Микрорефрижератор

 

Использование: в криогенной технике Сущность изобретения: выполнение боковых стенок каналов 7, 8 в виде спирали 9 и 10 из пористого материала повышает надежность и эффективность микрорефриже ратора, а размещение на внутренней поверхности спирали 9 канала 7 прямого потока слоя 11 адсорбционного материала ведет к усилению отмеченных преимуществ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

(st>s F 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 3 С)

С3

C) О 3

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4938442/06 (22) 22.05.91 (46) 15.02.93. Бюл. N. 6 (71) Самарский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) С.Л. Александров, Л;А. Павлович, В.И, Трифонов, А.Г. Трубников и Ю,А. Шевич (73) Поволжский авиационный научно-технологический центр (56) Авторское свидетельство СССР

N 1302107,,кл. F25 В 9/02, опублик. 1985.

Патент США М 4386505, кл. F 25 В

19/00, опублик. 1983, Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в микрорефрижераторах и микротеплообменниках для охлаждения объектов радиоэлектронной и фототехники.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности работы микрорефрижератора, Указанные цели достигаются тем, что каждый из каналов образован центральной и одной из покровных пластин, герметично соединенных между собой по периметру этих пластин, и пористой прокладкой, расположенной между этими пластинами и имеющей форму плоской спирали, сужающейся до камеры криастатирования, расположенной в центре спирали, например, для прямого потока и расширяющейся от камеры криостатирования для обратного потока, На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый микрорефрижера тор, „,RU„„ 2000022 С (54) МИ I< РОР Е Ф РИЖ Е РАТОР (57) Использование: в криогенной технике.

Сущность изобретения: выполнение боковых стенок каналов 7, 8 в виде спирали 9 и

10 из пористого материала повышает надежность и эффективность микрорефрижератора, а размещение на внутренней поверхности спирали 9 канала 7 прямого потока слоя 11 адсорбционного материала ведет к усилени о отмеченных преимуществ.

1 з,п.ф-лы, 2 ил.

Микрорефрижератор содержи1 дроссель 1 (фиг. 1), камеру криостатирования 2. входной 3 и выходной 4 патрубки, центральную 5 и две покровные 6 пластины, каналь; прямого 7 и обратного 8 токов и пористые прокладки 9, 10, Микрорефрижератор работает следующим образом.

Рабочее вещество под высоким давлением через входной патрубок 3 поступает в канал прямого тока 7 и движется по нем по сужающейся спирали к камере криостатирования 2, расположенной в центре спирали.

При движении по спирали происходит постепенное понижение температуры рабочего вещества вследствие теплообмена с обратным потоком, движущимся по каналам обратного тока от камеры криоста>ирования 2, расположенной в центре спирали. к периферии. При снижении т мпературы рабочего вещества BblcoKof давления происходит конденсация г 335BI примесей

2000022 ч рабочего вещества. Образующиеся при этом капли жидкости при движении по спирали будут отбрасываться к стенке канала, которой является пористая прокладка. При попадании капелек жидкости на пористый материал 9 последний будет их впитывать своей капиллярной структурой. Так как температура пористой прокладки будет ниже температуры потока газа в любом иэ поперечных сечений канала прямого тока, то жидкая фаза примесей может быть кристаллиэована в пористом материале и т.о. удалена иэ канала прямого тока. Это повысит надежность работы микрорефрижератора эа счет повышения надежности дросселирования, так как дроссель может зарастать примесями, содержащимися в рабочем веществе. Это также позволяет защитить канал прямого тока от вымерзания на его стенках газовых примесей рабочего вещества.

Попадая вдроссель 1,,рабочее вещество дросселируется и поступает в камеру криостатирования 2. Затем поступает в каналы обратного тока 8 и движется по расширяющейся спирали к периферии. При этом часть жидкой фазы, образующейся после дроссслирования в дросселе 1 и неиспарившейся в камере криостатирования 2, например, при выходе на режим или при работе в режиме избыточной холодопроизводительности, попадает в канал обратного тока 0.

Попадание жидкой фазы в канал обратного тока 8 может вызвать резкое ухудшение гидравлики рабочего вещества, что приведет к выходу из режима микрорефрижератора. При движении по спирали и под действием центробежных сил капельки жидкой фазы будут отбрасываться на пористую прокладку 10, которая будет их впитывать. При этом гидравлика в канале обратного тока не будет ухудшаться, так как жидкая фаза будет постоянно удаляться иэ канала обратного тока 8. Поглощенная капиллярной структурой пористого вещества

10 жидкая фаза будет понижать температуру как пористой прокладки 10, так и центральной пластины 5. Это улучшает процесс теплопередачи от обратного потока к пряФормула изобретения

1. Микрорефрижератор, содержащий дроссель, камеру криостатирования, входной и выходной патрубки. центральную и две покрывные пластины, герметично соединенные между собой по периметру, и кв5

50 мому, так как частично теплопередача будет происходить от жидкости через стенку к рабочему веществу в канале прямого тока 7.

Таким образом, можно накапливать жидкую фазу как газовых примесей, так и рабочего вещества в условиях невесомости, что необходимо для работы микрорефрижератора в условиях невесомости. Кроме того, наличие жидкой фазы позволяет создавать запас жидкой фазы при работе микрорефрижератора в режиме избыточной холодопроизводительности. Таким образом, возможно частичное создание запаса холодопроизводительности. Предложенные конструктивные мероприятия необходимы в миниатюрных рефрижераторах, так как создание других устройств защиты от засорения в связи с малыми размерами связано с технологическими трудностями. Появление же жидкой фазы в каналах прямого и обратного токов также связано с ухудшением работы микрорефрижератора, Такая конструкция дроссельного микрорефрижератора позволяет повысить надежность и эффективность работы.

Недостатками данной конструкции является низкая надежность в связи с тем, что пористый материал может впитывать в себя лишь жидкую фазу и лишь высококипящие примеси рабочего вещества.

Для повышения надежности микрорефрижератора по поверхности внутренней спирали ребер канала пряглого тока размещен слой адсорбционного материала 11 (фиг. 2), При охлаждении адсорбционного материала 11 в процессе работы микрарефрижератора он начинает адсорбировать примеси, которые впитались пористым материалом. При этом в случае испарения жидкой фазы газовой примеси в пористом материале она будет адсорбироваться и таким образом задерживаться, даже если жидкая фаза испаряется. Кроме того, адсорбционный материал также обладает пористостью и способностью впитывать капиллярами жидкую фазу.

Такая конструкция дроссельного микрорефрижератора позволяет повысить надежность и эффективность работы. налы пря лого и обратного потоков, каждый из которых ограничен центральной и одной из покрывных пластин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, боковые стенки каналов образованы спиралями, выполненными из пористого материала.

2000022

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3040

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

2. Микрорефрижератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что внутренняя поверхность спирали, образующей канал прямого потока, покрыта слоем адсорбционного ма териала,