一种节流制冷机制造技术

本发明专利技术属于制冷与低温工程相关技术领域，其公开了一种节流制冷机，包括毛细管束和外壳，毛细管束包括填充设置在外壳内部的多个毛细管，多个毛细管的端部平齐设置，毛细管束的第一端为工质进口，毛细管束的第二端伸至外壳的底部且与外壳的底部之间具有膨胀间隙，多个毛细管之间具有返流间隙，外壳的侧壁上靠近毛细管束的第一端处设有返流出口。本发明专利技术设置毛细管束作为流体节流通道，毛细管束的布置灵活方便、设置工艺简单，能够充分利用外壳三维空间，提高外壳上的空间利用率，从而能够较多的布置毛细管束，增大流体通道整体流量，通过多个毛细管组成通道，能够使得制冷机拥有较大的流量和制冷量，提高制冷性能。提高制冷性能。提高制冷性能。

【技术实现步骤摘要】
一种节流制冷机


[0001]本专利技术属于制冷与低温工程相关
，更具体地，涉及一种节流制冷机。

技术介绍

[0002]制冷及低温技术作为一种前置性技术手段，在各行各业都得到了广泛的应用和需求，如军工、医疗、航天、电子散热等。节流制冷机是制冷机的一种，其温区包括常温到低温，被广泛应用于需要快速降温的场合，如红外制导芯片的冷却。其原理是利用节流效应，当高压气态工质经过节流孔或节流阀后，压力迅速降低，从而温度降低甚至液化，高压气体由压缩机或高压气体容器提供。
[0003]流体通道在微米级别时，由于其较小的流动几何尺寸以及较大的换热表面积比，具有较高的研究价值和工程应用潜力。目前流道为微米级别的节流制冷器，一般采用平板式，通过在基体材料上刻蚀微通道实现；但是这种节流制冷器，在基体材料厚度方向上的空间利用率极其有限，从而使得制冷器中流体通道较少，制冷器整体流量较小，使得这种结构的节流制冷器，既不适用于需要快速降温的场合，也难以提供较大的冷量。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种节流制冷机，解决了现有通过在基体材料上刻蚀微通道实现节流制冷的结构，微通道在基体材料上的空间利用率极其有限，从而使得制冷器中流体通道较少，制冷器整体流量较小而影响制冷量的问题，能够获得更小的体积，更高的换热效率，更大的制冷量以及更快的降温速度。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种节流制冷机，包括毛细管束和外壳，所述毛细管束包括填充设置在所述外壳内部的多个毛细管，多个所述毛细管的端部平齐设置，所述毛细管束的第一端为工质进口，所述毛细管束的第二端伸至所述外壳的底部且与所述外壳的底部之间具有膨胀间隙，多个所述毛细管之间具有返流间隙，所述外壳的侧壁上靠近所述毛细管束的第一端处设有返流出口。
[0006]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述毛细管的内径和外径分别为微米级尺寸。
[0007]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述毛细管的内径和外径分别为10μm
‑
1000μm。
[0008]根据本专利技术提供的节流制冷机，还包括入口管道和均布器，所述入口管道与所述均布器的第一端相连，所述毛细管束的第一端从所述均布器的第二端插置在所述均布器内部。
[0009]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述返流出口位于所述均布器和所述外壳之间。
[0010]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述毛细管束中相邻两个所述毛细管相接设置。
[0011]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述外壳的截面为圆形或方形；所述毛细管束的截面形状与所述外壳相适配。
[0012]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述毛细管束和所述外壳之间设有绝热材料，使得所述毛细管束和所述外壳之间的间隙在所述毛细管的轴向上呈断开状态。
[0013]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述绝热材料包括尼龙丝，所述尼龙丝缠绕设在所述毛细管束的外部，且所述尼龙丝夹紧设在所述毛细管束和所述外壳之间。
[0014]根据本专利技术提供的节流制冷机，所述尼龙丝在所述毛细管束的外部呈螺旋状缠绕；或者，沿所述毛细管束的轴向设有多圈所述尼龙丝，每圈所述尼龙丝沿所述毛细管束的周向缠绕。
