RU2650456C2 - Thermal pipe - Google Patents

Thermal pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2650456C2
RU2650456C2 RU2016117085A RU2016117085A RU2650456C2 RU 2650456 C2 RU2650456 C2 RU 2650456C2 RU 2016117085 A RU2016117085 A RU 2016117085A RU 2016117085 A RU2016117085 A RU 2016117085A RU 2650456 C2 RU2650456 C2 RU 2650456C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric
electrodes
housing
capillary structure
magnetic fields
Prior art date
Application number
RU2016117085A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016117085A (en
Inventor
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Андрей Сергеевич Голиков
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Шкилев
Алексей Пантелеевич Коржавый
Андрей Сергеевич Голиков
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 Владимир Дмитриевич Шкилев, Алексей Пантелеевич Коржавый, Андрей Сергеевич Голиков filed Critical Владимир Дмитриевич Шкилев
Priority to RU2016117085A priority Critical patent/RU2650456C2/en
Publication of RU2016117085A publication Critical patent/RU2016117085A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650456C2 publication Critical patent/RU2650456C2/en

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of heat power engineering and can be used for special purposes to create powerful magnetic fields and to create devices recording external magnetic fields. Heat pipe feature can be recognized that part 8 of body 1, located above the dielectric 7, is made of a magnetically transparent material, electrodes 6 are made of superconducting material, capillary structure 3 on inner surface of body 1 is connected to dielectric capillary structure 9 on electrodes 6 in a single whole, dielectric 7 is made thick, admitting a tunnel junction (the Josephson effect), electrodes 6 are mounted on additional dielectric supports 10, introduced through the end parts of body 1, through dielectric bushings 11 and separated in the middle of the shell by a dielectric, and condensation zones 5 are installed on opposite sides of body 1.
EFFECT: creation of powerful magnetic fields and the creation of devices that record external magnetic fields.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в специальных целях для создания мощных магнитных полей и создания приборов, регистрирующих внешние магнитные поля.The invention relates to the field of power engineering and can be used for special purposes to create powerful magnetic fields and create devices that record external magnetic fields.

Известны тепловые трубы [SU 732651 A1, МПК F28D15/00, опубл. 05.05.1980], содержащие герметичный корпус, частично заполненный легкоиспаряющейся жидкостью с зонами испарения и конденсации.Heat pipes are known [SU 732651 A1, IPC F28D15 / 00, publ. 05/05/1980], containing a sealed enclosure partially filled with a volatile liquid with zones of evaporation and condensation.

Известны электрогидродинамические тепловые трубы [SU 742695 A1, МПК F28D15/02, опубл. 25.06.1980], содержащие герметичный корпус с зонами испарения и конденсации. Однако они предназначены в первую очередь для передачи тепла из зоны испарения в зону конденсации и электроды в них предназначены для переброски жидкого диэлектрического теплоносителя из зоны конденсации в зону испарения.Known electrodynamic heat pipes [SU 742695 A1, IPC F28D15 / 02, publ. 06/25/1980], containing a sealed enclosure with zones of evaporation and condensation. However, they are primarily intended for transferring heat from the evaporation zone to the condensation zone, and the electrodes in them are intended for transferring the liquid dielectric coolant from the condensation zone to the evaporation zone.

В качестве прототипа можно выбрать тепловую трубу [SU 568809 A1, МПК F28D15/06, опубл. 15.08.1977], содержащую корпус с зонами испарения и конденсации, частично заполненный легкоиспаряющейся диэлектрической жидкостью, при этом внутренняя поверхность корпуса покрыта диэлектрической капиллярной структурой, электроды 6, введенные через торцевые части корпуса, разделенные диэлектриком.As a prototype, you can choose a heat pipe [SU 568809 A1, IPC F28D15 / 06, publ. 08/15/1977], comprising a housing with zones of evaporation and condensation, partially filled with an easily evaporating dielectric fluid, while the inner surface of the housing is covered with a dielectric capillary structure, electrodes 6 introduced through the end parts of the housing separated by a dielectric.

Однако электроды в такой тепловой трубе используются только для интенсификации испарения и отдельно для интенсификации конденсации, поэтому они и разделены диэлектриком.However, the electrodes in such a heat pipe are used only for intensification of evaporation and separately for intensification of condensation; therefore, they are separated by a dielectric.

