Криогенератор

(50 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ СССР ТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСНОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУР 14кий институтУССРи Б,Н, М ури ельство ССС 9/00, 1979,(21) 3800466/23-06(54) (57) КРИОГЕНЕРАТОР, содержащийцилиндр, разделенный вытеснителемна теплую и холодную полости, основной и дополнительный холодильники,регенератор и теплообменник нагрузкио т л и ч а ю щ и й с я -тем, что,с целью повышения термодинамическойэффективности, теплообменник и дополнительный холодильник внутри снабжены ребрами из пористого материала,образующими глухие щели, направленные вдоль потока рабочего тела.Изобретение отноЬится к криогенной технике.Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности.На фиг. 1 изображена схема криогенератора Пеффорда - Мак-Магона; на фиг. 2 - дополнительный холодильник, продольный (А-А) и поперечный (Б-Б) разрезы; на фиг. 3 - теплооб-, . менник полезной нагрузки, продольный (В-В) и поперечный (Р ) разрезы; на фиг. 4 - графики изменения температуры рабочего тела по длине зазора между цилиндром и вытеснителем (сплошные линии - в предлагаемом криогенераторе, штриховые - в известном).Криогенератор содержит цилиндр 1 с холодильником 2, вытеснитель 3, соединенный с приводом 4, дополнительный холодильник 5, газовая по-. лость которого сообщена с зазором 6 между цилиндром 1 и вытеснителем 3, теплообменник 7 полезной нагрузки, регенаратор 8 с насадкой 9, впускной 10 и выпускной 11 клапаны. Вытесни- тель 3 делит полость цилиндра 1 гз горячую полость 12 и холодную полость 13 с "мертвым" объемом 14.Дополнительный холодильник 5 (фиг2) состоит из корпуса 15, водяной рубашки 16 и пористых ребер 17 из теплопроводного материала в виде спеченных сферических тел, например из нержавеющей стали или бронзы, образующих радиально направленные (вдоль потока рабочего тела) чередующиеся глухие цели 18 и 19, Ребра соединены, например, мягким припоем с корпусом 15.Теплообменник 7 полезной нагруэ" ки (фиг. 3) состоит из корпуса 20 и пористых ребер 21 из теплопроводного пористого материала, образующих чередующиеся глухие щели 22 и 23, направленные вдоль потока рабочего тела Ребра соединены, например, мягким припоем с корпусом 17.Криогенератор работает следующим образом.После открытия впускного клапана 10 рабочее тело заполняет горяную полость 12 и регенаратор 8, в котором рабочее тело охлаждается, и заполняет далее теплообменник 7,15 2 30 35 40 4"мертвый" объем 14, зазор 6 и дополнительный холодильник 5. Осуществляется впуск, Температура рабочего тела в горячей полости 12 в результате сжатия увеличивается.Температура рабочего тела в регенераторе 8 остается почти постоянной за счет отвода тепла насадкой 9, а в теплообменнике 7 и в "мертвом" объеме 14 увеличивается в результате сжатия. Затем при открытом впускном клапане 10 вытеснитель 3 движется вверх. и рабочее тело переталкивается через регенератор 8 в холодную полость 13. При этом через впускной клапан 10 поступает дополнительное количество рабочего тела, температура которого равна температуре окружающей среды. Когда вытеснитель 3 достигает ВМТ, то закрывается впускной клапан 10. Происходит почти мгновенное опорожнение - выхлоп. Процесс выхлопа сопровождается понижением температуры.При открытом выпускном клапане 11 вытеснитель 3 движется вниз и рабочее тело выталкивается из холодной полости 13. Выходящий поток в процессе выхлопа и выталкивания сни-. мает в теплообменнике полезной нагрузки 7 увеличенную по сравнению с прототипом тепловую нагрузку, Когда вытеснитель 3 достигает НМТ, то закрывается выпускной клапан 11, и цикл повторяется.Во время работы криогенератора поток рабочего тела проходит через поры ребер 21 теплообменника 7 и поры ребер 17 дополнительного холодильника 5. В процессе прохода через поры ребер рабочее тело разделяется на мелкие струйки и интенсивно обменивается теплом (холодом) с оребрением, соприкасаясь с развитой поверхностью пористого материала, который передает корпусам .20 и 15 полученное тепло (холод) эа счет теплопроводности, Интенсивность теплообмена в пористом оребрении равняется интенсивности теплообмена в сетчатой,насадке 9 регенератора 8, а гид" равлические потери ввиде малого пути фильтрации значительно меньше, чем врегенераторе.