Испаритель Советский патент 1989 года по МПК F25B39/02 F28D5/00 

1

(61) 1273699

(21)4352802/23-06

(22)08.12,87

(46) 23.08.89. Бюп. № 31

(71)Новополоцкий политехнический институт им.Ленинского комсомола Белоруссии

(72)В.А.Майоров, В.М.Поляев, Л.Л Васильев и А.Л.Магдесьян

(53)621.57 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 1273699, кл. F 25 В 39/02, 1986.

(54)ИСПАРИТЕЛЬ

(57)Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, преимущественно в условиях переменной гравитации и ориентации. Цель изобретения - повышение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки. Поставленная цель достигается путем выполнения на наружной поверхности теплообменных трубок 9 продольных канавок 12. Кроме того, со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки 9 покрыты последовательно слоем пористого лиофильного фитиля 15, тонкопористым лиофобным покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными сетчатыми проставками 18 с продольными по ходу хладагента гофрами. 4 ил.

-А

i (Л

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, преимущественно в условиях переменной гравитации и ориентации. Цель изобретения - повышение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки. Поставленная цель достигается путем выполнения на наружной поверхности теплообменных трубок 9 продольных канавок 12. Кроме того, со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки 9 покрыты последовательно слоем пористого лиофильного фитиля 15, тонкопористым лиофобным покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными сетчатыми проставками 18 с продольными по ходу хладагента гофрами. 4 ил.

31502

Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, преимущественно в условиях переменной гравитации и ориентации, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. 1273699.

Целью изобретения является повы- шение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки.

На фиг.1 изображен схематически испаритель со снятой передней стен- кой, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. 2-, на фиг „А - сечение В-В на фиг.2.

Испаритель содержит корпус 1, кол лекторы подвода 2 и отвода 3 горячего теплоносителя, распределительный коллектор 4 хладагента и коллектор 5 отвода naiJa. Внутри корпуса 1 размещена теплообменная насадка 6, от- деленная от коллектора 4 подвода хладагента сплошной стенкой 7, а от коллектора 5 отвода пара - перегородкой 8. Теплообменная насадка содержит плоские теплообменные трубки 9 для протока охлаждаемого теплоносителя, внутри которых размещены гофрированные пластины 10 с продольными по ходу теплоносителя гофрами. Со стороны межтрубных каналов 11 на на- чальном участке (по ходу хладагента) на поверхности трубок 9 выполнены продольные (по ходу хладагента) канавки 12. У теплообменных трубок 9 начальные концы 13 выходят сквозь стенку 7 в коллектор 4, а конечные концы 14 загнуты внутрь межтрубных каналов 11. Со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки 9 покрыты последовательно слоем по- ристого лиофильного фитиля 15, тонкопористым лиофобным покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными упругими спеченными многослойными сетчатыми про- ставками 18 с продольными по ходу хладагента гофрами. На конечном участке трубки 9 покрыты слоем пористого лиофильного фитиля 19, толщина которого равна сумме толщин слоев 15-17, и также прижатого проставками 18. В зоне границы начального и конечного участков, где оканчиваются продольны канавки 12, пористые лиофильные фи

д

0 25 30 35 О 5 е

0

тили 15 и 19 пропитаны герметизирующим составом 20. На выходе межтрубных каналов 11 установлены выгнутые внутрь каналов навстречу парокапельному потоку проницаемые перегородки 21,покрыты спереди слоем 22 пористого лиофобного материала. Стрелками показаны направления течения хладагента и охлаждаемого теплоносителя.

Испаритель работает следующим об- разом,

Горячий теплоноситель подается в коллектор 2, проходит внутри плоских трубок 9, отдает теплоту через стенку испаряющемуся внутри фитилей 15 и 19 хладагенту и охлажденный выходит через отводящий коллектор 3. Жидкостный хладагент из распределительного коллектора 4 под действием постоянного давления подачи по канавкам 12 на выступающих концах 13 теплообменных трубок 9 проходит сквозь стенку 7 и затем из канавок 12 раздается по слою фитиля 15 на начальном участке теплообменных трубок 9. Внутри фитиля 15 хладагент поглощает передаваемую от горячего теплоносителя теплоту и кипит. Поток пара с микрокаплями из слоя фитиля 15 подходит к слою тонкопористого лиофобного материала, который отделяет от парокапельного потока микрокапли жидкости, диаметр которых больше размера пор тонкопористого лиофобного материала. Слой удерживает также избыточный жидкостный хладагент от вылива из фитиля 15 в режимах при пониженных тепловых нагрузках. Через слой тонкопористого лиофобного покрытия проходит поток пара с микрокаплями жидкости, диаметр которых меньше размера пор зтого материала. Герметизирующий состав 20 исключает подачу хладагента из канавок 12 и слоя фитиля 15 в слой фитиля 19. Парокапельная смесь движется по межтрубным каналам 11. Здесь микрокапли частично улавливаются пористым лиофильным материалом проставок 18 и в виде жидкости транспортируются вдоль проставок 18 к конечному участку каналов 11, где жидкостный хладагент впитывается из материала проставок 18 в слой фитиля 19 в точках их контакта. На выходе межтрубных каналов 11 происходит разделение парокапельного потока. Пар проходит сквозь слой 22 пористого лиофобного материала и поддерживающую

его проницаемую перегородку 21 в ровой коллектор 5. Микрокапли жидкости задерживаются слоем 22 пористого лиофобного материала, постепенно увеличиваются за счет их слияния и сносятся под действием потока пара по слою 22 на слой фитиля 19. Здесь они впитываются фитилем 19 и в виде жидкости транспортируются внутри фитиля 19 вдоль греющей поверхности трубок 9 обратно навстречу парокапельному потоку в межтрубных каналах. Внутри фитиля 19 хладагент испаряется.

Относительная длина конечного участка теплообменных трубок приблизительно равна массовой доле капель жидкости в парокапельном потоке, вытекающем на начальном участке сквозь слой лиофобного пористого покрытия. Наиболее подходящим материалом для фитиля 15 является сетчатая структура, состоящая из двух прилегающих к поверхности трубок 9 медных сеток возможно меньшего размера ячейки (10 или 40 мкм) и двух внещних сеток с ячейкой 100-130 мкм. Все эти сетки припрессовываются и припекаются к теплообменной трубке 9, на которой предварительно нарезаны канавки 12. При таком изготовлении фитиля 15 его

150 па/ J

2921 10

15

6

конец может быть вместе с концом 13 трубки 9 выведен в коллектор 4. По- ристьй лиофобньй слой может быть выполнен, например, из пленочного пористого фторопласта или полиэтилена толщиной 0,10-0,20 мм минимально возможного размера пор (5-15 мкм).

Такое выполнение испарителя позволяет повысить производительность за счет увеличения в 2-3 раза допустимой тепловой нагрузки на единицу теплообменной поверхности при одно- време)1нон повытении надежности работы в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки.

Формула изобретения

20

Испаритель по авт. св. № 1273699,

отличающийся тем, что, с целью повышения производительности в условиях изменяющейся во време25-ни тепловой нагрузки, на начальном участке теплообменных трубок на их наружной поверхности выполнены продольные канавки, а поверх пористого лиофильного фитиля размещены слои

2Q пористого лиофобного материала и прижимная сетка.

t

l-i

/

J

Г.

Фие.7

Б Б

f. . .„, д .. р ,., . .,.п, 1.. .,.

-

-- - :j- - - ,

0)1Аа даемь1й теплоноситель

f

5-3

0)(лаждаемь ш теплоноситель

18