[发明专利]自然工质二氧化碳跨临界循环膨胀压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种自然工质二氧化碳跨临界循环膨胀压缩机，属于压缩机技术领域。

背景技术

自从上世纪五十年代起，氟里昂类制冷剂为人类创造了舒适的生活和工作环境。但到90年代，人们认识到：尽管它本身性质很稳定，但破坏了自然界的平衡就会危及人类生存。所以国际商定，禁用氟里昂类制冷剂。二十多年来，世界各国科学家共同得出结论，自然物质CO₂是最合适的替代制冷剂。但它必须在跨临界条件下运行，而且最好配用膨胀机回收膨胀功以提高能效比。这就带来新的问题：1.原有的压缩机难以适应CO₂跨临界循环要求的高压力，2.膨胀机的研究和生产近乎空白。

膨胀机以往很少使用，国际上对于二氧化碳膨胀机的研究很少，至今很少有公开的文献描述膨胀机原型机的研究和制造。目前，所见到的正在开发和研究的CO₂膨胀机主要有两种，一种是德国Dresden大学P．Heyl教授和H．Quack博士开发的自由活塞膨胀压缩机，另外一种是英国Driver技术中心W．Ronald提出的铰链滑片容积式压缩膨胀机。国内天津大学对旋转活塞式和摆动活塞式膨胀机进行开发实验，已取得一定成果。

发明内容

本发明是基于本人在先申请的两个中国专利，名称为“平动贯穿叶片式空调压缩机”（专利号201010215440.4）、“可变排量平动贯穿叶片式压缩机”（专利号201110154168.4）机构的逆向应用。在原机构的基础上，增加进、排气口控制装置，以满足膨胀机的工作要求。旨在提供一种体积小、结构简单、制造方便、性能可靠、成本低亷的膨胀机。

本发明的主要技术内容如下：

一种自然工质二氧化碳跨临界循环膨胀压缩机，包括缸体（7），与缸体（7）前后端密封连接的前盖（6）和后盖（10），与前盖（6）的另一端连接的罩壳（2），与前盖（6）呈轴孔动配合的曲轴（1），叶片（9），平动盘（8）；

所述缸体，其型线是由圆和两段与圆相切，且对称又互相平行的直线段组成；线段的长度等于2倍偏心距加叶片厚度；

所述平动盘（8）贯穿叶片（9），密封在前盖（6）、后盖（10）与缸体（7）之内，所述平动盘（6）呈圆柱状，其两端面，分别与前盖（6）和后盖（10）呈滑动密封配合； 

所述曲轴（1）设置偏心轴（15），所述曲轴（1）穿过前盖（6），与前盖（6）呈轴孔动配合；所述偏心轴（15）与平动盘（8）呈轴孔动配合，形成驱动联接；

所述叶片（9）与平动盘（8）上沿中心线布置的叶片槽互成滑动密封配合；叶片（9）宽度等于平动盘（8）轴向长度，而其高度等于缸体（7）内径的直径,叶片与平行的直线线段成滑动密封配合；所述叶片（9）将缸体（7）分成两个密封的工作腔，两个密封的工作腔设置两组进排气控制装置，一组进气控制装置为左进气阀杆（5）与右进气阀杆（14）及进气凸轮（4）组成；另一组排气控制装置为左排气阀杆（13），与右排气阀杆（12）及排气凸轮（3）组成，所述进气凸轮（4）和排气凸轮（3）是圆柱槽型的，安装在曲轴（1）上。

上述左进气阀杆（5）采用阀滑结构，有凸块（51），所述凸块（51）上的突起与进气凸轮（4）的第一槽形面（41）相配合，由凸轮型线控制阀杆作轴向移动，启、闭进气口。

上述左进气阀杆（5），与右进气阀杆（14）；左排气阀杆（13）与右排气阀杆（12）的结构相同，所述左进气阀杆（5）和右进气阀杆（14）共用一个进气凸轮（4）；右排气阀杆（12）、左排气阀杆（13）共用一个排气凸轮（3），所述排气凸轮（3）设置与进气凸轮（4）同样的第二槽型面（31），所述左右排气阀杆的位移通过排气凸轮（3）控制。

上述叶片（9）有两种结构形式：

第一种结构是叶片（9）由两个呈T型结构的叶片组成工字型，所述叶片（9）组合的总高度等于缸体（7）的内径；叶片槽中心相应部位，须开贯通槽。

第二种结构是叶片（9）呈凹字形结构，平动盘（8）的一端相应切贯通槽。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明发挥了原机构的固有特点，零件形状简单加工方便精度高、强度有保证，密封可靠、摩擦磨损问题小。逆向使用受力合理，没有死点，任何位置都可以起动。扩展了应用范围，能够解决当今急需克服的技术难点。可以保证CO₂循环制冷系统性能，促使其早日在社会上普及推广应用。