專利名稱：Yxy型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，利用壓縮機(jī)制冷的技術(shù)是一項(xiàng)及其成熟的技術(shù)，尤其是卡諾循環(huán)理論， 一直被視為不可動(dòng)搖的經(jīng)典理論。但比較遺憾的是現(xiàn)有技術(shù)只僅僅使用了卡諾循環(huán)理論中的蒸汽壓縮式制冷方法來完成，而放棄了更為優(yōu)秀的真空蒸發(fā)吸熱制冷過程的技術(shù)應(yīng)用。嚴(yán)格講，現(xiàn)有制冷技術(shù)的方法是不完整的，是制冷科學(xué)研究被遺忘的角落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案之一用蒸發(fā)罐、儲(chǔ)存罐、旋葉式真空 /增壓噴射泵、真空表、壓力表、噴射器、單向閥和放液閥有序串接，組成一個(gè)YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，并利用一個(gè)熱媒循環(huán)換熱裝置輸送制冷裝置產(chǎn)生的熱能及冷能。令蒸發(fā)罐內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐內(nèi)的液面處于同一水平位置；并令旋葉式真空/增壓噴射泵從其輸入端口同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案之二 用蒸發(fā)罐、儲(chǔ)存罐、自吸式噴射泵、真空表、壓力表、噴射器、單向閥和放液閥有序串接，組成一個(gè)YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，并利用一個(gè)熱媒循環(huán)換熱裝置輸送制冷裝置產(chǎn)生的熱能及冷能。令蒸發(fā)罐內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐內(nèi)的液面處于同一水平位置；并令自吸式噴射泵從其輸入端口同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。流經(jīng)旋葉式真空/增壓噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑的容積遠(yuǎn)大于液態(tài)制冷劑的容積，汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比的取值范圍可以是5 100。流經(jīng)自吸式噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑的容積也遠(yuǎn)大于液態(tài)制冷劑的容積，汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比的取值范圍可以是5 100。流經(jīng)旋葉式真空/增壓噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比可以取 20士2。流經(jīng)自吸式噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比也可以取20 士 2。YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，還可以在蒸發(fā)罐和儲(chǔ)存罐的制冷劑液面處各設(shè)置一個(gè)窺視鏡。YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，還可以采用一個(gè)微電子控制裝置進(jìn)行控制。本發(fā)明所使用的制冷劑，其沸點(diǎn)在20 30°C之間。不需要非常高的真空度，其排氣背壓只要達(dá)到1 1. 2個(gè)大氣壓，就可使蒸發(fā)氣體還原成液體的放熱過程。只需要很小的功率就可以完成卡諾循環(huán)過程。遠(yuǎn)比現(xiàn)有技術(shù)，沸點(diǎn)在零下數(shù)十?dāng)z氏度、靠壓縮放熱還原成制冷液的技術(shù)更好，因此可以大幅度減小功率、節(jié)約能源。
