СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА Советский патент 1970 года по МПК F25B23/00 

Изобретение относится к области получения холода для различных технических нужд и научных целей.

Известны безмашинные способы получения потока холодного газа в холодильных устройствах, характеризующиеся отсутствием движущихся частей, основанные на использовании эффекта Ранка. Сущность этого эффекта заключается в расслоении при вращении однородного по теплосодержанию газового потока на потоки с разным теплосодержанием, больше и меньше исходного. В соответствии с этим описанный в литературе (например, в книге М. Г. Дубинского «Воздушные и газовые турбохолодильные машины, .Знание, 1968 г.) и применяемый на практике в вихревых холодильных устройствах способ, использующий эффект Ранка, заключает в себе тангенциальную подачу рабочего тела в камеру разделения.

Подача рабочего тела по указанному способу Осуществляется по оси, скрещивающейся с осью камеры разделения, что приводит к увеличенным габаритам устройств, необходимых для реализации этого способа.

Предлагаемый способ разделения рабочего тела на холодный и .нагретый характеризуется расположением высоконапорного сопла параллельно-оси камеры разделения, что существенно уменьшает габариты и улучшает общую

компоновку устройства, необходимого для реализации данного способа.

Таким образом, новым в этом способе в отличие от способа, реализуемого в вихревой трубке, является прямоосный подвод высоконапорного рабочего тела в камеру разделения. На чертеже изображена схема получения холодного воздуха по предлагаемому способу. Эффект разделения потока в этом случае

достигается подводом исходного рабочего тела в направлении, параллельном оси камеры сА ешения, а выход холодной А и нагретой Б струй происходит через отверстия в торцовых стенках камеры разделения, т. е. также в направлении, параллельном оси камеры.

Образующиеся в трубке один или несколько вихрей, показанных на чертеже, постоянно вращаются протекающим охлаждающим потоком и могут быть уподоблены рабочему -колесу турбины трения, отнимающему от протекающего потока энергию, вследствие чего понижается температура в струе холодного воздуха. Отобранная энергия выделяется, в частности, в виде тепла, существенно нагревающего конец ка.меры разделения, противополол ;ный месту подвода исходного рабочего тепла. Это тепло непосредственно использоваться для целей нагревания и может частично перет. е. температура нагретого потока зависит от относительных размеров отверстия холодного потока. В частном случае, когда отверстие холодного потока равно нулю, указанный эффект проявляется в виде нагрева конца камеры разделения п охлаждения нагретого потока по тем же описанным выше причинам.

Опыты подтвердили предположение, что эффект разделения потоков, т. е. холодильный эффект зависит от соотношения диаметров отверстий подвода и отвода рабочего тела, формы и длины камеры разделения и расположения отверстия для выхода холодного воздуха относительно оси камеры разделения.

Предмет изобретения

Способ охлаждения газа путем разделения высокопапорного газового потока в камере на потоки с различным теплосодержанием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов камеры, высоконапорный газ вводят з камеру через соосное с .ней сопло, отводят холодный газ через отверстие в выходной части камеры, а нагретый газ - в противоположном направлении.