胀气缸内设置有第二膨胀偏心轮，所述压缩气缸内设置有压缩偏心轮，所述第一膨胀偏心轮、所述第二膨胀偏心轮和所述压缩偏心轮分别与轴向设置在所述壳体中的主轴固定连接，所述第一膨胀偏心轮的外壁与所述第一膨胀气缸的内壁相切，所述第二膨胀偏心轮的外壁与所述第二膨胀气缸内壁相切，所述压缩偏心轮的外壁与所述压缩气缸的内壁相切；所述第一膨胀气缸内插设有第一膨胀滑片，所述第一膨胀滑片的一端压紧在所述第一膨胀偏心轮的外壁上，另一端穿出所述第一膨胀气缸的外壁，所述第二膨胀气缸内插设有第二膨胀滑片，所述第二膨胀滑片的一端压紧在所述第二膨胀偏心轮的外壁上，另一端穿出所述第二膨胀气缸的外壁，所述压缩气缸内插设有压缩滑片，所述压缩滑片的一端压紧在所述压缩偏心轮的外壁上，另一端穿出所述压缩气缸的外壁，且所述第一膨胀滑片、所述第二膨胀滑片和所述压缩滑片的另一端均套设有与所述壳体外壁固定连接的弹簧；所述第一膨胀气缸开设有膨胀气缸进气口，所述第二膨胀气缸开设有膨胀气缸排气口，所述压缩气缸在所述压缩滑片两侧分别开设有压缩气缸进气口和压缩气缸排气口；所述第一膨胀气缸与所述第二膨胀气缸之间设置有隔板，所述隔板中轴向设置有连通所述第一膨胀气缸和所述第二膨胀气缸的中间通道。所述第二膨胀气缸还开设有第一排气孔和第二排气孔，所述第一排气孔连接有第一排气阀，所述第二排气孔连接有第二排气阀。所述第一膨胀偏心轮、所述第二膨胀偏心轮和所述压缩偏心轮与所述第一膨胀偏心轮依次呈30°相位差设置。本技术还提供了如下技术方案。一种具有上述无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机的热泵系统，包括依次连接的蒸发器、旁通阀、主压缩机、气体冷却器和电子膨胀阀，所述主压缩机还连接有电机，所述的热泵系统还包括无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，所述气体冷却器的工质出口还连接有第一膨胀阀，所述第一膨胀阀的出口还连接所述膨胀气缸进气口，所述膨胀气缸排气口与所述蒸发器的工质入口连接，所述蒸发器工质出口还连接有截止阀，所述截止阀的出口连接所述压缩气缸进气口，所述压缩气缸排气口与所述压缩机的进气口连接。所述膨胀气缸排气口还连接有第二膨胀阀和单向阀，所述第二膨胀阀和所述单向阀的出口分别与所述蒸发器的工质入口连接。所述第二膨胀气缸还开设有第一排气孔和第二排气孔，所述第一排气孔连接有第一排气阀，所述第二排气孔连接有第二排气阀，所述第一排气阀和所述第二排气阀的排气口均与所述第二膨胀阀的入口连接。所述第一膨胀偏心轮、所述第二膨胀偏心轮和所述压缩偏心轮与所述第一膨胀偏心轮依次呈30°相位差设置。本技术与现有技术相比的有益效果是：通过压缩膨胀机的动膨胀涡旋盘与动压缩涡旋盘一体设置，使得膨胀机在工质在其膨胀气缸中膨胀的过程中，同时对进入其压缩气缸中的工质进行预压缩，从而无需电机驱动即可回收膨胀功，并降低了主压缩机的压缩比，减少了外界功的输入；通过在设计多个膨胀排气口，可以增加膨胀比，从而使膨胀压缩机适应不同的工况条件。附图说明图1是本技术中压缩膨胀机的主视结构示意图。图2是图1的A-A面的剖视图。图3是图1的B-B面的剖视图。图4是图1的C-C面的剖视图。图5是本技术中热泵系统的系统图。附图标记：1-无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，2-主压缩机，3-电机，4-气体冷却器，5-第一膨胀阀，6-第二膨胀阀，7-电子膨胀阀，8-蒸发器，9-截止阀，10-旁通阀，11-单向阀，101-主轴，102-第一膨胀气缸，103-第二膨胀气缸，104-压缩气缸进气口，105-压缩气缸排气口，106-压缩气缸，107-膨胀气缸排气口，108-中间通道，109-膨胀气缸进气口，110-第一膨胀滑片，111-第一膨胀偏心轮，112-第二膨胀滑片，113-第二膨胀偏心轮，114-第一排气阀，115-第二排气阀，116-压缩偏心轮，117-压缩滑片，118-壳体，119-隔板，120-第一排气孔，121-第二排气孔。具体实施方式如图1-4所示的一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，包括壳体118，壳体118内依次设置有第一膨胀气缸102、第二膨胀气缸103和压缩气缸106，第一膨胀气缸102内设置有第一膨胀偏心轮111，第二膨胀气缸103内设置有第二膨胀偏心轮113，压缩气缸106内设置有压缩偏心轮116，第一膨胀偏心轮111、第二膨胀偏心轮113和压缩偏心轮116分别与轴向设置在壳体118中的主轴101固定连接，第一膨胀偏心轮111的外壁与第一膨胀气缸102的内壁相切，第二膨胀偏心轮113的外壁与第二膨胀气缸103内壁相切，压缩偏心轮116的外壁与压缩气缸106的内壁相切。