CN102052809A

CN102052809A - 一种用于吸附式制冷机的新型蒸汽阀门

Info

Publication number: CN102052809A
Application number: CN 201010612375
Authority: CN
Inventors: 陈勇; 小林敬幸; 黄宏宇; 郭华芳; 何兆红; 鲁涛; 袁浩然
Original assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102052809B

Abstract

本发明公开了一种应用于吸附式制冷机中蒸汽阀门的新结构，由底盘和盖板构成，其中底盘上面开有连通孔，盖板的上方端与底盘固定，阀门不工作时，盖板覆盖在底盘的连通孔上。这种阀门结构仅依靠阀门两侧的压力差进行控制，利用两侧的压力差，使覆盖在底盘上的盖板打开，实现阀门的开启。并且四组蒸汽阀门组成阀门组应用于吸附式制冷机中，蒸发器与吸附床、吸附床与冷凝器之间只依靠蒸汽阀门进行连接，没有管道的连接。本发明的应用，能够大幅度减小吸附式制冷机的体积，推动吸附式制冷机向小型化的发展。

Description

一种用于吸附式制冷机的新型蒸汽阀门

技术领域

本发明涉及一种应用于吸附式制冷机中控制蒸汽制冷剂流通的新型蒸汽阀门，属于吸附式制冷技术领域。

背景技术

自1973年中东战争引起世界性石油危机以来，能源问题成为了举世瞩目的重大问题。解决世界能源问题的一个重要途径是有效利用低品位能源，包括可再生能源的开发利用以及各种余热的回收利用。另一方面，臭氧层的破坏和全球气候变暖，是当前全球所面临的主要的环境问题，所以寻找CFCs和HCFCs等传统制冷剂的替代物(天然制冷剂)以及新型制冷方式已成为制冷技术研究的热点。

吸附式制冷的驱动热源为50℃以上的工业废热和太阳能等低品位热能，同时吸附制冷所采用的制冷剂都是天然制冷剂，如水、氨、甲醇以及氢等，其臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(GWP)均为零，符合21世纪低碳社会的发展主题。与蒸汽压缩式制冷相比，吸附式制冷具有节能、环保、控制简单、运行费用低等优点；与液体吸收式系统相比，固体吸附式制冷适用的热源温区范围大、不需要溶液泵或精馏装置，也不存在制冷剂的污染、盐溶液结晶以及对金属的腐蚀等问题。所以相对于吸收式制冷，吸附式制冷具有更为广阔的应用范围，更加有效的利用低品位热源，达到节能减排的效果。

现在，吸附式制冷技术发展的比较快，但都是应用于大型机组里，要求输出功率大，装置体积也相当大。近年来，应用范围更加广泛的低输出功率吸附式制冷机的开发也越来越被重视。在低输出功率吸附式制冷机的研究中，吸附式制冷机的小型化则是重要课题之一。目前国内研究的吸附式制冷机中的各组成单元基本上是由管道进行连接的，制冷剂通过在管道内循环流动，实现整个吸附式制冷机的运行。即：吸附床、蒸发器、冷凝器之间通过管道进行连接。加热吸附床时，吸附床脱附的气态制冷剂通过管道进入到冷凝器中进行冷凝；或者当冷却吸附床时，蒸发器内气态制冷剂通过管道进入吸附床内，吸附床完成吸附过程。吸附式制冷机中大量管道的应用，使得吸附式制冷机的体积庞大，难以小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附式制冷机中的阀门，既可以使吸附式制冷机实现小型化，结构紧凑，又可以在蒸汽制冷剂蒸发、冷凝时具有良好的开关性能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：一种应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其对应的由底盘和盖板组成，底盘上开有连通孔，盖板一端与底盘固定；当所述蒸气阀门不工作时，盖板覆盖在底盘的连通孔表面；具有由蒸气阀门组成的蒸汽阀门组。

