Дроссельный двухгазовый микротеплообменник Советский патент 1977 года по МПК F25B9/02 

1

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в дроссельных микрокриогенных системах.

Известны дроссельные двухгазО|Вые микротеплообменники, содержащие охлаждаемый корпус с концентрично установленной в нем секцией предварительного охлаждения, снабженной расширительным соплом на выходе, и камеру, расположенную в нижней части корпуса .

Из-за низкой эффективности теплопередачи между рабочими хладагентами в пусковой период и больших теплопритоков в рабочем режиме указанные дроссельные двухгазовые теплообменники имеют продолжительное время выхода на рабочий режим.

Целью изобретения является сокращение времени 1выхода на рабочий режим и повышение эффективности охлаждения. Это достигается тем, что в камере размещен змеевик, входной конец которого установлен соосно с расширяющимся соплом, а выходной конец сообщен с жидкостной ванной, в которую погружена секция предварительного охлаждения. Такое исполнение микротенлообменника позволяет с большой эффективностью использовать холод секции предварительного охлаждения для охлаждения деталей и хладагента основной секции в пусковой период и уменьшить теплопритоки к охлаждаемому корпусу в рабочем режиме.

На фиг. 1 изображен предлагаемый дроссельный двухгазовый мнк1ротеплообменник; на фиг. 2 изображено расширительное устройство секции предварительного охлаждения; на фиг. :3 - часть оребренных трубок корлуса и секции предварительного охлаждеиия.

Дроссельный двухгазовый микротеплообменник содержит охлаждаемый корпус 1 с концентрнчно установленной в нем секцией 2 предварительного охлаждения и камеру 3, в которой расположен змеевик 4, имеющий хорощий тепловой контакт с охлаждаемыми стенками корпуса 1. Концы змеевика 4 установлены герметично в перегородке 5 и сообщаются на выходе с жидкостной ванной б для ожиженного хладагента, выработанного расширительной головкой 7, включающей дренажное калиброванное отверстие 8 для частичного отвода жидкого хладагента в обратный поток секции 2 предварительного охлаждения и расширяющееся сопло 9 для направления части ожиженного хладагента в змееВик 4. Входной конец 10 змеевика установлен сооспо с расширяющимся сонлом 9. Штуцеры 11 и 12 служат соответственно для подвода и отвода хладагента в секции 2 предва

рительного охлалсдения, штуцеры 13 и 14-

для подвода и отвода хладагента охлаждаемого корпуса 1.

Газ высокого давления через штуцер И направляется в контур высокого давления секции 2 .предварительного охлаждения, дросселируется в расширительной головке 7, достигая ожиженного состояния. Часть газа, дросселируясь через калиброванное отверстие 8, заполняет жидкостную ванну 6, охлаждает газ высокого давления основной секции и, испаряясь, обратным потоком выходит через штуцер 12. Другая часть газа, дросселируясь через сопло 9, -направляется в змеевик 4, охлаждая при этом детали и газ высокого давления охлаждаемого корпуса, после чего отводится в жидкостпую ванну 6. Газ высокого давления охлаждаемого корпуса 1 через штуцер 13 поступает в контур высокого давления охлаждаемого воздуха, подохлаждается на двух уровнях и дросселируется, достигая ожиженного состояния. Испарившаяся часть хладагента отводится из охлаждаемого корпуса 1 по межтрубному пространству, образованному внутренней поверхностью охлаждаемого объекта (на фиг. 1 не показан) и на,ружной поверхностью охлаждаемого корпуса 1, на который навиты оребренные трубки, через штуцер 14. После выхода микротеплообменника па рабочий режим хладагент в змеевике 4 замерзает, так как температура затвердевания хладагеита секции предварительного охлаждения значительно выше температуры ожиженного газа основной секции. Это сушественно уменьшает теплодритоки от жидкостной ванны 6 секции 2 нредварительного охлаждения к холодному концу охлаждаемого корпуса.

Введение и камеру охлаждаемого корйУса змеевика, входной конец которого установлен соОСно с расширяющимся соплом, а выходной конец сообш,ен с жидкостной ванной, в которую погружена секция предварительного охлаждения, позволяет с большой эффективностью использовать холод секции предварительного охлаждения для охлаждения деталей и хладагента охлаждаемого корпуса в

пусковой период и значительно сократить время выхода на рабочий режим, а изменение фазового состояния хладагента в змеевике после достижения рабочего режима позволяет уменьшить теплопритоки и перенос тепла к холодному концу охлаждаемого корпуса от секции предварительного охлаждения.

Формула изобретения

Дроссельный двухгазовый микротеплообменник, содерл аший охлаждаемый корпус с концентрично установленной в нем секцией предварительного охлаждения, снабженной -расширительным соплом на выходе, и камеру,

расположенную в нижней части корпуса, отличаюшийся тем, что, с целью сокращения времени выхода на рабочий режим и повышения эффективности охлаждения, в камере размещен змеевик, входной конец которого

установлен соосно с расширяющимся соплом, а выходной конец сообшен с жидкостной ванной, в которую погружена секцня предварительного охлаждения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3401533, кл. 62--54, опубл. 1968.