CN102042709A - 一种运动式多循环制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运动式多循环制冷设备，它包括蒸发部件和一个或一个以上的提高制冷设备内流体整体内能，从而达到加速的加速设备，所述加速设备通过对流体做功或能量转换传递提高流体内能。本发明在增压设备之外，利用增设的流体加速设备，补充甚至增加流体能量，充分提高制冷剂的挥发速度，从本质提高制冷效果；同时还有效保证制冷剂在蒸发前的各环节的变换效率，有效缩短制冷剂的循环利用周期。

Description

一种运动式多循环制冷设备

技术领域

本发明主要涉及一种制冷系统，尤其涉及通过挥发流体以实现降温的制冷系统。

背景技术

现有的制冷设备均采压缩流体至高温高压的气态，通过降温使其变化为高压液态，再通截流等方法使其生成汽液混合物，利用室温使汽液混合流体迅速挥发而实现制冷。

上述过程有两处能量损失：

1.高温高压的气态转低温高液态，需进行大量散热；

2.截流过程，高速流体动能，因摩擦力或管道的形变，没能转成相应势能。

现有技术的流体动能均来源于压缩机做功，再通过节流或形态变化改变流速，由于节流导致的机械能损失、形态变化产生热能没被转化而损失，流体经大量S形管道导致能量损失，使低动量的流体未能达到最高能效的制冷效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种耗能低、高环保的制冷设备。

为实现上述目的，本发明技术方案为：

一种运动式多循环制冷设备，它包括增压设备、蒸发部件和一个或一个以上的提高制冷设备内流体流速的加速设备。

所述的加速设备至少包括一个或一个以上运动装置，至少有一运动装置传动连接蒸发部件并驱动其运动，并满足：蒸发部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

所述蒸发部件为一密闭中空的旋转体和一带有喷口的喷管；所述增压设备包括一压缩机；所述喷管带有喷口的一端伸入旋转体内；所述压缩机的输出端连通于喷管并对其内流体加压，输入端连通于旋转体。

所述喷管的喷口连通一旋转喷头；它还具有以下一个或多个特征

●旋转喷头安装在喷管的轴向上，喷头的最突点的旋转轨迹不超出喷管的外管壁的延长面包围的空间；

●旋转喷头受一运动装置驱动，并相对旋转体进行反向旋转。

它还包括一冷凝部件，所述的加速设备至少包括一个或一个以上运动装置，所述冷凝部件和蒸发部件至少有一部件连接一运动装置并受驱动或共同受同一运动装置驱动，并满足：受驱动部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

所述蒸发部件为一内部空心且设有空心壁的旋转体，空心壁的内层在旋转体的内部中空处反向汇集成一内管口；所述增压设备包括一压缩机和一带有喷口的喷管；所述喷管带有喷口的一端伸入旋转体的空腔内，并与内管口密闭对接；所述冷凝部件设于旋转体的内部中空处，且位于喷管与空心壁之间，并与空心壁连通；所述压缩机的输出端连通于喷管并对其内流体加压，输入端伸入旋转体的内部中空处，且位于喷管与空心壁之间。

所述冷凝部件为一连通空心壁的导管，导管的另一端伸入旋转体的内部中空处；或所述的冷凝部件为在空心壁上增设的一层内空心壁，所述内空心壁分别与空心壁和旋转体内中空部连通。

所述冷凝部件与空心壁的连接点设有一处或一处以上的节流部件，并以远离喷管喷口设置，且满足越远离喷管喷口的节流部件限制通过其的流量越大；所述冷凝部件伸入旋转体内部中空处的部分设有一处或一处以上的节流部件，并以靠近喷管喷口设置，且满足越靠近喷管喷口的节流部件限制通过其的流量越大。

