CN105403066A - 一种冷凝器 - Google Patents

Abstract

一种冷凝器，包括器体，所述的器体上设有至少一个进气口和至少一个出液口，所述器体内设有至少一个与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔，所述的与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔内的液态工质，气态工质通过所述进气口并与所述的空腔内的液态工质相接触，所述空腔内的液态工质通过所述的出液口，所述的空腔内的液态工质包含与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质包括的所有种物质，所述空腔内的液态工质的温度低于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质的温度，这种冷凝器具有换热效率高的优点主要用于蒸气机中，代替其中的冷凝器。

Description

一种冷凝器

技术领域

本发明涉及一种气体液化的装置，主要用于蒸气机中，代替其中的冷凝器。

背景技术

冷凝器为制冷***的机件，属于换热器的一种，能把气体变成液体，冷凝器工作过程是个放热过程，发电厂要用许多的冷凝器是涡轮机排出的蒸气得到冷凝，在冷冻厂用冷凝器来冷凝氨气和氟利昂之类的制冷蒸气。石油化学工业用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝，冷凝器放出的热量为潜热，潜热相变潜热的总称，之物体在等温等压的情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量，气体变为液体为凝结热，冷凝器放出的为凝结热。冷凝器是气体通过一根长长的管子让热量散失到四周的空气中，因此冷凝器具有进气口和出液口，但现有的冷凝器液化气体的速度慢即换热效率低的缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种换热效率高的冷凝器。

为了实现上述目的，本发明所述的一种冷凝器的科学原理为本发明首次提出，为了方便叙述，将气态工质设为A气体，A气体液化后的液体为A液体，与A液体任意比例互溶的液态物质组成的液体设为B液体，B液体可以为一种或几种液态物质组成的混合液体，A气体为一种气态物质，A气体的温度高于与A气体接触的液体的温度，当A气体与A液体，或与B液体，或与A液体和B液体组成的混合液体相接触时，A气体将无限比例溶解于所接触的液体，并向其放出热量，所接触的液体温度上升，A气体所接触的液体称为液态工质，A气体称为气态工质，由于A气体无限比例溶解于其接触的液态工质，所以液态工质中必包含A液体。

本发明公开了一种冷凝器，包括器体，所述的器体上设有至少一个进气口和至少一个出液口，所述器体内设有至少一个与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔，所述与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔内的液态工质，气态工质通过所述进气口并与所述的空腔内的液态工质相接触，所述的空腔内的液态工质通过所述的出液口，所述的空腔内的液态工质包含与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质包括的所有种物质，所述空腔内的液态工质的温度低于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质的温度。

进一步地，本发明的一种冷凝器，所述的空腔内的液态工质中的每种液态物质任意比例互溶于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质中的至少一种气态物质液化后的液态物质。

进一步地，本发明的一种冷凝器，所述的空腔内的液态工质中的每种液态物质任意比例互溶于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质中每一种气态物质液化后的液态物质。

进一步地，本发明的一种冷凝器，所述的气态工质与所述空腔内的液态工质的内部相接触，进一步地，本发明的一种冷凝器，所述的冷凝器还包括所述空腔内的液态工质溶解的固态物质。

上述内容中的气态工质为与所述液态工质相接触的气态物质组成，所述的气态工质为至少一种气态物质，上述内容中物质代表的意思是单质或化合物，一种物质的意思是一种化合物或一种单质，上述内容中的液态工质由至少一种液态物质组成。

