CN2048944U

CN2048944U - 新型气旋式冷热分离器

Info

Publication number: CN2048944U
Application number: CN 89212392
Authority: CN
Inventors: 文崇
Original assignee: HUAIHAI INSTR AND METER FACTOR
Current assignee: HUAIHAI INSTR AND METER FACTOR
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1989-12-06

Abstract

本实用新型涉及气体冷热分离器。

该新型气旋式冷热分离器由喷嘴，旋涡室，绝热衬垫，热气管，冷气管，调节阀组成，高压气流从火箭发动机束放型喷嘴以4～5倍音速沿旋涡室切线方向进入旋涡室，形成自由旋涡，动能交换后，分离成冷热两股气流，分别通过冷热气管引出。调节阀用来调节冷热气流比例及控制冷热气流温度。本实用新型具有效率高，流量大，可应用于制冷氮，食品保鲜，汽车空调，设备仪器降温等。

Description

本实用新型涉及一种气体冷热分离器，它是涡流管制冷器的发展，可用于制冷，空调及食品保鲜等领域。

苏联的MX－2型微型涡流管制冷器（如图3所示），它由喷嘴［1］，旋涡室［2］，绝热衬垫［3］，热气管［5］，冷气管［6］，调节阀［7］等构成。苏联的MX－2型微型涡流管制冷器及美国阿斯特劳公司研制的新型汽车空调系统，都采用了涡流管冷热分离技术，喷嘴结构型式为园锥形或槽形，喷嘴的结构形状对冷热气流温差，气体流量，制冷器的效率均有很大影响，而冷热气流温差，气体流量，效率又与旋涡室气流速度和状况（层流或紊流）有关。气体流速越大，层流状态保持越有秩，效率越高；冷热气流温差越大，流量也越大，现有技术的工作原理是通过喷嘴［1］将亚音速或超音速的气流沿旋涡室的切线方向送入旋涡室［2］，在室内形成自由旋涡，经过动能交换而分离成冷热两股气流，冷气流处于内层，从绝热衬垫［3］中心小孔流出，热气处于外层，从热气管［5］引出。调节阀［7］的作用是调节冷热气流分配比例，并控制冷热气流温度。现有技术的缺点是：气流通过喷嘴（锥形或槽形）集束后速度提高量值有限，而且气流离开喷嘴后就扩散，层流状态受到严重破坏，从而影响冷热气流温差进一步增大，影响效率的提高，实现大流量也较难，这样就难以实用化。

本实用新型旨在克服现有技术的缺点，提供一种气流量大，效率高，适用于冷藏车，冷藏船，冷库，冷氮保鲜及汽车空调系统的新型气旋式冷热分离器。

技术措施如下：

1.采用两个火箭发动机束放型喷嘴［1］，并且沿旋涡室［2］的切线方向中心对称配置。

根据气动力学分析知，气流速度v与截面积A的关系计算公式为：

(dv)/(v) ＝ (dA)/(A) ［ 1/(M²- 1) ］

其中：v——喷嘴某截面处的气流速度，

A——喷嘴某截面处的截面积，

M——马赫数，

当喉部气流速度M＞1时，M²－1为正值，则dv与dA符号相同，当截面积沿x轴方向增大时，流速增大；反之，当截面积沿x轴减小时，流速减小。

压缩气体经过雏部，气体集束，使流速加快，从亚音速提高到超音速，流经喉部后，随着截面积增大，使超音速气流速度进一步加速，可达到4～5倍音速，气流随后通过直线段稳速区，旨在使气流平稳地进入旋涡室内扩散，同时参与高速旋转。由于喷嘴内设计了一段直线段稳速区，就能使旋涡室的高速气流保持有序层流状态，从而改善了旋涡效应，提高了分离器效率。

火箭发动机束放型喷嘴的收缩段有一个50′～60′的锥部；扩散段的设计，可根据下式计算：

D／d＝＝1.4～1.5

其中：

D为喷嘴出口处的直径；

d为喉部直径。

稳速区长度在2～3mm内选用为最佳；喉部长度不得大于1mm。

d的数值大小，根据气流量要求计算确定。

2.旋涡室［2］内腔用两个尼龙塑料绝热衬垫［3］，［4］构成，绝热衬垫的厚度在3～4mm范围内选用为最佳，当冷热气流分离后，因使用了绝热衬垫，而减少了金属的热传导所带来的能量损失，提高了效率。

对本实用新型的样机进行了测试，其结果如下：

试验条件：2V－0.6／7空压机，储气罐压力在6～7个大气压，

当进气温度在40°～50℃时，冷端气流温度可达5℃以下，

当进气温度在20℃以下时，冷端气流温度可达－10℃以下，

冷端气流量可达15m³／h以上。

附图描述了本实用新型的一个实施例的示意图。

图1为本实用新型的新型气旋式冷热分离器示意图。

图2为本实用新型的喷嘴结构示意图。

图3为苏制MX－2型微型涡流管制冷器简图。

图1为本实用新型的一个实施例简图。反映了喷嘴［1］，旋涡室［2］，绝热衬垫［3］［4］，热气管［5］，冷气管［6］，调节阀［7］等零件在新型气旋式冷热分离器中的相对装配位置。

图2反映本实用新型喷嘴结构剖面图，锥部收缩段，扩散段，直线段稳速区在喷嘴中的位置。

附图标号说明：［1］喷嘴［2］旋涡室［3］［4］绝热衬垫［5］热气管［6］冷气管［7］调节阀

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：重量轻，体积小，耗能少，成本低，结构简单，加工制造容易，可靠性高，维护方便等。

Claims

1、一种由喷嘴[1]，旋涡室[2]，绝热衬垫[3]，热气管[5]，冷气管[6]，调节阀[7]等构成的气旋式冷热分离器，其特征在于沿旋涡室[2]的切线方向配置有两个中心对称的火箭发动机束放型喷嘴[1]；旋涡室由两个尼龙塑料绝热衬垫[3][4]构成。

2、根据权利1所述的气旋式冷热分离器，其特征在于火箭发动机束放型喷嘴的收缩段由50°～60°的锥部构成；扩散段按下式计算：

D／d＝＝1.4～1.5

其中：D为喷嘴出口处的直径

d为喉部直径

稳速区长度在2～3mm最佳；喉部长度不得大于1mm。

3、根据权利1所述的气旋式冷热分离器，其特征在于由两个尼龙塑料绝热衬垫［3］［4］构成旋涡室，绝热衬垫厚度为3～4mm。