冷熱分離器的制造方法
【專利摘要】一種冷熱分離器，包括同軸設(shè)置的冷流管、渦流室和分離室，所述冷流管、渦流室和分離室依次設(shè)置；所述分離室的內(nèi)腔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述冷流管由渦流室至所述冷流管的冷氣出口端方向逐漸增大；所述分離室的內(nèi)腔向內(nèi)設(shè)有氣體調(diào)節(jié)部，該氣體調(diào)節(jié)部設(shè)有錐形出氣孔，該錐形出氣孔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述熱氣出口內(nèi)插設(shè)有調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥內(nèi)開設(shè)有盲孔，該盲孔的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口；所述調(diào)節(jié)閥的頭部形狀與所述錐形出氣孔的形狀匹配。由于本實(shí)用新型對(duì)冷流管、分離室和調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)的改變，因此制得的渦流管制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)得到大幅度的改善。
【專利說明】冷熱分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冷熱分離器，屬于空氣調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]渦流管，又稱蘭克？？赫爾胥(Ranque-Hilsch)管，是一種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的能量分離裝置。渦流管的歷史可追溯到1930年，當(dāng)時(shí)法國(guó)的冶金工程師G.J.Ranque在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了旋風(fēng)分離器中的渦流冷卻效應(yīng)，即旋風(fēng)分離器中氣流的中心溫度和周邊各層的溫度是不同的，中心具有較低的溫度，而外緣具有較高的溫度。1931年蘭克發(fā)表了首篇關(guān)于渦流管的論文并于同年在法國(guó)申請(qǐng)了專利，1934年美國(guó)批準(zhǔn)了他的專利申請(qǐng)。1933年蘭克在法國(guó)物理學(xué)會(huì)上作了關(guān)于渦流管裝置及其渦旋溫度分離效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告指出，溫度為20°C的壓縮氣體進(jìn)入渦流管后，通過渦旋溫度分離效應(yīng)，從管中流出的冷氣流的溫度大約為-10°C?20°C，而熱氣流的溫度可達(dá)到100°C左右。由于蘭克對(duì)分離現(xiàn)象的解釋混淆了流體總溫(滯止溫度)與靜溫的概念，因而受到了質(zhì)疑，會(huì)議上對(duì)渦流管制冷現(xiàn)象的普遍否定，使渦流管的研究被擱置了起來。
[0003]直到1946年，德國(guó)物理學(xué)家赫爾胥關(guān)于渦流管裝置的實(shí)驗(yàn)論文中，運(yùn)用了詳細(xì)的資料證實(shí)了渦旋溫度分離效應(yīng)，并就渦流管的裝置設(shè)計(jì)、應(yīng)用、溫度效應(yīng)的定義等問題提出了一系列的研究成果和有價(jià)值的建議，渦流管才作為一種可用的裝置為人們所確認(rèn)，該效應(yīng)也被稱為蘭克效應(yīng)或赫爾胥效應(yīng)。
[0004]渦流管是一種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的能量分離裝置，它是由噴嘴、渦流室、分離孔板和冷熱兩端管組成。工作時(shí)壓縮氣體在噴嘴內(nèi)膨脹，然后以很高的速度沿切線方向進(jìn)入渦流室。氣流在渦流室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過渦流變換后分離成總溫不相等的兩部分氣流，處于中心部位的氣流溫度低，而處于外層部位的氣流溫度高，調(diào)節(jié)冷熱流比例，可以得到最佳制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)?，F(xiàn)有渦流管的形狀結(jié)構(gòu)基本沒有變化，存在制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)不高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種冷熱分離器。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種冷熱分離器，包括同軸設(shè)置的冷流管、渦流室和分離室，所述冷流管、渦流室和分離室依次設(shè)置；所述分離室的內(nèi)腔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述冷流管由渦流室至所述冷流管的冷氣出口端方向逐漸增大；所述分離室的內(nèi)腔向內(nèi)設(shè)有氣體調(diào)節(jié)部，該氣體調(diào)節(jié)部設(shè)有錐形出氣孔，該錐形出氣孔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述熱氣出口內(nèi)插設(shè)有調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥內(nèi)開設(shè)有盲孔，該盲孔的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口 ；所述調(diào)節(jié)閥的頭部形狀與所述錐形出氣孔的形狀匹配。