消防,是一项危险系数极高的职业,但是消防员作为军人,为保护人民生命财产安全在火场中须义无反顾,为了使他们在恶劣的缺氧环境中拥有携带更方便、工作时间更长、安全系数更高的呼吸维生设备,设计本产品——微型制冷压缩机。产品设计者为现役军队院校学员,希望所设计的产品可以保护消防战友的生命。
初步选定涡旋压缩机作为本产品的设计类型,并将制冷功能与涡旋式压缩机相结合,在已有的压缩机的基础上进行改进,对动涡旋体、静涡旋体、曲轴以及十字连接环等零件重新规定尺寸和其他特征,从而获得一种体积更小、功率更低、能耗更低的压缩机。
本产品在创作过程中,充分利用了Solidworks、AutoCAD等绘图软件,依据背景进行了大量计算,设计出了最大外径为Ø60mm,压缩机本体高度为56mm;涡旋盘外径为Ø38mm,涡旋齿高2.5mm;压缩机的设计容积输气量为0.0214m3/h,制冷量为20W,性能系数COP为1.37,能效比EER为1.204的微型涡旋压缩机。
相对国内外已经存在的微形制冷压缩机的设计方案或产品,本设计的优点在于:
1.设计方案的制冷量在20W级,更适合运用到相应功率的微型制冷系统中。
2.结构较小,最大外径仅为Ø60mm,高度56mm。
3.设计结构使排气冷却电动机,减少了吸气过热度,可以提高压缩机的效率。
4.具有进一步改进性能、优化结构、减小外形尺寸的潜力。
另外,本产品的使用范围将不局限于消防工作,而将在诸如移动便携式的医学低温保活箱、小型车载冰箱、医疗成像冷却系统、迷你冷却水系统、商业冷藏装置的制冷单元等处均发挥作用,具有较强的实用性和较高的价值。
然而,本产品仍存在不足之处,例如对产品结构可以进行进一步优化,可以利用3D打印设备打印出模型等,由于设计者的工作条件与工作资源有限而未能实现,望谅解。
中国人民解放军军事交通学院
设计者:洪晓鹏、梁琪琛、刘乃侨
指导老师:张丽杰、马雅丽