CN200955483Y - 太阳能空调压缩机 - Google Patents

Abstract

一种太阳能空调压缩机，主活塞(35)的长度较常规活塞长，外径小于主气缸(36)内径，其上端外缘有胶环(8)；主气缸(36)上段外周有环水箱(37)，下段内有扫气板(25)；出气管(22)和回气管(23)连通于主气缸(36)与聚热管(58)之间；聚热管(58)定置于反光槽(59)焦点线上；永磁主转子(73)、密封罩(74)及应转子(75)互不碰触，应转子(75)与致冷剂压缩部的曲轴(77)固定连接。本技术可直接将阳光中的热能转为机械能供给致冷剂压缩部，制造成本低，且利于环境保护。

Description

太阳能空调压缩机

                                技术领域

本实用新型属利用太阳能的空调压缩机。

                                背景技术

目前，将太阳能转变为机械能的技术很多，根据不同的工质温度、压力，大体可分为三种类型：高温高压类、低温低压类和高温低压类。第一类对制造技术要求很高，制造成本也高；第二类对制造技术要求不高，但输出功率与设备体积之比太小，要获得大功率就要加大设备体积，成本同样高；第三类虽然功率与体积比比第二类要高很多，但此类热机的气缸容积都在几十升以上，而且必须保证气缸与活塞之间有良好的密封性，因此，对制造技术的精密度要求也很高，制造成本当然很高；此外，密封性能好的大体积热机气缸及活塞，会因受热不均而发生轻微变形，造成堵缸。由于以上原因，妨碍了这些技术的推广。

关于如何把机械能传递给致冷压缩机，目前的技术方法有两种：一种为通过转轴直接与致冷压缩机曲轴连接，但容易造成致冷剂泄漏；另一种为先把机械能变为电能再供给封闭式压缩机内的电机，防止了泄漏，但这种机械能→电能→机械的能量传递方式，转换环节多，额外能耗大。

                                  发明内容

本实用新型要解决的技术问题是降低太阳能空调压缩机热动力部设备对制造精密度的要求，大幅度降低制造成本，高效率地将机械能传递给致冷压缩机并防止致冷剂泄漏。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型的太阳能空调压缩机，有太阳光聚热装置、气缸、传动装置、控制电路及其他配套零部件，其特征是

a.热动力部分的主活塞35长度较常规活塞长，其上端外缘有主活塞胶环8；主活塞与主气缸36的筒壁之间有间隙；主气缸上段外周有环水箱37；主气缸下段内有扫气板25；出气间延管24固定在扫气板上；回气管23的回气管口18端与主气缸切向连通。

b.无接触传输部分中有永磁体主转子73和筒壁内布置有若干个各自独立闭合线圈的应转子75；密封罩74置于主转子和应转子之间且互不碰触，密封罩与致冷剂压缩部外壳构成一个密封体。

本实用新型的太阳能空调压缩机的有益效果是：

1.可直接利用取之不尽的清洁能源太阳能作为空压机的能源，不仅成本低廉，而且保护了环境；

2.主活塞较长，其上端因离热气膨胀区较远而温度较低，以及主气缸上段外周环水箱的冷却作用，为主活塞胶环提供了可行的工作环境。

3.主活塞与主气缸筒壁之间留有间隙，采用胶质的活塞环作为密封环，大大降低了对主活塞和主气缸精密度的要求，防止了堵缸的发生，还可大大减小活塞和气缸壁的厚度。

4.扫气板既能协助主活塞排废气，又能在扫气板下方空间吸气，缩短了热动力部分的非做功时间；

5.经加热并向主气缸回送的热空气以圆切角冲入气缸中形成涡流，分布在涡流的外缘，分布在涡流中间的原在缸内的低温气体，被吸出送往聚热管再进行加热，使气缸内的空气受热更均匀、彻底。

6.通过主转子隔着玻璃密封罩将机械能传递给应转子带动致冷剂压缩部活塞79工作，既能高效率地传递机械能，又能保证致冷剂压缩部外壳的密封性能不受影响，防止泄漏发生。

                                  附图说明

图1是本实用新型太阳能空调压缩机的结构示意图。

图2是本实用新型太阳能空调压缩机热动力部份的结构示意图。

图3是本实用新型太阳能空调压缩机控制电路部份的结构示意图。

图4是本实用新型太阳能空调压缩机聚热部份的结构示意图。

图5是本实用新型太阳能空调压缩机动力传输部份的结构示意图。

图6是动力传输中接触传输部份的变速齿轮轴向视图。

图7是动力传输中无接触传输部份的结构示意图。

图8是应转子75的立体剖视图。

                                具体实施方式

主活塞35的长度较常规活塞长，其上端外缘套有倒缘状的具有密封功能的主活塞胶环8；在主活塞胶环8上下滑动所能接触到的主气缸36的上段外周设置环水箱37；主活塞35与主气缸36筒壁之间有一定的间隙，仅为主活塞胶环8的外缘与主气缸筒壁保持密合接触。

