本發明涉及渦流管制冷，具體為一種渦流管制冷氣體液化裝置。

背景技術：

1、在當今工業生產和能源領域，氣體液化技術有著至關重要的地位。隨著對清潔能源如氫氣、天然氣等的需求不斷增長，以及工業生產中對特殊氣體液態形式的依賴，高效的氣體液化技術成為研究熱點。渦流管制冷氣體液化裝置作為一種利用渦流管制冷效應實現氣體液化的設備，因其結構相對簡單、啟動速度快等特點，在一定范圍內得到應用。它基于渦流管的制冷原理，通過將壓縮氣體在渦流管內進行分離，產生冷熱氣流，利用冷氣流對氣體進行冷卻液化。

2、現有技術中的渦流管制冷氣體液化裝置，主要由渦流管、氣體壓縮部件、熱交換部件等構成。氣體壓縮部件將氣體壓縮，使其具備進入渦流管的條件，在渦流管內，高速旋轉的氣流因離心力和粘性力作用分離為冷熱氣流，熱交換部件則用于對氣體進行預熱或預冷，提高整體效率。然而，這些裝置在實際應用場景中存在一些問題。例如在天然氣液化工廠，由于氣體處理量大，傳統裝置未對進入壓縮機的氣體進行有效預冷，導致壓縮機在壓縮氣體時，需克服較高溫度氣體分子的熱運動，能耗大幅增加，設備磨損加劇，工作效率降低。同時，對于渦流管產生的熱氣，多數裝置缺乏有效利用，直接排放浪費了大量熱能，增加了對外部能源的依賴，提高了整體運行成本，難以滿足大規模、高效、節能的氣體液化需求，因此，本發明提供了一種渦流管制冷氣體液化裝置，以解決現有技術中存在的不足之處。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種渦流管制冷氣體液化裝置，解決了現有技術中的渦流管制冷氣體液化裝置制冷效率低、功耗較大，經濟性相對較差的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種渦流管制冷氣體液化裝置，包括：能源轉化機構，所述能源轉化機構用于轉化能量進行利用；

3、氣體壓縮機構，所述氣體壓縮機構位于能源轉化機構的外部，且用于壓縮氣體；

4、液化機構，所述液化機構安裝在能源轉化機構的頂部，用于將低溫氣體進一步降溫液化；

5、兩個渦流制冷機構，所述渦流制冷機構設置在能源轉化機構的頂部一側，所述渦流制冷機構用于將氣體制冷，所述渦流制冷機構包括連接塊，所述連接塊的一側安裝有渦流管，所述連接塊的另一側安裝有調節閥，所述調節閥的底部開設有高壓氣流輸入口，所述渦流管的一端開設有熱氣出口，所述渦流管的另一端開設有冷氣出口，所述連接塊的底部設置有氣液分離罐。

6、優選的，所述能源轉化機構包括能源轉化箱，所述能源轉化箱的內部設置有蒸汽機和發電機，所述能源轉化箱的外側開設有熱能輸入口，且熱能輸入口與能源轉化箱內部的蒸汽機輸入端相連接。

7、優選的，兩個所述連接塊的頂部固定連接有連接架，所述連接架的底部與能源轉化箱的頂部固定連接。

8、優選的，兩個所述熱氣出口的底部固定連接有三通管，所述三通管的一端固定連接有熱能輸送管，所述熱能輸送管的一端與熱能輸入口相連接。

9、優選的，所述液化機構包括制冷裝置，所述制冷裝置安裝在能源轉化箱的頂部，所述制冷裝置的一端固定連接有導管二，所述導管二的一端與其中一個冷氣出口相連接，所述制冷裝置的另一端固定連接有排液管。

10、優選的，所述氣體壓縮機構包括空氣壓縮機，所述空氣壓縮機位于能源轉化箱的外部，所述空氣壓縮機的外側固定連接有電線，所述電線的一端與能源轉化箱內部的發電機輸出端相連接。

11、優選的，所述空氣壓縮機的一端固定連接有進氣管，所述進氣管的外部設置有預冷盒，另一個所述冷氣出口處固定連接有預冷管，所述預冷管的一端與預冷盒固定連接，其中一個所述高壓氣流輸入口處固定連接有導管三，所述導管三的一端與預冷盒的外側固定連接。

