專利名稱：渦流管制冷器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于渦流制冷技術領域，尤其是涉及一種渦流管制冷器。
背景技術：
渦流制冷器簡稱渦流管，又稱蘭克一赫爾胥(Ranque — Hilsch)管，它是一種結構非常簡單的能量分離裝置，主要由進氣口、渦流腔、熱端管，冷端管，調節(jié)閥等組成。壓縮空氣首先通過渦流管噴嘴沿切線進入圓柱形的渦流腔內，使氣流產(chǎn)生高速旋轉，渦流腔位于渦流管的熱端和冷端之間，并與它們相連，壓縮空氣進入渦流腔會使氣體體積膨脹并吸熱，再在渦流管中形成渦流，渦流在高速旋轉的過程中分離成溫度不等的兩部分，邊緣部分的氣體集中至渦流管熱端成為熱氣流，由渦流管的熱氣出口排出，中心部分即為冷氣流，通過渦流管冷端的冷氣出口排出。通過調節(jié)渦流管內的調節(jié)閥調節(jié)冷熱氣流比例，可以得到最佳制冷效應或制熱效應。渦流管以空氣為冷媒，具有獨特的制冷方式，使用過程不產(chǎn)生任何污染，被業(yè)界稱為綠色冷源，目前已經(jīng)在空調、制冷、機械加工、電氣設備散熱等多領域得到應用，未來的應用前景極其廣闊。渦流管的性能高低主要評定標準就是制冷系數(shù)(冷效比)，制冷系數(shù)為制冷量與耗氣量的比值，制冷量由溫降與冷氣量兩項參數(shù)構成，所以如何提高渦流管的效率、在耗氣量不變的前提下提高溫降與冷氣流量，成為世界范圍內研究的方向。由于渦流管的制冷系數(shù)是非衡定的，只在特定的內部結構和氣量參數(shù)下才會有最高的制冷系數(shù)(冷效比)。通常大部份的應用場合也都是將渦流管調整到最佳制冷系數(shù)(冷效比)后進行使用。而在最佳制冷系數(shù)時，冷風流量并不是最大值，所以很多人也通過各種方法試圖在高制冷系數(shù)的前提下通過加大冷氣流量來提高制冷量。例如中國專利201010197295.8中提出的一種渦流管改進方法，目的是在不降低制冷系數(shù)的前提下增加冷風流量，采用了增加渦流室的方法來實現(xiàn)，其本質上等同于多個渦流管在最佳效率的情況下并聯(lián)，并不能在本質上增加單管渦流管的制冷系數(shù)。而其它渦流管的改進，如中國專利93246501.3,200310117391.7、93227779.9，國外專利US459408410.1 1986等都依然無法解決渦流管制冷量小，制冷系數(shù)低等缺點，無法解決渦流管在低冷冰箱，微小型空調等應用中的需求。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種能夠有效增強渦流管的溫降和制冷系數(shù)，且通用性強，安全性能高，使用更為廣泛的渦流管制冷器。本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的:本實用新型的渦流管制冷器，包括冷端管，通過套管與此冷端管相連接的熱端管，設在所述套管內的渦流發(fā)生器，設在所述套管上的進氣口，設在所述熱端管內的整流器、調節(jié)閥和熱氣出口，其特征在于所述的渦流發(fā)生器由一端與所述冷端管相連接的主渦流發(fā)生器，套接在此主渦流發(fā)生器另一端的輔渦流發(fā)生器所組成，所述的輔渦流發(fā)生器與所述的熱端管相連接，所述的輔渦流發(fā)生器由輔渦流腔室，均勻設在此輔渦流腔室外圓周，且與所述輔渦流腔室的截面圓相切的一組輔噴嘴所組成，所述的輔渦流腔室為喇叭形的擴口腔室，且擴口端朝向熱端管，所述的冷端管內設有冷端孔板，此冷端孔板內設有漸擴的冷氣出口。所述的熱端管的外部設有散熱片。所述的擴口腔室的擴口角度α為6° -80°。