Охлаждающее устройство

 

Использование: для получения холода в диапазоне температур от азотных до температур охлаждения фреоном. Сущность изобретения: охлаждающее устройство состоит из объема постоянной величины с холодной и горячей зонами 1, 2, разделенными конфузорно-диффузорным каналом 3. Зона 1 подключен к источнику рабочего тела через впускной клапан 4 и к потребителю - через выпускной клапан 5. Зона 2 содержит рекуперативный теплообменник 6 и ресивер 7. 2 ил..

союз сОВетских

СОЦИА/1ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 25 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755722/06 (22) 15.11.89 (46) 15.05.93. Бюл. N. 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (72) Б.Г,Кузнецов, А.И,Райгородский, А,И.Резников и В,С,Дерябина (56) Авторское свидетельство СССР

N527569,,кл. F 25 В 9/00, 1976, (54) ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: для получения холода в

„„ .Ы„„1815537 А1 диапазоне температур от азотных до температур охлаждения фреоном. Сущность изобретения: охлаждающее устройство состоит из объема постоянной величины с "холодной" и "горячей" зонами 1, 2, разделенными конфузорно-диффузорным каналом 3. Зона

1 подключен к источнику рабочего тела через впускной клапан 4 и к потребителю— через выпускной клапан 5. Зона 2 содержит рекуперативный теплообменник 6 и ресивер 7. 2 ил.

1815537

Изобретение относится к области холодильной и криогенной техники. а именно, к устройствам для получения холода, содержащим рабочий объем постоянной величины, процессы в котором осуществляют циклически, и может быть использовано в широкой области температур от азотных до охлаждения фреоном.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия, Поставленная цель достигается тем, что в охлаждающем устройстве, состоящем из соединенных последовательно распределителя с газоподводящим каналом и рабочего обьема постоянной величины, перед теплообменником установлен конфузорно-диффузорный канал, причем цилиндрический и конфузорно-диффузорный каналы выполнены со следующим соотношением их геометрических параметров (/d> 30 и а (7, где L — длина цилиндрического канала, d — диаметр цилиндрического канала, и — угол конусности конфузорного и диффуэорного участков конфузорно-диффузорного канала.

Благодаря исполнению конструктивного узла, соединяющего пульсационную трубу и ресивер в виде конфузорно-диффузорного канала, включающего конфузор, разгонную (цилиндрическую) часть и диффуэор, обеспечивается другой принцип действия, заключающийся в преобразовании давления в кинетическую энергию, что при повторном трансформировании в давление позволяет сократить необратимые потери процесса, вызванные дросселированием газа в клапане.

На фиг.1 представлено охлаждающее устройство; на фиг,2 — фаэовая диаграмма протекания проЦессов s цикле.

Охлаждающее устройство для rlonyueния холода состоит из объема постоянной величины с "холодной" 1 и "горячей" 2 зона ми, разделенными конфузорно-диффузорным каналом 3.

"Холодная" зона 1 подключена к источнику рабочего тела через впускной клапан 4 и к потребителю — через выпускной клапан

5. горячая" зона 2 содержит рекуперативный теплообменник 6, служащий для отвода тепла сжатия. и ресивер 7. Конфузорно-диффузорный канал 3 имеет конфузор 8, разгонную (цилиндрическую) часть 9, выполненную в виде трубки, сечение которой значительно меньше пульсационной трубки "холодной" 1 зоны, и диффузор 10.

55 фузорно-диффузорного канала за счет дорасширения в нем рабочего газа происходить дополнительное его охлаждение и, как следствие, повышение КПД цикла.

Пульсационное охлаждающее устройство, содержащее конфузорно-диффуэорный канал, выполненный в соответствии с предлагаемыми соотношениями. позволило

Конусность конфуэорного и диффузорного участков должна быть выбрана с углом а а<7, чтобы исключить отрыв потока, а разгонный цилиндрический участок канала должен быть выбран с соотношением размеров

Ьан./бкан.> 30, так как при значениях -кан./бкан.< 30 происходит вырождение процесса.

Охлаждающее устройство работает сле"0 дующим образом.

Исходное состояние: клапаны 4 и 5 закрыты, полости 1,3,6 и 7 заполнены остаточ- ным газом.

Процесс I-I I: клапан 4 открывают — и роисходит процесс заполнения полости 1 рабочим газом с одновременным сжатием и

"нагревом остаточного газа в "холодной" зоне 1. Затем рабочий газ вытесняет часть остаточного газа из "холодной" зоны 1, про20 талкивая его через теплообменник 6 в ресивер 7 "горячей" зоны 2 с рекуперативным отводом тепла сжатия внешнему источнику в теплообменнике 6, Процесс II — ill: клапан 4 закрывают. Происходит адиабатическое расширение рабочего газа в ".холодной" зоне 1 до некоторого промежуточного давления (в пределе равного максимальному давлению остаточного газа за цикл), Затем происходит

30 дополнительное расширение рабочего газа за счет инерционного движения остаточного газа в конфузорно-диффузорном канале

3, т.е. при выравнивании давлений в полости 1, заполненной рабочим газом, и остальной части устройства, заполненной остаточным, все еще происходит движение остаточного газа по инерции, который увлекает и рабочий гаэ, производящий дополнительное расширение.

40 Процесс III-IV; клапан 5 открывают— происходит процесс внезапного расширения (выхлопа) с охлаждением рабочего газа без внешнего теплообмена. Затем начинается выталкивание холодной порции рабо45 чего газа из "холодной" зоны 1 объема постоянной величины.

Процесс IV-V: клапан 5 закрывают— происходит процесс обратного сжатия остаточного газа в "холодной" зоне 1 до давления выше минимального за цикл. Далее цикл повторяется, Таким образом, с использованием кон1815537 впервые обеспечить уровень коэффициента полезного действия /л =-60- 65% . сопоставимый с КПД детандеров.

Составитель А.Резников

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор M.Êóëü

Заказ 1631 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. yn,Гагарина, 101

Формула изобретения

Охлаждающее устройство, содержащее соединенные последовательно распределитель с газоподводящим каналом и рабочий объем постоянной величины с теплообменником на горячем конце, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения коэффициента КПД полезного действия. перед теплообменником установлен конфузорно-диф фузионный канал, причем газоподводящий и конфузорно-диффузионный каналы выполнены со следующим соотношением их

5 геометрических параметров:

1/d > 30,а<7, где L — длина газоподводящего канала; d— его диаметр; а — угол конусности конфузор10 ного и диффузорного участков конфузорнодиффузионного канала.