一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床的制作方法

本发明涉及吸附式制冷领域，特别涉及一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床。

背景技术：

当今制冷行业中占主流的蒸气压缩式制冷设备能耗巨大，其耗电量大，且蒸气压缩式制冷设备大量使用的hcfcs和hfcs类制冷剂是强温室气体，而hcfcs是消耗臭氧层物质。为解决使用制冷设备引起的能源与环境问题，吸附式、吸收式、喷射式等利用低品位热能驱动的绿色制冷技术受到越来越多的关注。吸附式制冷作为绿色制冷技术中的一种，能有效利用低品位热能(余热废热、太阳能等)；另外，吸附式制冷不采用hcfcs或hfcs类制冷剂，不存在消耗臭氧层和温室效应问题。吸附式制冷与蒸气压缩式制冷相比，具有节能、环保、控制简单、运行费用低等优点；与吸收式制冷相比，具有使用的热源温区范围大、不需要溶液泵或精馏装置、不存在溶液工质对的腐蚀和环境危害等问题。

吸附式制冷基本循环系统包括吸附床、冷凝器、储液器、蒸发器。其中吸附床是吸附式制冷装置中的关键部件，通过制冷剂在吸附床内部吸附剂上的加热－解吸―冷凝与冷却吸附―蒸发制冷两个过程交替进行，以完成制冷过程。但由于加热―解吸―冷凝与冷却吸附―蒸发制冷这两个过程需要交替进行目前的单床吸附式制冷装置是间歇运行，这在大多数使用场合远远不能满足人们的需求。为此，人们研制出连续式吸附制冷装置，目前连续式吸附式制冷基本循环系统一般由2个以上吸附床组成多床系统，这样可以保证每一个时间段都至少有一个吸附床处于冷却吸附阶段，从而达到连续制冷的目的。但是采用双(多)床结构的问题和缺陷是系统至少包括两部吸附器，实行切换比较繁琐，特别是多床操作更加复杂。其次，由于吸附床处于吸附温度—解吸温度的频繁交变情况下，一方面吸附过程需要排出吸附床的大量余热和吸附热，另一方面解吸过程则需要将吸附床重新从吸附温度加热到解吸温度，从而导致吸附式制冷存在一个很突出的问题就是性能系数低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床，从而克服现有的连续式吸附制冷系统的操作复杂、切换繁琐且性能系数低的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床，其中，包括：壳体，其内腔沿前后方向被分隔成前腔室和后腔室；所述后腔室为换热腔，所述前腔室沿左右方向被分隔成一个冷腔和一个热腔；所述换热腔设置有冷却流体入口和冷却流体出口；所述热腔的前端设置有工作流体入口，所述冷腔的前端设置有工作流体出口；盘管，其设置于所述换热腔内，该盘管的进口与所述热腔的后端连通，且该盘管的出口与所述冷腔的后端连通；以及制冷剂转换单元，至少一个该制冷剂转换单元设置于所述壳体内；每个该制冷剂转换单元包括：吸附腔壳，其固定设置于所述壳体内；该吸附腔壳的一侧位于所述热腔内，且该吸附腔壳的另一侧位于所述冷腔内；该吸附腔壳位于所述热腔的一侧设置有制冷剂出口，且该吸附腔壳位于所述冷腔的一侧设置有制冷剂入口；吸附盘，其以能够转动的方式设置于所述吸附腔壳内；该吸附盘的外圆周上铺设有一层吸附剂；以及驱动机构，其用于驱动所述吸附盘进行转动。

优选地，上述技术方案中，所述吸附盘设置有一支撑环，且所述吸附腔壳设置有一直径大于所述支撑环的连接环；所述支撑环与所述连接环之间夹设有轴承，以使所述吸附盘能够相对于所述吸附腔壳进行转动。

优选地，上述技术方案中，所述吸附盘为一呈圆环状的盘体，所述驱动机构包括：内齿圈，其固定套设于所述吸附盘的内孔的一侧；花键轴，其穿过所述吸附盘的内孔，且该花键轴由一动力机构驱动进行转动；传动齿轮，其套设于所述花键轴的花键上，以能够前后滑动；当该传动齿轮滑动到与所述内齿圈对应的位置时，该传动齿轮能够与所述内齿圈进行啮合连接；以及推动机构，其用于驱动所述传动齿轮进行前后滑动，以控制所述传动齿轮与所述内齿圈的啮合或分离。

优选地，上述技术方案中，所述推动机构为一拨叉机构。

优选地，上述技术方案中，所述拨叉机构包括：拨叉轴，其穿过所述吸附盘的内孔；拨叉，所述传动齿轮凹设有一环槽，该拨叉的杆部的一端设置有一活动卡嵌于所述环槽内的弧形叉，且该拨叉的杆部的另一端设置有一活动套设于所述拨叉轴上的导向孔；导向轮，所述导向孔与所述拨叉轴之间设置有若干个该导向轮，其中一个所述导向轮为动力轮，且所述动力轮位于所述导向孔与所述拨叉的杆部的连接处；以及电机，其设置于所述拨叉的杆部内，该电机通过一传动机构与所述动力轮进行连接。

