交变流动换热器及热功转换系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种交变流动换热器及热功转换系统，本实用新型专利技术涉及换热器领域，提供一种交变流动换热器，包括：换热芯，包括气体通道和液体通道，气体通道贯穿换热芯，液体通道内的换热液体沿气体通道的轴线方向运动，换热芯的一端开设第一分流孔，另一端开设第二分流孔，第一分流孔与第二分流孔均与液体通道连通；进液通道与第一分流孔连通；出液通道与第二分流孔连通。交变流动换热器通过在换热芯的上下两端设置与进液通道连通第一分流孔和与出液通道连通的第二分流孔，同时使液体通道内的换热液体沿气体通道的轴线方向运动，进而降低由换热流体温度升高产生的交变流动换热器内周向温度分布不均匀性，提高交变流动换热器的换热性能。的换热性能。的换热性能。

Alternating flow heat exchanger and thermal power conversion system

【技术实现步骤摘要】
交变流动换热器及热功转换系统


[0001]本技术涉及换热器
，尤其涉及一种交变流动换热器及热功转换系统。

技术介绍

[0002]交变流动热功转换系统是一种高效、可靠、环保的能量转换装置，包括自由活塞斯特林热机，热声热机，脉冲管制冷机等，交变流动热功转换系统广泛应用于太阳能发电、航空、超导等领域。在交变流动热功转换系统的换热器中，内侧气体进行交变流动，外侧载热流体进行单向稳定流动。内侧气体与外侧流体之间的热交换通过内侧气体与换热器内壁面之间的相互作用，换热器固体结构导热以及换热器外壁面与外部流体之间的相互作用实现。
[0003]目前常用的交变流动热器主要有翅片式和壳管式两种。例如现有的一种翅片式换热器结构，外侧通常为不锈钢外壳，内侧为紫铜换热芯，两者之间为外部流体流道，系统中的工作气体在翅片间隙中流动。例如现有的另一种壳管式换热器结构，气体工质在圆管内侧流动，外部流体在圆管外侧与外壳之间流动。
[0004]在这两种换热器中，由于外部流体在换热器内沿周向流动，当载热流体入口温度和出口温度相差较大时，换热器在周向方向上会存在较大的温度梯度，即垂直于轴线方向的横截面上温度分布不均匀，从而造成内部气体换热和流动的不均匀，降低换热器性能。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种交变流动换热器及热功转换系统，用以解决现有技术中由于换热流体在换热器内沿周向流动，当换热流体入口温度和出口温度相差较大时，换热器在周向方向上会存在较大的温度梯度，即垂直于轴线方向的横截面上温度分布不均匀的缺陷，实现换热芯的气体通道沿换热芯的轴线方向贯穿换热芯，液体通道内的换热液体沿气体通道的轴线方向运动，降低由换热流体温度升高产生的交变流动换热器内周向温度分布不均匀性，从而提升交变流动换热器性能。
[0006]本技术提供一种交变流动换热器，包括：
[0007]换热芯，包括气体通道和液体通道，所述气体通道沿所述换热芯的轴线方向贯穿所述换热芯，所述液体通道内的换热液体沿所述气体通道的轴线方向运动，所述换热芯外壁的一端开设第一分流孔，所述换热芯外壁的另一端开设第二分流孔，所述第一分流孔与所述第二分流孔均与所述液体通道连通；
[0008]进液通道，与所述第一分流孔连通；
[0009]出液通道，与所述第二分流孔连通。
[0010]根据本技术提供的交变流动换热器，所述液体通道包括第一横向通道、第二横向通道和贯通通道，所述第一横向通道与所述第一分流孔连通，所述第二横向通道与所述第二分流孔连通，所述贯通通道将所述第一横向通道和所述第二横向通道连通，
[0011]其中，所述贯通通道与所述气体通道的轴线方向平行。
[0012]根据本技术提供的交变流动换热器，所述气体通道和所述液体通道交替分布，所述气体通道包括锯齿形的翅片。
[0013]根据本技术提供的交变流动换热器，所述气体通道和所述液体通道交替分布，所述气体通道包括气流孔。
[0014]根据本技术提供的交变流动换热器，所述气体通道的轴向长度小于气体的最大行程。
[0015]根据本技术提供的交变流动换热器，所述液体通道为所述换热芯的内腔，所述气体通道为导气管，所述导气管置于所述内腔中并贯穿所述内腔，
[0016]其中，所述内腔的一端开设所述第一分流孔，所述内腔的另一端开设所述第二分流孔。
[0017]根据本技术提供的交变流动换热器，所述液体通道包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板沿所述导气管的轴线方向交替分布，