它具有以下一个或多个特征：

●所述旋转体设有旋转支架；

●所述蒸发部件与冷凝部件的连通部设有压差控制阀；

●所述喷管内设有一有效容积棒，棒的端部设有一个或一个沟槽。

上述技术方案的有益之处在于：

●本发明在增压设备之外，利用增设的流体加速设备，补充甚至增加流体能量，充分提高制冷剂的挥发速度，从本质提高制冷效果；同时还有效保证制冷剂在蒸发前的各环节的变换效率，有效缩短制冷剂的循环利用周期。

●本发有通过利用蒸发机构自身旋转，使其内的制冷剂成旋涡状运动，不仅使制冷剂充分覆于蒸发机体表面，以获得最大挥发面积，使最大量的制冷剂在挥发时最大化依赖吸收蒸发机体表面的温度，从而达到最佳制冷效果；同时冷制剂高速运动，更频繁接触蒸发机体表面，热交换极为充分，挥发速大大提升。

●本发明将现有技术可能出流失的能量完全运用于制冷，不仅有效节能而且显著提高制冷效果。

●本发明利用压缩流体过程中产生的热量使液态或汽液混合状态的流体更快蒸发或气化，相对现用技术仅通过室温蒸发具有更显著的效果。

●本发明通过回用蒸发后的流体对经压缩后的高温高压流体实施降温，相对室外空气可达更快捷的液化效果。

附图说明

图1为实施例1的示意图；

图2为旋转支架的示意图；

图3为实施例2的示意图；

图4为实施例2带有另一种冷凝部件的示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2所示的一种运动式多循环制冷设备，它包括一密闭中空的旋转体1、一压缩机2、一带有喷口31的喷管3和一电机4；所述旋转体1通过一固定支架11传动连接电机4；所述喷管3带有喷口31的一端伸入旋转体1内；所述喷管3的喷口31连通一旋转喷头32，旋转喷头32安装在喷管3的轴向上，喷头的最突点的旋转轨迹不超出喷管3的外管壁的延长面包围的空间；旋转喷头32通过变向齿轮33受电机4驱动，并相对旋转体1进行反向旋转；所述压缩机2的输出端21连通于喷管3并对其内流体加压，输入端连22通于旋转体1。

工作原理：

喷管3内在默认状态下储存一定量的液态制冷剂，工作时，旋转喷头高速转动，打开喷管3在喷口处的节流部件，液态制冷剂受高压管内气压或液压，辅以旋转喷头形成的离心力，以液态或汽态或气态或混合状态沿旋转喷头的内通道流出，并撒向旋转体的内腔，以此同时，旋转体逆向高速旋转，被撒出的制冷剂高速撞击在旋转体的内腔壁上并形成旋涡体，不仅使制冷剂充分覆于蒸发机体表面，以获得最大挥发面积，使最大量的制冷剂在挥发时最大化依赖吸收蒸发机体表面的温度，从而达到最佳制冷效果；同时冷制剂高速运动，更频繁接触蒸发机体表面，热交换极为充分，挥发速大大提升。

另外高速撞击有两个好处，当使用固态制冷剂时，能有效协助其液化，以实现降温；当使用液态时，能更充分提高挥发接触面积，提升挥发强度和速度。

随着旋转体内流体量不断增多，施加在压力阀XX的压力不断增大，当达到额定值时，压力阀打开，部份流体进入压缩机，继而转换成高温高压气态制冷剂。高温制冷剂通过喷管的外表面散发热量，帮助旋转体内流体的蒸发，继而降温形成液态制冷剂。

考虑到旋转体作为蒸发部件，其壁厚要尽量薄以保证热传递的速度，但这必影响在高速旋转中的受力稳定性，为避免发生不可逆转的机械形变，本实施例中的旋转体可设有一旋转支架。这里的旋转支架可设有风叶，转动时会形成气流，直接带走蒸发部件外表面的气体而产生制冷气流。

