Вихревая труба

 

Использование: изобретение относится к холодильной технике, в частности к установкам, использующим вихревой эффект разделения газа на горячий и холодный потоки, и может быть использовано в системах кондиционирования и осушки воздуха и других газов. Сущность изобретения: вихревая труба включает сопловой ввод, камеру энергетического разделения с охлаждающей рубашкой и патрубок с развихрителем холодного потока. Патрубок с развихрителем холодного потока заключен в камеру сбора конденсата, патрубок выполнен из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, развихритель установлен в выходной части патрубка, при этом камера сбора конденсата сообщена с охлаждающей рубашкой. 2 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к установкам, использующим вихревой эффект разделения газа на горячий и холодный потоки, и может быть использовано в системах кондиционирования и осушки воздуха и других газов.

Известна вихревая труба, содержащая сопловой ввод, камеру энергетического разделения с установленным в ней развихрителем горячего потока, диафрагму и развихритель холодного потока, размещенный в его выходном патрубке. Развихритель холодного потока выполнен в виде по крайней мере трех радиально расположенных пластин длиной 1,8-2,0 диаметра камеры разделения и установлен на расстоянии 2,2-2,5 диаметра камеры от диафрагмы.

Данная известная вихревая труба характеризуется повышенной термодинамической эффективностью. Однако при повышенной влажности сжатого газа возможно обледенение поверхностей развихрителя холодного потока, а при длительной работе вихревой трубы в данном случае и закупорка проходного сечения патрубка.

Цель изобретения повышение термодинамической эффективности и надежности работы вихревой трубы.

Поставленная цель достигается тем, что в известной вихревой трубе, включающей сопловой ввод, камеру энергетического разделения с охлаждающей рубашкой и патрубок с развихрителем холодного потока, согласно изобретению патрубок с развихрителем холодного потока заключен в камеру сбора конденсата, патрубок выполнен из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, развихритель установлен в выходной части патрубка, при этом камера сбора конденсата сообщена с охлаждающей рубашкой.

Заключение патрубка с развихрителем холодного потока в камеру сбора конденсата позволяет исключить потерю холода со стороны холодного потока и тем самым повысить термодинамическую эффективность.

Выполнение патрубка из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, и размещение развихрителя в выходной части патрубка позволяет образовать между частями гарантированный щелевой зазор и тем самым исключить обледенение поверхностей развихрителя, а следовательно, повысить надежность работы вихревой трубы и ее термодинамическую эффективность.

Сообщение камеры сбора конденсата с охлаждающей рубашкой позволяет использовать образующийся конденсат в охлаждающей рубашке и тем самым обеспечить охлаждение камеры энергетического разделения, а следовательно, повысить термодинамическую эффективность.

Сравнение признаков заявляемого технического решения с признаками прототипа показало, что отличие состоит в том, что патрубок с развихрителем холодного потока заключены в камеру сбора конденсата, патрубок выполнен из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, развихритель установлен в выходной части патрубка, при этом камера сбора конденсата сообщена с охлаждающей рубашкой, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена схема варианта исполнения вихревой трубы; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1.

Вихревая труба 1 включает сопловой ввод 2, камеру 3 энергетического разделения с охлаждающей рубашкой 4 и патрубок 5 с развихрителем 6 холодного потока. Патрубок 5 с развихрителем 6 холодного потока заключен в камеру 7 сбора конденсата. Патрубок 5 выполнен из входной 8 и выходной 9 частей, размещенных с гарантированным осевым зазором. Развихритель 6 установлен в выходной части 9 патрубка 5. Камера 7 сбора конденсата сообщена с охлаждающей рубашкой 4. На выходе из камеры 3 энергетического разделения со стороны горячего потока установлен вентиль 10, регулирующий соотношение горячего и холодного потоков, и вентиль 11, обеспечивающий необходимое давление и температуру кипения конденсата в охлаждающей рубашке 4.

Вихревая труба работает следующим образом.

Сжатый газ тангенциально поступает через сопловой ввод 2 в камеру 3 энергетического разделения, где в результате закрутки происходит его разделение на горячий и холодный потоки. Горячий поток выходит из перфорированной области камеры 3 энергетического разделения через вентиль 10. Закрученный холодный поток, включающий частицы льда и конденсата, образующиеся в результате охлаждения находящихся в сжатом газе водяных паров, выходит из приосевой области камеры 3 энергетического разделения через патрубок 5 и развихритель 6. При прохождении холодного потока в зоне гарантированного осевого зазора частицы льда и конденсата под действием центробежной силы отбрасываются через этот зазор в камеру 7 сбора конденсата. Накапливающийся конденсат перетекает по патрубку 12 в охлаждающую рубашку 4, где происходит его нагрев и испарение, в результате чего камера 3 энергетического разделения охлаждается.

Таким образом, благодаря заключению патрубка с развихрителем холодного потока в камеру сбора конденсата, выполнению патрубка из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, и размещению развихрителя в выходной части патрубка, а также сообщению камеры сбора конденсата с охлаждающей рубашкой появляется возможность существенно повысить термодинамическую эффективность вихревой трубы, а также повысить надежность ее работы.

Применение предлагаемой конструкции вихревой трубы позволяет повысить ее термодинамическую эффективность на 10-15% по сравнению с существующими вихревыми трубами.

Формула изобретения

ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая сопловый ввод, камеру энергетического разделения и патрубок с развихрителем холодного потока, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит охлаждающую рубашку и камеру сбора конденсата, причем камера энергетического разделения размещена в охлаждающей рубашке, патрубок с развихрителем холодного потока установлен в камере сбора конденсата, патрубок выполнен из входной и выходной частей, размещенных с гарантированным осевым зазором, развихритель установлен в выходной части патрубка, а камера сбора конденсата сообщена с охлаждающей рубашкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2