[go: up one dir, main page]

RU2473035C1 - Heat loop pipe - Google Patents

Heat loop pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2473035C1
RU2473035C1 RU2011117591/06A RU2011117591A RU2473035C1 RU 2473035 C1 RU2473035 C1 RU 2473035C1 RU 2011117591/06 A RU2011117591/06 A RU 2011117591/06A RU 2011117591 A RU2011117591 A RU 2011117591A RU 2473035 C1 RU2473035 C1 RU 2473035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
evaporator
capillary
compensation cavity
heat pipe
Prior art date
Application number
RU2011117591/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011117591A (en
Inventor
Евгений Юрьевич Котляров
Геннадий Павлович Серов
Дмитрий Владимирович Тулин
Константин Анатольевич Гончаров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority to RU2011117591/06A priority Critical patent/RU2473035C1/en
Publication of RU2011117591A publication Critical patent/RU2011117591A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473035C1 publication Critical patent/RU2473035C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: heat loop pipe includes evaporator consisting of several cylindrical housings located near each other and having common compensation cavity divided into two parts. Capillary porous head pieces arranged inside each cylinder are sealed on their end faces so that two parts of compensation cavity can freely rotate through feed channels with each other, and at the same time so that they cannot have any connection to steam discharge channels. In order to supply heat to cylindrical housings, the latter can be built in a common contact flange from conductive material. When using heat loop pipe for heat exchange with fluid media, cylinders can be equipped with ribs (for example longitudinal) from conductive material, or external surface of the cylinders themselves is used to perform heat exchange with fluid medium; at that, cylinders can be installed in rows in a staggered order.
EFFECT: enlarging the surface of heat removal zone of evaporator of heat loop pipe; reducing the temperature gradient in contact zone of evaporator with cooled item.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам, и может быть использовано в различных системах терморегулирования, в том числе в составе космических аппаратов для эффективного отведения тепловых потоков от твердых тепловыделяющих поверхностей, а также от жидких и газообразных сред.The invention relates to the field of heat engineering, in particular to contour heat pipes, and can be used in various thermal control systems, including spacecraft, for efficient removal of heat fluxes from solid heat-generating surfaces, as well as from liquid and gaseous media.

Известна контурная тепловая труба (КТТ) с испарителем, содержащим корпус с помещенной внутрь капиллярно-пористой насадкой, пропитанной теплоносителем, и компенсационную полость, расположенную со стороны входа в испаритель жидкого теплоносителя (патент US 2009314472 (A1), опубл. 24.12.2009, кл. F28D 15/04), (А.с. СССР №449213, кл. F28D 15/00, опубл. 05.11.1974).Known loop heat pipe (CTT) with an evaporator containing a housing with a capillary-porous nozzle placed inside, impregnated with a coolant, and a compensation cavity located on the inlet side of the liquid coolant evaporator (patent US 2009314472 (A1), publ. 12.24.2009, cl . F28D 15/04), (AS USSR No. 449213, class F28D 15/00, published 05.11.1974).

Испаритель КТТ выполняет одновременно четыре функции: парогенератора, капиллярного насоса, гидравлического затвора и теплового затвора. Наличие компенсационной полости позволяет КТТ надежно работать при различном ее положении, а также при изменении относительного объема жидкой фазы заправленного теплоносителя, которое происходит вследствие изменения рабочей температуры.The KTT evaporator simultaneously performs four functions: a steam generator, a capillary pump, a hydraulic shutter and a thermal shutter. The presence of a compensation cavity allows the CTT to work reliably at its various positions, as well as when the relative volume of the liquid phase of the charged coolant changes, which occurs due to a change in the operating temperature.

Наряду с рядом достоинств, которыми обладают контурные тепловые трубы (например, передача больших тепловых нагрузок и уверенная работа в условиях противодействия сил гравитации капиллярным силам) существуют и разного рода ограничения на их применение, возникающие при организации теплоподвода к испарителю. Оптимизация размеров и конфигурации испарителя, как правило, вступает в закономерное противоречие с оптимизацией теплового интерфейса с охлаждаемым объектом.Along with a number of advantages that contour heat pipes possess (for example, the transfer of large heat loads and reliable operation in conditions of counteraction of gravitational forces to capillary forces), there are various kinds of restrictions on their use that arise when organizing heat supply to the evaporator. Optimization of the size and configuration of the evaporator, as a rule, comes into logical conflict with the optimization of the thermal interface with the cooled object.

