CN102102922B - 一种喷射式制冷系统的喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷射式制冷系统的喷射器，包括入口轴承、壳体、出口轴承、旋转叶片和旋转混合室，所述的旋转混合室安装在壳体的内部，其前端与入口轴承连接、后端与出口轴承连接，所述的旋转叶片安装在旋转混合室内壁的安装槽内；所述的旋转叶片的固定段平面与旋转混合室的轴线共面，压缩段平面与固定段平面之间具有向下倾斜角度α，驱动段平面与固定段平面之间具有向上倾斜角度β。由于本发明的混合室是可以旋转的并带有旋转叶片的旋转混合室，旋转叶片可以起到两个作用：一是叶片驱动段在工作流体的驱动下带动旋转混合室转动；二是叶片压缩段卷吸引射流体。在相同尺寸和工作条件下，本发明的性能系数COP可在原有基础上提高1倍以上。

Description

一种喷射式制冷系统的喷射器

技术领域

本发明涉及一种喷射式制冷系统，特别是一种喷射式制冷系统的喷射器。

背景技术

随着能源危机的加剧，喷射式制冷、吸收式制冷等可利用低品位热源为驱动力的制冷方式越来越受到人们的重视。喷射式制冷系统以其结构简单、运动部件少、运行成本低等优点越来越受到大家的青睐，并广泛应用于空调制冷领域。传统喷射式制冷系统的运行效果主要因其性能系数COP较低而受到制约，因此对于喷射式制冷的研究广泛集中于如何提高系统的性能系数COP。对于提高喷射式制冷系统性能系数COP的研究主要集中于以下几个方面：

1、双效喷射吸收式制冷、喷射-压缩式制冷等的研究；

2、双元工质在喷射式制冷系统中的研究；

3、喷射器自身结构改进的研究，如喷嘴结构、喷射器喉部结构的研究。

但以上研究的效果并不明显，系统的性能系数COP最高可提高50％，因此，对喷射器自身结构改进的研究仍需进一步提高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以提高性能系数COP的喷射式制冷系统的喷射器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种喷射式制冷系统的喷射器，包括入口轴承、壳体、出口轴承、旋转叶片和旋转混合室，所述的入口轴承通过过盈配合方式安装在壳体前部的内侧，所述的出口轴承通过过盈配合方式安装在壳体后部的内侧，所述的旋转混合室安装在壳体的内部，其前端与入口轴承连接、后端与出口轴承连接，所述的旋转叶片安装在旋转混合室内壁的安装槽内；所述的旋转叶片包括压缩段、固定段和驱动段，旋转叶片的前段为压缩段、中间段为固定段、后段为驱动段，旋转叶片的固定段平面与旋转混合室的轴线共面，压缩段平面与固定段平面之间具有向下倾斜角度α，驱动段平面与固定段平面之间具有向上倾斜角度β。

本发明所述的向下倾斜角度α为10-20度，向上倾斜角度β为1-6度。

本发明所述的旋转叶片采用1mm厚的不锈钢片制作，旋转混合室选用特氟龙材料制作。

本发明所述的入口轴承和出口轴承是自润滑轴承。

本发明所述的喷射式制冷系统采用两种不同的工质分别作为工作流体和引射流体；工作流体和引射流体采用潜热比高、比重比大且不易混合的工质；所述的工作流体采用HFE7300或HFE7500，引射流体采用水。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明的混合室是可以旋转的并带有旋转叶片的旋转混合室，旋转叶片可以起到两个作用：一是叶片驱动段在工作流体的驱动下带动旋转混合室转动；二是叶片压缩段卷吸引射流体。其原理与涡轮增压器基本相同，从而可以提高喷射式制冷循环的引射系数，大大地提高喷射式制冷循环的性能系数COP。在相同尺寸和工作条件下，喷射式制冷循环的性能系数COP可在原有基础上提高1倍以上。

2、本发明中旋转混合室入口轴承和出口轴承均采用自润滑轴承，不会引入外来污染物，对喷射器内部流体无污染。

3、采用HFE7300、HFE7500和水分别作为工作流体和引射流体，利用这两种工质汽化潜热比高，其汽化潜热比大约30左右，根据温度情况不同有所变化。工作流体与引射流体的比重比较大，其比重比约为1.6～2.5，且互不相容。根据性能系数COP在喷射式制冷系统中的定义，

