制冷、制熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制冷、制熱裝置，包括：渦流管，所述渦流管具有供壓縮空氣進入的壓縮空氣入口，以及冷端輸出口和熱端輸出口，用于將壓縮氣體分離成冷氣流和熱氣流兩部分、并分別將所述冷氣流經(jīng)冷端輸出口和熱端輸出口排出；空氣放大器，與所述冷端輸出口或熱端輸出口連通，用于將所述壓縮空氣減壓放大并排放至外界。本發(fā)明提供的制冷、制熱裝置，實現(xiàn)強效的制冷或制熱，且無需在現(xiàn)場采用電器設(shè)備，滿足了易燃、易爆場景的防爆要求，且實施方便，成本低廉。
【專利說明】制冷、制熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體機械制造技術(shù)，尤其涉及一種制冷、制熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦井下、石油化工等易燃易爆現(xiàn)場，對于電器設(shè)備的使用有較高的防爆要求，因此，這些現(xiàn)場中不能采用一般的空調(diào)系統(tǒng)進行制冷或制熱。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中的煤礦井下，通常采用水冷系統(tǒng)在主要工作巷道中實現(xiàn)集中循環(huán)制冷，但是，在部分車間、硐室及其它局部通風不暢的巷道區(qū)段，這種集中制冷很難覆蓋到，而僅通過工人穿著制冷服等降溫方法成本較高、且妨礙工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供一種用于礦井等易燃、易爆場景的制冷、制熱裝置，實現(xiàn)有效制冷制熱的同時，保證安全性。
[0005]本發(fā)明提供一種制冷、制熱裝置，包括:
[0006]渦流管，所述渦流管具有供壓縮空氣進入的壓縮空氣入口，以及冷端輸出口和熱端輸出口，用于將壓縮氣體分離成冷氣流和熱氣流兩部分、并分別將所述冷氣流經(jīng)冷端輸出口和熱端輸出口排出；
[0007]空氣放大器，與所述冷端輸出口或熱端輸出口連通，用于將所述壓縮空氣減壓放大并排放至外界。
[0008]本發(fā)明提供的制冷、制熱裝置，可以利用壓縮空氣制備出低溫或高溫空氣并排至外界空氣中，實現(xiàn)強效的制冷或制熱，且無需在現(xiàn)場采用電器設(shè)備，滿足了易燃、易爆場景的防爆要求，且實施方便，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明制冷、制熱裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明制冷、制熱裝置實施例中渦流管及其相關(guān)管路連接示意圖；
[0011]圖3為圖2中渦流管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4為圖1中空氣放大器的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]圖1為本發(fā)明制冷、制熱裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中渦流管的結(jié)構(gòu)示意圖；請參照圖1和圖2，本實施例提供一種制冷、制熱裝置，包括:
[0014]渦流管1，渦流管I具有供壓縮空氣進入的壓縮空氣入口 11，以及冷端輸出口 12和熱端輸出口 13，用于將壓縮氣體分離成冷氣流和熱氣流兩部分、并分別將冷氣流經(jīng)冷端輸出口 12和熱端輸出口 13排出；
[0015]空氣放大器2，與冷端輸出口 12或熱端輸出口 13連通，用于將上述壓縮空氣減壓放大并排放至外界。
