Патент на изобретение №2273808

(54) ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА С ПУЛЬСАЦИОННОЙ ТРУБОЙ

(57) Реферат:

Холодильная машина с пульсационной трубой содержит пульсационную трубу, соединенную с холодным резервуаром и имеющую генерирующий тепло горячий конец, и охлаждающее средство для охлаждения находящейся на высокотемпературной стороне части указанной стенки пульсационной трубы с помощью охлаждающей среды, температура которой ниже температуры этой части стенки пульсационной трубы. Использование изобретения позволит увеличить холодопроизводительность холодильной машины. 17 з.п. ф-лы, 14 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к холодильной машине с пульсационной трубой, содержащей пульсационную трубу, соединенную с холодным резервуаром и имеющую горячий конец, генерирующий тепло.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычная холодильная машина с пульсационной трубой (выложенная заявка на патент Японии (kokai) N 8-271071) показана на фиг.14. Отверстие 108а высокого давления вибрационного источника 101 давления соединено с главным многоходовым клапаном 111, отверстие 111h которого сообщается с холодным резервуаром 103, абсорбером 104 тепла и пульсационной трубой 105 через канал 112 теплоизлучающего блока. Горячий конец 105с пульсационной трубы 105 через средство 122 регулировки расхода соединен с первой теплопередающей трубой 116, имеющей трубчатую форму, и с отверстием 106р многоходового клапана 106 регулировки фазы. Многоходовой клапан 106 регулировки фазы соединен с отверстием 108а высокого давления и отверстием 108b низкого давления вибрационного источника 101 давления.

В этой холодильной машине в случае, когда хладагент течет от многоходового клапана 106 регулировки фазы в горячий конец 105с пульсационной трубы 105 через средство 122 регулировки расхода, он подвергается адиабатическому сжатию, в результате чего температура пара в пульсационной трубе 105 возрастает и температура ее стенки в области, проходящей от ее горячего конца 105с до центральной части в продольном направлении, повышается примерно до 120°С. Поэтому в описанной известной холодильной машине с пульсационной трубой возникает проблема, состоящая в том, что тепло от горячего пара в пульсационной трубе 105 и тепло от ее стенки передаются к ее холодному концу, тем самым уменьшая холодопроизводительность машины.

Проблема также состоит в том, что так как теплоизлучающий блок 102 в теплообменном блоке А расположен между главным многоходовым клапаном 111 и холодным резервуаром 103, пространство со свободным паром увеличивается и, соответственно, уменьшается холодопроизводительность.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для уменьшения количества тепла, поступающего к холодному концу пульсационной трубы 105, и пространства со свободным паром в теплоизлучающем блоке 102 теплообменного блока А автором изобретения была разработана техническая идея, состоящая в том, что в холодильной машине с пульсационной трубой, соединенной с холодным резервуаром и имеющей горячий конец, генеририрующий тепло, та часть стенки пульсационной трубы, которая находится на высокотемпературной стороне, охлаждается охлаждающей средой, температура которой ниже температуры указанной части стенки пульсационной трубы.

На основе технических концепций настоящего изобретения авторы провели дополнительные обширные исследования и разработки, приведшие к созданию изобретения.

Целью изобретения является увеличение холодопроизводительности холодильной машины с пульсационной трубой.

Согласно настоящему изобретению (первое изобретение, описанное в пункте 1 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой, содержащая пульсационную трубу, соединенную с холодным резервуаром и имеющую генерирующий тепло горячий конец, и охлаждающее средство для охлаждения находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы с помощью охлаждающей среды, температура которой ниже температуры указанной части стенки пульсационной трубы.

В настоящем изобретении (второе изобретение, описанное в пункте 2 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно первому изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента холодильной машины.

В настоящем изобретении (третье изобретение, описанное в пункте 3 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно первому изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью атмосферного воздуха.

В настоящем изобретении (четвертое изобретение, описанное в пункте 4 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из источника давления и течет в холодный резервуар.

В настоящем изобретении (пятое изобретение, описанное в пункте 5 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между нагнетательным отверстием источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, сообщающимся с нагнетательным отверстием источника давления.

В настоящем изобретении (шестое изобретение, описанное в пункте 6 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из холодного резервуара и течет в источник давления.

В настоящем изобретении (седьмое изобретение, описанное в пункте 7 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана и всасывающим отверстием источника давления.

В настоящем изобретении (восьмое изобретение, описанное в пункте 8 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента из отдельного компрессора.

В настоящем изобретении (девятое изобретение, описанное в пункте 9 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между нагнетательной стороной источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, сообщающимся с нагнетательной стороной источника давления.

В настоящем изобретении (десятое изобретение, описанное в пункте 10 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся с всасывающим отверстием источника давления.

В настоящем изобретении (одиннадцатое изобретение, описанное в пункте 11 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана имеется радиатор, сообщающийся с всасывающим отверстием источника давления; причем охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, вытекающего из выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы, охлаждается с помощью радиатора.

В настоящем изобретении (двенадцатое изобретение, описанное в пункте 12 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму изобретению, в которой между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана имеется радиатор, сообщающийся с всасывающим отверстием источника давления; причем охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, вытекающего из выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения теплоизлучающего блока, охлаждается с помощью радиатора.

В настоящем изобретении (тринадцатое изобретение, описанное в пункте 13 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно третьему изобретению, в которой охлаждающее средство образовано находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, причем эта часть стенки пульсационной трубы расположена в атмосфере.

В настоящем изобретении (четырнадцатое изобретение, описанное в пункте 14 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно тринадцатому изобретению, в которой на наружной периферийной поверхности находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы, расположенной в атмосфере, имеются ребра.

