Вихревая труба Советский патент 1983 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодиль ной технике и может быть использов но в качестве вихревого генератора холода в портативных транспортных холодильниках, охладителях питьевой воды и воздухоохладителях-кондицио нерах небольшой производитедьности. Известны вихревые трубы, содержа щие камеру энергетического разделен с сопловым вводом сжатого воздуха в нее и холодный патрубок для выпус ка из ее возлесопловой зоны холодно потока к охлаждаемому объекту ij . В большинстве случаев вихревые трубы ирпользуют в качестве рабочег тела сжатый воздух, отбираемый из з водской,; пневмосети, либо рт бортов системы транспортного объекта, т.е. питаются ВОЗДУХОМ, загрязненным парами и каплями масла и влаги. Выпус каемый из холодного патрубка поток непригоден по этой причине для подами непосредственно на охлаждаемый объект а тех случаях, ко-да не допускается загрязнение или увлажнени объекта. I По этой причине для исключения загрязнения объекта на нем устанавливают холодильную головку с введен ным в нее холодным патрубком вихревой трубы 2. Недостатком вихревой трубы являе ся конструктивная сложность. Известна также вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с охлаждающей рубашкой, сопловым вводом VI патрубком вывода холодного потока, размещенным в холодильной головке З. У этой вихревой трубы холодильная головка выполнена в виде пакета параллельно расположенных дисков, установленных с зазором относительно патрубка. Между дисками установлены кольцевые прокладки. На участках между патрубком и прокладками для образования лабиринтного канала, сообщенного с полостью охлаждающей рубашки камеры энергетического разделения, диски снабжены перфорацией 3. Недостаток этой вихревой трубы заключается в сложности и громоздкости холодильной головки, масса которой оказывается соизмеримой с массой камеры энергоразделения, ,а при достаточно развитом оребрении превышает последнюю, что нежелатель но при использовании вихревой трубы на грансгтортных и других объектах предъявляющих жесткие требов:ания к массовым и температурно-динамическим характеристикам устройства. Цель изобретения - сокращение времени выхода в установившийся температурный режим, улучшение эксплуатационных характеристик вихревой трубы, повышение технологичности и компактности. Поставленная цель достигается тем, что вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с охлаждающей рубашкой, сопловым вводом и патрубком вывода холодного пбтока, размещенным в холодильной головке, дополнительно содержит бистабильный струйный перекл19чатель, установленныйв патрубке вывода холодного потока, а холодильная головка выполнена в виде сильфона. При этом охлаждающая рубашка может быть выполнена s виде сильфона. На чертеже изображена вихревая труба. Вихревая труба содержит камеру 1 энергетического разделения с охлаждающей рубашкой 2, сопловым вводом 3 и патрубком вывода холодного потока, размещенным в холодильной головке также бистабильный струйный переключатель б, установленный в патрубке вывода холодного потока , а холодильная головка 5 выполнена в виде сильфона. Охлаждающая рубашка 2 также выполнена в виде сильфона. Сильфоны могут быть вы- полнены из латуни или фторопласта, на котором затруднено отложение инея. Бистабильный струйный переключатель петлю Коанда 7 и ветви 8 и 9, введенные в полость 10 сильфона, образующего холодильную-головку 5. Впускной патрубок 11 для подачи сжатого воздуха в сопловый ввод 3 введен в полость этого сильфона через гибкий элемент 12, Выпуск газа из охлаждающей рубашки 2 осуществлен посредством патрубка 13. Устройство работает следующим образом. Высокоскоростной поток газа подводится от источника через патрубок 11 к сопловому вводу 3, Расширяясь, газ приобретает вихревой характер движения и подается в камеру 1 энергети, разделения, где в процессе вихревого энергообмена периферийные слои нагреваются и отдают тепло через оребреин ую стенку камеры воздуху, выходящему из полости 10. Охла(Дившиеся периферийные слои вихря че-: рез патрубок k подводятся к бистабильному струйному переключателю 6 и разветвляясь под воздействием петли Коанда 7, поочередно проходят по вет вям 8 и 9, создавая пульсации в полости 10 холодильной головки 5. Коле бания холодильной головки 5 интенсифицируют процесс теплоотдачи внутри сильфона, особенно, снаружи, между воздухом в холодильной камере и внеш ней поверхностью гофр сильфона. Частично подогревшийся при этом поток из внутренней полости холодильной го ловки 5 устремляется в охлаждаю(цую рубашку 2 камеры 1 энергетического разделения и, омывая ее наружную стенку, снабженную продольными ребра ми, выводится патрубок 13 в окружающую среду. Для усиления колебательных движений сильфонов, ющих холодильную головку 5 и охлажда ющую рубашку 2, используется гибкий элемент 12, охватывающий впускной патрубок 11. Пульсации давления в полости 10. i холодильной головки .5 порождают интенсивные колебания теплопередающих поверхностей холодильной головки 5 и охлаждающей рубашки 2. При этом улучшаются условия теплоотдачи от 004 воздуха, омывающего оребрение каме.ры 1 энергетического разделения, к окружающей среде и от воздуха, контактирующего с охлаждаемым объектом, к холодному потоку в полости 10. В результате вынужденного движения охлажденного потока, омывающего гофры сильфона и охлаждаемый объект, значительно сокращается время выхода на установившийся температурныГ и выравнивается поле температур; |на объекте.Пульсации давления холодного потока, побуждающие названные колебания,сопровождают работу вихревой трубы практически на всех режимах. Использование в схеме бистабильного переключателя позво- ляет увеличить амплитуду колебаний до уровня, достаточного для создания интенсивного движения воздуха на внутренних и наружных поверхностях холодильной головки 5 и охлаждающей рубашки 2. Помимо выше названных областей применения, предлагаемая вихревая труба применима в эпизодически действующих термостатах технологичес.кого назначения. Ускорение выхода в режим при кратковременных включениях термостата позволяет на 20-25 сократить время цикла охлаждения и, следовательно, обеспечить экономию сжатого воздуха.

1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетического раздел ния с охлаждающей рубашкой, сопловым вводом и патрубком вывода холодного потока, размещенным в холодильной головке, отличающаяся тем, что, с целью сокращения периода захолаживания, она дополнительно содержит бистабильный струйный переключатель, установленный в патрубке вывода холодного потока, а холодная головка выполнена в виде сильфона. 2, Труба по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что охлаждающая рубашка также выполнена в виде сильфона.