В силу технологических особенностей, связанных с изготовлением капиллярно-пористой насадки и размещением ее внутри корпуса испарителя, наибольшее распространение получили контурные тепловые трубы, имеющие испаритель цилиндрической формы. Цилиндрические испарители лучше выдерживают внутреннее давление заправленного двухфазного теплоносителя, при этом в них проще обеспечить высокое качество контакта между корпусом и капиллярно-пористой насадкой, а также проще достичь приемлемого уплотнения для обеспечения работы капиллярного гидрозатвора.Due to the technological features associated with the manufacture of a capillary-porous nozzle and its placement inside the evaporator body, the most widespread are loop heat pipes having a cylindrical evaporator. Cylindrical evaporators better withstand the internal pressure of a charged biphasic coolant, while it is easier to provide high quality contact between the housing and the capillary-porous nozzle, and it is also easier to achieve an acceptable seal to ensure the operation of the capillary valve.

Для соединения с плоскими поверхностями цилиндрические испарители снабжают переходными элементами - контактными фланцами из теплопроводного материала, которые обеспечивают эффективную передачу тепла от плоской поверхности к цилиндрической. Однако при работе с высокими тепловыми нагрузками или при отведении тепла от больших поверхностей увеличивать зону теплопередачи приходится, в основном, увеличивая длину цилиндров испарителей. Увеличение диаметра испарителя имеет технологические ограничения, и, кроме того, при одностороннем подводе тепла наращивание диаметра является нерациональным в силу роста радиальной неравномерности теплоподвода. Практика, однако, показала также и невысокую надежность чрезмерно длинных цилиндрических испарителей, протяженные питающие каналы которых могут блокироваться паровыми пузырями с последующим осушением испарителя.To connect to flat surfaces, cylindrical evaporators are equipped with transition elements - contact flanges made of heat-conducting material, which provide efficient heat transfer from a flat surface to a cylindrical one. However, when working with high thermal loads or when removing heat from large surfaces, it is necessary to increase the heat transfer zone, mainly by increasing the length of the cylinders of the evaporators. The increase in the diameter of the evaporator has technological limitations, and, in addition, with a one-sided heat supply, increasing the diameter is irrational due to the increase in the radial unevenness of the heat supply. Practice, however, also showed a low reliability of excessively long cylindrical evaporators, the long supply channels of which can be blocked by steam bubbles with subsequent drainage of the evaporator.

В работе (W.Bienert, D.Wolf, M.Nikitkin etc., The Proof-of-Feasibility of Multiple Evaporator LHPs, ESA-SP-400, 6-th EU Syposium on SECS, NL, 1997) рассмотрен один из способов увеличения поверхности и изменения конфигурации зоны теплоподвода посредством создания контурной тепловой трубы (КТТ) с несколькими испарителями, каждый из которых имеет свою компенсационную полость. Несмотря на то что принципиальная работоспособность данного решения подтверждена, оно не получило широкого распространения, поскольку стабильность работы КТТ, содержащей несколько испарителей, имеет ряд существенных ограничений по заправке, распределению тепловой нагрузки, относительному расположению элементов КТТ и т.п.In (W.Bienert, D.Wolf, M.Nikitkin etc., The Proof-of-Feasibility of Multiple Evaporator LHPs, ESA-SP-400, 6th EU Syposium on SECS, NL, 1997), one of the methods increasing the surface and changing the configuration of the heat supply zone by creating a loop heat pipe (CTT) with several evaporators, each of which has its own compensation cavity. Despite the fact that this solution is in principle operational, it was not widely used, since the stability of a CTT containing several evaporators has a number of significant limitations on refueling, distribution of heat load, relative location of CTT elements, etc.

