KR20220010880A - Cryogenic Loop Heat Pipe and Controlling the temperature of a primary evaporator thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 극저온 루프 히트 파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그 주증발기 온도를 능동적으로 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cryogenic loop heat pipe, and more particularly, to a method for actively controlling the temperature of the main evaporator.
우주는 중력의 영향이 매우 작은 고진공 상태이고, 태양 복사열에 의해 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경이다. 따라서, 인공위성은 발사 되기 전에, 지구와는 확연히 다른 우주 환경에서 잘 작동하는 지 지상에서 충분히 시험되어야 한다. 이를 위하여, 지상에서 열진공챔버 장치를 사용하여 우주 환경을 모사하고, 여기에서 인공위성이 고온과 저온, 진공 등 우주의 극한 환경에서 잘 작동하는 확인하는 시험을 거치게 된다.The universe is a harsh environment in which the influence of gravity is very small and high vacuum, and high temperature and cryogenic temperature are repeated due to solar radiation. Therefore, before launching a satellite, it must be sufficiently tested on the ground to see if it works well in a space environment that is significantly different from that of Earth. To this end, the space environment is simulated using a thermal vacuum chamber device on the ground, and a test is performed to confirm that the satellite works well in the extreme environment of space, such as high temperature, low temperature, and vacuum.
중력의 영향이 매우 작은 우주 환경에서 사용되는 장치의 하나로서, 도 1에 도시된 바와 같은, 극저온 루프 히트 파이프가 사용되고 있다.As one of the devices used in a space environment where the influence of gravity is very small, as shown in FIG. 1 , a cryogenic loop heat pipe is used.
이러한 종래의 극저온 루프 히트 파이프는 도 3에 도시된 바와 같이, 주증발기(primary evaporator)(101)의 열유입과 응축기(condenser)(102)의 냉각용량에 의해 주증발기(101)의 온도가 수동적으로 고정되는 수동형 열전달장치에 해당한다. 즉, 능동적으로 주증발기(101) 온도를 조절하는 것이 불가능하고, 누설에 의해 루프 히트 파이프 내부의 작동유체가 감소하여 성능이 감소할 경우에도 보완이 불가한 문제점을 가지고 있다. 참고로, 도 1에서 도면부호 102는 보조증발기(secondary evaporator)를, 도면부호 104는 가스버퍼탱크(gas buffer tank)를 가리킨다. 보조증발기(102)는 응축기(102)에서 액화된 작동유체를 주증발기로 보내주는 역할을. 가스버퍼탱크(104)는 상온에서의 극저온 루프 히트 파이프 내부의 압력이 과도하게 높지 않도록 하는 역할을 한다. In this conventional cryogenic loop heat pipe, as shown in FIG. 3 , the temperature of the
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기 온도를 능동적으로 조절할 수 있는 극저온 루프 히트 파이프를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a cryogenic loop heat pipe capable of actively controlling an evaporator temperature.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 우주 환경에 사용되는 극저온 루프 히트 파이프는, 작동유체를 기화시켜 열을 흡수하는 주증발기, 상기 주증발기로부터 유입되는 작동유체를 응축시켜 열을 발산하는 응축기, 그리고 상기 주증발기의 압력을 조절하기 위하여, 상기 주증발기에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급하는 고압의 작동유체저장소를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cryogenic loop heat pipe used in a space environment according to an embodiment of the present invention includes a main evaporator for absorbing heat by vaporizing a working fluid, and condensing the working fluid flowing from the main evaporator. A condenser for dissipating heat, and a high-pressure working fluid storage for selectively supplying a high-pressure working fluid to the main evaporator in order to adjust the pressure of the main evaporator.
또한, 가스버퍼탱크(gas buffer tank)가 더 구비되고, 상기 고압의 작동유체저장소는 상기 가스버퍼탱크를 거쳐 상기 주증발기에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급하며, 상기 고압의 작동유체저장소와 상기 가스버퍼탱크의 일측 사이에는 압력공급밸브가 구비되고, 상기 가스버퍼탱크의 타측에는 배기밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a gas buffer tank is further provided, and the high-pressure working fluid reservoir selectively supplies a high-pressure working fluid to the main evaporator through the gas buffer tank, and the high-pressure working fluid reservoir and the A pressure supply valve is provided between one side of the gas buffer tank, and an exhaust valve is provided at the other side of the gas buffer tank.