优选地，上述技术方案中，所述传动机构为一以能够转动的方式设置于所述拨叉的杆部内的中间轴，该中间轴通过一对伞齿轮与所述电机进行连接，且该中间轴通过带传动机构与所述动力轮的轮轴进行连接。

优选地，上述技术方案中，当所述制冷剂转换单元为多个时，所有的所述制冷剂转换单元的吸附腔壳依序连接在一起。

优选地，上述技术方案中，所述工作流体入口、所述工作流体出口、所述冷却流体入口以及所述冷却流体出口均设置有温度计和流量计。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的吸附盘在转动的过程中，把吸附剂转动到冷腔中时，吸附剂能够吸收制冷剂，而吸附有制冷剂的吸附剂转动到热腔中时，吸附剂便释放制冷剂，从而在单个吸附床内便可实现连续的吸附－解吸过程，其结构简单，操作方便。而且本发明的吸附温度和解吸温度的变换过程是连续渐变的，从而减少了不可逆损失，以能够提高能效，提升吸附制冷系统的性能参数。

2、本发明可以通过调整花键轴的转速或者通过拨叉机构调整进行工作的制冷剂转换单元的数量来调节制冷量，其调节操作简单，反应灵活。

3、本发明通过温度计和流量计收集数据反馈，并根据所要求的不同制冷量，来调节吸附床的制冷量，以达到节能和延长设备使用寿命的目的。

附图说明

图1是根据本发明一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床的结构示意图。

图2是根据本发明的制冷剂转换单元的结构示意图。

图3是根据本发明的拨叉与传动齿轮配合的结构示意图。

图4是根据本发明的拨叉的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-壳体，11-前端盖，12-后端盖；2-换热腔，21-冷却流体入口，22-冷却流体出口；3-热腔，31-工作流体入口；4-冷腔，41-工作流体出口；5-盘管；6-制冷剂转换单元，61-吸附腔壳，611-制冷剂入口，612-制冷剂出口，613-连接环，62-吸附盘，621-吸附剂，622-支撑环，63-内齿圈，64-花键轴，65-传动齿轮，66-拨叉轴，67-拨叉，671-杆部，672-弧形叉，673-导向孔，674-导向轮，675-动力轮，676-电机，677-中间轴，68-轴承。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图4显示了根据本发明优选实施方式的一种用于吸附制冷的旋转式连续吸附床的结构示意图，该用于吸附制冷的旋转式连续吸附床包括壳体1、换热腔2、热腔3、冷腔4、盘管5以及制冷剂转换单元6，参考图1，壳体1为平卧的圆筒状，其前端设置有一个前端盖11，且壳体1的后端设置有一个后端盖12，前端盖11和后端盖12均通过法兰与壳体进行连接。壳体1的内腔沿前后方向被绝热隔板分隔成前腔室和后腔室，后腔室为换热腔2，前腔室沿左右方向被绝热隔板分隔成一个冷腔4和一个热腔3。换热腔2设置有冷却流体入口21和冷却流体出口22，热腔3的前端设置有工作流体入口31，冷腔4的前端设置有工作流体出口41。盘管5设置于换热腔2内，盘管5的进口与热腔3的后端连通，且盘管5的出口与冷腔4的后端连通。冷却流体从冷却流体入口21进入到换热腔2内对盘管5进行冷却，然后从冷却流体出口22流出。热工作流体从工作流体入口31流入热腔3中，使热腔3中保持有较高的温度，然后热工作流体进入到盘管5中，热工作流体流经盘管5时会与换热腔2中的冷却流体进行热交换，从而使热工作流体转换为冷工作流体，冷工作流体进入到冷腔4内，使冷腔4中保持较低的温度，最终冷工作流体从工作流体出口41排出。

继续参考图1，至少一个制冷剂转换单元6设置于壳体1内，为便于调整制冷量，本发明优选地，在壳体1内自前至后等距地设置有若干个制冷剂转换单元6。参考图2，每个制冷剂转换单元6包括吸附腔壳61、吸附盘62、吸附剂621以及驱动机构，吸附腔壳61固定设置于壳体1内，其可固定于热腔3和冷腔4之间的绝热隔板上，吸附腔壳61的一侧位于热腔3内，且吸附腔壳61的另一侧位于冷腔4内。吸附腔壳61位于热腔3的一侧设置有制冷剂出口612，且吸附腔壳61位于冷腔4的一侧设置有制冷剂入口611。吸附盘62以能够转动的方式设置于吸附腔壳61内，吸附盘62的外圆周上铺设有一层吸附剂621。继续参考图1和图2，优选地，吸附盘62设置有一支撑环622，支撑环622的前后两端均凸出于吸附盘62之外，且吸附腔壳61设置有一直径大于支撑环622的连接环613，支撑环622与连接环613之间夹设有轴承68，以使吸附盘62能够相对于吸附腔壳61进行转动。

