Холодильно-газовая машина Советский патент 1982 года по МПК F25B9/00 

(54) ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к криогенной технике, и может быть использовано для охлаждения различных электронных и радиотехнических устройств и приборов. По основному авт. св. № 547600 известна холодильно-газовая машина, содержащая цилиндр, клапаны впуска и выпуска газа, регенератор и теплообменник нагрузки, причем к цилиндру через регулируемое гидросопротивление подключена емкость, а в линии связи цилиндра с клапанами также установлено регулируемое гидросопротивление 1. Недостатком такой машины является невысокая термодинамическая эффективность. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности. Поставленная цель достигается тем, что емкость выполнена в виде теплообменника, одна из полостей которого соединена с цилиндром через регулируемое гидросопротивление, а другая включена в линию выпуска газа. На чертеже изображена схема холодильно-газовой машины. Холодильно газовая машина содержит цилиндр 1, теплообменник 2 нагрузки, регенератор 3 и клапаны 4 и 5 впуска и выпуска газа. К цилиндру 1 через регулируемое гидросопротивление 6 подключена емкость 7, а в линии 8 связи цилиндра 1 с клапанами 4 и 5 включено регулируемое гидросопротивление 9. Одна из полостей емкости 7 включена в линию 10 выпуска газа. Холодильно-газовая машина является машиной с газовым вытеснителем. Вытеснитель представляет собой заштрихованный объем цилиндра 1, обозначенный Vj. Тепловая часть цилиндра 1, обозначаем V, холодная часть - V. Холодильно-газовая машина работает следуюш,им образом. Впуск газа в замкнутую полость машины и в цилиндр 1 осуществляется по линии 8 при открытом клапане 4. Газ в цилиндр 1 поступает двумя потоками: один из них, более интенсивный, идет через регулируемое гидросопротивление 9 в теплую часть VT цилиндра 1, при этом часть из V,- перетекает через регулируемое гидросопротивление 6 в емкость 7, второй поТОК поступает в холодную часть Vj, цилиндра 1 через регенератор 3 и теплообменник 2 нагрузки. Газ, поступающий с обеих сторон в цилиндр 1, сжимает газовый вытеснитель Vg. Впуск газа в объем машины прекращается при закрытии клапана 4. Давление и температура газа в замкнутом объеме машины, исключая емкость 7, имеют наибольшее 3d цикл значение, газовый вытеснитель в цилиндре 1 имеет наименьщий объем. Выпуск газа из машины начинаетдя, когда открывается клапан 5. Понижается давление в теплой части VT цилиндра 1, вытеснитель Vg перемещается в теплую часть VTи одновременно увеличивает свои размеры. В холодной части Vx происходит расширение газа и понижение его температуры. Газ вытекает из холодной части V цилиндра 1, выделяя холод (от расширения газа в УХ) на теплообменнике 2 нагрузки, проходит через регенератор 3 в линию 10 выпуска и, проходя через емкость 7, охлаждает газ в ней. Охлажденный газ из емкости 7, в свою очередь,перетекает через регулируемое гидросопротивление б в теплую часть V цилиндра 1, понижая температуру в последнем, а следовательно, и температуру газового вытеснителя Vj. Газ из холодной части V вследствие воздействия расширяющегося вытеснителя VB вытекает в теплообменник 2 нагрузки, далее через регенератор 3 в линию 10 выпуска. Газовый вытеснитель Vj начинает перемещаться в холодную часть V цилиндра 1 газом, выходящим из емкости 7. Выпуск газа из машины прекращается при закрытии клапана 5. Давление и температура газа в замкнутом объеме мащины имеют наименьщие значения. Газовый вытеснитель Vj расположен в холодной части и имеет наименьщие размеры. При открытии клапана 4 начинается впуск газа в машину и цикл повторяется. Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить термодин-амическую эффективность за счет использования холодосодержания газа, выходящего из машины. Холодный газ, покидая машину, отдает свой холод газу, находящемуся в емкости. Охлажденный газ емкости перетекает в теплую часть цилиндра и понижает температуру газового вытеснителя, способствуя достижению более низких температур в его холодной части. Формула изобретения Холодильно-газовая машина по авт. св. № 547600, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, емкость выполнена в виде теплообменника, одна из полостей которого соединена с цилиндром через регулируемое гидросопротивление, а другая включена в линию выпуска газа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547600, кл. F 25 В 9/00, 1975.