Холодильная машина Советский патент 1992 года по МПК F25B1/00 

Изобретение относится к холодильной технике.

Известна холодильная машина, содержащая контур циркуляции холодильного агента с последовательно-установленными на нем компрессором, конденсатором, дросселями (или детандером) и испарителем.

К недостаткам данной машины относится высокая стоимость, обусловленная необходимостью изготовления высокоточных элементов проточной части компрессора и детандера, а также невысокая холодопроиз- водительность из-за необратимой потери механической энергии рабочего тела при осуществлении процессу адиабатического дросселирования газа.

Наиболее близкой к предложенной является холодильная машина, включающая жидкометаллический и парожидкостный с испарителем контуры, на общем участке которых установлены блок формирования пу- зырьковой структуры потока, МГД (магнитогидродинамические) насосы первой и второй ступени, сепаратор и МГД-ге- нератор, электрически соединенный с МГД- насосом второй ступени, причем на парожидкостном контуре перед испарителем установлены дроссель и конденсатор.

К недостаткам этой машины относится низкая холодопроизводительность, обусловленная преобразованием части потенциальной энергии хладагента в дросселе в теплоту, которая воспринимается самим хладагентом, что и ведет к снижению интегрального дроссельного эффекта.

Целью изобретения является повышение холодопроизводительности машины.

Цель достигается тем, что в известной холодильной машине, включающей жидко- металлический и парожидкостный с испарителем контуры циркуляции, на общем участке которых установлены блок формирования пузырьковой структуры потока, МГД-насосы первой и второй ступени, сепаратор и МГД-генератор, электрически соединенный с МГД-насосом второй ступени, на общем для обоих контуров участке за

(Л

t

Х4 XI 00

Ь

сл ю

МГД-насосом второй ступени последовательно установлены теплообменник, МГД- сенератор и сепаратор, при этом на жидкометаллическом контуре дополнительно установлена холодильная камера, при этом МГД-генератор заполнен пористым электропроводным материалом

На чертеже показана принципиальная схема предложенной машины для получения холода.

Машина содержит два контура циркуляции: жидкометаллический (эвтектика галлий-индий) контур 1, контур 2 хладагента, например аммиак. На общем для обоих контуров участке 3 последовательно установле- ны блок 4 формирования поршневой структуры потока, магнитогидродинамиче- ский (далее МГД) насос 5 первой ступени, МГД-насос 6 второй ступени, теплообменник 7 для охлаждения сжатой смеси до температуры окружающей среды, вертикально установленный МГД-генератор 8, заполненный пористым материалом с электропроводными свойствами, например, титановая губка, гравитационный сепаратор 9.

На контуре 1 циркуляции жидкого металла за сепаратором 9 установлена холодильная камера 10, а на контуре 2 циркуляции после сепаратора 9 по ходу течения хладагента установлены дроссель 11 и испаритель 12.

Установка дросселя предусматривается лишь при условии избыточности давления хладагента на выходе из сепаратора и необходимости его доохлаждения. Если же режим работы МГД-генератора таков, что давление двухфазного потока полностью срабатывает в МГД-генераторе, то необходимости в установке дросселя 11 нет - в этом случае хладагент непосредственно направляется вмспаритель 12. Вырабатываемый МГД-генератором ток направляется на питание МГД-насоса второй ступени, МГД- насос 1 ступени потребляет мощность от внешнего источника 13. На входе в блок 4 формирования на обоих контурах установлены регулировочные дроссели 14 и 15 заданного перепада давлений в потоках.

Машина для получения холода работает следующим образом.

В исходном состоянии система заполнена жидким металлом и хладагентом при закрытых клапанах 14 и 15. После, включения МГД-насоса 5 первой ступени дроссели

14 и 15 настраивают определенные расходы металла и хладагента. В блоке 4 формирования образуется пузырьковая смесь, которая подается в МГД-насос 5 и МГД-насос 6. В

М ГД-насосах давление в смеси повышается и она нагревается. Далее смесь подается в теплообменник 7, где ее температура понижается до температуры окружающей среды. Охлажденная смесь жидкого металла хладагента, обладающая высоким давлением, подается в нижнюю часть пористого вертикального МГД-генератора 8. Здесь осуществляется расширение хладагента с совершением внешней работы, а также регенерация энергетической энергии из механической энергии тока жидкого металла. В результате этого процесса происходит охлаждение хладагента и жидкого металла. Вырабатываемая электрическая энергия

МГД-генератора через блок трансформации (не показанный на чертеже) направляется на питание МГД-насоса II ступени, а смесь поступает в сепаратор 9, где происходит отделение хладагента от жидкого металла.

Жидкий металл направляется в контур 1 к холодильной камере 10, а хладагент по контуру 2 - к испарителю 12. В холодильной камере 10 и испарителе 12 происходит отбор теплоты от охлажденных тел, после чего

оба потека вновь направляются к блоку 4 формирования и цикл таким образом замыкается.

35

Формула изобретения

Холодильная машина, содержащая жидкометаллический и парожидкостный с испарителем циркуляционные контуры, в объединительную линию которых включены

блок формирования пузырьковой структуры потока, сепаратор, МГД-насосы первой и второй ступеней, МГД-генератор, электрически связанный с МГД-насосом второй ступени, отличающаяся тем, что, с целью

повышения холодопроизводительности, машина дополнительно соде.ржит теплообменник, который включен в объединительную линию за МГД-насосом второй ступени, и холодильную камеру, включенную в жидкометаллический контур перед блоком формирования пузырьковой структуры потока, при этом МГД-генератор заполнен пористым электропроводным материалом и установлен между сепаратором и теплообменником.

Использование: в холодильной промышленности. Сущность изобретения: холодильная машина дополнительно содержит теплообменник, который включен в объединительную линию за МГД-насосом во второй ступени, и холодильную камеру, включенную в жидкометаллический контур через блоки оформления, при этом МГД-ге- нератор заполнен пористым электропроводным материалом и установлен между сепаратором и теплообменником. 1 ил.