Холодильно-газовая установка Советский патент 1974 года по МПК F25B9/00 

1

Изобретение относится ж криагениой технике.

Изиестны холодильно-газовые установки для получения низких температур, содержащие поршневую машину для сжатия и расширения газа и подключенную .к ней пульсациоиную трубку с регенератором и рефрижератором для пре|Д1варительно;го охлаждения газа.

Такие машины потребляют .механическую работу. Это делает затруднительньгм их тримеяение в условиях, при .которых потребление механической работы холодильно-газовой установкой нежелательно, и в то же время имеются источники тапла достаточной мощности.

Целью изобретения я вляется шовышение 9 КонОМич;Ности установки.

Это достигается тем, что к теплому концу регенератора иодсоединан контур с холодильником, дополнительной пульсационной трубкой и нагревателем для использования тепловой энергии.

На чертеже показана схема описываемой установки.

Установка соде|ржит поршневую машину 1 для сжатия и расширения газа и последователыно подключенные к ней кон1це1вой холодильник 2, регенератор 3, рефрижератор 4, пульсационную трубку 5 и холодильник 6 нульсационной трубки 6. К теплому концу регенератора 3 подсоединен контур с холодильником 7, дополнительной .пульсациониой трубкой i8 и нагревателем -9.

Внутренние полости всех элементов установки сообщаются и заполнены газообразным рабочим телом, например те л и ем.

Холодильники 2, 6, 7 охлаждаются водой, воздуихом или какой-либо криогенной жидкостью. Рефрижератор 4 термически взаимодействует с охлаждаемым телом, а нагреватель 9 - с источником тепла, температура которого выше охлаждающей среды. При работе машины 1 поршень ilO .совершает колебательные движения, создавая в систелте периодические пульсации давления и нестационарные газовые потоки.

Параметры пульсационной трубки 5 подбирают такими, чтобы передняя температура газа, поступающего из трубки 5 в холодильник 6 при повышении давления, была выше средней температуры газа, поступающего из холодильника 6 в трубку 5 при понижении давления. При выполнении этого условия и достаточной эффективности регенератора 3 рефрижератор 4 отнимает тепло у охлаждаемого тела, его температура понижается, и установка генерирует холод. При этом работа расширения газа в Машине 1 меньше работы сжатия, и машина потребляет механическую энергию.

Па-раметры дополнительной лульсационной трубки i8 выбирают такими, чтобы средняя тбМпература газа, поступающего из трубки 8 в нагреватель 9 при повышении давления, была ниже, чем средняя темтература газа, поступающего из наюревателя 9 в пульсационную трубку 8 при понижении давления. При этих условиях к тазу в нагревателе 9 подводится тепло, и средняя температура газа в трубке 8 при повышении давления ниже средней температуры газа в трубке 8 в процессе понижения давления. Это приводит к увеличению работы расширения и уменьшает работу сжатия .газа в поршневой .машине 1.

Если .газовые Объемы дополнительной пульса1ционной трубки 8 и нагревателя 9 достаточно велики, то ра.бота расширения может стать равной .или даже превысить работу сжатия. При этом ycTaiHOBixa не потребляет механическую работу, а становится теплоиспользующей, а суммарное .количество тепла, отдаваемое холодильником 6, 2, 7, равно холодопроизводительности устаноики и тепловой мощности, потребляемой .нагревателем 9.

Пре.д.мет изобретения

Холодильно-газовая установ ка для получения низких температур, содержащая поршневую машину для сжатия и расширения газа и подключенную к ней пульсационную трубку с регенератором и рефрижератором для предварительного .охлаждения газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, .к теплому кон.цу регенератора подсоединен контур с холодильником, даполиительной пульсациониой трубкой и «агре-вателем для использования тепловой энергии.