主气缸36内的下段设置能上下移动的圆形扫气板25，出气间延管24固定在扫气板25上，出气间延管24的左端口与扫气板25的边缘齐平，右端口指向扫气板中心，扫气板处在最低处时，出气间延管24左端口正对出气管口19；扫气板25上还设置气窗28和窗阀片29；主气缸底壁26中心开有漏斗状的孔，扫气板柄27从孔中伸出主气缸底部。

出气管22一端接聚热管58的进气端，另一端是通向主气缸筒壁上的出气管口19；回气管23一端接聚热管58的出气端，另一端是在主气缸筒壁上、切向输入主气缸的回气管口18；主气缸与大副缸16、小副缸12固定连接，主活塞与大副活塞17联动，小副活塞13与扫气板柄27联动；进气阀31和排气阀33与启阀栓30为活动连接。

主活塞柄2上的主活塞柄齿1与小变速齿轮61啮合，大变速齿轮62与主横轴齿轮60啮合，与主横轴齿轮同轴的有飞轮63、主横轴65、皮带轮67和主转子73；应转子75和应转子轴76及曲轴77同轴并固定连接。

主转子73为圆柱状，由永磁体制成，磁体两极以主横轴65轴心为对称轴；应转子75为圆桶状，由环状硅铁片叠合而成，内腔有玻璃密封罩74和主转子73，在应转子的桶壁内开有若干对纵槽80，桶壁两端各开有一个环槽72，环槽把同一端的纵槽连通在一起，槽中布置个数与纵槽对数相等、各自独立闭合的线圈81，每个线圈跨两个纵槽布线，环槽为各线圈所共用；玻璃密封罩74为圆桶状，置于主转子73和应转子75之间，且互不碰触；玻璃密封罩与致冷剂压缩部外壳紧密连接，共同构成一个密封的壳体。

在控制电路中，蓄电池38的正极接随杆电极41及电泵49的其中一端引线，负极接电泵定电极51及启阀电磁铁48与闭阀电磁铁52的共用引线端；电泵49的另一端引线与随栓电极50连接，启阀电磁铁48的另一端引线与启阀电极40接连，闭阀电磁铁52的另一端引线与闭阀电极43连接；调高电磁铁47与光敏电阻53串联。随杆电极41固定在右横杆3上，绝缘垫42介于随杆电极和右横杆之间。随栓电极50固定在启阀栓30上并与之绝缘。

在工作循环起始状态下，因闭阀电磁铁52通电产生磁力，把启阀栓30吸向右边，进气阀31和排气阀33联动关闭，主活塞35下方空间与出气管22、回气管23和聚热管58形成一个密闭的循环管道系统。由于随栓电极50也随着启阀栓30移到右边，电泵49通电启动，使主气缸36内的空气由缸内的中底部被吸入出气间延管24、再经出气管口19、出气管22到达聚热管58，在流经聚热管时，气体被迅速加热到300℃至400℃，热空气又经回气管23送回，从回气管口18以圆切角角度冲进主气缸36内并形成涡流。在电泵的驱动下，主气缸内的空气被不断地循环加热，在数秒钟内缸内空气温度迅速升高，体积(气压)增大，推动主活塞向上移动。虽然缸内气压只增加1个标准大气压左右，但主活塞的截面积较大，其产生的推力相当大。

由于大副活塞17与主活塞联动，主活塞上移时，大副活塞联动上移，大副缸16内出现负压，外界空气推开带弹簧11的泄压阀14进入大副缸内，并随大副活塞上移而持续进入大副缸内。

主活塞上升至最高位置时，与主活塞联动上移的随杆电极41接通了启阀电磁铁48的电路，于是启阀栓30被吸向左，启阀栓顶开联动的排气阀33和进气阀31，排、进气门均开通。在重力作用下，主活塞向下移动，随杆电极41联动下移，将主气缸内的废气从排气门34压出，通过左横杆4、大副活塞柄7使大副活塞17也随着主活塞联动下移。

随着大副活塞向下移，泄压阀14关闭，大副缸内气压逐渐增大，当大到足以推动小副活塞13时，小副活塞13和与其固定连接的小副活塞柄21被向上推动，扫气板25通过与小副活塞13连接的扫气板柄27从主气缸底部联动上移，导致扫气板与主活塞相向移动，共同挤压两者之间的废气，加快了排气速度。在扫气板上移的过程中，因扫气板与主气缸底壁26之间的空间体积加大，气压减小，外界空气得以经进气门32进入主气缸内。因此，扫气板的上移同时起到协助主活塞排废气和促使主气缸下部吸气作用。

