ВОЗДУШНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к холодильной технике, и может быть использовано, например, для быстрого охлаждения или замораживания продуктов.

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.

Недостатком указанной машины является использование промежуточного холодильника, что усложняет машину и ограничивает ее применение в местах установки, где нет воды.

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.

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.

Большое количество конструктивных элементов снижает надежность и приводит к значительному увеличению массогабаритных характеристик.

Задача изобретения обеспечение непрерывного холодильного цикла, повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик.

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.

Из анализа заявляемого и известных решений следует, что тождественных по технической сущности и решаемой задаче не имеется.

На чертеже представлена общая структурная схема воздушной холодильной машины.

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.

Воздушно-холодильная машина работает следующим образом.

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.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в снижении массогабаритных характеристик, повышении надежности машины, а также в повышении точности поддержания заданной температуры охлаждения.

Использование: в холодильной технике, например, для быстрого охлаждения или замораживания продуктов. Сущность изобретения: воздушная холодильная машина содержит компрессор 1, кинематически соединенный мультипликатором 3 с приводом 2, трубодетандер 5 и регенератор 6. Задача изобретения - повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик. Для этого регенератор 6 выполнен и снабжен регулируемым приводом 4. 1 ил.

Воздушная холодильная машина, содержащая компрессор, кинематически соединенный мультипликатором с приводом, турбодетандер и регенератор, отличающаяся тем, что регенератор выполнен вращающимся, снабжен регулируемым приводом и установлен по ходу прямого потока между компрессором и детандером, а по ходу обратного потока между охлаждаемым помещением и отводом в окружающую среду.