Роторный магнитный рефрижератор

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности, а также повышение эффективности теплообмена и термодинамической эффективности. Теплообменник нагрузки выполнен в виде корпуса 5 рефрижератора и жестко связан с размещенным в нем колесом 1 с возможностью вращения совместно с последним. Причем между корпусом 5 и колесом 1 выполнен кольцевой зазор, образующий канал 6 для прохода холодного потока теплоносителя, а газораспределительное устройство выполнено в полости вала 8 в виде втулки 9 с отверстиями 10. В стенке вала выполнены отверстия 12, которые служат для подвода и отвода теплоносителя. Корпус 5 выполнен из высокотеплопроводного материала и имеет полые ребра 15, внутри которых размещены выступающие части перегородок. Ребра 15 могут быть выполнены в виде лопастей вентилятора. Теплоноситель, проходя через размагничивающиеся секции колеса 1, охлаждается и затем, поступая в канал 6, охлаждает среду-телоотдатчик. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 25 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714886/06 (22) 06,07.89 (46) 07,08.91. Бюл, М 29 (71) Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностро. ения им. 40-летия Октября (72) Н.В.Филин, В,Д,Коваленко, И.И.Михайлов, А,Л.Довбиш, П.Л.Ронжин и В.А.Куликов .(53) 621.56 (088.8) (56) Патент США М 4408463, кл. 62-3, опублик, 1984.. (54) РОТОРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕФРИЖЕРАТ0Р (57) Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности, а также повышение эффективности теплообмена и термодинамической эффективности. ТеплоА-А Ы,„, 1668829 А1 обменник нагрузки выполнен в виде корпуса 5 рефрижератора и жестко связан с размещенным в нем колесом 1 с воэможностью вращения совместно с последним. Причем между корпусом 5 и колесом 1 выполнен кольцевой зазор, образующий канал 6 для прохода холодного потока теплоносителя, а газораспределительное устройство выполнено в полости вала 8 в виде втулки 9 с отверстиями 10. В стенке вала выполнены отверстия 12, которые служат для подвода и отвода теплоносителя. Корпус 5 выполнен иэ высокотеплопроводного материала и имеет полые ребра 15, внутри которых размещены выступающие части перегородок.

Ребра 15 могут быть выполнены в виде лопастей вентилятора. Теплоноситель, проходя через размагничивающиеся секции колеса 1, охлаждается и затем, поступая s канал 6, охлаждает среду-теплоотдатчик. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1668829

30 числу сегментов. Контур циркуляции теплоносителя включает насос 13 и теплообмен-,45 ник 14 для отвода теплоты намагничивания.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности, а также повышение эффективности теплообмена и термодинамической эффективности.

На фиг.1 показан роторный магнитный рефрижератор, поперечный. разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг,1.

Роторный магнитный рефрижератор включает вращающееся колесо 1, выполненное в виде насаженных друг на друга колец 2 из пористого рабочего вещества, обладающего магнитокалорическим эффектом, магнит 3, охватывающий часть колеса .1. Кольца 2 выполнены из различных материалов с постепенно понижающейся температурой Кюри (от центра к периферии).

Колесо 1 разделено на сегменты непроницаемыми теплоизолирующими перегородками 4 и жестко установлено в герметичном корпусе 5. Между цилиндрическими частями колеса 1 и корпуса 5 имеется зазор, образующий канал 6 для прохода холодного потока теплоносителя. Торцовые поверхности корпуса 5 выполнены иэ теплоизолирующего материала или имеют вакуумную изоляцию и плотно без зазора охватывают колесо 1. На наружную цилиндрическую поверхность колеса 1 нанесено пористое газопроницаемое теплоизолирующее покрытие

7. Колесо 1 в корпусе 5 жестко насажено на вал 8. Вал выполнен полым, в нем установлена неподвижная втулка 9 с отверстиями

10, к которым подсоединены патрубки 11 для подвода и отвода теплого потока теплоносителя. В стенке вала 8 выполнены радиальные отверстия 12 для подвода и отвода теплоносителя в каждый сегмент колеса 1. Число отверстий 12 соответствует

Наружная цилиндрическая часть корпуса 5 выполнена иэ высокотеплопроводного материала, например из меди, и имеет полые ребра 15, в эти ребра входят выступающие концы перегородок 4, Ребра 15 могут быть выполнены в виде лопастей вентилятора, Рабочее колесо 1 в корпусе 5 помещено в среду-теплоотдатчик 16.

Рефрижератор работает следующим образом.

Колесо 1 вращается по часовой стрелке.

Сегменты рабочего вещества последовательно проходят зону высокого магнитного поля магнита 3. где, намагничиваясь, выде5

25 ляют тепло, Теплоноситель циркулирует через рабочее вещество в радиальном направлении. Теплый газ подается через отверстие 10 втулки 9 и отверстие 12 а валу

8 в размагничивающийся сегмент колеса

1. Газ движется в этом сегменте через рабочее вещество от центра к периферии, охлаждается за счет теплообмена с рабочим веществом и понижает свою температуру.

Далее он движется в кольцевом канале 6 и воспринимает полезную тепловую нагрузку за счет теплообмена со средой-теплоотдатчиком 16 через наружную цилиндрическую стенку корпуса 5. Затем подогретый теплоноситель вновь поступает в колесо 1 в сегменте, находящемся в зоне намагничивания. Он движется через поры рабочего вещества от периферии к центру и, отбирая теплоту намагничивания от рабочего вещества, еще более нагревается. Затем теплоноситель выводится из колеса 1 через отверстия 12 в валу 8, канал отверстия 10 во втулке 9 и патрубок 11, поступает на всас насоса 13, прокачивается через теплообменник 14, где отдает теплоту намагничивания и охлаждается, после чего вновь поступает в колесо 1 в зону размагничивания.

Формула изобретения

1. Роторный магнитный рефрижератор, содержащий корпус с вращающимся колесом, которое жестко насажено на вал и выполнено из рабочего вещества, обладающего магнитокалорическим эффектом, в виде насаженных друг на друга коаксиальных колец с радиальными каналами для прохода теплого и холодного потоков теплоносителя и разделенных на сегменты непроницаемыми теплоизолирующими перегородками, магнит, охватывающий часть колеса, газораспределительное устройство для подвода и отвода теплоносителя и теплообменник нагрузки, контактирующий со средой-теплоотдатчиком, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, теплообменник нагрузки выполнен в виде корпуса рефрижератора и жестко связан с размещенным в нем колесом с возможностью вращения совместно с последним, причем между корпусом и наружной поверхностью колеса выполнен кольцевой зазор для прохода холодного потока теплоносителя, а газораспределительное устройство для подвода и отвода теплоносителя установлено в центральной части корпуса..

2. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, корпус выпол1668829 полыми, а внутри них размещены выступающие части перегородок с зазором относительно вершин ребер.

Составитель В. Добротворцев

Редактор H. Рогулич Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 2648 Тираж ЗН Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 нен из высокотеплопроводного материала и снабжен ребрами.

3. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности. на на- 5 ружную цилиндрическую поверхность колеса нанесено газопроницаемое теплоизолирующее покрытие, а торцовые поверхности корпуса теплоизолированы, 4. Рефрижератор по п.2, о т л и ч а ю - 10 шийся тем, что ребра на наружной цилиндрической поверхности корпуса выполнены

5. Рефрижератор по пп.2 и 4, о т л и ч аю шийся тем, что ребра на наружной цилиндрической части корпуса выполнены в аиде лопастей вентилятора.

6. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что вал выполнен полым и газораспределительное устройство установлено в его полости.