[0016]具體地，空氣放大器2可以為內(nèi)部設(shè)置有空腔的箱體式結(jié)構(gòu)，其上可以設(shè)置多個排氣口，以供壓縮空氣在空氣放大器2的內(nèi)部空腔內(nèi)體積放大、壓力減小后、由排氣口排出至外界。渦流管可以包括:壓縮空氣入口 11、渦流室101、分離孔板、冷端輸出口 12、和熱端輸出口 13 ;工作時，壓縮空氣經(jīng)壓縮空腔入口以很高的速度沿切線方向進入渦流管的渦流室，氣流在渦流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)過渦流變換后分離成總溫不相等的兩部分，即高溫氣流和低溫氣流，而后，高溫氣流經(jīng)熱端輸出口流出、低溫氣流則經(jīng)冷端輸出口流出。其中，低溫氣流的溫度最低可以達到零下50?10°C，高溫氣流的溫度最高可以達到零上100?130。。。
[0017]空氣放大器2具有輸入口，輸入口上連接有導氣漏斗21，導氣漏斗21末端連接有輸入管路22，導氣漏斗21的另一端可以選擇性地與渦流管I的冷端輸出口 12或熱端輸出口 13連接并相通；例如，導氣漏斗21可以分別通過管路與冷端輸出口 12或熱端輸出口 13連接，但在使用時僅控制其中一個管路導通，即當需要制冷時，需使冷端輸出口 12經(jīng)導氣漏斗21與空氣放大器2連通，而導氣漏斗21與熱端輸出口 13之間的管路被切斷、并可使高溫氣流由熱端出口 13引出至其它管路中；當需要制熱時，僅使熱端輸出口 13經(jīng)導氣漏斗21與空氣放大器2連通，導氣漏斗21與熱端輸出口 12之間的管路被切斷，同時還可使低溫氣流由冷端輸出口 12流出至其它管路中。
[0018]渦流管I外圍可設(shè)置有殼體10，殼體10可位于空氣放大器2下方、并與空氣放大器2相對固定；導氣漏斗21可以穿過殼體10與空氣放大器2連通；而該殼體10上還可以設(shè)置接口，該接口可以與渦流管I的壓縮空氣入口 11連通并固定，以在使用時將該接口方便地連接至壓縮空氣提供裝置。
[0019]本實施例提供的制冷、制熱裝置可以用于礦井或石油化工等場合，例如在煤礦井下用作制冷時，可使空氣放大器2僅經(jīng)導氣漏斗21與冷端輸出口 12連通，然后可利用管路直接將渦流管的壓縮空氣入口 11連接至煤礦供風系統(tǒng)管路，使得煤礦供風系統(tǒng)的壓縮空氣由壓縮空氣入口 11進入渦流管1、并被分離為高溫氣流和低溫氣流兩部分，低溫氣流經(jīng)冷端輸出口 12、輸入管路22、導氣漏斗21進入空氣放大器2后，體積增大、壓力降低、并由其排出到外界中，而高溫氣流則可以經(jīng)由熱端輸出口 13排出至其它管路中。當用作制熱時，僅需使空氣放大器2經(jīng)導氣漏斗21與冷端輸出口 12連通、熱端輸出口 13與空氣放大器2直接不導通即可，其它功能實現(xiàn)過程與上述制冷類似，此處不再贅述。
[0020]本實施例提供的制冷、制熱裝置，可以利用壓縮空氣制備出低溫或高溫空氣并排至外界空氣中，實現(xiàn)強效的制冷或制熱，且無需在現(xiàn)場采用電器設(shè)備，滿足了易燃、易爆場景的防爆要求，且實施方便，成本低廉。
[0021]進一步地，為了方便制冷、制熱兩種工作模式的切換，可以利用控制閥實現(xiàn)管路之間的連接。下面以三位四通閥作為控制閥為例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0022]圖2為本發(fā)明制冷、制熱裝置實施例中渦流管及其相關(guān)管路連接示意圖；如圖2所示，該三位四通閥可包括第一工作位、第二工作位和第三工作位，每個工作位上分別相對設(shè)置有兩組接口，當切換到工作狀態(tài)時兩組接口可分別與閥外部四個接口 A-D分別接通，其中，第一工作位和第二工作位中兩組接口之間的連接方向相反，即當?shù)谝还ぷ魑惶幱诠ぷ魑恢脮r，接口 A與C相通、接口 B與D相通，在第三工作位處于工作位置時，接口 A與D相通，接口 B與C相通，而位于第一和第三工作位之間的第二工作位中各接口之間均不連通。