또한, 상기 주증발기는 액상 작동유체(liquid)와 기상 작동유체(vapor)가 공존하는 보상챔버(Compensation Chamber, CC)와, 그 일측에 위치하는 주증발기윅(wick)을 포함하며, 상기 주증발기윅과 상기 주증발기 내벽 사이에는 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the main evaporator includes a compensation chamber (CC) in which a liquid working fluid and a vapor working fluid (vapor) coexist, and a main evaporator wick located at one side thereof, and the main evaporator A space is formed between the wick and the inner wall of the main evaporator.
상술한 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면온도를 조절하는 방법으로서, 상기 가스버퍼탱크의 압력(Ptank)을 상기 보상챔버의 내부 포화 압력(P1.sat)으로 간주하는 단계, 공지의 포화 물성치 표에서 상기 보상챔버의 내부 포화 온도(T1.sat)를 확인하는 단계, 상기 공간의 포화 압력(P2.sat)을 상기 공간으로부터 토출된 작동유체가 상기 보상챔버까지 돌아오는 각각의 구간들의 압력 강하 계산으로 구하는 단계, 공지의 포화 물성치 표에서 상기 공간의 포화 온도(T2.sat)를 확인하는 단계, 상기 공간의 포화 온도(T2.sat)와 상기 주증발기의 표면 온도(Tpe) 간의 실험데이터 보정식을 적용하여, 상기 가스버퍼탱크의 압력(Ptank)으로부터 상기 주증발기의 표면 온도(Tpe)를 구하는 단계, 그리고 상기 압력공급밸브와 상기 배기밸브를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하여 상기 가스버퍼탱크의 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.As a method of controlling the surface temperature of the main evaporator of the cryogenic loop heat pipe described above, the step of considering the pressure (P tank ) of the gas buffer tank as the internal saturation pressure (P 1.sat ) of the compensation chamber, known saturation Checking the internal saturation temperature (T 1.sat ) of the compensation chamber in the physical property table, the saturation pressure (P 2.sat ) of the space in each section in which the working fluid discharged from the space returns to the compensation chamber Calculating the pressure drop of these, confirming the saturation temperature (T 2.sat ) of the space in a known table of saturation properties, the saturation temperature of the space (T 2.sat ) and the surface temperature of the main evaporator (T pe ) by applying an experimental data correction formula between, obtaining the surface temperature (T pe ) of the main evaporator from the pressure (P tank ) of the gas buffer tank, and selectively opening or It characterized in that it comprises the step of adjusting the pressure of the gas buffer tank by closing.
또한, 상기 실험데이터 보정식은 Tpe = 132.73998 - 1.42102 × T1.sat + 0.0115 × T1.sat^2 인 것을 특징으로 한다.In addition, the experimental data correction equation is characterized in that T pe = 132.73998 - 1.42102 × T 1.sat + 0.0115 × T 1.sat ^2.
또한, 상기 공간으로부터 토출된 작동유체가 상기 보상챔버까지 돌아오는 각각의 구간들은, 상기 증발기와 상기 응축기 사이의 튜브 구간, 그리고 상기 응축기 구간인 것을 특징으로 한다.In addition, each section in which the working fluid discharged from the space returns to the compensation chamber is a tube section between the evaporator and the condenser, and the condenser section.
상술한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 극저온 루프 히트 파이프에 의하면, 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면 온도를 능동적으로 조절할 수 있다.According to the cryogenic loop heat pipe according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration, it is possible to actively control the surface temperature of the main evaporator of the cryogenic loop heat pipe.
또한, 증발기 온도 상승 필요시 압력 공급 밸브를 열어 목표 압력까지 높이고, 온도 하강 필요시 배기 밸브를 열어 목표 압력까지 낮추며 정확한 목표 온도가 되도록 조정할 수 있다. In addition, when the evaporator temperature rises, the pressure supply valve is opened to increase the target pressure, and when the temperature is lowered, the exhaust valve is opened to lower the target pressure to the correct target temperature.
한편, 본 발명은 명시적으로 기재되지는 않았지만 상술한 구성으로부터 기대할 수 있는 다른 효과도 물론 포함한다.On the other hand, although not explicitly described, the present invention also includes other effects that can be expected from the above-described configuration.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 극저온 루프 히트 파이프의 주요 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1의 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 세부 구성을 나타낸다.
도 3은 종래의 극저온 루프 히트 파이프의 한 예이다.1 is a schematic diagram showing the main configuration of a cryogenic loop heat pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a detailed configuration of the main evaporator of the cryogenic loop heat pipe of FIG. 1 .
