RU77953U1 - GRAVITATIONAL HEAT PIPE - Google Patents
GRAVITATIONAL HEAT PIPE Download PDFInfo
- Publication number
- RU77953U1 RU77953U1 RU2008127478/22U RU2008127478U RU77953U1 RU 77953 U1 RU77953 U1 RU 77953U1 RU 2008127478/22 U RU2008127478/22 U RU 2008127478/22U RU 2008127478 U RU2008127478 U RU 2008127478U RU 77953 U1 RU77953 U1 RU 77953U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- heat pipe
- radiators
- zone
- condensation zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Данная тепловая труба предназначена преимущественно для замораживания грунта. Труба содержит герметичный заправляемый теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной, а также термоэлектрические элементы, холодные поверхности которых имеют тепловой контакт с наружной поверхностью стенки корпуса в зоне конденсации, а горячие поверхности - с радиаторами. Особенностью трубы является выполнение корпуса (1) с наружной поверхностью стенки, имеющей в поперечном сечении в зоне конденсации прямоугольную форму (60) при не изменяющемся по длине корпуса внутреннем поперечном сечении в этой зоне. Термоэлектрические преобразователи 6 установлены на всех четырех сторонах наружной поверхности стенки корпуса, а радиаторы выполнены в виде оребренных пластин (8) таким образом, что они образуют охватывающую корпус полость (9), свободный внутренний объем которой заполнен низкотеплопроводным материалом с малым коэффициентом водопоглощения. Благодаря предлагаемому выполнению обеспечивается повышение теплопередающей способности тепловой трубы. 1 независимый и 7 зависимых пунктов формулы, 7 фигур чертежей.This heat pipe is designed primarily for freezing soil. The pipe contains a sealed housing filled with coolant with evaporation, condensation and transport zones, as well as thermoelectric elements whose cold surfaces have thermal contact with the outer surface of the housing wall in the condensation zone, and hot surfaces with radiators. A feature of the pipe is the execution of the body (1) with the outer surface of the wall having a rectangular shape in cross section in the condensation zone (60) with an internal cross section that does not vary along the length of the body in this zone. Thermoelectric converters 6 are installed on all four sides of the outer surface of the casing wall, and the radiators are made in the form of finned plates (8) in such a way that they form a cavity enclosing the casing (9), the free internal volume of which is filled with a low-heat-conducting material with a low coefficient of water absorption. Thanks to the proposed implementation provides an increase in the heat transfer capacity of the heat pipe. 1 independent and 7 dependent claims, 7 figures of drawings.
Description
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к теплопередающим устройствам, и касается конструктивного выполнения гравитационной тепловой трубы, предназначенной для замораживания грунта.The utility model relates to heat engineering, namely to heat transferring devices, and relates to the structural design of a gravitational heat pipe designed for freezing soil.
Известны конструкции тепловых труб, в которых используются термоэлектрические преобразователи (см., например, авторское свидетельство СССР №389364, опубл. 05.07.1973 [1]; авторское свидетельство СССР №826189, опубл. 30.04.1981 [2]; патент Российской Федерации №2035673, опубл. 20.05.1995 [3].Heat pipe designs are known in which thermoelectric converters are used (see, for example, USSR author's certificate No. 389364, publ. 07/05/1973 [1]; USSR author's certificate No. 826189, publ. 04/30/1981 [2]; patent of the Russian Federation No. 2035673, publ. 05.20.1995 [3].
Труба по авторскому свидетельству [1] имеет корпус с капиллярно-пористым наполнителем на его внутренней поверхности, разделенный на отсеки с зонами испарения и конденсации. Отсеки отделены друг от друга перегородками в виде батарей термоэлектрических элементов, горячие поверхности которых обращены в сторону зоны испарения, а холодные - в сторону зоны конденсации.According to the certificate of authorship [1], the pipe has a housing with a capillary-porous filler on its inner surface, divided into compartments with zones of evaporation and condensation. The compartments are separated from each other by partitions in the form of batteries of thermoelectric elements, the hot surfaces of which are turned towards the evaporation zone, and the cold ones are towards the condensation zone.
Труба по авторскому свидетельству [2] имеет корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации и установленную на подшипниках внутри корпуса перфорированную втулку с винтовой нарезкой на внешней поверхности. Вращением этой втулки обеспечивается принудительная подача жидкой фазы теплоносителя из зоны конденсации в зону испарения.According to the certificate of authorship [2], the pipe has a housing with evaporation, transport, and condensation zones and a perforated sleeve with screw thread on the external surface mounted on bearings inside the housing. The rotation of this sleeve provides a forced supply of the liquid phase of the coolant from the condensation zone to the evaporation zone.