В настоящем изобретении (пятнадцатое изобретение, описанное в пункте 15 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно тринадцатому или четырнадцатому изобретению, в которой на находящуюся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы принудительно подается воздух.

В настоящем изобретении (шестнадцатое изобретение, описанное в пункте 16 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно тринадцатому изобретению, в которой находящаяся на высокотемпературной стороне и расположенная в атмосфере часть стенки пульсационной трубы образована элементом, имеющим хорошую теплопроводность, а расположенная в вакуумном баке и находящаяся на низкотемпературном конце часть стенки пульсационной трубы образована элементом, имеющим плохую теплопроводность, причем часть на высокотемпературной стороне и часть на низкотемпературной стороне соединены между собой.

В настоящем изобретении (семнадцатое изобретение, описанное в пункте 17 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно тринадцатому изобретению, в которой один конец проводящего элемента находится в тепловом контакте с находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, а другой конец проводящего элемента находится в тепловом контакте с источником охлаждения, температура которого ниже температуры находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы.

В настоящей изобретении (восемнадцатое изобретение, описанное в пункте 18 формулы) предложена холодильная машина с пульсационной трубой согласно семнадцатому изобретению, в которой источник охлаждения образован вакуумным баком холодильной машины.

В имеющей описанную выше конструкцию холодильной машине с пульсационной трубой согласно первому изобретению охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью охлаждающей среды, температура которой ниже температуры указанной части стенки пульсационной трубы. Поэтому в холодильной машине с пульсационной трубой согласно изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно второму изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно первому изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента холодильной машины с пульсационной трубой. Поэтому в холодильной машине согласно второму изобретению обеспечивается увеличение холодопроизводительности в результате уменьшения количества теплота, которое достигает холодного конца пульсационной трубы благодаря движению пара хладагента.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно третьему изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно первому изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью атмосферного воздуха. Поэтому в холодильной машине согласно третьему изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно четвертому изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из источника давления и течет в холодный резервуар. Соответственно, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно изобретению, когда хладагент течет из фазорегулятора к пульсационной трубе, температура пара на высокотемпературной стороне пульсационной трубы возрастает и хладагент течет от фазорегулятора к пульсационной трубе синхронно с тем, как хладагент вытекает из источника давления и течет в холодный резервуар. Поэтому происходит эффективное охлаждение находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы и хладагент на высокотемпературной стороне пульсационной трубы эффективно охлаждается через эту стенку. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно четвертому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно пятому изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между нагнетательным отверстием источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, сообщающимся с нагнетательным отверстием источника давления. Поэтому в холодильной машине с пульсационной трубой согласно изобретению охлаждаются часть стенки и хладагент на высокотемпературной стороне пульсационной трубы, причем это охлаждение осуществляется хладагентом, текущим между нагнетательным отверстием источника давления и впускной стороной многоходового клапана. Поэтому даже когда находящаяся на высокотемпературной стороне часть пульсационной трубы охлаждается хладагентом, вытекающим из источника давления, пространство со свободным паром между многоходовым клапаном и горячим концом холодного резервуара не увеличивается. Кроме того, холодильная машина с пульсационной трубой согласно изобретению эффективно обеспечивает повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно шестому изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из холодного резервуара и течет в источник давления. Поэтому в холодильной машине согласно шестому изобретению синхронизация охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы сдвинута примерно на 180° по сравнению с описанным выше четвертым изобретением. Однако температура хладагента, текущего в источник давления, ниже температуры хладагента, текущего к горячему концу холодного резервуара, поскольку хладагент, вытекающий из горячего конца холодного резервуара, течет в источник давления. Поэтому температура хладагента, который охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы, низкая. Следовательно, если стенка пульсационной трубы толстая, то теплоемкость последней увеличивается, так что влияние сдвига синхронизации сглаживается благодаря накоплению тепла в стенке. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно шестому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно седьмому изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана и всасывающим отверстием источника давления. Поэтому в плане охлаждения указанного участка стенки пульсационной трубы и охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы через стенку холодильная машина согласно седьмому изобретению аналогична описанной выше холодительной машине согласно шестому изобретению. Однако поскольку охлаждение выполняется хладагентом, текущим между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, даже когда высокотемпературная сторона пульсационной трубы охлаждается хладагентом, текущим к всасывающему отверстию источника давления, пространство со свободным паром между многоходовым клапаном и горячим концом холодного резервуара не увеличивается. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно седьмому изобретению эффективно обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно восьмому изобретению, имеющей конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента от отдельного компрессора. Поэтому в холодильной машине согласно восьмому изобретению не происходит потери давления и повышения температуры хладагента, что имело бы место при охлаждении указанной части стенки пульсационной трубы с помощью хладагента источника давления, и, таким образом, оказывается возможным охлаждение высокотемпературной стороны пульсационной трубы. Поэтому такая холодительная машина обеспечивает максимальное повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно девятому изобретению, имеющей конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между нагнетательной стороной источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, которое сообщается с нагнетательной стороной источника давления. Поэтому в плане охлаждения указанного участка стенки пульсационной трубы и охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы через стенку холодильная машина согласно девятому изобретению аналогична описанной выше холодильной машине согласно четвертому изобретению. Однако так как охлаждение осуществляется хладагентом, текущим между нагнетательным отверстием источника давления и впускной стороной многоходового клапана, теплоизлучающий блок охлаждается с помощью хладагента, текущего из нагнетательного отверстия источника давления, так что пространство со свободным паром между многоходовым клапаном и горячим концом холодного резервуара не увеличивается. Кроме того, в холодильной машине согласно девятому изобретению эффективно обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно десятому изобретению, имеющей конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, которое сообщается со всасывающим отверстием источника давления. Поэтому так как охлаждение осуществляется хладагентом, текущим между всасывающим отверстием источника давления и выпускной стороной многоходового клапана, в холодильной машине согласно десятому изобретению теплоизлучающий блок охлаждается хладагентом, текущим к всасывающему отверстию источника давления, так что пространство со свободным паром между многоходовым клапаном и горячим концом холодного резервуара не увеличивается. Кроме того, в холодильной машине согласно десятому изобретению эффективно обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно одиннадцатому изобретению, имеющей описанную выше конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения этой части стенки пульсационной трубы, охлаждается радиатором, расположенным между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся с всасывающим отверстием источника давления. Поэтому в холодильной машине согласно одиннадцатому изобретению эффективно обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно двенадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно второму изобретению, охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, вытекающего из выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения теплоизлучающего блока, охлаждается радиатором, расположенным между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся со всасывающим отверстием источника давления. Поэтому в холодильной машине согласно двенадцатому изобретению эффективно обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно тринадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно третьему изобретению, охлаждающее средство образовано находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, при этом указанная часть стенки расположена в атмосфере. Так как в этой холодильной машине температура стенки на высокотемпературной стороне пульсационной трубы уменьшается из-за охлаждения воздухом указанной части стенки, то уменьшается количество тепла, достигающего холодного конца пульсационной трубы благодаря теплопроводности, и пар хладагента, имеющий контакт с находящейся на высокотемпературной стороне частью пульсационной трубы, тоже охлаждается, в результате чего уменьшается также количество тепла, достигающего холодного конца пульсационной трубы благодаря движению пара хладагента. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно тринадцатому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно четырнадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно тринадцатому изобретению, на наружной периферийной поверхности находящейся на высокотемпературной стороне и расположенной в атмосфере части стенки пульсационной трубы имеются ребра. Поэтому в этой холодильной машине поверхность охлаждения пульсационной трубы увеличивается, охлаждение воздухом улучшается и температура находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы уменьшается. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно четырнадцатому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно пятнадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно тринадцатому или четырнадцатому изобретению, на находящуюся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы принудительно подается воздух. Поэтому в этой холодильной машине улучшается теплопередача за счет воздуха, который охлаждает указанную часть стенки пульсационной трубы, снижая температуру этой части. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно пятнадцатому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно шестнадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно тринадцатому изобретению, находящаяся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы, расположенная в атмосфере, образована элементом с высокой теплопроводностью, а находящаяся на низкотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы, расположенная в вакуумной баке, образована элементом с низкой теплопроводностью, причем часть, находящаяся на высокотемпературной стороне, и часть, находящаяся на низкотемпературной стороне, соединены друг с другом. Так как в этой холодильной машине теплопроводность в радиальном направлении расположенной в атмосфере и находящейся на высокотемпературной стороне части пульсационной трубы увеличивается, разность между температурами внутренней периферийной и наружной периферийной поверхностей этой части пульсационной трубы уменьшается, в результате чего снижается температура хладагента, контактирующего с внутренней периферийной поверхностью, и повышается холодопроизводительность.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно семнадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно тринадцатому изобретению, один конец проводящего элемента находится в тепловом контакте с находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, а другой конец проводящего элемента находится в тепловом контакте с источником охлаждения, температура которого ниже температуры находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы. Поэтому указанная часть стенки пульсационной трубы охлаждается за счет теплопроводности и в холодильной машине с пульсационной трубой повышается холодопроизводительность.

