Микрохолодильник

 

О П И С А Н И Е 9О3667

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12. 05. 80 (21) 2921337/23-06 с присоеаинениеез заявки М (23)приоритет

Опубликовано 07.02.82. бюллетень М 5

Дата опубликования описания 09 .02. 82 (51)М. Кл.

F 25 В 9/02

3Ъеудеретесиный квинтет

СССР ае делам изобретений и открытий (53)УДК 621 . 574 (088. 8) {72) Авторы изобретения

Г.Н. Аникеев, А.К. Греэин и Н.Д. Захаров 7

{71) Заявитель

k л (54) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение в дроссельных микрокриогенных установках, работающих на газовых смесях. 5

Известен микрохолодильник, содержа; щий размещенный в криостате теплообменник в виде навитых на сердечник трубок, На конце теплообменника выполнен дроссель (.1) .

Недостатком известного микрохо лодильника является низкая термодинамическая эффективность при работе в различных пространственных положениях, обусловленная влиянием гравита15 ционных сил на расположение жидкой фазы в обратном потоке относительно теплого конца микрохолодильника. Отклонение его вертикальной оси от на20 правления действия сил тяжести приближает границу жидкой фазы к теплому концу. Это приводит к увеличению осевых теплопритоков по тепловым мостам криостата и теплообменника, а также к увеличению недорекуперации на теплом конце теплообменника за счет уменьшения теплопередающей поверхности для газообразной фазы обратного потока. Поэтому для обеспечения работоспособности таких микрохолодильников в различных пространственных положениях, обычно увеличивают в

2-3 раза их холодопроизводительность по сравнению с необходимой в вертикальном положении, так как увеличение теплопередающей поверхности в большинстве случаев не возможно.

При работе на газовых смесях граница жидкой фазы имеет значительную протяженность и поэтому термодинамическая эффективность при применении пространственного положения микрохолодильника снижается еще в большей степени.

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности при

903667 4

35

55 изменении ориентации относительно внешних силовых полей.

Поставленная цель достигается тем, что микрохолодильник дополнительно содержит капиллярно-пористые прокладки, имеющие тепловой контакт с криостатом, трубками и сердечником теплообменника., Прокладки могут быть выполнены в виде спирали П-образного профиля, размещенной между витками теплообменника или в виде

° двух соосных цилиндров, между которыми размещены трубки теплообменника.

На фиг. 1 изображен холодный конец микрохолодильника с капиллярно-пористой прокладкой в виде П-образной спирали; на фиг. 2 — то же, с прокладкой в виде двух соосных цилиндров.

Микрохолодильник содержит размещенный в криостате 1 теплообменник в виде навитых на сердечник 2 трубок.

3, а также капиллярно-пористые прокладки 4, имеющие тепловой контакт с криостатом 1, трубками 3 и сердечником 2 теплообменника. Прокладки могут быть выполнены в виде спирали

П-образного профиля, размещенной между витками теплообменника (фиг. 1) или в виде двух соосных цилиндров (фиг. -2).

На конце теплообменника выполнен дроссель 5.

Микрохолодильник работает следующим образом.

Газовая смесь. высокого давления подается в трубки 3, где она охлаждается и затем расширяется в дросселе

5, После снятия тепловой нагрузки обратный поток в виде смеси жидкости и пара поступает в межтрубное пространство, заключенное между внутренним сосудом криостата 1 и полым сердечником 2, и после охлаждения прямого потока выводится из микрохолодильника в виде смеси газов. В случае использования спиральной П-образной капиллярно-пористой прокладки 4 обратный поток движется по винтовому каналу. Возникающие при этом центробежные силы совместно с гравитационными перемещают жидкую фазу к поверхности прокладки, к которой прижаты трубки теплообменника, что обеспечивает ее интенсивное выпаривание на теплообменной поверхности. Газообразная фаза движется также по вин-. товому каналу и омывает радиальные ребра, .соединяющие змеевики теплообменника, Благодаря этому обеспечивается эффективная регенерация холода между газообразной фазой и прямым потоком.

В случае использования капиллярнопористых прокладок в виде коаксиальных цилиндров, жидкая фаза к теплопередающей поверхности подводится как за счет капиллярного эффекта, так и за счет омывания двухфазным потоком капиллярно-пористой поверхности прокладок.

Термический контакт капиллярнопористых прокладок с тепловыми мостами обеспечивает более рациональное снятие теплопритоков эа счет испарения жидкой фазы.

Установка капиллярно-пористых прокладок существенно снижает влияние внешних силовых полей на термодинамическую эффективность микрохолодильника, интенсифицирует выпаривание жидкой фазы на участках теплообменной поверхности, соприкасающейся с капиллярно-пористой прокладкой, и ослабляет влияние на эффективность теплообмена погрешностей изготовления внутреннего сосуда криостата, змеевиков теплообменника и сердечника.

Изобретение позволяет примерно вдвое повысить .термодинамическую эффективность микрохолодильников, предназначенных для работы на газовых смесях в различных пространственных положениях.

Формула изобретения

1. Микрохолодильник, преимущественно для работы на газовых смесях, содержащий размещенный в криостате телпообменник в виде навитых на сердечник трубок, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при изменении ориентации микрохолодильника относительно внешних силовых полей, он дополнительно содержит капиллярно-пористые прокладки, имеющие тепловой контакт с криостатом, трубками и сердечником теплообменника.

2. Микрохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что прокладки выполнены в виде спирали

903б67

П-образного профиля, размещенной между витками теплообменника. ных цилиндров, между которыми разме- щены трубки теплообменника, Источники информации, 3. Микрохолодильник по п. l, принятые во внимание при экспертизе отличающийся тем, что g 1. Авторское свидетельство СССР прокладки выполнены в виде двух соос- ll 311105, кл. F 25 В 9/02, 1970.

2 фиг.1

ВНИИПИ Заказ 89/20 Тираж 541 Подписное

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