[發明專利]帶軸向冷熱切換機構的渦流管以及帶有該渦流管的換熱系統

有效

• 申請號: 201210454431.6
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102937344A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 陳光明;王征;鄭磊巍;韓曉紅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B9/04
• 分類號: F25B9/04;F25B29/00;F25B39/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于制冷領域，具體是涉及一種帶軸向冷熱切換機構的渦流管以及帶有該渦流管的換熱系統。

背景技術

社會發展，工業進步，為了獲得高性能的工業用件，提高加工精度是工業生產中的一個重要問題。工件的加工中會產生大量的熱，這些熱的產生不利于提高工件的加工精度。為了減少此種發熱所造成的影響，人們紛紛想出了各種方式在工件被加工時進行冷卻。例如，車床加工切削零件時，部分零件需要使用冷卻液進行降溫，從而減小由于切屑發熱對零件精度的影響。但是，冷卻液在受熱蒸發的同時，會將一部分的有害物質帶入空氣，會對周圍施工人員帶來人體健康的損害。另外，隨著人們生活水平的提高，在炎熱的夏季，人們需要在一種涼爽的環境生活，在寒冷的冬季，則需要溫暖舒適的場所進行工作。普通制冷方式采用壓縮機來進行制冷，將蒸發器產生的冷量供入房間，冬季來臨時，將冷凝器產生的熱量供入房間，從而滿足需要。但是，傳統的壓縮機制冷系統使用氫氟烴等工質，部分工質泄漏時，會污染大氣，破壞臭氧層，不利于長久的使用。渦流管是一種結構簡單的制冷制熱裝置，因為其能夠迅速制冷與制熱，因而受到相關研究學者的廣泛關注。渦流管中的工質可以為空氣等自然氣體，在滿足制冷制熱需要的同時，并不會對環境造成傷害。

目前，國內外主要針對渦流管結構和性能進行了大量的改進，例如，中國發明專利申請號200810066874.1公開了一種渦流管，包括：同軸分布并以此連接的熱渦流管、渦殼、壓縮帽以及冷流管接頭；還包括裝設在所述渦殼內的渦流器，以及所述渦殼的外徑端面相連接的進氣嘴，所述渦殼與所述壓縮帽活動連接。由于渦殼和壓縮帽為活動連接，可以將渦殼和壓縮帽拆開，方便清洗渦流管內部和更換內部零件，不用更換整個渦流管，節約了生產成本。中國實用新型專利號為CN2687583Y公開了一種渦流管，它包括有：一個本體，一個控制閥，一個馬達，以及一渦輪，其中所述本體內部中空且形成一容室，所述本體上設有一入口，一冷氣口，以及一長管，所述長管的一端與所述容室連通，而另一端設置有一熱氣出口，所述控制閥設置在所述熱氣出口處。該實用新型提供的渦流管可獨立操作，其結構簡潔輕巧，使用時極為便利。

這些專利主要針對渦流管的性能提高，并未重視渦流管的運行問題，如果用戶在需要制冷的地方，一段時間后需要制熱需求，那么，就需要通過變換安裝渦流管的位置，或者在渦流管外部管道中增加切換閥來滿足需要，這樣不僅增加操作復雜程度，不利于普通用戶進行操作，又增加了設備的整體成本。

發明內容

本發明提供了一種帶軸向冷熱切換機構的渦流管，通過調節機構可方便根據實際需要切換渦流管兩端的進出口狀態，實現冷熱出口轉換。

一種帶軸向冷熱切換機構的渦流管，包括渦流室，渦流室兩側分別帶有第一出氣口和第二出氣口；所述渦流室中帶有相互連通的第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔和第二工作腔的腔壁上分別設有第一進氣口和第二進氣口，且第一工作腔和第二工作腔中分別設有與各自進氣口相對應的第一渦旋分離器和第二渦旋分離器；每個渦旋分離器都具有流體通道以及與流體通道垂直設置的渦流噴射通道；所述渦流室外部設有沿渦流室軸向滑動用于選擇性開放所述第一進氣口或第二進氣口的密封件；所述渦流室內設有與所述密封件聯動以調節渦流室內冷熱流體流向的調節機構。

所述密封件滑動的設置在渦流室外部，該密封件具有兩個工作位，分別使第一進氣口和第二進氣口中的一者開放。

為便于布置，同時實現協作運作，作為優選，所述調節機構為分別設置在第一工作腔和第二工作腔內的兩個子調節機構，每個子調節機構包括：截流板，設置在對應渦旋分離器的流體通道的出氣口附近，該截流板與對應渦旋分離器的流體通道的出氣口之間留有過流間隙，截流板中心設有與對應渦旋分離器的流體通道的出氣口位置對應的冷流出口，截流板外周設有與所述過流間隙連通的熱流出口；閥芯，用于調節對應截流板的冷流出口開放狀態；傳動件，用于撥動所述閥芯沿渦流室軸向運動，該傳動件與所述密封件聯動。

所述傳動件可選用多種結構，為便于調節，作為優選，所述傳動件包括：與所述密封件相對固定的齒條，該齒條的帶齒部分延伸至對應的工作腔內；固定在對應工作腔內的支架；轉接在所述支架上，與所述齒條嚙合的傳動齒輪，所述閥芯帶有與該傳動齒輪相應的嚙合齒，且閥芯與密封件在渦流室軸線方向具有相反的運動方向，所述閥芯運動時開、閉截流板的冷流出口，所述齒條同步的閉、開截流板的熱流出口。