Устройство для низкотемпературного охлавдения

 

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (}и826164 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 26,07,78 (21) 2651117/28 — 13 (51)М. Кл.

F 25 0 3/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Гееудврственный кеетнтет

СССР

Опубликовано 30,04,81. Бюллетень ¹ 16 но делен изобретений и отнрытнй (53) УДК 62 .

° 565 (088. 8) Дата опубликования описания 10.05 ° 81 (72) Авторы изобретения

И.П.Усюкин, В.Н. Кирьяков, !О..В.йпепнев„... ВЫ Фомин

t и !О,Д.Видинеев (7!) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗ КОТЕМПЕРАТУРНОГО

ОХЛАЖДЕНИЯ

Изобретение относится к технике низких температур, в частности к устройствам, предназначенным для получения холода и использования дроссель-эффекта газовых смесей.

Известен дроссельный микрохоло5 дильник, работающий на двух различных потоках газа и содержащий змееви- ковый теплообменник и холодильную камеру в каждом потоке, причем холодильная камера одного.иэ потоков выполнена кольцевой и расположена между теплообменниками обоих потоков.

Эта камера имеет во внутренней стенке калиброванное отверстие (11.

Однако особенности конструктивного выполнения устройства обуславливают дросселирование на одном температурном уровне, что малоэффективйо, в особенности в случае использования в качестве холодильного агента газовых смесей. Забивка дроссельного устройства выэь|вает неработоспособность микрохолодильника.

Известно также устройство, содержащее змеевик с сопловым наконечником, к соплу которого подключена кольцевая трубка, размещенная соосно со змеевиком и имеющая на внутренней (внешней) периферии отверстия для выхода сдросселированного в сопловом наконечнике газа (2j .

Ограниченность дросселирования одним определенным температурным уровнем, несовершенный тепломассообмен между сжиженной частью хладагента и газом являются также существенными недостатками данного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ниэкотемпературного охлаждения, содержащее теплоизолированный корпус и расположенный в нем теплообменник, трубопроводы подачи хладагента и отвода его паров, регулятор расхода устройства выполнен в виде стакана с дроссельньии

Устройство для низкотемпературного охлаждения включает в себя теплообменник 1, являющийся одновременно дроссельным элементом охладителя.

Теплообменник 1 .выполнен из пористого материала, причем количество и размеры пор по длине его определяются иэ условий последовательного дросселирования всего сжижаемого на данном участке теплообменника хладагента.

Внутри теплообменника l по оси размещена винтовая плоскость 2. Охладитель соединен с компрессором 3 трубопроводами подачи хладагента и отвода его паров или трубопроводами прямого и обратного потоков, Для захолаживания прямого потока служит концевой холодильник 4. Охладитель

50

826 l отверстиями на боковой поверхности, подключенными к теплообменнику, и размещенного внутри стакана золотника, соединенного с днищем стакана при помощи подпружиненной нити, например пластмассовой, для перекрытия отверстия стакана в зависимости от температуры выходящего из отверстий газа

Ы

Недост точная термодинамическая 10 эффективность, обусловленная конструктивным выполнением дроссельного элемента, является недостатком устройства, ибо требует существенных энергозатрат на выработку холода при исполь- д зовании многокомпонентных смесейхлад,агента.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на выработку холода при использовании многокомпонентных сме- 20 сей хладагентов в устройстве для низкотемпературного охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для низкотемпературного охлаждения, содержащем тепло- 25 изолированный корпус и расположенный в нем теплообменник, трубопроводы подачи хладагента и отвода его паров, теплообменник преДставляет собой трубку при этом ее стенки и дно 30 выполнены из пористого материала, размеры пор которого обеспечивают последовательное, дросселирование компонентов смеси хладагента, а внутри трубки имеется винтовая плоскость. 35

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для низкотемпературного охлаждеИИЯ е

64 а заключен в теплоизолированный корпус

5.

Устройство для ниэкотемпературного охлаждения работает следующим образом.

Сжатый в компрессоре 3 газообразный многокомпонентный хладагент через концевой холодильник 4, где происходит его захолаживание и частичная

1 конденсация> поступает с некоторой скоростью в теплообменник l. Проходя по каналу, образованному винтовой плоскостью 2 и трубопроводом прямого потока, теплообменника 1, прямой поток приобретает вращательное движение относительно оси. В результате этого возникает центробежная сила, отбрасывающая к периферии трубопровода жидкую фазу хладагента, Дросселируясь через поры теплообменника l хладагент охлаждается и возвращается обратным потоком через концевой холодильник 4 в компрессор 3. Этот поток охлаждает прямой поток и объект охлаждения. Конденсация компонентов хладагента протекает по всей длине теплообменника 1. При этом высококипящий компонент хладагента конденсируется преимущественно в верхней части охладителя, Образовавшаяся сжиженная часть хладагента частично дросселируется, а частично стекает вниз по стенке теплообменника 1 и по винтовой плоскости.

Снижение энергозатрат на выработку холода при использовании многокомпонентных смесей хладоагента в предлагаемом устройстве для низкотемпературного охлаждения обеспечивается эа счет технической возможности конструкции его реализовать дроссельные циклы со сравнительно высокой термодинамической эффективностью.

Повышение термодинамической эффективности дроссельного цикла достигается путем дросселирования необходимых долей прямого потока хладагента представляющего собой смесь нескольких реальных газов (компонентов), на всех уровнях температуры. При подаче смеси нескольких компонентов с раз- личными критическими параметрами за счет охлаждения прямого потока происходит его частичная конденсация, начиная с высококипящих компонентов.

Причем частичная конденсация компонентов протекает на соответствующих оптимальных .температурных уровнях, 5 8261 что обеспечивает повышение термодинамической эффективности цикла, приводящее к снижению энергозатрат на. выработку холода в устройстве.

Внедрение в производство устройства для низкотемпературного охлаждения предлагаемой конструкции дает возможность снизить удельные затраты энергии для выработки холода на 1012Х.

Формула изобретения

Устройство для ниэкотемпературного охлаждения, содержащее теплоизолиро,ванный корпус и расположенный в нем теплообменник, трубопроводы подачи хладагента и отвода его паров, о т — 2О л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения знеггоэатрат на выработ ку холода при использовании многокомпонентных смесей хладагентов, теплообменник представляет собой трубку, при этом стенки и ее pío выполнены из пористого материала, размеры пор которого обеспечивают последовательное дросселирование компонентов смеси хладагента, а внутри трубки установлена винтовая плоскость, Источники информации, принятые во вни;.ание при экспертизе

1. Авторское. свидетельство СССР

Р 526750, кл. F 25 В 9/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 419692, кл. F 25 В 9/03, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

- 497453, кл. F 25 В 9/02, 1972 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 2426/52 Тираж 566 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4