Вихревой энергоразделитель Советский патент 1992 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к холодильным установкам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется захолаживание.

Известен вихревой энергоразделитель, содержащий сопловой ввод-завихритель, камеру энергоразделения, дроссель и диафрагму с центральным отверстием. Такое исполнение вихревого энергоразделителя для холодильных машин имеет недостаток - низкую термодинамическую эффективность, связанную с недостаточно .полным использованием характерных особенностей термогазодинамических процессов, протекающих в камере энергетического разделения. Недостаточное полное использование начальной энтальпии сжатого хладагента приводит к снижению КПД преобразования энергии.

Наиболее близким из известных является вихревой энергоразделитель, содержащий сребренный корпус, снабженный сопловым вводом и патрубком вывода холодного потока, камеру энергетического разделения, установленную в корпусе с кольцевым зазором вставку, имеющую внутри канал в форме усеченного конуса с дросселирующим отверстием в меньшем основании, обращенном в сторону патрубка вывода холодного потока, и с большим основанием, соединенным посредством щелевого переходника с кольцевым зазором.

-ч vj со

4 О

to

Этот энергораэделитель имеет недостаточную термодинамическую эффективность из-за падения интенсивности закрутки потока под воздействием диссипативных моментов, невозможности сепарации жидкой фракции от газообразной и раздельного отвода из энергоразделителя жидкой и газообразной фаз, отсутствия устройства переохлаждения отсепарированной жидкой фазы.

Цель достигается тем, что оребрение корпуса выполнено двухсторонним и винтовым, а наружная поверхность вставки выполнена в виде усеченного конуса, аналогично форме внутреннего канала с образованием в зазоре камеры энергетического разделения, при этом конец конусной вставки с дроссельным отверстием установлен по оси патрубка с кольцевым зазором. Патрубок вывода холодного потока выполнен расширяющимся, а конец конусной вставки с дроссельным отверстием снабжен сужающимся насадком, служащим активным соплом эжектора. Наружная поверхность вставки выполнена сребренной.

На фиг.1 изображен вихревой энергоразделитель,1 на фиг.2 -разрез А-Ана фиг.1.

Энергоразделитель содержит сребренный корпус 1, ребра которого выполнены двусторонними и винтовыми, к одной из торцовых поверхностей которого прикреплена крышка 2 со штуцером подвода хладагента. На втором торце крышки 2 прикреплен патрубок вывода холодного потока 3. В корпусе выполнены сопловые вводы 4, через которые происходит подача лладагентз в полость 5 камеры энергетического разделения 6, образованной наружной поверхностью вставки 7, внутри которой имеет канал. Причем наружная поверхность вставки и канал имеют аналогичную форму усеченного конуса Меньшее основание обращено в сторону патрубка вывода холодного потока 3 и установлено по оси указанного патрубка с зазором 8 и в нем выполнено дросселирующее отверстие 9. Большее основание вставки 7 соединено посредством щелевого проходника 10 с кольцевым зазором 11.

Патрубок вывода холодного потока 3 выполнен расширяющимся, а конец конусной вставки 7 с дроссельным отверстием 9 снабжен сужающимся насадком 12, служащим активным соплом эжектора. Зазор 8 образует пассивное сопло эжектора. При этом полость 13 играет роль камеры смешения эжектора. На наружной поверхности вставки 7 выполнены ребра 14. Камера энергетического разделения 6 помещена в рубашлу 15, к торцу которой прикреплен

штуцер 16 подвода охладителя. В корпусе 17 выполнен штуцер 18 для выпуска охлаждающей жидкости.

Вихревой энергоразделитель работает

следующим образом.