本发明的有益效果：液化气体速度快，本发明通过增加了液态工质，从而在整体上改变了冷凝器的性能，提高了换热效率。

附图说明

图1为具有竖向散热管的器体的示意图。

图2为气体分导孔板的示意图。

图3为具有横向散热管的器体的示意图。

图4为具有两个进气口和一个出液口和一个进液口的器体的示意图。

图5为具有一个进气口和两个出液口和一个进液口的器体的示意图。

图6为器体内具有两个空腔的示意图。

图7为本发明应用于蒸气机的总体示意图。

图8为不规则形口的向视图。

图9为圆环形口的向视图。

图10为长方形口的向视图。

图11为圆形口的向视图。

图12为具有一个进气口和一个出液口的器体的示意图，参见图1—12中，1-视镜，2-单向阀，3-出液口，4-进气口，5-气体分导孔板，6-竖向散热管，7-空腔，8-器体，9-单向阀，10-进气口，11-上部集液箱，12-横向散热管，13-器体，14-空腔，15-下部集液箱，16-气体分导孔板，17-出液口，18-进气口，19-器体，20-空腔，21-出液口，22-进液口，23-进气口，24-进气口，25-器体，26-空腔，27-出液口，28-进液口，29-出液口，47-电动离心泵，52-进气单向阀，30-出液口，31-出液口，32-出液口，33-进液口，34-进气口，35-进气口，36-进液口，37-出液口，38-空腔，39-空腔，40-器体，46-电动离心泵，48-电动离心泵，50-进气单向阀，51-进气单向阀，41-一种冷凝器的进气口，42-一种冷凝器的出液口，43-蒸发器，44-机械能转换器，45-一种冷凝器，49-回流泵，56-出液口，53-进气口，54-器体，55-空腔。

具体实施方式

实施例一，如图1，器体8包括单向阀2和视镜1和竖向散热管6和气体分导孔板5和进气口4和出液口3，器体8内设有一个空腔7，空腔7内装有的液态工质为水，气态工质为水蒸气，水从单向阀2注入空腔7内，视镜1看到液面为止，水蒸气可通过加热锅炉获取，使水蒸气的温度高于液态工质水的温度，水蒸气从进气口4进入空腔7内，通过气体分导孔板5分成细小气泡，与空腔内的液态工质的内部相接触，气体分导孔板5的具体结构如图2，增加与水的接触面积，增加对水蒸气的溶解效果，水蒸气溶解后与水混合，通过竖向散热管6向外散热，多的液态工质水从出液口3排出，出液口3与大气相通，使液态工质水低于其沸点。出液口3的A向视图为图11出液口为圆形，进气口4的B向视图如图10进气口的形状为长方形，所述液态工质中溶解一些固态氢氧化钠，以降低液态工质的凝固点。

实施例二，如图3，器体13包括单向阀9和上部集液箱11和出液口17和横向散热管12和下部集液箱15和气体分导孔板16，和进气口10，器体13内设有一个空腔14，空腔14内装有液态工质为水与乙醇组成的混合液体，气态工质为乙醇蒸气，液态工质从单向阀9注入空腔14内，直至空腔14注满，乙醇蒸气可由加热锅炉获取，使气态工质的温度高于液态工质的温度，乙醇蒸气从进气口10进入空腔14内，与液态工质相接触，通过下部集液箱15的气体分导孔板16，分成小气泡，与液态工质的内部相接触，以增大接触面积，溶解后与液态工质混合，气体分导孔板16的具体结构如图2，通过横向散热管12到达上部集液箱11，多的液态工质从出液口17排出，出液口17与大气相通，通过器体13对外散热，使液态工质的温度低于其沸点，进气口10的D向视图为图9进气口的形状为圆环形的，出液口17的C向视图为图9出液口的形状为圆环形的，所述液态工质中溶解一些固态氯化钠，以降低液态工质的凝固点。

实施例三，如图4，器体19内设有一个空腔20，气态工质为乙醇蒸气与甲醇蒸气混合而成的气体，液态工质为甲醇和乙醇组成的混合液体，乙醇蒸气和甲醇蒸气可以由加热两个锅炉获取，使气态工质的温度高于液态工质的温度，空腔20内注满液态工质，气态工质由进气口23和进气口18进入空腔20内，与空腔内的液态工质相接触，溶解后与液态工质混合，还有电动离心泵47，出液口21与冷却器的进液口相连通，冷却器上设有出液口与大气相通，液态工质从所述的冷却器上设有与大气相通的出液口排出，冷却器上还设有出液口与进液口22相连通，通过冷却器降低液态工质的温度，使液态工质低于其沸点，出液口21的F向视图为图11，出液口的形状为圆形，进液口22的进液口形状也为圆形的，进气口23的E向视图为图8进气口的形状为不规则的，进气口18与进气口23的进气口形状相同。

