СОРБЕР Российский патент 1995 года по МПК F25B17/00 F04B37/02 

Изобретение относится к криогенной и холодильной технике и может быть использовано при создании термосорбционных компрессоров.

Известен сорбер, содержащий корпус с сорбентом, источники нагрева и охлаждения сорбента, по крайней мере один из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием геpметичной полости, снабженной системой наддува и вакуумирования последней, выполненной в виде управляющего сорбеpа, снабженного дополнительными источниками нагрева и охлаждения.

Недостатками известного сорбера являются низкая надежность и конструктивная сложность, обусловленные наличием управляющего сорбера с дополнительными источниками нагрева и охлаждения, а также дополнительными устройствами включения и отключения источника нагрева.

Целью изобретения является повышение надежности за счет упрощения сорбера.

Указанная цель достигается тем, что сорбер, содержащий корпус с сорбентом, источники нагрева и охлаждения сорбента, последний из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием герметичной полости, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, корпус с сорбентом соединен с герметичной полостью каналами, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества.

Устройство запаздывания может быть выполнено в виде регулируемого дросселя, управляемого клапана или образовано обратными клапанами, соединенными параллельно друг относительно друга каналами.

Для повышения эффективности теплопередачи между источником холода и корпусом последний может быть разделен на основную и дополнительную камеры, заполненные сорбентом рабочего и теплопередающего вещества соответственно, причем магистрали поглощения и выделения рабочего вещества соединены с основной камерой, а каналы с устройством запаздывания - с дополнительной камерой корпуса.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема сорбера с устройством запаздывания в виде регулируемого дросселя; на фиг. 2 - то же, в виде управляемого клапана; на фиг. 3 - то же, в виде регулируемых обратных клапанов подачи и вакуумирования.

Сорбер содержит корпус 1 с сорбентом 2, источники нагpева 3 и охлаждения 4 соpбента 2. На фиг. 1 и 2 в качестве источника нагрева использован теплоэлектронагреватель, а в качестве источника охлаждения - радиатор, установленный с зазором относительно корпуса 1 с образованием герметичной полости 5, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней. Сорбер имеет магистрали 6 поглощения и выделения рабочего вещества.

На фиг. 1 система подачи и вакуумирования образована соединением корпуса 1 с сорбентом 2 с герметичной полостью 5 каналами 7, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости 5 и подачи в последнюю теплопередающего вещества, выполненное в виде регулируемого дросселя 8.

На фиг. 2 устройство запаздывания выполнено в виде управляемого клапана 9.

На фиг. 3 система подачи и вакуумирования образована соединением дополнительной камеры 10 корпуса 1 с герметичной полостью каналами 7, в которых устройство запаздывания образовано регулируемыми обратными клапанами подачи теплопередающего вещества 11 и вакуумирования 12 герметичной полости, соединенными параллельно друг относительно друга каналами 13.

Работает сорбер следующим образом.

В холодном состоянии сорбент 2 насыщен рабочим веществом, при этом в магистралях 6, каналах 7 и герметичной полости 5 создан вакуум.

При включении источника нагрева 3 из сорбента выделяется рабочее вещество в магистраль 6. Для конструкции (фиг. 1 и 2) рабочее вещество является одновременно теплопередающим веществом между корпусом 1 и источником 4 охлаждения. В конструкциях (фиг. 3) рабочее вещество, подаваемое в магистрали 6, и теплопередающее вещество, подаваемое в герметичную полость 5, отличаются друг от друга физическими свойствами, обусловленными условиями их применения.