所述的輔噴嘴為圓錐形漸縮噴嘴，且縮口端與所述的輔渦流腔室相連通。所述的輔噴嘴與輔渦流腔室的截面圓的夾角β為2° -6°。所述的輔噴嘴數(shù)目為1-7個。所述的主渦流發(fā)生器的噴嘴最小截面積為主渦流腔室截面積的0.1-0.25倍。本實用新型的優(yōu)點:(I)本實用新型通過在原有主渦流發(fā)生器的基礎上增加了輔渦流發(fā)生器，使進入主渦流發(fā)生器的氣旋在輔渦流發(fā)生器內被加強，并改變了氣旋的角度，增大了渦流管內部熱氣與冷氣的壓差，從而增強了能量分離的效率與溫差，達到增強渦流管的溫降與提高制冷系數(shù)的目的；(2)本實用新型在渦流管的熱管端外部設置有散熱片，增大了熱端管的散熱面積，使中心部分冷氣流的能量盡快以熱傳導的方式由內層向外層傳遞，以得到溫度更低的冷氣流。同時，散熱片的設置避免了由于熱端管溫度過高而帶來的操作危險性；(3)本實用新型內部元件可根據(jù)實際需要互換，增強了渦流管使用的通用性。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型輔渦流發(fā)生器的結構示意圖。圖3為本實用新型圖2的A-A視圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1、2和3所示，一種渦流管制冷器，包括冷端管1，通過套管2與此冷端管I相連接的熱端管3，設在所述套管2內的渦流發(fā)生器，設在所述套管2上的進氣口 10，設在所述熱端管3內的整流器5、調節(jié)閥6和熱氣出口 7，其特征在于所述的渦流發(fā)生器由一端與所述冷端管I相連接的主渦流發(fā)生器9，套接在此主渦流發(fā)生器9另一端的輔渦流發(fā)生器8所組成，所述的輔渦流發(fā)生器8與所述的熱端管3相連接，所述的輔渦流發(fā)生器8由輔渦流腔室13，均勻設在此輔渦流腔室13外圓周，且與所述輔渦流腔室13的截面圓相切的一組輔噴嘴14所組成，所述的輔渦流腔室13為喇叭形的擴口腔室，且擴口端朝向熱端管3。壓縮氣體經(jīng)進氣口 10進入渦流管時，會經(jīng)由套管2內的氣體通道分別進入主渦流發(fā)生器9的噴嘴和輔渦流發(fā)生器8的輔噴嘴14，兩股氣體分別沿切線進入主渦流發(fā)生器9的圓柱形腔室和輔渦流腔室13，在主渦流發(fā)生器9的圓柱形腔室形成的氣旋在輔渦流腔室13被加強，并經(jīng)輔渦流腔室13的擴口改變了氣旋的角度，增大了渦流管內部熱氣與冷氣的壓差，熱氣流向熱氣出口 7移動，經(jīng)由整流器5、調節(jié)閥6排出，此時由于冷端出口的壓力小于熱端出口，一部份氣體由氣旋中心返回經(jīng)過輔渦流腔室13和主渦流腔室兩級能量分離后，由冷氣出口 12排出，有效增加了能量分離的效率與溫差。所述的冷端管I內設有冷端孔板11，此冷端孔板11內設有漸擴的冷氣出口 12，氣旋內層的冷氣經(jīng)此冷氣出口 12分離出來。現(xiàn)有技術中，通常將冷氣出口 12與主渦流發(fā)生器9做成一體形式，不利于更換，在冷端管I內設置冷端孔板11，可根據(jù)實際使用需要，將不同孔徑的冷端孔板11與不同的渦流發(fā)生器搭配使用，節(jié)省原料的同時還增強了渦流管使用的通用性。所述的輔噴嘴14為圓錐形漸縮噴嘴，縮口端與所述的輔渦流腔室13相連通，輔噴嘴14與輔渦流腔室13的截面圓的夾角β為2° -6°，數(shù)目可以設置為1-7個，擴口腔室的擴口角度α為6° -80°，可以起到輔助能量交換和整流的作用。所述的熱端管3的外部設有散熱片4，增大了熱端管3的散熱面積，使中心部分冷氣流的能量盡快以熱傳導的方式由內層向外層傳遞，以得到溫度更低的冷氣流。