专利名称：整体旋转式制冷装置及其动力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型所涉及的整体旋转式制冷装置，属于深冷技术领域，适于对气体空间进行降温或加温，特别适用于作冰箱、冷柜、室内冷、热空气调节的制冷主机；所涉及的动力装置属于电机技术领域，适用于上述的制冷装置。
现有的制冷装置，其压缩机、冷凝器、蒸发器是分离的，结构庞大，能量传输距离长，密封性能不可靠，能耗大，耗用材料多，成本高，维修困难，因此在应用上受到影响。
本实用新型的目的在于，将压缩机、蒸发器、冷凝器进行有机结合，并密封在一个可旋转的容器内，构成一个封闭的制冷循环系统，从而获得一种能耗小，效率高，耗用材料少，成本低，适用范围广的制冷装置。所涉及的动力装置是为了达到结构紧凑，使用方便，降低整体成本的目的。
本实用新型所涉及的整体旋转式制冷装置的技术方案是该整体旋转式制冷装置，包括有旋转机构(100)，磁机构(200)，工质循环通道(600)，及定位机构(700)；旋转机构(100)的旋转容器(101)中，安装有压缩机构(300)，蒸发机构(400)，冷凝机构(500)，工质循环通道(600)；磁机构(200)包括有内磁极(201)和与之相对应且极性相反的相互吸引的外磁极(202)；内磁极(201)在旋转容器(101)之中与压缩机构的汽缸(303)机械固定联接或为一体，外磁极(202)安装在旋转容器(101)之外，且与旋转容器的旋转轴(102)共有定位机构(700)。
上述的制冷装置，其旋转容器(101)包括有密封板(101－1)、(101－2)和(101－3)，其中有一个密封板处在旋转园周上，为旋转的密封板；相对的两密封板(101－1)与(101－2)的外端面上分别设置有旋转轴(102)，该旋转轴与密封板可以是机械联接或是一整体；旋转容器的相对的两密封板之间位于旋转中心处固定有、或成为一整体的是转子轴(301)，该转子轴上可以有传递动力的结合子；在压缩机构(300)中，气缸可以是磁钢材料的内磁极(201)本身从旋转中心处加工而成的孔，或是内磁极(201)中部镶入的气缸(303)；气缸(303)与转子轴(301)之间的动增压室(304－2)的密封构件是密封件(305)；转子轴(301)经向上有活动的叶片(302)；蒸发机构(400)的蒸发端板(401)和冷凝机构(500)的冷凝端板(501)可以分别是旋转容器(101)的具有旋转轴的密封板(101－1)、(101－2)，或是在密封板上镶上蒸发端板或冷凝端板；蒸发端板(401)和冷凝端板(501)的紧靠旋转容器的内部一面可以分别有蒸发面(403)和冷凝面(503)，与该两面相对应的可以有导热的吸热片(404)和散热片(504)；蒸发面、冷凝面上的导热构件，它可以用导热性能好的材料，制成为片状物分布其上，增加热传导面；工质循环通道(600)包括有内磁极(201)与冷凝端板(501)之间的夹层的压力隔板(601)，夹层间的节流间隙(602)，同节流间隙(602)相连通的位于转子轴(301)上的膨胀通道(603)，气缸(303)上的连通静增压室(304－1)与动增压室(304－2)的进气通道(604)，以及连通动增压室(304－2)与冷凝室(502)的排气通道(605)；制作压力隔板(601)其中一侧或两侧的是隔热材料，该隔热材料可以是电木，或尼龙制品；磁机构(200)的内磁极(201)和外磁极(202)的制作材料可同为永磁材料，或其中之一为永磁材料，或电磁体，另一极为被吸引的铁质材料或磁钢材料；外磁极(202)安装在旋转容器(101)之外，与内磁极(201)相对应；定位机构(700)是用来固定外磁极与旋转容器(101)的相对位置，定位机构主要是定位支架(701)和固定件(702)，是将外磁极(202)与旋转容器(101)通过旋转轴(102)的轴承装配组成的整体的制冷装置，或是外磁极(202)与旋转容器(101)通过相配合的旋转轴承分别固定在制冷设备的外壳或支架上，成为外磁极(202)与旋转机构(100)可分离的制冷装置，该制冷设备外壳可以是冷柜或冰箱或空调外壳，或特制的制冷支架。
