RU2095701C1

RU2095701C1 - Air refrigerating machine

Info

Publication number: RU2095701C1
Application number: RU94017100A
Authority: RU
Inventors: В.В. Огнев; В.И. Образцов; А.И. Гительман
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Кировский завод"
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: refrigerating engineering; quick cooling or freezing of food-stuff. SUBSTANCE: refrigerating machine includes compressor 1 kinematically connected with drive 2 by means of step-up gear train 3, turbo-expander 5 and regenerator 6. Rotary regenerator 6 is provided with adjustable drive 4. EFFECT: enhanced reliability and reduction of mass and overall dimensions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, и может быть использовано, например, для быстрого охлаждения или замораживания продуктов. The invention relates to refrigeration, and can be used, for example, for rapid cooling or freezing of products.

Известны регенеративные газовые холодильные машины замкнутого цикла (см. книгу под ре. Сакуна И.А. "Холодильные машины", Л. Машиностроение, 1985 г, с. 360-367, рис. 8.2), содержащие компрессор, промежуточный холодильник, детандер, теплообменный аппарат, двигатель и регенератор. Газ поступает в компрессор с определенными температурой и давлением, сжимается, при этом его параметры изменяются, температура повышается. Затем газ поступает в промежуточный холодильник, где охлаждается и через регенератор направляется в детандер. В регенераторе происходит отвод теплоты от "прямого" потока за счет подогрева "обратного" потока из теплообменного аппарата. В детандере газ расширяется, его давление падает. После этого газ поступает в теплообменный аппарат или холодильную камеру, температура газа повышается и через регенератор газ снова направляется в компрессор. Получение требуемых температур осуществляется подбором глубины регенерации без увеличения отношения давлений в компрессоре. Known regenerative gas refrigerating machines of a closed cycle (see the book under the river Sakuna IA "Refrigerators", L. Mechanical Engineering, 1985, p. 360-367, Fig. 8.2), containing a compressor, an intermediate refrigerator, an expander, heat exchanger, engine and regenerator. Gas enters the compressor with a certain temperature and pressure, is compressed, while its parameters change, the temperature rises. Then the gas enters the intermediate refrigerator, where it is cooled and sent through the regenerator to the expander. In the regenerator, heat is removed from the “direct” stream by heating the “return” stream from the heat exchanger. The gas expands in the expander, its pressure drops. After that, the gas enters the heat exchanger or refrigerator, the gas temperature rises and through the regenerator the gas is again sent to the compressor. Obtaining the required temperatures is carried out by selecting the depth of regeneration without increasing the pressure ratio in the compressor.

Недостатком указанной машины является использование промежуточного холодильника, что усложняет машину и ограничивает ее применение в местах установки, где нет воды. The disadvantage of this machine is the use of an intermediate refrigerator, which complicates the machine and limits its use in installation locations where there is no water.

Известна воздушная трубохолодильная машина MTXMI-25P открытого регенеративного цикла, в которой холодный воздух при атмосферном давлении подается потребителю холода (см. ТУ 26-03-348-78). Воздух поступает непосредственно в герметизированную холодильную камеру, где нагревается, отбирая теплоту от охлаждаемых изделий или продуктов, после чего возвращается в машину. Холодильная машина содержит смонтированные на общей раме осевой семиступенчатый компрессор, осевой турбодетандер, два переключающихся регенератора с коробками перепуска, мультипликатор и электродвигатель. Known air tube refrigerating machine MTXMI-25P open regenerative cycle, in which cold air at atmospheric pressure is supplied to the consumer of the cold (see TU 26-03-348-78). The air enters directly into the sealed refrigerator, where it heats up, taking heat from the cooled products or products, and then returns to the machine. The chiller includes a seven-stage axial compressor mounted on a common frame, an axial turboexpander, two switchable regenerators with bypass boxes, a multiplier and an electric motor.

Недостатками этой машины являются, во- первых, использование двух переключающихся регенераторов с двумя коробками перепуска и соответственно удвоенным устройством управления, что обусловливает дискретность холодильного цикла. Переключение коробок в ряде эксплуатационных случаев вызывает помпаж компрессора, который может приводить к разрушению компрессора. The disadvantages of this machine are, firstly, the use of two switching regenerators with two bypass boxes and a correspondingly doubled control device, which makes the refrigeration cycle discrete. Switching boxes in a number of operational cases causes surging of the compressor, which can lead to destruction of the compressor.

Большое количество конструктивных элементов снижает надежность и приводит к значительному увеличению массогабаритных характеристик. A large number of structural elements reduces reliability and leads to a significant increase in weight and size characteristics.

Задача изобретения обеспечение непрерывного холодильного цикла, повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик. The objective of the invention is to ensure a continuous refrigeration cycle, improving reliability and reducing weight and size characteristics.

