[實用新型]渦流冷卻裝置

有效

• 申請號: 201320197043.4
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN203224065U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 沈少鋒
• 申請（專利權）人: 沈少鋒
• 主分類號: F25B9/04
• 分類號: F25B9/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

?本實用新型涉及一種流體冷卻裝置，特別涉及一種數個連接成一體的渦流冷卻單元的流體冷卻裝置，屬于氣體制冷技術領域。

背景技術

渦流管是一種將壓縮氣體能量分離為冷熱兩種溫度不同氣流的裝置，由于這種裝置具有結構簡單、工作穩定可靠、易于維修、無運動部件且溫度變化范圍大等優點，已被應用到許多工業領域。

現有的渦流管制冷裝置利用壓縮氣體產生的渦流，使氣流分離成熱、冷兩個部分，其中的冷氣流即可用來獲得冷量。雖然渦流管已經存在數十年，但由于傳統的渦流管使用條件苛刻，需要很高的入口壓力并要求使用干燥的氣體，使它的實際應用依然受到客觀條件的限制?，F有的渦流管制冷裝置均采用單個渦流冷卻單元結構，存在著工作效率低，安裝和連接使用不方便等缺點。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種渦流冷卻裝置，該裝置以較低的氣體入口壓力下超音速旋轉進行高效分離，并將冷端出口的冷氣進一步絕熱膨脹，以獲得更低的低溫冷氣。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現：

一種渦流冷卻裝置，包括數個連接成一體的渦流冷卻單元，每個渦流冷卻單元包括至少一個壓縮氣體進氣端口、擴張管、二個節流閥、調節閥、冷氣端出口管、散熱翅片、熱氣端出口管、渦流管體和短節管，壓縮氣體進氣端口與渦流管體軸線相交地固連，渦流管體一端通過渦流管體堵頭與擴張管一端固連，擴張管另一端通過第一節流閥與冷氣端出口管固連，渦流管體另一端順次與短節管、第二節流閥與熱氣端出口管固連；散熱翅片固定在渦流管體上，渦流管體內還設有噴射發送器；第一個渦流冷卻單元的冷氣端出口管與第二個渦流冷卻單元的壓縮氣體進氣端口固連，第一個渦流冷卻單元的熱氣端出口管與第三個渦流冷卻單元的壓縮氣體進氣端口固連。

本實用新型的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。

前述的渦流冷卻裝置，其中所述擴張管為數段不同直徑不同長度的圓管和不同錐度不同長度的錐臺管組合而成，擴張管內順次包括壓縮腔、導流腔、過渡腔和擴張腔，所述壓縮腔外端與第一節流閥固連，擴張腔外端與渦流管體堵頭一端固連，渦流管體堵頭另一端伸進渦流管體后與其固定連接。?

前述的渦流冷卻裝置，其中所述渦流管體為階梯圓管組合結構，噴射發送器嵌裝在渦流管體一端的沉孔內，渦流管體另一端延伸出渦流分離管，所述渦流分離管端頭與短節管一端固連，調節閥設置在短節管另一端內，短節管另一端順次與第二節流閥和熱氣端出口管固連。

前述的渦流冷卻裝置，其中所述噴射發送器為階梯軸結構，噴射發送器中心設有軸向錐形通孔，噴射發送器與渦流管體一端沉孔的接觸端面上均布數個與軸向錐形通孔相切的噴嘴。

前述的渦流冷卻裝置，其中所述散熱翅片包括數組并排設置的散熱翅片單元，每組散熱翅片單元包括徑向延伸并排設置的數片散熱片，數組散熱翅片彼此端面抵靠，并排固定在渦流分離管上。

前述的渦流冷卻裝置，其中所述調節閥的閥芯一端與短節管另一端螺紋連接，閥芯另一端延伸出軸向導流片，所述導流片伸入渦流分離管端頭內；閥芯中部徑向延伸出錐臺形閥芯體，調節閥關閉時，所述錐臺形閥芯體抵靠在短節管階梯通孔的臺階端口上。所述閥芯中部設有環槽，環槽的環面上均布數個與閥芯一端軸向沉孔相通的徑向通孔。

本實用新型的渦流冷卻單元工作過程如下：經過壓縮并冷卻的氣體（通常是空氣，也可是二氧化碳、氨等其它氣體，）由渦流管體上一個或兩個壓縮氣體進氣端口進入渦流管體，在噴射發送器端面的噴嘴內膨脹后，進入噴射發送器，此時氣流被迫以10⁶轉/分的旋轉速度進入渦流分離管內形成自由渦流。氣流在渦流分離管內經過動能的交換同時分離成溫度不相同的冷、熱兩部分，中心部分的冷氣流經噴射發送器上的軸向錐形通孔流出；邊緣部分的熱氣流從渦流分離管端頭經調節閥流出。當進入的壓縮氣體的溫度為室溫時，冷氣流的溫度可達-10℃～-50℃，熱氣流的溫度可達100℃～130℃。

本實用新型具有以下有益效果：