Вихревая труба Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

СО

IND ю

00 00 Изобретение относится к хопоципьной технике, конкретнее к возаухорасшир - тельным холодильным машинам. Известна вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с охлаждаемой стенкой и размешенный вну три камеры пространственный змеевик д дополнительного охлаждения периферийного потока 13. Однако данная труба характеризуется конструктивной сложностью Известна также вихревая , со держащая сопловой ввод сжатого газа, диафрагму Ёвода охлажденного потока и оребренную камеру энергетического . разделения с охлаждающей рубашкой. Оребрение выполнено на наружной поверк ности камеры внутри рубашки в виде гофрированной ленты. Вода, циркулирующая в рубашке, охлаждает ssaM&py эне1 гетического разделения 2}. Однако такая труба имеет неоостаточ ную термодинамическую эффективность вследствие того, что внутренняя теплоотдающая поверхность камеры выполнена гладкой по воей длше. Термодинамическую эффективность можно повысить, если внутреннюю поверхность камеры энерт«тического разделения выполнить оребренной,. В этом случае термодинамическая эффективность возрастает из-за увеличения теплоотда- ющей поверхности со стороны нагретого потока и, кроме того, ввиду допоянитель ной раскрутки нагретогчэ потока на поверхности реЬер. Наиболее близкой к предлагеюмой является вихревая труба, которая содержит охлаждаемую камеру энергетическог разделения с сопловым вводом и пивфраг . му вывода холодного потока. На расстоянии 2-3 калибров от соплового.ввода камера снабжена ребрами, выполненными в виде гофр из стенки самой камеры и размещенными по винтовой линия, оов1Юдаюшей с направлением закрутки сжато го газа. Известная вихревая трдгба работает следующим образом. Сжатый газ поступает в сопловой ввод и разделяется в камере энергетического разделения на охлажденный и нагретый потоки. О оюжденный поток вьгходит из трубы через диафрагму, а нагретый поток через дросселы1ый вен- тиль - в противоположном направлении, отдавая тепло через стенки гофр наипкной ох/шждаюшей среде С 3 . Однако в указанной трубе не предусмотрено интенсивное принудительное охлаждение камеры энергетического разделения, что снижает те 4одинамическую эффективность. Кроме того, выполнение . стенки камеры гофрированной значительно усложняет изготовление трубы. Цель изобретения - повьш1ение термической эффективности. Поставленная цель достигается тем, что в вихревой трубе, содерокашей камеру энергетического разделения с ребристой охлаждаемой стенкой и сопловым вводом, диафрагму вывода охлажденного потока и дроссельный вентиль на выходе нагретого потока, стенка камеры энергетического разделения выполнена в виде прост. ранственного змеевика с герметично соединенными между собой витками. На фиг. 1 схематично показана предлагаемая вихревая труба; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1. Вихревая труба содержит камеру 1 энергетического разделения с сопловым вводом 2, диафрагму 3 вывода охлажденного потока и дроссельный вентиль 4 на противоположном кон1Ю камеры 1, служащий для регулирования расходе охлажденного и нагретого потоков. На длине, начинающейся на расстоянии 2-3 калибров от соплового ввода. 2, стенка каме{я 1 1 образована га{ етично сомкнутыми между собой витками 5 прострая- ственного змеевика 6, изогнутого по ви1 товой линии, совпадающей с направлением газа в камере 1. Диаметры витков 5 плавно увеличиваются в направлении дроссельного вентиля 4, образуя коническую часть камеры 1. Змеевик 6 имеет входной 7 и выходн( 8 соответственно для подачи и отвода охлаждакшей жидкости. Герметичность соединения витков 5 обеспечивается, например, пайкой. Предлагаемая вихревая труба работает следующим образом. Сжатый газ поступает в сопловый ввод 2 каме1 1 1, в которой разделяется на охлажденный и нагретый потоки. Охлажденный поток выводят из камеры 1 через диафрагму 3, а нагретый поток через дроссельный вентиль 4. В процессе передвижения к вентилю 4 врашакхпийся нагретый поток охлаждается, омывая поверхность герметично соединенных между пайкой витков 5 змеевика 6, в которой по патрубку 7 поступает охлажденная жидкость, выводимая из змеевика 6 через патрубок 8.

BBIU того, что стенка камеры 1 выполнена вэ змеевика 6, внутри котор хч протекает одшажааюшая жнокость, {Значительно улучшается охлаждение нагретого потока, ЧОХ) повышает термоанна I маческую вффектевность вихревой трубы.

При нспытаниях ошдтяого образца описываемой вихревой трубы, охлажцаем(

Sf

проточной Boncdt, получена макснмальнш величина аанабатного КПД О,ЗО5 для входного а(авленш1 сжатого воздуха 0,4 МПа. П1М1 аналогичных ;абатный КПД прототипа равен 0,2Ов что на 48,8% меныие, чем КПД предлагаемой вихревой трубы. Кроме того, вихревая камера по изобретешию более аковомнчва.

А-А

фег.

ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетичесхого разделения с ребристой оклажцаемой стенкой в с(Я|и ловым вводом, диафрагму ввода оклаждев ного потока и дроссельный вентиль ва выходе нагретого потока, отличаю ш а я с я тем, что, с целью повьшения термодинамической эффективности, стеака камеры энергетического раэаелеяш вьь ,полнена в виде пространственного амеевкка с герметично.соеош1еняыми южду собой витками.