RU2102674C1 - Теплообменник - Google Patents
Теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102674C1 RU2102674C1 RU92004304A RU92004304A RU2102674C1 RU 2102674 C1 RU2102674 C1 RU 2102674C1 RU 92004304 A RU92004304 A RU 92004304A RU 92004304 A RU92004304 A RU 92004304A RU 2102674 C1 RU2102674 C1 RU 2102674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- collector
- droplet
- exchanger according
- coolant
- Prior art date
Links
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/46—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions
- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/904—Radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Использование: теплообменник для космических летательных аппаратов. Сущность: теплообменник выполнен в виде радиатора с капельками, причем коллектор капелек имеет форму вращающегося относительно его оси симметрии и симметричного относительно оси тела вращения, предпочтительно колеса, и причем генератор 4 капелек расположен в области оси симметрии. Возврат охлаждающей жидкости производится либо через спицы 2, на которых удерживается коллектор капелек, либо через отдельный отсасывающий трубопровод. Добавочно в коллекторе капелек может быть интегрально выполнен вторичный контур обращения охладителя. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменнику, в особенности для космических летательных аппаратов, в виде капельного радиатора с генератором капелек, коллектором капелек, а также устройством возврата для охлаждающей жидкости.
Теплообменники этого рода стали известными из статьи Дж. Перссона "Ликвид Дроплет Рэйдиэйтор Ресерч" в ЕWР-1579, ESTEC 1990. Вследствие своей высокой производительности по сравнению с обычными радиаторами той же массы и вследствие меньшей их чувствительности к метеоритным ударам они становятся все более применяемыми в технике космических полетов.
Увеличенная производительность таких теплообменников основана на том, что в капельном радиаторе подлежащее отдаче тепло идет не через обходный путь через материал радиатора, а отдается охлаждающей жидкостью прямо в космос. Вместо обычного радиатора используется свободно движущееся через космос облачко капелек. Эти капельки, которые получают в генераторе капелек, пролетают через участок космоса, отдавая свое тепло, и затем они собираются в коллекторе капелек, чтобы оттуда их подать к месту забора тепла, как правило, с использованием перекачки насосом. Местом забора тепла, как правило, служит обычный теплообменник.
В основе изобретения стоит задача так выполнить теплообменник указанного в начале рода, чтобы он при минимальной массе системы имел бы максимальную эффективность.
Эта задача решается по изобретению теплообменником с отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения.
Теплообменник по изобретению похож по своей конструкции на вращающееся колесо, на оси которого создаются капельки и оттуда разбрызгиваются наружу по радиусам, с тем, чтобы потом они были уловлены ободом и оттуда отправлены обратно к месту забора тепла.
Существенные преимущества теплообменника по изобретению, кроме высокой эффективности, хорошая регулируемость и большая гибкость в смысле возможного развития системы.
Высокая эффективность теплообменника по изобретению основана, при этом, прежде всего на использовании центробежной силы как для возврата охлаждающей жидкости, так и для стабилизации коллекторной конструкции.
Добавочные преимущества следуют из развитий теплообменника по изобретению, указанных в подчиненных пунктах формулы изобретения.
Так, хорошая регулируемость коллектора может быть достигнута отключением отдельных секторов генератора капелек без неприятностей для потока. Далее без больших конструктивных усложнений вторичный контур обращения может быть интегрально выполнен в коллекторе. Он, с одной стороны, еще дальше снижает расходы по обратному отводу диспергированной охлаждающей жидкости, а с другой стороны, добавочно повышает стабильность коллектора.
Применение такого вторичного контура обращения имеет притом еще то преимущество, что оно существенно облегчает выбор охлаждающей жидкости для первичного контура обращения, так как снижает требуемую для возврата жидкости мощность насоса. Эта охлаждающая жидкость при рабочих температурах с одной стороны должна иметь малую вязкость, а с другой стороны, малое давление паров. Этим предотвращается слишком сильное испарение охлаждающей жидкости на пути от генератора капелек к коллектору, и снижается требуемая мощность насоса. Так как, однако, вязкость и давление пара в применяемых в качестве хладагентов жидкостях, как правило, изменяются в противоположном направлении, то возникает трудность, которая может быть преодолена вводом вторичного контура обращения и изменением процесса управления в результате этого.
Особо простое, легкое и требующее малого объема для транспортировки исполнение теплообменника по изобретению получается притом, если коллектор образован из пластмассового шланга, который надувается хладагентом второго контура обращения.
Сущность изобретения поясняется ниже чертежами, на которых показаны частичные разрезы различных теплообменников по изобретению.
