[发明专利]流体机械、换热设备和流体机械的运行方法

说明书

本发明提供了一种流体机械、换热设备和流体机械的运行方法。流体机械包括：转轴；气缸，转轴的轴心与气缸的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件，活塞组件具有变容积腔，活塞组件可枢转地设置在气缸内，且转轴与活塞组件驱动连接以改变变容积腔的容积。由于将转轴与气缸的偏心距离固定，转轴和气缸在运动过程中绕各自轴心旋转，且质心位置不变，因而使得活塞组件在气缸内运动时，能够稳定且连续地转动，有效缓解了流体机械的振动，并保证变容积腔的容积变化具有规律、减小了余隙容积，从而提高了流体机械的运行稳定性，进而提高了换热设备的工作可靠性。

技术领域

本发明涉及换热系统技术领域，具体而言，涉及一种流体机械、换热设备和流体机械的运行方法。

背景技术

现有技术中的流体机械包括压缩机和膨胀机等。以压缩机为例。

现有技术中的活塞式压缩机的转轴与气缸在运动过程中，二者的质心的位置是变化的。电机驱动曲轴输出动力，由曲轴驱动活塞在气缸内往复运动来压缩气体或液体做功，以达到压缩气体或液体的目的。

传统的活塞式压缩机存在诸多缺陷：由于吸气阀片和排气阀片的存在，导致吸、排气阻力加大，同时增加了吸排气噪音；压缩机的气缸所受侧向力较大，侧向力做无用功，降低压缩机效率；曲轴带动活塞往复运动，偏心质量较大，导致压缩机振动大；压缩机通过曲柄连杆机构带动一个或多个活塞工作，结构复杂；曲轴及活塞受到的侧向力较大，活塞容易磨损，导致活塞密封性降低。且现有的压缩机由于存在余隙容积，泄漏大等原因，容积效率低，且很难有进一步提高。

不仅如此，活塞式压缩机中的偏心部的质心做圆周运动产生一个大小不变、方向改变的离心力，该离心力导致压缩机振动加剧。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流体机械、换热设备和流体机械的运行方法，以解决现有技术中因气缸与转轴的偏心距不定而导致压缩机运行不稳定的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种流体机械，包括：转轴；气缸，转轴的轴心与气缸的轴心偏心设置且偏心距离固定；活塞组件，活塞组件具有变容积腔，活塞组件可枢转地设置在气缸内，且转轴与活塞组件驱动连接以改变变容积腔的容积。

进一步地，流体机械还包括上法兰、下法兰，气缸夹设在上法兰与下法兰之间；活塞组件包括：活塞套，活塞套可枢转地设置在气缸内；活塞，活塞滑动设置在活塞套内以形成变容积腔，且变容积腔位于活塞的滑动方向上。

进一步地，活塞具有滑移槽，转轴在滑移槽内滑动，活塞在转轴的驱动下随转轴旋转并同时沿垂直于转轴的轴线方向在活塞套内往复滑动。

进一步地，活塞具有沿转轴的轴向贯通设置的滑移孔，转轴穿过滑移孔，活塞在转轴的驱动下随转轴旋转并同时沿垂直于转轴的轴线方向在活塞套内往复滑动。

进一步地，流体机械还包括活塞套轴，活塞套轴穿过上法兰与活塞套固定连接，转轴依次穿过下法兰和气缸与活塞滑动配合，在活塞套轴的驱动作用下，活塞套随活塞套轴同步转动，以驱动活塞在活塞套内滑动以改变变容积腔的容积，同时转轴在活塞的驱动作用下转动。

进一步地，滑移孔为长孔或腰形孔。

进一步地，活塞具有沿转轴的轴向贯通设置的滑移孔，转轴穿过滑移孔，转轴在活塞的驱动下随活塞套和活塞旋转，同时活塞沿垂直于转轴的轴线方向在活塞套内往复滑动。

进一步地，活塞套中具有沿活塞套的径向贯通设置的导向孔，活塞滑动设置在导向孔内以往复直线运动。

进一步地，活塞具有沿活塞的中垂面对称设置的一对弧形表面，弧形表面与气缸的内表面适应性配合，且弧形表面的弧面曲率半径的二倍等于气缸的内径。

进一步地，活塞呈柱形。