[0018]其中，所述第一隔板安装在所述内腔的一侧，所述第一隔板的延伸端与所述内腔的另一侧有间距，所述第二隔板安装在与所述第一隔板相对的所述内腔的一侧，并且所述第二隔板的延伸端与所述第一隔板所在的所述内腔的一侧有间距。
[0019]根据本技术提供的交变流动换热器，所述换热芯呈环形，所述换热芯外壁的上端等角度开设所述第一分流孔，所述换热芯外壁的下端等角度开设所述第二分流孔，
[0020]其中，所述气体通道等角度的设置在所述换热芯内。
[0021]根据本技术提供的交变流动换热器，所述进液通道设置有进液口，所述出液通道设置有出液口，一对所述进液口和所述出液口在所述交变流动换热器上成对角布置。
[0022]本技术还提供了一种热功转换系统，包括回热器和上述的交变流动换热器；
[0023]其中，所述回热器的一端与所述气体通道的一端连通，所述进液通道靠近所述回热器，所述出液通道远离所述回热器。
[0024]本技术提供的交变流动换热器，通过在换热芯内设置沿换热芯轴线方向贯穿换热芯的气体通道和对气体进行换热的液体通道，通过在换热芯的上下两端设置与进液通道连通第一分流孔和与出液通道连通的第二分流孔，同时使液体通道内的换热液体沿气体通道的轴线方向运动，进而降低由换热流体温度升高产生的交变流动换热器内周向温度分布不均匀性，提高交变流动换热器的换热性能。
[0025]进一步，在本技术提供的热功转换系统中，由于具备如上所述的交变流动换热器，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本技术提供的第一种交变流动换热器的整体结构之一；
[0028]图2是图1中第一种交变流动换热器的俯视图；
[0029]图3是图2的剖视图；
[0030]图4是本技术提供的第二种交变流动换热器的整体结构之二；
[0031]图5是图4中第二种交变流动换热器的剖切轴测图；
[0032]图6是本技术提供的第三种交变流动换热器的整体结构之三；
[0033]图7是图6中第三种交变流动换热器的俯视图之一；
[0034]图8是图7的剖视图；
[0035]图9是第三种交变流动换热器的剖切轴测图；
[0036]图10是第四种交变流动换热器的剖切轴测图；
[0037]图11是带有翅片的导气管的局部示意图；
[0038]图12是热功转换系统结构示意图。
[0039]附图标记：
[0040]100：换热芯；101：液体通道；102：气体通道；103：第一分流孔；104：第二分流孔；110：第一横向通道；111：第二横向通道；112：贯通通道；113：气流孔；120：导气管；121：内腔；122：第一隔板；123：第二隔板；130：上盖板；131；外壳体；132：下盖板；133：内壳体；200：进液通道；210：出液通道；201：进液口；202：出液口；300：回热器；301：第一交变流动换热器；302：第二交变流动换热器；303：调相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交变流动换热器，其特征在于，包括：换热芯，包括气体通道和液体通道，所述气体通道沿所述换热芯的轴线方向贯穿所述换热芯，所述液体通道内的换热液体沿所述气体通道的轴线方向运动，所述换热芯外壁的一端开设第一分流孔，所述换热芯外壁的另一端开设第二分流孔，所述第一分流孔与所述第二分流孔均与所述液体通道连通；进液通道，与所述第一分流孔连通；出液通道，与所述第二分流孔连通。2.根据权利要求1所述的交变流动换热器，其特征在于，所述液体通道包括第一横向通道、第二横向通道和贯通通道，所述第一横向通道与所述第一分流孔连通，所述第二横向通道与所述第二分流孔连通，所述贯通通道将所述第一横向通道和所述第二横向通道连通，其中，所述贯通通道与所述气体通道的轴线方向平行。3.根据权利要求2所述的交变流动换热器，其特征在于，所述气体通道和所述液体通道交替分布，所述气体通道包括锯齿形的翅片。4.根据权利要求2所述的交变流动换热器，其特征在于，所述气体通道和所述液体通道交替分布，所述气体通道包括气流孔。5.根据权利要求1所述的交变流动换热器，其特征在于，所述气体通道的轴向长度小于气体的最大行程。6.根据权利要求1所述的交变流动换热器，其特征在于，所述液体通道为所述换热芯的内腔，所述气体通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，王日颖，罗二仓，贾子龙，张丽敏，陈燕燕，吴张华，孙岩雷，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：