CN203676192U - 一种太阳能空调衣 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能空调衣，包括上衣、裤子和空调模块，所述空调模块安装于所述上衣背面，所述上衣的内壁上设有至少一个热气进孔和至少一个冷气出孔，所述裤子的内壁上设有至少一个冷气出孔，所述上衣和裤子使用太阳能发电薄膜制成、与空调模块电气相连，所述空调模块通过导气管向裤子和上衣的冷气出孔提供冷气。空调模块采用两个转子相向旋转的压缩机，该压缩机没有滑动件，结构简单，便于维修，同时空调系统利用太阳能来提供电力，可以满足在炎热夏天对户外作业的人员降温的目的。本实用新型无需电池，节能环保，在工程应用方面可实现性很强。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气制冷领域，尤其涉及一种太阳能空调衣。
背景技术
现有关于空调衣一般使用在特殊环境中，比如高温环境和低温环境，不过这些所使用的空调衣均通过统一的管路通入热气或者冷气，没有独立的制冷或者制热系统，正因如此空调衣一般只在室内即有限的环境空间中使用，而用于户外作业的空调衣目前只处于概念设计，其中有关专利利用电子半导体制冷形成了独立的空调模块，结构简单，可是制冷效率和制冷量受电子半导体制冷原件的限制并不大，基本目前实现工程应用不太可能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种制冷效果良好、可以独立在户外使用的太阳能空调衣。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种太阳能空调衣，包括上衣、裤子和空调模块，所述空调模块安装于所述上衣背面，所述上衣的内壁上设有至少一个热气进孔和至少一个冷气出孔，所述裤子的内壁上设有至少一个冷气出孔，所述上衣和裤子使用太阳能发电薄膜制成、与空调模块电气相连，所述空调模块通过导气管向裤子和上衣的冷气出孔提供冷气。
作为本实用新型一种太阳能空调衣的进一步的优化方案，所述空调模块由压缩机、膨胀阀、散热器和空气冷却器组成，所述压缩机、散热器、膨胀阀和空气冷却器通过制冷剂导管依次连接形成制冷循环系统。
作为本实用新型一种太阳能空调衣的进一步的优化方案，所述压缩机包括永磁无刷电机、第一转子、第二转子、第一齿轮、第二齿轮、长轴、短轴和压缩机外壳，所述压缩机外壳包括盖板和壳体，所述盖板的内壁上设有与短轴连接的轴承；
所述第一转子通过键安装于长轴上，所述第二转子通过键安装于短轴上，所述第一齿轮和第二齿轮中间均设有齿轮方孔，所述长轴一端与永磁无刷电机连接，另一端通过第一齿轮的方孔与第一齿轮连接，所述短轴一端通过第二齿轮的方孔与第二齿轮连接，另一端与所述轴承连接，所述第一齿轮与第二齿轮相互咬合；
所述第一转子周边设有至少一个压缩端，所述第二转子周边相应地设有用于和第一转子的压缩端相互咬合、进而和所述盖板、所述壳体的底面形成压缩腔或者膨胀腔的压缩端，所述壳体的底面相应地设有吸气孔、排气孔、吸气管和排气管，所述吸气管、排气管分别与所述吸气孔、排气孔相连，所述吸气管内设有第一压力阀，所述排气管内设有第二压力阀.
