[发明专利]热交换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的热交换装置。

背景技术

以往，将液化状态的氮气、氧气、氩气及其他气体贮存于超低温贮槽内，使用时，将贮存的液化气体导入蒸发器、在大气温度或温水作用下蒸发并气化。

但是，以往技术不能有效地利用液化气体的致冷力，白白浪费了这种致冷力，为了有效利用此致冷力，冷却空气、氮气、氧气、氩气、氢气等气体或液体与气体的混合气等流体，可考虑在超低温贮槽与蒸发器之间装入热交换器。

以往的热交换器，已知有盘管式、双层管式、注水式、套管式、带散热片的多管式等各种结构形式。

但是，在上述以往的热交换器中，要冷却的流体有规律地在管内是正常流动的，受管壁的温度影响较少，所以冷却效果不佳。在此，为提高冷却效果，可在下游侧利用膨胀阀进行节流，但这样不能冷却处理大量的流体。从而，当要求确保大量的一定温度的流体时，存在不能使用的问题。

本发明的目的是克服上述问题，提供一种热交换装置，不用使流体节流，就能使大量流体高效地进行热交换，从而能够得到大量的有一定压力、一定温度的热交换流体，且使用方便，此外还能简化结构，因而能消除故障同时降低成本。

发明内容

为实现上述目的，本发明的技术手段设有供给、排出热媒体的热交换容器，由并排布置在此热交换容器内、周向连通的多个周向(流体)通路和使各周向(流体)通路中的流入口与流出口的位置在周向错开有多处连通通路的热交换通路，以及穿过上述热交换容器的壁间与上述热交换器通路连通的流体供给路及排出路。在此所称通路意为使流体流动的管等构件。以下，包括权利要求书采用同一概念。

在上述技术手段中，热交换通路设有在供给口侧与排出口侧的罐体，最好使供给路和排出路与各罐连通。

如采用上述结构的本发明，当传热媒体充满热交换容器，将用于热交换的流体从供给路供至热交换通路时，在热交换通路中，被供给的流体流入并列布置的多个周向通路和连通它们的连通通路，由于周向通路中的流入口与流出口的位置在周向错开，流体反复冲击热交换通路的壁面且成为紊流流动，此间能够夺取传热媒体的热量，或者传热媒体被夺走热量，并且热交换后的流体能够通过排出路排到热交换容器外。这样，通过流体反复冲击热交换通路的壁面并在紊流状态下流动，使流体更多地受壁面温度影响，并且，由于在各周向通路中来自各连通通路的流体处在同等条件下，且分散开来，所以不会使流体节流，能使大量流体高效地进行热交换。此外，由于热交换通路由通路连接构成，所以能使结构简化。

附图简介

图1为本发明一实施例的热交换装置主要部分的立体图；

图2是将图1的热交换装置组装入液化氮的超低温贮槽与蒸发器之间的使用例的概略系统图，

图3是使用本发明一实施例的热交换装置的干燥空气冷却实验用装置的系统构成图，

图4是使用本发明一实施例的热交换装置(2级环型)的干燥空气冷却实验结果的图表(横轴：经过时间，纵轴、排出干燥空气的温度)。

图5是使用本发明一实施例的热交换装置(5级环型)的干燥空气冷却实验结果的图表(横轴：经过时间、纵轴：排出干燥空气的温度)。

图6是图5的图表中干燥空气的在各流量条件下的数值表。

图中所用符号说明如下。

2.热交换装置，3.热交换容器，10.热交换通路，11.供给管，12.排出管，18.环状管(周向通路)，19.连通管，20.供给口侧罐，21.排出口侧罐，100.压缩机，101.流量计，102.重量计，103.单程管(1/2英寸)，104.液体氮(-196℃)，105.热交换器，106.数字式压力计，107.数字式温度计，108.贮气箱，109.冷却干燥空气。

最佳实施例

以下参照附图说明本发明的一实施例。

图1是本发明一实施例的热交换装置主要部分的立体图，图2是将图1所示热交换装置组装入液体氮的超低温贮槽与蒸发器之间的使用例的概略系统图。

如图2所示，超低温贮槽1能贮存-196℃的液化氮，此超低温贮槽1的底部经管4与本发明的热交换装置2的热交换容器3的底部连通，并在管4的中间设有阀5。热交换容器3的上部经管8与蒸发器6的入口连通，而蒸发器6的出口与供给管9连通。在热交换装置2的热交换容器3内设置后述的热交换通路10，插通热交换容器3的干燥空气供给管11和排出管12与此热交换通路10连通。供给管11与排出管12的中途设有阀13和14，而排出管12与气罐15连通。气罐15上连接多根供给管16，并且在各供给管16的中间设有阀17。