專利名稱:一種跨臨界co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī),特別是一種用于跨臨界CO2制冷循環(huán)的往復(fù)活塞壓縮機(jī),并給出了該往復(fù)活塞壓縮機(jī)的吸、排氣閥板及其吸、排氣通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),以解決CO2壓縮機(jī)氣缸吸、排氣處的安裝空間狹小問題,使該壓縮機(jī)能具有足夠大的吸、排氣通流面積及緩沖腔,從而減小壓縮機(jī)的氣流脈動(dòng),并提高容積效率。
背景技術(shù):
自20世紀(jì)80年代末以來,由于CFCs和HCFCs對臭氧層的破壞作用和溫室效應(yīng),以它們?yōu)橹评鋭┑目照{(diào)行業(yè)正面臨著開發(fā)替代物的挑戰(zhàn),鑒于新型化合物替代物同樣會隱含著不可預(yù)知的危害,人們將注意力集中在自然制冷工質(zhì)上,CO2由于其優(yōu)良的環(huán)保特性和良好的流動(dòng)、傳熱性能的成為全球范圍內(nèi)最受重視的熱點(diǎn)。
相比于傳統(tǒng)的CFCs和HCFCs,CO2的臨界點(diǎn)溫度(31.1℃)低而臨界點(diǎn)壓力(7.37MPa)高,當(dāng)作為制冷工質(zhì)時(shí),多數(shù)情況下需要采用跨臨界循環(huán)。在跨臨界循環(huán)中,與常規(guī)工質(zhì)相比,CO2壓縮機(jī)工作在更高的壓力、更大的單位容積制冷量、壓差以及更小的壓縮比的情況下。據(jù)目前樣機(jī)測試數(shù)據(jù)顯示,吸入口壓力達(dá)3.5~4.0MPa,出口壓力高達(dá)8.0~11.0MPa,是傳統(tǒng)工質(zhì)工作壓力的5~10倍,吸排氣壓差可達(dá)5~8MPa,在此高壓力和大壓差下工況下運(yùn)行,對壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生諸多要求,如確定小流量、大制冷量的工況下,高壓及大壓差導(dǎo)致的零件的變形,小空間對壓縮機(jī)吸、排氣通道及氣缸和壓縮機(jī)尺寸設(shè)計(jì)的要求等。同時(shí)當(dāng)CO2其單位容積制冷量遠(yuǎn)高于常規(guī)制冷劑,在0℃為22.6MJ/m3,分別為NH3的1.58倍,R12和R22的8.25倍與5.12倍,故而CO2制冷系統(tǒng)的容積流量顯著減小,使得壓縮機(jī)的尺寸、閥門與管道的流通面積比常規(guī)制冷系統(tǒng)小得多,同樣制冷流量下,氣缸尺寸也要小很多,吸、排氣閥及其吸、排氣通道的布置空間就非常有限,造成CO2壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。
CO2作為環(huán)保制冷劑被提出后,國際上各大研究機(jī)構(gòu)和制冷設(shè)備公司已經(jīng)開發(fā)出許多應(yīng)用于不同場合的CO2制冷系統(tǒng),以歐洲與日本為主,其中日本基于節(jié)省能源的角度開發(fā)出的許多小型家用CO2熱泵熱水器上,其CO2壓縮機(jī)主要以小型為主。但CO2壓縮機(jī)作為制冷系統(tǒng)的核心部件,對CO2制冷系統(tǒng)的性能的起關(guān)鍵性作用,國際上目前對CO2壓縮機(jī)的研究仍在持續(xù)中,尤其是中大型的還沒有成熟機(jī)型,其核心技術(shù)一直沒有公開。而我國目前有一些高校在進(jìn)行CO2作為制冷工質(zhì)的相關(guān)研究,對于CO2壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)還沒有實(shí)際的開發(fā)成果,仍是一個(gè)空白。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種適用于跨臨界CO2制冷循環(huán)的半封閉往復(fù)活塞壓縮機(jī),以解決循環(huán)要求的高壓力、高壓差及小流量等問題。同時(shí)為該壓縮機(jī)提供一種新型的的吸、排氣通道與吸、排氣閥板的設(shè)計(jì),解決CO2壓縮機(jī)氣缸吸、排氣處的安裝空間狹小問題,使該壓縮機(jī)能具有足夠大的吸、排氣通流面積及緩沖腔,從而減小壓縮機(jī)的氣流脈動(dòng),并提高容積效率。