由于對(duì)制冷劑的技術(shù)要求，主要是指其沸點(diǎn)在20 30°C之間，因此容易想到和找到。普通作為燃料的碳?xì)浠衔锞涂梢猿蔀橹评鋭┑闹黧w，只需要再配上阻燃劑、抗靜電劑等其它化學(xué)試劑，即可成為理想的制冷劑。不僅成本要比現(xiàn)有的制冷劑低，還可徹底拋棄使用氟利昂。這種低成本、低技術(shù)、可普遍使用的綠色制冷劑，不僅發(fā)展中國家完全有能力自制，而且為打開一條新的、更為普遍使用的真空蒸發(fā)吸熱制冷劑鋪平了道路。采用真空蒸發(fā)吸熱制冷技術(shù)，方法有多種多樣。到目前為止，最佳工作方式。即采用旋葉式真空、增壓噴射泵，或采用高真空自吸式氣液混合泵來實(shí)現(xiàn)真空制冷和低壓放熱的循環(huán)技術(shù)過程。其機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作過程大致如下A種方案旋葉式真空、增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷技術(shù)。旋葉式真空/增壓噴射泵，其實(shí)就是普通真空泵。只不過旋葉式真空泵對(duì)排氣的背壓要求為零(事實(shí)上背壓只是接近于零，因?yàn)閱蜗蜷y對(duì)排氣也會(huì)形成一定的阻力)。當(dāng)然，排氣背壓一旦提高，真空泵的負(fù)載就會(huì)立刻變大，可能會(huì)引起電機(jī)的燒毀，為此只需要在同等排量的真空泵，將電機(jī)的功率提高一倍，即可滿足本發(fā)明排氣背壓1 1. 2大氣壓的技術(shù)要求目標(biāo)。即可成為名副其實(shí)的旋葉式真空/增壓噴射泵。B種方案高真空自吸式汽/液混流噴射泵蒸發(fā)吸熱制冷技術(shù)。高真空自吸式汽/液混流噴射泵，其實(shí)就是普通自吸式噴射泵，如JET系列的自吸式噴射泵。只不過要滿足每秒4升流量的噴射泵，需要配置3750瓦的電機(jī)功率，才能達(dá)到。 現(xiàn)在不需要作任何改動(dòng)，只要將3750瓦的電動(dòng)機(jī)替換1200瓦的電機(jī)，即可成為滿足本發(fā)明需要的、理想的高真空自吸式汽、液混流噴射泵。順便指出由于JET型自吸式噴射泵，吸程可達(dá)9. 8米，揚(yáng)程可達(dá)20 30米，足夠滿足，甚至部分技術(shù)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本發(fā)明的技術(shù)要求。只要能夠充分利用好自吸式噴射泵的這兩個(gè)重要工作特性。那么實(shí)現(xiàn)真空增壓噴射和真空蒸發(fā)制冷技術(shù)，完全可以變?yōu)槭聦?shí)。 本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自吸式噴射泵原本就是一種最為常見的水泵，它的工作介質(zhì)原本就是水，其所有設(shè)計(jì)參數(shù)都是基于水的物理特性來確定的。如果換為氣體，那么它的吸程和揚(yáng)程都接近于零。但是，只要在氣體中加入少量的液體，那么它的吸程和揚(yáng)程立刻就會(huì)有很大的提高。足夠滿足本發(fā)明實(shí)現(xiàn)真空、增壓噴射的技術(shù)要求，其最為關(guān)鍵的核心部分，就是如何保證，汽、液能以混流形式，進(jìn)入泵內(nèi)，使噴射泵始終能保持有較高的吸程和揚(yáng)程。本發(fā)明通過綜合考量和仔細(xì)計(jì)算，以保證每秒有200克的液體和4升的氣體混合輸入，較為理想。為了達(dá)到上述目標(biāo)，首先必須精確控制噴量，可采用單腔多點(diǎn)噴射技術(shù)來解決這個(gè)難題、即在同一噴射器腔內(nèi)，可以朝不同角度勻稱布置16個(gè)直徑為1毫米的噴嘴。
如果噴射量還不夠大，可將噴嘴的數(shù)量增加到17個(gè)、18個(gè)、19個(gè)......，直到滿足為止。如
果噴射量已經(jīng)太大，則可將噴嘴的數(shù)量減少到15個(gè)、14個(gè)、13個(gè)......，直到滿足為止。當(dāng)
然也可以通過改變噴嘴的直徑來達(dá)到精確控制噴射量的目的。B種方案的工作過程可簡(jiǎn)述為首先，啟動(dòng)高真空自吸式汽、液混流噴射泵，蒸發(fā)罐內(nèi)立刻產(chǎn)生真空。容積比為20的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑(汽態(tài)制冷劑4升/秒液態(tài)制冷劑200克/秒，4/0. 2 = 20)，從噴射泵的輸入端口進(jìn)入噴射泵內(nèi)，經(jīng)噴射泵的離心葉片壓縮后，通過單向閥與儲(chǔ)存罐的進(jìn)口，進(jìn)入儲(chǔ)存罐內(nèi)，立刻會(huì)產(chǎn)生1 1. 2大氣壓的壓力。 后續(xù)進(jìn)入的蒸發(fā)氣體，在進(jìn)入罐內(nèi)之前已經(jīng)被液化了一部分，制冷劑是以氣液混合物形式進(jìn)入儲(chǔ)存罐內(nèi)。并且從噴射泵流出到噴射器進(jìn)入前為止，這段低壓液管和儲(chǔ)存罐，始終在不斷液化、不斷放熱。由于制冷劑汽體和液體的比重相差很大，不需要作任何處理，肯定是汽在上、液體在下。因此從儲(chǔ)存罐底部出口流出的肯定是液體。經(jīng)三通、管道達(dá)到設(shè)置于蒸發(fā)罐上端的噴射器。由于儲(chǔ)存罐內(nèi)有1 1. 