[实用新型]冷凝换热装置及重力式低温热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷设备领域，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。

背景技术

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。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型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，本实用新型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。

本实用新型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，本实用新型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实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型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是本实用新型冷凝换热装置展开状态的横向剖视图一；

图3是本实用新型冷凝换热装置展开状态的横向剖视图二;