CN102425486A - 气体高效冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体高效冷却器，包括气液混合器（2）和排热器（3），所述气液混合器（2）设有热气体入口（1）、冷却液体出口（201）、冷却液体入口（202）和冷气体出口（4），所述气液混合器（2）的内部和/或在所述冷却液体出口（201）与冷却液体入口（202）之间设置排热器（3）。在所述冷却液体出口（201）与冷却液体入口（202）之间还设有液体泵（5）。本发明可高效地对热动力系统中的排气或进气或压缩系统的气体进行冷却、液化和/或固化。

Description

气体高效冷却器
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种气体高效冷却器。
背景技术
随着人类环境意识的提高以及为满足特殊用途的要求，在燃烧产物参与作功的热动力系统（如发动机，燃气轮机等）中，最重要的过程是要制备温度和压力参数科学合理的工质，以提高热动力系统的效率。为了制备温度和压力参数科学合理的工质，就要对热动力系统的进气进行冷却，然而由于没有温度较低的冷源对进气冷却，系统一直处于效率较低的状态。因此，需要制造一个温度较低的冷源对进气进行高效冷却。
另外，为了减少发动机对环境的排放污染，全世界都在投入巨资进行研发。如果能使发动机闭合循环或部分闭合循环，都将大大减少或消除发动机对环境的污染且降低能耗。为了实现发动机的闭合循环或部分闭合循环，需要对排气进行冷却、液化或固化及相关分离过程，如为了回收排气中的二氧化碳就需要对排气进行冷却，分离其中的水蒸汽后再进行深度冷却，液化或固化二氧化碳。在有些情况下，例如为有效地对燃烧室回流排气，也需要对排气进行冷却；不仅如此，为了提高压缩系统的效率或为了提高发动机的效率，亦需对气体进行冷却。但是传统的冷却装置具有体积庞大、功耗高的缺点。所以急需发明一种新型、高效的冷却器来实现对气体的冷却。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种气体高效冷却器，该冷却器结构简单、体积较小、效率高，适用范围广。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种气体高效冷却器，包括气液混合器和排热器，所述气液混合器设有热气体入口、冷却液体出口、冷却液体入口和冷气体出口，所述气液混合器的内部和/或在所述冷却液体出口与冷却液体入口之间设置排热器。
在所述冷却液体出口与冷却液体入口之间还设有液体泵。
在所述气液混合器的液体空间部位，和/或在所述冷却液体出口与液体泵之间，和/或在所述液体泵和所述冷却液体入口之间设所述排热器。
所述气液混合器设为由两个或多个所述气液混合器气流串联液流串联设置构成的多级气液混合器。
所述排热器设为散热器。
所述排热器设为热交换器。
所述排热器设为蒸发冷却塔。
所述热气体入口与热动力系统的排气道连通。
所述冷气体出口与热动力系统的进气道连通。
本发明的原理是通过气体和液体在所述气液混合器内混合提高传热效率，将气体快速冷却降温，将从气体中吸热的液体进行排热降温后循环使用，从而提高气体的冷却降温效率。
本发明所公开的气体高效冷却器，为了满足流动的需要，可以在相关管路上设置液体泵或气体泵。
本发明中，所谓的气液混合器是指气体液体在混合过程中传热的容器。
本发明中所谓排热器是指对冷却液体进行散热降温的装置，可以是散热器，也可以是以降温为目的的热交换器，还可以是蒸发式冷却器（如火电厂的冷却塔）；所谓的冷却液体是指冷却气体的液体，冷却液体可以是水，也可以是酒精，还可以是其他液体；所谓气流串联液流串联设置是指的两个或多个所述气液混合器的气流通道相互串联设置，液流通道相互串联设置构成所述的多级气液混合器。 
本发明的有益效果如下:
1、本发明设置气液混合器和排热器，通过气体和液体在所述气液混合器内混合将气体快速冷却降温，提高传热效率；通过排热器将从气体中吸热的液体进行排热降温后循环使用，提高气体的冷却降温效率。
2、本发明在相关管路上设置液体泵或气体泵，以满足流动的需要。
3、本发明能够根据实际需要与热动力系统/压缩系统的排气道或进气道连接，能够高效地对对热动力系统中的排气或进气或压缩系统的气体进行冷却、液化和/或固化。
4、本发明具有体积小，制造成本低的优点。
5、应用本发明的发动机可利用排气自身的压力以及排气冲程所产生的排气压力作为推动力对排气进行冷却，能精简排气冷却系统的工作机构，大幅度降低排气冷却系统的体积，提高冷却效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图;
图3为本发明实施例3的结构示意图;
图4为本发明实施例4的结构示意图；
图5为本发明实施例5的结构示意图；