作为本实用新型一种太阳能空调衣的进一步的优化方案，所述散热器包括散热器外壳、换热翅片、散热导管和散热风扇，所述散热器外壳上设有散热器制冷剂进口和散热器制冷剂出口，所述散热导管设置在散热器外壳内，其两端分别与散热器制冷剂进口、散热器制冷剂出口相连，散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与膨胀阀进口相连，所述换热翅片安装在散热导管上，所述散热风扇设置在散热器外壳的一侧，风向为朝向散热器的方向, 所述散热器制冷剂进口通过制冷剂导管与所述压缩机的排气管相连，所述散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述膨胀阀相连。
作为本实用新型一种太阳能空调衣的进一步的优化方案，所述空气冷却器包括冷却器外壳、换热翅片和冷却导管，所述冷却器外壳上设有空气进口、空气出口、空气冷却器制冷剂进口和空气冷却器制冷剂出口，所述冷却导管设置在空气冷却器外壳内，其两端风别与空气冷却器制冷剂进口、空气冷却器制冷剂出口相连，所述换热翅片安装在冷却导管上，所述空气进口通过导气管与所述热气进孔相连，所述空气出口通过导气管与所述冷气出孔相连，所述空气冷却器制冷剂进口通过制冷剂导管与膨胀阀出口相连, 所述空气冷却器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述压缩机的吸气管相连。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.制冷效果良好，可以独立在户外使用；
2.无需电池，节能环保；
3.使用机械热力空调循环及特种微型高效压缩机带代替电子半导体制冷原件，在工程应用方面可实现性很强。
附图说明
图1是上衣空调模块示意图；
图2是裤子冷却空气通道布置；
图3是上衣侧视图；
图4是压缩机整体图；
图5是压缩机内部图；
图6是压缩机核心部件图；
图7是压缩机外壳的底面仰视图；
图8是压缩机外壳的底面俯视图；
图9是盖板的结构示意图；
图10是具有一个压缩端的转子的结构示意图；
图11是短轴示意图；
图12是长轴的结构示意图；
图13是第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；
图14是轴承的结构示意图；
图15是压缩端咬合运动示意图；
图16是具有两个压缩端的转子的结构示意图；
图17是具有四个压缩端的转子的结构示意图；
图18是具有六个压缩端的转子的结构示意图；
图19是膨胀阀的结构示意图；
图20是空气冷却器的结构示意图；
图21是空气冷却器中换热翅片与管道的连接图；
图22是空气冷却器内部图；
图23是散热器的结构示意图；
图24是空调模块原理图。
图中标号名称：1、永磁无刷电机，2、吸气管，3、排气管，4、盖板，5、第一齿轮，6、壳体，7、长轴，7-1、第一长轴端面，7-2、第二长轴端面，7-3、第三长轴端面，7-4、第四长轴端面， 8、短轴，8-1、第一短轴端面，8-2、第二短轴端面，8-3、第三短轴端面，8-4、第四短轴端面，9、第一转子，10、齿轮方孔，11、排气孔，12、吸气孔，13、壳体轴承槽，14、盖板轴承槽，15、压缩端，16、压缩机外壳，17、轴承，18、压缩机，19、散热器，20、膨胀阀，21、空调模块，22、冷气出孔，23、空气冷却器，24、制冷剂导管，25、膨胀阀出气口，26、膨胀阀进气口，27、散热风扇，28、换热翅片， 30、散热导管，31、空气冷却器外壳，32、空气冷却器制冷剂进口，33、冷却导管，34、空气冷却器制冷剂出口，35、空气出口，36、空气进口，37、散热器制冷剂进口，38、散热器制冷剂出口，39、上衣，40、裤子，41、散热器外壳, 42、第二转子，43、第二传动齿轮,44、第一压力阀，45、第二压力阀，46热气进口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
如图1至图3所示，本实用新型公开了一种太阳能空调衣，包括上衣、裤子和空调模块，所述空调模块安装于所述上衣背面，所述上衣的内壁上设有至少一个热气进孔和至少一个冷气出孔，所述裤子的内壁上设有至少一个冷气出孔，所述上衣和裤子使用太阳能发电薄膜制成、与空调模块电气相连，所述空调模块通过导气管向裤子和上衣的冷气出孔提供冷气。