实施例四，如图5，气态工质为甲醇蒸气和乙醇蒸气混合而成的气体，液态工质为甲醇和乙醇和水混合而成的液体，液态工质注入器体25内设有的空腔26中，注满为止，气态工质可以由加热锅炉获取，使气态工质的温度高于液态工质的温度，气态工质从进气口24进入空腔26中，并与内的液态工质相接触，进气单向阀52的作用是防止液态工质从进气口流出，多的液态工质从出液口29排出，出液口29与大气相通，出液口27与冷却器的进液端相连通，进液口28与所述的冷却器的出液端相连通，通过冷却器降低液态工质的温度，使液态工质低于其沸点。

实施例五，如图7，将本发明应用于蒸气机中，代替蒸气机中的冷凝器，其中气态工质为R12蒸气，液态工质为液态R12，首先将液态工质注入一种冷凝器45中，蒸发器43内的液态R12受热汽化，产生高压的气体，高压的气体由管道进入机械能转换器44中，机械能转换器44为活塞式的，推动活塞做功，排出的气态工质通过管道进入一种冷凝器的进气口41从而与一种冷凝器45内的液态工质相接触，进入一种冷凝器45的气态工质的温度高于与所述一种冷凝器45内的液态工质的温度，多的液态工质从一种冷凝器的出液口42排出，经过管道进入回流泵49中，回流泵49为柱塞式的，液态工质由回流泵49压回蒸发器43中，由此完成一个工作循环，气态工质和液态工质也可以为R22。

实施例六，如图6，器体40内设有两个空腔，空腔38和空腔39，进入空腔38内的气态工质为甲醇蒸气，空腔38内的液态工质为甲醇与水组成的液体，空腔38内的液态工质的温度低于空腔38内的气态工质的温度，甲醇蒸气可以由加热锅炉获取，甲醇蒸气由进气口35进入空腔38内，多的液态工质从出液口30排出，出液口30与大气相通，降低空腔38内的液态工质的温度使其低于其沸点，还有电动离心泵46，出液口37和进液口36连通一个冷却器，进入空腔39内的气态工质为乙醇蒸气，乙醇蒸气可以由加热锅炉获取，空腔39内的液态工质为乙醇和环己烷组成的液体，所述空腔39内的乙醇蒸气的温度高于空腔39内的液态工质的温度，乙醇蒸气由进气口34进入空腔39中多的液态工质由出液口31排出，还有电动离心泵48，出液口32和进液口33与另一个冷却器相连通，出液口31与大气相通，降低空腔39内的液态工质的温度使其低于其沸点，进气单向阀50和进气单向阀51用于防止液态工质从进气口流出。

实施例七，如图6，器体40内设有两个空腔，空腔38和空腔39，气态工质都为水蒸气，水蒸气可以由加热锅炉获取，空腔38和空腔39内的液态工质都为水与乙醇混合成的液体，在每个空腔内气态工质的温度高于液态工质的温度，水蒸气由进气口35和进气口34进入空腔38和空腔39内，与液态工质的内部相接触，出液口37和进液口36与一个冷却器相连通，出液口32与进液口33与另一个冷却器相连通，进气单向阀50和进气单向阀51用于防止液态工质从进气口流出，多的液态工质从出液口30和出液口31排出，出液口31与大气相通，降低空腔39内的液态工质的温度使其低于其沸点，出液口30与大气相通，降低空腔38内的液态工质的温度使其低于其沸点，还有电动离心泵46和电动离心泵48。

