Испарительно-конденсационная система передачи тепла

Номер патента: U 9217

Опубликовано: 30.06.2013

Автор: Мазюк Виктор Васильевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Автор Мазюк Виктор Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Испарительно-конденсационная система передачи тепла, заполненная теплоносителем и включающая испаритель, конденсатор, паропровод, конденсатопровод и нагнетатель,отличающаяся тем, что содержит камеру, состоящую из двух цилиндрических частей разного диаметра, а нагнетатель выполнен в виде сильфона, заполненного легкокипящей жидкостью и размещенного в широкой части камеры с возможностью расширяться в осевом направлении в узкую часть камеры. 92172013.06.30 Полезная модель относится к теплотехнике и обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системах передачи тепла, использующих замкнутый испарительно-конденсационный цикл. Известна испарительно-конденсационная система передачи тепла, заполненная теплоносителем и включающая испаритель, конденсатор, паропровод, конденсатопровод и нагнетатель, частично заполненный инертным газом 1. В процессе работы системы передачи тепла происходят периодические колебания положения парожидкостного фронта в конденсаторе, что сопровождается соответствующими колебаниями температуры и давления пара в испарителе и конденсаторе и давления инертного газа в нагнетателе. На стадии процесса, когда давление инертного газа становится выше давления пара в испарителе,инертный газ через диафрагму выталкивает жидкий теплоноситель из нагнетателя в испаритель. Недостатком известной системы передачи тепла являются значительные по амплитуде и продолжительные по времени колебания температуры, что не всегда приемлемо при охлаждении термочувствительных элементов электроники, твердотельных лазеров с диодной накачкой и т.п. Такие нежелательные колебания температуры объясняются тем, что температура испарителя периодически должна снижаться ниже температуры жидкого теплоносителя, заключенного в объеме нагнетателя, что требует продолжительного времени. В качестве прототипа выбрана испарительно-конденсационная система передачи тепла, заполненная теплоносителем и включающая испаритель, конденсатор, паропровод,конденсатопровод и нагнетатель, заполненный рабочим жидким теплоносителем и снабженный электрическим нагревателем 2. Доставка жидкого теплоносителя в испаритель осуществляется за счет повышения давления в нагнетателе посредством периодического включения электрического нагревателя, что вызывает образование паровых пузырей. Недостатком данной конструкции системы передачи тепла является необходимость усложнять конструкцию использованием нагревателя, источника электрического тока,электрических проводов, автоматики. Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в повышении стабильности температуры и упрощении конструкции системы передачи тепла. Поставленная задача реализуется тем, что в испарительно-конденсационной системе передачи тепла, заполненной теплоносителем и включающей испаритель, конденсатор,паропровод, конденсатопровод и нагнетатель, имеется камера, состоящая из двух цилиндрических частей разного диаметра, а нагнетатель выполнен в виде сильфона, заполненного легкокипящей жидкостью и размещенного в широкой части камеры с возможностью расширяться в осевом направлении в узкую часть камеры. Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых изображена конструкция испарительно-конденсационной системы передачи тепла (фиг. 1, 2). Испарительно-конденсационная система передачи тепла (фиг. 1) состоит из испарителя 1 и конденсатора 2, которые соединены паропроводом 3 и конденсатопроводом 4. Система теплопередачи заполнена жидким теплоносителем 5 и его паром 6. В системе теплопередачи также имеется камера 7, состоящая из двух цилиндрических частей разного диаметра. В центре широкой части камеры 7 размещен нагнетатель 8 в виде сильфона,который в сжатом состоянии как раз помещается по высоте в широкой части камеры, оставляя узкий кольцевой зазор-проход в узкую часть камеры. Нагнетатель 8 заполнен легкокипящей жидкостью 9. Испарительно-конденсационная система передачи тепла работает следующим образом(фиг. 1). Под воздействием тепла, подводимого к испарителю 1, происходит испарение жидкого теплоносителя, пропитывающего капиллярную структуру 10 испарителя 1. Образующийся пар 6 удаляется из испарителя 1 и через конденсатопровод 4 поступает в конденсатор 2, где, отдавая тепло стенкам конденсатора 2, переходит в жидкое состояние. 2 92172013.06.30 Жидкий теплоноситель 5 из конденсатора 2 поступает в широкую часть камеры 7, где окружает нагнетатель 8 и через кольцевой зазор-проход протекает в узкую часть камеры 7 и конденсатопровод 4. Легкокипящая жидкость 9 имеет температуру кипения ниже, чем температура жидкого теплоносителя 5. Поэтому под действием тепла, поступающего от жидкого теплоносителя 5 через стенки нагнетателя 8, происходит кипение жидкости 9 и повышение давления ее пара в объеме нагнетателя 8. В результате происходит расширение нагнетателя 8 в осевом направлении и его вхождение в узкую часть камеры 7 (фиг. 2). Наружный диаметр нагнетателя 8 практически равен внутреннему диаметру узкой части камеры 7. Поэтому при расширении нагнетателя 8 весь объем жидкого теплоносителя 5,содержащегося в узкой части камеры 7, выталкивается в конденсатопровод 4, по которому жидкий теплоноситель 5 достигает испарителя 1 и в требуемом количестве пропитывает капиллярную структуру 10. В расширенном состоянии нагнетатель 8 по своей боковой поверхности имеет тепловой контакт с боковой поверхностью узкой части камеры 7, на которой происходит интенсивный теплообмен с окружающей средой. В результате теплообмена внутри нагнетателя 8 происходит охлаждение пара и его конденсация в легкокипящую жидкость 9. Давление внутри нагнетателя 8 падает, под действием собственных упругих сил он сжимается до минимального объема, который размещается в широкой части камеры 7, замыкая испарительно-конденсационный цикл. Поскольку в конструкции испарительно-конденсационной системы передачи тепла не используются элементы, требующие подвода извне электрической или механической энергии для перемещения теплоносителя, конструкция системы передачи тепла значительно упрощена, что позволяет ей длительное время работать автономно, не требуя технического обслуживания. Поскольку, благодаря использованию фазовых переходов легкокипящей жидкости, амплитуда температурных колебаний внутри системы передачи тепла существенно снижена, система работает стабильнее и может применяться для охлаждения элементов современной электроники, чувствительных к перепадам температуры. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: F28D 15/00

Метки: система, передачи, тепла, испарительно-конденсационная

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-u9217-isparitelno-kondensacionnaya-sistema-peredachi-tepla.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Испарительно-конденсационная система передачи тепла</a>

Похожие патенты