Показанный на фиг. 1 капельный радиатор имеет форму колеса, в котором внешняя стенка 1 некоторым количеством спиц 2 соединена с приводным валом 3. Приводной вал 3 в случае представленного примера исполнения изобретения на части своей длины одновременно служит генератором капелек 4 из подводимого потока охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость попадает через вход 5 в полую часть приводного вала 3 и в генератор 4. Стенка 1 имеет форму открытого по концам симметричного тела вращения V-образного профиля, в самой глубокой части которого закреплены спицы 2. Эти спицы 2 в описанном здесь примере исполнения одновременно являются трубопроводами обратной подачи, через который собранная в стенке жидкость в виде капель ведется в расположенный в приводном валу 3 трубопровод возврата 6, и через него к насосу. Этот насос, так же как и блок привода во вращение системы, на эскизе не изображены. Устройство завершается теплообменником обычного типа, в котором подлежащее отводу тепло передается на охлаждающую жидкость, и откуда охлаждающая жидкость попадает на вход 5, так что капельный радиатор, насос и этот обычный теплообменник вместе образуют замкнутую систему для охлаждающей жидкости.
Блок привода во вращение через приводной вал 3 все устройство приводит во вращение относительно центральной оси, так что полученные в генераторе 4 капельки под действием центробежной силы летят к коллектору 1.
Отданное в обычном теплообменнике охлаждающей жидкости тепло отдается жидкостью на ее пути от генератора капелек 4 к коллектору 1 в окружающее пространство, в данном случае космическое окружение, которое имеет свободный доступ к капелькам в объеме между спицами 2. Уловленные коллектором 1 капельки под действием центробежной силы вжимаются в образованный спицами 2 отсасывающий трубопровод 6 и подаются также с помощью насоса к месту забора тепла, в данном случае к обычному теплообменнику.
Тогда как в описанном выше устройстве как генератор капелек, так и отсасывающий трубопровод вращаются вместе с коллектором, в изображенном на фиг. 2 примере исполнения только коллектор приводится во вращательное движение, тогда как генератор и отсасывающий трубопровод выполнены неподвижными. Это достигается разделением внешней конструкции генератора капелек, т.е. стенки II, спиц (не показанных здесь), а также приводного вала 13 от генератора капелек 14 и от отсасывающей трубы 17. Отсасывающая труба 17, в свою очередь, через обратный трубопровод 16 соединена с насосом, тогда как генератор 14, выполненный в этом случае кольцевым, соединен с местом забора тепла, т.е. обычным теплообменником, посредством подводящего трубопровода 15.
В схематично показанном на фиг. 3 примере исполнения, наконец, показан вторичный контур обращения, интегрально выполненный в коллекторе капелек. Рубашка коллектора 21 для этой цели выполнена полой внутри, и получившаяся полость составляет часть вторичного контура обращения 28. Возврат охлаждающей среды первичного контура производится в этом примере исполнения аналогично показанному на фиг. 1, через спицы 22 колеса. Само собой понятно, что в рамках изобретения также возможно устройство, показанное на фиг. 2, оборудовать вторичным контуром обращения.
Claims (8)
1. Теплообменник предпочтительно для космических летательных аппаратов в виде радиатора с капельками, с генератором капелек, коллектором капелек, а также устройством обратной подачи для охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что коллектор капелек имеет форму открытого по концам симметричного тела вращения, а генератор капелек расположен в области оси симметрии коллектора капелек, причем по меньшей мере коллектор капелек выполнен с возможностью вращательного движения относительно его оси симметрии.
2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что коллектор капелек выполнен в виде стенки колеса, которая посредством спиц удерживается на приводном валу.
3. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что спицы выполнены в виде возвратного трубопровода для охлаждающей жидкости.
4. Теплообменник по п.2 или 3, отличающийся тем, что генератор капелек выполнен в виде составной части приводного вала.
5. Теплообменник по п.2 или 3, отличающийся тем, что генератор капелек кольцеобразно окружает приводной вал.
6. Теплообменник по одному из пп.1 5, отличающийся тем, что добавочно к первичному контуру обращения охладителя, образованному генератором капелек и коллектором капелек, предусмотрен вторичный контур обращения охладителя.
7. Теплообменник по п.6, отличающийся тем, что вторичный контур обращения охладителя частично расположен внутри выполненного полым коллектора капелек.