通過吸入氣體經(jīng)電機(jī)側(cè)加熱的設(shè)計(jì),避免吸入制冷劑對氣缸及閥片的液擊,提高了吸、排氣閥片壽命及壓縮機(jī)的可靠性。通過新型閥板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有效解決CO2壓縮機(jī)的主要開發(fā)難點(diǎn),使壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、加工及安裝簡便。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù),本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),其特征在于,該壓縮機(jī)為單級雙缸立式半封閉結(jié)構(gòu),包括一個(gè)一體化的殼體,該殼體由氣缸體、電動(dòng)機(jī)殼體及曲軸箱三部分構(gòu)成;
電動(dòng)機(jī)殼體中安裝有電動(dòng)機(jī)定子與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子,該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與曲軸箱中的一根180度錯(cuò)角曲柄軸連接,用于對曲軸箱中的連桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng);同時(shí)連接固緊在曲軸箱上的油泵組件并進(jìn)行驅(qū)動(dòng);連桿與活塞通過滑動(dòng)活塞銷連接,活塞與閥板組件圍成氣缸,構(gòu)成壓縮機(jī)的工作腔;兩個(gè)集成在氣缸體上的氣缸,各個(gè)氣缸在氣缸體上的中心與曲軸垂直并上下延伸,兩個(gè)氣缸相互對稱,幾何尺寸相同;兩個(gè)布置在氣缸中的活塞,上述活塞能夠在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),用于吸入低壓力的CO2制冷劑、對其進(jìn)行壓縮并排出高壓CO2制冷劑;上述閥板組件安裝在氣缸體的頂部,與氣缸及該壓縮機(jī)進(jìn)氣腔、排氣腔相通,隨著活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過安裝在閥板組件上的吸氣閥片、排氣閥片開啟和關(guān)閉該閥板組件上的吸、排氣孔口,完成對壓縮機(jī)的吸、排氣控制的要求,兩個(gè)開在電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)壁面上的弧形槽,該弧形槽與固緊在電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)定子圍成兩進(jìn)氣通道,并且上述進(jìn)氣通道沿軸向延伸,以便在上述壓縮機(jī)機(jī)體的吸氣腔與氣缸體的進(jìn)氣腔之間提供流體通道;在電動(dòng)機(jī)殼體與曲軸箱中間開一通孔,將電動(dòng)機(jī)殼體與曲軸箱相互連通,其位置在電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)圓柱形空間的底部,而曲軸箱體內(nèi)油位高度略低于孔的底部,使得電動(dòng)機(jī)殼體與曲軸箱內(nèi)的氣體壓力平衡,電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)的潤滑油能回流入曲軸箱。
本發(fā)明較佳的技術(shù)方案還在于可調(diào)節(jié)氣缸余隙容積的活塞設(shè)計(jì)以及緊湊空間、高強(qiáng)度要求下的滑動(dòng)活塞銷設(shè)計(jì)。在活塞4頂部設(shè)計(jì)小凸臺,直徑小于排氣孔,可自由進(jìn)出排氣孔,高度在小于吸氣閥板厚度下根據(jù)氣缸余隙容積調(diào)整需求進(jìn)行設(shè)計(jì),將發(fā)明涉及的CO2壓縮機(jī)余隙容積調(diào)整至要求的范圍。
