Вихревой холодильник Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

(54)- ВИХРЕВОЙ ХОЛОДИЛЬНИК

Изобретение относится к xoлoдиль ной технике, в частности к установкам для разделения газового потока на холодный и теплый с помощью вихревых труб.

Известен вихревой холодильник, содержащий размещенные соосно одна в другой две вихревые трубы, внешняя из которых подключена к источнику сжатого газа, а внутренняя питается за счет подвода в ее сопловой аппарат горячего периферийного потока повышенного давления внешней вихревой трубы

Недостатками этого холодильника являются сложность конструктивного выполнения, нарушение вихревых потоков внешней вихревой трубы за счет размещения в камере энергетического разделения внутренней вихревой трубы, а также невозможность отвода тепла горячего периферийного потока, питающего внутреннюю вихревую трубу.

Указанные недостатки значительно снижают КПД энергоразделителя.

Известен также вихревой холодильник , содержащий две соосно установленные вихревые трубы с сопловыми вводами, диффузорами для вывода горячего потока и патрубками вывода

ХОЛОДНОГО потока, причем патрубок вывода холодного потока второй трубы размещен в осевой зоне диффузора первой трубы, а по оси диафрагмы второй трубы расположена трубка вйода газа 23.

В этом холодильнике вихревые трубы подключены параллельно к одному источнику сжатого газа.

10

Обязательное наличие общего для всех труб источника сжатого газа приводит к увеличению его расхода, что в свою очередь значительно снижает холодопроизводительность аппарата.. . 15 Малая эффективность обусловлена тем, что большая часть вытекающего из труб горячего потока, имеющего повышенное давление, выбрасывается в атмосферу.

Целью, изобретения является повы20шение КПД холодильника.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве диффузор первой трубы связан с сопловым вводом второй трубы, а ее диффузор - с труб25кой ввода газа, причем эти линии связи снабжены теплообменникгшиj а диффузор второй трубы дополнительно соединен через вентиль с атмосферой.

На чертеже изображена схема дан30ного холодильникаХолодильник содержит две сооснр установленные вихревые трубы 1 и 2 & сопловыми вводами 3 и 4, диффузорами 5и 6 для вывода горячего потока и патру-бками 7 и 8 вывода холодного по тока. Патрубок 8 вывода холодного по тока второй трубы 2 размещен в осевой зоне диффузора 5 первой трубы 1, а по оси диффузора б второй трубы 2 расположена трубка 9 ввода газа. Щиффузор 5 первой трубы 1 связан с (СОПЛОВЫМ вводом 4 второй трубы 2, а ее диффузор .6 - с трубкой 9 ввода га за, причем эти линии связи снабжены теплообменниками 10 и 11, а диффузор 6второй трубы 2 дополнительно соединен через вентиль 12 с атмосферой. Количество вихревых труб, соединенны в каскад, может быть и более двух. Вихревой холодильник работает следующим образом. Сжатый газ из внешнего источника подается в сопловой ввод 3 первой вихревой трубы 1, где происходит энер горазделение на горячий периферийный и холодный осевой потоки. Периферийный поток, поднимаясь в диффузоре 5 вихревой трубы 1, попадает в теплообменник 10, где, отдавая тепло, охлаждается и поступает в сопловой ввод 4 второй вихревой трубы. После энерго разделения в вихревой трубе 2 холодный осевой поток через патрубок 8 поступает в холодную осевую зону первой вихревой трубы 1, а горячий периферийный поток, поднимаясь в диффузоре б, делится на два потока. Один поток через вентиль 12 выводится из цикла, а второй - через теплообменник 11, где отдает тепло и охлаждается, подается через трубку 9 ввода газа в холодную осевую зону второй вихревой трубы 2. Охлаждаясь вместе с холодным ядром обеих вихревых труб дополнительный поток вместе с ними через патрубок 7 выводится из холодильника к потребителю. Такое выполНение вихревого холодильника позволяет решить задачу использования энергии горячего потока, интенсифицировать процесс энергоразделения за счет увеличения расстояния, на котором протекают процессы тепломассообмена, при этом приосевой холодный поток , поступающий в первую вихревую трубу, дополнительно охлаждается в ней. Проведенные исследования показывают, что адиабатный КПД вихревого холодильника повышается на 10-13% по сравнению с известными конструкциями. Повышение адиабатного КПД влечет за собой, как следствие, снижение энергозатрат на единицу производимого холода. Использование энергии горячего потока для питания второй вихревой трубы также снижает энергозатраты на сжатие рабочего газа. ЭконсФОтческий расчет по одному вихревому холодильнику при эксплуата ции в 3 смены в течение года показывают экономию электроэнергии на сумму 1240 р. Формула изобретения Вихревой холодильник, содержащий две соосно установленные вихревые трубы с сопловыми вводами, диффузорами для вывода горячего потока и патрубкёьми вывода холодного потока, причем патрубок вывода холодного потока второй трубы размещен в осевой зоне диффузора первой трубы, а по ос диффузора второй трубы расположена трубка ввода газа, отличаю-щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, диффузор первой трубы связ ан с сопловым вводом второй трубы, а ее диффузор - с трубкой ввода газа, причем эти линии связи снабжены теш100бменниками,а ди.ффузорвторой трубы дополнительно соединен через вентиль с атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 721644, кл. F 25 В 9/02, 1980. 2.Авторское свидетельство СССР №469858, KJi. F 25 В 9/02, 1973. : JTO fffjff JfffJfO/ f/ /7fffff0 гЯмяй/ сг ytf/r O I.U