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案為:所述渦流室內(nèi)設(shè)有噴嘴，該噴嘴上均設(shè)有多個(gè)葉片，該葉片符合阿基米德螺線形狀。[0008]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0009]由于本實(shí)用新型對(duì)冷流管、分離室和調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)的改變，因此制得的渦流管制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)得到大幅度的改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為冷熱分離器示意圖；
[0011]附圖2為噴嘴示意圖。
[0012]以上附圖中:1、冷流管；2、渦流室；3、分離室；4、熱氣出口 ；5、冷氣出口 ；6、氣體調(diào)節(jié)部；7、錐形出氣孔；8、調(diào)節(jié)閥；9、盲孔；10、進(jìn)氣口 ；11、噴嘴；12、葉片；13、壓縮空氣入□。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0014]請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0015]實(shí)施例:冷熱分離器
[0016]參見附圖1和附圖2所示，一種冷熱分離器，包括同軸設(shè)置的冷流管1、渦流室2和分離室3，所述冷流管1、渦流室2和分離室3依次設(shè)置；所述分離室3的內(nèi)腔的直徑由渦流室2至所述分離室3的熱氣出口 4端方向逐漸增大；所述冷流管I由渦流室2至所述冷流管I的冷氣出口 5端方向逐漸增大；所述分離室3的內(nèi)腔向內(nèi)設(shè)有氣體調(diào)節(jié)部6，該氣體調(diào)節(jié)部6設(shè)有錐形出氣孔7，該錐形出氣孔7的直徑由渦流室2至所述分離室3的熱氣出口 4端方向逐漸增大；所述熱氣出口 4內(nèi)插設(shè)有調(diào)節(jié)閥8，該調(diào)節(jié)閥8內(nèi)開設(shè)有盲孔9，該盲孔9的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口 10 ;所述調(diào)節(jié)閥8的頭部形狀與所述錐形出氣孔7的形狀匹配。所述渦流室2內(nèi)設(shè)有噴嘴11，該噴嘴11上均設(shè)有四個(gè)葉片12，該葉片符合阿基米德螺線形狀。
[0017]壓縮空氣從壓縮空氣入口 13進(jìn)入渦流室2，穿過噴嘴11形成告訴旋轉(zhuǎn)的渦旋流，由于渦旋外層的離心力比中心大，因此外層的靜溫比中心高，另外由于渦旋外層切向速度大得多，所以它的靜溫隨著距軸心距離的增加而增大，從能量上看由于渦旋的內(nèi)層部分起到了制動(dòng)作用，從而外層部分對(duì)內(nèi)層部分作了功，這樣渦旋外層總溫就增加了，內(nèi)層總溫就減少了，于是形成了兩種流出分的溫度，然后渦旋流沿著切向進(jìn)入分離室3，由于分離室3的內(nèi)腔的直徑漸擴(kuò)，因此增加了外層氣體與軸心的距離，從而外層靜溫增加了 150%，渦旋流進(jìn)入分離室3后形成了兩個(gè)區(qū)域，沿內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)趨于熱氣出口處的調(diào)節(jié)閥的外層區(qū)域形成熱氣渦，中心氣流自調(diào)節(jié)閥側(cè)回流，受周圍熱氣渦的驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)過摩擦變成更強(qiáng)的冷氣渦。在內(nèi)部區(qū)域冷氣渦的擠壓朝相反的方向流動(dòng)，從冷氣出口排出，而熱氣從熱氣出口排出。[0018]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種冷熱分離器，包括同軸設(shè)置的冷流管、渦流室和分離室，所述冷流管、渦流室和分離室依次設(shè)置；其特征在于:所述分離室的內(nèi)腔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述冷流管由渦流室至所述冷流管的冷氣出口端方向逐漸增大；所述分離室的內(nèi)腔向內(nèi)設(shè)有氣體調(diào)節(jié)部，該氣體調(diào)節(jié)部設(shè)有錐形出氣孔，該錐形出氣孔的直徑由渦流室至所述分離室的熱氣出口端方向逐漸增大；所述熱氣出口內(nèi)插設(shè)有調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥內(nèi)開設(shè)有盲孔，該盲孔的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口 ；所述調(diào)節(jié)閥的頭部形狀與所述錐形出氣孔的形狀匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷熱分離器，其特征在于:所述渦流室內(nèi)設(shè)有噴嘴，該噴嘴上均設(shè)有多個(gè)葉片，該葉片符合阿基米德螺線形狀。
【文檔編號(hào)】F25B9/04GK203731732SQ201420108427
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】王洪偉 申請(qǐng)人:昆山新聯(lián)德五金機(jī)械設(shè)備有限公司