RU2373473C1 - Термосифон - Google Patents
Термосифон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373473C1 RU2373473C1 RU2008129233/06A RU2008129233A RU2373473C1 RU 2373473 C1 RU2373473 C1 RU 2373473C1 RU 2008129233/06 A RU2008129233/06 A RU 2008129233/06A RU 2008129233 A RU2008129233 A RU 2008129233A RU 2373473 C1 RU2373473 C1 RU 2373473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lower chamber
- thermal siphon
- air
- chamber
- steam
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для теплопередачи и может быть использовано для обеспечения работы механических устройств, погруженных в жидкую среду. Термосифон содержит 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. Изобретение позволяет повышать эффективность передачи тепла в термосифоне от нагреваемой части к охлаждаемому участку путем интенсификации теплоотдачи при конденсации в условиях высокого содержании воздуха в системе. 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в качестве теплопередающего устройства для обеспечения работы механических устройств, погруженных в жидкую среду, например масляных выключателей, при низких температурах окружающей среды. Существующие подогревательные устройства, использующие стандартные трубчатые электронагреватели ТЭН, не являются достаточно надежными и могут приводить к возгоранию маломасляных выключателей серии ВМТ.
Известны различные типы термосифонов и тепловых труб, однако практически все они для эффективной работы требуют предварительной откачки воздуха и поддержания высокой герметичности, что приводит к снижению надежности устройств и их высокой стоимости [Справочник по теплообменникам. М., Энергоатомиздат, 1987, Дан П., Рей Д. Тепловые трубы. М., Энергия, 1979, 272 с., Пиоро И.Л., Антоненко В.А., Пиоро Л.С. Эффективные теплообменники с двухфазными термосифонами. Киев. Наукова думка, 1991, 246 с.]. Наличие даже незначительной примеси воздуха во внутренней части термосифонов приводит к резкому снижению коэффициента теплопередачи при конденсации рабочей жидкости.
Значительный интерес представляют устройства, которые обеспечивали бы надежный подвод тепла при любом содержании воздуха в системе.
Известно устройство, в котором используют специальную пластину для образования паровой полости в зоне конденсации, что позволяет исключить влияние проникающего извне воздуха [а.с. №1764199, 1990.03.16, 5 Н05К 7/20]. Однако предложенная конструкция не предотвращает влияние газов, растворенных в самой жидкости, и имеет ряд конструктивных ограничений.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство с погруженной системой охлаждения электронного оборудования, отличительной особенностью которого является наличие направляющей воронки или полости для собирания или направления пара [патент РФ №2066518, 1993.04.05, 6 Н05К 7/20].
Недостатком данного устройства является отсутствие области для скапливания неконденсирующихся примесей, что значительно ухудшает интенсивность конденсации.
В основу настоящего изобретения положена задача повышения эффективности передачи тепла в термосифоне от нагреваемой части к охлаждаемому участку путем интенсификации теплоотдачи при конденсации в условиях высокого содержании воздуха в системе.
Задачу решают тем, что в известном устройстве термосифона, содержащем 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, при этом в нижней камере установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу (чертеж). Термосифон без воронки с трубопроводом для движения пара может нормально работать только в том случае, если из системы откачен воздух и жидкость тщательно дегазирована. В противном случае наличие примеси инородного газа резко снижает интенсивность процесса конденсации и в результате не обеспечивается передача необходимого потока тепла. Наличие воронки с трубопроводом для движения пара приводит к тому, что чистый пар, возникающий при кипении жидкости на нагревателе, скапливается в воронке и поступает по паропроводу в зону конденсации, оттесняя при этом находящийся там воздух в нижнюю камеру. Использование клапана, расположенного в этой камере, позволяет при достижении определенного давления выбрасывать находящийся в камере воздух в атмосферу, что приводит к улучшению характеристик термосифона и снижению давления в системе. В качестве рабочей жидкости используют раствор изопропилового спирта в воде, что обеспечивает незамерзание рабочей жидкости в условиях низких температур.
Устройство состоит из верхней камеры 1, имеющей форму вертикального цилиндра с крышкой 2, нижней камеры 6, которая перегорожена воронкой 7 с небольшими отверстиями по краям для перетока жидкости, и паропровода 3, клапана 4 и нагревателя 5, чертеж. Цилиндр вставляется в гнездо масляного выключателя серии ВМТ.
Устройство работает следующим образом.
На чертеже показано устройство в режиме работы. В начальный момент нижняя камера термосифона заполнена жидкостью. Уровень заливки определяют из расчета, что находящийся в устройстве воздух будет вытеснен в нижнюю камеру. При включении нагрузки происходит нагрев жидкости в нижней камере. При кипении жидкости пар собирается в воронке, поступает в паропровод и далее, вытесняя воздух, распространяется в верхней камере. Процесс сопровождается повышением давления в системе, в результате чего объем воздуха, изначально содержащийся в термосифоне, уменьшается. Паропровод 3 и крышка цилиндра 2 устроены таким образом, что струя пара направляется на охлаждаемые стенки цилиндра, где происходит конденсация пара. В результате оттеснения воздуха от внутренней поверхности цилиндра интенсивность процесса конденсации увеличивается, а давление в системе снижается. Большая часть воздуха из верхней камеры скапливается в нижней. Если в стадии запуска системы нагрузку постепенно увеличивать до значения, превышающего номинальное, то давление в системе достигнет некоторой величины, при которой сработает установленный в нижней камере клапан и часть воздуха выйдет из термосифона. Рабочее давление снизится, интенсивность конденсации увеличится. Снижение рабочего давления в системе приведет к уменьшению потерь рабочей жидкости, что обеспечит увеличение времени работы термосифона без дозаправки.