К предлагаемой гравитационной тепловой трубе наиболее близка тепловая труба по патенту [3]. Эта труба имеет герметичный корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, выполненный с возможностью заправки теплоносителем, причем корпус в зоне конденсации имеет переменное сечение с сужением. Труба содержит также термоэлектрические преобразователи, холодные поверхности контактируют с противоположными внешними сторонами стенки корпуса в зоне конденсации, а горячие поверхности - с установленными на них радиаторами.To the proposed gravitational heat pipe is the closest heat pipe according to the patent [3]. This pipe has a sealed housing with zones of evaporation, transport and condensation, made with the possibility of filling with coolant, moreover, the housing in the condensation zone has a variable cross section with narrowing. The pipe also contains thermoelectric converters, cold surfaces in contact with opposite external sides of the housing wall in the condensation zone, and hot surfaces in contact with radiators mounted on them.
Наличие указанного сужения корпуса в зоне конденсации приводит к увеличению гидравлического сопротивления движению пара от зоны испарения к поверхности конденсации и поэтому отрицательно сказывается на теплопередающей способности трубы. Кроме того, имеет место теплоперенос от радиаторов на корпус в зоне конденсации, который тем выше, чем больший температурный напор обеспечивают применяемые термоэлектрические преобразователи. Этот теплоперенос дополнительно усиливается наличием свободных внешних поверхностей стенки корпуса между поверхностями, с которыми контактируют термоэлектрические преобразователи. Влага, содержащаяся в наружном воздухе, охлаждающем радиаторы, имеет в данной конструкции возможность конденсироваться на корпусе в зоне конденсации и других холодных элементах, что также ведет к снижению теплопередающей способности тепловой трубы.The presence of the specified narrowing of the housing in the condensation zone leads to an increase in hydraulic resistance to the movement of steam from the evaporation zone to the condensation surface and therefore adversely affects the heat transfer capacity of the pipe. In addition, there is heat transfer from the radiators to the casing in the condensation zone, which is the higher, the higher the temperature head the applied thermoelectric converters provide. This heat transfer is further enhanced by the presence of free external surfaces of the housing wall between the surfaces with which the thermoelectric converters are in contact. The moisture contained in the outdoor air cooling the radiators, in this design has the ability to condense on the body in the condensation zone and other cold elements, which also leads to a decrease in the heat transfer capacity of the heat pipe.
Техническое решение по предлагаемой полезной модели направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении теплопередающей способности тепловой трубы. Ниже при изложении сущности предлагаемой полезной модели и описании частных The technical solution for the proposed utility model is aimed at achieving a technical result consisting in increasing the heat transfer capacity of the heat pipe. Below, when setting out the essence of the proposed utility model and description of private
случаев ее выполнения будут названы и другие виды достигаемого технического результата.cases of its implementation will be named and other types of technical result achieved.
Предлагаемая гравитационная тепловая труба, как и указанная наиболее близкая к ней известная по патенту [3], содержит герметичный корпус с зоной испарения, транспортной зоной и зоной конденсации, выполненный с возможностью заправки теплоносителем, а также термоэлектрические элементы, холодные поверхности которых имеют тепловой контакт с внешней поверхностью стенки корпуса в зоне конденсации, а горячие поверхности - с радиаторами.The proposed gravitational heat pipe, as indicated above, closest to it known according to the patent [3], contains a sealed housing with an evaporation zone, a transport zone and a condensation zone, configured to refuel with a coolant, as well as thermoelectric elements, cold surfaces of which have thermal contact with the outer surface of the body wall in the condensation zone, and hot surfaces with radiators.
Для достижения названного технического результата в предлагаемой гравитационной тепловой трубе, в отличие от наиболее близкой к ней известной, корпус выполнен с внешней поверхностью стенки, имеющей в поперечном сечении в зоне конденсации прямоугольную форму, при постоянном по длине корпуса внутреннем поперечном сечении в этой зоне, термоэлектрические преобразователи установлены на всех четырех сторонах внешней поверхности стенки корпуса и имеют тепловой контакт с нею непосредственно или через теплопередающие элементы, а радиаторы выполнены в виде оребренных пластин. При этом последние образуют охватывающую корпус полость, свободный внутренний объем которой заполнен низкотеплопроводным материалом с небольшим коэффициентом водопоглощения.To achieve the named technical result in the proposed gravitational heat pipe, in contrast to the closest known to it, the casing is made with the outer wall surface having a rectangular cross-section in the condensation zone, with an internal cross section constant along the casing length in this zone, thermoelectric converters are installed on all four sides of the outer surface of the housing wall and have thermal contact with it directly or through heat transfer elements, and radiators in made in the form of finned plates. At the same time, the latter form a cavity covering the body, the free internal volume of which is filled with low-heat-conducting material with a small coefficient of water absorption.