图6为本发明实施例6的结构示意图；
图7为本发明实施例7的结构示意图；
图8为本发明实施例8的结构示意图；
图9为本发明实施例9的结构示意图，
图中：1热气体入口、2气液混合器、200多级气液混合器、201冷却液体出口、202冷却液体入口、220液体空间部位、3排热器、31散热器、32热交换器、33蒸发冷却塔、4冷气体出口、5液体泵、8热动力系统的排气道、9热动力系统的进气道。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的气体高效冷却器，包括气液混合器2和排热器3，所述气液混合器2设有热气体入口1、冷却液体出口201、冷却液体入口202和冷气体出口4，在所述冷却液体出口201与冷却液体入口202之间设置排热器3和液体泵5。所述冷却液体出口201与液体泵5的入口连通，所述液体泵5的出口与所述排热器3的液体入口连通，所述排热器3的液体出口与所述冷却液体入口202连通，所述排热器3设置在冷却液体入口202与液体泵5之间。
实施例2
如图2所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述排热器3设在所述液体泵5和所述冷却液体出口201之间。
实施例3
如图3所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述排热器3设在所述气液混合器2的液体空间部位220。
实施例4
如图4所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述气液混合器2设为由三个所述气液混合器2气流串联液流串联设置构成的多级气液混合器200。
实施例5
如图5所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述排热器3设为散热器31。
实施例6
如图6所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述排热器3设为热交换器32。
实施例7
如图7所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述排热器3设为蒸发冷却塔33。
实施例8
如图8所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述热气体入口1与热动力系统的排气道8连通，对热动力系统中的排气进行冷却、液化和/或固化。
实施例9
如图9所示的气体高效冷却器，其与实施例1的区别在于：所述冷气体出口4与热动力系统的进气道9连通，对热动力系统中的进气进行冷却、液化和/或固化。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气体高效冷却器，其特征在于：包括气液混合器（2）和排热器（3），所述气液混合器（2）设有热气体入口（1）、冷却液体出口（201）、冷却液体入口（202）和冷气体出口（4），所述气液混合器（2）的内部和/或在所述冷却液体出口（201）与冷却液体入口（202）之间设置排热器（3）。
2.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：在所述冷却液体出口（201）与冷却液体入口（202）之间还设有液体泵（5）。
3.根据权利要求2所述气体高效冷却器，其特征在于：在所述气液混合器（2）的液体空间部位（220），和/或在所述冷却液体出口（201）与液体泵（5）之间，和/或在所述液体泵（5）和所述冷却液体入口（202）之间设所述排热器（3）。
4.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述气液混合器（2）设为由两个或多个所述气液混合器（2）气流串联液流串联设置构成的多级气液混合器（200）。
5.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述排热器（3）设为散热器（31）。
6.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述排热器（3）设为热交换器（32）。
7.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述排热器（3）设为蒸发冷却塔（33）。
8.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述热气体入口（1）与热动力系统的排气道（8）连通。
9.根据权利要求1所述气体高效冷却器，其特征在于：所述冷气体出口（4）与热动力系统的进气道（9）连通。
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