Во вновь предлагаемой тепловой трубе содержится корпус, частично заполненный легкоиспаряющейся диэлектрической жидкостью, и с внутренней поверхностью корпуса, покрытой диэлектрической капиллярной структурой с зонами испарения 4 и конденсации, электроды 6, введенные через торцевые части корпуса, разделенные диэлектриком.The newly proposed heat pipe contains a housing partially filled with a volatile dielectric fluid, and with an inner surface of the housing coated with a dielectric capillary structure with evaporation 4 and condensation zones, electrodes 6 introduced through the end parts of the housing separated by a dielectric.

Особенностью предложенной тепловой трубы можно признать то, что часть корпуса, расположенная над диэлектриком выполнена из магнитопрозрачного материала, электроды выполнены из сверхпроводящего материала, капиллярная структура на внутренней поверхности корпуса соединена с диэлектрической капиллярной структурой на электродах в единое целое, диэлектрик выполнен толщиной, допускающей туннельный переход (эффект Джозефсона), электроды установлены на дополнительных диэлектрических опорах, а зоны конденсации установлены на противоположных сторонах корпуса.A feature of the proposed heat pipe can be recognized that the part of the casing located above the dielectric is made of magnetically transparent material, the electrodes are made of superconducting material, the capillary structure on the inner surface of the casing is connected to the dielectric capillary structure on the electrodes in a single unit, the dielectric is made thick, allowing a tunnel junction (Josephson effect), the electrodes are mounted on additional dielectric supports, and the condensation zones are mounted on the opposite s side of the case.

На рис. 1. схематично изображена предлагаемая тепловая труба. Она содержит корпус 1, частично заполненный легкоиспаряющейся диэлектрической жидкостью 2, внутренняя поверхность корпуса 1 покрыта диэлектрической капиллярной структурой 3 с зонами испарения 4 (она же электроды 6) и конденсации 5, электроды 6, введенные через торцевые части корпуса 1, с помощью диэлектрических втулок 11 и разделенные в середине корпуса 1 диэлектриком 7.In fig. 1. schematically shows the proposed heat pipe. It contains a housing 1, partially filled with a volatile dielectric fluid 2, the inner surface of the housing 1 is covered with a dielectric capillary structure 3 with evaporation zones 4 (aka electrodes 6) and condensation 5, electrodes 6 introduced through the end parts of the housing 1, using dielectric bushings 11 and separated in the middle of the housing 1 by a dielectric 7.

На рис. 2 приведено поперечное сечение тепловой трубы в области диэлектрика 7.In fig. 2 shows a cross section of a heat pipe in the dielectric region 7.

На Рис. 3 приведено поперечное сечение тепловой трубы в области диэлектрических опор 10, на котором показано, что капиллярная структура 3 на внутренней поверхности корпуса 1 соединена с диэлектрической капиллярной структурой 9 на электродах 6 в единое целое.In Fig. 3 shows a cross section of a heat pipe in the region of dielectric supports 10, which shows that the capillary structure 3 on the inner surface of the housing 1 is connected to the dielectric capillary structure 9 on the electrodes 6 as a whole.

Особенностью предлагаемой тепловой трубы можно признать то, что часть 8 корпуса 1, расположенная над диэлектриком 7, выполнена из магнитопрозрачного материала, электроды 6 выполнены из сверхпроводящего материала, капиллярная структура 3 на внутренней поверхности корпуса 1 соединена с диэлектрической капиллярной структурой 9 на электродах 6 в единое целое, диэлектрик 7 выполнен толщиной, допускающей туннельный переход (эффект Джозефсона), электроды 6 установлены на дополнительных диэлектрических опорах 10, а зоны конденсации 5 установлены на противоположных сторонах корпуса 1, 11 - условно показаны высоковольтные диэлектрические втулки.A feature of the proposed heat pipe can be recognized that the part 8 of the housing 1 located above the dielectric 7 is made of magnetically transparent material, the electrodes 6 are made of superconducting material, the capillary structure 3 on the inner surface of the housing 1 is connected to the dielectric capillary structure 9 on the electrodes 6 in a single the whole, the dielectric 7 is made thick, allowing a tunnel junction (Josephson effect), the electrodes 6 are mounted on additional dielectric supports 10, and the condensation zones 5 are mounted on opposite sides of the housing 1, 11 - conventionally shown high-voltage dielectric bushings.