Поставленная задача достигается тем, что в воздушной холодильной машине, содержащей компрессор, кинематически соединенный мультипликатором с приводом, турбодетандер и регенератор предлагается регенератор выполнить вращающимся и снабдить его регулируемым приводом. The task is achieved by the fact that in an air-cooled machine containing a compressor kinematically connected by a multiplier to a drive, the turboexpander and regenerator are proposed to make the regenerator rotary and provide it with an adjustable drive.

Из анализа заявляемого и известных решений следует, что тождественных по технической сущности и решаемой задаче не имеется. From the analysis of the claimed and well-known solutions it follows that there are no identical in technical essence and the problem to be solved.

На чертеже представлена общая структурная схема воздушной холодильной машины. The drawing shows a General structural diagram of an air refrigeration machine.

Воздушная холодильная машина содержит имеющий ввод воздуха из атмосферы, компрессор 1, кинематически соединенный приводом 2, включающим мультипликатор 3 и двигатель 4, с трубодетандером 5, регенератор 6, соединенный с первым входом компрессора 1 и соответствующим ему первым выходом с входом турбодетандера 5, выход которого соединен с вторым входом регенератора 6, и регулируемый привод 7 вращения регенератора 6. Выход турбодетандера 5 соединен с регенератором 6 через охлаждаемое помещение 8. Предлагается использовать вращающийся регенератор типа "беличье колесо" или регенератор, теплообменная поверхность которого образована специальным наполнителем, например металлическими шариками. An air cooler includes an air inlet from the atmosphere, a compressor 1 kinematically connected by a drive 2, including a multiplier 3 and an engine 4, with a pipe expander 5, a regenerator 6 connected to the first input of the compressor 1 and its corresponding first output with the input of the turbo expander 5, the output of which connected to the second input of the regenerator 6, and an adjustable drive 7 of rotation of the regenerator 6. The output of the turboexpander 5 is connected to the regenerator 6 through a refrigerated room 8. It is proposed to use a rotating regenerator t pa "squirrel cage" or a regenerator, heat exchange surface which is formed by a special filler such as metal balls.

Воздушно-холодильная машина работает следующим образом. Air-cooling machine operates as follows.

Воздух из атмосферы поступает в компрессор 1, приводимый во вращение двигателем 4 с мультипликатором 3 (повышающим одноступенчатым редуктором). В компрессоре 1 воздух сжимается и направляется через вход (1) охлаждающего регенератора 6 и выход (1) в турбодентандер 5, где за счет расширения (с отдачей мощности компрессору) дополнительно охлаждается и направляется в линию потребления холода, то есть в помещение 8, откуда через вход (2) возвращается в регенератор 6, где охлаждается воздух, подводимый к турбодетанеру 5. После подогрева в регенераторе 7 воздух может использоваться каким-либо потребителем тепла или через выход (2) выбрасываться в атмосферу. Применение в машине регулируемого привода 7 позволяет плавно изменять частоту вращения регенератора 6 и соответственно плавно изменять температуру охлажденного воздуха, поступающего в линию потребления. Непрерывность процесса теплообмена во вращающемся регенераторе 6 повышает эффективность переноса влаги из перенасыщенной зоны воздушного потока в ненасыщенную зону, что снижает возможность обледенения регенератора 6 и повышает точность поддержания заданной температуры охлаждения или замораживания продукта. Air from the atmosphere enters the compressor 1, driven into rotation by engine 4 with a multiplier 3 (step-up single-stage gearbox). In the compressor 1, the air is compressed and directed through the inlet (1) of the cooling regenerator 6 and the outlet (1) into the turbo-expander 5, where due to expansion (with the output of power to the compressor) it is additionally cooled and sent to the cold consumption line, that is, to room 8, from where through the inlet (2) it returns to the regenerator 6, where the air supplied to the turbo-expander 5 is cooled. After heating in the regenerator 7, the air can be used by some heat consumer or released into the atmosphere through the outlet (2). The use of an adjustable drive 7 in the machine allows you to smoothly change the speed of the regenerator 6 and, accordingly, smoothly change the temperature of the chilled air entering the consumption line. The continuity of the heat transfer process in the rotating regenerator 6 increases the efficiency of moisture transfer from the supersaturated zone of the air flow to the unsaturated zone, which reduces the possibility of icing of the regenerator 6 and increases the accuracy of maintaining the desired temperature for cooling or freezing the product.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в снижении массогабаритных характеристик, повышении надежности машины, а также в повышении точности поддержания заданной температуры охлаждения. The technical and economic efficiency of the proposed technical solution is to reduce the overall dimensions, increase the reliability of the machine, as well as to increase the accuracy of maintaining a given cooling temperature.

Claims

An air cooler comprising a compressor kinematically connected by a multiplier to a drive, a turboexpander and a regenerator, characterized in that the regenerator is rotatable, equipped with an adjustable drive and installed along the forward flow between the compressor and the expander, and along the return flow between the cooled room and the outlet to environment.