8. Теплообменник по п.7, отличающийся тем, что коллектор капелек образован пластмассовым шлангом.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP4136219.5 | 1991-11-02 | ||
DE4136219A DE4136219C2 (de) | 1991-11-02 | 1991-11-02 | Wärmetauscher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92004304A RU92004304A (ru) | 1996-04-10 |
RU2102674C1 true RU2102674C1 (ru) | 1998-01-20 |
Family
ID=6444018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92004304A RU2102674C1 (ru) | 1991-11-02 | 1992-10-30 | Теплообменник |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5351747A (ru) |
EP (1) | EP0540860B1 (ru) |
JP (1) | JP2622226B2 (ru) |
DE (1) | DE4136219C2 (ru) |
RU (1) | RU2102674C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607685C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Устройство для улавливания диспергированной пелены капельного холодильника-излучателя |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5429180A (en) * | 1992-10-02 | 1995-07-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Perfume generating device |
US6854510B2 (en) * | 2001-04-24 | 2005-02-15 | Space Systems/Loral, Inc. | Spacecraft radiator system and method using cross-coupled deployable thermal radiators |
AT410929B (de) * | 2002-01-29 | 2003-08-25 | Nikolai Dr Korpan | Vorrichtung zur kühlung von bauteilen in raumflugkörpern |
US7581698B2 (en) * | 2004-04-23 | 2009-09-01 | Airbus Deutschland Gmbh | Method and apparatus for tempering gaseous and/or liquid media in transportation vehicles, particularly in aircraft |
WO2006073823A2 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-13 | The National Research Exchange, Inc. | Method and system for rating/ranking third parties |
US9091490B2 (en) * | 2006-08-23 | 2015-07-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Open loop heat pipe radiator having a free-piston for wiping condensed working fluid |
CN109386994A (zh) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 沈阳天洁环保新能源有限公司 | 高效旋管式换热蒸发器及换热方法 |
CN112484541B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-08-12 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种旋转空间辐射换热器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3363676A (en) * | 1964-10-05 | 1968-01-16 | North American Aviation Inc | Rotating heat exchanger |
US4702309A (en) * | 1986-08-01 | 1987-10-27 | Grumman Aerospace Corp. | Collector for liquid droplet radiator |
US4789517A (en) * | 1987-06-15 | 1988-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Rotating bubble membrane radiator |
US5062472A (en) * | 1989-05-23 | 1991-11-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Turbulent droplet generator with boom mounted pitot pump collector |
US4974668A (en) * | 1990-02-28 | 1990-12-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | LDR centrifugal collector apparatus |
-
1991
- 1991-11-02 DE DE4136219A patent/DE4136219C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-12 EP EP92115636A patent/EP0540860B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-30 JP JP4293382A patent/JP2622226B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-30 US US07/969,409 patent/US5351747A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-30 RU RU92004304A patent/RU2102674C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607685C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Устройство для улавливания диспергированной пелены капельного холодильника-излучателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05223472A (ja) | 1993-08-31 |
US5351747A (en) | 1994-10-04 |
JP2622226B2 (ja) | 1997-06-18 |
DE4136219C2 (de) | 1994-09-22 |
EP0540860B1 (de) | 1996-01-24 |
DE4136219A1 (de) | 1993-05-06 |
EP0540860A1 (de) | 1993-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6408937B1 (en) | Active cold plate/heat sink | |
RU2102674C1 (ru) | Теплообменник | |
KR0167380B1 (ko) | 블레이들리스 임펠러 및 내부 열전달기구를 갖는 임펠러 | |
US4378681A (en) | Refrigeration system | |
US2054144A (en) | Refrigerating apparatus | |
US5724830A (en) | Fluid induction and heat exchange device | |
US3948061A (en) | Centrifugal refrigeration unit | |
US3296824A (en) | Multiple pump system for absorption apparatus | |
US3332253A (en) | Centrifugal-vortex refrigeration system | |
NL8003983A (nl) | Inrichting voor het transport van vloeibaar of gasvormig stromingsmedium. | |
US4000777A (en) | Rotary heat exchanger | |
US3559419A (en) | Centrifugal absorbtive thermodynamic apparatus and method | |
US4632787A (en) | Evaporative heat exchanger | |
US4269031A (en) | Heat engine | |
US3076321A (en) | Reversible heat pumps | |
WO1994020741A1 (en) | A system for generating power, propulsive force and lift by use of fluid | |
JP2927306B2 (ja) | 吸収式冷凍機 | |
US3608326A (en) | Absorption refrigeration system | |
RU2056606C1 (ru) | Преобразователь тепловой энергии в механическую работу | |
JPH06147098A (ja) | 対流温度差原動機 | |
US3734636A (en) | Rotary pump for heating and cooling system | |
US3240262A (en) | Gas and liquid contact heat exchanger | |
RU2072491C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
US4438636A (en) | Heat-actuated air conditioner/heat pump | |
US4984625A (en) | Demisting screen arrangement for two-phase thermal management system |