Учитывая недостатки описанных выше аналогов, в большинстве случаев, при необходимости увеличения зоны теплоподвода испарителя контурной тепловой трубы, специалисты принимают решение об установке нескольких параллельных КТТ, каждая из которых снабжена одним испарителем, как это сделано, например, для охлаждения аккумуляторной батареи в работе (K.Goncharov, V.Buz, etc. Development of loop heat pipes for thermal control system of nickel-hydrogen batteries of "Yamal" satellite, 13th IHPC, Shanghai, China, 2004) или для отвода тепла от жидкой среды однофазного контура с механическим насосом в работе (D.Tulin, E.Kotlyarov, G.Serov and I.Tulin, The 4000W hybrid single- and two-phase thermal control system for payload and equipment of geostationary communication satellite. AIAA #772668, ICES-40, Barcelona, 2010).Considering the shortcomings of the analogs described above, in most cases, if it is necessary to increase the heat supply zone of the evaporator of the contour heat pipe, specialists decide to install several parallel CTTs, each of which is equipped with one evaporator, as is done, for example, to cool the battery in operation (K .Goncharov, V.Buz, etc. Development of loop heat pipes for thermal control system of nickel-hydrogen batteries of "Yamal" satellite, 13th IHPC, Shanghai, China, 2004) or for heat removal from a liquid medium of a single-phase circuit with a mechanical pump in work (D.Tulin, E.Kotlyarov, G.Se rov and I. Tulin, The 4000W hybrid single- and two-phase thermal control system for payload and equipment of geostationary communication satellite (AIAA # 772668, ICES-40, Barcelona, 2010).

Однако наличие нескольких параллельных, автономных, одновременно работающих КТТ может сопровождаться существенной неравномерностью распределения теплового потока и градиента температур между испарителями. Кроме того, пропорционально количеству КТТ следует наращивать средства регулирования, мониторинга и управления, что является существенным недостатком данного решения при его практической реализации.However, the presence of several parallel, autonomous, simultaneously operating CTTs may be accompanied by a significant uneven distribution of the heat flux and the temperature gradient between the evaporators. In addition, in proportion to the number of CTT, the means of regulation, monitoring and control should be increased, which is a significant drawback of this solution in its practical implementation.

К предлагаемому изобретению наиболее близка контурная тепловая труба по патенту РФ №2079081 (опубл. 10.05.1997).The contour heat pipe according to the patent of the Russian Federation No. 2079081 (publ. 05/10/1997) is closest to the proposed invention.

Предлагаемое изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в увеличении поверхности зоны теплоподвода испарителя КТТ, при обеспечении ее заданных пропорций, а также в снижении температурного градиента в зоне контакта испарителя с охлаждаемым объектом. При раскрытии сущности предлагаемого изобретения и описании примера его реализации будут названы и другие виды достигаемого результата, с которыми названный выше технический результат имеет причинно-следственную связь.The present invention is aimed at obtaining a technical result, which consists in increasing the surface area of the heat supply zone of the KTT evaporator, while ensuring its predetermined proportions, as well as in reducing the temperature gradient in the zone of contact of the evaporator with the cooled object. When disclosing the essence of the invention and describing an example of its implementation, other types of achieved result will be named, with which the above technical result has a causal relationship.

Предлагаемая контурная тепловая труба, как и наиболее близкая к нему КТТ, содержит соединенные паро- и конденсатопроводом конденсатор и по меньшей мере один испаритель, снабженный капиллярно-пористой насадкой с пароотводными и питающими каналами, компенсационную полость, сообщающуюся с конденсатопроводом, и вспомогательную капиллярную структуру, расположенную внутри питающих каналов и компенсационной полости и соединяющую питающие каналы с компенсационной полостью.The proposed contour heat pipe, as well as the closest CTT, contains a condenser connected by a steam and condensate conduit and at least one evaporator equipped with a capillary-porous nozzle with steam and supply channels, a compensation cavity in communication with the condensate conduit, and an auxiliary capillary structure, located inside the supply channels and the compensation cavity and connecting the supply channels to the compensation cavity.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом устройстве, в отличие от указанного наиболее близкого к нему известного, испаритель контурной тепловой трубы выполнен в виде нескольких расположенных рядом цилиндрических корпусов с установленными внутри них капиллярно-пористыми насадками со сквозными питающими каналами, при этом компенсационная полость разделена на две части, сообщающиеся друг с другом через питающие каналы и расположенные с противоположных торцов капиллярно-пористых насадок, а пароотводные каналы выводят пар от каждой капиллярно-пористой насадки в общий паропровод.To achieve the specified technical result in the proposed device, in contrast to the specified closest known to it, the evaporator of the contour heat pipe is made in the form of several adjacent cylindrical bodies with capillary-porous nozzles installed inside them with through feed channels, while the compensation cavity is divided into two parts communicating with each other through the supply channels and located at opposite ends of the capillary-porous nozzles, and steam drainage channels Displayed pairs from each capillary-porous nozzle to the common steam line.

