申请/专利权人：天津理工大学

申请日：2019-06-21

公开（公告）日：2021-07-02

公开（公告）号：CN110285597B

主分类号：F25B9/04(20060101)

分类号：F25B9/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.07.02#授权;2019.10.29#实质审查的生效;2019.09.27#公开

摘要：一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于它包括涡流室、热端管、套管式冷端管；所述涡流室两侧分别与套管式冷端管及热端管连接；所述套管式冷端管为由均与所述涡流室连通的中心管和至少一层外套管组成的相互同轴的回转体流道。本发明与传统的涡流制冷管相比，能够从涡流室的冷端出口的不同半径处引出温度不同的气流，并随所述涡流管制冷装置工况的变化，切换不同的冷气来源，并通过调节各个冷气流道的流量来调整涡流管的工作状态，以调节制冷效果。

主权项：1.一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于它包括涡流室（1）、热端管（2）、套管式冷端管（3）；所述涡流室（1）两侧分别与套管式冷端管（3）及热端管（2）连接；所述套管式冷端管（3）为由均与所述涡流室（1）连通的中心管（3-1）和至少一层外套管（3-2）组成的相互同轴的回转体流道；所述中心管（3-1）及回转体流道的各个流道连通向不同的能够单独调节各自流量的冷流体出口（3-3）。

全文数据：一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置技术领域：本发明属于工程热物理学科之制冷技术领域，具体涉及一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置。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，涡流管的冷流体出口处的温度场并不均匀，不同半径处的温度并不一致，部分半径处的流体温度比其他区域的流体温度更低，但这种温度差异随着流体的掺混而消失。发明内容：本发明的目的在于提供一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，它能够解决现有涡流管制冷装置中局部低温流体不能单独输出利用的问题；发明与传统的涡流制冷管相比，能够从涡流室的冷端出口的不同半径处引出温度不同的气流，并随所述涡流管制冷装置工况的变化，切换不同的冷气来源，并通过调节各个冷气流道的流量来调整涡流管的工作状态，以调节制冷效果。本发明的技术方案：一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于它包括涡流室、热端管、套管式冷端管；所述涡流室两侧分别与套管式冷端管及热端管连接；所述套管式冷端管为由均与所述涡流室连通的中心管和至少一层外套管组成的相互同轴的回转体流道。所述中心管及回转体流道的各个流道连通向不同的能够单独调节各自流量的冷流体出口。所述涡流室具有至少一个切向的流体入口；涡流室的流体入口使得流体在涡流室中形成旋涡流动。所述涡流室两侧分别通过流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ与套管式冷端管及热端管连接。所述涡流室的流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ为同轴的圆形开口，流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ轴线重合，流体出口Ⅰ和流体出口Ⅱ位于涡流室的两个相对的侧壁上。所述热端管为具有直线轴线的等截面或变截面管道。所述热端管一端与涡流室连接，另一端为热流体出口。所述热流体出口的内部设置促进回流的装置。所述促进回流的装置包括但不限于固体挡板或阻涡器。本发明的工作过程：将高压流体通入涡流室的流体入口，热端管上的热流体出口和套管式冷端管上的冷流体出口置于较低的压力环境中，该涡流管制冷装置即可工作。在热端管上的热流体出口处可获得温度高于所输入的高压流体温度的热流体。在套管式冷端管上的冷流体出口处可获得温度低于所输出的高压流体温度的冷流体，并且多个冷流体出口所流出的流体的温度各不相同。可以选择将各股冷流体用于不同用途，也可以通过节流装置调节几股流体的流量，来调节该涡流管制冷装置的工作状态。本发明的优越性：本发明能够从涡流室的冷端出口的不同半径处引出温度不同的流体，并随所述涡流管制冷装置工况的变化，切换不同的冷流体来源，并通过调节各个流道的流量来调整涡流管的工作状态，以调节制冷效果。附图说明：图1为本发明一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置的结构示意图。图中：1为涡流室，1-1为流体入口，1-2为流体出口Ⅰ，1-3为流体出口Ⅱ，2为热端管，2-1为热流体出口，3为套管式冷端管，3-1为中心管，3-2为外套管，3-3为冷流体出口，4为促进回流的装置。具体实施方式：如图1所示，一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，它包括涡流室1、热端管2、套管式冷端管3；所述涡流室1两侧分别与套管式冷端管3及热端管2连接；所述套管式冷端管3为由均与所述涡流室1连通的中心管3-1和至少一层外套管3-2组成的相互同轴的回转体流道。所述中心管3-1及回转体流道的各个流道连通向不同的能够单独调节各自流量的冷流体出口3-3，所述涡流管制冷装置工作所产生的冷流体分别由这些冷流体出口同时流出，并且在正常工作条件下，该几股冷流体的温度各不相同。所述涡流室1具有切向的流体入口1-1，高压流体由此流入；涡流室1的流体入口1-1使得流体在涡流室1中形成旋涡流动。所述涡流室1两侧分别通过流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3与套管式冷端管3及热端管2连接。所述涡流室1的流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3为同轴的圆形开口，流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3轴线重合，流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3位于涡流室的两个相对的侧壁上。所述热端管2为具有直线轴线的等截面或变截面管道。所述热端管2一端与涡流室1连接，另一端为热流体出口2-1，所述带套管式冷流出口的涡流管制冷装置工作所产生的高温流体由此流出。所述热流体出口2-1的内部设置促进回流的装置4。所述促进回流的装置4采用固体挡板或阻涡器。本实施例的工作过程：将高压流体通入涡流室1的流体入口1-1，热端管2上的热流体出口2-1和套管式冷端管3上的冷流体出口3-3置于较低的压力环境中，该涡流管制冷装置即可工作。在热端管2上的热流体出口2-1处可获得温度高于所输入的高压流体温度的热流体。在套管式冷端管3上的冷流体出口3-3处可获得温度低于所输出的高压流体温度的冷流体，并且多个冷流体出口所流出的流体的温度各不相同。可以选择，也可以通过节流装置调节几股流体的流量，来调节该涡流管制冷装置的工作状态。

权利要求：1.一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于它包括涡流室1、热端管2、套管式冷端管3；所述涡流室1两侧分别与套管式冷端管3及热端管2连接；所述套管式冷端管3为由均与所述涡流室1连通的中心管3-1和至少一层外套管3-2组成的相互同轴的回转体流道。2.根据权利要求1所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述中心管3-1及回转体流道的各个流道连通向不同的能够单独调节各自流量的冷流体出口3-3。3.根据权利要求1所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述涡流室1具有切向的流体入口1-1；涡流室1的流体入口1-1使得流体在涡流室1中形成旋涡流动。4.根据权利要求1所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述涡流室1两侧分别通过流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3与套管式冷端管3及热端管2连接。5.根据权利要求5所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述涡流室1的流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3为同轴的圆形开口，流体出口Ⅰ1-2和流体出口Ⅱ1-3轴线重合。6.根据权利要求1所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述热端管2为具有直线轴线的等截面或变截面管道。7.根据权利要求1所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述热端管2一端与涡流室1连接，另一端为热流体出口2-1。8.根据权利要求7所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述热流体出口2-1的内部设置促进回流的装置4。9.根据权利要求8所述一种带套管式冷流出口的涡流管制冷装置，其特征在于所述促进回流的装置4采用固体挡板或阻涡器。

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