Поэтому для конструкции (фиг. 1) рабочее вещество по каналам 7 и через регулируемый дроссель 8 непрерывно поступает в герметичную полость 5, однако подбором проходных сечений дросселя 8 обеспечивают такое условие, чтобы к моменту заполнения герметичной полости теплопередаю- щим веществом, обеспечивающего интенсивный теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, выделение рабочего вещества в магистраль 6 было завершено. После заполнения герметичной полости 5 теплопередающим веществом источник 3 тепла отключается и начинается теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, что приводит к поглощению рабочего вещества из магистрали 6 и одновременному постепенному вакуумированию герметичной полости 5. При этом дроссель 8 определяет время вакуумирования герметичной полости 5, за которое должен завершиться цикл поглощения рабочего вещества из магистрали 6. Вакууумирование герметичной полости 5 прекращает теплообмен между корпусом 1 с сорбентом 2 и источником 4 охлаждения, после чего снова включается источник 3 нагрева, и цикл повторяется. Непрерывность процессов подачи теплопередающего вещества в полость 5 и вакуумирования последней через дроссель 8 приводит к тому, что на режиме нагрева сорбента 2 имеют место утечки тепла к источнику 4 охлаждения, а на режиме охлаждения сорбента 2 имеет место постоянное ухудшение теплопередачи между корпусом 1 и источником охлаждения, что увеличивает продолжительность цикла.

Эти недостатки отсутствуют в конструкциях, изображенных на фиг. 2 и 3.

Для сорбера (фиг. 2) управляемый клапан 9 в каналах 7 обеспечивает сохранение вакуумирования герметичной полости 5 до полного завершения цикла выделения рабочего вещества в магистраль 6, что исключает утечки тепла от корпуса 1 к источнику охлаждения. Открытие клапана 9 для подачи теплопередающего вещества в герметичную полость 5, отключение нагревателя 3 и последующее закрытие клапана 9 обеспечивают наличие теплопередающего вещества в герметичной полости 5 под определенным постоянным давлением в течение всего цикла охлаждения сорбента 2 и поглощения рабочего вещества в корпус 1. Открытием клапана 9 в конце цикла поглощения рабочего вещества производят вакуумирование герметичной полости 5, а последующее закрытие клапана 9 обеспечивает наличие вакуума в герметичной полости 5 в течение цикла нагрева сорбента 2.

Для конструкции, изображенной на фиг. 3, теплопередающее вещество выделяется в герметичную полость 5 из дополнительной камеры 10, при этом для уменьшения потерь энергии на теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения обратный клапан 11 отрегулирован на давление, по достижении которого цикл выделения рабочего вещества в магистраль 6 завершен. После этого открывается клапан 11, обеспечивая теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, клапан 12 при этом закрыт.

Охлаждение корпуса 1 приводит к поглощению рабочего вещества из магистрали 6 и одновременному понижению давления теплопередающего вещества в дополнительной камере 10, при этом клапан 11 закрыт, а клапан 12 отрегулирован на такое давление, при котором цикл поглощения рабочего вещества из магистрали 6 завершен. После этого клапан 12 открывается и осуществляется вакуумирование герметичной полости 5.

Выполнение дополнительной камеры 10 обеспечивает возможность использования в качестве теплопередающего вещества, отличающегося от рабочего вещества, и тем самым улучшить условия теплообмена между корпусом 1 и источником 4 охлаждения.

Использование: изобретение относится к криогенной и холодильной технике и может быть использовано при создании термосорбционных компрессоров. Сущность изобретения заключается в том, что сорбер содержит корпус 1 с сорбентом, источники 3 и 4 нагрева и охлаждения сорбента, последний из которых установлен с зазором относительно корпуса 1 с образованием герметичной полости 5, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, корпус 1 с сорбентом соединен с полостью 5 каналами 7, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования полости 5 и подачи в последнюю теплопередающего вещества. Устройство запаздывания может быть выполнено в виде регулируемого дросселя 8, управляемого клапана или образовано обратными клапанами, соединенными параллельно друг относительно друга каналами. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СОРБЕР, содержащий корпус с сорбентом, магистрали поглощения и выделения рабочего вещества, источники нагрева и охлаждения сорбента, по крайней мере один из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием герметичной полости, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции, корпус с сорбентом соединен с герметичной полостью каналами, в которых дополнительно размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества. 2. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания выполнено в виде регулируемого дросселя. 3. Сорбер по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания выполнено в виде управляемого клапана. 4. Сорбер по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания образовано обратными клапанами вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества, соединенными параллельно друг другу каналами. 5. Сорбер по п.1 - 3, отличающийся тем, что корпус разделен на основную и дополнительную камеры, заполненные сорбентом, причем магистрали поглощения и выделения рабочего вещества соединены с основной камерой, а каналы с устройством запаздывания - с дополнительной камерой корпуса.