Микрохолодильник

(51)М. Кл. Г 25 В 9/02 Гоеудеротесиный комитет СССР ао делам изобретений и открытиХ(54) МИКРОХОЛОДИЛЬНИК Изобретение относится к холодильной технике, в частности к дроссельным микрохолодильникам, и может найти применение в дроссельных микро- криогенных установках, работающих на газовых смесях. 5Известен микрохолодильник, содержа; щий размещенный в криостате теплообменник в виде навитых на сердечник трубок, На конце теплообменника выполнен дроссель 1.13 .Недостатком известного микрохо лодильника является низкая термодинамическая эффективность при работе в различных пространственных положениях, обусловленная влиянием гравита 1 ционных сил на расположение жидкой фазы в обратном потоке относительно теплого конца микрохолодильника. Отклонение его вертикальной оси от на 2 о правления действия сил тяжести приближает границу жидкой фазы к теплому концу. Это приводит к увеличению осевых теплопритоков по тепловым мостам криостата и теплообменника, атакже к увеличению недорекуперации натеплом конце теплообменника за счетуменьшения теплопередающей поверхности для газообразной фазы обратногопотока, Поэтому для обеспечения работоспособности таких микрохолодильников в различных пространственныхположениях, обычно увеличивают в2-3 раза их холодопроизводительностьпо сравнению с необходимой в вертикальном положении, так как увеличение теплопередающей поверхностив 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 при903667 4 1 О 15 20 25 30 35 45 50 55 изменении ориентации относительновнешних силовых полей.Поставленная цель достигаетсятем, что микрохолодильник дополнительно содержит капиллярно-пористыепрокладки, имеющие тепловой контактс криостатом, трубками и сердечником теплообменника., Прокладки могутбыть выполнены в виде спирали П-образного профиля, размещенной междувитками теплообменника или в видедвух соосных цилиндров, между которыми размещены трубки теплообменника.На фиг, 1 изображен холодныйконец микрохолодильника с капиллярно-пористой прокладкой в виде П-образной спирали; на фиг. 2 - то же,с прокладкой в виде двух соосныхцилиКдДов.Микрохолодильник содержит размещенный в криостате 1 теплообменникв виде навитых на сердечник 2 трубок.3, а также капиллярно-пористые прокладки 4, имеющие тепловой контактс криостатом 1, трубками 3 и сердечником 2 теплообменника. Прокладкимогут быть выполнены в виде спиралиП-образного профиля, размещенноймежду витками теплообменника (фиг. 1)или в виде двух соосных цилиндров(фиг, 2).На конце теплообменника выполнендроссель 5,Микрохолодильник работает следующим образом.Газовая смесь. высокого давленияподается в трубки 3, где она охлаждается и затем расширяется в дросселе5. После снятия тепловой нагрузкиобратный поток в виде смеси жидкостии 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 случаеиспользования спиральной П-образнойкапиллярно-пористой прокладки 4 обратный поток движется по винтовомуканалу, Возникающие при этом центробежные силы совместно с гравитационными перемещают жидкую фазу к поверхности прокладки, к которой прижатытрубки теплообменника, что обеспечивает ее интенсивное выпариваниена 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 подводитсякак за счет капиллярного эффекта,так и за счет омывания двухфазнымпотоком капиллярно-пористой поверхности прокладок.Термический контакт капиллярнопористых прокладок с тепловыми мостами обеспечивает более рациональное снятие теплопритоков эа счет испарения жидкой фазы.Установка капиллярно-пористыхпрокладок существенно снижает влияние внешних силовых полей на термодинамическую эффективность микрохолодильника, интенсифицирует выпаривание жидкой фазы на участках теп"лообменной поверхности, соприкасающейся с капиллярно-пористой прокладкой, и ослабляет влияние на эффективность теплообмена погрешностейизготовления внутреннего сосуда криостата, змеевиков теплообменника исердечника. Изобретение позволяет примерно вдвое повысить .термодинамическую эффективность микрохолодильников, предназначенных для работы на газовыхсмесях в различных пространственныхположениях. формула изобретения Микрохолодильник, преимущественно для работы на газовых смесях,содержащий размещенный в криостатетелпообменник в виде навитых на сердечник трубок, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при изменении ориентации микрохолодильника относительно внешних силовыхполей, он дополнительно содержиткапиллярно-пористые прокладки, имеющие тепловой контакт с криостатом,трубками и сердечником теплообменника.2. Микрохолодильник по п. 1,отличающийся тем, чтопрокладки выполнены в виде спирали903 б 67 5П-образного профиля, размещенноймежду витками теплообменника. ных цилиндров, между которыми разме-щены трубки теплообменника,Источники информации,3. Микрохолодильник по п. 1, принятые во внимание при экспертизео т л и ч а ю щ и й с я тем, что1. Авторское свидетельство СССРпрокладки выполнены в виде двух соос- В 311105, кл. Г 25 В 9/02, 1970.2 Тираж 541 Подписное ВНИИПИ Заказ 89/2