[发明专利]交叉循环换热装置

说明书

交叉循环换热装置，包括可置于具有换热结构的闭合系统中且可由动力机构驱动旋转的筒状布液结构，换热结构和布液结构径向间隔设置；布液结构中以在其内外侧周面分别具有内侧开口和外侧开口的方式设有至少一组间隔交叉排布的第一循环通道和第二循环通道，其中第一循环通道的入口和第二循环通道的出口位于布液结构的同一轴向端方向，第一循环通道的出口和第二循环通道的入口分别位于布液结构的轴向另一端方向。该换热装置能够使闭合系统中的冷却介质随布液结构的旋转而实现强制交叉循环冷却，显著提高了冷却介质对流换热的效率，并使冷却介质的温度场分布均匀，明显改善了冷却环境，特别适合于设备中沿轴向同时分布有两个或多个发热部位，以及对冷却介质环境的均衡性要求较高的冷却。

技术领域

本发明涉及循环换热装置，特别是可随旋转轴而自动运行的交叉循环换热装置，可用于包括但不限于对沿轴向同时布置的两个或多个发热结构/部位的设备进行均衡的冷却。

背景技术

工业设备中的摩擦部位在运行中发热是常见和必然的，特别是在可由或可随动力机构驱动作旋转运行的结构、部件/部位，常会存在部件的安装空间狭小的情况。特别是倾斜或立式布置/运行的设备存在有沿轴向布置的两个甚至多个发热部位、并对冷却的均衡性有较高要求时，简单和传统的环形冷却方式，常会因冷却介质的温度场分布不均匀等情况造成局部过热，影响设备正常运行甚至设备寿命。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种交叉循环换热装置，可使冷却介质自动强制交叉循环进行冷却，提高对流换热效率，使冷却腔内的冷却温度场分布均匀。

本发明交叉循环换热装置的基本结构中，包括可置于具有换热结构的闭合系统中且可由动力机构驱动旋转的筒状布液结构，换热结构和布液结构径向间隔设置；布液结构中以在其内外侧周面分别具有内侧开口和外侧开口的方式设有至少一组以间隔交叉方式排布的第一循环通道和第二循环通道，其中第一循环通道的入口和第二循环通道的出口位于布液结构的同一轴向端方向，第一循环通道的出口和第二循环通道的入口分别位于布液结构的轴向另一端方向。

上述结构中，由于布液结构是可由动力机构驱动旋转的，且其结构中各组中的第一循环通道和第二循环通道的出/入口分别为交叉状设置，因此当其在工作状态下由动力机构带动旋转时，两循环通道中的冷却介质受离心力作用将不断向其径向外侧甩出，其内侧的冷却介质同时也就不断进入两循环通道补充。由两循环通道被甩出到布液结构径向外侧的冷却介质，即可通过与布液结构径向间隔设置的换热结构进一步进行换热降温，从而使布液结构所在闭合系统中的冷却介质降温。因此通过旋转时布液液结构中呈“8”字形交叉设置的循环通道对冷却介质进行的强制循环流动，可以使发热部位——特别是沿轴向分布有两个（或组）或多个（或组）发热部位点的冷却降温，并能使冷却介质的温度场实现均匀分布，有效改善了冷环境。因而其特别适合用于倾斜布置或立式运行的设备，尤其是沿轴向布置有两个（或组）甚至多个（或组）发热部位点、且对冷却环境的均衡性要求较高时，和/或冷介质流动性不好的情况下，实现有效的冷却降温。

为适应对不同流动状态冷却介质的散热冷却需要，上述结构中所述换热结构的内外两侧周面除可以采用光滑的结构外，进一步还可以独立地分别设有适当形式的附加结构。例如，当冷却介质流动性较好，或冷却介质传热较好时，与布液结构相对的换热结构的内侧可以是光滑周面；当冷却介质传热较差，或对冷却要求较高时，与布液结构相对的换热结构内侧表面部还可以设有可向轴向两端引导流体的导流结构，例如直线形或旋向相反的螺旋形的凹槽型或凸棱型结构，以提高冷却介质向轴向两端流动的速度，提高冷却效率。

同样，为了进一步提高换热结构外侧的交换效率，在与布液结构相背的换热结构表面部也可设有散热结构，如常用的直线形或螺旋形的翅片结构等。