Прямоугольная форма внешней поверхности стенки корпуса в зоне конденсации при отсутствии сужения внутреннего поперечного сечения в сочетании с размещением термоэлектрических преобразователей со всех четырех сторон стенки обеспечивают более интенсивное охлаждение в зоне конденсации без увеличения гидравлического сопротивления движению пара. Одновременно такие форма корпуса и The rectangular shape of the outer surface of the casing wall in the condensation zone in the absence of narrowing of the internal cross section in combination with the placement of thermoelectric converters on all four sides of the wall provide more intensive cooling in the condensation zone without increasing the hydraulic resistance to steam movement. At the same time, such a body shape and
размещение термоэлектрических преобразователей создают возможность выполнения радиаторов с образованием указанной замкнутой полости. Это, в свою очередь, в сочетании с заполнением полости материалом с указанными свойствами, препятствует теплопереносу от радиаторов на корпус в зоне конденсации и доступу к нему и другим холодным элементам влаги, содержащейся в окружающем воздухе. В итоге описанная совокупность взаимосвязанных факторов способствует увеличению теплопередающей способности предлагаемой трубы.the placement of thermoelectric converters creates the ability to perform radiators with the formation of the specified closed cavity. This, in turn, in combination with filling the cavity with material with the indicated properties, prevents heat transfer from the radiators to the body in the condensation zone and access to it and other cold elements of moisture contained in the surrounding air. As a result, the described combination of interrelated factors increases the heat transfer ability of the proposed pipe.
Указанный выше технический результат достигается как при непосредственном контакте термоэлектрических преобразователей с внешней поверхностью стенки корпуса, так и при контакте через теплопередающие элементы. Во втором случае, хотя теплопередающие элементы создают некоторое дополнительное тепловое сопротивление, их наличие позволяет увеличить расстояние между холодным корпусом зоны конденсации и горячими радиаторами и тем самым уменьшить паразитные натечки теплоты на корпус.The above technical result is achieved both by direct contact of thermoelectric converters with the outer surface of the housing wall, and by contact through heat transfer elements. In the second case, although the heat transfer elements create some additional thermal resistance, their presence allows you to increase the distance between the cold body of the condensation zone and hot radiators and thereby reduce spurious heat leakage to the body.
Предпочтительно такое выполнение предлагаемой тепловой трубы, при котором корпус в зоне конденсации представляет собой квадратную трубу, на плоских гранях внешней поверхности которой установлены указанные термоэлектрические преобразователи. При этом термоэлектрические преобразователи расположены на каждой грани внешней поверхности корпуса со смещением по длине корпуса относительно термоэлектрических преобразователей, установленных на соседних гранях, и напротив термоэлектрических преобразователей, установленных на противоположной грани. Оребренные пластины радиаторов прижаты к термоэлектрическим преобразователям и вместе с ними - к внешней поверхности стенки корпуса.Preferably, this embodiment of the proposed heat pipe, in which the housing in the condensation zone is a square pipe, on the flat faces of the outer surface of which the indicated thermoelectric converters are installed. In this case, thermoelectric converters are located on each face of the outer surface of the housing with an offset along the length of the housing relative to thermoelectric converters installed on adjacent faces, and opposite thermoelectric converters installed on the opposite face. Radiator fins are pressed against thermoelectric converters and, together with them, to the outer surface of the casing wall.
Прижатие может быть осуществлено, например с помощью болтового соединения, болты которого проходят между термоэлектрическими преобразователями, установленными на противоположных друг другу гранях внешней поверхности стенки корпуса. Болты, изготовлены из материала с высоким тепловым сопротивлением.The pressing can be carried out, for example, by means of a bolted connection, the bolts of which pass between thermoelectric converters mounted on opposite faces of the outer surface of the housing wall. Bolts made of a material with high thermal resistance.