В холодильной машине с пульсационной трубой согласно восемнадцатому изобретению, имеющей конструкцию согласно семнадцатому изобретению, источник охлаждения образован вакуумным баком холодильной машины. Поэтому в этой холодильной машине тепло, которое движется от находящейся на высокотемпературной стороне части пульсационной трубы через проводящий элемент к вакуумной камере, излучается в атмосферу с наружной периферийной поверхности вакуумного бака, в результате чего указанная часть стенки пульсационной трубы охлаждается. Кроме того, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно восемнадцатому изобретению обеспечивается повышение холодопроизводительности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно первому варианту осуществления изобретения,

на фиг.2 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно второму варианту осуществления изобретения,

на фиг.3 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно третьему варианту осуществления изобретения,

на фиг.4 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно четвертому варианту осуществления изобретения,

на фиг.5 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно пятому варианту осуществления изобретения,

на фиг.6 показаны графики зависимости давления от объема на низкотемпературной и высокотемпературной сторонах пульсационной трубы согласно изобретению,

на фиг.7 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно шестому варианту осуществления изобретения,

на фиг.8 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно седьмому варианту осуществления изобретения,

на фиг.9 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно восьмому варианту осуществления изобретения,

на фиг.10 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно девятому варианту осуществления изобретения,

на фиг.11 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно десятому варианту осуществления изобретения,

на фиг.12 показана принципиальная схема холодильной машины с пульсационной трубой согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения,

на фиг.13 показана принципиальная схема для четырех конкретных примеров выполнения фазорегулятора согласно варианту осуществления изобретения,

на фиг.14 показана принципиальная схема известной холодильной машины с пульсационной трубой.

ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже со ссылками на сопровождающие чертежи описаны варианты осуществления изобретения.

(Первый вариант осуществления изобретения)

Как показано на фиг.1, согласно первому варианту осуществления изобретения, холодильная машина с пульсационной трубой содержит пульсационную трубу 11, соединенную с холодным резервуаром 9 и имеющую горячий конец 11а, генерирующий тепло. Имеется охлаждающее средство 30 для охлаждения той части 11cd стенки пульсационной трубы, которая находится на высокотемпературной стороне, с помощью охлаждающей среды, температура которой ниже температуры стенки пульсационной трубы на высокотемпературной стороне. В данном варианте находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы охлаждается хладагентом, вытекающим из источника 1 давления холодильной машины и текущим в холодный резервуар 9.

