Расширительное устройство для получения холода Советский патент 1984 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной : :aiMKi. а именно к холодопроизводящим ;ти;),иствам холодильных и криогенных усiiliOBOK. I-liBccTHo расширительное устройство ,; ; ().|учения холода, содержащее камеру 1; ф;;рме эллипсоида с выпускными окнами рмпийрепного газа и размещенные в фокугах нреобразователи, один из которых выполнен газоструйно-механоакустического типа и подключен к трубопроводу сжатого газа, а другой - акустикоэлектрического типа 1. Недостатками такого устройства являются его низкая экономичность вследствие невысокого КПД второго преобразователя, что приводит к необратимой потери части излучаемой газоструйно-механоакустическим преобразователем акустической энергии. Кроме того, следует отметить сложность конструкции второго преобразователя, представляющего собой акустикоэлектрический преобр-лзователь. Цель изобретения - повыщение экономичности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в расширительном устройстве для получения холода второй преобразователь выполнен в виде теплопроводного элемента со стержнем, имеющим тепловой контакт с внешне средой. Теплопроводный элемент со стержнем выполнен полым. Теплопроводный элемент со стержнем выполнен в виде тепловой трубки, которая имеет контакт с внещней средой через конденсационную зону. На фиг. 1 изображена схема расширительного устройства для получения холода; фиг. 2 - вариант выполнения теплопроводно1о элемента со стержнем; на фиг. 3 - вариант выполнения теплопроводного элемента в виде тепловой трубки. Расширительное устройство для получения холода содержит камеру 1, выполненную в форме эллипсоида, с выпускными окнами 2 расширенного газа. В фокусах камеры 1 расположены преобразователи. Один преобразователь представляет собой газоструйно-механоакустический преобразователь 3, подключенный к трубопроводу 4 сжатого газа, а другой выполнен в виде теплопроводного элемента 5 со стержнем 6, имеющим контакт с внешней средой. Для лучшего контакта с внешней средой стержень б имеет развитую поверхность 7, а его часть внутри камеры 1 снабжена теплоизоляцией 8. Теплопроводный элемент 5 выполнен сферическим из пористой меди с диаметром, равным диаметру фокального пятна камеры 1. Стержень 6 выполнен из меди или из другого материала с высокой теплопроводностью в области низких температур. Теплопроводный элемент 5 со стержнем 6 выполнены полыми для принудительной циркуляции по ним теплопроводящей среды. Кроме того, теплопроводный элемент 5 со стержнем 6 выполнены в виде тепловой трубки, имеющей контакт с внещней средой через конденсаторную зону. Устройство работает следующим образом. При расширении сжатого газа в газоструйно-механоакустическом преобразователе 3 часть энергии газового потока преобразуется в энергию акустических колебаний, которые, отражаясь от стенок камеры 1, фокусируются на поверхности теплопроводного элемента 5, поглощается им и с КПД, близким к единице, переходит в теплоту, нагревая при этом его до температуры значительно более высокой, чем температура газа в камере 1 и температура внещней среды. От теплопроводного элемента 5 по стержню 6 образовавшаяся в нем теплота передается внешней среде, обусловливая таким образом, понижение температуры газа в камере 1, так как выводимая из устройства тепловая энергия является по отношению к расширенному газу внешней работой. Охладившийся газ отводится из камеры 1 через выпускные окна 2 и направляется к потребителю холода. Использование предлагаемого устройства позволяет приблизить КПД второго преобразователя устройства к единице, что приводит к повышению его адиабатического КПД до 10-6%. Применение этого расщирительного устройства на последних ступенях охлаждения в гелиевых и водородных криогенных системах повышает их экономичность при сохранении высокой надежности работы.

1. РАСШИРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА, содержащее камеру в форме эллипсоида с выпускными окнами расширенного газа и размещенные в фокусах преобразователи, один из которых выполнен газоструино-механоакустического типа и подключен к трубопроводу сжатого газа, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности, второй преобразователь выполнен в виде теплопроводного элемента со стержнем, имеющим тепловой контакт с внешней средой. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что теплопроводный элемент со стержнем выполнен польш. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что теплопроводный элемент со стержнем выполнен в виде тепловой трубки, которая имеет контакт с внешней средой через конденсационную зону.