发明重点和涉及保护范围

本发明在增压设备之外，利用增设的流体加速设备，补充甚至增加流体能量，充分提高制冷剂的挥发速度，从本质提高制冷效果；同时还有效保证制冷剂在蒸发前的各环节的变换效率，有效缩短制冷剂的循环利用周期。

因此所述的加速设备只需至少包括一个或一个以上运动装置，至少有一运动装置传动连接蒸发部件并驱动其运动，并满足：蒸发部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

本发明通过实施例1描述其中以蒸发部件运动提高流体能量，显然蒸发部件的运动方式不局限于旋转(显然不一定是旋转运动，也可以是其他方式，如摆动，因此蒸发部件可以设计成摆箱等)；另外流体加速设备还可以是设于流通区域内的吸喷装置或其他任意的流体加速机构。

本实施例中，旋转体是以运动加速其内流体流速，这仅为特例，旋转体也可以静止，只通过旋转喷头的搅动形成漩涡流以达提高流体流速。总之在经增压设备的流体，通过增加能量的方法均在本发明的保护范围。

补充：

本发明也适用从固态制剂转换成液态制剂形成制冷的系统。

本实施例中，旋转体和电机通行星齿轮组合方案共同受电机驱动，将可达异常良好的效果，当然考虑加工工艺及维护难度，可以用两台电机，分别驱动旋转体和旋转喷头。

本实施中，以水为制冷，那就可不采用增压设备。

本实施例中，旋转体和喷管的配合相当于现有技术的蒸发部件；高压机相当增压设备。

本实施例中，所述电机可内置，求噪声最小。

本实施例中，所述蒸发部件设有压差控制阀或湿气控制阀的一项或多项。

本发明对制冷剂的要求将大大降低，甚至可用水替换现有技术所用的CC12F2。

实施例2：

如图3所示的一种运动式多循环制冷设备，它包括增压设备、蒸发部件、冷凝部件和加速设备。

所述蒸发部件为一内部空心且设有空心壁11’的旋转体1和一带有喷口31’的喷管3’，空心壁11’的内层在旋转体的内部中空处反向汇集成一内管口12’；所述增压设备包括一压缩机2’；所述喷管3’带有喷口31’的一端伸入旋转体1’的空腔13’内，并与内管口12’密闭对接；所述冷凝部件设于旋转体的内部中空13’处，且位于喷管3’与空心壁11’之间，并与空心壁11’连通；所述压缩机2’的输出端21’连通于喷管并3’对其内流体加压，输入端伸22’入旋转体1’的内部中空13’处，且位于喷管3’与空心壁11’之间；所述喷管3’内设有一有效容积棒32’，棒32’的端部设有一个或一个沟槽。

所述冷凝部件为一连通空心壁的导管4’，导管4’的另一端伸入旋转体1’的内部中空处。

所述冷凝部件与空心壁11’的连接点设有一处或一处以上的节流部件41’，并以远离喷管喷口31’设置，且满足越远离喷管喷口31’的节流部件41’限制通过其的流量越大；所述冷凝部件伸入旋转体内部中空处的部分设有一处或一处以上的节流部件42’，并以靠近喷管喷口31’设置，且满足越靠近喷管喷口31’的节流部件42’限制通过其的流量越大。(多处节流部件旨在有效控制流量)

所述加速设备为一通过旋转支架传动连接于旋转体的电机，所述的旋转支架设有一片或一片以上的风叶，以直接形成气流，带走蒸发部件外表面冷气形成冷流。

所述蒸发部件与冷凝部件的连通部设有压差控制阀K；

工作原理：

如图3所示，所述制剂以CC12F2为例。

1)压缩机2’对导管3’内的CC12F2加压，并通过自然散热或第三方散热使箱内CC12F2在默认状态下为高压常温液体，制冷时，导管3’通过喷口31’将管内的高压液状CC12F2以雾态喷散在与内管口12’对接的密闭空间内，旋转体1’高速转动，雾态CC12F2被吸收并喷撒洒在旋转体1’内壁上，以漩涡流状在常温下迅速挥发带走旋转体1’内壁的热量形成降温。

