РЕВЕРСИВНОЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК F28D15/00 F24F5/00 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к тепловым трубам, и может быть использовано для отвода и подвода тепла в системах терморегулирования и кондиционирования.

Известна контурная тепловая труба [1], которая содержит испаритель с капиллярно-пористой насадкой (фитилем) внутри, имеющей центральный канал для жидкости и периферийные канавки для пара, и конденсатор, выполненный по типу теплообменника "труба в трубе", соединенные посредством паропровода и конденсатопровода.

Такая тепловая труба является эффективным теплопередающим устройством, работающим при любой ориентации в гравитационном поле.

Недостатком такого устройства является односторонняя проводимость. Тепло, которое подводится к испарителю, передается в конденсатор. Если тепло подводится к конденсатору, то оно не передается испарителю.

Ближайшим по совокупности существенных признаков к заявляемому, является реверсивное теплопередающее устройство [2], содержащее два испарителя с капиллярно-пористой насадкой внутри каждого, расположенные на противоположных концах устройства, соединенные конденсатопроводом, и два конденсатора, расположенные параллельно испарителям и соединенные паропроводом. Каждый испаритель соединен с ближайшим к нему конденсатором дополнительным трубопроводом.

Реверсивное теплопередающее устройство обеспечивает за счет своей конструкции тепловую проводимость в прямом и обратном направлении.

Однако основным недостатком такого теплопередающего устройства является его громоздкость, обусловленная сложностью конструкции и наличием дополнительных трубопроводов между составными частями. Кроме того, дополнительные трубопроводы увеличивают гидравлическое сопротивление устройства и тем самым снижают его теплотранспортную способность. Все это ограничивает возможность его использования, в частности, для систем терморегулирования космической техники.

Задачей изобретения является расширение области использования реверсивного теплопередающего устройства за счет повышения его компактности и теплотранспортной способности.

Поставленная задача решается тем, что в реверсивном теплопередающем устройстве, содержащем испарители, каждый из которых снабжен размещенной внутри капиллярно-пористой насадкой с центральным каналом, систему пароотводных канавок на термоконтактных поверхностях, сообщающихся с паровым коллектором, и конденсаторы, при этом испарители соединены между собой конденсатопроводом, а конденсаторы - паропроводом, соответствующие испаритель и конденсатор размещены в одном корпусе, при этом конденсатор совмещен с паровым коллектором испарителя.

Каждый конденсатор может быть выполнен по типу трубчатого теплообменника.

Размещение испарителя и конденсатора в одном корпусе при установке последнего в паровом коллекторе испарителя позволило повысить компактность устройства за счет исключения двух лишних трубопроводов, создающих дополнительное гидравлическое сопротивление при работе устройства.

При снижении гидравлического сопротивления повышается теплотранспортная способность реверсивного теплопередающего устройства.

Выполнение конденсатора по типу трубчатого теплообменника позволяет повысить эффективность устройства при воздушно-конвективном подводе тепла, так как конденсатор при таком исполнении имеет более развитую поверхность.

Все это позволило улучшить массогабаритные характеристики систем терморегулирования, в частности, на космических аппаратах, меняющих свою ориентацию по отношению к солнцу.

На фиг. 1 представлено реверсивное теплопередающее устройство; на фиг. 2 - фрагмент продольного разреза испарителя; на фиг. 3 - фрагмент испарителя с трубчатым конденсатором, установленным в паровом коллекторе.

Реверсивное теплопередающее устройство состоит из двух идентичных испарителей 1 и 2, расположенных на противоположных концах устройства вдоль его продольной оси. Каждый испаритель 1 и 2 содержит соответственно фитиль 3, 4, имеющий центральный канал 5, 6 и периферийные канавки 7, 8, сообщающиеся с азимутальными проточками 9, 10 на внутренней поверхности корпуса 17, 12 соответственно испарителя 1 и 2. Каждый испаритель снабжен двумя торцевыми полостями соответственно 13 и 14, 15 и 16.

Торцевые полости 15 и 16, являющиеся паровыми коллекторами испарителей 1 и 2 расположены со стороны паровых торцов 17, 18 испарителей 1 и 2 и выполнены, например, в виде теплообменников-конденсаторов 19, 20 "труба в трубе". Таким образом, испарители 1 и 2 размещены соответственно в одном корпусе 11 и 12 с соответствующим конденсатором 19, 20, каждый из которых установлен в паровом коллекторе, роль которого выполняет соответствующая торцевая полость 15, 16 испарителя 1, 2. Испарители 1, 2 сообщаются друг с другом посредством конденсатопровода 21, а конденсаторы - посредством паропровода 22, вход и выход которых размещены соответственно в торцевых полостях 13 и 14, 15 и 16. Устройство работает следующим образом.

При подводе тепла к испарителю 1 пар из фитиля 3 по канавкам 7 и проточкам 9 поступает в торцевую полость 15, а затем в паропровод 22. По паропроводу 22 пар попадает в торцевую полость 16 испарителя 2, играющую роль основного конденсатора 20. Из полости 16 жидкость проходит через фитиль 4 испарителя 2 и поступает в торцевую полость 14, откуда по конденсатопроводу 21 возвращается в торцевую полость 13 и центральный канал 5 испарителя 1. При подводе тепла к испарителю 2 роль основного конденсатора 19 начинает выполнять торцевая полость 15 и циркуляция теплоносителя осуществляется в обратном направлении.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ 1196665 МКИ F 28 D 15/00 БИ N 45-85.

2. Труды международного семинара CPL-98, Лос Анжелес, США, 1998 г.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к тепловым трубам, и может быть использовано для отвода и подвода тепла в системах терморегулирования и кондиционирования. Устройство содержит испарители, каждый из которых снабжен размещенной внутри капиллярно-пористой насадкой с центральным каналом, систему пароотводных канавок на термоконтактных поверхностях, сообщающихся с соответствующим паровым коллектором, и конденсаторы. Испарители соединены между собой конденсатопроводом, а конденсаторы - паропроводом, испаритель и конденсатор размещены в одном корпусе, при этом конденсатор совмещен с паровым коллектором испарителя. Техническим результатом является расширение области использования реверсивного теплопередающего устройства за счет повышения его компактности и теплотранспортной способности. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Реверсивное теплопередающее устройство, содержащее испарители, каждый из которых снабжен размещенной внутри капиллярно-пористой насадкой с центральным каналом, систему пароотводных канавок на термоконтактных поверхностях, сообщающихся с соответствующим паровым коллектором, и конденсаторы, при этом испарители соединены между собой конденсатопроводом, а конденсаторы - паропроводом, отличающееся тем, что соответствующие испаритель и конденсатор размещены в одном корпусе, при этом конденсатор совмещен с паровым коллектором испарителя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конденсатор выполнен по типу трубчатого теплообменника.