本实用新型所述的制冷装置的动力装置，其动力的传输方式可以是通过旋转容器的旋转轴(102)上的动力结合子传入，也可以是下述的技术方案构成的动力装置，该动力装置使本实用新型所述的制冷装置的旋转机构转动，它是在旋转容器(101)的密封板(101－3)的园周面上绕制有动力电机线圈(801)，该电机线圈通电后的磁机构(200)的内磁极(201)，外磁极(202)构成动力电机，上述的动力装置的密封板(101－3)与具有旋转轴的密封板(101－1)、(101－2)的连接可以是固定的连接，或可折卸的固定连接。
结合附图对本实用新型作进一步的说明如下图1、旋转容器自身带有动力装置的电机线圈的整体旋转式制冷装置主视图。
图2、为图1的A－A剖视图。
图3、内磁极为曲面而构成的蒸发室的旋转容器主视图。
图4、为图3的B－B剖视图。
图5、为图3的C－C剖视图。
图6、定位支架为一整体壳体，并具有动力装置电机线圈的整体旋转式制冷装置立体局部剖视图。
图7、为一种曲线形蒸发面的正视图。
图8、为一种放射状排列的冷凝面正视图。
图9、节流间隙靠近冷凝面的实施例的工质循环通道和循环路线示意图。
图10、为图9的D－D剖视图。
图11、旋转机构装配图解。
图12、电机线圈、内磁极、外磁极结构分解示意图。
图13、定位支架为制冷设备壳体，旋转容器自身不具有动力电机的实施例主视示意图。
附图中(100)旋转机构，(101)旋转容器，(102)旋转轴，(101－1、101－2、101－3)密封板；(200)磁机构，(201)内磁极，(202)外磁极；(300)压缩机构，(301)转子轴，(302)叶片，(303)气缸，(304－1)静增压室，(304－2)动增压室，(305)密封件，(400)蒸发机构，(401)蒸发端板，(402)蒸发室，(403)蒸发面，(404)吸热片；(500)冷凝机构，(501)冷凝端板，(502)冷凝室，(503)冷凝面，(504)散热片；(600)工质循环通道，(601)压力隔板，(602)节流间隙，(603)膨胀通道，(604)进气通道，(605)排气通道；(700)定位机构，(701)定位支架，(702)固定件；(800)动力装置，(801)动力电机线圈，(802)绕组铁芯，(803)接线端子板，(804)整流子，(805)电机(图13中)。
对本实用新型的工作原理，结合
如下如图9所示，旋转容器(101)的外部有吸热片(404)和散热片(504)，在旋转时，拢动空气，使空气在其通道内迅速流动并在蒸发面(403)吸热，在冷凝面(503)上散热，将冷、热空气离心扩散到互相隔开的两个环境中，使其作用的环境降温或升温。
旋转容器(101)之中被压力隔板(601)分隔成蒸发室(402)和冷凝室(502)；在蒸发室中，气缸(303)外部的静止空间形成静增压室(304－1)，旋转时吸热蒸发的蒸汽跟随旋转，按箭头方向进入静增压区域，旋转蒸汽被强制减速，旋转蒸汽的动能即转变为较高的静压，进入压缩机构(300)的转子轴(301)与气缸(303)之间的动增压室(304－2)空间内，压入冷凝室(502)。被压缩的蒸汽在冷凝室(502)中随旋转容器(101)旋转，受到离心加压作用，密度增加，冷凝压力进一步增高，一边通过冷凝面(503)散热冷凝成液体，一边向外园部位聚集，液体受压力作用被挤入节流间隙(603)中，由于间隙中的冷凝液也受离心压力作用，抵抗冷凝室(502)的压力作用，起到了节流效果。当液体通过节流间隙进入膨胀通道(603)时，由于通道处于轴心附近，受离心力影响最小，故产生绝热膨胀，迅速回流到蒸发室(402)内扩散和蒸发吸热，开始进行下一轮制冷循环过程。