[0023]三位四通閥的接口 C可以與輸入管路22連接，接口 D可以連接至外部管路(例如可以經(jīng)氣液換熱器連接至外部水管);渦流管I的冷端輸出口 12和熱端輸出口 13分別連接有冷氣輸出管31和熱氣輸出管32，且冷氣輸出管31和熱氣輸出管32的另一端分別與三位四通閥的接口 A和接口 B連接。
[0024]當需要制冷時，可以控制三位四通閥處于第一工作位，即接口 A和接口 C連通、接口 B和接口 D連通的狀態(tài)，則由渦流管I的冷端輸出口 12流出的低溫氣流可經(jīng)冷氣輸出管31、三位四通閥的接口 A和C之間的通道、輸入管路22及導氣漏斗21流入至空氣放大器2，與此同時，熱端輸出口 13流出的高溫氣流則經(jīng)熱氣輸出管32、三位四通閥的接口 B和D之間的通道流至外部管路；當需要進行制熱時，可以控制三位四通閥處于第三工作位，即接口A和接口 D連通、接口 B和接口 C連通的狀態(tài)，則由渦流管I的熱端輸出口 13流出的高溫氣流可經(jīng)熱氣輸出管32、三位四通閥的接口 B和C之間的通道、輸入管路22及導氣漏斗21流入至空氣放大器2，與此同時，冷端輸出口 12流出的低溫氣流則經(jīng)熱氣輸出管32、三位四通閥的接口 A和D之間的通道流至外部管路。由此可見，通過在輸入管路22與渦流管I之間連接控制閥，可將冷氣輸出管31或熱氣輸出管32中擇一與輸入管路11連通。當然，控制閥不止三位四通閥這一種形式，還可以通過其它類型閥或閥的組合實現(xiàn)將冷氣輸出管31或熱氣輸出管32擇一與輸入管路22連通。
[0025]更具體地，如圖1和圖4所示，空氣放大器2可以為一環(huán)形管，環(huán)形管側(cè)壁圍成環(huán)形導氣通道203，且環(huán)形管的側(cè)壁上形成有縫隙202，縫隙202圍成與環(huán)形管同軸設(shè)置的圓環(huán)狀；上述輸入口形成在該環(huán)形管的側(cè)壁上。
[0026]進一步地，可以根據(jù)伯努利方程的原理設(shè)置該環(huán)形管狀的空氣放大器2。優(yōu)選地，上述環(huán)形管的橫截面由相對的頂部弧線205、底部弧線206，以及連接在頂部弧線205和底部弧線206之間的內(nèi)側(cè)弧線207和外側(cè)弧線208組成，頂部弧線205、底部弧線206、內(nèi)部弧線207和外部弧線208圍成機翼狀的橫截面(飛機機翼的斷面形狀)，縫隙202可形成在頂部弧線207或底部弧線208上，例如，縫隙202可形成在環(huán)形管的底部弧線208靠近外側(cè)的位置，以使從縫隙202噴出的氣流方向垂直于沿環(huán)形管所在平面。優(yōu)選地，可以根據(jù)雷諾數(shù)確定縫隙202的寬度，以保證由縫隙202噴出的氣流為層流，具體可以為0.1?0.2mm。
[0027]當經(jīng)導氣漏斗21流過來的高溫氣流或低溫氣流由開口進入環(huán)形導氣通道203后，便在環(huán)形導氣通道203后內(nèi)流動，同時由縫隙202流出，且這個過程保持為層流；根據(jù)伯努利方程，壓縮空氣經(jīng)縫隙202流出后，壓力下降、同時速度會明顯增大，而快速噴出的空氣還會使縫隙周圍的氣壓下降，進而引發(fā)導氣通道203噴出氣體的流量繼續(xù)增大(壓縮空氣由縫隙202流出的流量可增加15倍以上)，由此可見，本實施例的空氣放大器的這種結(jié)構(gòu)，可以明顯提高空氣放大器2輸出的高溫氣流或低溫氣流與外界供氣之間的交換量及速度，從而進一步提聞制冷或制熱效果。
[0028]在10殼體內(nèi)還設(shè)置有第一支管41、第二支管42，第一支管41的一端與渦流管I的壓縮空氣入口 11連接，第二支管42的一端連接至輸入管路22，且第一支管41和第二支管42的另一端分別連接在同一三通接頭40的兩個接口上，三通接頭40余下的另一個接口上連接有用于連接至壓縮空氣管路(例如煤礦中的供風系統(tǒng)的壓縮空氣管路)的第三連接管43 ;第一支管41和第二支管42上可以分別設(shè)置球閥，以控制管路的開閉；當制冷或制熱工作時，第一支管41上的控制閥可開啟。第三連接管43上則可以設(shè)置氣動三聯(lián)件44，其可以包括空氣過濾器、減壓閥和油霧器，以對壓縮空氣管路中的壓縮空氣進行過濾、減壓或潤
