Вихревая холодильная установка

 

Союз Советсинн

Социалистичесиин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1892146 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 19.04,80(21) 2912209/23-06 с присоелинением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 23, 12.81, Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 25. 12.8 1 я м. кл. F25 В 9/02

Гоаударственный квинтет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 821. .574(088.8) (72) Авторы изобретения

A. И. Азаров, С. О. Муратов, А. К. Пос ев и

f

l

Одесский технологический институт холойольной промышжннофи

I (7I) Заявитель (54) ВИХРЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНА Я УСТАНОВКА

Изобретение относится к холодильной техйике, а именно к вихревым холо дильным установкам, и предназначено для охлаждения воздуха или другого газа, например, в становках технологического кондиционнрования воздуха, в сисS темах жизнеобеспечения и т.д.

Известна вихревая холодильная установка со ступенчато соединенными по холодному потоку вихревыми трубами, со1О держащая входной патрубок и корпус, в котором размещены сопловые вводы не менее трех вихревых труб, каждая из которых имеет камеру энергетического разделения и выводы горячего и охлажденно го потоков (1) .

lS

Недостатком известной установки является существенная разница в длине и других размерах вихревых труб первой и последующих ступеней, что обусловлено снижением плотности воздуха (газа), поступающего в каждую последующую ступень, т.е. необходимостью повышения проходных сечений проточной части от

2 ступени к ступени. Поэтому длина и ди аметр вихревой трубы второй ступени оольше (иногда в нескожко раз) соответствующих размеров вихревой трубы первой ступени. Таким образом, для каждой ступени приходится изготовлять разнородные по размерам элементы конструкции (сопла, диффузоры, дроссели и т.д.), что повышает затраты на изготовление.

Известна вихревая холодильная установка, содержащая подключенную к исI точнику сжатого газа центральную вихревую трубу с оребренным горячим концом и расположенные от нее на равных расстояниях периферийные вихревые трубы, подключенные к ее холодному концу, причем горячие концы периферийных вихревых труб имеют выпускные отверстия для.охлаждения выходящим потоком оребрения центральной трубы. Все элементы составляющих установку вихревых труб однотипны, длина ее определяется длиной вихревой трубы первой ступени, что уп892 146 рошает конструкцию и снижает затраты на ее изготовление (2) .

Недостатком этой вихревой трубы является невозможность развития оребрения центральной вихревой трубы без увеличения поперечного габарита устатановки. Простейший путь повышения термодинамической эффективности - повышение холодопроизводительности центральной вихревой трубы при уменьшении термодинамической необратимости процесса отвода тепла от периферии вихревого потока. Для реализации такого повышения приходится увеличивать поверхность наружного оребрения центральной вихревой трубы, однако это приводит к увеличению поперечного габарита установки, что не не всегда доступно по условиям применения устройства.

Бель изобретения - повышение термодинамической эффективности без ухудшения габаритных характеристик установки.

Поставленная цель достигается тем,, что периферийные трубы встроены с зазором в оребрение центральной трубы.

При этом каждая периферийная труба снабжена цилиндрическим дросселем с трубчатым хвостовиком, охватывающим ее горячий конец. Оребрение может быть выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб, распол кенных на линиях, соединяющих углы многоугольника с его цент ром.

На фиг. 1 изображена Вихревая холодильная установка, общий вид (разрез

А-А на фиг, 2); на фиг. 2 - разрез Б-В ..на фиг. 1 на фиг. 3 - вариант выполне ния горячего конца периферийной вихревой трубы.

Установка содержит подключенную к источнику сжатого rasa центральную вихревую трубу 1 с оребрением 2, горячим концом 3 и расположенные от нее на равном расстоянии периферийные .вихревые трубы 4, подключенные к ее холодному концу 5. Горячие концы 6 периферийных вихревых труб 4 имеют выпускные отверстия 7 для охлаждения выходя щим потоком оребрения 2 центральной трубы 1. Периферийные вихревые трубы

4 встроены с зазором 8 в оребрение 2 центральной вихревой трубы 1. Каждая периферийная вихревая труба 4 снабжена цшяндрическим дросселем 9 с трубчатым хвостовиком 10, охватывающим ее горя.чий конец 6. Оребрение 2 выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб 4, 3

16

13

26

23

36

33

46

43

36

33 расположенных нв линиях, соединяющих углы многоугольника с его центром. Bxor, в центральную вихревую трубу 1 соединен с входным пвтрубком 11. Все трубы закреплены в корпусе 12 и имеют сопловые вводы 13. Холодные концы перифе« рийных вихревых труб 4 соединены с выходными пвтрубками 14. Холодный конец

5 центральной вихревой трубы 1 соединен с сопловыми вводами 13 периферийных труб 4 каналами 15.

Установка работает следующим образом.

Сжатый воздух вводится по пвтрубку

11 в корпус 12 и через сопловой ввод

13 в центральную вихревую трубу 1, где приобретает вихревой характер движения.

Нагревшиеся при этом периферийные слои вихревого потока отдают тепло оребрению

2, а охладившиеся околоосевые слои направляются через холодный конец 5 по каналам 15 к сопловым вводам 13 периферийных вихревых труб 4 при давлении, меньшем начального на входе в установку, но большем конечного.

Предварительно охлажденный поток воздуха первой ступени в периферийных вихревых трубах 4 вновь приобретает вихревой характер движения и претерпевает дальнейшее энергетическое разделение.

При этом холодные потоки выводятся по патрубкам 14 к потребителю, а горячие через дроссели 9 по трубчатым хвостовикам 10 направляются в полость, образованную горячим концом 6 периферийной вихревой трубы 4 и рядами соосных отверстий в оребрении 2. Выходя из этой полости, горячие потоки второй ступени охлаждают оребрение 2 центральной вихре вой трубы 1 первой ступени.

В случае применения трубчатых хвостовиков 10 горячие потоки периферийных вихревых труб 4 эжектируют окружающий воздух, который, проходя вдоль наиболее теплонапряженного участка оребрения 2, охлаждает его, а воздушный поток, образованный в результате смешения, охлаждает остальную часть оребрения 2.

Применение изобретения позволит увеличить термодинамическую эффек тивность холодильной установки за счет того, что поверхность оребрения центральной камеры энергетического разцеления значительно увеличена и применено эжектирование окружающего воздуха для охлаждения, а также повысить компактность холодильной установки за счет уменьшения расстояния между центральной и периферийной вихревыми трубами.

892 146

Формула изобретения

1, Вихревая холодильная установка, содержащая подключенную к источнику сжатого газа центральную вихревую трубу с 3 оребренным горячим концом н расположенные от нее на равных расстояниях периферийные вихревые трубы, подключенные к ее холодному концу, причем горячие концы периферийных вихревых труб имеют выпускные отверстия для охлаждения выходящим потоком оребрения центральной трубы, отличающаясятем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, периферийные трубы встроены с зазором в оребрение центральной трубьь

2, Установка по п. 1, О T л и ч а ю щ а я с я тем,что каждая периферийная труба снабжена цилиндрическим дросселем с трубчатым хвостовиком, охватывающим ее горячий конец.

3. Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что оребрение выполнено в виде многоугольника, число углов которого равно числу периферийных труб, расположенных на линиях, соединяющих углы многоугольника с его центром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии N 50-36497, кл. 68В11, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 641245, кл. F 25 8 9/02, 1978.