本实用新型的实施例如下实施例1为旋转容器自身具有动力装置电机线圈的制冷装置，它是由图1、图2所给出，本实施例中，旋转轴(102)与密封板(101－1)(101－2)通过轴承座与外磁极(202)共有定位支架(701)，支架(701)是制冷箱体外壳；本装置用作制冷时，蒸发机构(400)面朝箱体内部，所使用的制冷工质为氮(NH3)，外磁极(202)为永磁铁，内磁极(201)为导磁性能好且耐磨的磁钢材料，内磁极(201)旋转中心加工有气缸(303)，转子轴(301)与密封板(101－1)(101－2)是通过自身的园柱面上的螺纹来固定联接或静闭合联接，另外，与密封板(101－1)(101－2)的联接也可以通过螺栓联接。静增压室(304－1)和动增压室(304－2)之间由进气通道(604)连通。
实施例2由图3、4、5、6和图12给出，为本实用新型的最优方案，其突出特点在于，定位机构(700)的定位支架(701)通过固定件(702)将外磁极(202)与旋转容器(101)组合为一整体，同时整个装置自身具有动力装置电机线圈(801)，因此结构紧密；定位机构(700)可以直接将整个制冷装置固定到制冷或制热设备的工作空间中，其他技术指标与实施例1相同。
实施例3由图13给出，属定位支架为制冷设备壳体、旋转容器自身不具有动力装置线圈(801)、而是外接动力电机的实施例。该实施例的突出特点在于，旋转轴(102)其中之一有传递动力的结合子，该结合子可以是联轴器或皮带轮。在应用中，制冷时其蒸发机构(400)与制冷空间连通，反之，制热时，冷凝机构(500)与需热量的空间连通。本实施例特别适用于大空间、大功率的制冷或制热场合所需要。另外，本实施例还可适用于制作冷风电扇，即将定位支架变成电扇支架来支撑外磁体(202)和旋转容器(101)，外接电机驱动旋转容器(101)。该容器端板上的吸热片(404)加大变成风扇叶片，散热片(504)可以通过管道接到室外以便散热，反之，需要供热时，本实用新型连接方式与上述相反形式。
实施例4，为独立权利要求15所述的动力装置的实用新型的实施例如图12所示的几组动力电机线圈(801)的绕向相反，并在入绕组铁芯(802)上，均匀排列分布于旋转容器(101)的旋转面上，各绕组间的接法是头一尾串接，接点引入接线端子板(803)上，由整流子(804)紧靠接线端子板(803)，将直流电源引入动力电机线圈(801)，在内磁极(201)和外磁极(202)的作用下构成自身动力装置。
本实用新型所涉及的制冷装置与动力装置，效果在于由于结构紧密，体积可按照需要做小或做大，因而应用广泛；由于全密封和无外露管道，工质泄漏隐患大大减少，使用和维护费用低，又由于整体旋转工作，压缩机构负荷低，从而节约能源；由于其整体结构的整体旋转式制冷装置象一部完整的电机一样，可以随处、随时安装，因此能方便地应用到各种领域，其制造材料易取，工艺较为简单，成本低，其循环工质可以是一切制冷剂，包括氮、弗里昂、乙醚等。
权利要求1.一种整体旋转式制冷装置，其特征在于，旋转机构(100)的旋转容器(101)中，安装有压缩机构(300)，蒸发机构(400)，冷凝机构(500)，工质循环通道(600)；磁机构(200)包括有内磁极(201)和与之相对应且极性相反的外磁极(202)；内磁极(201)在旋转容器(101)之中与压缩机构的气缸(303)机械固定联接或成为一整体，外磁极(202)安装在旋转容器(101)之外，且与旋转容器的旋转轴(102)共有定位机构(700)。
2.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，旋转容器(101)包括有密封板(101－1)、(101－2)，和(101－3)，其中有一个密封板为旋转园周上的密封板。
3.根据权利要求1或2的制冷装置，其特征在于，相对的两密封板(101－1)与(101－2)的外端面上分别设置有旋转轴(102)，该旋转轴与密封板可以是机构联接或是一个整体。
4.根据权利要求1或2的制冷装置，其特征在于，旋转容器的相对的两密封板之间位于旋转中心处固定有、或成为一整体的是转子轴(301)，该转子轴上可以有传递动力的结合子。
