[实用新型]二氧化碳球形膨胀压缩机

权利要求书

1.二氧化碳球形膨胀压缩机，缸体和缸盖相连形成一个球形内腔，活塞具有球形顶面、从球形顶面中央伸出一活塞轴、活塞下部有一活塞销座；缸盖上设有与活塞轴相配的轴孔，活塞可绕活塞轴在轴孔中自由转动，所述活塞球形顶面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；转盘的下端面中心伸出一转盘轴，转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；在转盘上部与活塞销座相对应有一转盘销座；中心销插入活塞销座和转盘销座，主轴支架与缸体相连，为主轴的旋转提供支撑，主轴的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体内与转盘轴相连，另一端与动力机构相连，为压缩机变容提供动力；上述活塞轴和转盘轴及主轴的轴线都通过球形内腔的球心，并且活塞轴和转盘轴的轴线与主轴的轴线形成相同的夹角α；其特征是：

所述活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周上沿半圆柱孔的轴线方向有凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔轴线垂直的截面上呈扇形；所述转盘销座为一在转盘的上部突起的圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，该轴线与转盘轴和活塞轴垂直且通过球形内腔的球心；在转盘销座圆环体的外圆周上沿圆环体的轴线方向有凸起的扇形凸块，该扇形凸块沿圆环体轴向贯通，在圆环面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；活塞铰链支撑的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，活塞铰链支撑固定在活塞销座的半圆柱孔的两端，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，活塞铰链支撑上有与活塞销座半圆柱孔同轴线的销孔，销孔直径与中心销直径相配，中心销的两端面形状与球形内腔内表面相配，插入活塞铰链支撑和转盘销座圆环体的内孔中，使活塞和转盘形成柱面铰链连接；中心销、转盘销座和活塞铰链支撑之间为密封动配合，柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合；转盘的上端面的形状与活塞的下端面的形状相适配；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室；活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞和活塞铰链支撑上，进排气通道设在缸体和缸盖的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，通过活塞的转动来实现进排气控制，进排气通道在各工作室需要排气或进气时，该工作室上的气道与相应的进排气通道连通；

主轴的转向为从缸盖沿主轴方向看，主轴作顺时针转动。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳球形膨胀压缩机，其特征是：在转盘销座圆环体的下部有一扇形滑道，扇形滑道沿圆环体的轴向开通，扇形滑道的轴线与圆环体的轴线平行，滑块的形状与扇形滑道的形状相适配，滑块的上下圆弧面与滑道的上下圆弧面相贴合并形成密封动配合，滑块的两端面与活塞铰链支撑平端面相贴合并通过定位螺钉固定连接；

活塞下端面和转盘上端面均为平面，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2；滑块的侧面、扇形滑道的侧面及活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6；

把工作室V1和工作室V2作为第一级压缩，工作室V3和工作室V4作为第二级压缩，工作室V5和工作室V6作为第一级膨胀，形成具有二级压缩一级膨胀的二氧化碳球形膨胀压缩机；如果把工作室V5和工作室V6作为第三级压缩，形成具有三级压缩功能的二氧化碳球形压缩机。