Кроме того, цилиндрические корпуса встроены в общий контактный фланец из теплопроводного материала.In addition, cylindrical bodies are integrated into a common contact flange of heat-conducting material.

Кроме того, цилиндрические корпуса снаружи снабжены ребрами из теплопроводного материала.In addition, the cylindrical bodies are externally provided with ribs of heat-conducting material.

Кроме того, цилиндрические корпуса расположены рядами в шахматном порядке.In addition, the cylindrical bodies are arranged in rows in a checkerboard pattern.

Предлагаемые конструктивные решения позволяют создать КТТ с испарителем, в котором практически в любой точке связанного объема, образованного двумя частями компенсационной полости и всеми питающими каналами, присутствует теплоноситель в состоянии насыщения, что обеспечивает равномерность температуры и давления, а также одинаковый температурный уровень работы частей испарителя. При этом, варьируя количеством цилиндров и расстоянием между ними можно оптимизировать либо обеспечить заданную конфигурацию зоны передачи тепла от охлаждаемого объекта к испарителю.The proposed design solutions make it possible to create a CTT with an evaporator, in which at almost any point in the connected volume formed by two parts of the compensation cavity and all supply channels, the coolant is present in a saturated state, which ensures uniform temperature and pressure, as well as the same temperature level of operation of the evaporator parts. Moreover, by varying the number of cylinders and the distance between them, it is possible to optimize or provide a given configuration of the heat transfer zone from the cooled object to the evaporator.

Отвод пузырей пара из питающих каналов может происходить в две стороны, а жидкость на подпитку капиллярно-пористой насадки, также может поступать с двух сторон, что существенно повышает надежность испарителя.The removal of vapor bubbles from the supply channels can occur in two directions, and the liquid for feeding the capillary-porous nozzle can also come from two sides, which significantly increases the reliability of the evaporator.

Разделение компенсационной полости на две части расширяет возможности применения испарителя, состоящего из нескольких цилиндров, в частности, могут быть сведены к минимуму или сняты ограничения на ориентацию испарителя в поле массовых сил.Dividing the compensation cavity into two parts expands the possibilities of using an evaporator consisting of several cylinders, in particular, restrictions on the orientation of the evaporator in the field of mass forces can be minimized or removed.

Регулирование температурного уровня испарителя и управление КТТ может быть обеспечено известными распространенными способами: с помощью регулятора-нагревателя, регулятора давления, термоэлектрического микрохолодильника (ТЭМХ). При этом количество применяемых средств регулирования, мониторинга и управления, а именно: датчиков, клапанов, нагревателей, ТЭМХ и др. соответствует их количеству, применяемому для КТТ имеющей один испаритель. То есть испаритель в предлагаемой КТТ является не соединением нескольких испарителей в единый блок, а является конструктивно и функционально одним испарителем, состоящим из нескольких секций (частей), обеспечивающих совместную работу в едином режиме.The regulation of the temperature level of the evaporator and the control of the CTT can be ensured by well-known common methods: using a regulator-heater, pressure regulator, thermoelectric micro-refrigerator (TEMX). At the same time, the number of applied means of regulation, monitoring, and control, namely, sensors, valves, heaters, TEMX, etc., corresponds to their quantity used for CTT having one evaporator. That is, the evaporator in the proposed KTT is not a combination of several evaporators in a single unit, but is structurally and functionally one evaporator, consisting of several sections (parts) that ensure joint operation in a single mode.

Для подвода тепла к цилиндрическим корпусам, последние могут быть встроены в общий контактный фланец из теплопроводного материала, который обеспечит передачу тепла от плоской поверхности теплопровода ко всем цилиндрам.To supply heat to the cylindrical bodies, the latter can be built into a common contact flange of heat-conducting material, which will ensure heat transfer from the flat surface of the heat pipe to all cylinders.

Предлагаемая контурная тепловая труба может быть использована и для теплообмена с текучими средами, например для охлаждения потока газа или жидкости. В этом случае, для развития поверхности наружного теплообмена цилиндры снабжены (например, поперечными) ребрами из теплопроводного материала, или внешняя поверхность самих цилиндров используется для осуществления теплообмена с текучей средой, причем цилиндры могут быть установлены рядами в шахматном порядке аналогично тому, как это делается в кожухотрубчатых теплообменниках.The proposed contour heat pipe can be used for heat exchange with fluids, for example, for cooling the flow of gas or liquid. In this case, for the development of the surface of the external heat transfer, the cylinders are equipped with (for example, transverse) ribs of heat-conducting material, or the external surface of the cylinders themselves is used for heat exchange with the fluid, and the cylinders can be staggered in rows in the same way as in shell-and-tube heat exchangers.

При описании конкретного выполнения предлагаемого устройства физические эффекты, обусловливающие достижение присущего изобретению технического результата, будут рассмотрены более подробно.In the description of the specific implementation of the proposed device, the physical effects that determine the achievement of the technical result inherent in the invention will be discussed in more detail.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:The invention is illustrated by drawings, which show:

- на фиг.1 - общий вид контурной тепловой трубы с испарителем, выполненным из нескольких цилиндрических корпусов, встроенных в общий контактный фланец, разрез испарителя по Д-Д;- figure 1 is a General view of a contour heat pipe with an evaporator made of several cylindrical bodies built into a common contact flange, the section of the evaporator in DD;

- на фиг.2 - разрез испарителя КТТ по А-А на фиг.1;- figure 2 is a sectional view of the KTT evaporator according to AA in figure 1;

- на фиг.3 - разрез испарителя КТТ по Б-Б на фиг.1;- figure 3 is a sectional view of the CTT evaporator according to BB in figure 1;

- на фиг.4 - разрез испарителя КТТ по В-В на фиг.1;- figure 4 is a sectional view of the KTT evaporator according to BB in figure 1;

- на фиг.5 - разрез одного цилиндра испарителя по Г-Г на фиг.4;- figure 5 is a section of one cylinder of the evaporator according to G-D in figure 4;

- на фиг.6 - общий вид испарителя контурной тепловой трубы (для охлаждения потока жидкости), выполненного из нескольких цилиндрических корпусов, снабженных снаружи ребрами из теплопроводного материала;- Fig.6 is a General view of the evaporator of a contour heat pipe (for cooling the fluid flow), made of several cylindrical bodies equipped with fins from the heat-conducting material from the outside;

- на фиг.7 - общий вид испарителя контурной тепловой трубы (для конденсации внешнего потока пара), выполненного из нескольких цилиндрических корпусов, расположенных рядами в шахматном порядке;- Fig.7 is a General view of the evaporator of a contour heat pipe (for condensing an external steam stream) made of several cylindrical bodies arranged in rows in a checkerboard pattern;

- на фиг.8 - разрез испарителя по Е-Е на фиг.7.- on Fig - section of the evaporator according to EE in Fig.7.

