УЛИТКА ДЛЯ ВИХРЕВОЙ ТРУБЫ Российский патент 2005 года по МПК F25B9/04 

Изобретение относится к области создания холодильной техники, работающей на использовании свойств расширяющегося газового потока, в частности на использовании свойств вращающегося газового потока в вихревых трубах.

Известна улитка для вихревой трубы, содержащая корпус с каналом, направляющая стенка которого образована криволинейной линией, сходящейся по направлению к центру, например спиралью, а конечная кромка такой спирали расположена на основном диаметре вихревой трубы, [1, с.49, рис.22]. Кроме того, корпус улитки (ее наружный контур) всегда выполнен симметричным (или осесимметричным) относительно основного диаметра вихревой трубы.

Из технической литературы неизвестно выполнение асимметричной улитки - все иллюстрации, сопровождающие такую литературу, изображают улитку в виде осесимметричного круглого цилиндра, внутри которого образована спиральная направляющая [1, с.48, табл.2 и др.].

Однако осесимметричная конструкция улитки не обеспечивает сглаживание вредных пульсаций питающего газа, поэтому перед входом в вихревую трубу обычно размещают успокоитель пульсаций (так называемую “форкамеру”) - цилиндрическую камеру с коническим (сужающимся) выходом [2, с.43, рис.2.10], которая гасит (успокаивает) или сглаживает такие пульсации.

Кроме того, при стыковке спирали улитки с входным соплом, расположенным после успокоителя, образуются зазоры и уступы, вновь приводящие к возникновению дополнительных нежелательных пульсаций и завихрений в потоке газа, что снижает эффективность работы вихревой трубы.

Это является недостатком.

Техническим результатом изобретения является уменьшение указанного недостатка за счет того, что корпус улитки выполняется асимметричным по отношению к основному диаметру вихревой трубы.

Чертеж поясняет предложение.

Улитка состоит из несимметричного корпуса 1, внутри которого расположен спиральный канал 2, образованный направляющей спиральной стенкой 3 и ограничивающей криволинейной стенкой 4. Спираль заканчивается заостренной конечной кромкой 5, расположенной на основном диаметре D вихревой трубы. Кроме того, спиральный канал 2 плавно переходит в сужающийся удлиненный слегка искривленный входной канал 6 (на рисунке расположен справа от вертикальной оси на длине В). Канал 6 образован вогнутой направляющей стенкой 7 и выпуклой (или плоской) ограничивающей стенкой 8. При этом радиус кривизны R₇ направляющей стенки 7 канала 6 значительно больше радиуса кривизны R₃ направляющей спиральной стенки 3, т.е. R₇>>R₃.

Левая часть корпуса улитки (А), в которой размещена спираль улитки, имеет меньшие размеры, чем правая часть (В), в которой размещен входной канал 6, т.е. А<В.

Работает предлагаемая конструкция следующим образом. При подаче сжатого газа в улитку в сужающемся удлиненном входном канале 6 организуется поток, который благодаря сужению сечения канала 6 вначале ускоряется, после чего плавно переходит в спиральный канал 2 улитки. В спиральном канале улитки такой поток раскручивается и стекает в камеру энергообмена (не показана) вихревой трубы.

Благодаря тому, что начальный поток перед входом в спиральный канал 2 формируется в сужающемся удлиненном входном канале 6, удается в значительной степени сгладить неравномерности в таком потоке. А благодаря искривленности такого канала поток, прижимаясь к наружной стенке канала 6, плавно перетекает в спиральный канал 2 улитки и при этом не возникает никаких завихрений, да к тому же благодаря предварительному ускорению перед раскручиванием по спирали 3 удается более полно использовать кинетическую энергию сжатого газа.

Это положительно влияет на процесс энергетического разделения в вихревой трубе и повышает эффективность ее работы.

Но для размещения в корпусе улитки дополнительного сужающегося удлиненного входного канала 6 необходима асимметрия такого корпуса относительно основного диаметра вихревой трубы. В этом и заключается техническая сущность изобретения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Суслов А.Д., Иванов А.В., Мурашкин А.В., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. М.:

Машиностроение. 1985.

2. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. “Машиностроение”, М., 1969.

Улитка для вихревой трубы содержит корпус со спиральным каналом, образованным направляющей спиральной стенкой, заканчивающейся конечной кромкой. Одна часть корпуса, в которой размещена спираль улитки, выполнена меньшей, чем другая часть, в которой размещен входной канал. Использование изобретения позволит улучшить процесс энергетического разделения в вихревой трубе и повысить эффективность ее работы. 1 ил.

Улитка для вихревой трубы, содержащая корпус со спиральным каналом, образованным направляющей спиральной стенкой, заканчивающейся конечной кромкой, отличающаяся тем, что одна часть корпуса, в которой размещена спираль улитки, выполнена меньшей, чем другая часть, в которой размещен входной канал.