Испарительное устройство Советский патент 1991 года по МПК F25B39/02 

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к испарительным устройствам, и может быть использовано в установках для лиофильной судки, холодильниках с жидким хладагентом. Низкотемпературных термостатах, льдогенераторах и в другом оборудовании, требующем интенсивного охлаждения.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение производительности.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого испарительного устройства; на фиг. 2 - то же с экраном, нижняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса; на фиг. 3 - то же, с экраном, нижняя часть которого снабжена равновысрким колоколом; на фиг. А - то же с теплоизолированнь1м в нижней части корпусом; на фиг.5 - сечение А-А на.фиг. 4; на фиг. 6 - испарительное устройства с тороидальным корпусом; на фиг. 7 - то же, с двумя экранами; на фиг. 8 - сечение Б-Б на фиг. 7.

Испарительное устройство содержит вертикальный Koprtyc 1, напорный и отсасывающий трубопроводы 2 и лообменная боковая стенка 4 корпуса 1 отделена от внутреннего объема 5 экраном 6 с образованием зазора 7, а внутренний объём 5 связан щелями 8 и 9 с объемом в зазоре 7 в нижней и верхней зонах корпуса 1, при этом выход 10 напорного трубопровода 2 размещен в нижней части, а выход 11 отсасывающего трубопровода 3 - в верхней части корпуса 1. Причем зазор 7 может быть вьтолнен капиллярным, а корпус 1 коническим.

Нижняя часть экрана 6 может быть выполнена в виде усеченного конуса 12, при этом в нижней части корпуса 1 устанавливается стакан 13, в который вводится выход 10 напорного тру- бопровода 2, а между конусом 12 и стаканом 13 размещается отбойная пластина 14 (фиг. 2).

Нижняя часть экрана 6 может быть снабжена разновысоким кольцевым колоколом 15, при этом выход 10 напорного трубопровода 2 вводится под этот колокол (фиг. 3). .

Корпус 1 испарительного устройства может быть снабжен в нижней части теплоизоляцией 16, а зазор 7 разде10

20

25

лен радиальными перегородками 17 на отдельные каналы (фиг. 4 и 5).

Корпус 1 может быть также выполнен тороидальным с образованием внутренней теплообменной стенки 18, при этом экран 6 может быть снабжен в верхней части воронкой 19, установленной с зазором 20 otHocHTe/ibHo стенки 18 (фиг. 6).

Кроме того, в случае вьтолнения корпуса 1 тороидальным внутри него между экраном 6 и стенкой 18 Может быть установлен второй экран 21, ана- 15 логичный первому (фиг. и 8).

Испарительное устройство работает следующим образом.

Жидкий хладон по напорному трубопроводу 2 поступает вместе с дроссельным паром в зазор 7 между боковой стенкой 4 и экраном 6. Контактируя со стенкой 4, хладон кипит за счет теплопритока из охлаждаемой среды. Дроссельный пар и пар, образовавшийся при кипении хладона, поднимаются по зазору 7, увлекая за собой жидкий хладон, который при своем движении постоянно смачивает всю стенку 4 и кипит, увеличивая эффективность 3. Теп- 30 теплообмена за счет теплопередачи не только через часть стенки 4, ограниченной уровнем хладрна в корпусе 1, а независимо от этого уровня по всей стенке. Пузырьки дроссельного пара, способствующие вертикальному перемещению жидкого хладона, являются дополнительными зародышами парообразования, рассеянными по всему объему хладона в зазоре 7, и повышают эф- 40 фективность теплообмена.

