Вихревая труба Советский патент 1984 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодиль ной технике, а более конкретно к ви ревым трубам, и может быть использо вано для охлаждения различных объек тов . Известны вихревые трубы, содержа щие сопловой ввод, диафрагму для вы вода холодного потока и камеру энер гетического разделения с дроссельны вентилем, в стенке которой выполнены цилиндрические отверстия, сообщенные с полостью камеры энергетиче кого разделения 1. Однако данные трубы имеют низкий адиабатный КПД. Наиболее близка к предлагаемой вихревая труба, содержащая сопловой ввод, сообщенный с камерой энергети ческого разделения, имеющей продоль ные выпускные каналы, расположённые равномерно по ее периферии.. Канальа выполнены по всей длине камеры энер горазределения и имеют выход в Ьбщу |Камеру- сборнйк подогретого газа, ;снабженный отдельным дроссельным i вен тилем L. 1. Однако такая труба не позволяет полностью использовать энергию горя чего потока, особенно на больших до лях холодного потока, так как форма периферийных каналов не учитывает изменение термогазодинамических параметров газа по длине камеры энергоразделения. Целью изобретения,является повышение адиабатного КПД вихревой трубы. . -. Поставленная цель достигается. тем, что в вихревой трубе, содержащей сопловой ввод, сообщенный с ка1мерой энергетического разделения, имеющей по периферии равномерно, расположенные продольные выпускные каналы, и дроссельный вентиль, каналы выполнены с диаметром, уменьшающимся в направлении дроссельного вентиля, и расположены от соплового ввода на расстоянии не менее 1,5 диаметров камеры энергетического разделения, причем внутри каналов, перпен дикулярно оси камеры установлены непроницаемые поперечные перегородки. На фиг.1 схематически показана предлагаемая вихревая труба, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Вихревая труба содержит сопловой тангенциальный ввод 1, диафрагму 2 для выпуска охлажденного газа через отверстие 3. К сопловому вводу 1 прикреплена камера 4 энергетического разделения с дроссельным вентилем 5. В стенке камеры 4 после гладкого участка длиной не менее 1,5 диаметров камеры 4, считая от соплового ввода 1, выполнены периферийные выпускные каналы 6, соединяющиеся с камерой 4 энергетического разделения продольными щелями 7. В каналах б установлены непроницаемые разделительные шайбы 8 (перегородки). Диаметр каналов 6 уменьшается в направлении к вентилю 5. Вихревая труба работает следующим образом. Поток газа, вытекая из тангенциального соплового ввода 1 в камеру 4 энергетического разделения, приобретает вращательное движение. Охлажденные приосевые слои газа выводятся через отверстие 3 диафрагмы 2 к объекту охлаждения, а периферийные подогретые слои газа вытекают через дроссельный вентиль 5 в атмосферу . Часть подогретого газа через- tues ли 7 попадает в каналы 6, где также устанавливается вращательное движение, поддерживаемое энергией основного потока газа, что ведет к дополнительному росту температуры периферийных слоев и, как следствие, к более глубокому охлаждению осевых слоев газа. Разделительные шайбы 8, установленные в каналах 6, диаметр которых изменяется по их длине, и гладкий начальный участок камеры 4 способствуют интенсификации вихревого эффекта, особенно на больших долях холодного потока. По сравнению с известными предлагаемая вихревая труба имеет следующие преимущества: периферийные каналы позволяют увеличить внутреннюю поверхность камеры .без значительного увеличения гидросопротивления, при этом улучшается тепломассообмен в результате возникновения акустических колебаний; наличие начального гладкого участка у камеры--энергетического разделения, периферийных каналов, по длине которых диаметр уменьшается, и разделительных шайб интенсифицирует вих- ревой эффект, особенно на больших долях холодного потока. Перечисленные преимущества позволят повысить адиабатный КПД на 3-4% на долях холодного потока 0,6-0,8 при степени расширения равной 4.

ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая сопловой ввод, сообщенный с камерой энергетического разделения, имеющей по периферии равномерно расположенные продольные выпускные каналы, и дроссельный вентиль, отличающаяся тем, что, с целью повышения адиабатного КПД, каналы выполнены с диаметром, уменьшающимся в направлении дроссельного вентиля, и расположены от соплово.го ввода на расстоянии не менее 1,5 диаметров камеры энергетического разделения, причем внутри каналов перпендикулярно оси камеры установлены непроницаемые поперечные перегородки. (Л ю ел Р1 А