活塞與連桿直接通過滑動(dòng)活塞銷直接進(jìn)行連接,滑動(dòng)活塞銷可在活塞的銷孔中軸向滑動(dòng),活塞銷的兩端球面銷蓋為球面設(shè)計(jì),采用柔性材料制作,并在兩球面上向活塞銷軸向開小孔,使活塞銷體內(nèi)部空間與外部連通。
本發(fā)明的有益效果在于使用了結(jié)構(gòu)緊湊的閥板組件設(shè)計(jì),在滿足CO2壓縮機(jī)高強(qiáng)度與緊湊空間的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了最大的吸、排氣流通面積,良好地滿足壓縮機(jī)吸、排氣的要求,提高了吸氣容積效率,降低了因吸、排氣腔氣流脈動(dòng)引起的壓縮機(jī)噪音與振動(dòng)。同時(shí)本發(fā)明涉及的活塞頂部凸臺設(shè)計(jì),有效地降低了該發(fā)明涉及的新型閥板組件引起的余隙容積的增加,提高了壓縮機(jī)的容積系數(shù)與壓縮機(jī)效率?;瑒?dòng)活塞銷的設(shè)計(jì)良好解決了緊湊空間下活塞與連桿的連接問題。電動(dòng)機(jī)側(cè)進(jìn)氣通道的設(shè)計(jì)避免了氣缸內(nèi)及閥片處可能產(chǎn)生的液擊現(xiàn)象,提高了壓縮機(jī)的可靠性,滿足常規(guī)制冷要求。
圖1是本發(fā)明壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意剖面圖,反映壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu);圖2是殼體2的左視圖,反映進(jìn)氣通道27、28的結(jié)構(gòu);圖3是圖1在殼體2與殼體1連接處的局部視圖,反映了壓縮機(jī)連通殼體1處的吸氣腔30與殼體2處的進(jìn)氣腔29的進(jìn)氣通道31的機(jī)構(gòu);圖4是閥板組件吸氣側(cè)I的結(jié)構(gòu)圖;圖5是閥板組件排氣側(cè)II的結(jié)構(gòu)圖;圖6是圖4的A-A的剖面圖;圖7是圖5的B-B的剖面圖;圖8是滑動(dòng)活塞銷5的結(jié)構(gòu)圖;上述圖中的標(biāo)號分別表示1.氣缸體,2.電動(dòng)機(jī)殼體,3.曲軸箱,4.活塞,5.滑動(dòng)活塞銷,6.連桿,7.曲軸,8.軸瓦,9.第一滑動(dòng)軸承,10.第二滑動(dòng)軸承,11.油泵蓋,12.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子,13.電動(dòng)機(jī)定子,14.鍵,15.螺栓,16.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子壓板,17.軸承墊片,18.軸承墊片,19.油泵組件,20.氣缸蓋,21.吸氣端蓋,22.油過濾器,23.電加熱器,24.曲軸箱底板,25.吊環(huán)螺釘,26.通孔,27.進(jìn)氣通道,28.進(jìn)氣通道,29.進(jìn)氣腔,30.吸氣腔,31進(jìn)氣通道,32.加強(qiáng)筋,33.吸氣蓋板,34.吸氣閥板,35.進(jìn)氣通道,36.吸氣閥片,37.進(jìn)氣腔,38.進(jìn)氣口,39.進(jìn)氣口,40A、40B.氣缸,41.排氣腔,42.排氣閥片,43.排氣簧片,44.排氣孔,45.活塞銷孔,46.過濾網(wǎng),47.凸臺,48.排氣孔,49.進(jìn)氣孔,50.閥板組件,81.銷體,82.通孔,83.球面銷蓋。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式參見附圖,本發(fā)明所涉及的一種跨臨界CO2制冷循環(huán)用壓縮機(jī),型式為半封閉往復(fù)活塞式。該壓縮機(jī)殼體由氣缸體1,電動(dòng)機(jī)殼體2及曲軸箱3三部分組成。氣缸體1分別與活塞4A與活塞4B的頂部及閥板組件50構(gòu)成兩個(gè)密封工作氣缸40A、40B,兩工作氣缸為立式且相互平行,其設(shè)計(jì)參數(shù)相同;活塞銷5將活塞4A、4B與連桿6A、6B連成連桿組件,曲柄軸7為180度曲柄軸,兩個(gè)連桿6(6A與6B)與曲柄軸7連接,之間加裝軸瓦8(8A與8B)以滿足摩擦要求。