CN110274405A - 一种双涡流室涡流管制冷装置 - Google Patents

Abstract

一种双涡流室涡流管制冷装置，它包括主涡流室、热端管、冷端管及附加涡流室；所述主涡流室的一侧连接冷端管，另一侧连接热端管的一端；所述热端管的另一端连接附加涡流室。本发明的优越性：使用附加涡流室为冷流体在热端管中心的回流提供了动力，同时促进了热端管中心回流的旋涡流动，从而提高涡流管制冷装置的制冷效果。

Description

一种双涡流室涡流管制冷装置

技术领域：

本发明涉及工程热物理学科之制冷技术领域，尤其是一种双涡流室涡流管制冷装置。

背景技术：

涡流制冷管已被应用于多个领域，流体以涡旋的形式在管道内流动时，会出现能量由内层向外层的转移，使内层流体总温低于外层流体，分别引出内外两股流体，可分别获得高温流体和低温流体。

以往的研究应用中发现，热端出口和冷端出口分别位于装置两侧的所谓“逆流型”涡流管可获得更好的能量分离效果，并且通过在热端出口附近设置阻涡器或附加射流入口等方式可以促进冷气回流，使制冷效果更好。但阻涡器和附加射流消弱了回流冷气的旋涡流动，一定程度上影响了涡流管的工作效率。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种双涡流室涡流管制冷装置，它能够解决现有涡流管制冷装置的回流旋涡强度不足的问题，通过增加附加涡流室来提供回流流量，降低了回流流动的初始总温，并且直接提供了回流流动的涡量，能够提高涡流管中能量分离的效率，提高制冷效果。

本发明的技术方案：一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于它包括主涡流室、热端管、冷端管及附加涡流室；所述主涡流室的一侧连接冷端管，另一侧连接热端管的一端；所述热端管的另一端连接附加涡流室。

所述主涡流室的两侧分别通过流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ与冷端管及热端管一端连接；所述附加涡流室通过流体出口Ⅲ与热端管的另一端连接。

所述主涡流室的两侧的流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ为同轴的圆管形，其中连接冷端管的流体出口Ⅰ的直径小于连接热端管的流体出口Ⅱ；所述附加涡流室的流体出口Ⅲ呈圆孔形，流体出口Ⅲ孔径小于热端管在此连接处的直径，并且位于热端管的中心轴线位置。

所述主涡流室上设置至少一个流体入口Ⅰ，流体入口Ⅰ使得流体在主涡流室内形成绕出口轴线旋转的旋涡流动。

所述附加涡流室上设置至少一个流体入口Ⅱ，流体入口Ⅱ使得流体在附加涡流室内形成绕出口轴线旋转的旋涡流动。

所述冷端管与主涡流室的流体出口Ⅰ连接，所述双涡流室涡流管的冷流体由冷端管的冷流体出口排出。

所述热端管连接附加涡流室一端的边缘位置的管壁上设置热流体出口。

本发明的工作过程：流体从主涡流室的流体入口Ⅰ和附加涡流室的流体入口Ⅱ流入，经过所述双涡流室涡流管中的能量分离过程之后，热流体由热端管的热流体出口流出，冷流体由冷端管的冷流体出口流出。

本发明的优越性：使用附加涡流室为冷流体在热端管中心的回流提供了动力，同时促进了热端管中心回流的旋涡流动，从而提高涡流管制冷装置的制冷效果。

附图说明：

图1为本发明一种双涡流室涡流管制冷装置的结构示意图。

图中：1为主涡流室，2为热端管，3为附加涡流室，4为冷端管，5为流体入口Ⅰ，6为流体入口Ⅱ，7为冷流体出口，8为热流体出口，9为流体出口Ⅰ，10为流体出口Ⅱ，11为流体出口Ⅲ。

具体实施方式：

实施例：如图1所示，一种双涡流室涡流管制冷装置，它包括主涡流室1、热端管2、冷端管4及附加涡流室3；所述主涡流室1的一侧连接冷端管4，另一侧连接热端管2的一端；所述热端管2的另一端连接附加涡流室3。