3 is an example of a conventional cryogenic loop heat pipe.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 극저온 루프 히트 파이프의 모식도이고,도 2는 도 1의 극저온 루프 히트 파이프에서 주증발기 내부의 상세 구조를 나타낸다.1 is a schematic diagram of a cryogenic loop heat pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a detailed structure inside the main evaporator in the cryogenic loop heat pipe of FIG. 1 .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 극저온 루프 히트 파이프는, 중력의 영향이 매우 작은 우주 환경에서 사용될 수 있는 극저온 루프 히트 파이프로서, 작동유체(열매체)를 기화시켜 열을 흡수하는 주증발기(primary evaporator)(1)와, 주증발기(1)로부터 유입되는 작동유체를 응축시켜 열을 발산하는 응축기(condenser)(2)와, 주증발기(1)의 압력을 조절하기 위하여, 주증발기(1)에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급하는 고압의 작동유체 저장소(high pressure tank)를 포함한다.1, the cryogenic loop heat pipe according to the present invention is a cryogenic loop heat pipe that can be used in a space environment where the influence of gravity is very small. (primary evaporator) (1), a condenser (2) condensing the working fluid flowing in from the main evaporator (1) and dissipating heat, and to control the pressure of the main evaporator (1), the main evaporator ( 1) includes a high pressure working fluid reservoir (high pressure tank) that selectively supplies a high pressure working fluid.
또한, 가스버퍼탱크(gas buffer tank)(6)가 더 구비되고, 고압의 작동유체 저장소(3)가 가스버퍼탱크(6)를 통하여 주증발기(1)에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급한다. 그리고 고압의 작동유체 저장소(3)와 가스버퍼탱크(6)의 일측 사이에는 압력공급밸브(pressure-increase valve)(4)가 구비되고, 가스버퍼탱크(6)의 타측에는 배기밸브(vent valve)(5)가 구비된다. 그리고 가스버퍼탱크(6)의 압력을 측정하는 압력센서(8)가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, a
한편, 주증발기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 액상 작동유체(liquid)와 기상 작동유체(vapor)가 공존하는 보상챔버(Compensation Chamber, CC)(11)와, 그 일측에 위치하는 주증발기 윅(wick)(12)를 포함하며, 주증발기 윅(12)과 주증발기 내벽 사이에는 빈 공간(13)이 형성된다. 참고로, 주증발기 윅(12)은 모세관 압력을 이용하여 응축된 작동유체를 냉각부로부터 열원부로 이동시키는 펌프 역할을 할 뿐 아니라, 표면적을 극대화 하여 열전달 효율을 높여준다.On the other hand, the main evaporator 1, as shown in FIG. 2, a compensation chamber (CC) 11 in which a liquid working fluid and a gaseous working fluid (vapor) coexist, and located on one side A main evaporator wick (wick) 12 is included, and an empty space (13) is formed between the main evaporator wick (12) and the inner wall of the main evaporator. For reference, the
이러한 구성을 통하여, 본 발명은 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기(primary evaporator)의 표면 온도(Tpe)를 능동적으로 조절할 수 있는데, 이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 극저온 루프 히트 파이프의 작용에 대해 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 도면에서, T1.sat는 보상챔버 내의 작동유체의 포화 온도, P1.sat는 보상챔버 내의 작동유체의 포화압력, T1a는 보상챔버에서 주증발기 윅(wick)을 통과한 후의 작동유체의 온도, P1a는 보상챔버에서 주증발기 윅(wick)을 통과한 후의 작동유체의 압력, T2.sat는 주증발기 내의 작동유체의 포화 온도, P2.sat는 주증발기 내의 작동유체의 포화압력, 는 보상챔버에서 보조증발기로 토출되는 작동유체의 질량 유량, 는 주증발기에서 응축기로 토출되는 작동유체의 질량 유량, ΔPwick는 작동유체가 주증발기 윅(wick)을 통과하며 겪는 압력 강하, Tpe는 주증발기의 표면 온도, Qpe는 주증발기에 부과되는 열, Hpe는 주증발기 내부 공간에서의 열전달계수, SE는 보조증발기를 각각 가리킨다. Through this configuration, the present invention can actively control the surface temperature (T pe ) of the primary evaporator of the cryogenic loop heat pipe. Hereinafter, referring to FIGS. 1 and 2 , the cryogenic loop according to the present invention The operation of the heat pipe will be described. For reference, in this specification and drawings, T 1.sat is the saturation temperature of the working fluid in the compensation chamber, P 1.sat is the saturation pressure of the working fluid in the compensation chamber, and T 1a is the main evaporator wick in the compensation chamber. The temperature of the working fluid after passing, P 1a is the pressure of the working fluid after passing through the wick of the main evaporator in the compensation chamber, T 2.sat is the saturation temperature of the working fluid in the main evaporator, P 2.sat is the main evaporator the saturation pressure of the working fluid in the is the mass flow rate of the working fluid discharged from the compensation chamber to the auxiliary evaporator, is the mass flow rate of the working fluid discharged from the main evaporator to the condenser, ΔP wick is the pressure drop experienced by the working fluid passing through the wick of the main evaporator , T pe is the surface temperature of the main evaporator, and Q pe is the pressure applied to the main evaporator. Heat, H pe is the heat transfer coefficient in the interior space of the main evaporator, SE is the auxiliary evaporator, respectively.