曲柄軸7通過第一、第二滑動(dòng)軸承9、10兩處支撐,徑向被約束在電動(dòng)機(jī)殼體2與油泵蓋11上,油泵蓋11通過螺栓固定在曲軸箱3上。電動(dòng)機(jī)與兩個(gè)連桿6(6A與6B)采用共軸驅(qū)動(dòng),同用一根曲柄軸7,電機(jī)轉(zhuǎn)子12與曲柄軸7之間采用鍵14緊配合連接,電機(jī)定子13固定安裝在電動(dòng)機(jī)殼體2上。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子12側(cè),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子壓板16通過旋入曲柄軸的螺栓15將其壓在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子12上,保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子12的軸向定位。油泵組件19固定連接在油泵蓋11上,氣缸蓋20與閥板組件50固定連接在氣缸體1上,吸氣端蓋21與吊環(huán)螺釘25固定連接在殼體2上,曲軸箱底板23固定連接在殼體3上,電加熱器23內(nèi)嵌安裝在曲軸箱底板24內(nèi)部,油過濾器22安裝在殼體3上,油泵組件19從曲軸箱內(nèi)的進(jìn)油通道經(jīng)過油過濾器22后油泵組件19。電動(dòng)機(jī)殼體2與曲軸箱3之間通過孔26互相連通,弧形通道27、28由電動(dòng)機(jī)殼體2與電動(dòng)機(jī)定子13之間的空隙構(gòu)成,連通壓縮機(jī)的進(jìn)氣腔29與壓縮機(jī)的吸氣腔30,進(jìn)氣通道31連通吸氣腔30與殼體2處的進(jìn)氣腔29,32為氣缸體1上的加強(qiáng)筋。
上述吸、排氣閥板組件50結(jié)構(gòu)中,其主要由氣缸蓋板33與吸氣閥板34構(gòu)成。以左側(cè)結(jié)構(gòu)為例,在閥板組件50的吸氣側(cè),吸氣閥片36上方的進(jìn)氣腔37通過閥板上的進(jìn)氣通道35與吸氣腔30連通,進(jìn)氣通道35從38A、38B、38C、38D四個(gè)進(jìn)氣口給進(jìn)氣腔37進(jìn)氣,吸氣閥板34密封配合在氣缸蓋板33上。吸氣閥片36通過銷釘定位夾裝在吸氣閥板34與活塞4之間,控制進(jìn)氣腔37與氣缸40之間的進(jìn)氣通道的開閉。氣缸蓋板33上排氣孔48與氣缸40同心,連通氣缸40與排氣腔41,排氣閥片42安裝在排氣孔48上方,控制氣缸40與排氣腔41之間吸氣通道的開閉,排氣閥片42與其上方的排氣簧片43被固定安裝在氣缸蓋板的上底面?zhèn)?。閥板組件50的下底面活塞4B側(cè)的結(jié)構(gòu)與活塞4A側(cè)的結(jié)構(gòu)沿氣缸40A與氣缸40B之間的中心對稱相同。排氣孔44連通排氣腔41與壓縮機(jī)外部系統(tǒng)管路。
本發(fā)明的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),為單級雙缸式設(shè)計(jì),使用180度錯(cuò)角的曲柄軸進(jìn)行動(dòng)力傳輸,使曲軸箱壓力與電動(dòng)機(jī)側(cè)壓力相同,避免了CO2的高壓力帶來的曲軸軸封處的泄漏,同時(shí)可以將從進(jìn)氣孔進(jìn)入進(jìn)氣腔的低溫制冷劑帶回的潤滑油流回曲軸箱。將氣缸直接設(shè)計(jì)在壓縮機(jī)殼體上,避免了常規(guī)往復(fù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中的氣缸與殼體連接處的泄漏。一體化的殼體設(shè)計(jì)簡化了壓縮機(jī)殼體結(jié)構(gòu)量,提高了高壓力狀況下壓縮機(jī)的密封性。
