Вихревая труба Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

(54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к вихревым трубам, работающим с влажным газом.

По основному авт. св. № 901763 известны вихревые трубы, содержащие сопловой ввод с соосно установленными кольцевыми диафрагмами на охлаждаемом горячем конце с кольцевыми шайбами .между диафрагмами и трубку, установленную параллельно оси с зазором относительно диафрагм, причем свободные концы трубки изогнуты в противоположные стороны в тангенциальном направлении Ц.

Недостатком известных вихревых труб является- их низкая термодинамическая эффективность, в результате чего снижается холодо- и теплопроизводительность.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности.

Указанная цель достигается тем, что трубка снабжена маховиком, размещенным за пределами горячего конца, и установлена с возможностью поворота вокруг своей оси.

На чертеже схематично представлена предлагаемая вихревая труба.

Вихревая труба содержит сопловой ввод 1, набор охлаждаемых кольцевых

диафрагм 2, образующие горячий конец кольцевые шайбы 3 между диафрагмами 2, охлаждаемую рубашку 4, трубку 5 с входным и выходным отверстиями 6 и 7, ориентированные во взаимно противоположные сторонЬ , в направлениях, близких к тангенциальному к оси вихревой трубы, маховик 8, выведенный через днище охлаждаемой рубаш10ки 4 за пределы горячего конца, уплотнитель 9 маховика 8. Кроме этого на чертеже показан дроссель 10 для вывода горячего потока, вывод 11 холодного потока и патрубки 12 и 13

15 для входа и выхода продуваемой через рубашку 4.охлаждаемой среды, перфорация 14 в диафрагмах 2 и вихревая камера 15.

Вихревая труба работает следующим

20 образом.

Высокоскоростной поток расширяющегося газа устремляется через сопловой ввод 1 в камеру 15, в которой приобретает вихревой характер движе25ния. Образующийся холодный поток направляется через вывод 11 к потребитё лю холода, а горячий поток устремля ется в полость горячего конца, образованную центральными отверстиями

30 диафрагм 2, и, омывая охватьаваемые шайбами 3 участки диафрагм 2, отдают тепло среде, прокачиваемой через рубашку 4. Содержащая в газе капель ная жидкость из вихревого потока попада&т в щели между диафрагмами 2 и под воздействием центробежной силы растекается по периметру отверстий в шайбах 3, образуя при этом кольцевой жидкостной слой. При этом толщина этого слоя определяется радиальным расстоянием от шайбы 3 до отверс ,тия в днище рубашки 4, сообщенного с дросселем 10, т.е. превышает диаметр трубки 5, установленной в перфорации 14. При работе вихревой трубы жидкость попадает в ориентированное против потока входное отверстие 6 и вытекает из ориентированного по потоку выходного отверстия 7. Таким образом, жидкость, показанная пунктирной линией, движется по трубке 5 от начальной диафрагмы до конечной, а оттуда рециркулирует назад по1перфорации 14. При такой рециркуляции жидкость «е только интенсифицирует отвод тепла от периферии вихревого потока к диафрагмам 2, но и способствует выравниванию полостей теплового потока на отдельных диафрагмах. При повороте трубки 5 относительно своей оси величина напора на вход ном отверстии 6, а следовательно и расход жидкости через трубку 5 изменяется. В зависимости от угла поворота трубки 5 эффект охлаждения вихревой трубы может быть увеличен в диапазоне от О до 12% от эффективности вихревой трубы, не оборудованной перепускной трубкой 5. Применение поворачивающейся трубки 5 позволяет повысить холодопроизводительность вихревой трубы, за счет перераспределения тепловой энергии между различными зонами оребренного горячего конца. Экономическая эффективность изобретения выражается в снижении стоимости вырабатываемого холода и в регулировании режима работы вихревой трубы без изменения расхода сжатого газа. Формула изобретения Вихревая труба по авт.св.№ 901763, отличающайс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, трубка снабжена маховиком, размещенным за пределами горячего конца, и установлена с возможностью поворота вокруг своей оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 901763, кл. F 25 В 9/02, 1980.