Вихревая труба Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройствам энергетического разделения газового потока для получения горячего и холодного газа, испольчуемым р холодильной технике, кондиционировг.иии и других областях народного хозяйства. Известны вихревые трубы, содержащие сопловой ввод, тангенциально сообщенный с камерой вихревого ( энерге тического )разделения, на противоположных концах которой установлены ди афрагма для выпуска осевого холодног потока и дроссельный вентиль для выпуска внешнего горячего потока, обес печивающий регулировку производитель ности трубы. Для интенсификации процесса энергетического разделения на конце вихревой камеры со стороны дроссельного вентиля размещены подпружиненные клапаны, вибрирующие под воздействием пульсаций потока в камере, и таким образом, создающие акустическое поле внутри камеры..Наличие вибраций и акустических колебаний в камере способствует более интенсивном энергообмену-между осевым и периферийным слоями вихря, а .также теплообмену между внешним го1рячим вихрем и стенкой вихревой камеры. С точки зрения трансформации энергии вибрирующие Механические уст ройства можно рассматривать как виброакустические преобразователи с определенным КПД ( под КПД понимается О7ношение величины волновой энергии, излучаемой в вихревую камеру, к величине энергии горячего газового потока )Г1 . Недостатком указанных вихревых труб является низкий КПД используемы в них механо-волнопых преобразователей, не превьгатающий одного процента. Известна также вихревая труба, содержащая сопловой ввод, тангенциал).но сообщенный с вихревой камерой. На одном конце вихревой камеры, располо)1 енном рядом с сопловым вводом установлена диафрагма, а на другом конце - выполнены отверстия для выхода горячего потока, перекрывающиеся консольно закрепленными пластинами. В процессе работы вихревой трубы в резузи тат пульс.аций выходящего горячего потока пластины вибрируют, излучая во.пюпук) энертик.)С2 Недостатком этой вихревой трубы является низкий КПД превращения механической энергии выходящего ия трубы потока в волновую энергию, что приводит к относительно слабому влиянию генерируемых колебаний на процесс энергетического разделения в вихревой камере. Это обусловлено термодинамическим несовершенством используемого механо-волнового преобразователя (вибрирующих пластин, так как только часть генерируемых колебаний распространяется в камере, а другая часть рассеивается в окружающей среде и в элементах конструкции, а также тем, что энергия только части потока газа используется для генерации колебаний. Наиболее близкой к предл.агаемой является вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с внутренней поверхностью, выполненной из пористого материала, и подключенный к камере сопловой . Однако в данной трубе не генерируются акустические колебания,и термодинамическая эффективность се низка. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности. Указанная цель достигается тем, что в вихревой трубе, содержащей камеру энергетического разделения с внутренней поверхностью, выполненной из пористого материала, и подключенный к камересопловой ввод, последний в зоне подключения к камере снабжен излучателем звука, который может быть выполнен либо газоструйного типа, либо в виде по крайне; : мере одной резонирующей полости, сообщенной с сопловым вводом, Указанные особенности вихревой трубы способствуют тому, что част1, внутренней энергии всего потока газа, входящего в трубу, в адиабатных условиях превращается в энергию акустических колебаний, распространяюихся в камере вихревого разделения. На фиг. 1 изображена вихревая труба ,разрез по продольной оси; на фиг, 2 - то же,разрез по сопловому вводу с излучателем, выполненным газоструйноГо THrtav на фиг. 3 - то же , разрез по сопловому вводу с излучателем, выполненным в виде резонмрутщ 1х полостей, Вихревая труба содер кит сопловозг пврд 1 , тангенциально сообщенный с ка- t мерой 2 энергетического рапделе7гия,

1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содер:жащая камеру энергетического разделения с внутренней поверхностью, выполненной из пористого материала, и подключенный к камере сопловой ввод, от личающа яся тем, что, с целью повышения .термодинамической, эффективности, сопловой ввод в зоне подключения к камере снабжен излучателем звука, 2.Труба пог1.1,отличаю1Д а я с я тем, что излучатель звука выполнен газоструйного типа. 3.Труба по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что излучатель звука I выполнен в виде по крайней мере одной S резонирующей полости, сообщенной с (Л сопловым вводом. н