本發(fā)明的工作原理是從系統(tǒng)中回來的低溫CO2制冷劑從壓縮機(jī)的吸氣端蓋21上的進(jìn)氣孔49進(jìn)入電動(dòng)機(jī)殼體2內(nèi),并經(jīng)過濾網(wǎng)46過濾,在進(jìn)氣腔29處形成低溫吸氣空腔,低溫制冷劑通過在殼體2上開出的兩弧形槽的進(jìn)氣通道27、28沿電動(dòng)機(jī)定子壁面進(jìn)入吸氣腔30,對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行散熱后形成過熱制冷劑,使CO2低溫制冷劑完全氣化,避免了可能低溫制冷中可能存在的液體成分對氣缸及閥片的液擊,增加了壓縮機(jī)的可靠性。此后通過氣缸體1與電動(dòng)機(jī)殼體2之間的進(jìn)氣通道3 1進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣腔30,在吸氣腔30內(nèi)形成足夠大的吸氣緩沖腔。
以左側(cè)活塞4處的結(jié)構(gòu)為例對壓縮機(jī)的工作過程進(jìn)行描述。在吸氣腔30中的低壓氣體,通過閥板組件50上的進(jìn)氣通道35由38A、38B、38C及38D四個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)氣腔37,等待吸氣閥片36的打開,準(zhǔn)備進(jìn)入氣缸。當(dāng)活塞4從上止點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng)后,壓縮機(jī)膨脹過程開始,氣缸40A內(nèi)的壓力迅速降低,當(dāng)進(jìn)氣腔37的壓力大于氣缸40的壓力后,吸氣閥片36打開,膨脹過程結(jié)束,吸氣過程開始,低壓氣體開始進(jìn)入氣缸40A,當(dāng)活塞4A運(yùn)行至下止點(diǎn)時(shí),完成最大吸氣量,活塞4A開始向回運(yùn)動(dòng),氣缸40A內(nèi)氣體被壓縮,壓力升高,當(dāng)氣缸40A內(nèi)的壓力大于進(jìn)氣腔37壓力后,吸氣閥片36關(guān)閉,吸氣過程結(jié)束,壓縮過程開始。隨著活塞4A向上運(yùn)動(dòng),氣缸40A壓力逐漸增大,當(dāng)壓力大于排氣腔41內(nèi)的壓力后,排氣閥片42打開,壓縮過程結(jié)束,排氣過程開始,隨著活塞4A到達(dá)上止點(diǎn)再次向下運(yùn)動(dòng)后,氣缸40A內(nèi)的壓力低于排氣腔41內(nèi)的壓力,排氣閥片關(guān)閉,排氣過程結(jié)束,進(jìn)入下一循環(huán)。曲柄軸7為180度錯(cuò)角設(shè)計(jì),在曲柄軸7的驅(qū)動(dòng)下,活塞4A與活塞4B進(jìn)行180度相位差的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
閥板組件50將緊湊的吸、排其空間進(jìn)行了充分的利用,最大程度的使用氣缸截面通流面積,采用環(huán)裝進(jìn)氣,中間排氣的吸、排氣方式。在左側(cè)氣缸40A處的結(jié)構(gòu),采用環(huán)狀的進(jìn)氣通道35,通過進(jìn)氣孔口38A、38B、38C和38D四個(gè)孔口對吸氣閥片36上的進(jìn)氣腔37進(jìn)行供氣,使通流面積增大,減小因進(jìn)氣不足引起的壓縮機(jī)效率損失,同時(shí)有效降低該處的壓縮機(jī)噪聲和振動(dòng)。吸氣閥板37是為了加工吸氣蓋板33上的內(nèi)部通道設(shè)計(jì)的,當(dāng)內(nèi)部通道35、37及進(jìn)氣口38A、38B、38C和38D加工完成后,密封配合在吸氣蓋板33上,其加工方便,密封性良好。氣缸40B處在閥板組件上的結(jié)構(gòu)部分與氣缸40A處的結(jié)構(gòu)部分以兩氣缸中心的中點(diǎn)對稱。閥板組件50的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)合使用了舌簧閥作為吸、排氣閥,較好完成了本發(fā)明涉及的CO2壓縮機(jī)在閥板與氣缸處的密封,解決了CO2作為制冷劑引起的高壓力和小安裝空間的難題,提高了壓縮機(jī)的吸氣指數(shù),優(yōu)化了壓縮機(jī)效率。
由于氣缸排氣孔口48位于閥板組件50的上方,由于閥板組件50的高度與排氣孔48的面積產(chǎn)生一定的余隙容積,在活塞4A的頂部設(shè)計(jì)圓柱形凸臺47,凸臺47的直徑小于排氣孔48的直徑,通過對高度的合理選擇可將余隙容積進(jìn)行降低,提高壓縮機(jī)的容積系數(shù)。