2大氣壓，而蒸發(fā)罐內(nèi)為0. 6 0. 8大氣壓的真空度環(huán)境。在此1. 6 2大氣壓的壓差作用下，制冷劑在蒸發(fā)罐內(nèi)即刻就會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴射、 蒸發(fā)，達(dá)到制冷的目的。本發(fā)明的有益效果建立了一條全新的技術(shù)路線，打開了通往更為廣泛使用卡諾循環(huán)理論的新天地，使卡諾循環(huán)理論能得到極致的發(fā)揮和充分的利用。采用高真空自吸式汽、液混合噴射泵，進(jìn)行真空、增壓噴射制冷和蒸發(fā)制冷技術(shù)手段。本發(fā)明的制冷劑只需要有1. 6 2個(gè)大氣壓即可，雖然氣體流量高達(dá)每秒4升，但液體流量每秒只有0. 2千克，因此只需配置有1200瓦功率的電動(dòng)機(jī)就夠了。本發(fā)明在同一罐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩次吸熱制冷技術(shù)，尤其是B種方案，噴射制冷的優(yōu)越性更為突出。因此采用1200瓦電機(jī)的制冷量，可與傳統(tǒng)壓縮制冷技術(shù)使用2000瓦電機(jī)功率的相媲美，省電、節(jié)能就顯得更為突出。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是一個(gè)YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.蒸發(fā)罐；2.儲(chǔ)存罐；3.旋葉式真空/增壓噴射泵；4.真空表；5.壓力表； 6.噴射器；7 8.單向閥；9.放液閥；10.端口；11.管道；12.進(jìn)口 ； 13.窺視鏡；14.加液孔；15.風(fēng)機(jī)盤管換熱器；16.盤管換熱器。
具體實(shí)施例方式圖1中，用蒸發(fā)罐1、儲(chǔ)存罐2、旋葉式真空/增壓噴射泵3、真空表4、壓力表5、噴射器6、單向閥7、8和放液閥9有序串接，組成一個(gè)YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置。蒸發(fā)罐1內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐2內(nèi)的液面處于同一水平位置。旋葉式真空/增壓噴射泵 3從其輸入端口 10同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。圖1實(shí)施例制冷循環(huán)工作過程可簡(jiǎn)述為首先，啟動(dòng)真空增壓噴射泵3，蒸發(fā)罐1 內(nèi)立刻產(chǎn)生真空，容積比為20的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑(汽態(tài)制冷劑4升/秒液態(tài)制冷劑200克/秒)從噴射泵3的輸入端口 10流入旋葉泵3內(nèi)。經(jīng)旋葉泵3壓縮后，通過管道11、單向閥7和貯存罐2進(jìn)口 12進(jìn)入儲(chǔ)存罐2內(nèi)，立刻會(huì)產(chǎn)生1 1. 2大氣壓。后續(xù)進(jìn)入的蒸發(fā)氣體，在進(jìn)入儲(chǔ)存罐2之前已經(jīng)部分液化，制冷劑是以汽、液混合物形式進(jìn)入儲(chǔ)存罐2內(nèi)。制冷劑在從旋葉泵3流出到進(jìn)入噴射器6前為止，途中經(jīng)過管道11和儲(chǔ)存罐2時(shí)， 在不斷液化和放熱。由于制冷劑汽態(tài)和液態(tài)的比重相差很大，不需要作任何處理，肯定是汽體在上、液體在下。因此從儲(chǔ)存罐2底部出口流出的肯定是液體。由于儲(chǔ)存罐2內(nèi)有1 1. 2大氣壓，而蒸發(fā)罐內(nèi)為0. 6 0. 8大氣壓的真空環(huán)境。在此1. 6 2大氣壓的壓差作用下，蒸發(fā)罐2內(nèi)即刻就會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴射、蒸發(fā)，達(dá)到制冷的目的。在這里，需要強(qiáng)調(diào)指出由于噴射壓差很小，如何實(shí)現(xiàn)良好噴射及精確控制噴射量就成為此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。