정상 작동 시 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기 보상챔버(11)의 내부는 액체가 일정 비율 채워져 있는 포화(saturation) 상태로 유지된다. 그러므로, 보상챔버(11)의 내부 온도(T1)는 내부 압력(P1)에 따른 해당 포화 온도로 정해진다. 따라서 주증발기 보상챔버(11)와 연결된 외부의 가스버퍼탱크(6)의 압력(Ptank)을 변경하면 보상챔버(11) 내부의 압력(P1)를 변화시킬 수 있으며, 결국 보상챔버(11) 내부의 온도(T1)도 이에 따른 포화 온도로 변화시킬 수 있다. During normal operation, the inside of the main
주증발기 보상챔버(11) 내부도 포화 상태로 유지되지만, 주증발기 윅(12)과 주증발기 케이스(14) 사이의 공간(13)(T2, P2)도 액체의 증발이 일어나는 구간이므로 포화 상태로 유지된다. 여기서 보상챔버(11)의 내부 압력(P1)과, 공간(13)의 압력(P2)의 관계는 극저온 루프 히트 파이프 내 공간(13)에서 보상챔버(11)까지의 각 구간별 작동 유체 압력 강하 계산의 합으로 얻어낼 수 있으며, 그 값은 극저온 루프 히트 파이프 구성품의 사양과 작동유체의 상태값에 따라 달라진다.The inside of the main
즉, 보상챔버(11)의 내부 압력(P1)과 공간(13)의 압력(P2) 사이의 관계는 압력 강하 계산으로 얻어내고, 공간(13)의 압력(P2)에서의 포화 온도(T2,sat)를 확인하여 공간(13)의 온도(T2)를 구해낼 수 있다. That is, the relationship between the internal pressure P 1 of the
따라서, 보상챔버 온도(T1)와 주증발기 표면온도(Tpe)의 상관 관계를 실험적으로 얻어내면, 이 상관 관계식에 따라 보상챔버(11)의 압력(P1)을 변화시켜 목표로 하는 주증발기 표면(Tpe)의 온도를 정확히 예측하여 만들어 낼 수 있다. 그 상관 관계식에 따라, 증발기(1)의 온도 상승 필요시 압력공급밸브(4)를 열어 목표압력까지 높이고, 증발기(1)의 온도 하강 필요시 배기밸브(5)를 열어 목표압력까지 낮추며 정확한 목표온도가 되도록 조정할 수 있다. Therefore, if the correlation between the compensation chamber temperature (T 1 ) and the main evaporator surface temperature (T pe ) is experimentally obtained, the pressure (P 1 ) of the
즉, 가스버퍼탱크(6)의 압력(Ptank)은 압력센서(8)를 사용하여 측정함으로써 알고 있는 값이고, 주증발기(1)의 표면온도(Tpe)는 알고 싶은 값이다. That is, the pressure P tank of the
가스버퍼탱크(6)의 압력(Ptank)은 보상챔버(11)의 내부 포화압력(P1.sat)과의 차이가 미미하므로, 가스버퍼탱크(6)의 압력(Ptank)은 보상챔버(11)의 내부 포화압력(P1.sat)과 실질적으로 동일한 값으로 볼 수 있다. 따라서, 보상챔버(11)의 내부 포화압력(P1.sat)을 알고 있으므로, 공지의 포화 물성치 표에서 보상챔버(11)의 내부 포화온도(T1.sat)을 확인할 수 있다. Pressure (P tank) of the
보상챔버(11)의 내부 포화압력(P1.sat)과 보상챔버(11)의 내부 포화온도(T1.sat)을 알게 되었고, 공간(13)의 포화압력(P2.sat)은 도 2에서의 공간(13) 우측 방향으로 작동유체가 토출되어 다시 보상챔버(11)까지 돌아오는 각 구간의 압력 강하 계산으로 구할 수 있다. 이때 작동 유체가 지나는 구간은 도 1의 증발기(1)와 응축기(2) 사이의 튜브들(9)과 응축기(2)이다.The internal saturation pressure (P 1.sat ) of the
공간(13)의 포화압력(P2.sat)을 알게 되었으므로, 결론적으로 공간(13)의 포화 온도(T2.sat)의 값을 확인할 수 있다. Since the saturation pressure (P 2.sat ) of the
공간(13)의 포화온도(T2.sat)와 주증발기(1)의 표면온도(Tpe ) 간의 실험데이터 보정식을 적용하면, 가스버퍼탱크(6)의 압력(Ptank)으로부터 주증발기(1)의 표면온도(Tpe) 값을 구해낼 수 있다. Applying the experimental data correction equation between the saturation temperature (T 2.sat ) of the
일례로서, 실험 결과를 통해 얻은 실험데이터 보정식은 아래와 같다.As an example, the experimental data correction equation obtained through the experimental results is as follows.
