SU1219881A1 - Вихревой холодильник - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике, а более конкретно к вихревым охладител м , реализующим эффект Ранка, и предназначенным дл  охлаждени  и термо- статировани  замкнутых объемов.

Цель изобретени  - увеличение перепада температур и сокращение времени выхода на установивщийс  режим, а также предварительное охлаждение сжатого газа.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый холодильник, режим максимальной производительности; на фиг. 2 - то же, режим максимальной температурной эффективности .

Холодильник содержит вихревую трубу 1 с сопловым вводом 2 сжатого газа, камерой 3 энергетического разделени , оребрен- ной посредством чередующихс  ребер 4 и прокладок 5, диафрагмой 6 вывода холодного потока и патрубком 7 вывода гор чего потока. Труба также содержит гладко- стенную втулку 8, установленную с возможностью осевого перемещени  на всю глубину камеры 3 энергетического разделени  посредством упругой пластины 9, прикрепленной винтом 10 к крестовине 11, запрессованной во втулке 8. Корпус трубы 1 имеет каналы 12 и 13 соответственно дл  входа и выхода среды дл  предварительного охлаждени  сжатого газа, осуществл емого с помощью клапанов 14-16. Втулка 8 при полном вводе в камеру 3 образует рабочую полость 17 трубы, подключенную к сопловому вводу 2. Полость 18 между стенкой камеры 3 и втулкой 8 подключена посредством каналов 12 и 13 и клапанов 14 и 15 к сопловому вводу 2. Холодильник включает также теплообменник 19, а корпус трубы 1 имеет фланец 20 и впускной патрубок 21.

Вихрева  труба работает следующим образом .

В режиме максимальной холодопроизво- дительности подачу воздуха осуществл ют через клапан 16 при закрытых клапанах 14 и 15. Сжатый воздух с температурой окружающей среды через впускной патрубок 21 подаетс  в сопловой ввод 2 и, приобрета  вихревой характер движени , устремл етс  в оребренную камеру 3. В камере 3

периферийный поток, нагретый в результате энергообмена с центральными сло ми газа, отдает тепло ребрам 4 и формирует высокотурбулентный осевой поток, который движетс  к сопловому вводу 2, обменива сь энергией с периферийным вихрем. В результате этого энергообмена газ охлаждаетс  и выводитс  из вихревой трубы в теплообменник 19. Воспринима  полезную тепловую нагрузку в теплообменнике 19, холодный по ток по каналу подаетс  на оребрение вихревой трубы дл  охлаждени  ребер 4.

В режиме максимальной температурной эффективности гладкостенна  втулка 8 перемещаетс  с помощью винта 10 в камеру 3,

г при этом упруга  пластина 9 упираетс  кра ми в выступы на фланце 20 и прогибаетс , тем самым образу  щель дл  выпуска гор чего потока. Сжатый воздух при открытых клапанах 14 и 15 и закрытом 16 поступает по каналу 12 в полость 18, образованную

0 с одной стороны гладкостенной втулкой 8, с другой - внутренним оребрением камеры 3 и, предварительно охладивщись в результате теплообмена с отработавщим холодным потоком, подаетс  через канал 13 во впускной патрубок 21 к сопловому вводу 2. На

5 выходе из соплового ввода 2 газ приобретает вихревой характер движени . В результате этого вращательного движени  образуетс  потенциальный вихрь, который движетс  в сторону крестовины 11. Нагретый в процессе энергообмена периферийный поток тормозитс  на крестовине 11 и наиболее нагрета  часть отводитс  через щель под упругой пластиной 9 в окружающую среду. Из оставщейс  части периферийного вихр  формируетс  высокотурбулентный осевой поток , двигающийс  в сторону соплового ввода 2. По всей длине гладкостенной втулки 8 происходит энергообмен между периферийным и осевым вихр ми, в результате которого осевой поток раскручиваетс  и, охлажда сь , выводитс  через осевое отверстие

0 диафрагмы 6. Охлажденный поток подаетс  в теплообменник 19, воспринима  полезную нагрузку, и отводитс  дл  осуществлени  охлаждени  подаваемого в вихревую трубу сжатого газа.

0

Фиг.1

/

Ф1А1.2

Claims (3)

1. ВИХРЕВОЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий вихревую трубу с сопловым вводом сжатого газа, оребренной камерой энергетического разделения, диафрагмой вывода холодного потока и патрубком вывода горя чего потока, отличающийся тем, что, с целью увеличения перепада температур и сокращения времени выхода на установившийся режим, вихревая труба дополнительно содержит гладкостенную втулку, установленную с возможностью осевого перемещения на всю глубину камеры энергетического разделения и образующую при полном вводе втулки в камеру рабочую полость трубы, подключенную к сопловому вводу.

2. Холодильник по π. 1, отличающийся тем, что, с целью предварительного охлаждения сжатого газа, полость между стенкой камеры энергетического разделения и втулкой подключена при помощи входного и выходного каналов к сопловому вводу.

3. Холодильник по π. 1, отличающийся тем, что втулка со стороны, противоположной сопловому вводу, снабжена упругой пластиной для выпуска горячего потока.