турбохолодильник

Формула изобретения

ТУРБОХОЛОДИЛЬНИК, содержащий центробежный компрессор и центростремительную турбину, лопатки которых установлены на общем диске, отличающийся тем, что турбохолодильник снабжен теплообменником, расположенным между компрессором и турбиной, а диск выполнен с кольцевым выступом на периферии, размещенным в полости теплообменника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам, предназначенным для охлаждения атмосферного воздуха, поступающего в производственные помещения цементных заводов, в горячие цеха металлургических предприятий, шахты и т.д.

Известны газотурбинные двигатели, содержащие радиальный турбокомпрессор с лопатками компрессора и турбины, расположенными на разных сторонах одного диска [1]

Недостатком этого устройства является их принципиальная непригодность для нужд охлаждения воздуха в связи с использованием их в качестве тепловых двигателей, т.е. устройств, предназначенных для совершения работы.

Известен турбохолодильник, содержащий компрессор, теплообменник и турбину [2]

Недостатком этого устройства являются значительный вес, габариты и невысокая эффективность работы из-за того, что теплообменник выполнен вынесенным, что предопределяет низкий коэффициент теплопередачи в теплообменнике.

В качестве прототипа выбрано устройство [1]

Целью изобретения является снижение веса и габаритов турбохолодильника и повышение эффективности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что турбохолодильник, содержащий центробежный компрессор и центростремительную турбину, лопатки которых установлены на общем диске, снабжен теплообменником, расположенным между компрессором и турбиной, а диск выполнен с кольцевым выступом на периферии, размещенным в полости теплообменника.

Расположение элементов теплообменника в периферийной окружной полости непосредственно между компрессором и турбиной позволит снизить вес и габариты теплообменника, т.е. турбохолодильника в целом, благодаря интенсификации теплоотдачи со стороны охлаждаемого воздуха в теплообменнике. Это становится возможным в предлагаемом устройстве из-за высокой скорости обтекания охлаждаемым воздухом элементов теплообменника.

Выполнение в туpбохолодильнике диска с необлопаченной периферийной частью, вокруг которой расположены элементы теплообменника, позволит повысить скорость обтекания охлаждаемым воздухом элементов теплообменника, интенсифицировать на них теплоотдачу и, следовательно, еще более снизить вес, габариты турбохолодильника и повысить эффективность его работы.

Значительный вес и габариты вынесенного теплообменника характерны для аналогичных холодильных устройств, что связано с недостаточно эффективными процессами теплоотдачи, имеющими место в таком теплообменнике, поэтому использование предлагаемого туpбохолодильника позволит снизить его вес и габариты и повысить эффективность работы.

Использование отличительных признаков в устройстве позволит существенно снизить вес, габариты турбохолодильника и повысить эффективность его работы, т. е. поднять технический уровень турбохолодильника на новую ступень за счет интенсификации процессов теплообмена в теплообменнике.

На чертеже изображен предлагаемый турбохолодильник, в котором диск выполнен с кольцевым выступом на периферии.

Турбохолодильник содержит корпус 1, в котором размещены опоры 2 и 3. В опорах вращается вал 4 с диском 5, на одной стороне которого выполнены лопатки компрессора 6, а на другой лопатки турбины 7. Непосредственно между компрессором и турбиной в периферийной окружной полости расположены элементы теплообменника 8.

Туpбохолодильник работает следующим образом. При вращении диска 5 в опорах 2 и 3 лопатки компрессора 6 засасывают воздух, сжимают, разгоняют его и подают с большой скоростью на элементы теплообменника 8. Здесь от нагретого в компрессоре воздуха отводится теплота, например, в текущую по элементам 8 холодную воду, и охлажденный воздух поступает в турбину 7, в которой расширяется и охлаждается вновь за счет совершения работы.

Предлагаемый турбохолодильник позволяет уменьшить вес, габариты и повысить эффективность работы, устройства.