В первом варианте осуществления, который относится ко второму, четвертому, пятому, девятому и десятому изобретениям, нагнетательное отверстие 1а источника 1 давления сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 через каналы 2, 3, 4, 5 и 6 в указанной последовательности. Всасывающее отверстие 1b источника 1 давления соединено с выпускным отверстием 7b низкого давления многоходового клапана 7 через канал 18.

Как показано в фиг.1, канал 3, составляющий часть охлаждающего средства 30, находится в контакте с наружной поверхностью находящейся на высокотемпературной стороне части 11cd стенки пульсационной трубы для обеспечения теплового контакта с этой частью и ее охлаждения, причем указанная часть стенки пульсационной трубы проходит от точки 11d, в которой температура пульсационной трубы 11 выше атмосферной температуры, до точки 11с вблизи ее горячего конца.

Канал 5, составляющий часть охлаждающего средства 30, находится в контакте с наружной поверхностью теплоизлучающего блока 12, расположенного на горячем конце 11а пульсационной трубы 11, благодаря чему этот канал 5 имеет тепловой контакт с наружной периферийной поверхностью теплоизлучающего блока 12 и, таким образом, осуществляет теплообмен с хладагентом, текущим в теплоизлучающем блоке 12.

Многоходовой клапан 7 переключается так, что его отверстие 7с сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления, когда хладагент течет от источника 1 давления к холодному резервуару 9, и с выпускным отверстием 7b низкого давления, когда хладагент течет от холодного резервуара 9 к источнику 1 давления.

Холодный резервуар 9 заполнен холодосберегающим материалом 9с, например тканой проволочной сеткой. Отверстие 7с сообщается с горячим концом 9а холодного резервуара 9 через канал 8. Холодный конец 9b холодного резервуара 9 сообщается с холодным концом 11b пульсационной трубы 11 через канал 10.

Горячий конец 11а пульсационной трубы 11 сообщается с фазорегулятором 14 через теплоизлучающий блок 12 и канал 13. Позицией 15 обозначен вакуумный бак, в котором поддерживается вакуум. Такова конструкция холодильной машины с пульсационной трубой.

Хладагент, сжатый в источнике 1 давления, охлаждается с помощью компрессорного охладителя 100.

На фиг.6 показаны графики зависимости давления от объема на низкотемпературной и высокотемпературной сторонах пульсационной трубы согласно первому варианту осуществления изобретения.

Ниже описана работа рассмотренной холодильной машины с пульсационной трубой согласно первому варианту осуществления изобретения.

(Операция I сжатия)

В операции Ia сжатия (фиг.6), в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 не сообщается ни с впускным отверстием 7а высокого давления, ни с выпускным отверстием 7b низкого давления, хладагент течет из фазорегулятора 14 через канал 13 и теплоизлучающий блок 12 к горячему концу 11а пульсационной трубы 11, в результате чего давление внутри пульсационной трубы 11 увеличивается от низкого до промежуточного и повышается температура хладагента.

В операции Ib сжатия (фиг.6), в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления, хладагент, выходящий из отверстия 1а высокого давления источника 1 давления, течет к холодному концу 11b пульсационной трубы 11 через каналы 2, 3, 4, 5, 6, многоходовой клапан 7, холодный резервуар 9 и канал 10 в указанной последовательности. При этом хладагент, вытекающий из фазорегулятора 14, течет к горячему концу 11а пульсационной трубы 11 через канал 13 и теплоизлучающий блок 12. В результате хладагент в пульсационной трубе 11 сжимается с увеличением давления от приблизительно промежуточного до по существу высокого давления и температура хладагента в пульсационной трубе 11 дополнительно возрастает. Операции Ia и Ib сжатия составляют операцию I сжатия.

(По существу изобарическая операция II)

В по существу изобарической операции II (фиг.6), которая следует за операцией I сжатия и в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления, хладагент течет от источника 1 давления к холодному концу 11b пульсационной трубы 11, проходя через многоходовой клапан 7, холодный резервуар 9 и канал 10. Между тем из горячего конца 11а пульсационной трубы 11 хладагент течет через теплоизлучающий блок 12 и канал 13 к фазорегулятору. В результате давление и температура хладагента становятся немного выше, чем в конце операции I сжатия.

(Операция III расширения)

В операции IIIa расширения (фиг.6), в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 не сообщается ни с впускным отверстием 7а высокого давления, ни с выпускным отверстием 7b низкого давления, часть хладагента в пульсационной трубе 11 вытекает через ее горячий конец 1а и течет через теплоизлучающий блок 12 и канал 13 в фазорегулятор 14, в результате чего давление хладагента уменьшается до промежуточного давления и снижается температура хладагента в пульсационной трубе 11.

В операции IIIb расширения (фиг.6), в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 сообщается с выпускным отверстием 7b низкого давления, хладагент течет от холодного конца пульсационной трубы к стороне низкого давления источника 1 давления через канал 10, холодный резервуар 9, многоходовой клапан 7 и канал 18. Между тем от горячего конца 11а пульсационной трубы 11 хладагент течет через теплоизлучающий блок 12 и канал 13 в фазорегулятор 14. В результате давление хладагента уменьшается от по существу промежуточного до почти низкого давления и температура хладагента в пульсационной трубе 11 дополнительно понижается. Операции IIIa и IIIb расширения составляют операцию III расширения.