Использование предложенного устройства позволяет существенно повысить эффективность передачи тепла в термосифоне от нагреваемой части к охлаждаемому участку, при этом увеличивая время работы термосифона без дозаправки.
Расчеты и экспериментальные исследования [Kabov О.A., Chinnov E.A. Vapor-gas mixture condensation in a two-chamber vertical thermosyphon. Journal of Enhanced Heat Transfer. 2002, Vol.9, pp.57-67] показали, что рассмотренная конструкция термосифона обеспечивает подвод тепла мощностью 2 кВт к выключателю маломасляному серии ВМТ при высоте конденсатора 830 мм и внешнем диаметре 50 мм с использованием в качестве рабочей жидкости воды с 40% по массе добавкой изопропилового спирта.
Claims (1)
- Термосифон, 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, отличающийся тем, что конденсатором является охлаждаемая поверхность верхней камеры термосифона, часть нижней камеры отведена для аккумулирования воздуха и других газообразных примесей, изначально содержащихся в термосифоне, при этом в нижней камере установлен клапан для сбрасывания части воздуха наружу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008129233/06A RU2373473C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Термосифон |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008129233/06A RU2373473C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Термосифон |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2373473C1 true RU2373473C1 (ru) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008129233/06A RU2373473C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Термосифон |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2373473C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546676C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Интенсифицированная испарительная система охлаждения светодиодного модуля |
RU2551137C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Испарительная система охлаждения светодиодного модуля |
RU170452U1 (ru) * | 2016-08-05 | 2017-04-25 | Анатолий Дмитриевич Лобанов | Двухфазный термосифон |
RU2629646C1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU173748U1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-09-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU175459U1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-12-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU175850U1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-12-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU2646273C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-03-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина | Термосифон |
RU198845U1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Регулируемый термосифон |
-
2008
- 2008-07-16 RU RU2008129233/06A patent/RU2373473C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546676C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Интенсифицированная испарительная система охлаждения светодиодного модуля |
RU2551137C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Испарительная система охлаждения светодиодного модуля |
RU170452U1 (ru) * | 2016-08-05 | 2017-04-25 | Анатолий Дмитриевич Лобанов | Двухфазный термосифон |
RU2629646C1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-08-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU175459U1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-12-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU175850U1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-12-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU173748U1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-09-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Двухфазный термосифон |
RU2646273C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2018-03-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина | Термосифон |
RU198845U1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Регулируемый термосифон |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2373473C1 (ru) | Термосифон | |
JP4616906B2 (ja) | 減圧蒸留装置 | |
RU2693035C1 (ru) | Трансформатор с зависимым от температуры охлаждением | |
CA2678584C (en) | Self-powered pump for heated liquid and heat driven liquid close-loop automatic circulating system employing same | |
US9746248B2 (en) | Heat pipe having a wick with a hybrid profile | |
US20080173260A1 (en) | Heat transfer from a source to a fluid to be heated using a heat driven loop | |
WO2002050479A1 (en) | An improved heater | |
US6371742B1 (en) | Cooling device | |
US20120125036A1 (en) | Refrigeration system | |
RU2527969C1 (ru) | Охлаждающее устройство для глубинной температурной стабилизации грунтов, оснований зданий и сооружений | |
RU58668U1 (ru) | Водогрейный котел | |
RU153270U1 (ru) | Ядерная энергетическая установка | |
JP2006295021A (ja) | 電力機器 | |
KR101183618B1 (ko) | 가스히터의 불응축가스 추기장치 | |
KR101867702B1 (ko) | 진공 저온 농축기용 증발 탱크 | |
US20060060329A1 (en) | Heat pipe | |
CN112885574A (zh) | 蒸发冷却地下式变压器 | |
KR20110059568A (ko) | 물의 저온비등 자연순환 냉각시스템 | |
KR200424888Y1 (ko) | 진공보일러 | |
KR101045719B1 (ko) | 배전반용 무동력 시스템 냉각장치 | |
RU2629646C1 (ru) | Двухфазный термосифон | |
KR100225323B1 (ko) | 연속적 냉매 순환식 확산펌프(Diffusion pump)의 배플(Baffle) | |
JP7309589B2 (ja) | 真空式温水機および真空式温水機の運転方法 | |
RU2318163C1 (ru) | Водогрейный котел | |
KR200368766Y1 (ko) | 전열 히터를 이용한 열교환기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170717 |