作为本实用新型一种太阳能空调衣的进一步的优化方案，所述空调模块由压缩机、膨胀阀、散热器和空气冷却器组成，所述压缩机、散热器、膨胀阀和空气冷却器通过制冷剂导管依次连接形成制冷循环系统。
如图19所示，膨胀阀为圆截面变大的圆锥体，膨胀阀进气孔位于圆截面较小一侧，膨胀阀出气孔位于圆截面较大一侧。
如图4至图15所示，所述压缩机包括永磁无刷电机、第一转子、第二转子、第一齿轮、第二齿轮、长轴、短轴和压缩机外壳，所述压缩机外壳包括盖板和壳体，所述盖板的内壁上设有与短轴连接的轴承；
所述第一转子通过键安装于长轴上，所述第二转子通过键安装于短轴上，所述第一齿轮和第二齿轮中间均设有齿轮方孔，所述长轴一端与永磁无刷电机连接，另一端通过第一齿轮的方孔与第一齿轮连接，所述短轴一端通过第二齿轮的方孔与第二齿轮连接，另一端与所述轴承连接，所述第一齿轮与第二齿轮相互咬合；
所述第一转子周边设有至少一个压缩端，所述第二转子周边相应地设有用于和第一转子的压缩端相互咬合、进而和所述盖板、所述壳体的底面形成压缩腔或者膨胀腔的压缩端，所述壳体的底面相应地设有吸气孔、排气孔、吸气管和排气管，所述吸气管、排气管分别与所述吸气孔、排气孔相连，所述吸气管内设有第一压力阀，所述排气管内设有第二压力阀。
所述第一转子和第二转子具有相同的几何形状，两转子相向旋转需满足每对压缩端相互咬合一一对应。
所述第一转子的压缩端和第二转子的压缩端咬合时，与盖板、壳体组成一个压缩腔和膨胀腔，两腔总体积一定，通过两转子压缩端隔开，随压缩端转动，两腔大小相互变化和相互转化；所述壳体的下端设有吸气孔、排气孔、吸气管、排气管、第一压力阀和第二压力阀，所述吸气管通过第一压力阀与位于新膨胀腔增大初始位置处的吸气孔相连，所述排气管通过第二压力阀与位于压缩腔减小终了位置处的排气孔相连。
所述长轴由四个端面组成，齿轮固定于第一长轴端面，第二长轴端面与安装于壳体轴承槽上的轴承的内孔面接触，第三长轴端面与轴承外圈和第一转子的转子中心孔面接触，起到固定长轴和第一转子的作用，第四长轴端面伸出盖板轴承槽上的轴承内孔，伸出端面作为电机的中心轴，所述壳体轴承槽位于壳体每个圆中心位置，且根据所使用轴承类型使用相应的槽形。
所述短轴由四个端面组成，齿轮固定于第一短轴端面，第二短轴端面与安装于壳体轴承槽上的轴承内孔面接触，第三长短轴端面与轴承外圈和第二转子中心孔面接触，起到固定短轴和第二转子的作用，第四短轴端面与盖板轴承槽上的轴承内孔面接触。
长轴一端作为电机的转轴，电机转动带动长轴，长轴通过键带动转子，长轴通过方形端面带动传动齿轮，齿轮传动带动短轴转动，从而带动转子转动。
如图9和图15所示，两转子相向转动，转子上的压缩端在转子转动过程中，与外壳组成可变容积。图15中的压缩机中的制冷剂被转子的压缩端分隔开，一边容积压缩，一边容积扩大，压缩比达到设定范围时通过排气孔排出，另一端在容积变大的过程中压力减小，腔外的制冷剂在压力作用下通过吸气孔进入腔内，实为吸气过程。a-b中的制冷剂一边压缩，一边吸气，b-c为一边进入排气过程，d-e为转子压缩端的咬合过度过程，f图中继续旋转到达a过程，如此反复转动，达到对制冷剂的压缩过程。
如图16-18中，转子压缩端数目多于一个，可根据实际工程需要选择压缩端的数目，当要求压缩比大时选用数目少的，反之选用数目多的。另外，随着压缩端数目增加，排气孔出口制冷剂流量连续性好，反之连续性不好。
如图23所示，所述散热器包括散热器外壳、换热翅片、散热导管和散热风扇，所述散热器外壳上设有散热器制冷剂进口和散热器制冷剂出口，所述散热导管设置在散热器外壳内，其两端分别与散热器制冷剂进口、散热器制冷剂出口相连，散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与膨胀阀进口相连，所述换热翅片安装在散热导管上，所述散热风扇设置在散热器外壳的一侧，风向为朝向散热器的方向, 所述散热器制冷剂进口通过制冷剂导管与所述压缩机的排气管相连，所述散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述膨胀阀相连。
