[发明专利]一种极低温负压换热器

说明书

本发明提供一种极低温负压换热器，包括外壳以及安装在外壳内部的换热器组件，所述换热器组件包括第一单体层、第二单体层以及穿过第一单体层和第二单体层的中心孔的中间管道；所述第一单体层和第二单体层的外表面与外壳的内表面通过真空钎焊连接，所述中间管道的外表面与第一单体层和第二单体层的中心孔内表面通过真空钎焊连接；所述第一单体层和第二单体层均为通过3D打印形成的多孔结构或者通过真空烧结形成的多孔介质，所述第一单体层与第二单体层的中心孔截面尺寸不同，所述第一单体层和第二单体层分别设有若干个且沿着中间管道交错排列。本发明具有换热充分、结构简单易实现、便于更换等优势。

技术领域

本发明涉及低温制冷技术领域，具体是一种极低温负压换热器。

背景技术

低温负压换热器是工作在低温负压环境下的特殊换热器，广泛应用在液氦温区(2K～4.2K)中，是低温系统中回收低温冷量的关键设备。在超流氦低温系统中，负压(0.5～0.05bar)、低温(2K)氦气与来流液氨(4K)进行热交换，一方面可以回收低温氦气的冷量，另一方面使得来流液氨的温度降低，提高2K超流氦的产液率。因此，在超流氦低温系统中增加低温负压换热器，能够明显提升2K超流氦的产液率，从而大幅度提高了系统的性能参数。

现有的低温负压换热器一般结构复杂、换热效率低、实用性差且易泄漏，这导致了整个超流氦低温系统的性能参数下降，因此，需要一种结构简单、换热效率高、便于维修更换且无泄漏的新型换热器来弥补上述不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、换热效率高、便于维修更换且无泄漏的极低温负压换热器。

本发明的技术方案为：

一种极低温负压换热器，包括外壳以及安装在外壳内部的换热器组件，所述换热器组件包括第一单体层、第二单体层以及穿过第一单体层和第二单体层的中心孔的中间管道；

所述第一单体层和第二单体层的外表面与外壳的内表面通过真空钎焊连接，所述中间管道的外表面与第一单体层和第二单体层的中心孔内表面通过真空钎焊连接；

所述第一单体层和第二单体层均为通过3D打印形成的多孔结构或者通过真空烧结形成的多孔介质，所述第一单体层与第二单体层的中心孔截面尺寸不同，所述第一单体层和第二单体层分别设有若干个且沿着中间管道交错排列。

所述的极低温负压换热器，所述中间管道由位于中心的主管道以及均匀分布在主管道周围且与主管道连通的若干个支管道构成。

所述的极低温负压换热器，所述多孔结构由环绕中心孔布置的圆柱形小孔阵列构成。

所述的极低温负压换热器，所述多孔介质由环绕中心孔布置的蜂窝状小孔集合构成。

由上述技术方案可知，本发明的第一单体层和第二单体层与外壳和中间管道之间分别采用真空钎焊，保障了回流负压气体无泄漏地完全穿过第一单体层和第二单体层，无额外损失，并且与来流低温流体通过同一换热载体，降低了传热温差；第一单体层和第二单体层采用多孔结构或者多孔介质，形成不同孔位的配置，保障了回流负压气体与来流低温流体进行充分换热；第一单体层和第二单体层交错排列，增加了回流负压气体的流动路径，从而极大地提升了换热效率；中间管道内部存在微细换热结构，增加了换热面积，提高了换热能力；本发明具有换热充分、结构简单易实现、便于更换等优势。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式第一单体层的截面示意图；

图3是本发明具体实施方式第二单体层的截面示意图；

图4是本发明具体实施方式中间管道的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。