Магнитный рефрижератор

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сверхнизких температур. Цель изобретения - повышение холодопроизводительности. Магнитный рефрижератор содержит размещенное в магнитном поле рабочее тело 8, контактирующее с жидкостью-теплоотдатчиком 6 и парами жидкости-теплоприемника 4, в рабочем теле 8 выполнены одно сквозное центральное отверстие 9 и несколько параллельных ему сквозных отверстий 10, причем центральное отверстие 9 герметично соединено трубами с жидкостью-теплоприемником 4 с образованием циркуляционного контура, а отверстия 10 размещены по периферии рабочего тела 8 и их поверхность контактирует с паром жидкости-теплоотдатчика 6. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1613827 (51)5 F 25 В о1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22 ф

7З

7о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4488067/23-06 (22) 27.09.88 (46) 15.12.90. Бюл. № 46 (72) Н. В. Филин, В. Д. Коваленко, В. А, Шапошников, А. П. Графов и А. В. Кортиков (53) 621.57(088.8) (56) Заявка Франции № 2525748, кл. F 25 В 21/00, опублик. 1983. (54) МАГНИТНЫЙ РЕФРИЖЕРАТОР (57) Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сверхнизких температур. Цель изобретения — повышение холодопроизводи2 тельности. Магнитный рефрижератор содержит размещенное в магнитном поле рабочее тело 8, контактирующее с жидкостьютеплоотдатчиком 6 и парами жидкоститеплоприемника 4, в рабочем теле 8 выполнены одно сквозное центральное отверстие

9 и несколько параллельных ему сквозных отверстий 10, причем центральное отверстие 9 герметично соединено трубами с жидкостьютеплопрнемником 4 с образованием циркуляционного контура, а отверстия 10 размещены ао периферии рабочего тела 8 н их поверхность контактирует с паром жидкоститеплоотдатчнка 6. 4 з.п ф-лы, ил.

1613827

Изобретение относится к криогенной техике и может быть использовано для поучения сверхнизких температур.

Цель изобретения — повышение холодойроизводительности.

На чертеже схематично представлен рефрижератортор.

Магнитный рефрижератор содержит герметичный кожух 1, образующий вакуум ную теплоизолирующую полость 2, внутри которой установлены сосуд 3 с жидкостью теплоприемником 4 и сосуд 5 с жидкостью теплоотдатчиком 6. Жидкости 4 и 6 на ходятся под давлением собственного пара, ; B сосуде 3 в жидкость 4 погружен сверхпроводящий соленоид 7, создающий магнит ное поле в рабочих телах 8. В каждом рабо, чем теле 8 выполнены одно сквозное цент; ральное отверстие 9 и несколько парал; дельных ему периферийных сквозных отверс: тий 10. Центральное отверстие 9 в нижней части герметично соединено с трубой l l, по которой в это центральное отверстие

9 подается жидкость-теплоприемник 4 из сосуда 3, а в верхней части это отверстие герметично соединено с трубой 12, через которую жидкость-теплоприемник 4, пройдя через центральное отверстие рабочего тела 8 снизу вверх, возвращается в сосуд 3. Периферийные сквозные отверстия 10 рабочих тел

8 открыты в камеру 13, отделенную от камеры 14 перегородкой 15. Камеры 14 и 13 сообщаются между собой через отверстия

l6, выполненные в верхней части перегородкй 15. Камера 13 соединена с сосудом

5, в котором находится жидкость-теплоотдатчик 6 с тепловыделяющим объектом 17, посредством трубы 18, опущенной в жидкость-теплоотдатчик 6. В нижнем отверстии трубы IS, опущенном в жидкость-теплоотдатчик 6, установлена заглушка 19, в которой выполнены узкие сквозные проточные каналы. Камера 14 соединена с сосудом 5 трубой 20, нижнее отверстие которой всегда остается незатопленным жидкостью-теплоотдатчиком 6. Между рабочими телами 8 установлены конические тарелки 21 для отвода конденсата от каждого рабочего тела 8 в зазор между перегородкой 15 и рабочи телом 8. На поверхности 22 центрального отверстия 9 каждого рабочего тела 8 выполнено продольное оребрение с целью улучшения теплоотдачи от рабочего тела 8 к жидкости — теплоприемнику 4.

