[實用新型]立式多管束循環水冷結構渦流管集成裝置

有效

• 申請號: 201720973831.6
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207527869U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 朱徹;胡大鵬;劉培啟;代玉強;鄒久朋;于洋;張大為;張健
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F25B9/04
• 分類號: F25B9/04;F25B29/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 花向陽;楊翠翠

一種立式多管束循環水冷結構渦流管集成裝置，屬于壓力氣體制冷和高低溫分離應用技術領域。該裝置包含多個渦流管并具各自獨立封閉的整體進氣腔室、冷氣收集腔和熱端收集腔，能實現同時連續進氣和完成冷熱氣分離的全過程。立式結構采用循環水強制冷卻方式能夠顯著改善和提高效率。因集束裝置擴大了整體空間容量，解決了在大裝置中滿足渦流管的基本適用條件和大流量處理需求間的矛盾。能夠滿足大幅度成倍地提高制冷量和制熱量的要求。該裝置可用于較大型的工業生產場合,是一種集制冷、制熱于一身，并能實現冷、熱量分離的裝置。它適用于各種不同種類氣體的制冷與加熱,具備了組合式、集成式、撬裝化及可拆卸等優點。

技術領域

本發明涉及一種立式多管束循環水冷結構渦流管集成裝置，其屬于壓力氣體節流降壓、氣相介質制冷和高低溫分離應用技術領域。

背景技術

渦流管技術是一種直接利用氣體的壓力能，最終將氣體分離成冷、熱兩種氣流的技術。工作時，壓力氣體沿進氣道進入渦流室外的環形儲氣緩沖腔內，在進、出氣壓差的作用下，經過單個或多個噴嘴并沿管壁切向高速射入渦流腔室中，在渦流室內產生強旋流運動，從而誘導出渦流效應，經過渦流變換后分離成兩部分溫度相差很大的氣流，處于中心部位的氣體溫度較低，而外圍外層的氣體溫度則高于入口氣流溫度，由于在熱端調節閥與冷端分離孔板之間壓力差的作用和影響下，中心處的低溫氣體經冷端分離孔板后由冷端管流出，形成冷氣流，而處于外層部位的氣流溫度較高，旋轉后會向相反方向的另一端流動，經調節閥后流出，即形成熱氣流。調節閥的作用可用來改變冷、熱氣體的流量比、壓差以及溫度。

傳統單作用式的渦流管一般都具有結構單一簡單、無運動部件、操作方便、運行安全可靠及易維護等優點, 同時又具有制冷、制熱等方面的功能，以往大家對渦流管的研究幾乎都集中于這類單管式渦流管的特性研究，國內相關專利： 200810066874.1 、200810198402.1和zl200810011256.7等，均是單一單管渦流管的專利，單管渦流管制冷裝置雖適用于很多場合，因其結構特殊，本身沒有轉動部件，且裝置一般很小。但也正是由于其裝置本身體積過于小，也導致其制冷處理量很小，無論再怎樣放大，其制冷量都不可能達到很大。在對產能需求較大的場合，它的制冷量就明顯難以滿足使用要求。這正是單個渦流管普遍存在的缺陷不足，并極大限制了它的應用范圍。因為一套單作用式的裝置實際上只包含一個渦流管，就只有那有限的處理量，另外由于單支渦流管受結構尺寸等的限制，可能使其冷、熱分離的效果發揮的不好，制冷效率較低。大連理工大學化工機械學院朱徹等的發明專利Zl201210353592.6所開發的多管集束式渦流管裝置極大改變了這種狀況。但此種臥式結構的裝置在安裝、調試、拆卸和維修過程中也確有許多的不方便，因裝置中各單個零件的重量都不輕，若無法利用吊車等機械工具則安裝保持水平平衡都很困難，故固安裝較為不易；此外臥式占地也比較大，不如立式結構節省空間；另外渦流管制冷與制熱是相輔相成的，從能量守恒的理論來解釋就是如要獲得足夠的盡可能多所需要的冷量，必然要產生相應的熱量，內部產生的熱量越多，對應得到的冷量也就越多，還有重要的一點就是做好對熱端流體的散熱冷卻將會極大程度地提高制冷溫度和效率。在此之前的熱端流體的散熱只是靠風冷來自然冷卻，冷卻效果不好，冷卻效率極低，而如若采用循環水冷強制冷卻方式和手段則能顯著改善和提升其效率效果。另以往其它制冷裝置中的熱量是較難收集和回收利用的。

發明內容

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種立式多管束循環水冷結構渦流管集成裝置，該裝置既能完成大流量處理，結構緊湊合理，裝配操作較為方便，還能確保裝置的性能穩定及效率較高。