冷凝换热装置及重力式低温热管制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种冷凝换热装置及重力式低温热管，呈筒状并套设在制冷机圆柱体制冷端上，其内径与制冷端的外径相适配；冷凝换热装置包括外筒壁和内筒壁，内筒壁与制冷机圆柱体制冷端表面贴合，外筒壁位于内筒壁的外侧，其四周边缘固连在内筒壁上，外筒壁与所述内筒壁之间形成有冷凝腔，冷凝腔连通有入口管路和出口管路；入口管路的入口与低温热管蒸发段的出口连通，出口管路的出口与低温热管蒸发段的入口连通。本实用新型专利技术可以将机械制冷机圆柱状低温端冷量快速传递到低温冰箱内部空间，解决了新型低温机械制冷机结构紧凑、面积小的制冷端与低温冰箱大容积的冷冻空间之间高效传热瓶颈问题。

【技术实现步骤摘要】
冷凝换热装置及重力式低温热管
本技术涉及制冷设备领域，尤其是一种适合圆柱状低温制冷端的冷凝换热装置及包含该结构的低温热管。
技术介绍
随着生物、医疗产业的快速发展，相关生物及医学样本、试剂等生物材料长期存储对于超低温冰箱的需要越来越大。此类超低温冰箱一般要求存储温度在-70℃以下，制冷系统稳定，以实现生物材料的长期可靠存储。与传统的蒸汽压缩式复叠低温制冷系统相比，机械制冷机（包括斯特林制冷机、脉管制冷机、G-M制冷机）在大温差制冷工况（制冷温差＞60℃时）下，系统结构简单、制冷效率相对较高。尤其是在应用于-70℃以下超低温冰箱制冷系统中，机械制冷机具有显著的节能优势。同时，由于新型制冷机可以不采用油润滑，避免了传统蒸汽压缩式复叠低温制冷系统中常见的低温油堵问题发生，系统更加稳定可靠。而且，这些新型制冷机通常采用氮气、氦气等天然物质作为制冷工质，更加环保。随着超低温冰箱应用的普及，这些新型制冷机的应用前景更加广泛。但是这些机械制冷机的制冷端多为圆柱体，结构紧凑，制冷端面积小，不利于冷端热量的快速传递，从而限制了此类机械制冷机在大容积低温冰箱上的应用。现有传统做法是采用铜棒、铜带等高导热性能的金属材料，将制冷机冷端的冷量传导至冰箱内部。对于利用铜棒、铜带等高导热性能金属材料实现制冷机冷端与冰箱内部快速换热的方法，由于铜棒等金属材料传热性能远低于热管传热性能，要实现较大容积冰箱内部的快速换热，所采用的铜等金属传热材料的横截面积较大，造成较大的材料耗用，同时也使得冰箱重量过大。另外，也有采用在制冷机冷端安装金属散热器，并通过风机对冷端进行强制对流换热，使制冷机冷端的冷量快速传入冰箱内部。而对于利用风机、散热器组合方式，通过强制对流强化制冷机冷端传热效率的方式，由于超低温冰箱内部温度过低（一般在-70℃以下），容易引起风机电机轴承油润滑失效。如果将风机电机外置，通过传动轴带动箱内叶片转动的方式，结构过于复杂，同时易引起低温冰箱箱体漏热量大，造成负荷增加、功耗增大。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术提供了一种适合机械制冷机圆柱状低温制冷端的冷凝换热装置及包含该结构的重力式低温热管，实现机械制冷机与冰箱内部的快速热量交换，有利于实现此类制冷机在低温冰箱产品上的批量应用。为达到解决上述技术目的，本技术所提出的冷凝换热装置采用如下技术方案予以实现：一种冷凝换热装置，所述冷凝换热装置呈筒状并套设在所述制冷机的圆柱体制冷端上，其内径与制冷机的圆柱体制冷端的外径相适配；所述冷凝换热装置包括外筒壁和内筒壁，所述内筒壁与所述制冷机的圆柱体制冷端表面贴合，所述外筒壁位于所述内筒壁的外侧，其四周边缘固连在所述内筒壁上，所述外筒壁与所述内筒壁之间形成有冷凝腔，所述冷凝腔连通有入口管路和出口管路；所述入口管路的入口与低温热管蒸发段的出口连通，所述出口管路的出口与低温热管蒸发段的入口连通。所述内筒壁具有接缝，所述接缝由螺栓紧固连接或焊接连接。所述接缝位于所述制冷机的圆柱体制冷端的正下方，所述入口管路数量为一个，位于所述制冷机的圆柱体制冷端的正上方，所述出口管路数量为两个，位于所述接缝的两侧。所述冷凝腔内设置有连接所述外筒壁与内筒壁的多个焊接点。所述内筒壁和外筒壁为铜、铝或不锈钢材质。本技术还提出了一种重力式低温热管，包括上述的冷凝换热装置。