Заливка жидкости-теплоприемника 4 в сосуд 3 производится через трубу 23, а пары этой жидкости 4 отводятся из этого сосуда 3 через трубу 24. Для заправки сосуда 5 жидкостью-теплоотдатчиком 6 служит труба с запорным вентилем 25.

Устройство работает следующим образом

В рабочем состоянии сверхпроводящий соленоид 7 погружен в жидкость-теплоприемник 4, уровень которой находится выше

50 верхнего торца камер 13 и !4, через который выходит труба 12. В сосуде 5 находится некоторое количество жидкости-теплоотдатчика 6, в которую погружен работающий тепловыделяющий объект 17. Запорный вентиль 25 закрыт. При намагничивании рабочего тела 8 (если оно — - парамагнетик) тепло от него к жидкости-теплоприемнику 4 передается через поверхность 22 центрального отверстия 9 рабочего тела 8. Эта теплоотдача происходит в режиме пузырькового кипения жидкости 4 в условиях ее естественной (или принудительной) циркуляции в канале, образуемом центральным отверстием

9 и трубами 11 и 12 в направлении снизу вверх. Принудительная конвекция этой жидкости может быть осуществлена с помощью насоса, установленного на трубе 11.

После окончания намагничивания и теплопередачи от рабочего тела 8 к жидкости-теплоприемнику 4 производят размагничивание рабочего тела 8, в результате которого понижается его температура.

Вследствие этого на поверхностях сквозных отверстий 10 рабочего тела 8 и на других поверхностях рабочего тела 8, обращенных в камеру 13, происходит конденсация пара жидкости-теплоотдатчика 6, проходящего при этом из сосуда 5 через трубу 20, камеру

i4, отверстия 16 в камеру 13 к этим поверхностям рабочего тела 8. Образующийся на этих поверхностях рабочего тела 8 конденсат стекает по ним, по тарелкам 21, по поверхности перегородки 15 в трубу 18 и далее из нее через приницаемую заглушку 19 в сосуд

5, Жидкость-теплоотдатч ик 6, восп р и ни м ающая тепло от тепловыделяющего объекта

17, охлаждается в процессе превращения ее на ее открытой границе фаз пар — жидкость в сосуде в пар, конденсирующийся затем на рабочем теле 8 в описанном процессе. Труба 20, перегородка 15 и заглушка 19 на трубе 18 здесь необходимы для организации движения конденсата и пара в одном направлении, что улучшает транспорт конденсата от поверхностей его образования в нижнюю часть камеры 13.

Трубу 18 целесообразно опустить в жидкость 6 для предотвращения встречного течения пара и конденсата в ней.

Проницаемая заглушка 19 необходима для предотвращения передавливания жидкости 6 из сосуда 5 из-за понижения давления в камере 13 в описанном процессе конденсации на рабочем теле 8.

Формула изобретения

1. Магнитный рефрижератор, содержащи и ва нну с жидкостью-тепло п рне ми и ком и ванну, частично заполненную жидкостьютеплоотдатчиком с образованием паровои полости, и размещенное в периодически изменяющемся магнитном поле рабочее тело с поверхностями, находящимися в контакте с

1б13827

Составитель Н. Кирьянова

Редактор Е. Копча Техред А. Кравчук Корректор Э. Лончакова

Заказ 3884 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д: 4j5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1 жидкостью-теплоприемником и паром жидкости-теплоотдатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, рабочее тело установлено в паровой полости ванны с жидкостью-теплоотдатчиком, причем в рабочем теле выполнены центральное и периферийные параллельные сквозные отверстия, при этом центральное отверстие имеет контакт с жидкостьютеплоприемником.

2. Рефрижератор по п. 1, отличающийся тем, что в паровой полости установлена перегородка с образованием двух полостей, сообщающихся в верхней части, при этом полость с размещенным в ней рабочим телом сообщена с жидкостью-теплоотдатчиком посредством дополнительно установленной опускной трубы для слива конденсата.

3. Рефрижератор по п. 1, отличающийся тем, что поверхность центрального отверстия выполнена с продольным оребрением.

4. Рефрижератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опускная труба в нижней части снабжена заглушкой со сквозными каналами.

1О

5. Рефрижератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что рабочее тело выполнено из нескольких секций, установленных на одной оси, при этом центральные отверстия соседних секций герметично соединены дополнительно установленными трубками с обра)5 зованием единого канала, а между секциями на трубках дополнительно размещены сливные тарелки.