所述四组蒸气阀门为单向阀门，蒸汽阀门对应的盖板分别设置在底盘上连通孔重力方向的上方，其上方端被固定在底盘上连通孔重力方向上方侧的位置。

所述的连通孔是由贯穿蒸汽阀门底盘的孔组成。

四组蒸气阀门各自相对水平方向倾斜一定的角度，使蒸汽阀门上面凝结的制冷剂迅速流下，防止因液态的制冷剂重量阻碍蒸汽阀门的开启，并且四组蒸汽阀门一端相互焊接固定。

蒸气阀门分别对应的盖板材料为不粘水材料。

蒸气阀门分别对应的盖板材料为轻质材料，仅仅通过压力差打开蒸汽阀门。

蒸气阀门工作的原理：当蒸汽阀门底盘侧的密闭空间压力大于盖板侧的密闭空间压力，且这两个密闭空间的压力差足使盖板打开时，蒸汽阀门实现开启过程，蒸汽制冷剂从底盘侧的密闭空间经过连通孔进入盖板侧的密闭空间；当蒸汽阀门底盘侧的密闭空间压力小于盖板侧的密闭空间压力，或者底盘侧的密闭空间压力大于盖板侧的密闭空间压力，但这两个密闭空间的压力差不能使盖板打开时，盖板会紧密覆盖在底盘的连通孔上，蒸汽阀门为关闭状态，且保持良好的密封性。

吸附式制冷机中的吸附床与蒸发器、吸附床与冷凝器之间分别采用蒸汽阀门连接，而没有管道的连接。吸附床与蒸发器、吸附床与冷凝器之间的连接是通过蒸汽阀门组中的盖板利用吸附床、蒸发器、冷凝器之间的压力差打开或关闭来实现的。

本发明有益的效果是：

由于蒸汽阀门只由有连通孔的底盘和通过压力差控制开闭的盖板构成，所以蒸汽阀门的构成非常简单，易加工制造。

由于蒸气阀门组中的四组蒸气阀门各自相对水平方向倾斜平板构成，所以即使蒸汽制冷剂被冷凝在四组蒸气阀门表面上，冷凝的液态制冷剂也会沿着倾斜的蒸气阀门下方流下来。这种结构抑制了冷凝的液态制冷剂滞留在蒸汽阀门的底盘连通孔的周边以及蒸汽阀门盖板上面，从而可以更好的保持四组蒸汽阀门盖板的开关动作良好运行性。

蒸汽阀门盖板设置在底盘的连通孔的重力方向的上方，其上方端被固定在底盘的连通孔重力方向上方侧的位置。此结构，可以抑制倾斜平板上液态制冷剂的流动对蒸汽阀门盖板开闭造成的阻碍，从而可以更好地保持蒸汽阀门盖板的开关动作良好运行性。

吸附式制冷机中吸附床与蒸发器、吸附床与冷凝器之间分别采用蒸汽阀门连接，而没有管道的连接，可以大幅度减小吸附式制冷机的体积，实现制冷机的紧凑化和小型化。

附图说明

图1为本发明的蒸气阀门的示意图；

图2为本发明实施例中第一过程的应用于吸附式制冷机的蒸汽阀门应用结构示意图；

图3为本发明实施例中第二过程的应用于吸附式制冷机的蒸汽阀门应用结构示意图；

附图标记说明：1，盖板；2，底盘；3，连通孔；4、5、6、7蒸气阀门；11、21、31、41，蒸汽阀门盖板；12、22、32、42，蒸气阀门底盘；51，左吸附床；52，右吸附床；53，蒸发器；54，冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，一种应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其对应的由底盘2和盖板1组成，底盘2上开有连通孔3，盖板1一端与底盘2固定；当蒸气阀门不工作时，盖板1覆盖在底盘2的连通孔3表面；具有由蒸气阀门4、5、6、7组成的蒸气阀门组。

所述蒸气阀门4、5、6、7为单向阀门，蒸汽阀门4、5、6、7对应的盖板11、21、31、41分别设置在底盘12、22、32、42上连通孔重力方向的上方，其上方端被固定在底盘12、22、32、42上连通孔重力方向上方侧的位置；连通孔是由贯穿蒸汽阀门4、5、6、7分别对应的底盘12、22、32、42的孔组成；蒸气阀门4、5、6、7各自相对于水平方向倾斜一定的角度，并且四组蒸汽阀门4、5、6、7一端相互焊接固定，应用于吸附式制冷机中；蒸气阀门4、5、6、7分别对应的盖板11、21、31、41材料为不粘水材料、轻质材料；其中，左吸附床51、右吸附床52放置在蒸汽阀门4、5、6、7组形成空间的左右两侧，蒸发器53放置于蒸汽阀门组的下侧，冷凝器54放置于蒸汽阀门组的上侧。