5.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，气缸(303)可以是磁钢材料的内磁极(201)本身从旋转中心处加工而成的孔，或是内磁极(201)中部镶入的气缸(303)。
6.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，气缸(303)与转子轴(301)之间的动增压室(304－2)的密封构件是密封件(305)。
7.根据权利要求1或4的制冷装置，其特征在于，转子轴(301)径向上有活动的叶片(302)。
8.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，蒸发机构(400)的蒸发端板(401)和冷凝机构(500)的冷凝端板(501)可以分别是旋转容器(101)的具有旋转轴的密封板(101－1)、(101－2)，或是在密封板上镶上的蒸发端板或冷凝端板。
9.根据权利要求1或8的制冷装置，其特征在于，蒸发端板(401)和冷凝端板(501)的紧靠旋转容器的内部一面可以分别有蒸发面(403)和冷凝面(503)，与该两面相对应的可以有片状的导热的吸热片(404)和散热片(504)。
10.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，工质循环通道(600)包括有内磁极(201)与冷凝端板(501)之间的夹层的压力隔板(601)，夹层间的节流间隙(602)，同节流间隙(602)相连通的位于转子轴(301)上的澎涨通道(603)，气缸(303)上的连通静增加压室(304－1)与动增压室(304－2)的进气通道(604)以及连通动增压室(304－2)冷凝室(502)的排气通道(605)。
11.根据权利要求1或10的制冷装置，其特征在于，制作压力隔板(601)其中一侧或两侧的是隔热材料，可以是电木或尼龙制品。
12.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，磁机构(200)的内磁极(201)和外磁极(202)的制作材料可同为磁性材料，或其中之一为永磁材料或电磁体，另一极为被吸引的铁质材料，或磁铜材料。
13.根据权利要求1或12的制冷装置，其征在于，外磁极(202)安装在旋转容器(101)之外，与内磁极(201)相对应。
14.根据权利要求1的制冷装置，其特征在于，定位机构(700)可以是定位支架(701)，通过固定件(702)将外磁极(202)与旋转容器(101)，通过旋转轴(102)的轴承装配组成整体的制冷装置，或是外磁极(202)与旋转容器(101)通过相配合的旋转轴承，分别固定在制冷设备的外壳或支架上，成为外磁极(202)与旋转机构(100)可分离的制冷装置，该制冷设备外壳可以是冷柜、或冰箱外壳，或空调外壳或特制的制冷支架。
15.一种使权利要求1所述的制冷装置的旋转机构转动的动力装置，其特征在于，旋转容器(101)的密封板(101－3)的园周面上绕制有动力电机线圈(801)，该电机线圈通电后与磁机构(200)的内磁极(201)、外磁极(202)构成动力电机。
16.根据权利要求15的动力装置，其特征在于密封板(101－3)与具有旋转轴的密封板(101－1)、(101－2)的联接可以是固定的连接，或可拆卸的固定联接。
专利摘要本实用新型涉及一种整体旋转式制冷装置及动力装置，其特征在于，全封闭的旋转机构中有压缩、蒸发、冷凝机构，工质循环通道及对气缸起静止作用或对旋转机构起动力作用的磁机构，磁机构的外磁极与旋转机构具有共同的定位机构。动力装置属于电机技术领域，适用于本实用新型所述的制冷装置，其特点是旋转容器圆周面上绕制有动力电机线圈，与磁机构共同构成动力电机。本实用新型的制冷装置具有结构紧凑、能耗小、效率高、成本低、适用范围广的优点。
文档编号F25B3/00GK2201628SQ9321606
公开日1995年6月21日 申请日期1993年7月1日 优先权日1993年7月1日
发明者杨建林 申请人:杨建林