2)制冷过程中，空心壁11’内的CC12F2蒸发后，通过导管4’喷撒在高压管3’的外管壁上，并形成低温漩涡气流，通过高压管3’的外管壁，带走其内高温CC12F2的热量，而使CC12F2液化；最后的尾气通过压缩机2’的输入端口22’进入压缩机完成一个循环。

本实施例所述的加速设备至少包括一个或一个以上运动装置，所述冷凝部件和蒸发部件至少有一部件连接一运动装置并受驱动或共同受同一运动装置驱动，并满足：受驱动部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

如图4所示：本实施例所述的冷凝部件还可为在空心壁11’上增设的一层内空心壁，所述内空心壁分别与空心壁和旋转体内中空部连通。

上述各实施例由于采用驱动装置，因此制冷剂可采用水或酒清等常温下为液态的制剂，因此可不使用增压设备。

Claims (10)

1.一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：它包括蒸发部件和一个或一个以上的提高制冷设备内流体整体内能，从而达到加速的加速设备，所述加速设备通过对流体做功或能量转换传递提高流体内能。

2.如权利要求1所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述的加速设备至少包括一个或一个以上运动装置，至少有一运动装置传动连接蒸发部件并驱动其运动，并满足：蒸发部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

3.如权利要求2所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述蒸发部件包括一密闭中空的旋转体和一根或一根以上伸入旋转体内的喷管；所述喷管和旋转体至少有其中之一传动连接驱动装置。

4.如权利要求3所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述喷管的喷口连通一旋转喷头；它还具有以下一个或多个特征

●旋转喷头安装在喷管的轴向上，喷头的最突点的旋转轨迹不超出喷管的外管壁的延长面包围的空间；

●旋转喷头受一运动装置驱动，并相对旋转体具有不同的转速或转向。

5.如权利要求1所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：它还包括一冷凝部件，所述的加速设备至少包括一个或一个以上运动装置，所述冷凝部件和蒸发部件至少有一部件连接一运动装置并受驱动或共同受同一运动装置驱动，并满足：受驱动部件内的流体能因其运动具有一定流速或加快流速。

6.如权利要求5所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述蒸发部件为一内部空心且设有空心壁的旋转体和一根或一根以上伸入旋转体空心处的喷管，空心壁的内层在旋转体的内部中空处反向汇集成一内管口并与喷管管口密闭对接；所述冷凝部件设于旋转体的内部中空处，且位于喷管与空心壁之间，并与空心壁连通。

7.如权利要求6所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述冷凝部件为一连通空心壁的导管，导管的另一端伸入旋转体的内部中空处；或所述的冷凝部件为在空心壁上增设的一层内空心壁，所述内空心壁分别与空心壁和旋转体内中空部连通。

8.如权利要求6所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述冷凝部件与空心壁的连接点设有一处或一处以上的节流部件，并以远离喷管喷口设置，且满足越远离喷管喷口的节流部件限制通过其的流量越大；所述冷凝部件伸入旋转体内部中空处的部分设有一处或一处以上的节流部件，并以靠近喷管喷口设置，且满足越靠近喷管喷口的节流部件限制通过其的流量越大。

9.如权利要求3或4或5或6或7或8所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于它具有以下一个或多个特征：

●所述旋转体设有旋转支架；

●各连通部设有压差控制阀或湿气控制阀的一项或多项；

●所述喷管内设有一有效容积棒，棒的端部设有一个或一个沟槽；

●所述驱动装置内置于旋转体内；

●它还包括一增压设备；所述增压设备的输出端连通于喷管并对其内流体加压，输入端连通于旋转体。

10.如权利要求9所述的一种运动式多循环制冷设备，其特征在于：所述的旋转支架设有一片或一片以上的风叶。

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