实施例八，如图1，气态工质为水蒸气与***蒸气混合的气体，液态工质为水与二甲基亚砜与***与环己烷混合成的液体，通过单向阀2向空腔7内注入液态工质，视镜1看到液面为止，气态工质从进气口4进入空腔7内，水蒸气和***蒸气可以由加热锅炉获取，气态工质的温度高于液态工质的温度，多的液态工质从出液口3排出，竖向散热管6对外散热，出液口3与大气相通，使液态工质的温度低于其沸点。

实施例九，如图1，气态工质为环己烷蒸气与水蒸气混合而成的气体，液态工质为环己烷与水混合而成的液体，空腔7内注满液态工质，气态工质由进气口4进入空腔内与液态工质的内部相接触，气态工质可以由加热锅炉获取，气态工质的温度高于液态工质的温度，多的液态工质从出液口3排出，出液口3与大气相通，保持液态工质的温度低于其沸点。

实施例十，如图1，气态工质为正己烷蒸气与水蒸气混合成的气体，液态工质为正己烷与水混合而成的液体，气态工质可以由加热锅炉获取，使气态工质的温度高于液态工质的温度，液态工质注满空腔7，气态工质由进气口4进入空腔7内与液态工质相接触，通过气体分导孔板5分成细小气泡，多的液态工质通过出液口3排出，出液口3与大气相通，保持液态工质低于其沸点。

实施例十一，如图12，器体54包含一个进气口53和一个出液口56，器体54内设有一个空腔55，气态工质可以由加热锅炉获取，气态工质的温度高于液态工质的温度，气态工质从进气口53进入空腔55中，液态工质位于空腔55中，并注满空腔55，器体54对外散热，保持液态工质的温度低于其沸点，多的液态工质从出液口56排出，出液口56与大气相通，气态工质为水蒸气液态工质为水和环己烷混合而成，或气态工质为甲醇蒸气和乙醇蒸气混合而成液态工质为甲醇和乙醇和水混合而成的液体，或气态工质为水蒸气和***蒸气组成液态工质为水和二甲基亚砜和***和环己烷组成的液体。

实施例十二，如图12将出液口56改为进气口，将进气口53改为出液口，液态工质为水和甲醇和乙醇组成的液体，气态工质为水蒸气和甲醇蒸气和乙醇蒸气组成的气体，气态工质可以由加热锅炉获取，气态工质的温度高于空腔55中的液态工质的温度，气态工质从进气口56进入空腔55内与液态工质相接触，多的液态工质从出液口53排出，出液口53与大气相通，通过器体54对外散热，保持液态工质的温度低于其沸点。

本发明中的气态工质和液态工质不局限于以上实施例中的物质，还可以包含其它的物质，电动离心泵的作用循环液体，使液态工质更加均匀与气态工质相接触，更有利于散热，以上实施例都可以添加电动离心泵，虽然本发明通过如上较佳实施例加以描述，但是根据本发明的技术方案还可以有很多种变形，在不脱离本发明精神实质的前提下做出的更改与变形均应属于本发明后附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种冷凝器，包括器体，所述的器体上设有至少一个进气口和至少一个出液口，其特征在于，所述器体内设有至少一个与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔，所述的与所述至少一个进气口和所述至少一个出液口相通的空腔内的液态工质，气态工质通过所述进气口并与所述的空腔内的液态工质相接触，所述空腔内的液态工质通过所述的出液口，所述的空腔内的液态工质包含与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质包括的所有种物质，所述空腔内的液态工质的温度低于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质的温度。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于所述空腔内的液态工质中的每种液态物质任意比例互溶于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质中的至少一种气态物质液化后的液态物质。

3.根据权利要求1或2所述的冷凝器，其特征在于所述的空腔内的液态工质中的每种液态物质任意比例互溶于与所述空腔内的液态工质相接触的气态工质中每一种气态物质液化后的液态物质。

4.根据权利要求3中所述的冷凝器，其特征在于所述气态工质与所述空腔内的液态工质的内部相接触。

5.根据权利要求3中所述的冷凝器，其特征在于所述的冷凝器还包括所述空腔内的液态工质溶解的固态物质。