12、優選的，所述空氣壓縮機的另一端固定連接有出氣管，所述出氣管的一端固定連接有導管一，所述導管一的一端與另一個高壓氣流輸入口相連接。

13、本發明提供了一種渦流管制冷氣體液化裝置。具備以下有益效果：

14、1、本發明通過氣體預冷，降低進入空氣壓縮機的氣體初始溫度，減少壓縮過程中克服分子熱運動所需能量，進而降低能耗，同時提高空氣壓縮機工作效率和穩定性，減少設備磨損。

15、2、本發明通過利用熱氣為蒸汽機供能，將熱能轉化為機械能帶動發電機發電，為空氣壓縮機供電，實現熱能循環利用，有效回收原本浪費的能量，減少對外部能源依賴，降低裝置運行成本。

技術特征：

1.一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，所述能源轉化機構包括能源轉化箱(9)，所述能源轉化箱(9)的內部設置有蒸汽機和發電機，所述能源轉化箱(9)的外側開設有熱能輸入口(10)，且熱能輸入口(10)與能源轉化箱(9)內部的蒸汽機輸入端相連接。

3.根據權利要求2所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，兩個所述連接塊(1)的頂部固定連接有連接架(8)，所述連接架(8)的底部與能源轉化箱(9)的頂部固定連接。

4.根據權利要求3所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，兩個所述熱氣出口(3)的底部固定連接有三通管(22)，所述三通管(22)的一端固定連接有熱能輸送管(23)，所述熱能輸送管(23)的一端與熱能輸入口(10)相連接。

5.根據權利要求1所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，所述液化機構包括制冷裝置(19)，所述制冷裝置(19)安裝在能源轉化箱(9)的頂部，所述制冷裝置(19)的一端固定連接有導管二(18)，所述導管二(18)的一端與其中一個冷氣出口(4)相連接，所述制冷裝置(19)的另一端固定連接有排液管(20)。

6.根據權利要求1所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，所述氣體壓縮機構包括空氣壓縮機(12)，所述空氣壓縮機(12)位于能源轉化箱(9)的外部，所述空氣壓縮機(12)的外側固定連接有電線(11)，所述電線(11)的一端與能源轉化箱(9)內部的發電機輸出端相連接。

7.根據權利要求6所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(12)的一端固定連接有進氣管(13)，所述進氣管(13)的外部設置有預冷盒(14)，另一個所述冷氣出口(4)處固定連接有預冷管(16)，所述預冷管(16)的一端與預冷盒(14)固定連接，其中一個所述高壓氣流輸入口(7)處固定連接有導管三(21)，所述導管三(21)的一端與預冷盒(14)的外側固定連接。

8.根據權利要求7所述的一種渦流管制冷氣體液化裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(12)的另一端固定連接有出氣管(15)，所述出氣管(15)的一端固定連接有導管一(17)，所述導管一(17)的一端與另一個高壓氣流輸入口(7)相連接。

技術總結
本發明涉及渦流管制冷技術領域，公開了一種渦流管制冷氣體液化裝置，包括能源轉化機構，所述能源轉化機構用于轉化能量進行利用；氣體壓縮機構，所述氣體壓縮機構位于能源轉化機構的外部，且用于壓縮氣體；液化機構，所述液化機構安裝在能源轉化機構的頂部，用于將低溫氣體進一步降溫液化；兩個渦流制冷機構，所述渦流制冷機構設置在能源轉化機構的頂部一側，所述渦流制冷機構用于將氣體制冷，所述渦流制冷機構包括連接塊，所述連接塊的一側安裝有渦流管。通過氣體預冷，降低進入空氣壓縮機的氣體初始溫度，減少壓縮過程中克服分子熱運動所需能量，進而降低能耗，同時提高空氣壓縮機工作效率和穩定性，減少設備磨損。

技術研發人員：郭安寧,巴尊凱,納鑫,王璐,王良璧,盧鑫,張金龍,林志敏,郭玉乾,侯博,高國洋
受保護的技術使用者：蘭州交通大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24