RU2262032C2 - Высокотемпературная экранная теплоизоляция - Google Patents
Высокотемпературная экранная теплоизоляция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262032C2 RU2262032C2 RU2003106471/06A RU2003106471A RU2262032C2 RU 2262032 C2 RU2262032 C2 RU 2262032C2 RU 2003106471/06 A RU2003106471/06 A RU 2003106471/06A RU 2003106471 A RU2003106471 A RU 2003106471A RU 2262032 C2 RU2262032 C2 RU 2262032C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screens
- corrugated
- foil
- corrugations
- insulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для теплоизоляции, например, высокотемпературных аккумуляторных батарей, применяемых в космических установках. Техническим результатом изобретения является создание высокотемпературной экранной теплоизоляции, обладающей высокими эффективностью и ресурсом при минимальной массе и габаритах. В изоляции, содержащей гофрированные и фольговые экраны, гофрированные экраны выполнены толщиной 50-500 мкм с высотой гофр 0,1-3 мм, между гофрированными экранами в полостях между гофрами расположено не менее двух слоев фольговых экранов толщиной 10-50 мкм. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для теплоизоляции, например, высокотемпературных аккумуляторных батарей, применяемых в космических установках.
Корпуса батарей такого типа, применяемых в системах с непостоянным первичным источником энергии (например, в космических установках с многократным переходом с солнечного участка орбиты в ее теневой участок), должны позволять поддерживать необходимую температуру внутри рабочего объема при многократном прекращении теплоподвода к аккумулятору и последующем его возобновлении. Как показывают расчетно-экспериментальные исследования, при использовании недостаточно эффективной теплоизоляции ее объем может занимать до 50...80% объема батареи, а вес достигать 50% веса аккумуляторов, что неприемлемо для двигательных и энергетических установок, используемых в космосе. Наряду с необходимостью минимизировать вес и объем, к тепловой изоляции предъявляются также требования обеспечения длительного ресурса.
Известна тепловая изоляция, используемая для футеровки нагревательных печей до 1530°С. Она состоит из гофрированных листов керамики (например, Al2О3) толщиной 0,76 мм с размером сот 2.5-6 мм и обладает низкой кондуктивной теплопроводностью («Высокотемпературные теплоизоляционные материалы» С.М.Кац, «Металлургия», 1981 г., стр.221).
Недостатками этой изоляции являются большой вес и низкая по сравнению с металлическими экранами отражательная способность. Кроме того, хрупкость керамических листов может приводить к их разрушению при термоциклической нагрузке.
Известна многоэкранная тепловая изоляция, содержащая фольговые экраны, выполненные из твердых растворов карбидов тугоплавких металлов с разделителями в виде частиц с пирографитовым покрытием (см. авт. свид. СССР №595580, заявл. 12.04.76, опубл. 28.02.78, МКИ H 01 J 35/10).
Однако при эксплуатации такой изоляции (толщина фольговых экранов составляет 10-15 мкм) возникает проблема «схлопывания» изоляции, то есть экраны прилипают друг к другу, а также самопроизвольно гофрируются при термоциклировании, что увеличивает площадь контактного теплообмена между ними и, как следствие, приводит к уменьшению эффективности тепловой экранной изоляции.
Задачей авторов является создание высокотемпературной экранной теплоизоляции, обладающей высокими эффективностью и ресурсом при минимальной массе и габаритах.
Для решения поставленной задачи авторы предлагают в высокотемпературной экранной теплоизоляции, содержащей гофрированные и фольговые экраны, гофрированные экраны выполнять толщиной 50-500 мкм с высотой гофров 0,1-3 мм, между гофрированными экранами, в полостях между гофрами, располагать не менее двух слоев фольговых экранов толщиной 10-50 мкм. Фольговые экраны можно выполнять рифлеными. Гофры на соседних экранах могут быть смещены и/или разориентированы относительно друг друга.
