Вихревая труба

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополн|пе:и ное к авт, свпд-ву (2?) Заявле го 26.06,75 (21) 2148902/23-06 с присоединением заявки ¹ (02

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР но лелем изобретений и открытий (43) Опуолпковапо 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 27.06.78 (72) Авторы изобретения А. И. Борисенко, В. Н. Клычков, В. А. Сафонов и Л. С, Еремин (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано как в холодильных установках, так и в установках, где требуется подогрев рабочего тела.

Известны вихревые трубы, содержащие камеру с улиточным сопловым вводом сжатого воздуха от сети, диафрагму с центральным отверстием для выхода холодного потока, патрубок для выхода горячего потока газа и трубопровод для подвода дополнительного потока в приосевую зону патрубка (1).

В трубопровод дополнительного потока подается воздух более низкого давления, чем в сопловой ввод, в результате чего общая энергетическая эффективность вихревой трубы с дополнительным потоком оказывается выше, чем без него.

Однако практическая реализация вихревой трубы с дополпительным потоком затруднена ввиду того, что заводские источники сжатого воздуха имеют магистрали одного давления, поэтому на практике при работе вихревой трубы с дополнительным потоком для создания последнего приходится устанавливать компрессор низкого давления или вентилятор, так как давление дополнительного потока для качественной работы вихревой трубы, как было сказано выше, должно быть значительно ниже давления в основной магистрали.

Необходимость в использовании автономного источника для питания сжатым воздухом магистрали дополнительного потока вихревой трубы подтверждается и тем, что невыгодно использовать основную магистраль для создания более низкого давления дополнительного потока путем дросселпрования (например, с помощью вентиля), так как сдросселированиый перепад давления безвозвратно теряется, что в конечном итоге сказывается на энергетических затратах установки в целом, Все вышесказанное приводит к существенному усложнению и удорожашпо конструкции в цело.л, что является большим недостатком при использовании на практике известных вихревых труб.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является вихревая труба, содержащая корпус с улиточным сопло20 вым вводом, с диафрагмой вывода колодного потока и с патрубком горячего потока, и перепускной трубопровод, подключенный одним концом к приосевой зоне патрубка, выполненного в впдс свернутой в рулон ленты, образу25 юшей щелевые диффузоры и заключенной в кожух, к полости которого и подключен второй конец перепускного трубопровода (2).

Такая вихревая труба обеспечивает отбор части горячего потока по всей длине патруб30 ка для подачи ее в прпосевую зону послед613169 пего, в результате чего требуется только один источник сжатого газа.

Однако эта труба характеризуется конструктивной сложностью и недостаточно высокой термодинамической эффективностью, 5 так как через щелевые диффузоры отбор ведется по всей длине патрубка и перепускаемый газ имеет высокую температуру.

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности. 10

Это достигается тем, что в корпусе непосредственно за улиточным сопловым вводом выполнена кольцевая выточка, к которой подключен второй конец перепускного трубопровода. 15

На фиг. 1 схематически показана предлагаемая вихревая труба; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1.

Вихревая труба содержит корпус 1 с улиточным сопловым вводом 2, подключенным 20 через магистраль 3, снабженную манометром

4 и термопарой 5 к источнику сжатого газа (на чертежах не показан). В корпусе 1 непосредственно за сопловым вводом 2 выполнена кольцевая выточка 6, а по другую сторо- 25 ну ввода 2 в нем установлена диафрагма 7 для вывода холодного потока. Патрубок 8 горячего потока на выходном конце имеет щелевой диффузор 9. К приосевой зоне патрубка 8 подключен перепускной трубопровод 10, ЗО соединенный другим концом с выточкой 6.

Для регулирования давления перепускаемого газа на трубопроводе 10 установлен вентиль

11, измерение давления осуществляется манометром 12. Замер температуры производится 35 термопарой 13.

Вихревая труба работает следующим образом.

Сжатый воздух (газ), поступая через сопловой ввод 2 в корпус 1 вихревой трубы, за- 40 кручивается и разделяется на два потока: холодный поток, выходящий через диафрагму

7 и горячий поток, выходящий из патрубка 8 через щелевой диффузор 9. При этом часть воздуха через кольцевую выточку 6 отбирает- 45 ся для создания дополнительного потока, давление которого регулируется вентилем 11.

Дополнительный поток перепускается по трубопроводу 10 в приосевую зону патрубка 8.

Как показали эксперименты, отбор потока воздуха из кольцевой выточки 6 с температурой, практически равной температуре воздуха на входе в сопловой ввод 2, не ухудшает характеристики вихревой трубы, а даже несколько повышает их.

Давление воздуха в выточке 6 ниже, чем на входе в сопловой ввод 2 вследствие того, что часть энергии давления затрачивается на закрутку потока в самом улиточном вводе.

Отбор части воздуха через кольцевую выточку 6 для создания дополнительного потока с определенным давлением исключает использование дорогостоящего автономного источника сжатого воздуха. Для увеличения расхода дополнительного потока перепускной трубопровод 10 может быть соединен с активным соплом эжектора, подсасывающего воздух из атмосферы.

Предлагаемая вихревая труба может работать как на воздухе, так и на газах, и парах.

Формула изобретения

Вихревая труба, содержащая корпус с улиточным сопловым вводом, с диафрагмой вывода холодного потока, с патрубком горячего потока, и перепускной трубопровод, подключенный одним концом к приосевой зоне патрубка, отлич а ющ а я ся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, в корпусе непосредственно за улиточным сопловым вводом выполнена кольцевая выточка и второй конец перепускного трубопровода подключен к этой выточке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пиралишвили Ш. А., Михайлов В. Г. Экспериментальное исследование вихревой трубы с дополнительным потоком, Труды КуАИ, Куйбышев, вып. 56, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 399690, кл. F 25В 9/00, 1971.