滑等處理。
[0029]更進一步地，殼體10頂部、且在殼體10與空氣放大器2之間還可固定設(shè)置有密封隔板121，導氣漏斗21穿過密封隔板121與空氣放大器2的輸入口連接，且導氣漏斗21可以固定在密封隔板121上，密封隔板121有利于進一步保證壓縮空氣均可經(jīng)導氣漏斗21進入空氣放大器2，防止漏氣造成浪費起源浪費。
[0030]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種制冷、制熱裝置，其特征在于，包括: 渦流管，所述渦流管具有供壓縮空氣進入的壓縮空氣入口，以及冷端輸出口和熱端輸出口，用于將壓縮氣體分離成冷氣流和熱氣流兩部分、并分別將所述冷氣流經(jīng)冷端輸出口和熱端輸出口排出； 空氣放大器，與所述冷端輸出口或熱端輸出口連通，用于將所述壓縮空氣減壓放大并排放至外界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 所述空氣放大器具有輸入口，所述輸入口上連接有導氣漏斗，所述導氣漏斗末端連接有輸入管路；所述渦流管的所述冷端輸出口和熱端輸出口分別連接有冷氣輸出管和熱氣輸出管，在所述輸入管路與所述渦流管之間還連接有用于將所述冷氣輸出管或熱氣輸出管中擇一與所述輸入管路連通的控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 所述空氣放大器為一環(huán)形管，所述環(huán)形管側(cè)壁圍成環(huán)形導氣通道，且所述環(huán)形管的側(cè)壁上形成有縫隙，所述縫隙圍成與所述環(huán)形管同軸設(shè)置的圓環(huán)狀；所述輸入口形成在所述環(huán)形管的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷、制熱裝置，其特征在于，所述縫隙的寬度是為0.1?0.2mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 所述渦流管外圍設(shè)置有殼體，所述殼體位于所述空氣放大器下方、并與所述空氣放大器相對固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 所述殼體頂部、且在所述殼體與所述空氣放大器之間還固定設(shè)置有密封隔板，所述導氣漏斗穿過所述密封隔板與所述空氣放大器的輸入口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 在所述殼體內(nèi)還設(shè)置有第一支管、第二支管，所述第一支管的一端與所述渦流管的壓縮空氣入口連接，所述第二支管的一端連接至所述輸入管路，且所述第一支管和第二支管的另一端分別連接在同一三通接頭的兩個接口上，所述三通接頭余下的另一個接口上連接有用于連接至壓縮空氣管路的第三連接管。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一所述的制冷、制熱裝置，其特征在于， 所述環(huán)形管的橫截面由相對的頂部弧線、底部弧線，以及連接在所述頂部弧線和底部弧線之間的內(nèi)側(cè)弧線和外側(cè)弧線組成,所述頂部弧線、頂部弧線、內(nèi)部弧線和外部弧線圍成機翼狀的橫截面，所述縫隙形成在所述頂部或底部弧線上。
【文檔編號】F25B9/04GK103499157SQ201310512185
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】汪林清, 高瑞, 徐德平, 張永保, 程峰, 王晨, 劉保賢 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司