[0015]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的节流制冷机：
[0016]1.设置毛细管束作为流体节流通道，毛细管束的布置灵活方便、设置工艺简单，能够充分利用外壳三维空间，提高外壳上的空间利用率，从而能够较多的布置毛细管束，增大流体通道整体流量，通过多个毛细管组成通道，能够使得制冷机拥有较大的流量和制冷量，提高制冷性能；
[0017]2.设置返流预冷的结构能够进一步提高节流制冷机效率、减小降温时间；外壳上直接设置返流出口，简化了制冷机结构并提高了制冷机的紧凑性，有利于减小体积；
[0018]3.采用了微米级别的毛细管进行换热，能够充分利用微通道换热器大换热面积比的优点，从而在同等制冷量的要求下，能够明显减小制冷机的体积，提高适用性；
[0019]4.通过在毛细管束整体和外壳之间布置绝热材料使得毛细管束与外壳之间的间隙在毛细管的轴向上呈不连通状态，能够限制返流在毛细管束与外壳之间的间隙中流动，使得返流只能在相邻两个毛细管之间的返流间隙中流动，从而有利于减少返流与外壳之间换热造成冷量散失，且有利于将返流限定在返流间隙中与毛细管内的工质进行充分的对流换热，有利于提供更大的制冷量，提高制冷效率。
附图说明
[0020]图1是本专利技术提供的节流制冷机的第一整体透视示意图；
[0021]图2是本专利技术提供的节流制冷机的截面示意图；
[0022]图3是本专利技术提供的节流制冷机的端部透视示意图；
[0023]图4是本专利技术提供的节流制冷机的第二整体透视示意图；
[0024]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0025]1‑
入口管道；2
‑
均布器；3
‑
外壳；4
‑
膨胀间隙；5
‑
毛细管束；6
‑
凸台；7
‑
返流出口；8
‑
毛细管；9
‑
返流间隙；10
‑
尼龙丝。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]请参阅图1及图2，本专利技术提供一种节流制冷机，该节流制冷机包括毛细管束5和外壳3，所述毛细管束5包括填充设置在所述外壳3内部的多个毛细管8，多个所述毛细管8的端部平齐设置，所述毛细管束5的第一端为工质进口，所述毛细管束5的第二端伸至所述外壳3的底部且与所述外壳3的底部之间具有膨胀间隙4，多个所述毛细管8之间具有返流间隙9，
所述外壳3的侧壁上靠近所述毛细管束5的第一端处设有返流出口7。
[0028]该节流制冷机中外壳3为空心结构，内部具有容置空间，多个毛细管8填充设置在外壳3内部的容置空间中形成毛细管束5，多个毛细管8的两端分别为对齐状态，且毛细管8尽可能多的设置在外壳3内部的容置空间中，以提高外壳3内部的空间利用率。制冷工质从毛细管束5中多个毛细管8的第一端流入毛细管8中，进行节流降温，然后从毛细管8的第二端流出至膨胀间隙4中。膨胀间隙4作为膨胀腔，流入膨胀腔的制冷工质会沿着毛细管8之间的返流间隙9进行返流，即沿着第二端至第一端的方向移动，使得毛细管8内部与返流间隙9之间形成逆流换热器，节流后的低温返流能够对节流前的工质进行预冷。这种返流预冷的结构设计能够提高节流制冷机效率、减小降温时间。之后制冷工质从外壳3侧壁上的返流出口7流出。
[0029]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节流制冷机，其特征在于，包括毛细管束和外壳，所述毛细管束包括填充设置在所述外壳内部的多个毛细管，多个所述毛细管的端部平齐设置，所述毛细管束的第一端为工质进口，所述毛细管束的第二端伸至所述外壳的底部且与所述外壳的底部之间具有膨胀间隙，多个所述毛细管之间具有返流间隙，所述外壳的侧壁上靠近所述毛细管束的第一端处设有返流出口。2.如权利要求1所述的节流制冷机，其特征在于，所述毛细管的内径和外径分别为微米级尺寸。3.如权利要求2所述的节流制冷机，其特征在于，所述毛细管的内径和外径分别为10μm
‑
1000μm。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的节流制冷机，其特征在于，还包括入口管道和均布器，所述入口管道与所述均布器的第一端相连，所述毛细管束的第一端从所述均布器的第二端插置在所述均布器内部。5.如权利要求4所述的节流制冷机，其特征在于，所述返流出口位于所述均布器和所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓青，肖星，陈建业，王俊舒，罗世博，许峰宁，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：