Вихревая холодильная установка Советский патент 1981 года по МПК F25B9/02 

(54) ВИХРЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

1

Изобретение относится к холодильной 1;ехнике, а именно к вихревым холоаильным установкам, и предназначено для охлаждения воздуха или другого газа, например, в установках технологического кеждиционирования воздуху в системах жизнеобеспечения и т.д.

Известна вихревая холодильная установка со ступенчато соединенными по холодному потоку викревыми трубами, содержащая входной патрубок и корпус, в котором размещены сопловые вводы не менее трех вихревых труб, каждая из которых имеет камеру энергетического разделения и выводы горячего и охлажденного потоков ij .

Недостатком известной установки является существенная разница в длине и других размерах вихревых труб первой и последующих ступеней, что обусловлено снижением плотности воздуха (газа), поступающего в каждую последующую сту пень, т.е. необходимостью повышения проходных сечений проточной части от

ступени к ступени. Поэтому длина и дийметр вихревой трубы второй ступени больше (иногда в несколько раз) соответ ствующих размеров вихревой трубы первой ступени. Таким образом, для каждой ступени приходится изготовлять разнородные по размерам элементы конструкции (сопла, диффузоры, дроссели и т.д.), что повышает затраты на изготовление.

10

Известна вихревая холодильная установка, содержащая подключенную к источнику сжатого газа центральную вихревую трубу с фебренным горячим концом и расположенные от нее на равных

15 расстояниях периферийные вихревые трубы, подключенные к ее холодному ксицу, причем горячие концы периферийных вихг ревых труб имеют выпускные отверстия для охлаждения выходящим потоком ореб20рения центральной трубьь Все элементы составляющих установку вихревых труб однотипны, длина ее определяется длиной вихревой трубы первой ступени, что ytrощаег конструкцию и снижает затраты а ее изготовление .

Недостатком этой вихревой трубы вляется невозможность развития оре&рения центральной вихревой трубы без величения поперечного габарита устатановки. Простейший путь повышения термодинамической эффективности - повышение холодопроизводительности центральной вихревой трубы при уменьшении термодинамической необратимости прсиесса отвода тепла от периферии вихревого потока. Для реализации такого повышения приходится увеличивать поверхность наружного оребрения центральной вихревой трубы, однако это приводит к увеличению поперечного габарита установки, что не не всегда доступно по условиям применения устройства.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности без ухудше- . НИН габаритньтх характеристик установки.

Поставленная цель достигается тем, что периферийн-ые трубы встроены с зазором в оребрение центральной трубы. этом каждая периферийная труба снабжена цилиндрическим дросселем с трубчатым хвостовиком, охватывающим ее горячий конец. Оребрение может быть выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб, расположенных на линияас, соединяющих углы многоугольника с его ueHiv ром.

На фиг. 1 изображена Вихревая холодильная установка, о&ций БИД (разрез А-А на г. 2)i на фиг. 2 - разрез Б-Б на 4яг. 1}на фиг, 3 - вариант выполнения горячего конца перифэрийной вихревой трубы.

Установка содержит подключенную к источнику сжатого газа центральную вихревую трубу I с оребрением 2, горячим концом 3 и расположенные от нее на равном расстоянии периферийные вихревые трубы 4, подключенные к ее холодному концу 5. Горячие концы 6 периферийных вихревых труб 4 имеют выпускные отверстия 7 для охлаждения выходящим потоком оребрения 2 цевтратвэной трубы I. Периферийные вихревые трубы 4 встроены с зазором 8 в сребрение 2 центральной вихревой трубы 1. Каждая периферийная вихревая труба 4 снабжена цилиндрическим дросселем 9 с трубчатым хвостовиком 10, охватывающим ее горючий конец 6. Оребрение 2 выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб 4,

расположенных на линиях, соединяющих углы многоугольника с его центром. Вхоц в центральную вихревую трубу 1 соединен с входным патрубком II. Все трубы закреплены, в корпусе 12 и имеют сопловые вводы 13. Холодные концы периферийных вихревых труб 4 соединены с выходными патрубками 14. Холодный конец 5 центральной вихревой трубы 1 соединен с сопловыми вводами 13 гюриферийных труб 4 каналами 15.

Установка работает следующим образом.

Сжатый воздух вводится по патрубку

11 в корпус 12 и через сопловой ввод 13 в центральную вихревую труёу 1, где приобретает вихревой характер даижения. Нагревшиеся при этом периферийные слои вихревого потока отдают тепло оребрению

2, а охладившиеся околоосевые слои направл5йотся через холодный конец 5 по каналам 15 к сопловым вводам 13 периферийт ых вихревых труб 4 при давлении, меньшем начального на входе в установКУ, но большем конечного.

Предварительно охлажденный поток воздуха первой ступени в периферийных вихревых трубах 4 вновь приобретает вихревой характер движения и претерпевает дальнейшее энергетическое разделение. При этом холодные потоки выводятся по патрубкам 14 к потребителю, а горячие через дроссели 9 по трубчатым хвостовикам 10 направляются в полость, образованную горячим концом 6 периферийной

вихревой трубы 4 и рядами соосных отверстий в оребрении 2. Выходя из этой полости, горячие потоки второй ступени охлаждают оребрение 2 центральной вихре вой трубы I первой ступени.

В случае применения трубчатых хвостовиков 10 горячие потоки периферийных вихревых труб 4 эжектируют окружающий воздух, который, проходя вдот наиболее теплонапряженного участка оребрения 2,

охлаждает его, а воздушный поток, образованный в результате смешения, охлаждает остальную часть оребрения 2.

Применение изобретения позволит увеличить термодинамическую эффективность

холодильной установки за счет того, что

поверхность оребрения центральной камеры энергетического разделения значительно увеличена и применено эжектирование окружающего воздуха для охлаждения, а также повысить компактность холодильной установки эа счет уменьшения расстояния между центральной и периферийной вихревыми трубами. 5 Формула изобретения 1. Вихревая холодильная установка, с держащая подключенную к источнику c/itaтого газа центральную вихревую грубу с оребренным горячим концом и расположен ные от нее на равных расстояниях nepifферийные вихревые трубы, подключенные к ее холодному концу, причем горячие концы периферийных вихревых труб имеют выпускные отверстия для охлаждения выходящим потоком оребрения центральной трубы, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, периферийные трубы встроены с зазором в оребрение центральной трубы. 46 2.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждая периферийная труба снабжена цилиндрически дросселем с трубчатым хвостовиком, охваты вающим ее горячий Конец. 3.Установка notul, отличающаяся тем, что оребрение выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб, расположенных на линиях, соединяющих углы многоугольника с его центром. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз© 1.Патент Японии Ni 50-36497, кл. 68В11, опублик. 1975. 2.Авторское свисетельство СССР № 641245, кл. F25 В 9/О2, 1978.