Низкотемпературный охладитель Советский патент 1986 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильной технике, более конкретно к вихревым устройствам, работающим в режиме максимальной температурной эффективности.

Цель изобретения - повышение хо- .лодопроизводительности и расширение области применения путем попеременной работы труб в режим е самовакуумирования.

На чертеже схематически показан предлагаемый охладитель.

Охладитель содержит две вихревые трубы 1 и 2, расположенные симметрично относительно сопловых вводов 3 и 4. Трубы имеют диффузоры 5 и 6, расположенные на противоположных концах, и центральный теплопроводный стержень 7, проходящий по оси обеих труб, стенки 8 и 9 диффузоров 5 и 6 жестко соединены со стержнем 7, установленным с возможностью продольного перемещения, а сопловые вводы 3 и 4 труб расположены параллельно с образованием общей междиафрагменной камеры 10, снабженной клапаном 11, укрепленным на стержне 7, и имеющей на выходе регенератор 12. К торцу стержня 7 с внешней стороны диффузора 5 трубы 1 дополнительно прикреплен сильфон 13, заполненный агентом, имеющим температуру кипения выше температуры околоосевых слоев вихря этой трубы при закрытом клапане 11 и ниже этой температуры при открытом. Перед вводом 3 предусмотрен вентиль 14, а для вывода холодного потока выполнены диафрагмы 15 и 16.

Охладитель работает следующим образом.

В пусковой период при закрытом вентиле 14 высокоскоростной поток расщиряюще- гося газа подводится к сопловому вводу 4 вихревой трубы 2, которая работает в относительно экономичном режиме и обеспечивает при доле холодного потока 20-30% понижение температуры газа с коэффициентом энергетической эффективности 60-65%. В этот период вихревая труба 1 с сопловым вводом 3 отключена, агент в сильфоне 13 находится в газообразном состоянии и вследствие повышенного давления в его полости теплопроводный стержень 7 прижимает клапан 11

Составитель Ю. Мартынчик

Техред И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 483Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

к диафрагме 15. После снятия основной тепловой нагрузки от охлаждаемого объекта и при необходимости получения более низких температур по холодному потоку ( 65%) вентиль 14 открывают и вих- ревая труба 1 начинает работать в режиме самовакуумирования, т. е. весь поток газа, подводимый в эту вихревую трубу через сопловой ввод 3, выходит через диффузор 5. При этом теплопроводный

0 стержень 7 постепенно охлаждается. В этот момент вихревая труба 2 продолжает работать с выпуском холодного потока, который истекает через диафрагму 16, открытый клапан 11 и регенератор 12. Горячий поток выходит в атмосферу (зону

5 сброса) через диффузор 6 с подвижной стенкой 9. При охлаждении теплопроводного стержня 7 ниже температуры холодного потока вихревой трубы 2 происходит конденсация агента в сильфоне 13.

Q При достижении силы давления на стержень 7 со стороны сокращающегося сильфо- на 13 выше силы давления на клапан 11 происходит резкое перемещение стержня 7 в сторону вихревой трубы 2. При этом клапан 11 прижимается к диафрагме 16

5 и открывает выпуск потока через диафрагму 15 в регенератор 12. Одновременно при перемещении подвижных стенок 8 и 9 диффузоров 5 и 6 происходит увеличение зазора диффузора 6 и умень- щение зазора диффузора 5, необходимые для

0 обеспечения оптимального режима работы вихревой трубы 2 в режиме самовакуумирования, а вихревой трубы I - с выпуском холодного потока. При работе вихревой трубы 1 холодный поток дополнительно переохлаждается при интенсив ном теплообмене с теплопроводным стержнем 7. Одновременно происходит снижение температуры участка стержня 7, расположенного в центре самовакуумирующейся вихревой трубы 2. Повышение температуры

0 теплопроводного стержня 7 приводит к вскипанию агента в сильфоне 13 и переключению режимов работы вихревых труб. При этом вихревая труба 1 переводится в режим самовакуумирования, а вихревая труба 2 работает с выпуском холодного потока.