КОНДИЦИОНЕР Российский патент 2001 года по МПК F24F3/04 F25B9/02 

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, а именно к кондиционерам, работающим с применением вихревых труб, и может быть использовано для охлаждения внутреннего воздуха в салоне транспортного средства.

Известен кондиционер, содержащий последовательно соединенные источник сжатого воздуха с патрубками входа и выхода основного и вспомогательного потоков воздуха, расширитель сжатого воздуха, установленный на подводящем воздуховоде, отводящий воздуховод и увлажнительное устройство, размещенное перед теплообменником во вспомогательном потоке. Кондиционер снабжен дополнительным теплообменником, размещенным в основном и вспомогательном потоках воздуха, причем в основном потоке воздуха он размещен перед основным теплообменником, а во вспомогательном потоке - после основного теплообменника (Авторское свидетельство СССР N 1112189, кл. МКИ F 24 F 3/04, 1983).

Недостаточно низкая температура вспомогательного потока является основной причиной, ограничивающей область применения известных кондиционеров. Их большие габариты и масса являются следствием малых перепадов температур между потоками воздуха в теплообменнике.

Наиболее близким к заявляемому является кондиционер, преимущественно летательного аппарата, содержащий источник сжатого воздуха, к которому параллельно подсоединены вихревая труба, подключенная горячим концом к смесителю, и турбохолодильник, соединенный с воздуховоздушным теплообменником, сообщенным по охлаждаемому потоку с источником сжатого воздуха с целью получения заданных параметров воздуха на экстремальных режимах, холодный конец вихревой трубы сообщен с атмосферой через регулировочную заслонку с ручным приводом и автоматическим от источника сжатого воздуха. Выходной патрубок охлажденного в теплообменнике воздуха подключен к смесителю (Авторское свидетельство СССР N 494569, кл. МКИ F 24 F 3/02; В 64 D 13/08: F 25 D 9/02; F 25 B 11/00, 1974 г.). Надежность и экономичность описанного кондиционера также недостаточно высока.

Изобретение решает задачу повышения надежности и экономичности при одновременном снижении весогабаритных характеристик кондиционера.

Технический результат достигается в кондиционере, содержащим вихревую трубу с диафрагмой и сопловым вводом, соединенным с источником сжатого газа, выполненном в виде роторного компрессора, внутри ведомого ротора которого установлена газораспределительная втулка, в которой и размещена вихревая труба, тангенциальный сопловый ввод которой соединен с нагнетательной полостью компрессора, холодный и горячий концы вихревой трубы соединены с потребителем. Длина L вихревой зоны составляет (1,5-2,0) D, а диаметр диафрагмы составляет (0,3-0,5) D, где D - диаметр золотниковой втулки.

Кондиционер содержит дополнительную вихревую трубу с диафрагмой и сопловым вводом, холодный конец которой подсоединен к всасывающему патрубку роторного компрессора, а сопловой ввод соединен с атмосферой.

Между всасывающим патрубком роторного компрессора и холодным концом вихревой трубы установлен теплообменник.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3, где на фиг. 1 показан продольный разрез кондиционера. На фиг. 2 - поперечный разрез кондиционера с дополнительной вихревой трубой. На фиг. 3 - поперечный разрез кондиционера с дополнительной вихревой трубой и теплообменником.

Кондиционер содержит вихревую трубу 1 с диафрагмой 2 и тангенциальным сопловым вводом 3, соединенным с источником сжатого газа, выполненным в виде роторного компрессора 4. Внутри ведомого ротора 5 компрессора 4 установлена золотниковая газораспределительная втулка 6, внутри которой размещена вихревая труба 1. Тангенциальный сопловой ввод 3 вихревой трубы 1 соединен с нагнетательной полостью 7 компрессора 4 через регулируемое окно 8 золотниковой втулки 6, внутренняя полость которой соединена через выполненный в ведомом роторе 5 компрессора 4 канал 9 с потребителем, причем горячий конец вихревой трубы 1 соединен с потребителем через регулируемый дроссель 10. Длина L вихревой зоны составляет (1,5-2,0) D, а диаметр d диафрагмы 2 составляет (0,3-0,5) D, где D - диаметр золотниковой втулки 6.