Использование для экранной изоляции объединения гофрированных и фольговых экранов позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с известными техническими решениями. Выполнение тепловых экранов гофрированными существенно повышает их жесткость, что обеспечивает пакету изоляции высокий ресурс и затрудняет возможность «схлопывания» гофрированных экранов (гофрированные экраны деформируются с сохранением формы). Кроме того, как показали расчетно-экспериментальные исследования авторов, при разогреве изоляционного пакета гофрированные экраны раздвигаются за счет удлинения гофров, тем самым расширяя область расположения фольговых экранов, исключая или значительно уменьшая их формоизменение, приводящее к контакту друг с другом. Поэтому при эксплуатации предлагаемого пакета экранов во время разогрева фольговые экраны, дистанционированные друг от друга в исходном состоянии (например, как в прототипе), находятся в лучших условиях, чем при комнатной температуре, что обеспечивает их дистанционирование друг от друга при термоциклировании.
Гофрированные экраны при термоциклировании пакета изоляции (например, при перемещении космического аппарата из теневого участка на солнечный и наоборот) деформируются в упругой области (без появления пластических деформаций). Это обеспечивает длительный ресурс высокотемпературной теплоизоляции.
При выполнении гофрированных экранов толщиной менее 50 мкм их жесткости недостаточно для сопротивления сжатию пакета экранов при его разогреве, а выполнение гофрированных экранов толщиной более 500 мкм приводит к существенному повышению массы экранов.
Эффект раздвижения соседних гофрированных экранов за счет удлинения гофров позволяет размещать между гофрированными экранами фольговые экраны небольшой толщины для снижения общей массы изоляции. Расположение фольговых экранов в полостях между гофрами позволяет избегать контакта фольговых экранов между собой в местах возможного соприкосновения соседних гофрированных экранов. Расположение менее двух слоев фольговых экранов между гофрированными не приводит к существенному повышению эффективности теплоизоляции, так как при высокой температуре (более 1000°С) для эффективной работы тепловой изоляции требуется большее количество (более 50) экранов.
Выполнение фольговых экранов толщиной менее 10 мкм технологически сложно, а также может привести к их разрушению при термоциклических нагрузках в процессе эксплуатации, при толщине фольговых экранов более 50 мкм существенно возрастает масса теплоизоляции.
При высоте гофров менее 0,1 мм расстояние между соседними гофрированными экранами не достаточно для размещения не менее двух слоев фольговых экранов, кроме того, при такой высоте гофров их удлинение при разогреве изоляции не компенсирует сближение соседних экранов из-за разницы их температур. Выполнение высоты гофров более 3 мм приводит к существенному увеличению объема теплоизоляции и, кроме того, сложно в технологическом изготовлении.
Выполнение фольговых экранов рифлеными, например, имеющими локальные сферические выпуклости (пуклевки), позволяет дистанционировать фольговые экраны друг от друга, уменьшая теплопроводность пакета изоляции.
Смещение и/или разориентация гофров соседних гофрированных экранов относительно друг друга позволяет уменьшить площадь теплового контакта между ними, тем самым повышая контактное сопротивление и, соответственно, увеличивая эффективность теплоизоляции.
На фиг.1 и 2 представлена высокотемпературная экранная тепловая изоляция, содержащая 1 - гофрированные экраны, 2 - фольговые экраны.
Пример конкретного исполнения
Высокотемпературную экранно-вакуумную тепловую изоляцию (ЭВТИ) для графитового теплового аккумулятора изготавливали из 15 цилиндрических гофрированных молибденовых экранов. Радиус наружного молибденового экрана составлял 200 мм, толщина гофрированных экранов - 50 мкм, высота гофр - 0,5 мм. Между гофрированными экранами в полостях между гофрами (расстояние между гофрами составляет 10 мм) располагали по 6 фольговых молибденовых экранов толщиной 20 мкм. Как показал анализ расчетно-экспериментальных исследований, при разогреве теплового аккумулятора до 1800°С смещение соседних гофрированных экранов за счет перепада температур между экранами не превышает 140 мкм, а их удаление друг от друга за счет удлинения гофров составляет не менее 155 мкм, что обеспечивает сохранение работоспособности ЭВТИ при термоциклировании.
Изготовленный таким образом пакет ЭВТИ позволяет снижать температуру с внешнего до внутреннего экрана на 800°С и применять известную ЭВТИ, работоспособную до 1000°С, для расположения снаружи экранов высокотемпературной ЭВТИ.