同時，散熱片4的設置避免了由于熱端管3溫度過高而帶來的操作危險性。所述的主渦流發(fā)生器9的噴嘴最小截面積為主渦流腔室截面積的0.1-0.25倍，形成潤流效果最好。本實用新型通過在原有主渦流發(fā)生器9的基礎上增加了輔渦流發(fā)生器8，使進入主渦流發(fā)生器9的氣旋在輔渦流發(fā)生器8內被加強，并改變了氣旋的角度，增大了渦流管內部熱氣與冷氣的壓差，從而增強了能量分離的效率與溫差，達到增強渦流管的溫降與提高制冷系數(shù)的目的。經(jīng)實際測試結果顯示，在進氣壓力為0.6MPa，進氣溫度為15°C時，可得到到最低溫度為_53°C的冷氣，其最大溫降達到68°C。當耗氣量為325L/min時，最大制冷量能達到257W，冷效比達到0.791，制冷能效提高8%以上。
權利要求1.一種渦流管制冷器，包括冷端管，通過套管與此冷端管相連接的熱端管，設在所述套管內的渦流發(fā)生器，設在所述套管上的進氣口，設在所述熱端管內的整流器、調節(jié)閥和熱氣出口，其特征在于所述的渦流發(fā)生器由一端與所述冷端管相連接的主渦流發(fā)生器，套接在此主渦流發(fā)生器另一端的輔渦流發(fā)生器所組成，所述的輔渦流發(fā)生器與所述的熱端管相連接， 所述的輔渦流發(fā)生器由輔渦流腔室，均勻設在此輔渦流腔室外圓周，且與所述輔渦流腔室的截面圓相切的一組輔噴嘴所組成，所述的輔渦流腔室為喇叭形的擴口腔室，且擴口端朝向熱端管， 所述的冷端管內設有冷端孔板，此冷端孔板內設有漸擴的冷氣出口。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的熱端管的外部設有散熱片。
3.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的擴口腔室的擴口角度α為6。-80。。
4.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的輔噴嘴為圓錐形漸縮噴嘴，且縮口端與所述的輔渦流腔室相連通。
5.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的輔噴嘴與輔渦流腔室的截面圓的夾角β為2° -6°。
6.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的輔噴嘴數(shù)目為1-7個。
7.根據(jù)權利要求1所述的渦流管制冷器，其特征在于所述的主渦流發(fā)生器的噴嘴最小截面積為主渦流腔室截面積的0.1-0.25倍。
專利摘要本實用新型屬于渦流制冷技術領域，尤其是涉及一種渦流管制冷器，包括冷端管，通過套管與此冷端管相連接的熱端管，渦流發(fā)生器，進氣口，整流器、調節(jié)閥和熱氣出口，其特征在于渦流發(fā)生器由一端與冷端管相連接的主渦流發(fā)生器，套接在此主渦流發(fā)生器另一端的輔渦流發(fā)生器所組成，所述的輔渦流發(fā)生器與所述的熱端管相連接。本實用新型通過在原有主渦流發(fā)生器的基礎上增加了輔渦流發(fā)生器，使進入主渦流發(fā)生器的氣旋在輔渦流發(fā)生器內被加強，并改變了氣旋的角度，增大了渦流管內部熱氣與冷氣的壓差，從而增強了能量分離的效率與溫差，達到增強渦流管的溫降與提高制冷系數(shù)的目的。
文檔編號F25B9/04GK202993642SQ201220722439
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者徐曉峰, 李和新, 張春堂 申請人:張春堂