由于大副缸的容积比小副缸大得多，所以在大副活塞下移的过程中，小副活塞上移的速度比大副活塞下移的速度快得多，因此，小副活塞很快就上移到了小副缸顶端10，与小副活塞联动的扫气板也同步上移到达设计的最高处(板面与排气门的下缘齐平)。

小副活塞到达顶端后，大副活塞仍继续与主活塞联动下移，小副缸和大副缸内的气压继续增大，当气压超过限定值时，限压阀15排出部分气体减压，防止了大副活塞和主活塞联动下移受阻的情况出现。

当大副活塞即将下移到最低处时，联动的顶阀杆9顶开泄压阀14，大、小副缸泄压。大副活塞继续下移至最低处主活塞也下移到设计的最低处，主活塞柄环5碰到主活塞柄瓦轴6，主活塞底部与扫气板相碰，扫气板上的出气间延管24陷入延管槽20内。至此，主气缸完成废气排除。

顶阀杆9顶开泄压阀后，随着大、小副缸内气压降低，小副活塞与扫气板在重力作用下加速下落，使扫气板下方的气压大于上方的气压，于是下方的气体在气窗28处推开窗阀片29流到上方，直到扫气板回落到主气缸底为止。

主活塞下移到最低处标志着一个工作循环结束，下一工作循环即将开始。此时随杆电极又接通了闭阀磁铁的电路，启阀栓被吸向右，进、排气阀联动关闭，随栓电极又接通了电泵的电路……又开始一个新的工作循环。

控制电路中，蓄电池38的正极通过簧状导线39与随杆电极41连接，右横杆3下侧有绝缘垫42。当随杆电极41向上与启阀电极40接触时，接通了启阀电磁铁48的电路，启阀栓被吸向左，随栓电极也靠左，电泵49因定电极51与随栓电极的连接断开而停止工作，进气阀和排气阀打开；当随杆电极向下与闭阀电极43接触通电时，启阀栓被吸向右，电泵处于工作状态，进、排气阀关闭。

启阀电极40的位置会随着阳光强度变化而上下移动。当阳光强度变小时，光敏电阻53阻值增大，调高电磁铁47的电流减少，对垂线铁块46的吸力减少，牵线弹簧44在绕线轮45上产生的力矩大于垂线铁块46的力矩，于是牵线弹簧回缩，启阀电极40跟随纤维线54被下移；反之，则启阀电极上移。这样就可以防止因光照强度较小时温度降低、主活塞无法上升到设计的最高位、随杆电极接触不到启阀电极而使机器的循环中断，保证机器仍能正常工作。

在动力传输系统的接触传输部分设备中，在蓄电池正极的引线56中串联了一个光控开关55。当有直射光时，开关导通；无直射光时开关断开，停止供电，避免电能浪费。

聚热部分的聚热管58、凹面反光槽59、自动对焦系统均利用现有技术。凹面反光槽反射太阳光并聚焦在焦点线上，此处的温度达500℃左右；聚热管固定放置在焦点线上，其内部管道走向为U形。

当主活塞推动着主活塞柄齿向上移动时，小变速齿轮61被向上移动的主活塞柄2上的主活塞柄齿1带动做顺时针转动，小变速齿轮带动大变速齿轮62也做顺时针转动，大变速齿轮又使主横轴齿轮60带着主横轴65和飞轮63等转动，皮带轮67通过皮带66带动直流发电机64发电对蓄电池38充电。

当主活塞向下移动时，小变速齿轮被带动做逆时针转动，但由于小变速齿轮61与大变速齿轮62之间的连接结构(包括倒向齿68、内盘69、弹片70和倒梢71)的作用，大变速齿轮、飞轮63及主横轴65等不受影响，仍保持原来的转动方向。

主转子在随主横轴65转动时在应转子内产生一个旋转磁场，应转子内的闭合线圈81产生感应电流与主转子磁场发生力的作用，在磁感应力矩的作用下，应转子产生转动并带动曲轴77，曲轴77通过连杆78带动致冷剂压缩部活塞79工作。

Claims (1)

1.一种太阳能空调压缩机，有太阳光聚热装置、气缸、传动装置、控制电路及其他配套零部件，其特征是：

a.热动力部分的主活塞(35)长度较常规活塞长，其上端外缘有主活塞胶环(8)；主活塞与主气缸(36)的筒壁之间有间隙；主气缸上段外周有环水箱(37)；主气缸下段内有扫气板(25)；出气间延管(24)固定在扫气板上；回气管(23)的回气管口(18)端与主气缸切向连通。

b.无接触传输部分中有永磁体主转子(73)和筒壁内布置有若干个各自独立闭合线圈的应转子(75)；密封罩(74)置于主转子和应转子之间且互不碰触，密封罩与致冷剂压缩部外壳构成一个密封体。

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