发明名称 径流式自增压气波制冷装置及其制冷方法
摘要 一种径流式自增压气波制冷装置及其制冷方法,能在气波膨胀制冷的同时,直接利用高压气体的有效能量对制冷后的气体进行升压,并通过冷量交换获得低温中压的制冷气体,大大提高了其可用品质。本发明开发气波膨胀制冷所伴随的压缩能力,将高压气能量转换成珍贵的压力能。不仅不多消耗能量,还能减少膨胀和压缩过程中的热交换,其制冷温度更低。还巧妙利用离心压差,使低压气能自行回流而不必另加驱流风机。本发明使高压气体的压力能得到充分的利用和转化,更适合于利用高压气井的天然气压力能制冷,脱水净化和凝析其中的重组分,以及用于工业废气的压力能利用、低温深冷等技术领域。
申请公布号 CN103206800A 申请公布日期 2013.07.17
申请号 CN201310078579.9 申请日期 2013.03.11
申请人 大连理工大学 发明人 胡大鹏;赵家权;刘培启;邹久朋;朱彻
分类号 F25B9/00(2006.01)I 主分类号 F25B9/00(2006.01)I
代理机构 大连理工大学专利中心 21200 代理人 李宝元
主权项 一种径流式自增压气波制冷装置及其制冷方法,其特征在于:该装置包括高压气阀(2),气波膨胀—压缩机(5),冷却器(6),冷交换器(8)和冷气阀(9);其中气波膨胀—压缩机(5)的外圆周处有高压气入口(3)、低温低压气出口(1),内圆周处有回温低压气入口(7)、中压气出口(4);气波膨胀—压缩机(5)的内部有转动盘(22),盘内有多条径向辐射排列、周边封闭、内外两端部开口的转动槽道(19);固定的外圆周毂(12)上,开有两个气体径向通口,弧长短的是高压气喷口(11),另一弧长长的是低压冷气导出口(17);固定的扇形封挡体(14)上,也开有一个径向通口—压缩气导出口(13),扇形封挡体(14)的外部圆弧空缺处,形成轴向开口的低压气导入口(15);高压气从气波膨胀—压缩机(5)的高压气入口(3)进入,通过其外圆周毂(12)上的高压气喷口(11),依次地短时脉冲射入与高压气喷口(11)瞬间对齐开口的各条转动槽道(19)中,通过气波的作用,将能量传递给转动槽道(19)内的低压气体,低压气被压缩、升温升压成中压气,通过气波膨胀—压缩机(5)的扇形封挡体(14)上的压缩气导出口(13)、从中压气出口(4)流出;中压气出了气波膨胀—压缩机(5)之后,先进入冷却器(6)中冷却,放出在被压缩时获得的热量,冷却之后再进到冷交换器(8)的热程中放热降温,产生中等压力而不是低压的冷气输出。而在转动槽道(19)内膨胀做功后的高压气体变成低温低压气,经气波膨胀—压缩机(5)的外圆周毂(12)上的低压冷气导出口(17)、从低温低压气出口(1)流出;然后,低温低压气直接进到冷交换器(8)的冷程中,将冷量交换给从冷却器(6)中出来的中压气,使其变成装置输出的制冷气;而从冷交换器(8)热程中出来的已回温的低压气,还要进到气波膨胀—压缩机(5)的回温低压气入口(7),通过扇形封挡体(14)外部圆弧空缺处的低压气导入口(15),从转动槽道(19)的内端开口进到槽道中,被从外端口脉冲射入的高压气流压缩而获得增压,再经扇形封挡体(14)上的压缩气导出口(13)、从中压气出口(4)流出;制冷方法的特征在于:气体流程围绕着气波膨胀—压缩机(5),构建了回流气波压缩和冷交换两个 过程:一是气体两次进、出气波膨胀—压缩机(5),二是在第二次进入气波膨胀—压缩机(5)之前和第二次流出气波膨胀—压缩机(5)之后,都进到冷交换器(8)中进行换热;回流气波压缩过程直接回收利用机中气波的能量,使气波膨胀—压缩机(5)自行将制冷后的气体重新升压,而冷交换过程能使气体获得常温后再压缩而提高效率,之后又重获低温;在保证制冷温度降的前提下,该方法使制冷装置进、出口总的压力降大为减小。
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