Tpe = 132.73998 - 1.42102 × T1.sat + 0.0115 × T1.sat^2 ....[수학식 1]T pe = 132.73998 - 1.42102 × T 1.sat + 0.0115 × T 1.sat ^2 ....[Equation 1]
(P1.sat은 포화 물성치 표에서 확인, P1.sat = Ptank)(P 1.sat is confirmed in the table of saturation properties, P 1.sat = P tank )
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 극저온 루프 히트 파이프에 의하면, 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면 온도를 능동적으로 조절할 수 있다.As described above, according to the cryogenic loop heat pipe according to the embodiment of the present invention, it is possible to actively control the surface temperature of the main evaporator of the cryogenic loop heat pipe.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the
1...주증발기(primary evaporator)
2...응축기(condenser)
3...고압의 작동유체 저장소(high pressure tank)
4...압력공급밸브(pressure-increase valve)
5...배기밸브(vent valve)
6...가스버퍼탱크(gas buffer tank)
7...보조증발기
8...압력센서
11...보상챔버(Compensation Chamber, CC)
12...주증발기 윅(wick)
13...주증발기 윅과 주증발기 내벽 사이의 공간1....primary evaporator
2...Condenser
3....high pressure tank
4...pressure-increase valve
5...vent valve
6...gas buffer tank
7...Auxiliary evaporator
8...pressure sensor
11...Compensation Chamber (CC)
12...main evaporator wick
13...space between the main evaporator wick and the inner wall of the main evaporator
Claims (6)
작동유체를 기화시켜 열을 흡수하는 주증발기,
상기 주증발기로부터 유입되는 작동유체를 응축시켜 열을 발산하는 응축기, 그리고
상기 주증발기의 압력을 조절하기 위하여, 상기 주증발기에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급하는 고압의 작동유체저장소
를 포함하는
극저온 루프 히트 파이프.In the cryogenic loop heat pipe used in the space environment,
The main evaporator that absorbs heat by vaporizing the working fluid,
A condenser condensing the working fluid flowing in from the main evaporator to emit heat, and
In order to control the pressure of the main evaporator, a high-pressure working fluid storage for selectively supplying a high-pressure working fluid to the main evaporator.
containing
Cryogenic loop heat pipe.
가스버퍼탱크(gas buffer tank)가 더 구비되고, 상기 고압의 작동유체저장소는 상기 가스버퍼탱크를 거쳐 상기 주증발기에 고압의 작동유체를 선택적으로 공급하며,
상기 고압의 작동유체저장소와 상기 가스버퍼탱크의 일측 사이에는 압력공급밸브가 구비되고, 상기 가스버퍼탱크의 타측에는 배기밸브가 구비되는
극저온 루프 히트 파이프.In claim 1,
A gas buffer tank is further provided, and the high-pressure working fluid reservoir selectively supplies a high-pressure working fluid to the main evaporator through the gas buffer tank,
A pressure supply valve is provided between the high-pressure working fluid storage and one side of the gas buffer tank, and an exhaust valve is provided at the other side of the gas buffer tank.
Cryogenic loop heat pipe.