Работает предлагаемая тепловая труба следующим образом. Единственными элементами, в которых выделяется тепло, можно признать электроды 6, в которых протекают токи. Зоны конденсации 5 установлены на противоположных сторонах корпуса 1 по той причине, чтобы тепловая труба работала в любом положении в поле сил тяжести. Поскольку электроды 6 выполнены из сверхпроводящего материала, то минимальное энерговыделение на этих электродах 6 сопровождается испарением легкоиспаряющейся жидкости с капиллярной структуры 9 и конденсацией в любых из зон конденсации 5. Поскольку капиллярные структуры 3 на внутренней поверхности корпуса 1 и капиллярная структура 9 на электродах 6 соединены в единое целое, то конденсат всегда имеет возможность возвратиться из зон конденсации на капиллярную структуру 9 на электроды 6. Подбор жидкого диэлектрика выбирают из условия поддержания требуемой температуры электродов 6, которая должна соответствовать сверхпроводящему состоянию электродов 6. Поскольку в прототипе роль элемента 7 выполняет массивная шайба из фторопласта, то ни о каком эффекте Джозефсона в ней не может быть и речи. Поэтому для синхронизации положения электродов относительно корпуса 1 используются диэлектрические опоры 10.The proposed heat pipe works as follows. The only elements in which heat is released can be recognized as electrodes 6, in which currents flow. Condensation zones 5 are installed on opposite sides of the housing 1 for the reason that the heat pipe works in any position in the field of gravity. Since the electrodes 6 are made of a superconducting material, the minimum energy release on these electrodes 6 is accompanied by evaporation of a volatile liquid from the capillary structure 9 and condensation in any of the condensation zones 5. Since the capillary structures 3 on the inner surface of the housing 1 and the capillary structure 9 on the electrodes 6 are connected in integral, the condensate always has the ability to return from the condensation zones to the capillary structure 9 to the electrodes 6. The selection of the liquid dielectric is selected from the condition of support the desired temperature of the electrodes 6, which should correspond to the superconducting state of the electrodes 6. Since in the prototype the role of element 7 is played by a massive fluoroplastic washer, there can be no talk of any Josephson effect in it. Therefore, to synchronize the position of the electrodes relative to the housing 1, dielectric supports 10 are used.

Поскольку электроды 6 разделены диэлектрической прокладкой 7 с толщиной, допускающей туннельный эффект, то внутри корпуса реализуется известный эффект Джозефсона, при котором в стационарном режиме ток безприпятственно проходит через прокладку 7.Since the electrodes 6 are separated by a dielectric gasket 7 with a thickness that allows for a tunneling effect, the well-known Josephson effect is realized inside the housing, in which the current passes unhindered through the gasket 7 in a stationary mode.

При повышенных токах, проходящих критическое значение, наблюдается нестационарный эффект Джозефсосна, при котором прохождение тока через прокладку 7 сопровождается мощными магнитными полями. При наличии внешних магнитных полей, взаимодействующих с магнитными полями, создаваемыми тепловой трубой, можно создавать приборы, позволяющие точно измерять внешние магнитные поля. Для этого часть 8 корпуса 1, расположенная над диэлектриком 7, выполнена из магнитопрозрачного материала.At elevated currents passing a critical value, an unsteady Josephson effect is observed, in which the passage of current through the gasket 7 is accompanied by powerful magnetic fields. In the presence of external magnetic fields interacting with the magnetic fields generated by the heat pipe, it is possible to create devices that accurately measure external magnetic fields. For this part 8 of the housing 1, located above the dielectric 7, is made of magnetically transparent material.

Claims (1)