為了能更好說明這個(gè)問題，可采用定量方式來表示?，F(xiàn)在先讓我們來選擇一下流量為每秒4升的普通旋葉真空泵。其功率為550瓦；改裝成符合本發(fā)明需要的真空、增壓噴射泵，須使用功率為1100瓦的電動(dòng)機(jī)。制冷劑汽體的比重為每立方米2. 6千克，即每秒 4升流量的蒸發(fā)汽，僅為10. 4克重。因此，實(shí)際噴射量應(yīng)適當(dāng)大于10. 4克。以每秒20克為好。這樣，即還有9. 6克的制冷劑沒被汽化，它的體積約有8cm3，與4公升汽化的體積相比，只占很小的容積，不會(huì)影響真空增壓噴射泵的工作。為了能精確地控制每秒20克的噴射量，可采用單腔多點(diǎn)噴射技術(shù)來完成，即在同一噴射器6的腔室內(nèi)，可以朝不同角度勻稱布置12個(gè)直徑為0.5毫米的噴嘴。如果噴射量還不夠大，可將噴嘴的數(shù)量增加到13個(gè)、14
個(gè)、15個(gè)......，直到滿足為止。如果噴射量已經(jīng)太大，則可將噴嘴的數(shù)量減少到11個(gè)、10
個(gè)、9個(gè)......，直到滿足為止。當(dāng)然也可以通過改變噴嘴的直徑來達(dá)到精確控制噴射量的目的。由于噴射器6是采用不同角度多點(diǎn)勻稱布置，而噴嘴的直徑只有0. 5毫米，盡管壓差很小，不能形成理想霧化，但也足已形成大范圍勻稱狀態(tài)的小液珠。因此，在密閉的真空環(huán)境下，小液珠很容易被汽化。其實(shí)，本發(fā)明只需要汽化其中的一部分噴液，而且，只是其中的一小部分噴液，允許大部分的噴液，仍以細(xì)小液體顆粒形式降落的液面上。事實(shí)上，在汽化噴液的同時(shí)，蒸發(fā)罐1內(nèi)液面上也一直在不停汽化，它們之間會(huì)自動(dòng)適應(yīng)和滿足。旋葉式真空/增壓噴射泵3的抽氣、壓縮和噴射間的平衡。如果蒸發(fā)罐1內(nèi)液面過高，那么經(jīng)輸入端口 10流入的液體比例必定會(huì)升高，汽、液輸入比例即刻自動(dòng)改變，液面就會(huì)自動(dòng)下降。如果液面過低，那么流入的液體比例必定會(huì)減少，即汽、液輸入比例即刻自動(dòng)改變，液面就會(huì)慢慢自動(dòng)升高?？傊麄€(gè)循環(huán)制冷過程始終會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。即容積比為20的汽態(tài)制冷劑/ 液態(tài)制冷劑設(shè)定值。其奧妙就是旋葉泵3輸入端口 10的高度、與蒸發(fā)罐1內(nèi)液面的高度， 正好處于一個(gè)臨界平衡點(diǎn)，不需要人為設(shè)置任何測(cè)量、操作、控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一旦臨界平衡點(diǎn)發(fā)生偏離，即能自動(dòng)恢復(fù)調(diào)整再次達(dá)到平衡狀態(tài)，即容積比為20的汽態(tài)制冷劑/液態(tài)制冷劑比值設(shè)定值。關(guān)于真空、增壓噴射，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的，關(guān)于真空液體蒸發(fā)汽化可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的，這些概念性的自然規(guī)律，在這里不再多述。本發(fā)明只是強(qiáng)調(diào)指出，僅用1100瓦單個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，就能在同一罐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩次制冷過程，大大提高了制機(jī)的工作效率，可與現(xiàn)有 2000瓦功率的傳統(tǒng)壓縮制冷技術(shù)媲美，甚至可以更勝一籌。大大節(jié)省了制冷功率，節(jié)省了電能消耗。綜上所述，本發(fā)明對(duì)蒸發(fā)罐1和儲(chǔ)存罐2的安裝有要求，即蒸發(fā)罐1和儲(chǔ)存罐2的窺視鏡13必須安裝在同一水平線上。蒸發(fā)罐1輸出端的高度與蒸發(fā)罐1內(nèi)液面的高度，必須保持一致，在一個(gè)臨界平衡點(diǎn)位置上。本發(fā)明還要指出，在實(shí)施例1的制冷劑閉式循環(huán)回路中，使用了兩只單向閥7和8， 其中與旋葉泵3輸出端口 10連接安裝的單向閥7，必須垂直安裝。這樣，可保證在不工作時(shí)，也能處于關(guān)閉狀態(tài)。而另一只與蒸發(fā)罐1底部接口連接的單向閥8，又必須為水平安裝。 在不工作時(shí)，能自動(dòng)保證，蒸發(fā)罐1和儲(chǔ)存罐2兩者內(nèi)部液面始終處于同一高度。實(shí)施例1 之所以要設(shè)置加液孔14、真空表4、壓力表5、兩只單向閥7、8和放液閥9。是為了測(cè)試、檢修、保養(yǎng)、加液和觀察的方便。同時(shí)也能防止工作或者關(guān)機(jī)時(shí)，汽、液倒灌。這些配置構(gòu)件的安裝，一點(diǎn)也不會(huì)影響閉式循環(huán)制冷工作。