(По существу изобарическая операция IV)

В по существу изобарической операции IV, которая следует за операцией III расширения и в которой отверстие 7с многоходового клапана 7 сообщается с выпускным отверстием 7b низкого давления, хладагент, имеющий низкое давление, течет от холодного конца 11b пульсационной трубы 11 к всасывающей стороне источника 1 давления через канал 10, холодный резервуар 9, канал 8, многоходовой клапан 7 и канал 18. Между тем от горячего конца 11а пульсационной трубы 11 хладагент, имеющий низкое давление, течет в фазорегулятор 14 через теплоизлучающий блок 12 и канал 13. В результате давление хладагента становится немного ниже, чем в конце операции III расширения, и его температура в пульсационной трубе 11 становится немного ниже, чем температура в конце операции III расширения.

В рассмотренных выше по существу изобарической операции II и операции III расширения хладагент в пульсационной трубе 11 производит работу (L1), а в по существу изобарической операции IV и операции I сжатия хладагенту в пульсационной трубе 11 сообщается работа (L2). Разность между работой (L1) и работой (L2) равна количеству (Qi) холода, генерированного на низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11.

Хладагент, текущий через канал 3, охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11, и эта часть стенки отбирает тепло от части хладагента, находящегося в контакте с ее внутренней поверхностью, и тем самым снижает температуру хладагента.

В результате уменьшаются потери тепла, вызванные передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 через ее стенку, и потери тепла, вызванные передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 через хладагент, который течет вперед и назад вблизи внутренней поверхности этой трубы 11, вследствие чего количество тепла, приводящее к уменьшению количества Qi холода, генерированного на низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11, уменьшается и увеличивается количество полезного холода и холодопроизводительность холодильной машины с пульсационной трубой.

Указанный хладагент, текущий в пульсационную трубу 11 от ее низкотемпературной стороны, течет через горячий конец 11а пульсационной трубы 11 к фазорегулятору 14 через теплоизлучающий блок 12 и канал 13. При прохождении через теплоизлучающий блок 12 этот хладагент охлаждается хладагентом, который течет через канал 5. Поскольку канал 5 расположен между многоходовым клапаном 7 и источником 1 давления, пространство со свободным паром в канале 8, холодном резервуаре 9, канале 10, пульсационной трубе 11, теплоизлучающем блоке 12 и канале 13 не увеличивается и уменьшение холодопроизводительности будет небольшим.

(Второй вариант осуществления изобретения)

Показанная на фиг.2 холодильная машина с пульсационной трубой согласно второму варианту осуществления изобретения, который является альтернативой для второго, четвертого, пятого, девятого и десятого изобретений, отличается от показанной на фиг.1 машины тем, что контур между нагнетательным отверстием 1а источника 1 давления и впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 состоит из главного контура и ответвленного контура.

Главный контур проходит от нагнетательного отверстия 1а источника 1 давления до впускного отверстию 7а высокого давления многоходового клапана 7 через канал 2а, клапан 19 регулировки расхода и канал 2b. Ответвленный контур ответвляется от канала 2а и соединяется с каналом 2b после прохождения через канал 2с, клапан 20 регулировки расхода и каналы 2d, 3, 4, 5 и 6. Каналы 3 и 5 находятся в тепловом контакте с наружной поверхностью находящейся на высокотемпературной стороне частью 11cd стенки пульсационной трубы 11 и наружной периферийной поверхностью теплоизлучающего блока 12.

Клапаны 19 и 20 регулировки расхода предназначены для регулировки расхода хладагента, текущего по ответвленному контуру. Клапаны 19 и 20 регулировки расхода, оба или один из них, могут отсутствовать в зависимости от гидравлического сопротивления каналов 2с, 2d, 3, 4, 5 и 6. Конфигурация остальной части аналогична первому варианту осуществления изобретения, показаннону на фиг.1.

В отношении охлаждения пульсационной трубы 11 и охлаждения теплоизлучающего блока 12 работа холодильной машины согласно второму варианту осуществления изобретения, имеющей описанную выше конструкцию, аналогична работе машины согласно первому варианту осуществления изобретения. При большом расходе хладагента, текущего через холодный резервуар 12, или больших гидравлических сопротивлениях каналов 3 и 5 потери давления в этих каналах могут уменьшиться. Поэтому преимущество холодильной машины с пульсационной трубой заключается в том, что уменьшение холодопроизводительности из-за потерь давления мало.

(Третий вариант осуществления изобретения)

Как показано на фиг.3, в холодильной машине с пульсационной трубой согласно третьему варианту осуществления изобретения, который относится ко второму изобретению, часть хладагента, вытекающего из нагнетательного отверстия 1а источника 1 давления, охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающий блок 12, а затем возвращается к всасывающему отверстию 1b источника 1 давления, не попадая в холодный резервуар 9.

Более конкретно, нагнетательное отверстие 1а источника 1 давления сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 через канал 2а, клапан 19 регулировки расхода и канал 2b. Канал 32, отходящий от канала 2а, сообщается со всасывающим отверстием 1b источника 1 давления через каналы 33, 34, 35, 36, клапан 20 регулировки расхода и канал 37. Каналы 33 и 35 находятся в тепловом контакте соответственно с наружной поверхностью находящейся на высокотемпературной стороне части 11cd стенки пульсационной трубы 11 и наружной периферийной поверхностью теплоизлучающего блока 12.

Клапаны 19 и 20 регулировки расхода предназначены для регулировки расхода хладагента, текущего через каналы 2а и 32. Клапаны 19 и 20 регулировки расхода или один из них могут отсутствовать в зависимости от гидравлических сопротивлений каналов 32, 33, 34, 35, 36 и 37. Конфигурация остальной части аналогична первому варианту осуществления изобретения.