Предварительно охлажденный после компрессора в теплообменнике хладагент поступает к сопловому вводу 4, проходя через которое он вначале расширяется без

совершения работы при постоянной энтальпии, ускоряется и поступает в полость 5 камеры энергетического разделения 6 в виде интенсивно закрученного вихревого потока. В полости 5 камеры энергоразделения 6 образуется зона интенсивной циркуляции. 8 периферийной области которой осевое движение масс хладагента идет в противоположном от соплового ввода направлении. В конце камеры энергоразделения поток разворачивается и в приосевой области перемещается уже в обратном направлении, образуя интенсивно вращающийся торовый зихрь. Между хладагентом, расположенным в периферийной и приосевой областях, происходит интенсивный энергомассообмен. В процессе энергообмена температура масс хладагента, дислоцированных на периферии, возрастает, а у расположенных в приосевой

области существенно понижается. Образующийся конденсат за счет центробежных сил отбрасывается на периферию и по винтовым каналам перемещается в направлении от соплового ввода к щелевому

переходнику 11. Часть периферийного потока в виде конденсата отбирается через щелевой переходник 11 и подводится через внутренний канал поверхности 7 к сужающемуся насадку 12, служащему активным

соплом эжектора. Пройдя сужающийся насадок 12 и дроссельное отверстие 9, хладагент истекает в виде ускоренного потока, эжектирующего оставшийся хладагент, из полости 5 камеры энергоразделения 6. В

результате давление в полости 5 понижается, растет радиальный градиент давления, повышаются эффекты энергоразделения и растет термодинамическая эффективность вихревого энергоразделителя.

Охлаждение подогретой периферийной части хладагента осуществляется охладителем, протекающим через штуцер 16 по кольцевому каналу, образованному рубашкой 15 и сребренным корпусом 1 с двухсторонними

винтовыми ребрами, и выводится через штуцер 17.

Формула изобретения 1. Вихревой энергоразделитель, преимущественно для холодильной машины,

содержащий снабженный сопловым вводом и патрубком вывода холодного потока сребренный корпус с камерой энергетического разделения, в котором с кольцевым зазором размещена вставка, имеющая внутри канал в форме усеченного конуса с дроссельным отверстием в меньшем основании, обращенным в сторону патрубка вывода холодного потока, и с большим основанием, соединенным посредством щелевого переходника с кольцевым зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при работе на пару с использованием водяного охлаждения корпуса, оребрение последнего выполнено двухсторонним и винтовым, а наружная поверхность вставки выполнена в

0

5

форме усеченного конуса, аналогично форме внутреннего канала с образованием в кольцевом зазоре между корпусом и вставкой камеры энергетического разделения, при этом конец конусной вставки с дроссельным отверстием установлен по оси патрубка вывода холодного потока.

2.Энергоразделитель по п. 1,отличающий с я тем, что патрубок вывода холодного потока выполнен расширяющимся, а конец конусной вставки с дроссельным отверстием снабжен сужающимся насадком, служащим активным соплом эжектора.

3.Энергоразделитель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что наружная поверхность вставки выполнена оребренной.

Использование: холодильные установки, применяемые в различных отраслях про- мышленности, там, где требуется захолаживание при работе на паре. Сущность изобретения: корпус энергоразделителя выполнен с двусторонним и винтовым оребрением, к одной из торцовых поверхностей корпуса прикреплена крышка со штуцером подвода хладагента. На втс ром торце крышки прикреплен патрубок вывода холодного потока. В корпусе выполнены сопловые вводы, через которые происходит подача хдадагента в полость камеры энергетического разделения, образованной наружной поверхностью вставки, внутри которой имеется канал, имеющей форму усеченного конуса, аналогичную наружной поверхности вставки. Меньшее основание обращено в сторону патрубка вы вода холодного потока и установлено по оси указанного патрубка с зазором и в нем выполнено дроссельное отверстие. Большее основание вставки соединено посредством щелевого переходника с кольцевым зазором. Патрубок вывода холодного потока выполнен расширяющимся, а конец конусной вставки с дроссельным отверстием снабжен сужающимся насадком, служащим активным соплом эжектора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

10

охладитель

iAл/ а

18

охладитель

хладоэгент 2 3

Фиг./

b-i