由于活塞尺寸很小,強(qiáng)度要求又很高,在活塞內(nèi)部難以使用常規(guī)活塞連桿裝置中的固定活塞銷的結(jié)構(gòu),所以活塞4A中設(shè)計(jì)使用了滑動(dòng)活塞銷5,其可在氣缸40A的圓形壁面內(nèi)軸向移動(dòng),徑向被銷孔約束,滿足連桿6A對活塞4A的驅(qū)動(dòng)要求。為減小滑動(dòng)活塞銷5對氣缸40A的圓形壁面產(chǎn)生的接觸磨損,將其兩端面設(shè)計(jì)為球面結(jié)構(gòu),并且使用柔性材料,使其具有良好的使用性能,解決了發(fā)明涉及的CO2壓縮機(jī)的這一難題。
本發(fā)明的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī)在絕大部分場合可替代現(xiàn)有常規(guī)制冷劑壓縮機(jī),并且在許多常規(guī)制冷劑CFCs和HCFCs不能良好使用或性能不能滿足要求時(shí),它都有良好的性能表現(xiàn)。
本發(fā)明的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有在壓縮-冷凝式制冷方法中,以其自然工質(zhì)的特性替代現(xiàn)有的壓縮機(jī),達(dá)到優(yōu)秀的環(huán)保要求,其COP指標(biāo)在制冷工況下與常規(guī)工質(zhì)如R134a相當(dāng),制熱工況下優(yōu)于R134a;在高溫?zé)岜孟到y(tǒng)中,跨臨界CO2壓縮機(jī)由于CO2作為制冷劑時(shí)自身良好的熱物理性質(zhì),可產(chǎn)生90℃以上的高溫,某些場合最高溫度可達(dá)到130℃以上,匹配合適的制冷系統(tǒng)可應(yīng)用于小區(qū)及商業(yè)供熱、商用烘干裝置及原油加熱領(lǐng)域;與常規(guī)制熱方式相比,如電加熱、太陽能加熱、煤炭、天然氣等燃燒方式相比,CO2壓縮機(jī)將環(huán)境中的低位能的轉(zhuǎn)化為高位能,大量利用環(huán)境熱量,具有優(yōu)異的能效比,能被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)有家庭制熱、浴場熱水制造等領(lǐng)域;跨臨界CO2壓縮機(jī)在低蒸發(fā)溫度的制熱性能良好,在寒冷地區(qū),采用常規(guī)制冷劑壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)不能完成制熱的要求,而本發(fā)明的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī)可完成這一需求。
權(quán)利要求
1.一種跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),其特征在于,該壓縮機(jī)為單級雙缸立式半封閉結(jié)構(gòu),包括一個(gè)一體化的殼體,該殼體由氣缸體(1)、電動(dòng)機(jī)殼體(2)及曲軸箱(3)三部分構(gòu)成;電動(dòng)機(jī)殼體(2)中安裝有電動(dòng)機(jī)定子(13)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(12),該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(12)與曲軸箱(3)中的一根180度錯(cuò)角曲柄軸(7)連接,用于對曲軸箱(3)中的兩個(gè)連桿(6)進(jìn)行驅(qū)動(dòng);同時(shí)連接固緊在曲軸箱(3)上的油泵組件(19)并進(jìn)行驅(qū)動(dòng);兩個(gè)連桿(6)與活塞(4)通過滑動(dòng)活塞銷(5)連接,活塞(6)與閥板組件(50)圍成兩個(gè)氣缸(40),構(gòu)成壓縮機(jī)的工作腔;兩個(gè)集成在氣缸體(1)上的氣缸(40),上述各個(gè)氣缸(4)在氣缸體(1)上的中心與曲軸垂直并上下延伸,兩個(gè)氣缸(40)相互對稱,幾何尺寸相同;兩個(gè)布置在氣缸(40)中的活塞(4),活塞(4)能夠在氣缸(40)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),用于吸入低壓力的CO2制冷劑、對其進(jìn)行壓縮并排出高壓CO2制冷劑;上述閥板組件(50)安裝在氣缸體(1)的頂部,與氣缸(4)及該壓縮機(jī)進(jìn)氣腔(30)、排氣腔(41)相通,隨著上述活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過安裝在閥板組件上的吸氣閥片(34)、排氣閥片(42)開啟和關(guān)閉該閥板組件(50)上的吸、排氣孔口,完成對壓縮機(jī)的吸、排氣控制的要求;兩個(gè)開在電動(dòng)機(jī)殼體(2)內(nèi)壁面上的弧形槽,該弧形槽與固緊在電動(dòng)機(jī)殼體(2)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)定子(13)圍成兩進(jìn)氣通道(27,28),并且上述進(jìn)氣通道沿軸向延伸,以便在上述壓縮機(jī)機(jī)體的吸氣腔(30)與氣缸體(1)的進(jìn)氣腔(29)之間提供流體通道;在電動(dòng)機(jī)殼體(2)與曲軸箱(3)中間開一通孔(26),將電動(dòng)機(jī)殼體(2)與曲軸箱(3)相互連通,其位置在電動(dòng)機(jī)殼體(2)內(nèi)圓柱形空間的底部,而曲軸箱體(3)內(nèi)油位高度略低于孔(26)的底部,使得電動(dòng)機(jī)殼體(2)與曲軸箱(3)內(nèi)的氣體壓力平衡,電動(dòng)機(jī)殼體(2)內(nèi)的潤滑油能回流入曲軸箱(3)。
2.如權(quán)利要求
1所述的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),其特征在于,所述的閥板組件在吸氣蓋板(33)的與氣缸(4)接觸一側(cè),沿吸氣閥板(34)的外圓側(cè)加工一圓環(huán)形凹槽,為進(jìn)氣腔(37)的進(jìn)氣通道(35),上述凹槽具有一定寬度,連通兩個(gè)氣缸(40)的進(jìn)氣通道,該進(jìn)氣通道(35)通過四個(gè)進(jìn)氣口(38A、38B、38C、38D)與四個(gè)進(jìn)氣口(39A、39B、39C、39D)分別呈放射狀與兩個(gè)氣缸(40)的吸氣腔(37)連通,允許氣體在吸氣閥片(36)打開時(shí)而進(jìn)入氣缸;以及排氣孔口(48)與氣缸同心,位于閥板組件(50)上,并與上述閥板組件(50)上密封安裝的吸氣閥板(34)同心,排氣孔口(48)外圓與吸氣閥板(34)之間的環(huán)狀通道為氣缸(40)的進(jìn)氣通道,被吸氣閥片(36)封閉。
3.如權(quán)利要求
1所述的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),其特征在于,所述的活塞(4)的頂部有一圓柱形凸臺(47),其圓柱中心與活塞同心,直徑小略于排氣孔(48),高度按照余隙容積設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制,隨活塞(4)一起進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,能順利進(jìn)出排氣孔(48)。
4.如權(quán)利要求
1所述的跨臨界CO2制冷循環(huán)用往復(fù)活塞壓縮機(jī),其特征在于,所述的活塞(4)與連桿(6)直接通過滑動(dòng)活塞銷(5)進(jìn)行連接,活塞(4)徑向被約束,可沿其中心線自由轉(zhuǎn)動(dòng),軸向具有一定的自由度,軸向滑動(dòng)的約束為氣缸(40)的圓柱形內(nèi)壁面,活塞銷(5)兩端采用球面設(shè)計(jì),并使用柔性材料制作后使用過盈配合套入活塞銷圓柱內(nèi),活塞銷(5)兩端球面各鉆一小孔,與活塞銷(5)內(nèi)孔相通。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種跨臨界CO
文檔編號F04B39/00GK1995751SQ200610105259
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月22日
發(fā)明者邢子文, 馬元, 何志龍, 彭學(xué)院 申請人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan