RU175850U1 - Двухфазный термосифон - Google Patents
Двухфазный термосифон Download PDFInfo
- Publication number
- RU175850U1 RU175850U1 RU2016141020U RU2016141020U RU175850U1 RU 175850 U1 RU175850 U1 RU 175850U1 RU 2016141020 U RU2016141020 U RU 2016141020U RU 2016141020 U RU2016141020 U RU 2016141020U RU 175850 U1 RU175850 U1 RU 175850U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lower chamber
- chamber
- funnel
- heat
- housing
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к теплообменным аппаратам с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок, в которых теплоноситель конденсируется и испаряется, и может быть использована для охлаждения энергонасыщенного авиационного оборудования, системы отопления и других тепловыделяющих устройств. Двухфазный термосифон содержит цельный корпус, состоящий их двух соосно расположенных вертикальных цилиндрических камер, верхней и нижней, с образованием снаружи в месте их соединения кольцевой площадки. Диаметр нижней камеры больше диаметра верхней камеры. Дно нижней камеры изнутри выполнено с цилиндрическими выемками, расположенными равномерно. В нижней камере, заполненной жидкостью, размещена воронка, узкая часть которой соединена с паропроводом, расположенным в верхней камере и имеющим форму витой трубы, на внутренней поверхности которой по всей ее длине выполнен прямоугольный выступ. На внутренней верхней поверхности корпуса выполнены одинаковые, равномерно расположенные, прямоугольные выступы. Бортовая часть воронки соединена с внутренними боковыми поверхностями нижней камеры и выполнена с равномерно расположенными по окружности отверстиями. В нижней камере, выше уровня заполняющей ее жидкости, расположен выпускной клапан. Корпус и прямоугольные выступы на его внутренней верхней поверхности выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Технический результат: повышение интенсивности теплообмена в нижней и верхней камерах. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к теплообменным аппаратам с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок, в которых теплоноситель конденсируется и испаряется, и может быть использована для охлаждения энергонасыщенного авиационного оборудования, систем отопления и других тепловыделяющих устройств.
Известен термосифон [RU 2373473 С1, МПК F28D 15/02 (2006.01), опубл. 20.11.2009], содержащий корпус, рабочий объем нижней камеры которого заполнен жидкостью, воронку, которой перегорожена нижняя камера с паропроводом для транспортировки пара, парогенератор в нижней камере и конденсатор в верхней камере. Конденсатором является охлаждаемая поверхность верхней камеры термосифона. Часть нижней камеры отведена для аккумулирования воздуха и других газообразных примесей, изначально содержащихся в термосифоне. В нижней камере установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу.
Недостатком этого устройства является унос капель жидкой фазы с паром в зону конденсации, что приводит к утолщению пленки жидкости на поверхности верхней камеры термосифона.
Известна тепловая труба [SU 1052828 А2, МПК F28D 15/02, опубл. 07.11.1983], которая представляет собой вертикальный корпус, частично заполненный теплоносителем, с зонами испарения и конденсации и коаксиальную вставку, размещенную внутри корпуса, с образованием в зоне испарения кольцевого канала. Верхний торец вставки выполнен с отбортовкой, плотно прилегающей к стенке корпуса и имеющей на закругленной поверхности сквозные отверстия для отвода образовавшихся в кольцевом канале паров теплоносителя в сторону зоны испарения. Внутри вставки установлен сепаратор, расположенный ниже отверстий.
Недостатком такого устройства является отсутствие клапана для сбрасывания части воздуха наружу и области для скапливания неконденсирующихся примесей, что значительно ухудшает интенсивность конденсации.
Известен двухфазный термосифон [RU 157300 U1, МПК F28D 15/00 (2006.01), опубл. 27.11.2015], выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус, состоящий из соединенных между собой верхней и нижней камер. Корпус выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Рабочий объем нижней камеры заполнен жидкостью и перегорожен воронкой с паропроводом для транспортировки пара. Узкая часть воронки соединена с паропроводом в форме витой трубы, внутренняя поверхность которой по всей длине снабжена прямоугольным выступом. Бортовая часть воронки выполнена с отверстиями, равномерно расположенными по окружности. Охлаждаемая поверхность верхней камеры является конденсатором. Часть нижней камеры отведена для аккумулирования воздуха и других газообразных примесей, изначально содержащихся в термосифоне. В нижней камере установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу.
Недостатком двухфазного термосифона является низкая интенсивность теплообмена, что обусловлено пленочной конденсацией в верхней камере термосифона.
Предложенная полезная модель позволяет повысить интенсивность теплообмена в нижней и верхней камерах двухфазного термосифона.
Предложенный двухфазный термосифон, так же как в прототипе, содержит корпус из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, состоящий из двух соединенных между собой верхней и нижней камер, при этом рабочий объем нижней камеры заполнен жидкостью и перегорожен воронкой, узкая часть которой соединена с паропроводом в форме витой трубы, внутренняя поверхность которой по всей длине снабжена прямоугольным выступом, а бортовая часть воронки выполнена с равномерно расположенными по окружности отверстиями, конденсатором является внутренняя поверхность верхней камеры, часть нижней камеры отведена для аккумулирования воздуха и других газообразных примесей, изначально содержащихся в термосифоне, причем в нижней камере установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу.
Согласно полезной модели верхняя внутренняя поверхность корпуса снабжена одинаковыми, равномерно расположенными, прямоугольными выступами, причем выступы и корпус выполнены из одного материала. Дно нижней камеры изнутри выполнено с цилиндрическими выемками, расположенными равномерно.
Прямоугольные выступы на верхней внутренней поверхности корпуса обеспечивают капельную конденсацию пара, интенсифицируя теплообмен в зоне конденсации двухфазного термосифона. Цилиндрические выемки, выполненные изнутри корпуса, на его дне, обеспечивают условия для возникновения пузырьков воздуха и пара, интенсифицируя процесс кипения жидкости в нижней камере. Таким образом, по сравнению с прототипом, использование предложенного двухфазного термосифона позволяет повысить интенсивность теплообмена в его нижней и верхней камерах.
На фиг. 1 показана конструкция двухфазного термосифона.
На фиг. 2 показана нижняя камера, вид сверху, разрез А-А.
На фиг. 3 показан выносной элемент В - увеличенное изображение внутренней верхней поверхности корпуса.
Двухфазный термосифон содержит цельный корпус 1 (фиг. 1) в виде соединенных между собой верхней 2 и нижней 3, соосно расположенных, вертикальных цилиндрических камер, образующих снаружи, в месте их соединения, кольцевую площадку. Диаметр нижней камеры 3 больше диаметра верхней камеры 2. Дно нижней камеры 3 изнутри выполнено с цилиндрическими выемками 4 (фиг. 2), расположенными равномерно. В нижней камере 3 (фиг. 1), заполненной жидкостью, например, раствором этилового спирта, размещена воронка 5. Узкая часть воронки 5 соединена с паропроводом 6, расположенным в верхней камере 2 и имеющим форму витой трубы, на внутренней поверхности которой по всей ее длине выполнен прямоугольный выступ 7. На внутренней верхней поверхности корпуса 1 выполнены одинаковые, равномерно расположенные, прямоугольные выступы 8 (фиг. 3). Бортовая часть воронки 5 (фиг. 1) соединена с внутренними боковыми поверхностями нижней камеры 3 и выполнена с равномерно расположенными по окружности отверстиями 9. В нижней камере 3, выше уровня заполняющей ее жидкости, расположен выпускной клапан 10.
Корпус 1 и прямоугольные выступы 8 на его внутренней верхней поверхности выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности (нержавеющая сталь, медь, латунь). Ширина каждого прямоугольного выступа 8 составляет 0,005 мм, его высота - 0,03 мм. Ширина паза между выступами 8 составляет 0,03 мм. Глубина каждой цилиндрической выемки 4 составляет не более 2 мм, а ее радиус - не более 1 мм. Расстояние между цилиндрическими выемками 4 составляет 4 мм.
Двухфазный термосифон работает следующим образом.
При установке двухфазного термосифона, например, на аккумуляторную батарею, подвод тепла происходит через дно нижней камеры 3. При закипании жидкости, заполняющей нижнюю камеру 3, на равномерно расположенных цилиндрических выемках 4 возникают пузырьки воздуха и пара, при этом осуществляется тепло- и массоперенос с изменением агрегатного состояния жидкости в зонах испарения и конденсации, создавая движущийся напор под действием сил гравитации и естественную циркуляцию в контуре термосифона. Парожидкостная смесь, образованная при кипении жидкости в нижней камере 3, собирается в воронку 5 и проходит по паропроводу в форме витой трубы 6 в верхнюю камеру 2, вытесняя воздух, при этом давление в термосифоне повышается. Капли жидкости задерживаются прямоугольным выступом 7 на внутренней поверхности витой трубы 6. Далее пар направляется на одинаковые, равномерно расположенные, прямоугольные выступы 8 на внутренней верхней поверхности корпуса 1. Происходит капельная конденсация пара, при которой капли 11 располагаются на выступах 8, а пар непосредственно контактирует с верхней стенкой зоны конденсации, при этом интенсивность теплообмена в зоне конденсации повышается, а давление в контуре снижается. По стенкам внутренней поверхности корпуса 1 верхней камеры 2 конденсат стекает вниз в зону испарения, где через отверстия 9 в бортовой части воронки 5 жидкость возвращается в нижнюю камеру 3, в которой скапливаются несконденсированные пары и большая часть воздуха. С увеличением нагрева дна нижней камеры 3 давление в корпусе 1 достигает значения, при котором срабатывает установленный в нижней камере 3 выпускной клапан 10 и часть воздуха удаляется из термосифона.
Claims (1)
- Двухфазный термосифон, содержащий корпус из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, состоящий их двух соосных вертикальных цилиндрических камер, верхней и нижней, при этом рабочий объем нижней камеры заполнен жидкостью и перегорожен воронкой, узкая часть которой соединена с паропроводом в форме витой трубы, внутренняя поверхность которой по всей длине снабжена выступом, а бортовая часть воронки выполнена с отверстиями, равномерно расположенными по окружности, конденсатором является охлаждаемая поверхность верхней камеры, часть нижней камеры отведена для аккумулирования воздуха и других газообразных примесей, изначально содержащихся в термосифоне, причем на верхней торцевой части нижней камеры установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу, отличающийся тем, что верхняя внутренняя поверхность корпуса снабжена одинаковыми, равномерно расположенными, прямоугольными выступами, причем выступы и корпус выполнены из одного материала, а дно нижней камеры изнутри выполнено с цилиндрическими выемками, расположенными равномерно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141020U RU175850U1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Двухфазный термосифон |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141020U RU175850U1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Двухфазный термосифон |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175850U1 true RU175850U1 (ru) | 2017-12-21 |
Family
ID=63853443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141020U RU175850U1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Двухфазный термосифон |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175850U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1052828A2 (ru) * | 1981-11-18 | 1983-11-07 | Институт технической теплофизики АН УССР | Теплова труба |
CN101078600A (zh) * | 2007-07-05 | 2007-11-28 | 上海交通大学 | 以水基碳纳米管悬浮液为工质的两相闭式热虹吸管 |
RU2373473C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2009-11-20 | Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской Академии наук | Термосифон |
JP2014074568A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Fujitsu Ltd | ループ型サーモサイフォン及び電子機器 |
RU157300U1 (ru) * | 2014-12-29 | 2015-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
-
2016
- 2016-10-18 RU RU2016141020U patent/RU175850U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1052828A2 (ru) * | 1981-11-18 | 1983-11-07 | Институт технической теплофизики АН УССР | Теплова труба |
CN101078600A (zh) * | 2007-07-05 | 2007-11-28 | 上海交通大学 | 以水基碳纳米管悬浮液为工质的两相闭式热虹吸管 |
RU2373473C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2009-11-20 | Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской Академии наук | Термосифон |
JP2014074568A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Fujitsu Ltd | ループ型サーモサイフォン及び電子機器 |
RU157300U1 (ru) * | 2014-12-29 | 2015-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU157300U1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
US3024298A (en) | Evaporative-gravity cooling systems | |
US20140138861A1 (en) | Internal liquid separating hood-type condensation heat exchange tube | |
CN107614997B (zh) | 冷凝器-蒸发器管 | |
RU2520697C1 (ru) | Вентиляторная или башенная градирня с пароуловителем | |
RU175850U1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
RU2527969C1 (ru) | Охлаждающее устройство для глубинной температурной стабилизации грунтов, оснований зданий и сооружений | |
RU175459U1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
RU173748U1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
GB2498373A (en) | Heat exchanger | |
RU2567922C1 (ru) | Кожухотрубный капиллярный конденсатор | |
RU2629646C1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
RU175458U1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
US20190331430A1 (en) | Loop heat pipe partitioned into vapor channel and liquid channel | |
RU2646273C1 (ru) | Термосифон | |
JP6179099B2 (ja) | 電子装置の冷却装置 | |
RU163883U1 (ru) | Устройство для аккумуляции холода | |
CN107152815A (zh) | 一种新型蒸发器 | |
RU2303163C1 (ru) | Вымораживающая ловушка | |
CN209763553U (zh) | 制冷设备的蒸发冷油路循环*** | |
RU160912U1 (ru) | Конденсатор тепловой трубы | |
RU198845U1 (ru) | Регулируемый термосифон | |
CN213455040U (zh) | 一种防止窜热的冷凝器 | |
RU174210U1 (ru) | Контурный термосифон | |
JP6467176B2 (ja) | 真空冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181019 |