ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при создании устройств для вертикальной передачи энергии в форме теплоты.

Известно теплопередающее устройство, содержащее вертикально установленный и частично заполненный теплоносителем герметичный корпус, в верхней части которого расположена зона испарения, а в нижней части - зона конденсации и насос с нагнетательной трубкой, расположенной вертикально соосно с корпусом и снабженной в зоне испарения распределителем жидкости, причем насос выполнен с электрическим приводом [2] .

Известное устройство имеет относительно большие габариты из-за наличия электродвигателя и насоса, установленных внутри цилиндра. Кроме того, необходимость затрат электроэнергии на привод двигателя снижает эффективность устройства.

Известно также теплопередающее устройство, содержащее вертикально установленный и частично заполненный теплоносителем герметичный корпус, в верхней части которого расположена зона испарения, а в нижней части - зона конденсации и насос с нагнетательной трубкой, расположенной вертикально соосно с корпусом и снабженной в зоне испарения распределителем жидкости, при этом получение электроэнергии для двигателя, приводящего насос, осуществляется с помощью турбогенератора [2] .

Это устройство также имеет большие габариты. Установка турбины в паровом канале приводит к увеличению гидравлического сопротивления и, следовательно, к снижению эффективности устройства, а также усложняет его.

Известны насосы [1] , которые не содержат всей совокупности признаков, присущих изобретению.

Целью изобретения является повышение эффективности при одновременном упрощении конструкции.

Указанная цель достигается тем, что насос выполнен в виде U-образной емкости, к каждой ветви которой посредством соединительной трубки подключен по меньшей мере один парогенераторный канал, примыкающий к стенке корпуса в зоне испарения, и всасывающая трубка, обращенная свободным концом вниз, при этом нагнетательная трубка снабжена обратным клапаном и подсоединена к центральной U-образной емкости, подключенной к пусковой магистрали.

Парогенераторный канал выполнен в виде желоба, обращенного к корпусу открытой частью.

На фиг. 1 показана схема теплопередающего устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - газогидравлическая схема устройства.

Теплопередающее устройство содержит вертикально установленный корпус 1, к верхней части которого в зоне испарения подводится теплота, а в его нижней части в зоне конденсации теплота отводится. Средняя часть корпуса 1 покрыта теплоизоляционным слоем 2. В нижней части корпуса 1 установлен насос, представляющий собой U-образную емкость 3, к центральной части которой одним концом подключена нагнетательная трубка 4, на другом конце которой, расположенном в зоне испарения, имеется распределитель 5. К каждой ветви емкости 3 через соединительную трубку 6 подключен парогенераторный канал, выполненный, например, в виде желоба 7, обращенного открытой частью к стенке корпуса 1 и примыкающего к ней. К каждой ветви емкости 3 подключены всасывающие трубки 8, обращенные свободным концом вниз.

В нагнетательной трубке 4 установлен обратный клапан 9, а во всасывающей трубке 8 - обратный клапан 10.

Кроме того, к U-образной емкости 3 подключена пусковая магистраль 11 с запорным клапаном 12.

Корпус 1 частично заполнен жидкостным теплоносителем.

Устройство работает следующим образом.

Для пуска насоса теплопередающего устройства через пусковую магистраль 11 в насос подают такое количество жидкости, чтобы парогенераторные каналы были частично заполнены ею. За счет подводимой теплоты в парогенераторных каналах происходит испарение жидкости и давление в них возрастает. При незначительном превышении давления в одном из каналов давления в противоположном канале (обусловленном, например, движением жидкости при заполнении каналов) жидкость начинает перемещаться. Вследствие инерционности жидкости происходит обратное изменение соотношения значений давления, приводящее к перемещению столба жидкости в обратном направлении. Затем процесс колебания столба жидкости повторяется до выхода на установившийся режим.

Часть движущейся жидкости из емкости 3 через нагнетательную трубку 4 и распределитель 5 подается в зону испарения теплопередающего устройства, где за счет подвода теплоты испаряется и в паровой фазе поступает в нижнюю часть теплопередающего устройства, где конденсируется и через всасывающие трубки 8 вновь поступает в емкость 3.

Описанное устройство представляет собой автоколебательную систему с внешним тепловым воздействием. Система является саморегулируемой, т. е. при увеличении количества подводимой теплоты увеличивается амплитуда колебаний столба жидкости в емкости 3, а следовательно, и подача жидкости через нагнетательную трубку 4 и распределитель 5 в зону испарения, что увеличивает количество передаваемой теплоты.

Кроме того, через пусковую магистраль можно изменять общее количество жидкости внутри теплопередающего устройства, что позволяет регулировать количество передаваемой теплоты.

Таким образом, за счет выполнения насоса в виде размещенной в нижней части цилиндра U-образной емкости, к каждой ветви которой через соединительную трубку подключен по меньшей мере один парогенераторный канал, примыкающий к стенке цилиндра в зоне испарения, повышается эффективность устройства, а также упрощается его конструкция.

Использование: в теплотехнике. Сущность изобретения: в нижней части корпуса установлен насос в виде U-образной емкости 3. К каждой ветви этой емкости подключены парогенераторный канал и всасывающая трубка 8. Последняя обращена свободным концом вниз. К центральной части емкости 3 подключена нагнетательная трубка 4. В зоне испарения трубка 4 снабжена распределителем 5 жидкости. Парогенераторный канал может быть выполнен в виде желоба 7, обращенного к стенке корпуса в зоне испарения открытой частью . Емкость 3 подключена к пусковой магистрали. Нагнетательная трубка 4 снабжена обратным клапаном. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее вертикально установленный и частично заполненный теплоносителем герметичный корпус, в верхней части которого расположена зона испарения, а в нижней - зона конденсации и насос с всасывающими и нагнетательной трубками, последняя из которых расположена вертикально соосно с корпусом и снабжена в зоне испарения распределителем жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства при одновременном упрощении конструкции, насос выполнен в виде U-образной емкости, к каждой ветви которой посредством соединительной трубки подключены по меньшей мере один парогенераторный канал, примыкающий к стенке корпуса в зоне испарения, и всасывающая трубка, обращенная свободным концом вниз, при этом нагнетательная трубка снабжена обратным клапаном и подсоединена к центральной части упомянутой емкости, подключенной к пусковой магистрали. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что парогенераторный канал выполнен в виде желоба, обращенного к корпусу открытой частью.