Данный пример не исчерпывает все возможные применения предлагаемого изобретения. Материал экранов может быть, например, керамическим, пакет экранов в зависимости от назначения теплоизоляции может быть изготовлен как в вакуумном варианте, так и с инертным газовым заполнителем.
Claims (3)
1. Высокотемпературная экранная теплоизоляция, отличающаяся тем, что содержит гофрированные и фольговые экраны, при этом гофрированные экраны выполнены толщиной 50-500 мкм с высотой гофр 0,1-3 мм, между гофрированными экранами в полостях между гофрами расположено не менее двух слоев фольговых экранов толщиной 10-50 мкм.
2. Высокотемпературная тепловая изоляция по п.1, отличающаяся тем, что фольговые экраны выполнены рифлеными.
3. Высокотемпературная тепловая изоляция по п.1, отличающаяся тем, что гофры, расположенные на соседних гофрированных экранах, смещены и/или разориентированы относительно друг друга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106471/06A RU2262032C2 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Высокотемпературная экранная теплоизоляция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106471/06A RU2262032C2 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Высокотемпературная экранная теплоизоляция |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003106471A RU2003106471A (ru) | 2004-09-27 |
RU2262032C2 true RU2262032C2 (ru) | 2005-10-10 |
Family
ID=35820014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003106471/06A RU2262032C2 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Высокотемпературная экранная теплоизоляция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262032C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2657385C1 (ru) * | 2017-02-13 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Устройство блочной тепловой изоляции трубопровода |
-
2003
- 2003-03-12 RU RU2003106471/06A patent/RU2262032C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2657385C1 (ru) * | 2017-02-13 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Устройство блочной тепловой изоляции трубопровода |
WO2018147762A1 (ru) * | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Акционерное Общество "Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Труда Чсср Опытное Kohcтруктоpckoe Бюро "Гидропресс" | Устройство блочной тепловой изоляции трубопровода |
EA036460B1 (ru) * | 2017-02-13 | 2020-11-12 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Устройство блочной тепловой изоляции трубопровода |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003106471A (ru) | 2004-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8729380B2 (en) | Use of porous metallic materials as contact connection in thermoelectric modules | |
US20160365612A1 (en) | Thermal management of liquid metal batteries | |
CN111238077B (zh) | 一种电卡制冷装置及制冷方法 | |
CN103796484A (zh) | 电子装置 | |
KR20230078794A (ko) | 전기 전도성 내화벽돌 시스템 | |
RU2262032C2 (ru) | Высокотемпературная экранная теплоизоляция | |
CN103796486A (zh) | 电子装置 | |
JP5203598B2 (ja) | 固体電解質燃料電池モジュール及び固体電解質燃料電池の空気供給方法 | |
JP2000161588A (ja) | 複合断熱材 | |
JP6794456B2 (ja) | 電気流体力学的制御装置 | |
US10399034B2 (en) | Catalyst and method for reducing hexavalent chromium Cr(VI) | |
US11774183B2 (en) | Heat transferring device and method for making thereof | |
CN109163588B (zh) | 小圆弧折弯热超导传热板结构及其制造方法 | |
KR20110116861A (ko) | 열전지의 단열구조 | |
JP2003282135A (ja) | 燃料電池システム | |
RU2073285C1 (ru) | Конструкция теплоизолирующего корпуса | |
KR100730382B1 (ko) | 다공성 세라믹을 이용한 단열부재 | |
JPH0230715Y2 (ru) | ||
CN103796481A (zh) | 电子装置 | |
CN107588673B (zh) | 一种带有相变储能系统的微燃烧发电装置 | |
CN217877321U (zh) | 一种新型电磁轨道推进装置 | |
JP4111148B2 (ja) | 真空平板式太陽熱収集装置 | |
CN217929864U (zh) | 一种钢结构空冷塔 | |
JPS6028644Y2 (ja) | 溶融炉用電極 | |
RU2797894C1 (ru) | Излучающая панель гибридной структуры |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20050408 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20050408 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090313 |