ВИХРЕВАЯ ТРУБА Советский патент 1974 года по МПК F25B9/02 

Известны вихревые трубы с горячим концом, имеющим сквозные каналы.

Для упрощения конструкции каналы предлагаемой трубы образованы набором параллельно установленных шайб в виде усеченных конусов, соединенных между собой, например, с помощью магистрали с охлаждающей жидкостью, причем П1айбы могут быть выполнены с перфорацией, например из плетеной сетки.

На чертеже схематически изображена описываемая вихревая труба.

Вихревая труба содержит камеру 1 с виуокным каналом 2, сопловым вводом 3 и отверстием диафрагмы 4. Шайбы 5 изготовлены из плетеной сетки, либо из перфорированного листового металла с высокой теплопроводностью (перфорация иа чертеже не показана), и имеют вид усеченных конусов, меньшим своим основанием ориентированных в сторону камеры 1. Зазоры между шайбами 5 образуют каналы 6 отсоса, а зона 7 выхода из пих сообщена каналами 8 и соплом 9 с околоосевой зоной 10 горячего Конца (в неадиабатном варианте), либо выпускным краном 11 сообщена с атмосферой (в адиабатном варианте). Угол при вершине конусов, предпочтительно, около 90- 120°С.

Для охлаждения горячего потока в щелевых каналах 6 шайбы 5 припаяны к магистрали 12

для охлаждающей жидкости. В каналах 8 перед соплом 9 установлен ряд регулирования проходного сечения дроссель 13.

Вихревая труба работает следующим образом.

Высокоскоростной воздушный (газовый) поток из впускного канала 2 через сопловый ввод 3 входит в камеру 1 и приобретает вихревой характер движения в условиях высокой

турбулентности и высокого радиального градиента давлений, что приводит к температурному разделению потока.

Холодные околоосевые слои вихревого потока из камеры 1 выходят через отверстие 4

диафрагмы к охлаждаемому объекту. В полости, образованной сооспыми отверстиями в шайбах 5, энергообмен между осевыми и периферийными слоями вихря продолжается, но температура периферии вихревого потока

здесь не возрастает, так как тепло уносится с потоком, уходящим по щелевым каналам 6. Это уменьшает разность температур между слоями вихря и, соответственно, снижает вредный («обратный) радиальный переток тепла

теплопроводностью и повышает холодопроизводительность.

Поток из щелевых .каналов 6 попадает в зону 7 и в неадиабатном варианте, двигаясь вдоль поверхности шайб 5, охлаждается, отдавая тепло жидкости, циркулирующей в магистрали 12, а затем из зоны 7 по каналам 8 через сопло 9 вводится В околоосевую зону 10. В последнем случае доля «рециркулирующего потока регулируется дросселем 13, а через отверстие диафрагмы 4 к объекту уходит охлажденным весь ноток, подаваемый к каналу 2. В адиабатном варианте (нри отсутствии охлаждающей жидкости в магистрали 12) поток выпускается через кран 11 в атмосферу. По этому варианту шайбы выполняют из плетеной сетки для образования большего числа каналов отсоса.

Предмет H3o6peteHHH

1.Вихревая труба с горячим концом, и.меющим сквозные каналы, отличающая с я тем, что, с целью упрощения конструкции, icaналы образованы набором параллельно установленных шайб в виде усеченных конусов, соединенных между собой, например, с помощью магистрали с охлаждающей жидкостью.

2.Труба по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, шайбы выполнены с перфорацией, например из плетеной сетки.