本發(fā)明涉及一種空調(diào)衣，特別涉及一種膨脹制冷的便攜式空氣冷卻空調(diào)衣。

背景技術(shù)：

在煉鋼、建筑、軍警等行業(yè)，由于設(shè)備或天氣造成的高溫環(huán)境，很容易使長(zhǎng)時(shí)間處于高溫作業(yè)的人員感到身體不適，降低工作效率，甚至危害到他們的身體健康。改善工作人員的工作環(huán)境，保護(hù)他們的身體健康和人生安全，具有重要意義。

目前，空調(diào)衣主要有以下幾種類型：一種是空調(diào)衣需要一跟長(zhǎng)導(dǎo)管與地面的空氣壓縮機(jī)相連接，空氣壓縮機(jī)為期提供壓縮空氣，其缺點(diǎn)是工人活動(dòng)受到限制；一種是采用微型風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流，其缺點(diǎn)是散熱效果較差，無(wú)法達(dá)到較好的預(yù)期效果；一種是利用干冰、冰塊等相變材料的相變吸熱，其缺點(diǎn)是對(duì)于長(zhǎng)期工作的人員，需要經(jīng)常更換，相當(dāng)麻煩。

中國(guó)專利，公告號(hào)CN203952509提供了一種便攜式空調(diào)衣，利用渦流管制冷效應(yīng)，由于渦流制冷效率低，該方法不節(jié)能環(huán)保，無(wú)法解決高壓氣源問(wèn)題，該專利在衣服本體上設(shè)有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管上有多個(gè)出氣孔，導(dǎo)氣管多次彎曲橫向布置，但并未考慮到使用過(guò)程中空氣比熱容低，降溫效果很難覆蓋到整件衣服，且出氣孔的冷空氣直接與人體接觸，容易帶走汗液，使得工作人員脫水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于膨脹制冷的便攜式空氣冷卻空調(diào)衣，該空調(diào)衣的透平式制冷機(jī)采用空氣作為工質(zhì)，通過(guò)透平式壓縮機(jī)壓縮，然后經(jīng)過(guò)散熱器冷卻降溫，再通過(guò)透平式膨脹機(jī)膨脹降溫并對(duì)外做功，從而獲得較低溫度的氣流。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種膨脹制冷的便攜式空氣冷卻空調(diào)衣，包括電控系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和空調(diào)衣，所述電控系統(tǒng)包括直流電源、電源控制器、高速電機(jī)；所述制冷系統(tǒng)包括透平式壓縮機(jī)、動(dòng)壓氣體軸承、透平式膨脹機(jī)、散熱器、軸流風(fēng)扇；所述直流電源通過(guò)電源控制器連接高速電機(jī)和軸流風(fēng)扇，所述高速電機(jī)連接透平式壓縮機(jī)和透平式膨脹機(jī)，由高速電機(jī)帶動(dòng)透平式壓縮機(jī)和透平式膨脹機(jī)工作，所述透平式壓縮機(jī)與透平式膨脹機(jī)之間連接散熱器，散熱器處設(shè)有軸流風(fēng)扇；所述空調(diào)衣由衣服和PU管道組成，所述衣服內(nèi)布有PU管道，PU管道連接透平式膨脹機(jī)，由透平式膨脹機(jī)獲得的高于大氣壓強(qiáng)的低溫度氣流壓強(qiáng)，進(jìn)入衣服內(nèi)的PU管，并利用與外界的壓差流過(guò)PU管，排出到外界空氣中，使PU管道中的冷氣與人體進(jìn)行熱交換，將冷量傳給人從而達(dá)到降溫。

所述高速電機(jī)與透平式壓縮機(jī)、透平式膨脹機(jī)之間裝有動(dòng)壓氣體軸承；所述透平式壓縮機(jī)和透平式膨脹機(jī)通過(guò)主軸與高速電機(jī)相連，主軸通過(guò)動(dòng)壓氣體軸承支撐。

所述電源控制器通過(guò)改變輸出頻率，同步調(diào)節(jié)頭平式壓縮機(jī)、透平式膨脹機(jī)和軸流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)制冷量調(diào)節(jié)。