第一膨胀气缸102内插设有第一膨胀滑片110，第一膨胀滑片110的一端压紧在第一膨胀偏心轮111的外壁上，另一端穿出第一膨胀气缸102的外壁，第二膨胀气缸103内插设有第二膨胀滑片112，第二膨胀滑片112的一端压紧在第二膨胀偏心轮113的外壁上，另一端穿出第二膨胀气缸103的外壁，压缩气缸106内插设有压缩滑片117，压缩滑片117的一端压紧在压缩偏心轮116的外壁上，另一端穿出压缩气缸106的外壁，且第一膨胀滑片110、第二膨胀滑片112和压缩滑片117的另一端均套设有与壳体118外壁固定连接的弹簧(图中未标出)，弹簧的拉力使滑片在随着偏心轮的旋转进行往复运动时，不会飞出气缸外。第一膨胀气缸102开设有膨胀气缸进气口109，第二膨胀气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，包括壳体(118)，其特征是，所述壳体(118)内依次设置有第一膨胀气缸(102)、第二膨胀气缸(103)和压缩气缸(106)，所述第一膨胀气缸(102)内设置有第一膨胀偏心轮(111)，所述第二膨胀气缸(103)内设置有第二膨胀偏心轮(113)，所述压缩气缸(106)内设置有压缩偏心轮(116)，所述第一膨胀偏心轮(111)、所述第二膨胀偏心轮(113)和所述压缩偏心轮(116)分别与轴向设置在所述壳体(118)中的主轴(101)固定连接，所述第一膨胀偏心轮(111)的外壁与所述第一膨胀气缸(102)的内壁相切，所述第二膨胀偏心轮(113)的外壁与所述第二膨胀气缸(103)内壁相切，所述压缩偏心轮(116)的外壁与所述压缩气缸(106)的内壁相切；/n所述第一膨胀气缸(102)内插设有第一膨胀滑片(110)，所述第一膨胀滑片(110)的一端压紧在所述第一膨胀偏心轮(111)的外壁上，另一端穿出所述第一膨胀气缸(102)的外壁，所述第二膨胀气缸(103)内插设有第二膨胀滑片(112)，所述第二膨胀滑片(112)的一端压紧在所述第二膨胀偏心轮(113)的外壁上，另一端穿出所述第二膨胀气缸(103)的外壁，所述压缩气缸(106)内插设有压缩滑片(117)，所述压缩滑片(117)的一端压紧在所述压缩偏心轮(116)的外壁上，另一端穿出所述压缩气缸(106)的外壁，且所述第一膨胀滑片(110)、所述第二膨胀滑片(112)和所述压缩滑片(117)的另一端均套设有与所述壳体(118)外壁固定连接的弹簧；/n所述第一膨胀气缸(102)开设有膨胀气缸进气口(109)，所述第二膨胀气缸(103)开设有膨胀气缸排气口(107)，所述压缩气缸(106)在所述压缩滑片(117)两侧分别开设有压缩气缸进气口(104)和压缩气缸排气口(105)；/n所述第一膨胀气缸(102)与所述第二膨胀气缸(103)之间设置有隔板(119)，所述隔板(119)中轴向设置有连通所述第一膨胀气缸(102)和所述第二膨胀气缸(103)的中间通道(108)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无电机可变膨胀比转子式膨胀压缩机，包括壳体(118)，其特征是，所述壳体(118)内依次设置有第一膨胀气缸(102)、第二膨胀气缸(103)和压缩气缸(106)，所述第一膨胀气缸(102)内设置有第一膨胀偏心轮(111)，所述第二膨胀气缸(103)内设置有第二膨胀偏心轮(113)，所述压缩气缸(106)内设置有压缩偏心轮(116)，所述第一膨胀偏心轮(111)、所述第二膨胀偏心轮(113)和所述压缩偏心轮(116)分别与轴向设置在所述壳体(118)中的主轴(101)固定连接，所述第一膨胀偏心轮(111)的外壁与所述第一膨胀气缸(102)的内壁相切，所述第二膨胀偏心轮(113)的外壁与所述第二膨胀气缸(103)内壁相切，所述压缩偏心轮(116)的外壁与所述压缩气缸(106)的内壁相切；
所述第一膨胀气缸(102)内插设有第一膨胀滑片(110)，所述第一膨胀滑片(110)的一端压紧在所述第一膨胀偏心轮(111)的外壁上，另一端穿出所述第一膨胀气缸(102)的外壁，所述第二膨胀气缸(103)内插设有第二膨胀滑片(112)，所述第二膨胀滑片(112)的一端压紧在所述第二膨胀偏心轮(113)的外壁上，另一端穿出所述第二膨胀气缸(103)的外壁，所述压缩气缸(106)内插设有压缩滑片(117)，所述压缩滑片(117)的一端压紧在所述压缩偏心轮(116)的外壁上，另一端穿出所述压缩气缸(106)的外壁，且所述第一膨胀滑片(110)、所述第二膨胀滑片(112)和所述压缩滑片(117)的另一端均套设有与所述壳体(118)外壁固定连接的弹簧；
所述第一膨胀气缸(102)开设有膨胀气缸进气口(109)，所述第二膨胀气缸(103)开设有膨胀气缸排气口(107)，所述压缩气缸(106)在所述压缩滑片(117)两侧分别开设有压缩气缸进气口(104)和压缩气缸排气口(105)；
所述第一膨胀气缸(102)与所述第二膨胀气缸(103)之间设置有隔板(119)，所述隔板(119)中轴向设置有连通所述第一膨胀气缸(102)和所述第二膨胀气缸(103)的中间通道(108)。


2.根据权利要求1中所述的无电机可变膨胀比转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王派，马一太，于宜禾，张宁，吴博昊，詹浩淼，李敏霞，李昱翰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12