Дроссельный микрорефрижератор

 

Использование: криогенные микротеплообменники . Сущность изобретения: пористая структура, котбрая может быть представлена в виде нескольких частей металлической сетки 2, будучи помещенной в канале, образованном пластинами 1 и 4, способствует интенсификации теплообмена . 3 з.п. ф. 4 ил.

ПЖ < ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 25 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4724968/06 (22) 26.07.89 (46) 30.08.92. Бюл. M. 32 (71) Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана (72) F..È.Mèêóëèí, Ю.А,Шевич, Т.К.Даниленко и В.А.Веселов (56) Литтл В,А. Микроминиатюрные рефрижераторы. — Приборы для научных исследований, 1984, М 5. с.3— - 26, Патент CLUA t4 4386505, кл. F 25 В 19/00, опублик, 1983. (54) ДРОССЕЛ ЬНЫИ МИКРОР Е Ф РИЖЕ PATOP (57) Использование: криогенные микротеплообменники. Сущность изобретения: пористая структура, которая может быть представлена в виде нескольких частей металлйческой сетки 2, будучи помещенной в канале, образованном пластинами 1 и 4, способствует интенсификации теплообмена. 3 з.п. ф. 4 ил.

1758364

15 ного потока низкого давления 10 проходит

25

ЗО

35 меньшей мере из двух частей, направления

50

Изобретение относится к устройствам малой холодопроизводительности для низкотемпературного охлаждения и термостатирования микрообъектов и может найти применение в криогенной технике.

Известны миниатюрные криорефрижераторы, работающие по циклу сдросселированием (использующие для получения криогенных температур эффект ДжоуляТомсона). Для охлаждения и термостатирования мйкрообъектов с тепловыделениями до 1 Вт и малыми расходами теплоносителя предложены и разработаны плоские (планарные) конструкции дроссельных микрореф рижераторо в.

Наиболее близким к предлагаемому является конструкция с противоточным течением теплоносителя и с перекрестноточным течением теплоносителя, состоящая йз плоских.пластин, на поверхностях которых с использованием технологий фотолитографии и абразивного или химического травле ния выполнены пазы-канавки, служащие каналами для протекания теплоносителя.

Каналы прямого и обратного потоков теплоносителя располагаются на различных поверхностях пластин. Каналы прямого потока выполнены в виде прямых, зигзагообразных или спиралевидных канавок, для течения обратного потока предусматривается зазор между пластинами, образованный специальными выступами или перегородками на одной из поверхностей.

Недостатки конструкции: сложность технологии изготовления при невысокой эффективности процесса теплообмена, особенно в канале обратного потока, в связи с ограниченностью поверхности теплообмена. В известных конструкциях планарных дроссельных микрорефрижераторов воз- 4 можности дополнительного увеличечия теплообменной поверхности не рассматривались.

Целью изобретения является упроще.ние технологии изготовления и повышение эффективности теплообмена в каналах обратного потока. Ожидаемый йоложительный эффект состоит в достижении более низкой температуры термостатирования.

Поставленная цель достигается тем, что в планарном дроссельном микрорефрижераторе, состоящем из плоских пластин, в каналах обратного потока установлена на-: садка из материала с пористой структурой;

На фиг.1 — 4 представлены примеры предлагаемых конструкций планарных дроссельн ых микро рефрижераторов.

Планарный рефрижератор состоит из плоских пластин — основной пластины 1 с . выполненными на ее поверхности каналами, двух гладких пластин 3, 4 и слоя (одного или нескольких) насадки из материала с пористой структурой 2, Планарный дроссельный микрорефрижератор работает следующим образом.

Прямой поток 5 теплоносителя высокого давления проходит по каналам 6, дросселируется в канале 7 меньшего сечения, дорасширяется в полости 8 испарителя, где достигается низшая температура цикла. Далее по отверстию 9 теплоноситель перепускается в полость между пластинами 1 и 4, заполненную насадкой из материала с пористой структурой 2, Теплоноситель обратв направлении стрелок из холодной в теплую зону в плоскости насадки 2.

В конструкции на фйг.1 обратный поток

10 движется вдоль длинной стороны прямоугольной пластины навстречу потоку 5, образуя противоточный теплообменный аппарат. В конструкции на фиг.2 прямой поток 5 движется от периферии к центру, обратный 10 — радиально от центра к периферии, при этом образуется теплообменный аппарат многократно-перекрестноточного типа, Насадка — материал с пористой структурой, состоит из нескольких частей плетеной металлической сетки, Материалом с пористой структурой может служить также металлокерамика.

В случае, если насадка состоит из одного слоя сетки, предлагается составлять ее по плетения в которых не совпадают между собой. Насадка может состоять из нескольких слоев плетеной сетки, направления плетения в которых не совпадают между собой.

Преимущество заявляемых конструкций состоит в том, что использование насадки из готовой пористой структуры с пустотами, образующими в пространстве между двумя гладкими необрабатываемыми поверхностями пластин каналы для протекания теплоносителя обратного потока, упрощает технологию изготовления.

Использование насадки из материала с пористой структурой в канале обратного потока повышает эффективность теплообмена вследствие увеличения поверхности теплоотдачи за счет поверхности пористой структуры, турбулизации потока при обтекании насадки и интенсификации процесса теплоотдачи от поверхности материала с пористой структурой к теплоносителю.

Формула изобретения

1. Дроссельный микрорефрижератор, состоящий из плоских пластин, образующих

1758364 каналы прямого и обратного потоков, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения эффективности теплообмена, в каналах обратного потока установлена насадка из материала с пористой структурой.

2. Микрорефрижератор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что насадка состоит из плетеной металлической сетки.

3. Микрорефрижератор по п.2, о т л ич à lo шийся тем, что насадка состоит AO крайней мере из двух частей сетки, направления плетения которых не совпадают меж5 ду собой.

4. Микрорефрижератор по п.1. о т л ич а ю шийся тем, что материалом с пористой структурой является металлокерамика.