В третьей варианте осуществления изобретения часть хладагента, вытекающего из нагнетательного отверстия 1а источника 1 давления, непрерывно течет через каналы 33 и 35, в результате чего находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающий блок 12 непрерывно охлаждаются на всех операциях (операция I сжатия, по существу изобарическая операция II, операция III расширения и по существу изобарическая операция IV) цикла холодильной машины с пульсационной трубой. Поэтому машина согласно третьему варианту осуществления изобретения имеет более высокую холодопроизводительность по сравнению с машиной согласно первому варианту, хотя расход в источнике 1 давления возрастает.

(Четвертый вариант осуществления изобретения)

Показанная на фиг.4 холодильная машина с пульсационной трубой согласно четвертому варианту осуществления изобретения, который относится к восьмому изобретению, отличается тем, что находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающий блок 12 охлаждаются хладагентом, текущим из нагнетательного отверстия 41а источника 41 давления, отличного от источника 1 давления.

В этой варианте нагнетательное отверстие 41а источника 41 давления сообщается с его всасывающим отверстием 41b через каналы 42, 43, 44, 45 и 46. Каналы 43 и 45 находятся в тепловом контакте соответственно с находящейся на высокотемпературной стороне частью 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающим блоком 12.

Нагнетательное отверстие 1а источника 1 давления сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 через канал 2а. Остальная часть имеет такую же конфигурацию, как в первом варианте, показанном на фиг.1.

В четвертом варианте осуществления изобретения хладагент, вытекающий из нагнетательного отверстия 41а источника 41 давления, непрерывно протекает через каналы 43 и 45, в результате чего находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 непрерывно охлаждается на всех операциях (операция I сжатия, по существу изобарическая операция II, операция III расширения и по существу изобарическая операция IV) цикла холодильной машины с пульсационной трубой. Поэтому холодильная машина согласно этому варианту осуществления изобретения имеет более высокую холодопроизводительность, чем холодильная машина согласно первому варианту, хотя требуется еще один источник 41 давления.

(Пятый вариант осуществления изобретения)

Показанный на фиг.5 вариант осуществления изобретения, который относится к шестому, седьмому и одиннадцатому изобретениям, отличается тем, что охлаждение выполняется хладагентом, текущим между выпускным отверстием 7b низкого давления многоходового клапана 7 и всасывающим отверстием 1b источника 1 давления.

В этом варианте выпускное отверстие 7b низкого давления многоходового клапана 7 сообщается со всасывающим отверстием 1b источника 1 давления через каналы 52, 53, 54, 55 и 56, радиатор 57, охлаждаемый воздухом от вентилятора 59, и канал 58. Каналы 53 и 55 находятся в тепловом контакте соответственно с находящейся на высокотемпературной стороне частью 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающим блоком 12.

Нагнетательное отверстие 1а источника 1 давления сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 через канал 2а. Конфигурация остальной части такая же, как в первом варианте осуществления изобретения.

В пятом варианте осуществления изобретения хладагент течет от холодного резервуара 9 в канал 53 через выпускное отверстие 7b низкого давления многоходового клапана 7 и канал 52 и охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11. Затем хладагент течет в канал 55 через канал 54 и охлаждает хладагент, текущий в теплоизлучающем блоке 12 между фазорегулятором 14 и пульсационной трубой 11. В результате уменьшаются как потери тепла, связанные с передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 через ее стенку, так и потери тепла, связанные с передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 с помощью хладагента, который течет вперед и назад вблизи внутренней поверхности пульсационной трубы, что повышает холодопроизводительность холодильной машины.

Синхронизация охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы сдвинута приблизительно на 180° по сравнению с описанным выше пятым изобретением. Однако температура хладагента, текущего в источник давления, ниже температуры хладагента, текущего в горячий конец холодного резервуара, поскольку хладагент выходит из горячего конца холодного резервуара. Поэтому температура хладагента, который охлаждает высокотемпературную сторону пульсационной трубы, низкая.

В этом случае в отношении синхронизации охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы вариант пятого изобретения является лучшим, так как в данном варианте синхронизация охлаждения высокотемпературной стороны пульсационной трубы сдвинута примерно на 180° по сравнению с пятым изобретением. Однако, если стенка пульсационной трубы 11 толстая, то теплоемкость возрастает, так что влияние сдвига синхронизации сглаживается за счет накопления тепла стенкой, вследствие чего холодопроизводительность увеличивается.

(Шестой вариант осуществления изобретения)

В показанном на фиг.7 варианте осуществления изобретения холодильная машина с пульсационной трубой относится к типу машин, в которых пульсационная труба 11 соединена с холодным резервуаром 9 и имеет горячий конец 11а, генерирующий тепло, а охлаждающее средство 30, которое охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью охлаждающей среды с температурой ниже, чем температура этой стенки, образовано находящейся на высокотемпературной стороне частью 11cd стенки пульсационной трубы, причем эта часть стенки расположена в атмосфере.

Нагнетательное отверстие 1а источника 1 давления сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления многоходового клапана 7 через канал 2. Всасывающее отверстие 1b источника 1 давления сообщается с выпускным отверстием 7b низкого давления многоходового клапана 7 через канал 18. Управление многоходовым клапаном 7 производится так, что его отверстие 7с сообщается с впускным отверстием 7а высокого давления, когда хладагент течет от источника 1 давления к холодному резервуару 9, и с выпускным отверстием 7b низкого давления, когда хладагент течет от холодного резервуара 9 к источнику 1 давления.

Холодный резервуар 9 наполнен холодосберегающим материалом 9с, например тканой проволочной сеткой. Отверстие 7с сообщается с горячим концом 9а холодного резервуара 9 через канал 8. Холодный конец 9b холодного резервуара 9 сообщается холодным концом 11b пульсационной трубы 11 через канал 10. Горячий конец 11а пульсационной трубы 11 сообщается с фазорегулятором 14 через теплоизлучающий блок 12 и канал 13.

