Вихревой газоохладитель

 

Использование: в области холодильной техники, в частности в качестве устройства для охлаждения газа (воздуха). Сущность изобретения: сжатый газ через сопловые вводы 6 вводят в вихревые трубы 1, в которых за счет наличия делителя потока 7 происходит образование парных вихрей противоположного направления. В трубах 1 происходит разделение газа на холодный приосевой поток и нагретый периферийный поток, тепло которого утилизируется рубашкой охлаждения 2 и делителем потока 7. Резонансные трубки 12, размещенные напротив и в сечении сопловых вводов 6, способствуют интенсификации процесса сепарации тепла за счет генерирования пульсаций потоков в вихревых трубах 1. 2 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к устройствам охлаждения газа (воздуха).

Известна вихревая установка, содержащая теплообменник, вихревые трубы, радиатор.

Недостатком установки является низкая эффективность охлаждения и некомпактность оборудования.

Известен вихревой газоохладитель, содержащий вихревые трубы, размещенные в рубашке охлаждения по кольцу, коллектор отвода охлажденного потока с диафрагмами, коллектор подачи сжатого газа с сопловыми вводами в вихревые трубы.

Известный газоохладитель имеет компактную модификацию, однако недостаточно эффективен и производителен.

Цель изобретения - повышение эффективности и производительности работы аппарата за счет генерирования в вихревых трубах парных вихрей.

Поставленная цель достигается тем, что вихревой газоохладитель, содержащий вихревые трубы, размещенные в рубашке охлаждения по кольцу, коллектор отвода охлажденного потока с диафрагмами, коллектор подачи сжатого газа с сопловыми вводами в вихревые трубы, снабжен внутренним, полым делителем потока, сообщенным с рубашкой охлаждения и каналами отвода нагретого потока, при этом вихревые трубы сгруппированы попарно, с противоположным направлением вихря в трубах каждой пары, соединены с заглублением друг в друга и с образованием кольцевого зазора между наружными стенками и стенками делителя, сопловые вводы подведены к стыку каждой пары, а делитель потока расположен по длине труб и выполнен с резонансными трубками, размещенными напротив, в сечении сопловых вводов каждой пары вихревых труб.

На фиг.1 представлен поперечный разрез газоохладителя; на фиг.2 - продольный разрез газоохладителя.

Вихревой газоохладитель содержит вихревые трубы 1, размещенные в рубашке охлаждения 2 по кольцу, коллектор 3 отвода охлажденного потока с диафрагмами 4, коллектор 5 подачи сжатого газа с сопловыми вводами 6 в вихревые трубы 1, делитель потока 7, сообщенный с рубашкой охлаждения 2, каналы 8 отвода нагретого потока. Вихревые трубы 1 сгруппированы попарно с противоположным направлением вихря в трубах каждой пары и соединены с заглублением друг в друга и с образованием кольцевого зазора 9 между наружными 10 и внутренними 11 стенками вихревых труб 1. Сопловые вводы 6 подведены к стыку каждой пары вихревых труб 1. Делитель потока 7, ограниченный внутренними стенками 11, расположен по длине труб 1 и выполнен профилированным с резонансными трубками 12, размещенными напротив, в сечении сопловых вводов 6 каждой пары вихревых труб 1.

Вихревой газоохладитель работает следующим образом.

Сжатый газ от источника вводят через сопловые вводы 6 в вихревые трубы 1, где поток подвергают воздействию парно-вихревого эффекта. Образованию парных вихрей противоположного направления в трубах 1 каждой пары способствует наличие полого делителя потока 7, стенки которого спрофилированы по форме внутренних стенок вихревых труб 1. В каждой вихревой трубе 1 происходит разделение сжатого газа на холодный и нагретый потоки. Благодаря наличию зазора 9 по кольцу и заглублению труб 1 друг в друга наблюдается взаимное проникновение периферийных нагретых слоев между камерами труб 1, в результате чего интенсифицируется теплообмен и синхронизируются вихри каждой пары вихревых труб 1. Тепло нагретого периферийного потока каждой трубы 1 утилизируется посредством рубашки охлаждения 2 и делителя потока 7, сообщенного с рубашкой охлаждения 2 и имеющего стенки из теплопроводного материала. Обтекание острых кромок стыков вихревых труб 1 и делителя потока 7 приводит к дополнительному вихреобразованию на этих кромках, что интенсифицирует вихревой эффект в целом. В резонансных трубках 12 делителя потока 7, размещенных напротив, в сечении сопловых вводов 6, благодаря подаче высокоскоростного потока сжатого газа генерируются резонансные колебания, которые вызывают пульсации вихрей в трубах 1, что способствует сепарации тепла в трубах 1 и увеличению КПД газоохладителя. Охлажденные приосевые слои каждой трубы 1 выводят через отверстия диафрагм 4 в коллектор 3 и далее к потребителю.

Формула изобретения

ВИХРЕВОЙ ГАЗООХЛАДИТЕЛЬ, содержащий вихревые трубы, размещенные в рубашке охлаждения по кольцу, коллектор отвода охлажденного потока с диафрагмами, коллектор подачи сжатого газа с сопловыми вводами в вихревые трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и производительности работы аппарата, он снабжен внутренним полым делителем потока, сообщенным с рубашкой охлаждения и каналами отвода нагретого потока, при этом вихревые трубы сгруппированы попарно с возможностью обеспечения противоположного направления вихря в трубах каждой пары и соединены с заглублением друг в друга и с образованием кольцевого зазора между наружными стенками и стенками делителя, сопловые вводы подведены к стыку каждой пары, а делитель потока расположен по длине труб и выполнен с резонансными трубками, размещенными напротив, в сечении сопловых вводов каждой пары и вихревых труб.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2