Вихревая труба Советский патент 1981 года по МПК F25B9/02 

(54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Настоящее изобретение относится к хопояипьно-нагреватепъным устройствам и может найти применение, например в системах окдаждения и обогрева различных объектов. Известны вихревые трубы, содержащи завихритепь, вихревую камеру, диафрагм лопаточный диффузор fl. Существенным недостатком известных вихревых труб является низкая намическая эффективность из-за того что отбор горячей составляющей потока происходит непосредственно с периферийных участков горячего конца вихревой трубы, тогда как наиболее высокие температуры (дпя коротких конических вихревых труб) имеют место не у самой стенки, а на некотором расстоянии от не на радиусе разделения вихрей. Известны такжй вихревые трубы, со- держашие камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа и диафрагмой, установленньгй по оси горячего конца ввод дополнительного потоKB в виде стакана с окнами на боковой поверхности и узел отбора горячей состав ляюшей . Данные трубы по своей технической сущности наиболее близки к описываемой. Однако в них наряду с на-иболее горячей составляющей потока осуществляется отбор и менее горячих периферийных слоев. Цель изобретения - повышение термо динамической эффективности. Цель достигается тем, что узел горячей составл пощей газа выполнен в виде примыкающих к наружной поверхности ста. кана кольцевой камеры и подключенных к ней патрубке, расположенных между окнами стаканов. На фиг. 1 схематически показана описываемая вихревая труба; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1. Вихревая труба содержит сопловый ввод 1 сжатого газа, вихревую камеру 2 (каеру энергетического разделения), диафраГ

му 3, ввод 4 дополнительного потока, устансвпенный по оси горячего конца трубы и выполненный в виде стакана 5, к наружной поверхности которого примыкает копьдевая камера 6, разделяющаяся на некоторс л расстоянии от края стакана 5 на несколько патрубков 7, выходяащих в камеру 8 сбора горячей составляющей потока. На боковых стенках стакана 5 между патрубками 7 имеется несколько окон 9, Камера 6, патрубки 7 и окна 9 составляют узел отбора горячей составпягощей потока.

Вихревая труба работает следующим образом.

Сжатый газ под давлением поступает через сопловый ввод 1 в вихревую камеру 12 в виде закрученного потока. Вследствие реализации эффекта Ранка газ разделяется на два потока. Охлажденные слои газа вьгоодятся через отверстие диафрагмы 3 к потребителю. Периферийны более нагретые спои, движутся в противоположную сторону и поступают к потребителю через узел отбора горячей составляющей потока.

Процесс энергообмена и массообмена между вихрзэми происходит по всей длине вихревой камеры, в том числе, и через окна 9.

Отбор горячей составляющей потока ч из зоны радиуса разделения вихрей целесообразнее всего осуществлять дпя конических вихревых труб с дополнительным потоком, так как для них радиус разделения вихрей Г2 лежит на расстоянии - 0,7- 0,9 ( h г / г -t , где f - от носитепьный радиус вихревой трубы; г текущий радиус вихревой трубы, Г действительный радиус вихревой трубы ). При этом отвод горячей составляющей потока можно осуществлять как в осевом, так и в радиальном направлении (на чертеже показан осевой отвод).

Дроссепирсжание горячего потока производить нецелесообразно, так как при

изменении плсщади проходного сечения горячего конца, а следсжательно, и расхода газа через горячий конеи, значение величины г2 существенно изменяется, что может привести к выходу зоны

радиуса разделения вихрей из области действия кольцевой камеры узла отбора горячей составляющей потока.

Использование описанной вихревой трубы по даоляет повысить ее термодина-

5 мическую эффективность.

Формула изобретения

Вихревая труба, содержащая камеру Q энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа и диафрагмой, установленный по оси горячего конца ввод дополнительного потока в виде стакана с окнами на боковой поверхности 5 и узел отбора горячей составляющей газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, узел отбора горячей составляющей газа выполнен в виде примыкающих к наружной поверхности стакана кольцевой камеры и подключенных к ней патрубке, расположенных между окнами стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Метенин В. И. Исследование противоточных вихревых труб . Инженернофизический журнал, т. 7, № 2, 1964, с. 95-1О2.

А-А

-Ц . 7

6 9

L, I

6-6