Предлагаемая контурная тепловая труба, показанная на фиг.1, содержит испаритель, состоящий из нескольких цилиндрических корпусов, (1) расположенных рядом друг с другом. Имеющиеся внутри каждого цилиндра капиллярно-пористые насадки (2) уплотнены с торцов так, чтобы две части компенсационной полости (3) через питающие каналы (4) свободно сообщались друг с другом, и в то же время не имели соединения с пароотводными каналами (5). Вспомогательная капиллярная структура (6) обеспечивает капиллярную связь всех питающих каналов с обеими частями компенсационной полости (3). Генерируемый каждой пористой насадкой пар по пароотводящим каналам попадает в общий паропровод (7) Паропровод соединен с входом в конденсатор (8), а выход конденсатора с помощью конденсатопровода (9) соединен с компенсационной полостью для обеспечения возврата жидкого теплоносителя в испаритель.The proposed contour heat pipe, shown in figure 1, contains an evaporator consisting of several cylindrical bodies (1) located next to each other. The capillary-porous nozzles (2) available inside each cylinder are sealed from the ends so that two parts of the compensation cavity (3) freely communicate with each other through the supply channels (4), and at the same time do not have a connection to the vapor channels (5) . The auxiliary capillary structure (6) provides a capillary connection of all the supply channels with both parts of the compensation cavity (3). The steam generated by each porous nozzle enters the common steam line through steam exhaust channels (7). The steam line is connected to the inlet to the condenser (8), and the condenser outlet is connected to the compensation cavity by means of the condensate line (9) to ensure the return of the liquid coolant to the evaporator.

Для подвода тепла к цилиндрическим корпусам, последние могут быть встроены в общий контактный фланец (10) из теплопроводного материала, который обеспечивает передачу тепла от плоской поверхности теплоподвода к каждому цилиндру испарителя.To supply heat to the cylindrical bodies, the latter can be built into a common contact flange (10) of heat-conducting material, which provides heat transfer from a flat surface of the heat supply to each cylinder of the evaporator.

На фиг.6 показан вариант применения КТТ для охлаждения жидкой или газовой среды. Для этого цилиндры испарителей снабжены ребрами (11), в данном примере поперечными. Ребра могут быть выполнены из различных теплопроводных материалов (алюминий, сталь, медь, неметаллы) в зависимости от задачи. Принцип подбора количества ребер, их шага и толщины полностью соответствует инженерным методам выбора конструкции рекуперативных теплообменников.Figure 6 shows an application of CTT for cooling a liquid or gas medium. For this, the cylinders of the evaporators are equipped with ribs (11), in this example transverse. The fins can be made of various heat-conducting materials (aluminum, steel, copper, non-metals) depending on the task. The principle of selecting the number of fins, their pitch and thickness is fully consistent with the engineering methods for selecting the design of recuperative heat exchangers.

На фиг.7 также показан вариант применения КТТ для охлаждения текучих сред или для конденсации пара, однако здесь нет ребер, а поверхность внешнего теплообмена формируется из внешней поверхности самих цилиндров. Данное решение целесообразно применять в тех случаях, когда плотность теплового потока, попадающего на цилиндры достаточно велика, а требуемое гидравлическое сопротивление потоку (движущейся охлаждаемой среды) необходимо минимизировать.Figure 7 also shows an example of the use of CTT for cooling fluids or for condensing steam, however, there are no fins, and the surface of the external heat transfer is formed from the outer surface of the cylinders themselves. This solution is advisable to apply in cases where the density of the heat flux entering the cylinders is high enough, and the required hydraulic resistance to the flow (moving cooled medium) must be minimized.

Контурная тепловая труба работает следующим образом. Жидкость, поступающая из конденсатопровода (9) контурной тепловой трубы в компенсационную полость (3), подпитывает каждую капиллярно-пористую насадку (2) испарителя с помощью вспомогательной капиллярной структуры (6). Формирующиеся вследствие работы испарителя паровые пузыри периодически выходят из питающих каналов (4), не мешая подпитке капиллярно-пористых насадок (2) жидким теплоносителем. Пар, генерируемый в зоне контакта капиллярно-пористых насадок (2) с внутренними стенками цилиндрических корпусов (1) испарителя, через пароотводные каналы (5) выводится в общий паропровод (7), как показано на фиг.1-фиг.4.Contour heat pipe works as follows. The liquid coming from the condensate line (9) of the loop heat pipe into the compensation cavity (3) feeds each capillary-porous nozzle (2) of the evaporator using an auxiliary capillary structure (6). Steam bubbles formed due to the operation of the evaporator periodically exit the supply channels (4), without interfering with the feeding of capillary-porous nozzles (2) with a liquid coolant. The steam generated in the contact zone of the capillary-porous nozzles (2) with the inner walls of the cylindrical bodies (1) of the evaporator is discharged through the steam channels (5) into a common steam line (7), as shown in Fig. 1-Fig. 4.