如图20-22所示，所述空气冷却器包括冷却器外壳、换热翅片和冷却导管，所述冷却器外壳上设有空气进口、空气出口、空气冷却器制冷剂进口和空气冷却器制冷剂出口，所述冷却导管设置在空气冷却器外壳内，其两端风别与空气冷却器制冷剂进口、空气冷却器制冷剂出口相连，所述换热翅片安装在冷却导管上，所述空气进口通过导气管与所述热气进孔相连，所述空气出口通过导气管与所述冷气出孔相连，所述空气冷却器制冷剂进口通过制冷剂导管与膨胀阀出口相连，所述空气冷却器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述压缩机的吸气管相连。
如图1所示，空调模块通过太阳能提供电力，通过制冷循环向上衣和裤子中提供冷气。
如图24所示，空调模块制冷循环分为两部分：压缩机产生高温高压制冷剂液体通过制冷剂导管进入制冷剂散热器，通过其散热风扇散热，得到常温高压制冷剂液体，之后制冷剂由散热器制冷剂出口经过制冷剂导管进入膨胀阀膨胀，变成低压低温气体后，经过制冷剂导管进入空气冷却器吸热，其热源为上衣内部需要冷却的空气，之后通过空气冷却器制冷剂出口回到压缩机中，完成一个制冷循环；上衣中的热空气由热气进口进入空气冷却器空气进口，进而在空气冷却器中冷却，其冷源为膨胀后的制冷剂，之后通过空气冷却器空气出口输出至上衣内壁上的冷气出口，降低衣服中空气的温度。
Claims (5)
1.一种太阳能空调衣，其特征在于，包括上衣、裤子和空调模块，所述空调模块安装于所述上衣背面，所述上衣的内壁上设有至少一个热气进孔和至少一个冷气出孔，所述裤子的内壁上设有至少一个冷气出孔，所述上衣和裤子使用太阳能发电薄膜制成、与空调模块电气相连，所述空调模块通过导气管向裤子和上衣的冷气出孔提供冷气。
2.根据权利要求1所述的太阳能空调衣，其特征在于，所述空调模块由压缩机、膨胀阀、散热器和空气冷却器组成，所述压缩机、散热器、膨胀阀和空气冷却器通过制冷剂导管依次连接形成制冷循环系统。
3.根据权利要求2所述的太阳能空调衣，其特征在于，所述压缩机包括永磁无刷电机、第一转子、第二转子、第一齿轮、第二齿轮、长轴、短轴和压缩机外壳，所述压缩机外壳包括盖板和壳体，所述盖板的内壁上设有与短轴连接的轴承；
所述第一转子通过键安装于长轴上，所述第二转子通过键安装于短轴上，所述第一齿轮和第二齿轮中间均设有齿轮方孔，所述长轴一端与永磁无刷电机连接，另一端通过第一齿轮的方孔与第一齿轮连接，所述短轴一端通过第二齿轮的方孔与第二齿轮连接，另一端与所述轴承连接，所述第一齿轮与第二齿轮相互咬合；
所述第一转子周边设有至少一个压缩端，所述第二转子周边相应地设有用于和第一转子的压缩端相互咬合、进而和所述盖板、所述壳体的底面形成压缩腔或者膨胀腔的压缩端，所述壳体的底面相应地设有吸气孔、排气孔、吸气管和排气管，所述吸气管、排气管分别与所述吸气孔、排气孔相连，所述吸气管内设有第一压力阀，所述排气管内设有第二压力阀。
4.根据权利要求2所述的太阳能空调衣，其特征在于，所述散热器包括散热器外壳、换热翅片、散热导管和散热风扇，所述散热器外壳上设有散热器制冷剂进口和散热器制冷剂出口，所述散热导管设置在散热器外壳内，其两端分别与散热器制冷剂进口、散热器制冷剂出口相连，散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与膨胀阀进口相连，所述换热翅片安装在散热导管上，所述散热风扇设置在散热器外壳的一侧，风向为朝向散热器的方向，所述散热器制冷剂进口通过制冷剂导管与所述压缩机的排气管相连，所述散热器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述膨胀阀相连。
5.根据权利要求2所述的太阳能空调衣，其特征在于，所述空气冷却器包括冷却器外壳、换热翅片和冷却导管，所述冷却器外壳上设有空气进口、空气出口、空气冷却器制冷剂进口和空气冷却器制冷剂出口，所述冷却导管设置在空气冷却器外壳内，其两端风别与空气冷却器制冷剂进口、空气冷却器制冷剂出口相连，所述换热翅片安装在冷却导管上，所述空气进口通过导气管与所述热气进孔相连，所述空气出口通过导气管与所述冷气出孔相连，所述空气冷却器制冷剂进口通过制冷剂导管与膨胀阀出口相连，所述空气冷却器制冷剂出口通过制冷剂导管与所述压缩机的吸气管相连。
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