實(shí)施例1中，制冷裝置制取的冷能通過熱媒循環(huán)換熱裝置移出。熱媒循環(huán)換熱裝置帶有一個(gè)置于室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管換熱器15和置于蒸發(fā)罐1內(nèi)的盤管換熱器16，并通過風(fēng)機(jī)盤管換熱器15向室內(nèi)供冷。本發(fā)明的各種蒸餾裝置可以用于制造家用空調(diào)，也可以用于制造冰箱。
權(quán)利要求
1.YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，由蒸發(fā)罐、儲(chǔ)存罐、旋葉式真空/增壓噴射泵、真空表、壓力表、噴射器、單向閥和放液閥有序串接組成，利用一個(gè)熱媒循環(huán)換熱裝置輸送制冷裝置產(chǎn)生的熱能及冷能，其特征在于蒸發(fā)罐內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐內(nèi)的液面處于同一水平位置；旋葉式真空/增壓噴射泵從其輸入端口同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。
2.YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，由蒸發(fā)罐、儲(chǔ)存罐、自吸式噴射泵、真空表、壓力表、噴射器、單向閥和放液閥有序串接組成，利用一個(gè)熱媒循環(huán)換熱裝置輸送制冷裝置產(chǎn)生的熱能及冷能，其特征在于蒸發(fā)罐內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐內(nèi)的液面處于同一水平位置；自吸式噴射泵從其輸入端口同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于流經(jīng)旋葉式真空/增壓噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比的取值范圍為5 100。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于流經(jīng)自吸式噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比的取值范圍為5 100。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于流經(jīng)旋葉式真空/增壓噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比為20士2。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于流經(jīng)自吸式噴射泵輸入端口的汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑容積比為20士2。
7.如權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其特征在于蒸發(fā)罐和儲(chǔ)存罐的制冷劑液面處各含有窺視鏡。
8.如權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其特征在于熱媒循環(huán)換熱裝置含有一個(gè)置于室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管換熱器。
9.如權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其特征在于含有微電子控制裝置。
全文摘要
YXY型真空增壓噴射及真空蒸發(fā)制冷裝置，由蒸發(fā)罐、儲(chǔ)存罐、旋葉式真空/增壓噴射泵或者自吸式噴射泵、真空表、壓力表、噴射器、單向閥和放液閥有序串接組成，其特征在于蒸發(fā)罐內(nèi)的液面和儲(chǔ)存罐內(nèi)的液面處于同一水平位置；旋葉式真空/增壓噴射泵從其輸入端口同時(shí)吸入汽態(tài)和液態(tài)的制冷劑。本發(fā)明的有益效果包括打開了通往更為廣泛使用卡諾循環(huán)理論的新天地。采用高真空自吸式汽、液混合噴射泵，進(jìn)行真空、增壓噴射制冷和蒸發(fā)制冷技術(shù)手段。制冷劑只需要有1.6～2個(gè)大氣壓即可，雖然氣體流量高達(dá)每秒4升，但液體流量每秒只有0.2千克，因此只需配置有1200瓦功率的電動(dòng)機(jī)就夠了。結(jié)合附圖給出一個(gè)實(shí)施例。
文檔編號(hào)F25B23/00GK102313396SQ20101022077
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者楊錫堯 申請(qǐng)人:江蘇凱天機(jī)電制造有限公司