Далее контурная тепловая труба работает, как любая другая КТТ, по замкнутому испарительно-конденсационному циклу. Пар из испарителя движется в конденсатор, конденсируется и рекуперативным способом (через герметичную стенку) отдает тепло в окружающую среду или другому объекту системы терморегулирования. Конденсатор КТТ - конденсатор проточного типа, т.е. со стороны входа поступает пар, а на выход в виде жидкости поступает сконденсировавшийся теплоноситель. Жидкий теплоноситель по конденсатопроводу из конденсатора доставляется обратно в испаритель. Циркуляция происходит за счет разности давлений, возникающей на капиллярно-пористых насадках в процессе работы испарителя КТТ.Further, the contour heat pipe works, like any other CTT, in a closed evaporation-condensation cycle. The vapor from the evaporator moves to the condenser, condenses and, in a regenerative way (through a sealed wall), transfers heat to the environment or to another object of the temperature control system. KTT capacitor is a flow type capacitor, i.e. steam enters from the inlet side, and the condensed coolant enters the outlet in the form of liquid. The liquid coolant through the condensate line from the condenser is delivered back to the evaporator. The circulation occurs due to the pressure difference arising on the capillary-porous nozzles during the operation of the CTT evaporator.

Использование предлагаемого изобретения существенно расширит возможности применения контурных тепловых труб при охлаждении теплонапряженных платформ с различным оборудованием, в том числе с оборудованием, выделяющим тепло с высокой плотностью, а также для создания на базе испарителя КТТ теплообменников, предназначенных для эффективного охлаждения газовых и жидкостных потоков в различных отраслях промышленности, включая транспортную технику, работа которой сопровождается изменением ориентации объекта и созданием различных перегрузок, а также космическую технику, системы которой должны быть работоспособны при отсутствии гравитации.The use of the invention will significantly expand the possibilities of using contour heat pipes for cooling heat-stressed platforms with various equipment, including equipment that generates heat with high density, as well as for creating heat exchangers based on the KTT evaporator, designed for efficient cooling of gas and liquid flows in various industries, including transport equipment, the work of which is accompanied by a change in the orientation of the object and the creation of various overloads narrow, as well as space technology, the systems of which must be operational in the absence of gravity.

Claims (4)

1. Контурная тепловая труба, содержащая соединенные паро- и конденсатопроводом конденсатор и испаритель, снабженный капиллярно-пористой насадкой с пароотводными и питающими каналами, компенсационную полость, сообщающуюся с конденсатопроводом, и вспомогательную капиллярную структуру, расположенную внутри питающих каналов и компенсационной полости и соединяющую питающие каналы с компенсационной полостью, отличающаяся тем, что испаритель контурной тепловой трубы выполнен в виде нескольких расположенных рядом цилиндрических корпусов с установленными внутри них капиллярно-пористыми насадками со сквозными питающими каналами, при этом компенсационная полость разделена на две части, сообщающиеся друг с другом через питающие каналы и расположенные с противоположных торцов капиллярно-пористых насадок, а пароотводные каналы выводят пар от каждой капиллярно-пористой насадки в общий паропровод.1. A contour heat pipe containing a condenser and an evaporator connected by a steam and condensate conduit, equipped with a capillary-porous nozzle with steam and supply channels, a compensation cavity in communication with the condensate pipe, and an auxiliary capillary structure located inside the supply channels and the compensation cavity and connecting the supply channels with a compensation cavity, characterized in that the evaporator of the contour heat pipe is made in the form of several adjacent cylindrical bodies with capillary-porous nozzles installed inside them with through feed channels, while the compensation cavity is divided into two parts communicating with each other through the feed channels and located at opposite ends of the capillary-porous nozzles, and vapor drainage channels remove steam from each capillary-porous nozzle into the common steam line. 2. Контурная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрические корпуса встроены в общий контактный фланец из теплопроводного материала.2. The contour heat pipe according to claim 1, characterized in that the cylindrical body is built into a common contact flange of heat-conducting material. 3. Контурная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрические корпуса снаружи снабжены ребрами из теплопроводного материала.3. The contour heat pipe according to claim 1, characterized in that the cylindrical bodies are provided on the outside with fins made of heat-conducting material. 4. Контурная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрические корпуса расположены рядами в шахматном порядке. 4. The contour heat pipe according to claim 1, characterized in that the cylindrical bodies are arranged in rows in a checkerboard pattern.
RU2011117591/06A 2011-05-05 2011-05-05 Heat loop pipe RU2473035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117591/06A RU2473035C1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Heat loop pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117591/06A RU2473035C1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Heat loop pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011117591A RU2011117591A (en) 2012-11-10
RU2473035C1 true RU2473035C1 (en) 2013-01-20