Тепловая труба, содержащая корпус, частично заполненный легкоиспаряющейся диэлектрической жидкостью, и внутреннюю поверхностью корпуса, покрытую диэлектрической капиллярной структурой с зонами испарения и конденсации, электроды, введенные через торцевые части корпуса через диэлектрические втулки, разделенные в середине корпуса диэлектриком, отличающаяся тем, что часть корпуса, расположенная над диэлектриком, выполнена из магнитопрозрачного материала, электроды выполнены из сверхпроводящего материала, капиллярная структура на внутренней поверхности корпуса соединена с диэлектрической капиллярной структурой на электродах в единое целое, диэлектрик выполнен толщиной, допускающей туннельный переход (эффект Джозефсона), электроды установлены на дополнительных диэлектрических опорах, а зоны конденсации установлены на противоположных сторонах корпуса.A heat pipe comprising a housing partially filled with a volatile dielectric fluid and an inner surface of the housing coated with a dielectric capillary structure with evaporation and condensation zones, electrodes introduced through the end parts of the housing through dielectric bushings separated by a dielectric in the middle of the housing, characterized in that the housing part located above the dielectric is made of magnetically transparent material, the electrodes are made of superconducting material, the capillary structure to the inside renney surface of the housing is connected to the dielectric capillary structure on the electrodes in a single unit, the thickness of dielectric is formed, allowing the tunnel junction (Josephson effect) electrodes are mounted on additional dielectric supports and the condensation zone are installed on opposite sides of the housing.
RU2016117085A 2016-04-29 2016-04-29 Thermal pipe RU2650456C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117085A RU2650456C2 (en) 2016-04-29 2016-04-29 Thermal pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117085A RU2650456C2 (en) 2016-04-29 2016-04-29 Thermal pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016117085A RU2016117085A (en) 2017-11-02
RU2650456C2 true RU2650456C2 (en) 2018-04-13

Family

ID=60264197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117085A RU2650456C2 (en) 2016-04-29 2016-04-29 Thermal pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650456C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU568809A1 (en) * 1976-02-09 1977-08-15 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Thermal pipe
SU732651A1 (en) * 1978-10-03 1980-05-05 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Electrohydrodynamic heat tube
SU742695A1 (en) * 1978-03-07 1980-06-25 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Electrohydrodynamic heating pipe
US20120036870A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Daniel Woojung Kwon Method of both cooling and maintaining the uniform temperature of an extended object

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU568809A1 (en) * 1976-02-09 1977-08-15 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Thermal pipe
SU742695A1 (en) * 1978-03-07 1980-06-25 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Electrohydrodynamic heating pipe
SU732651A1 (en) * 1978-10-03 1980-05-05 Институт Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Electrohydrodynamic heat tube
US20120036870A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Daniel Woojung Kwon Method of both cooling and maintaining the uniform temperature of an extended object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016117085A (en) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Astanina et al. MHD natural convection and entropy generation of ferrofluid in an open trapezoidal cavity partially filled with a porous medium
Mehryan et al. Melting behavior of phase change materials in the presence of a non-uniform magnetic-field due to two variable magnetic sources
Kim et al. Experimental investigation on the effect of the condenser length on the thermal performance of a micro pulsating heat pipe
Hu et al. Heat transfer enhancement of micro oscillating heat pipes with self-rewetting fluid
Wang et al. Experimental investigation of the influence of surfactant on the heat transfer performance of pulsating heat pipe
Jiao et al. Evaporation heat transfer characteristics of a grooved heat pipe with micro-trapezoidal grooves
Li et al. Endoscopic Visualization of Contact Line Dynamics during Pool Boiling on Capillary‐Activated Copper Microchannels
Dickey et al. Experimental and analytical investigation of a capillary pumped loop
Fukushima et al. New evaporator structure for micro loop heat pipes
Kang et al. Numerical study of a novel Single-loop pulsating heat pipe with separating walls within the flow channel
US3675711A (en) Thermal shield
KR101886968B1 (en) Energy harvesting apparatus enabling cooling
Monroe et al. Energy harvesting via fluidic agitation of a magnet within an oscillating heat pipe
RU2650456C2 (en) Thermal pipe
Zhou et al. Critical heat flux on heterogeneous fractal surfaces with micro-pin-fins in pool boiling Part I: The effects of distribution and subcooling
Kandlikar A new perspective on heat transfer mechanisms and sonic limit in pool boiling
CA2954315C (en) Electrical component having an electrically conductive central element
Mirzaev et al. Experimental Study of Distance between Evaporator and Condensate of Inclined Multistage Desalination Plant
Liu et al. Enhancing boiling and condensation co-existing heat transfer in a small and closed space by copper foam inserts
Liu et al. Analysis on heat resistance of the micro heat pipe with arteries
Chen et al. Experimental study on the stagnation line heat transfer characteristics with high-velocity free slot jet impingement boiling
TW202140984A (en) Vapor chamber having carbon fiber composite
Aguayo et al. The design of an ultra-low background thermosyphon for the Majorana Demonstrator
TWI623720B (en) Loop heat pipe and electronic device having the same
HRP20170308T1 (en) Process producing useful energy from thermal energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180430