[发明专利]一种无电机可变膨胀比涡旋式膨胀压缩机及其热泵系统

说明书

本发明提供了一种无电机可变膨胀比涡旋式膨胀压缩机及其热泵系统，膨胀压缩机包括壳体，壳体内沿轴向依次设置有膨胀定涡旋盘、膨胀动涡旋盘、膨胀十字架、压缩十字架、压缩动涡旋盘和压缩定涡旋盘，膨胀定涡旋盘、膨胀十字架、压缩十字架和压缩定涡旋盘均与壳体固定连接，壳体内还设置有主轴，膨胀动涡旋盘和压缩动涡旋盘通过主轴固定连接。本发明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，并且可以调节膨胀比，从而使膨胀压缩机适应不同的工况条件。

技术领域

本发明属于热泵技术领域，更具体地，涉及一种无电机可变膨胀比涡旋式膨胀压缩机及其热泵系统。

背景技术

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。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种无需电机驱动即能够回收膨胀功，并且可以调节膨胀比的无电机可变膨胀比涡旋式膨胀压缩机及其热泵系统。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种无电机可变膨胀比涡旋式膨胀压缩机，包括壳体，所述壳体内沿轴向依次设置有膨胀定涡旋盘、膨胀动涡旋盘、膨胀十字架、压缩十字架、压缩动涡旋盘和压缩定涡旋盘，所述膨胀定涡旋盘、所述膨胀十字架、所述压缩十字架和所述压缩定涡旋盘均与所述壳体固定连接，所述壳体内还设置有主轴，所述膨胀动涡旋盘和所述压缩动涡旋盘通过所述主轴固定连接；

所述膨胀动涡旋盘与所述膨胀定涡旋盘以180°相位差扣合组装，所述膨胀动涡旋盘的底面压紧所述膨胀十字架，所述壳体侧壁上开设有与所述膨胀定涡旋盘中心连通的主膨胀进气管，所述主膨胀进气管连接有进气组合阀，所述壳体上还开设有与所述膨胀定涡旋盘的最外沿相连通的膨胀排气管；

所述压缩定涡旋盘和所述压缩动涡旋盘以180°相位差扣合组装，所述压缩动涡旋盘的底面压紧所述压缩十字架，所述壳体上开设有与所述压缩定涡旋盘的最外沿相连通的压缩进气管，所述压缩定涡旋盘的中央开设有主排气口，所述主排气口上设置有主排气阀片，所述壳体侧壁上还开设有压缩排气管。

所述壳体侧壁上还开设有与所述膨胀定涡旋盘由中心向外第二圈和第三圈盘体分别连通的第一膨胀进气管和第二膨胀进气管，所述第一膨胀进气管和所述第二膨胀进气管均与所述进气组合阀连接。

所述壳体侧壁上还开设有与所述压缩定涡旋盘的由中心向外第二圈和第三圈盘体分别连通的第一压缩排气口和第二压缩排气口，所述第一压缩排气口上设置有第一排气阀片，所述第二压缩排气口上设置有第二排气阀片。

所述壳体内壁还固定设置有法兰，所述法兰与所述膨胀定涡旋盘、压缩定涡旋盘均通过螺栓固定连接。

本发明还提供了如下技术方案。