Family

ID=47321952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117591/06A RU2473035C1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Heat loop pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473035C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719392C1 (en) * 2016-05-25 2020-04-17 Янмар Ко., Лтд. Thermoelectric power generation device and thermoelectric power generation system
US12235042B2 (en) 2019-01-28 2025-02-25 Qingdao Haier Special Refrigerator Co., Ltd Heating device and refrigerator with heating device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD739Z (en) * 2012-08-28 2014-09-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Electrohydrodynamic heat pipe

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1395927A2 (en) * 1986-07-14 1988-05-15 Отдел физико-технических проблем энергетики Уральского научного центра АН СССР Heat tube
RU2079081C1 (en) * 1994-12-08 1997-05-10 Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина Circuit heat pipe
RU2120593C1 (en) * 1996-10-08 1998-10-20 Институт теплофизики Уральского отделения РАН Heat-transfer device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1395927A2 (en) * 1986-07-14 1988-05-15 Отдел физико-технических проблем энергетики Уральского научного центра АН СССР Heat tube
RU2079081C1 (en) * 1994-12-08 1997-05-10 Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина Circuit heat pipe
RU2120593C1 (en) * 1996-10-08 1998-10-20 Институт теплофизики Уральского отделения РАН Heat-transfer device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719392C1 (en) * 2016-05-25 2020-04-17 Янмар Ко., Лтд. Thermoelectric power generation device and thermoelectric power generation system
US12235042B2 (en) 2019-01-28 2025-02-25 Qingdao Haier Special Refrigerator Co., Ltd Heating device and refrigerator with heating device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011117591A (en) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108278916B (en) Plate type loop heat pipe evaporator
CN101245971B (en) Enclosed cavity type heat exchanger
CN110006019B (en) Suspended structure steam generator
RU2566767C2 (en) Chemical reactor with plate heat exchanger
RU2473035C1 (en) Heat loop pipe
CN113624046A (en) An array fin condensing device and loop heat pipe
US20150000874A1 (en) Fuel oil heat exchanger utilizing heat pipes
Davletbaev et al. Experimental investigation of the heat exchange intensity
US8434308B2 (en) Heat pipes for transferring heat to an organic rankine cycle evaporator
JP5211883B2 (en) Steam generation system
JP6678235B2 (en) Heat exchanger
CN105371676A (en) A double capillary evaporator
KR101725717B1 (en) multi-tube exchanger with double shell
KR100494185B1 (en) A heat exchanger of shell - tube type having silicon carbide tube
RU2675977C1 (en) Method of transmitting heat and heat transferring device for its implementation
JP6026469B2 (en) Flat heat accumulator, heat accumulator unit with flat heat accumulator and heat accumulator with heat accumulator unit
CN111397413A (en) Loop heat pipe heat accumulator
CN209689445U (en) Multi-evaporator loop heat pipe
CN109945707B (en) Loop heat pipe heat accumulator with variable top heat accumulation capacity
KR101294939B1 (en) Heat exchanger using thermosyphon
RU2079081C1 (en) Circuit heat pipe
KR20110122240A (en) Micro Channel Heat Exchanger
JP2023536287A (en) Thermal energy storage and recovery system and method
CN222814723U (en) Loop heat pipe type chip water-cooling heat dissipation system applied to server
CN218317406U (en) Spacecraft thermal management system based on loop heat pipe

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20171110