Парожидкостная смесь при выходе из зазора 7 через щель 9 разделяется и капли хладона под действием силы тяжести падают, а пар отсасывается через отсасываюпщй трубопровод 3. Кроме того, жидкий хладон во внутреннем объеме 5 корпуса 1, отделенный от поверхности теплопритока экраном 6, не нагревается и холодным поступает через щель 8 в зазор 7,увеличивая разность температур между стенкой 4 и хладоном, а следовательно, и эффективность теплооб-. мена. Капиллярность зазора 7 способствует эффективному подъему хладона в зазоре как .за счет капиллярных сил, так и за счет разности давлений во всасывающем.трубопроводе и в

45

50

55

Парожидкостная смесь при выходе из зазора 7 через щель 9 разделяется и капли хладона под действием силы тяжести падают, а пар отсасывается через отсасываюпщй трубопровод 3. Кроме того, жидкий хладон во внутреннем объеме 5 корпуса 1, отделенный от поверхности теплопритока экраном 6, не нагревается и холодным поступает через щель 8 в зазор 7,увеличивая разность температур между стенкой 4 и хладоном, а следовательно, и эффективность теплооб-. мена. Капиллярность зазора 7 способствует эффективному подъему хладона в зазоре как .за счет капиллярных сил, так и за счет разности давлений во всасывающем.трубопроводе и в

5

0

5

J 1

зазоре на выходе хладона из напорного трубопровода 2 в зазор 7.

Коническая форма стенки 4 корпуса 1 позволяет легко снимать подтаявший конденсат (лед). Этому также споёоб- ствует теплоизоляция 16, с помощью которой может быть .теплоизолировано дно корпуса 1;

Изменения конструкции нижней части экрана 6 (фиг. 2 и 3) способствуют улучшению циркуляции хладона через зазор 7, а его рребрение увелиивает теплоприток из охлаждаемой среды через стенку 4 и улучшает двиение парожидкостной смеси хладона в зазоре, повьш1ая теплообмен. Тороидальная форма корпуса 1 увеличивает эффективную поверхность испарительного устройства.

Формул а изобретения

1. Испарительное устройство, соержащее вертикальный корпус с напорным и отсасывающим трубопроводами для хладагента, в котором с зазоом относительно боковой поверхности установлен экран, причем зазор вклюен в тракт циркуляции хладагента, отличающее ся тем, что, с целью упрощения конструкции и по- вьш1ения производительности, вход отсасывающего трубопровода размещен в верхней части корпуса, а выход на- - порного трубопровода - в его нижней части

.74888Ч

2.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что зазор между экраном и боковой поверхностью корпуса

с выполнен капиллярным.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что нижняя часть экрана вьтолнена в виде усеченного конуса, а в нижней части корпуса вы10 полнен стакан, в который введен выход напорного трубопровода, причем в корпусе между конусом и стаканом установлена отбойная пластина.

4.Устройство по п.1, о т л и ч а- 15 ю ш е е с я тем, что в нижней части

экран снабжен разновысоким кольцевым колоколом, а выход напорного трубопровода введен под этот колокол,

5.Устройство по П.1, о т л и ч а- 20 ю щ е е с я тем, что зазор разделен

радиальными перегородками на отдельные каналы.

6.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что корпус вьшол-

25 нен тороидальным.

7. Устройство по п.6, от л и ч а- ю щ е е с я тем, что экран в верхней части снабжен воронкой.

0 8. Устройство ПОП.6, отлича- ю щ ее с я тем, что внутри корпуса йежду .его внутренней боковой поверхностью и экраном установлен второй экран, аналогичный первому.

9. Устройство по П.1, отличающееся тем, что корпус выполнен коническим.

Изобретение м.б. использовано в установках для лиофильной сушки, холодильниках с жидким хладагентом, низкот-рных термостатах, льдогенераторах. Цель изобретения - упрощение конструкции и повьппение производительности. Для этого вход 11 отсасы- вающего трубопровода 3 размещен в верхней части корпуса 1, а выход 10 напорного трубопровода 2 - в его нижней части. Коническая форма стенки 4 корпуса 1 позволяет легко сниматьп подтаявший лед. Нижняя часть зкрана 6 вьшолнена в виде усеченного конуса и снабжена разновысоким кольцевым колоколом 15. Изменение конструкции нижней части экрана 6 улучшает циркуляцию хладона. Тороидальная форма корпуса 1 увеличивает зффективную поверхность испарительного устройства. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1 9

/в.

z

У/

r-czrn:

i/S.

s

f //

фиг.

//

Ytf

fS

46

ф1/{. 4

VI

- - 1- IS

//

/I4

; s

7

/ fj

A f.

t

Б Б