RU2018062C1

RU2018062C1 - Vortex gas cooler

Info

Publication number: RU2018062C1
Authority: RU
Inventors: Лев Владимирович Гогиш; Леонид Моисеевич Кутиков
Original assignee: Лев Владимирович Гогиш; Леонид Моисеевич Кутиков
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: compressed air is fed to vortex tubes 1 through nozzle inlets 6. Pair opposed vortexes are formed by flow splitter 7 positioned in the vortex tubes. The gas is split in tubes into a cold near-the-axis flow and a heated peripheral flow which heat is utilized by cooling jacket 2 and flow splitter 7. Resonance tubes 12 located opposite and in the cross section of nozzle inlets 6 intensify the heat release process due to generating pulse flows in vortex tubes 1. EFFECT: intensified heat exchange. 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к устройствам охлаждения газа (воздуха). The invention relates to refrigeration, in particular to devices for cooling gas (air).

Известна вихревая установка, содержащая теплообменник, вихревые трубы, радиатор. Known vortex installation containing a heat exchanger, vortex tubes, radiator.

Недостатком установки является низкая эффективность охлаждения и некомпактность оборудования. The disadvantage of the installation is the low cooling efficiency and non-compactness of the equipment.

Известен вихревой газоохладитель, содержащий вихревые трубы, размещенные в рубашке охлаждения по кольцу, коллектор отвода охлажденного потока с диафрагмами, коллектор подачи сжатого газа с сопловыми вводами в вихревые трубы. Known vortex gas cooler containing vortex tubes placed in a cooling jacket in a ring, a manifold for the discharge of a cooled stream with diaphragms, a manifold for supplying compressed gas with nozzle inlets in the vortex tubes.

Известный газоохладитель имеет компактную модификацию, однако недостаточно эффективен и производителен. Known gas cooler has a compact modification, however, is not efficient enough and productive.

Цель изобретения - повышение эффективности и производительности работы аппарата за счет генерирования в вихревых трубах парных вихрей. The purpose of the invention is to increase the efficiency and productivity of the apparatus by generating paired vortices in vortex tubes.

Поставленная цель достигается тем, что вихревой газоохладитель, содержащий вихревые трубы, размещенные в рубашке охлаждения по кольцу, коллектор отвода охлажденного потока с диафрагмами, коллектор подачи сжатого газа с сопловыми вводами в вихревые трубы, снабжен внутренним, полым делителем потока, сообщенным с рубашкой охлаждения и каналами отвода нагретого потока, при этом вихревые трубы сгруппированы попарно, с противоположным направлением вихря в трубах каждой пары, соединены с заглублением друг в друга и с образованием кольцевого зазора между наружными стенками и стенками делителя, сопловые вводы подведены к стыку каждой пары, а делитель потока расположен по длине труб и выполнен с резонансными трубками, размещенными напротив, в сечении сопловых вводов каждой пары вихревых труб. This goal is achieved in that the vortex gas cooler containing vortex tubes placed in a cooling jacket in a ring, a manifold for the discharge of a cooled stream with diaphragms, a manifold for supplying compressed gas with nozzle inlets into the vortex tubes, is equipped with an internal hollow flow divider communicated with the cooling jacket and the channels of the outlet of the heated stream, while the vortex tubes are grouped in pairs, with the opposite direction of the vortex in the pipes of each pair, connected with deepening into each other and with the formation of an annular Azora between the outer walls and the divider walls, the nozzle inlets are connected to the junction of each pair, and a flow divider located along the length of the pipes and formed with resonance tubes arranged opposite, in cross-section of nozzle inlets each pair of vortex tubes.

На фиг.1 представлен поперечный разрез газоохладителя; на фиг.2 - продольный разрез газоохладителя. Figure 1 presents a cross section of a gas cooler; figure 2 is a longitudinal section of a gas cooler.

Вихревой газоохладитель содержит вихревые трубы 1, размещенные в рубашке охлаждения 2 по кольцу, коллектор 3 отвода охлажденного потока с диафрагмами 4, коллектор 5 подачи сжатого газа с сопловыми вводами 6 в вихревые трубы 1, делитель потока 7, сообщенный с рубашкой охлаждения 2, каналы 8 отвода нагретого потока. Вихревые трубы 1 сгруппированы попарно с противоположным направлением вихря в трубах каждой пары и соединены с заглублением друг в друга и с образованием кольцевого зазора 9 между наружными 10 и внутренними 11 стенками вихревых труб 1. Сопловые вводы 6 подведены к стыку каждой пары вихревых труб 1. Делитель потока 7, ограниченный внутренними стенками 11, расположен по длине труб 1 и выполнен профилированным с резонансными трубками 12, размещенными напротив, в сечении сопловых вводов 6 каждой пары вихревых труб 1. The vortex gas cooler contains vortex tubes 1 arranged in a cooling jacket 2 in a ring, a collector 3 for discharging a cooled stream with diaphragms 4, a collector 5 for supplying compressed gas with nozzle inlets 6 to the vortex tubes 1, a flow divider 7 in communication with the cooling jacket 2, channels 8 removal of the heated stream. Vortex tubes 1 are grouped in pairs with the opposite direction of the vortex in the tubes of each pair and are connected with deepening into each other and with the formation of an annular gap 9 between the outer 10 and inner 11 walls of the vortex tubes 1. Nozzle inlets 6 are connected to the junction of each pair of vortex tubes 1. flow 7, limited by the inner walls 11, is located along the length of the pipes 1 and is made profiled with resonance tubes 12, located opposite, in the section of the nozzle inlets 6 of each pair of vortex tubes 1.