Высокотемпературная сторона 11cd пульсационной трубы 11, образующая охлаждающее средство 30, расположена в атмосфере снаружи вакуумного бака 15, а низкотемпературная сторона 11de расположена внутри вакуумного бака 15. Внутри вакуумного бака 15 поддерживается вакуум.

Хладагент, сжатый в источнике 1 давления, охлаждается компрессорным охладителем 100. Графики зависимости давления от объема на низкотемпературной и высокотемпературной сторонах пульсационной трубы согласно шестому варианту осуществления изобретения аналогичны графикам для первого варианта, показанным на фиг.6.

Работа холодильной машины с пульсационной трубой согласно шестому варианту осуществления изобретения, имеющей описанную конструкцию, аналогична работе холодильной машины согласно первому варианту осуществления изобретения.

Поскольку температура находящейся на высокотемпературной стороне части 11cd стенки пульсационной трубы 11 выше температуры окружающего воздуха, эта часть 11cd охлаждается окружающим воздухом и в результате забирает тепло от части хладагента, находящейся в контакте с внутренней поверхностью этой части стенки, что снижает температуру хладагента. Вследствие этого уменьшаются как потери тепла, связанные с передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 через ее стенку, так и потери тепла, связанные с передачей тепла низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11 хладагентом, который течет вперед и назад вблизи ее внутренней поверхности. В результате уменьшается количество тепла, из-за которого происходит уменьшение количества Qi холода, генерированного на низкотемпературной стороне пульсационной трубы 11, увеличивается количество полезного холода и холодопроизводительность холодильной машины.

(Седьмой вариант осуществления изобретения)

Показанная на фиг.8 холодильная машина с пульсационной трубой согласно седьмому варианту осуществления изобретения отличается тем, что находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11, расположенная в атмосфере снаружи вакуумного бака 15, и теплоизлучающий блок 12 снабжены большим количеством кольцевых ребер 21 и 22 соответственно.

Кольцевые ребра 21 и 22 расположены на наружных периферийных поверхностях пульсационной трубы 11 и теплоизлучающего блока 12 с постоянным интервалом в осевом направлении, как показано на фиг.8.

Благодаря ребрам 21 и 22 холодильная машина согласно седьмому варианту осуществления изобретения имеет увеличенную проводящую поверхность и поэтому находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающий блок 12 могут охлаждаться лучше, чем в шестом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.7. Соответственно, по сравнению с шестым вариантом осуществления изобретения увеличивается холодопроизводительность.

В седьмом варианте осуществления изобретения ребра 21 и 22 расположены на наружной периферийной поверхности находящейся на высокотемпературной стороне части 11cd стенки пульсационной трубы и на наружной периферийной поверхности теплоизлучающего блока 12 с соответствующими интервалами. Однако ребро может проходить по наружным периферийным поверхностям указанной части 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающего блока 12 по спирали.

(Восьмой вариант осуществления изобретения)

Показанная на фиг.9 холодильная машина с пульсационной трубой согласно восьмому варианту осуществления изобретения отличается тем, находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11, расположенная в атмосфере снаружи вакуумного бака 15, и теплоизлучающий блок 12 снабжены большим количеством вертикальных ребер 31 и 32 соответственно.

Вертикальные ребра 31 и 32 расположены на наружных периферийных поверхностях пульсационной трубы 11 и теплоизлучающего блока 12 с постоянным интервалом в окружном направлении и проходят по всей длине пульсационной трубы 11 и теплоизлучающего блока 12, как показано на фиг.9.

Благодаря ребрам 31 и 32, как в седьмом варианте осуществления изобретения, холодильная машина согласно восьмому варианту осуществления изобретения имеет увеличенную проводящую поверхность, в результате чего находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 и теплоизлучающий блок 12 могут охлаждаться лучше, чем в шестом варианте осуществления изобретения. Поэтому по сравнению с шестым вариантом количество холода увеличивается.

(Девятый вариант осуществления изобретения)

Показанная на фиг.10 холодильная машина с пульсационной трубой согласно девятому варианту осуществления изобретения отличается тем, что на находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы принудительно подается воздух, а вблизи этой части 11cd стенки и теплоизлучаюшего блока 12 предусмотрено средство 24 создания давления, например вентилятор.

В этом варианте улучшается теплопередача воздуха, который охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки и теплоизлучающий блок 12, вследствие чего улучшается воздушное охлаждение. В результате температура находящейся на высокотемпературной стороне части 11cd стенки уменьшается, а холодопроизводительность увеличивается по тем же причинам, что и в шестом варианте осуществления изобретения.

(Десятый вариант осуществления изобретения)

В показанной на фиг.11 холодильной машине с пульсационной трубой согласно десятому варианту осуществления изобретения находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd пульсационной трубы 11, расположенная в атмосфере, выполнена из материала 25 с высокой теплопроводностью, а находящаяся на низкотемпературной стороне часть 11cd пульсационной трубы 11, расположенная в вакуумной баке 15, выполнена из материала 26 с низкой теплопроводностью. Часть 11cd трубы, находящаяся на высокотемпературной стороне, и часть 11bd трубы, находящаяся на низкотемпературной стороне, соединены между собой.

Материал 25 с высокой теплопроводностью представляет собой медь, алюминий и т.п., а материал 26 с низкой теплопроводностью – нержавеющую сталь и т.п.

