冷热分离器的制造方法
【专利摘要】一种冷热分离器，包括同轴设置的冷流管、涡流室和分离室，所述冷流管、涡流室和分离室依次设置；所述分离室的内腔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述冷流管由涡流室至所述冷流管的冷气出口端方向逐渐增大；所述分离室的内腔向内设有气体调节部，该气体调节部设有锥形出气孔，该锥形出气孔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述热气出口内插设有调节阀，该调节阀内开设有盲孔，该盲孔的侧壁设有进气口；所述调节阀的头部形状与所述锥形出气孔的形状匹配。由于本实用新型对冷流管、分离室和调节阀的结构的改变，因此制得的涡流管制冷效应或制热效应得到大幅度的改善。
【专利说明】冷热分离器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种冷热分离器，属于空气调节【技术领域】。
【背景技术】
[0002]涡流管，又称兰克？？赫尔胥(Ranque-Hilsch)管，是一种结构非常简单的能量分离装置。涡流管的历史可追溯到1930年，当时法国的冶金工程师G.J.Ranque在实验中发现了旋风分离器中的涡流冷却效应，即旋风分离器中气流的中心温度和周边各层的温度是不同的，中心具有较低的温度，而外缘具有较高的温度。1931年兰克发表了首篇关于涡流管的论文并于同年在法国申请了专利，1934年美国批准了他的专利申请。1933年兰克在法国物理学会上作了关于涡流管装置及其涡旋温度分离效应的实验报告，报告指出，温度为20°C的压缩气体进入涡流管后，通过涡旋温度分离效应，从管中流出的冷气流的温度大约为-10°C?20°C，而热气流的温度可达到100°C左右。由于兰克对分离现象的解释混淆了流体总温(滞止温度)与静温的概念，因而受到了质疑，会议上对涡流管制冷现象的普遍否定，使涡流管的研究被搁置了起来。
[0003]直到1946年，德国物理学家赫尔胥关于涡流管装置的实验论文中，运用了详细的资料证实了涡旋温度分离效应，并就涡流管的装置设计、应用、温度效应的定义等问题提出了一系列的研究成果和有价值的建议，涡流管才作为一种可用的装置为人们所确认，该效应也被称为兰克效应或赫尔胥效应。
[0004]涡流管是一种结构非常简单的能量分离装置，它是由喷嘴、涡流室、分离孔板和冷热两端管组成。工作时压缩气体在喷嘴内膨胀，然后以很高的速度沿切线方向进入涡流室。气流在涡流室内高速旋转时，经过涡流变换后分离成总温不相等的两部分气流，处于中心部位的气流温度低，而处于外层部位的气流温度高，调节冷热流比例，可以得到最佳制冷效应或制热效应。现有涡流管的形状结构基本没有变化，存在制冷效应或制热效应不高的问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种冷热分离器。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种冷热分离器，包括同轴设置的冷流管、涡流室和分离室，所述冷流管、涡流室和分离室依次设置；所述分离室的内腔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述冷流管由涡流室至所述冷流管的冷气出口端方向逐渐增大；所述分离室的内腔向内设有气体调节部，该气体调节部设有锥形出气孔，该锥形出气孔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述热气出口内插设有调节阀，该调节阀内开设有盲孔，该盲孔的侧壁设有进气口 ；所述调节阀的头部形状与所述锥形出气孔的形状匹配。
[0007]优选的技术方案为:所述涡流室内设有喷嘴，该喷嘴上均设有多个叶片，该叶片符合阿基米德螺线形状。[0008]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:
[0009]由于本实用新型对冷流管、分离室和调节阀的结构的改变，因此制得的涡流管制冷效应或制热效应得到大幅度的改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图1为冷热分离器示意图；
[0011]附图2为喷嘴示意图。
[0012]以上附图中:1、冷流管；2、涡流室；3、分离室；4、热气出口 ；5、冷气出口 ；6、气体调节部；7、锥形出气孔；8、调节阀；9、盲孔；10、进气口 ；11、喷嘴；12、叶片；13、压缩空气入□。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0014]请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0015]实施例:冷热分离器
[0016]参见附图1和附图2所示，一种冷热分离器，包括同轴设置的冷流管1、涡流室2和分离室3，所述冷流管1、涡流室2和分离室3依次设置；所述分离室3的内腔的直径由涡流室2至所述分离室3的热气出口 4端方向逐渐增大；所述冷流管I由涡流室2至所述冷流管I的冷气出口 5端方向逐渐增大；所述分离室3的内腔向内设有气体调节部6，该气体调节部6设有锥形出气孔7，该锥形出气孔7的直径由涡流室2至所述分离室3的热气出口 4端方向逐渐增大；所述热气出口 4内插设有调节阀8，该调节阀8内开设有盲孔9，该盲孔9的侧壁设有进气口 10 ;所述调节阀8的头部形状与所述锥形出气孔7的形状匹配。所述涡流室2内设有喷嘴11，该喷嘴11上均设有四个叶片12，该叶片符合阿基米德螺线形状。
[0017]压缩空气从压缩空气入口 13进入涡流室2，穿过喷嘴11形成告诉旋转的涡旋流，由于涡旋外层的离心力比中心大，因此外层的静温比中心高，另外由于涡旋外层切向速度大得多，所以它的静温随着距轴心距离的增加而增大，从能量上看由于涡旋的内层部分起到了制动作用，从而外层部分对内层部分作了功，这样涡旋外层总温就增加了，内层总温就减少了，于是形成了两种流出分的温度，然后涡旋流沿着切向进入分离室3，由于分离室3的内腔的直径渐扩，因此增加了外层气体与轴心的距离，从而外层静温增加了 150%，涡旋流进入分离室3后形成了两个区域，沿内壁旋转趋于热气出口处的调节阀的外层区域形成热气涡，中心气流自调节阀侧回流，受周围热气涡的驱动，并经过摩擦变成更强的冷气涡。在内部区域冷气涡的挤压朝相反的方向流动，从冷气出口排出，而热气从热气出口排出。[0018]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种冷热分离器，包括同轴设置的冷流管、涡流室和分离室，所述冷流管、涡流室和分离室依次设置；其特征在于:所述分离室的内腔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述冷流管由涡流室至所述冷流管的冷气出口端方向逐渐增大；所述分离室的内腔向内设有气体调节部，该气体调节部设有锥形出气孔，该锥形出气孔的直径由涡流室至所述分离室的热气出口端方向逐渐增大；所述热气出口内插设有调节阀，该调节阀内开设有盲孔，该盲孔的侧壁设有进气口 ；所述调节阀的头部形状与所述锥形出气孔的形状匹配。
2.根据权利要求1所述的冷热分离器，其特征在于:所述涡流室内设有喷嘴，该喷嘴上均设有多个叶片，该叶片符合阿基米德螺线形状。
【文档编号】F25B9/04GK203731732SQ201420108427
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】王洪伟 申请人:昆山新联德五金机械设备有限公司