상기 주증발기는
액상 작동유체(liquid)와 기상 작동유체(vapor)가 공존하는 보상챔버(Compensation Chamber, CC)와, 그 일측에 위치하는 주증발기 윅(wick)을 포함하며, 상기 주증발 기윅과 상기 주증발기 내벽 사이에는 공간이 형성되는
극저온 루프 히트 파이프.In claim 2,
The main evaporator
A compensation chamber (CC) in which a liquid working fluid and a vapor working fluid (vapor) coexist, and a main evaporator wick located at one side thereof, the main evaporator wick and the inner wall of the main evaporator space is formed between
Cryogenic loop heat pipe.
상기 가스버퍼탱크의 압력(Ptank)을 상기 보상챔버의 내부 포화압력(P1.sat)으로 간주하는 단계,
공지의 포화 물성치 표에서 상기 보상챔버의 내부 포화온도(T1.sat)를 확인하는 단계,
상기 공간의 포화압력(P2.sat)을 상기 공간으로부터 토출된 작동유체가 상기 보상챔버까지 돌아오는 각각의 구간들의 압력 강하 계산으로 구하는 단계,
공지의 포화 물성치 표에서 상기 공간의 포화온도(T2.sat)를 확인하는 단계,
상기 공간의 포화온도(T2.sat)와 상기 주증발기의 표면온도(Tpe) 간의 실험데이터 보정식을 적용하여, 상기 가스버퍼탱크의 압력(Ptank)으로부터 상기 주증발기의 표면온도(Tpe)를 구하는 단계, 그리고
상기 압력공급밸브와 상기 배기밸브를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하여 상기 가스버퍼탱크의 압력을 조절하는 단계,
를 포함하는
극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면온도를 조절하는 방법.A method of controlling the surface temperature of the main evaporator of the cryogenic loop heat pipe according to claim 3,
Considering the pressure (P tank ) of the gas buffer tank as the internal saturation pressure (P 1.sat ) of the compensation chamber;
Checking the internal saturation temperature (T 1.sat ) of the compensation chamber in the known saturation physical property table,
obtaining the saturation pressure (P 2.sat) of the space by calculating the pressure drop of each section in which the working fluid discharged from the space returns to the compensation chamber;
Checking the saturation temperature (T 2.sat ) of the space in the known saturation physical property table,
By applying the experimental data correction formula between the saturation temperature (T 2.sat ) of the space and the surface temperature (T pe ) of the main evaporator, the surface temperature (T) of the main evaporator from the pressure (P tank ) of the gas buffer tank pe ), and
adjusting the pressure of the gas buffer tank by selectively opening or closing the pressure supply valve and the exhaust valve;
containing
A method for controlling the surface temperature of the main evaporator of a cryogenic loop heat pipe.
상기 실험데이터 보정식은
Tpe = 132.73998 - 1.42102 × T1.sat + 0.0115 × T1.sat^2
인 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면온도를 조절하는 방법.In claim 4,
The experimental data correction formula
T pe = 132.73998 - 1.42102 × T 1.sat + 0.0115 × T 1.sat ^2
A method for controlling the surface temperature of the main evaporator of a cryogenic loop heat pipe.
상기 공간으로부터 토출된 작동유체가 상기 보상챔버까지 돌아오는 각각의 구간들은, 상기 증발기와 상기 응축기 사이의 튜브 구간, 그리고 상기 응축기 구간인, 극저온 루프 히트 파이프의 주증발기의 표면온도를 조절하는 방법.In claim 5,
Each section in which the working fluid discharged from the space returns to the compensation chamber is a tube section between the evaporator and the condenser, and the condenser section, A method for controlling the surface temperature of the main evaporator of a cryogenic loop heat pipe.
Priority Applications (1)
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KR1020200089560A KR102367376B1 (en) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | Controlling the temperature of a primary evaporator of Cryogenic Loop Heat Pipe |
Applications Claiming Priority (1)
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KR20220010880A true KR20220010880A (en) | 2022-01-27 |
KR102367376B1 KR102367376B1 (en) | 2022-02-23 |
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Citations (3)
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JPH04335991A (en) * | 1991-05-13 | 1992-11-24 | Toshiba Corp | Loop type heat pipe |
JP2002174492A (en) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | Loop heat pipe |
KR102076016B1 (en) | 2018-11-28 | 2020-02-11 | 창원대학교 산학협력단 | Cryogenic loop heat-pipe that can start-up at room temperature |
-
2020
- 2020-07-20 KR KR1020200089560A patent/KR102367376B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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