相比于现有技术，本技术可以将机械制冷机圆柱状低温端冷量快速传递到低温冰箱内部空间，解决了新型低温机械制冷机结构紧凑、面积小的制冷端与低温冰箱大容积的冷冻空间之间高效传热瓶颈问题，推进了新型机械低温制冷机在低温冰箱产品上的应用，避免了传统蒸汽压缩制冷系统所采用的压缩机润滑油等辅助材料在低温环境下发生凝结造成制冷系统堵塞的风险，提高了低温冰箱制冷系统稳定运行的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术冷凝换热装置安装在制冷机圆柱体制冷面上时的端面图；图2是本技术冷凝换热装置展开状态的横向剖视图一；图3是本技术冷凝换热装置展开状态的横向剖视图二;图4是制冷机、低温热管与低温冰箱内部空间耦合结构示意。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本实施例一种冷凝换热装置，其整体呈筒状，套设在制冷机的圆柱体制冷端11上，其内径与制冷机的圆柱体制冷端11的外径相适配；冷凝换热装置包括外筒壁20和内筒壁30，内筒壁30与制冷机的圆柱体制冷端11表面贴合，外筒壁20位于内筒壁30的外侧，其四周边缘固连在内筒壁30上，外筒壁20与内筒壁30之间形成有冷凝腔40，冷凝腔40连通有入口管路50和出口管路60；入口管路50的入口与低温热管蒸发段的出口连通，出口管路60的出口与低温热管蒸发段的入口连通。低温热管蒸发后的气体工质自入口管路50进入冷凝腔40，放出热量冷凝为液体，流至出口管路60，再流向低温热管蒸发段形成流动循环，实现换热功能。外筒壁20和内筒壁30通常采用铜、铝或不锈钢等具有良好导热能力的金属制作，其中外筒壁20厚度优选0.2-2.0mm，内筒壁30厚度优选0.2-5mm。如图2和图3所示，可采用两个矩形板连接后卷成筒状套设在圆柱体制冷端11表面上，对于外筒壁20与内筒壁30的固连，可通过沿外筒壁20的外边缘，利用焊接方法将外筒壁20焊接在内筒壁30表面上，并将入口管路50、出口管路60插入焊接在外筒壁20和内筒壁30焊接构成的密闭腔体上，即冷凝腔40上。冷凝腔40的高度优选3-16mm，可以提前将外筒壁20冲压成一定腔型后再焊接在内筒壁30表面上，冲压成型的腔型即冷凝腔40；也可以将外筒壁20与内筒壁30焊接后利用压力充胀的方式形成冷凝腔40。进一步地，内筒壁30具有接缝31，接缝31由螺栓紧固连接或焊接连接，本实施例中为由螺栓70紧固连接。采用矩形板状外筒壁20和内筒壁30连接后卷成筒状由螺栓70紧固，将本实施例冷凝换热装置紧固套设在制冷机的圆柱体制冷端11表面上，从而实现冷凝换热装置与制冷机的圆柱体制冷端11的紧密贴合，实现高效换热，且结构简单，易于安装操作，大大提高了生产组装效率如图1所示，接缝31位于制冷机的圆柱体制冷端11的正下方，入口管路50数量为一个，位于制冷机的圆柱体制冷端11的正上方，出口管路60数量为两个，位于接缝31的两侧。如此设计，是实现来自低温热管蒸发段的工质从入口管路50进入后，冷凝产生的液体工质会在重力作用下自然向下流动至出口管路60中，流向低温热管蒸发段，提高了换热后工质流动效率，进一步提高了换热效率。另外，如图2和图3所示，冷凝腔40内设置有连接外筒壁20与内筒壁30的多个焊接点80。即外筒壁2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷凝换热装置，其特征在于：所述冷凝换热装置呈筒状并套设在制冷机的圆柱体制冷端上，其内径与制冷机的圆柱体制冷端的外径相适配；所述冷凝换热装置包括外筒壁和内筒壁，所述内筒壁与所述制冷机的圆柱体制冷端表面贴合，所述外筒壁位于所述内筒壁的外侧，其四周边缘固连在所述内筒壁上，所述外筒壁与所述内筒壁之间形成有冷凝腔，所述冷凝腔连通有入口管路和出口管路；所述入口管路的入口与低温热管蒸发段的出口连通，所述出口管路的出口与低温热管蒸发段的入口连通。

【技术特征摘要】
1.一种冷凝换热装置，其特征在于：所述冷凝换热装置呈筒状并套设在制冷机的圆柱体制冷端上，其内径与制冷机的圆柱体制冷端的外径相适配；所述冷凝换热装置包括外筒壁和内筒壁，所述内筒壁与所述制冷机的圆柱体制冷端表面贴合，所述外筒壁位于所述内筒壁的外侧，其四周边缘固连在所述内筒壁上，所述外筒壁与所述内筒壁之间形成有冷凝腔，所述冷凝腔连通有入口管路和出口管路；所述入口管路的入口与低温热管蒸发段的出口连通，所述出口管路的出口与低温热管蒸发段的入口连通。2.根据权利要求1所述的冷凝换热装置，其特征在于：所述内筒壁具有接缝，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占杰，陈海涛，袁顺涛，李林杰，巩燚，邵振强，
申请(专利权)人：青岛海尔特种电器有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37