Кондиционер содержит дополнительную вихревую трубу 11 с диафрагмой и тангенциальным сопловым вводом (не показано), холодный конец 12 которой подсоединен к всасывающему патрубку 13 роторного компрессора 4, а тангенциальный сопловой ввод соединен с атмосферой через электромагнитный вентиль 14. Горячий конец 15 дополнительной вихревой трубы 11 выполнен в оребренном кожухе 16 в виде глухого канала (не показано), что соответствует μ = 1. Кожух 16 выполнен охлаждаемым, например, с помощью вентилятора 17.

Между всасывающим патрубком 13 роторного компрессора 4 и холодным концом 12 дополнительной вихревой трубы 11 установлен воздуховоздушный теплообменник 18. Одна из полостей тепломообменника 18 соединена с холодным концом 12 дополнительной вихревой трубы 11 и всасывающим патрубком 13 компрессора 4, а другая - с охлаждаемым объемом.

Кондиционер работает следующим образом. Воздух поступает через всасывающий патрубок 13 в роторный компрессор 4, где происходит его сжатие с подачей из нагнетательной полости 7 через регулируемое окно 8 золотниковой газораспределительной втулки 6 к тангенциальному сопловому вводу 3 вихревой трубы 1 с закруткой воздушного потока к внутренней поверхности газораспределительной втулки 6. Периферийная часть образованного вихревого потока воздуха с более высокой температурой по каналу 9 внутри ведомого ротора 5 роторного компрессора 4 подается через регулируемый дроссель к потребителю или выводится в атмосферу. Центральная часть воздушного потока с более низкой температурой движется противоположно периферийному потоку и поступает через отверстие диафрагмы 2 и канал 9 к потребителю. Регулируемый дроссель 10 изменяет соотношение количества горячего и холодного воздуха. При наличии дополнительной вихревой трубы 11 воздух поступает в нее через электромагнитный вентиль 14 и в результате вихревого эффекта разделяется на холодный и горячий потоки. Горячий воздух поступает в выполненный в оребренном кожухе 16 глухой канал (не показано), где охлаждается вентилятором 17 и возвращается по центральной оси канала к диафрагме (не показано) и, смешиваясь с холодным потоком, поступает через всасывающий патрубок 13 в компрессор 4.

При наличии воздуховоздушного теплообменника 18 происходит дополнительное охлаждение воздуха перед поступлением его в компрессор 4.

Также происходит дополнительное охлаждение поступающего к потребителю воздуха при прохождении его через другую полость теплообменника 18, соединенного с холодным концом вихревой трубы 1.

Кондиционер обладает высокой экономичностью и эффективностью. Значительное снижение его весогабаритных параметров позволяет выполнить его в виде мобильного холодильно-обогревающего устройства и использовать для различных целей, в частности для подогрева и охлаждения салона автомобиля.

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха, а именно к кондиционерам, работающим с применением вихревых труб, и может быть использовано для охлаждения внутреннего воздуха в салоне транспортного средства. Кондиционер содержит вихревую трубу с диафрагмой и тангенциальным сопловым вводом, соединенным с источником сжатого газа в виде роторного компрессора. Внутри ведомого ротора установлена газораспределительная втулка, внутри которой размещена вихревая труба, сопловой ввод которой соединен с нагнетательной полостью через регулируемое окно втулки, внутренняя полость которой соединена через выполненный в ведомом роторе канал с потребителем. Техническим результатом является повышение надежности и экономичности при одновременном снижении весогабаритных характеристик кондиционера. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кондиционер, содержащий вихревую трубу с диафрагмой и сопловым вводом, соединенным с источником сжатого газа, отличающийся тем, что источник сжатого газа выполнен в виде роторного компрессора, внутри ведомого ротора которого установлена газораспределительная втулка с размещенной в ней вихревой трубой, сопловой ввод которой соединен с нагнетательной полостью компрессора, а холодный конец - с потребителем. 2. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что длина L вихревой зоны составляет (1,5 - 2,0) D, а диаметр d диафрагмы составляет 0,3 - 0,5 D, где D - диаметр втулки. 3. Кондиционер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что горячий конец вихревой трубки снабжен регулируемым дросселем. 4. Кондиционер по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что содержит дополнительную вихревую трубу с диафрагмой и сопловым вводом, холодный конец которой подсоединен с всасывающему патрубку роторного компрессора, а сопловый ввод соединен с атмосферой. 5. Кондиционер по п.4, отличающийся тем, что между всасывающим патрубком роторного компрессора и холодным концом дополнительной вихревой трубы установлен теплообменник.