所述主涡流室1的两侧分别通过流体出口Ⅰ9和流体出口Ⅱ10与冷端管4及热端管2一端连接；所述附加涡流室3通过流体出口Ⅲ11与热端管2的另一端连接。

所述主涡流室1的两侧的流体出口Ⅰ9和流体出口Ⅱ10为同轴的圆管形，其中连接冷端管4的流体出口Ⅰ9的直径小于连接热端管2的流体出口Ⅱ10；所述附加涡流室3的流体出口Ⅲ11呈圆孔形，流体出口Ⅲ11孔径小于热端管2在此连接处的直径，并且位于热端管2的中心轴线位置，在附加涡流室3的流体出口Ⅲ11与热端管的管壁之间的部分为固体壁面。

所述主涡流室1上设置流体入口Ⅰ5，流体入口Ⅰ5使得流体在主涡流室1内形成绕流体出口Ⅰ9和流体出口Ⅱ10轴线旋转的旋涡流动。

所述附加涡流室3上设置流体入口Ⅱ6，流体入口Ⅱ6使得流体在附加涡流室3内形成绕流体出口Ⅲ11轴线旋转的旋涡流动。

所述冷端管4与主涡流室1的流体出口Ⅰ9连接，所述双涡流室涡流管的冷流体由冷端管4的冷流体出口7排出。

所述热端管2连接附加涡流室一端的边缘位置的管壁上设置热流体出口8供热流体流出。

本实施例的工作过程：在主涡流室1的流体入口Ⅰ5引入压力相对较高的流体，在附加涡流室3的流体入口Ⅱ6引入压力相对较高的流体。流体在所述双涡流室涡流管制冷装置中进行流动，并且在热端管2的热流体出口8和冷端管4的冷流体出口7流出。正常工作条件下，热端管2的热流体出口8所流出的流体温度将高于从冷端管4的冷流体出口7流出的流体的温度。

Claims (7)

1.一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于它包括主涡流室(1)、热端管(2)、冷端管(4)及附加涡流室(3)；所述主涡流室(1)的一侧连接冷端管(4)，另一侧连接热端管(2)的一端；所述热端管(2)的另一端连接附加涡流室(3)。

2.根据权利要求1所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述主涡流室(1)的两侧分别通过流体出口Ⅰ(9)和流体出口Ⅱ(10)与冷端管(4)及热端管(2)一端连接；所述附加涡流室(3)通过流体出口Ⅲ(11)与热端管(2)的另一端连接。

3.根据权利要求2所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述主涡流室(1)的两侧的流体出口Ⅰ(9)和流体出口Ⅱ(10)为同轴的圆管形，其中连接冷端管(4)的流体出口Ⅰ(9)的直径小于连接热端管(2)的流体出口Ⅱ(10)；所述附加涡流室(3)的流体出口Ⅲ(11)呈圆孔形，流体出口Ⅲ(11)孔径小于热端管(2)在此连接处的直径，并且位于热端管(2)的中心轴线位置。

4.根据权利要求1所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述主涡流室(1)上设置流体入口Ⅰ(5)，流体入口Ⅰ(5)使得流体在主涡流室1内形成绕流体出口Ⅰ(9)和流体出口Ⅱ(10)轴线旋转的旋涡流动。

5.根据权利要求1所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述附加涡流室(3)上设置流体入口Ⅱ(6)，流体入口Ⅱ(6)使得流体在附加涡流室(3)内形成绕流体出口Ⅲ(11)轴线旋转的旋涡流动。

6.根据权利要求1所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述双涡流室涡流管制冷装置的冷流体由冷端管(4)的冷流体出口(7)排出。

7.根据权利要求1所述一种双涡流室涡流管制冷装置，其特征在于所述热端管(2)连接附加涡流室一端的边缘位置的管壁上设置热流体出口(8)。