所述直流電源的電壓為24VDC。

所述衣服內(nèi)上下為兩根PU管道，上部分管道為進(jìn)氣管道，下部分管道為出氣管道，中間分成多路垂直管道。

所述透平式壓縮機(jī)、透平式膨脹機(jī)和高速電機(jī)均為微型設(shè)備，可以固定在腰間的皮帶上或空調(diào)衣上，其中，透平式膨脹機(jī)的低溫度氣流輸出管通過(guò)快速接頭連接調(diào)衣的PU管道的上部進(jìn)氣管道。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用微型透平機(jī)械，可靠性高、重量輕、壽命長(zhǎng)；通過(guò)直流電源供電，解決工作人員在高溫環(huán)境下行動(dòng)不方便的問(wèn)題；利用電源控制器，改變輸出頻率，調(diào)節(jié)進(jìn)入PU管內(nèi)空氣溫度，使工作人員根據(jù)自身狀況和環(huán)境溫度，達(dá)到舒適的工作溫度；考慮到空氣的比熱容小，PU管在衣服內(nèi)分布采用多路垂直流下，達(dá)到最佳降溫效果。同時(shí)，冷卻空氣不直接接觸人體表面，可避免人員因冷卻空氣帶走大量汗液而脫水。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的膨脹制冷的便攜式空氣冷卻空調(diào)衣的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種膨脹制冷的便攜式空氣冷卻空調(diào)衣，包括電控系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和空調(diào)衣三部分。電控系統(tǒng)包括直流電源6、電源控制器7和高速電機(jī)2；制冷系統(tǒng)包括透平式壓縮機(jī)1、動(dòng)壓氣體軸承3、透平式膨脹機(jī)4、散熱器9和軸流風(fēng)扇10；空調(diào)衣包括衣服5和PU管道11。直流電源6電壓為24VDC，為人體安全電壓。

直流電源6通過(guò)導(dǎo)線8與電源控制器7連接，高速電機(jī)2和軸流風(fēng)扇10通過(guò)導(dǎo)線8與電源控制器7連接，高速電機(jī)2與透平式壓縮機(jī)1、透平式膨脹機(jī)4之間裝有動(dòng)壓氣體軸承3；透平式壓縮機(jī)1和透平式膨脹機(jī)4通過(guò)主軸2-1與高速電機(jī)2相連，主軸2-1通過(guò)動(dòng)壓氣體軸承3支撐。透平式壓縮機(jī)1和透平式膨脹機(jī)4由高速電機(jī)2帶動(dòng)工作。透平式壓縮機(jī)1與透平式膨脹機(jī)4之間連接散熱器9。PU管道11連接透平式膨脹機(jī)4，透平式壓縮機(jī)1和透平式膨脹機(jī)4與高速電機(jī)2之間選用動(dòng)壓氣體軸承3，使透平機(jī)械達(dá)到較高的絕熱效率，透平轉(zhuǎn)子保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)。透平式壓縮機(jī)1、透平式膨脹機(jī)4和高速電機(jī)2均為微型設(shè)備，可以固定在腰間的皮帶上或空調(diào)衣上。其中，透平式膨脹機(jī)4的低溫度氣流輸出管通過(guò)快速接頭12連接空調(diào)衣的PU管道11的進(jìn)氣管道11-1。

本發(fā)明的制冷系統(tǒng)采用空氣作為工質(zhì)，通過(guò)透平式壓縮機(jī)1等熵壓縮，然后經(jīng)過(guò)散熱器9冷卻降溫，再通過(guò)透平式膨脹機(jī)4等熵膨脹并對(duì)外做功，從而獲得較低溫度的氣流。獲得的較低溫度氣流壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)，進(jìn)入衣服5內(nèi)的PU管道11，利用與外界的壓差流過(guò)PU管道11，排出到外界空氣中。PU管道11中的冷氣與人體進(jìn)行熱交換，將冷量傳給人從而達(dá)到降溫的目的。

使用者可以通過(guò)改變電源控制器7的輸出頻率，改變高速電機(jī)2和軸流風(fēng)扇10的工作頻率，從而改變制冷空氣的溫度和流量。使用者可以根據(jù)自身情況和環(huán)境溫度，改變制冷空氣溫度，避免出現(xiàn)過(guò)冷或不冷的情況。

衣服5內(nèi)上下為兩根PU管道11，上部分管道為進(jìn)氣管道11-1，下部分管道為出氣管道11-2，中間分成多路垂直管道11-3。

本發(fā)明的透平式制冷機(jī)采用空氣作為工質(zhì)，通過(guò)透平式壓縮機(jī)1壓縮，然后經(jīng)過(guò)散熱器9冷卻降溫，再通過(guò)透平式膨脹機(jī)4膨脹降溫并對(duì)外做功，從而獲得較低溫度的氣流。隨著高速氣體軸承的透平式膨脹機(jī)和高效緊湊散熱器的發(fā)展，微型透平制冷機(jī)的效率得到了顯著提高，可以獲得較低的制冷溫度和很寬的制冷范圍，具有高可靠性、長(zhǎng)壽命、重量輕和低震動(dòng)等特點(diǎn)。在透平式膨脹機(jī)上應(yīng)用動(dòng)壓氣體軸承，具有無(wú)油潤(rùn)滑、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全可靠、能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)等特點(diǎn)。