$\mathrm{COP}=\mathrm{\ω}\·\frac{h_{\mathrm{fs}}}{h_{\mathrm{fp}}}$

式中ω-引射系数；

h_fs-引射流体的汽化潜热值；

h_fp-工作流体的汽化潜热值。

由上式可见，在理论上，喷射式制冷系统的性能系数COP可提高30倍左右。

附图说明

本发明共有附图4张，其中：

图1是喷射式制冷系统的喷射器的结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是喷射式制冷系统的喷射器的旋转叶片的形状示意图。

图4是喷射式制冷系统的喷射器的旋转叶片的安装平面示意图。

图中：1、入口轴承，2、外部壳体，3、出口轴承，4、旋转叶片，5、旋转混合室，6、压缩段，7、固定段，8、驱动段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-4所示，一种喷射式制冷系统的喷射器，包括入口轴承1、壳体2、出口轴承3、旋转叶片4和旋转混合室5，所述的入口轴承1通过过盈配合方式安装在壳体2前部的内侧，所述的出口轴承3通过过盈配合方式安装在壳体2后部的内侧，所述的旋转混合室5安装在壳体2的内部，其前端与入口轴承1连接、后端与出口轴承3连接，所述的旋转叶片4安装在旋转混合室5内壁的安装槽内；所述的旋转叶片4包括压缩段6、固定段7和驱动段8，旋转叶片4的前段为压缩段6、中间段为固定段7、后段为驱动段8，旋转叶片4的固定段7平面与旋转混合室5的轴线共面，压缩段6平面与固定段7平面之间具有向下倾斜角度α，驱动段8平面与固定段7平面之间具有向上倾斜角度β。所述的向下倾斜角度α为10-20度，向上倾斜角度β为1-6度。所述的旋转叶片4采用1mm厚的不锈钢片制作，旋转混合室5选用特氟龙材料制作。所述的入口轴承1和出口轴承3是自润滑轴承。所述的喷射式制冷系统采用两种不同的工质分别作为工作流体和引射流体；工作流体和引射流体采用潜热比高、比重比大且不易混合的工质；所述的工作流体采用HFE7300或HFE7500，引射流体采用水。

本发明的工作原理如下：旋转叶片4可分成两部分：靠近出口轴承3的部分用于驱动旋转混合室5转动，靠近入口轴承1的部分用于卷吸引射流体。当来自喷嘴的工作流体作用于旋转叶片4靠近出口轴承3的部分时，由于高速流体的冲击使旋转叶片4产生一个顺时针或逆时针方向的作用力，具体旋转方向根据旋转叶片4安装的角度而定，在此作用力的驱动下，旋转混合室5按照顺时针或逆时针方向转动，因而旋转叶片4靠近入口轴承1的部分可以在工作流体卷吸引射流体的基础上卷吸更多的引射流体，提高喷射式制冷循环的引射系数，从而提高喷射式制冷循环的性能系数COP。

Claims (5)

1.一种喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：包括入口轴承(1)、壳体(2)、出口轴承(3)、旋转叶片(4)和旋转混合室(5)，所述的入口轴承(1)通过过盈配合方式安装在壳体(2)前部的内侧，所述的出口轴承(3)通过过盈配合方式安装在壳体(2)后部的内侧，所述的旋转混合室(5)安装在壳体(2)的内部，其前端与入口轴承(1)连接、后端与出口轴承(3)连接，所述的旋转叶片(4)安装在旋转混合室(5)内壁的安装槽内；所述的旋转叶片(4)包括压缩段(6)、固定段(7)和驱动段(8)，旋转叶片(4)的前段为压缩段(6)、中间段为固定段(7)、后段为驱动段(8)，旋转叶片(4)的固定段(7)平面与旋转混合室(5)的轴线共面，压缩段(6)平面与固定段(7)平面之间具有向下倾斜角度α，驱动段(8)平面与固定段(7)平面之间具有向上倾斜角度β。

2.根据权利要求1所述的一种喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述的向下倾斜角度α为10-20度，向上倾斜角度β为1-6度。

3.根据权利要求1所述的一种喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述的旋转叶片(4)采用1mm厚的不锈钢片制作，旋转混合室(5)选用特氟龙材料制作。

4.根据权利要求1所述的一种喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述的入口轴承(1)和出口轴承(3)是自润滑轴承。

5.根据权利要求1所述的一种喷射式制冷系统的喷射器，其特征在于：所述的喷射式制冷系统采用两种不同的工质分别作为工作流体和引射流体；工作流体和引射流体采用潜热比高、比重比大且不易混合的工质；所述的工作流体采用HFE7300或HFE7500，引射流体采用水。

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