В холодильной машине согласно десятому варианту осуществления находящаяся на высокотемпературной стороне часть трубы, расположенная в атмосфере, имеет высокую теплопроводность в радиальном направлении, благодаря чему уменьшается разность температур на внутренней периферийной поверхности и наружной периферийной поверхности этой части трубы, уменьшается температура хладагента, находящегося в контакте с внутренней периферийной поверхностью, и повышается холодопроизводительность.

(Одиннадцатый вариант осуществления изобретения)

В показанной на фиг.12 холодильной машине с пульсационной трубой согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения один конец проводящего элемента 30 находится в тепловом контакте с находящейся на высокотемпературной стороне частью 11cd стенки пульсационной трубы 11, а другой его конец находится в тепловом контакте с вакуумным баком 15.

Находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 охлаждается через проводящий элемент 30 с помощью вакуумного бака 15, служащего источником охлаждения, температура которого ниже температуры этой части 11cd стенки, благодаря чему повышается холодопроизводительность.

В этом случае находящаяся на высокотемпературной стороне часть 11cd стенки пульсационной трубы 11 может быть расположена в вакуумном баке или в атмосфере, снаружи вакуумного бака.

Описанные выше варианты осуществления изобретения приведены в качестве примеров для пояснения изобретения. Изобретение не ограничено этими вариантами осуществления, и в рамках его технической идеи или принципа допускаются любые изменения и дополнения, очевидные для специалистов в данной области, на основе формулы, описания и чертежей.

Фазорегулятор 14, используемый в описанном выше варианте осуществления изобретения, может представлять собой отверстие, как показано на фиг.13(А), активный буфер, как показано на фиг.13(В), двойное впускное отверстие, как показано на фиг.13(С), четырехходовой клапан, как показано в фиг.13(D), и т.д.

В описанных вариантах осуществления изобретения холодильная нашина с пульсационной трубой является одноступенчатой, однако изобретение не ограничено таким выполнением и относится к холодильным машинам, имеющим две ступени или больше.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Поскольку охлаждающее средство охлаждает находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента холодильной машины с пульсационной трубой, температура указанной части стенки пульсационной трубы понижается. В результате количество тепла, достигающего холодного конца пульсационной трубы за счет теплопроводности, уменьшается. Кроме того, так как часть пара хладагента, находящаяся в контакте с внутренней поверхностью указанной части стенки пульсационной трубы, охлаждается, то уменьшается количество тепла, достигающего холодного конца пульсационной трубы за счет движения этого пара. В результате повышается холодопроизводительность.

Формула изобретения

1. Холодильная машина с пульсационной трубой, содержащая пульсационную трубу, соединенную с холодным резервуаром и имеющую генерирующий тепло горячий конец, и охлаждающее средство для охлаждения находящейся на высокотемпературной стороне части указанной стенки пульсационной трубы с помощью охлаждающей среды, температура которой ниже температуры этой части стенки пульсационной трубы.

2. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.1, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента указанной холодильной машины с пульсационной трубой.

3. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.1, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью атмосферного воздуха.

4. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из источника давления и течет в указанный холодный резервуар.

5. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между нагнетательным отверстием источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, сообщающимся с указанным нагнетательным отверстием источника давления.

6. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который вытекает из указанного холодного резервуара и течет в источник давления.

7. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, который течет между выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана и всасывающим отверстием источника давления.

8. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента от отдельного компрессора.

9. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.1, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце указанной пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между нагнетательной стороной источника давления и впускным отверстием высокого давления многоходового клапана, сообщающимся с указанной нагнетательной стороной источника давления.

10. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой указанное охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на горячем конце указанной пульсационной трубы, с помощью хладагента, который течет между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся с указанным всасывающим отверстием источника давления.

11. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся с указанным всасывающим отверстием источника давления, расположен радиатор, при этом указанное охлаждающее средство охлаждает указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы с помощью хладагента, вытекающего из указанного выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения этой части стенки пульсационной трубы, охлаждается указанным радиатором.

12. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.2, в которой между всасывающим отверстием источника давления и выпускным отверстием низкого давления многоходового клапана, сообщающимся с указанным всасывающим отверстием источника давления, расположен радиатор, при этом указанное охлаждающее средство охлаждает теплоизлучающий блок, расположенный на указанном горячем конце пульсационной трубы, с помощью хладагента, вытекающего из указанного выпускного отверстия низкого давления многоходового клапана, а хладагент, используемый для охлаждения указанного теплоизлучающего блока, охлаждается указанным радиатором.

13. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.3, в которой охлаждающее средство образовано находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, при этом указанная часть стенки расположена в атмосфере.

14. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.13, в которой на наружной периферийной поверхности указанной находящейся на высокотемпературной стороне и находящейся в атмосфере части стенки пульсационной трубы имеются ребра.

15. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.13 или 14, в которой на указанную находящуюся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы принудительно подается воздух.

16. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.13, в которой указанная находящаяся на высокотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы, расположенная в атмосфере, образована элементом с высокой теплопроводностью, а находящаяся на низкотемпературной стороне часть стенки пульсационной трубы, расположенная в вакуумном баке, образована элементом с низкой теплопроводностью, причем указанная часть, находящаяся на высокотемпературной стороне, и указанная часть, находящаяся на низкотемпературной стороне, соединены между собой.

17. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.13, в которой один конец проводящего элемента находится в тепловом контакте с указанной находящейся на высокотемпературной стороне частью стенки пульсационной трубы, а другой конец указанного проводящего элемента находится в тепловом контакте с источником охлаждения, температура которого ниже температуры указанной находящейся на высокотемпературной стороне части стенки пульсационной трубы.

18. Холодильная машина с пульсационной трубой по п.17, в которой указанный источник охлаждения образован вакуумным баком указанной холодильной машины.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.08.2006

Извещение опубликовано: 20.10.2007 БИ: 29/2007