Вихревой газоохладитель работает следующим образом. Vortex gas cooler works as follows.

Сжатый газ от источника вводят через сопловые вводы 6 в вихревые трубы 1, где поток подвергают воздействию парно-вихревого эффекта. Образованию парных вихрей противоположного направления в трубах 1 каждой пары способствует наличие полого делителя потока 7, стенки которого спрофилированы по форме внутренних стенок вихревых труб 1. В каждой вихревой трубе 1 происходит разделение сжатого газа на холодный и нагретый потоки. Благодаря наличию зазора 9 по кольцу и заглублению труб 1 друг в друга наблюдается взаимное проникновение периферийных нагретых слоев между камерами труб 1, в результате чего интенсифицируется теплообмен и синхронизируются вихри каждой пары вихревых труб 1. Тепло нагретого периферийного потока каждой трубы 1 утилизируется посредством рубашки охлаждения 2 и делителя потока 7, сообщенного с рубашкой охлаждения 2 и имеющего стенки из теплопроводного материала. Обтекание острых кромок стыков вихревых труб 1 и делителя потока 7 приводит к дополнительному вихреобразованию на этих кромках, что интенсифицирует вихревой эффект в целом. В резонансных трубках 12 делителя потока 7, размещенных напротив, в сечении сопловых вводов 6, благодаря подаче высокоскоростного потока сжатого газа генерируются резонансные колебания, которые вызывают пульсации вихрей в трубах 1, что способствует сепарации тепла в трубах 1 и увеличению КПД газоохладителя. Охлажденные приосевые слои каждой трубы 1 выводят через отверстия диафрагм 4 в коллектор 3 и далее к потребителю. Compressed gas from the source is introduced through the nozzle inlets 6 into the vortex tubes 1, where the flow is subjected to a pair-vortex effect. The formation of paired vortices of the opposite direction in the pipes 1 of each pair is facilitated by the presence of a hollow flow divider 7, the walls of which are profiled according to the shape of the inner walls of the vortex tubes 1. In each vortex tube 1, the compressed gas is divided into cold and heated flows. Due to the presence of a gap 9 along the ring and deepening of the pipes 1 into each other, mutual penetration of the peripheral heated layers between the chambers of the pipes 1 is observed, as a result of which the heat transfer is intensified and the vortices of each pair of vortex pipes 1 are synchronized. The heat of the heated peripheral stream of each pipe 1 is utilized by means of a cooling jacket 2 and a flow divider 7 in communication with the cooling jacket 2 and having walls of heat-conducting material. The flow around the sharp edges of the joints of the vortex tubes 1 and the flow divider 7 leads to additional vortex formation at these edges, which intensifies the vortex effect as a whole. In the resonant tubes 12 of the flow divider 7, located opposite, in the section of the nozzle inlets 6, due to the supply of a high-speed stream of compressed gas, resonant oscillations are generated that cause pulsations of the vortices in the pipes 1, which helps to separate the heat in the pipes 1 and increase the efficiency of the gas cooler. The cooled axial layers of each pipe 1 are discharged through the holes of the diaphragms 4 into the collector 3 and further to the consumer.

Claims

VORTEX GAS COOLER containing vortex tubes placed in a cooling jacket along the ring, a chilled-stream exhaust manifold with diaphragms, a compressed gas supply manifold with nozzle inlets in vortex tubes, characterized in that, in order to increase the efficiency and productivity of the apparatus, it is equipped with an internal hollow the flow divider communicated with the cooling jacket and the channels for the removal of the heated stream, while the vortex tubes are grouped in pairs with the possibility of providing the opposite direction of the vortex into the pipes each pair and are connected with deepening into each other and with the formation of an annular gap between the outer walls and the walls of the divider, the nozzle inlets are brought to the junction of each pair, and the flow divider is located along the length of the pipes and is made with resonant tubes placed opposite, in the section of the nozzle inlets each pair and vortex tubes.