驱动机构用于驱动吸附盘62进行转动，以使吸附盘62上的吸附剂621循环经过热腔3和冷腔4。继续参考图2，优选地，吸附盘62为一呈圆环状的盘体，驱动机构包括内齿圈63、花键轴64、传动齿轮65以及推动机构，内齿圈63固定套设于吸附盘62的内孔的一侧，吸附盘62的内孔的另一侧保持光滑。花键轴64穿过吸附盘62的内孔，且花键轴64由一动力机构驱动进行转动，动力机构可以为电机、蒸汽轮机、燃气轮机等。花键轴64上的花键与吸附盘62的内孔对应，传动齿轮65套设于花键轴64的花键上，以能够前后滑动，当传动齿轮65滑动到与内齿圈63对应的位置时，传动齿轮65能够与内齿圈63进行啮合连接，花键轴64便通过传动齿轮65和内齿圈63的配合来驱动吸附盘62进行转动。当传动齿轮65移动到与吸附盘62的内孔的光滑一侧对应时，传动齿轮65与内齿圈63分离，吸附盘62便停止转动。推动机构用于驱动传动齿轮65进行前后滑动，以控制传动齿轮65与内齿圈63的啮合或分离。

继续参考图3，优选地，推动机构为一拨叉机构。参考图4，进一步优选地，拨叉机构包括拨叉轴66、拨叉67、导向轮674以及电机676，拨叉轴66穿过吸附盘62的内孔，传动齿轮65凹设有一环槽，拨叉67的杆部971的一端设置有一活动卡嵌于环槽内的弧形叉672，以使拨叉67不会影响传动齿轮65的转动。且拨叉67的杆部971的另一端设置有一活动套设于拨叉轴66上的导向孔672，导向孔672与拨叉轴66之间设置有若干个导向轮674，其中一个导向轮674为动力轮675，且动力轮675位于导向孔673与拨叉67的杆部671的连接处。电机676设置于拨叉67的杆部671内，电机676通过一传动机构与动力轮675进行连接，电机通过驱动动力轮675正反转动来使拨叉67相对于拨叉轴66进行前后移动，拨叉67前后移动便能带动传动齿轮65前后移动。拨叉轴66为中空结构，以方便对电机676的电线和控制线进行布线。进一步优选地，传动机构为一以能够转动的方式设置于拨叉67的杆部671内的中间轴677，中间轴677通过一对伞齿轮与电机676进行连接，且中间轴677通过带传动机构与动力轮675的轮轴进行连接。

继续参考图1，优选地，当制冷剂转换单元6为多个时，所有的制冷剂转换单元6的吸附腔壳61依序连接在一起，吸附腔壳61和绝热隔板一起把壳体1的前侧的内腔分隔成冷腔4和热腔3。同时，可以把所有的制冷剂转换单元6的花键轴64一体成型地连接在一起，以由同一动力机构驱动所有的制冷剂转换单元6进行工作，且所有的制冷剂转换单元6的拨叉轴66一体成型地连接在一起，以简化结构，便于安装线路。

本发明工作过程为：在吸附盘62的转动过程中，工作流体与冷却流体保持流动，且工作流体与冷却流体在换热腔2中进行热交换。蒸发器中的液体制冷剂吸热蒸发以制冷，并把蒸发后的气态制冷剂从制冷剂入口611输送入到吸附腔壳61位于冷腔4的一侧内，当吸附剂621转动到冷腔4一侧时，由于冷的工作流体在冷腔4内流动会吸收制冷剂和吸附剂621的热量，使位于冷腔一侧的吸附剂621的温度降低，制冷剂被吸附剂621吸附。而当吸附有制冷剂的吸附剂621转动到热腔3中时，由于热的工作流体在热腔3中流动，吸附剂621和制冷剂便会吸收热量，温度上升，吸附剂621释放制冷剂气体，气态制冷剂进入到冷凝器中被冷凝为液体，液体制冷剂再被输送回蒸发器中制冷，便能够实现循环工作。因此，本发明在单个吸附床内便可实现连续的吸附－解吸过程，其结构简单，操作方便。当吸附盘62由冷腔4旋转至热腔3时开始解吸，当吸附盘62由热腔3旋转至冷腔4时开始吸附；由此使得吸附温度—解吸温度是连续渐变的，从而减少了不可逆损失，以能够提高能效，提升吸附制冷系统的性能参数。本发明还可以通过调整花键轴64的转速或者制冷剂转换单元6通过拨叉机构控制传动齿轮65与内齿圈63的啮合或分离来调整进行工作的制冷剂转换单元6的数量来调节制冷量，其调节操作简单，反应灵活。例如，本发明中，壳体1内设置有3个制冷剂转换单元6，当所需制冷量为最大额定时，开启3个吸附盘62最大速率工作；当所需制冷量为66％最大额定时，开启2个吸附盘62最大速率工作；当所需制冷量为33％最大额定时，开启1个吸附盘62最大速率工作；当所需制冷量在上述区间时，通过调节吸附盘62转速即可。

另外，本发明优选地，工作流体入口31、工作流体出口41、冷却流体入口21以及冷却流体出口22均设置有温度计和流量计。本发明通过温度计和流量计收集数据反馈，并根据所要求的不同制冷量，来调节吸附床的制冷量，以达到节能和延长设备使用寿命的目的。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。