吸附式制冷机内蒸汽阀门的工作原理：当蒸汽阀门底盘侧的密闭空间压力大于盖板侧的密闭空间压力，且这两个密闭空间的压力差足使盖板打开时，蒸汽阀门实现开启过程，蒸汽制冷剂从底盘侧的密闭空间经过连通孔进入盖板侧的密闭空间；当蒸汽阀门底盘侧的密闭空间压力小于盖板侧的密闭空间压力，或者底盘侧的密闭空间压力大于盖板侧的密闭空间压力，但这两个密闭空间的压力差不能使盖板打开时，盖板会覆盖在底盘的连通孔上，蒸汽阀门为关闭状态，且保持良好的密封性。

本实施例中的吸附式制冷机通过交替加热、冷却左右吸附床，来控制蒸气阀门的开闭，实现制冷剂的循环运动。本实施例中工作过程包括两个过程：一是左吸附床冷却过程，右吸附床加热过程；二是左吸附床加热过程，右吸附床冷却过程。

第一过程请参阅图2所示：

1、左吸附床冷却过程，右吸附床加热过程

冷却左吸附床51，蒸发器53内的压力大于左侧吸附床51内的压力，且压力差足以打开蒸汽阀门7的盖板41，蒸发室53内的蒸气制冷剂通过底盘42上的连通孔进入左吸附床51内，由于冷凝器54内的压力大于左吸附床51的压力，所以蒸汽阀门4的盖板11紧密的覆盖在底盘12上；同时加热右吸附床52，右吸附床52内的压力大于冷凝器54的压力，且压力差足以打开蒸汽阀门5的盖板21，右吸附床52的蒸气制冷剂通过底盘22上的连通孔进入冷凝器54内，同时由于右吸附床52的压力大于蒸发器53的压力，蒸汽阀门6的盖板31紧密的覆盖在底盘32上。冷凝器54内气态蒸气制冷剂通过冷凝器54冷凝，成为液态的制冷剂。

第二过程请参阅图3所示：

2、左吸附床加热过程，右吸附床冷却过程

加热左吸附床51，左吸附床51内的压力大于冷凝器54内的压力，且压力差足以打开蒸汽阀门4的盖板11，左吸附床51内的蒸气制冷剂通过底盘12上的连通孔进入冷凝器54内进行冷凝，同时由于左吸附床51内的压力大于蒸发器53内的压力，所以蒸汽阀门7的盖板41紧密的覆盖在底盘42上；同时冷却右吸附床52，蒸发器53内的压力大于右吸附床52的压力，且压力差足以打开蒸汽阀门6的盖板31，蒸发器53内的蒸气制冷剂通过底盘32上的连通孔进入右吸附床52内，同时由于冷凝器54的压力大于右吸附床52内的压力，蒸汽阀门5的盖板21紧密的覆盖在底盘22上。冷凝器54内气态制冷剂通过冷凝器54冷凝，成为液态的制冷剂。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims

1.一种应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其对应的由底盘(2)和盖板(1)组成，其特征是：所述底盘(2)上开有连通孔(3)，盖板(1)一端与底盘(2)固定；当所述蒸气阀门不工作时，盖板(1)覆盖在底盘(2)的连通孔(3)表面；具有由蒸气阀门(4、5、6、7)组成的蒸气阀门组。

2.根据权利要求1所述的应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其特征是：所述蒸气阀门(4、5、6、7)为单向阀门，蒸汽阀门(4、5、6、7)对应的盖板(11、21、31、41)分别设置在底盘(12、22、32、42)上连通孔重力方向的上方，其上方端被固定在底盘(12、22、32、42)上连通孔重力方向上方侧的位置。

3.根据权利要求1所述的应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其特征是：所述连通孔是由贯穿蒸汽阀门(4、5、6、7)分别对应的底盘(12、22、32、42)的孔组成。

4.根据权利要求1所述的应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其特征是：所述蒸气阀门(4、5、6、7)各自相对于水平方向倾斜一定的角度，并且四组蒸汽阀门(4、5、6、7)一端相互焊接固定。

5.根据权利要求1所述的应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其特征是：所述蒸气阀门(4、5、6、7)分别对应的盖板(11、21、31、41)材料为不粘水材料。

6.根据权利要求1所述的应用于吸附式制冷机的蒸气阀门，其特征是：所述蒸气阀门(4、5、6、7)分别对应的盖板(11、21、31、41)材料为轻质材料。