Микрохолодильник

 

Изобретение относится к холодильной технике и может найти применение в дроссельных микрокриогенных установках, работающих на смесях. Хладагент, поданный под высоким давлением в змеевик 2, расширяется в дроссельном отверстии 6. Обратный поток в виде смеси жидкости и пара поступает в винтовой канал 10, образованный винтовой нарезкой с выступами 9 на сердечнике 3. Выступы 9 на холодной части сердечника 3 контактируют с корпусом 1 и на теплой части выполнены равномерно уменьшающимися по высоте по направлению к штуцерам 7, 8. Во впадинах винтовой нарезки сердечника 3 выполнен винтовой выступ 5. Отсутствие расслоения обратного потока способствует стабильному теплообмену в аппарате и препятствует перемещению границы жидкой фазы к теплому концу при любой ориентации микрохолодильника в пространстве. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

51 4 F 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4291467/23-06 (22) 28.07.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В. Г. Иванов, В. А. Наер, В. H. Таран, А. Я. Хирич и В. B. Чалый (53) 621.57 (088.8) (56) Заявка Японии № 48-20062, кл. F 28 Р 7/02, опублик, 1973. (54) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК (57) Изобретение относится к холодильной технике и может найти применение в дроссельных микрокриогенных установках, работающих на смесях. Хлада гент, поданный под высоким давлением в змеевик 2, расши„„Я0„„3508059 д 1

2 ряется в дроссельном отверстии 6. Обратный поток в виде смеси жидкости и пара поступает в винтовой канал 10, образованный винтовой нарезкой с выступами 9 на сердечнике 3. Выступы 9 на холодной части сердечника 3 контактируют с корпусом 1 и на теплой части выполнены равномерно уменьшающимися по высоте по направлению к штуцерам 7, 8. Во впадинах винтовой нарезки сердечника 3 выполнен винтовой выступ 5. Отсутствие расслоения обратного потока спо собствует стабильному теплообмену в аппарате и препятствует перемещению границы жидкой фазы к теплому концу при любой ориентации микрохолодильника в пространстве. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1508059

Формула изобретения

45

55

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение в дроссельных микрокриогенных установках, работающих на смесях.

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности при произвольной ориентации микрохолодильника в пространстве.

На чертеже представлен микрохолодильник, общий вид.

Микрохолодильник содержит корпус 1, в котором размещен теплообменник в виде змеевика 2 прямого потока, навитого на сердечник 3. Последний имеет винтовую нарезку во впадинах 4 которой размещен змеевик 2.

На сердечнике 3 в местах контакта его со змеевиком 2 может быть выполнен дополнительный винтовой дистанционный выступ 5.

На конце змеевика 2 имеется дроссельное отверстие 6. Микрохолодильник содержит штуцер 7, обеспечивающий ввод хладагента, и штуцер 8 для вывода хладагента.

На части сердечника 3, расположенной в холодной зоне микрохолодильника, вершины выступов 9 нарезки контактируют со стенками корпуса 1, образуя винтовой канал 10.

На части сердечника 3, расположенной в теплой зоне микрохолодильника, между выступами 9 нарезки и стенками корпуса 1 имеется зазор 11, образованный благодаря меньшей высоте выступов 9 нарезки. Высота выступов 9 нарезки в теплой зоне микрохолодильника равномерно уменьшается в направлении к штуцерам 7 и 8.

Микрохолодильник работает следующим образом.

Газовая смесь высокого давления через штуцер 7 подается в змеевик 2 и затем расширяется в дроссельном отверстии 6. После снятия тепловой нагрузки в испарителе обратный поток в виде смеси жидкости и пара поступает в винтовой канал 10. Малое проходное сечение канала 10 исключает расслоение парожидкостного потока и способствует контакту жидкой фазы со всей поверхностью змеевика 2, т. е. обеспечивает высокие коэффициенты теплоотдачи, свойственные процессу кипения.

Отсутствие расслоения потока способствует стабильному теплообмену в аппарате и препятствует перемещению границы жидкой фазы к теплому концу при изменении пространственного положения микрохолодильника.

После полного испарения жидкой фазы обратный поток в виде смеси газа движется по кольцевому зазору 11 между стенками корпуса 1 и выступами 9 нарезки сердечника, а также по впадинам 4 нарезки. Благодаря этому обеспечивается большее проходное сечение, а следовательно, снижается гидравлическое сопротивление обратному потоку. Таким образом, данная конструкция сочетает преимущества теплообменников типа труба в трубе и витых теплообменников Хемпсона, что значительно повышает термодинамическую эффективность микрохолодильника., Постепенное увеличение зазора между сердечником 3 и стенками корпуса 1 в направлении к штуцерам 7 и 8 за счет соответствующего уменьшения высоты выступов 9 нарезки обеспечивает оптимальную линейную скорость обратного потока при наилучшем соотношении коэффициента теплоотдачи и сопротивления в линии обратного потока, Высота части сердечника 3, на которой выступы 9 нарезки имеют контакт со стенками корпуса 1, должна быть такой, чтобы жидкая фаза обратного потока, пройдя по каналу 10, практически полностью испарилась. Высота выступов 9 на остальной части сердечника 3 выбирается такой, чтобы зазор 11, образующийся между ее вершинами и стенками корпуса 1, обеспечивал малое гидравлическое сопротивление обратному потоку. Оба параметра зависят от состава рабочей смеси, от требуемых тепловых и гидравлических режимов.

Применение теплоизоляционного материала для сердечника уменьшает осевые и радиальные теплопритоки, а дополнительный винтовой дистанционный выступ 5 позволяет равномерно распределить обратный поток и обеспечивает более полное обтекание поверхности змеевика 2, обращенной к стенке сердечника 3.

1. Микрохолодильник, содержащий корпус со штуцерами ввода и вывода хладагента и разме.ценный в корпусе сердечник, имеющий холодную и теплую части и винтовую нарезку с выступами и впадинами, при этом в последних размещен змеевик с дроссельным отверстием на конце, отличающийся тем что, с целью повышения термодинамической эффективности при произвольной ориентации микрохолодильника в пространстве, сердечник выполнен из теплоизоляционного материала, а выступы нарезки на холодной части сердечника, равной 0,7 — 0,8 его общей длины, имеют контакт с корпусом, образуя герметичный винтовой канал.

2. Микрохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что выступы нарезки на теплой части сердечника выполнены равномерно уменьшающимися по высоте по направлению к штуцерам.

3. Микрохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что во впадинах винтовой нарезки сердечника выполнен дополнительный винтовой выступ.