Вихревая труба Советский патент 1991 года по МПК F25B9/02 

.Д/2/

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к установкам, использующим вихревой эффект разделения газа.

Целью изобретения является повышение экономичности.

На фиг. 1 представлена конструкция вихревой трубы, продольный разрез; на фиг.2 - устройство подвода хладоносителя; на фиг.З - вихревая коническая труба с дополнительными поддоном и трубопроводом подвода хладоносителя, продольный разрез.

Вихревая труба содержит корпус 1 с сопловым вводом 2, диафрагму 3 отвода холодного газа, патрубок 4 отвода горячего газа, камеру 5 энергетического разделения, дроссельный вентиль 6, охлаждающую рубашку 7 на горячем конце 8 трубы, выполненную из пористого материала, и устройство для подачи хладоносителя в виде поддона 9 внутрь пористого материала. Пористая охлаждающая рубашка 7 выполнена за одно целое с корпусом 1 вихревой трубы, последняя снабжена дополнительным кожухом 10 и имеет на наружной повер- хности 11 рубашки 7 спирально закрученные выступы 12, выполненные из пористого материала, того же, что и остальная часть рубашки 7, и образующие совместно с кожухом 10 каналы 13 для отвода части горячего газа, связанные с выходным патрубком 14. Устройство подачи хладоносителя выполнено в виде поддона 9, закрепленного на горячем конце 8 вихревой трубы, установленной вертикально, и снабженного трубопроводом 15 подвода хладоносителя. Кроме того, корпус 1 вихревой трубы совместной пористой охлаждающей рубашкой 7 и дополнительным кожухом 10 может быть выполнен коническим и сужающимся в направлении от горячего конца 8 к диафрагме 3 и снабжен по крайней мере одним дополнительным поддоном 16 и трубопроводом 17 подвода хладоносителя, размещенным в кожухе 10 трубы между горячим ее концом 8 и диафрагмой 3. Поддоны 9 и 16, а также подводящие трубопроводы 15 и 17 могут быть выполнены с теплоизолирующим слоем 18.

Вихревая труба работает следующим образом.

При подаче газа (воздуха) через сопловой ввод 2 в камеру 5 энергетического разделения происходит разделение газового потока на горячую и холодную составляющие. Осевая (холодная) часть разделенного потока выходит через диафрагму 3, периферийная (горячая) часть, обладающая высокой температурой, давлением и турбулентностью, энергично отдает тепло горячему концу 8 трубы,

охлаждаемого хладоносителем, поступающего под действием осмотических сил из поддона 9 в охлаждающую пористую рубашку 7, После этого основная часть горячего

потока газа, минуя дроссельный вентиль 6, поступает в патрубок 4 отвода горячего газа, а часть горячего потока газа направляется в спирально закрученные каналы 13 и через патрубок 14 выбрасывается в атмосферу.

0 Охлаждение горячего конца 8 трубы осуществляется за счет контакта горячего газа с увлажненной под действием осмотических сил пористой рубашкой 7 и одновременного охлаждения за счет испарения части влаги

5 из этой рубашки 7, т.е. использования косвенно-испарительного охлаждения горячего конца 8 трубы. Одновременно используется также и энергия периферийной части горячего воздуха камеры знерге0 тического разделения, в результате контакта периферийной части потока газа через тонкостенный корпус 1 сувлажненной рубашкой 7 происходит испарение части жидкости, находящейся в контакте с корпу5 сом 1, что увеличивает эффективную площадь контакта и испарения и, соответственно, повышения эффективности охлаждения горячего конца 8 трубы.

По мере расходования хладоносителя

0 происходит пополнение влаги за счет подвода ее по трубопроводу 15 в поддон 9.

При выполнении вихревой трубы конической формы снижаются гидравлические потери при прохождении части потока горя5 чего газа по спирально закрученным каналам, что повышает эффективность охлаждения и экономичность работы. При этом для поддержания уровня осмотических сил в охлаждающей пористой рубашке 7 в

0 кожухе 10 может быть установлен по крайней мере один дополнительный поддон 16, снабженный трубопроводом 17 хладоносителя. Жидкость, поступающая из дополнительного поддона 16, позволяет поддержать

5 высоту осмотического столба жидкости, равной всей длине охлаждающей рубашки 7. Как и в случае с трубой постоянного сечения, часть потока горячего газа вместе с парами жидкости, поступающая из спираль0 но закрученных каналов 13, выбрасывается чеоез выходной патрубок 14 в атмосферу.

Для предотвращения предварительного подогрева жидкости, которой смачивается пористая рубашка 7, и повышения

5 эффективности охлаждения, поддоны 9 и 16 и подводящие трубопроводы 15 и 17 выполняются с теплоизолированным слоем. Формула изобретения 1. Вихревая труба, содержащая корпус с сопловым вводом, диафрагму отвода холодного газа, патрубок отвода горячего газа, камеру энергетического разделения, дроссельный вентиль, охлаждающую рубашку на горячем конце трубы, выполненную из пористого материала, и устройство для подачи хладоносителя внутрь пористого материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, пористая охлаждающая рубашка выполнена заодно с корпусом вихревой трубы, последняя снабжена дополнительным кожухом и имеет на наружной поверхности рубашки спирально закрученные выступы,выполненные из пористого материала и образующие совместно с кожухом каналы для отвода части горячего газа, а устройство подачи хладоносителя выполнено в виде поддона, закреп0

5

ленного на горячем конце трубы, которая установлена вертикально.

2.Труба по п.1,отл ича юща я с я тем, что корпус вихревой трубы совместно с пористой охлаждающей рубашкой и дополнительным кожухом выполнен коническим, сужающимся в направлении от ее горячего конца к диафрагме, и снабжен по крайней мере одним дополнительным поддоном с трубопроводом подвода хладоносителя, размещенным в дополнительном кожухе между ее горячим концом и диафрагмой.

3.Труба по пп,1 и 2, отличающая- с я тем, что поддоны и трубопроводы подвода хладоносителя выполнены теплоизолированными.

15(17)

.Х Л Jfr цУ Si

; S3SS255&332

фиг.2

/4.

/0

16