Указанная квадратная труба в зоне конденсации может быть выполнена с перегородками между противоположными гранями. Это позволит сохранить плоскую форму внешней поверхности граней и низкое контактное тепловое сопротивление между элементами конструкции при необходимых сжимающих усилиях.The specified square pipe in the condensation zone can be made with partitions between opposite faces. This will allow to maintain a flat shape of the outer surface of the faces and low contact thermal resistance between structural elements with the necessary compressive forces.
Корпус в зоне конденсации может быть выполнен также в виде круглой трубы, заключенной в монолитно соединенную с ней квадратную трубу, с образованием между этими двумя трубами угловых зазоров. Последние заполнены или заглушены водонепроницаемым материалом с хорошей теплопроводностью.The housing in the condensation zone can also be made in the form of a round pipe enclosed in a square pipe monolithically connected to it, with the formation of angular gaps between the two pipes. The latter are filled or plugged with a waterproof material with good thermal conductivity.
Прижатие оребренных пластин радиаторов к термоэлектрическим преобразователям в этом случае может производиться с помощью болтов или винтов из материала с высоким тепловым сопротивлением, проходящих через отверстия в этих пластинах и резьбовые отверстия в стенке квадратной трубы, выполненные в пределах указанных угловых зазоров.In this case, the fins of the radiator plates are pressed against thermoelectric converters using bolts or screws made of a material with high thermal resistance passing through the holes in these plates and the threaded holes in the wall of the square pipe made within the specified angular clearances.
Такое выполнение предотвращает деформации корпуса в зоне размещения термоэлектрических преобразователей и перенос тепла от радиаторов к корпусу по прижимающим болтам, а водонепроницаемый материал с высокой теплопроводностью препятствует проникновению в угловые зазоры влаги и ее конденсации на холодных внутренних поверхностях, одновременно улучшая отвод тепла от круглой трубы..This design prevents deformation of the casing in the area where thermoelectric converters are located and heat transfer from the radiators to the casing by clamping bolts, and a waterproof material with high thermal conductivity prevents moisture from penetrating into the corner gaps and condensation on cold internal surfaces, while improving heat removal from the round pipe ..
Вокруг оребренных пластин радиаторов может быть установлен непроницаемый с боков кожух, в верхней части которого размещен вентилятор. В этом случае ребра на оребренных пластинах радиаторов ориентированы параллельно продольной оси корпуса. При такой ориентации ребер и наличии вентилятора обеспечивается лучший отвод тепла от радиаторов.Around the fins of the radiators can be installed side-impermeable casing, in the upper part of which is placed a fan. In this case, the ribs on the fin plates of the radiators are oriented parallel to the longitudinal axis of the casing. With this orientation of the ribs and the presence of a fan, better heat dissipation from the radiators is provided.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами фиг.1-7.The proposed utility model is illustrated by the drawings of figures 1-7.
На фиг.1 представлен общий вид гравитационной тепловой трубы с термоэлектрическими преобразователями, расположенными на прямоугольной внешней поверхности стенки корпуса.Figure 1 presents a General view of a gravitational heat pipe with thermoelectric converters located on the rectangular outer surface of the wall of the housing.
На фиг.2 представлено продольное сечение А-А зоны конденсации фиг.1.Figure 2 presents a longitudinal section aa of the condensation zone of figure 1.
На фиг.3 представлено поперечное сечение Б-Б зоны конденсации фиг.1.Figure 3 presents a cross section bB of the condensation zone of figure 1.
На фиг.4 дано поперечное сечение Б-Б зоны конденсации фиг.1 с корпусом, упрочненным перегородками.Figure 4 shows a cross section bB of the condensation zone of figure 1 with the housing reinforced by partitions.
На фиг.5 изображено поперечное сечение Б-Б зоны конденсации фиг.1 при выполнении корпуса в виде круглой трубы, заключенной в монолитно соединенную с ней квадратную трубу.Figure 5 shows a cross section bB of the condensation zone of figure 1 when the casing is made in the form of a round pipe enclosed in a square pipe monolithically connected to it.
На фиг.6 представлена гравитационная тепловая труба с принудительным охлаждением оребренных пластин радиаторов.Figure 6 presents the gravitational heat pipe with forced cooling of the fin fins of radiators.
На фиг.7 изображено поперечное сечение В-В зоны конденсации фиг.6.In Fig.7 shows a cross section bb of the condensation zone of Fig.6.
Предлагаемая гравитационная тепловая труба (фиг.1) содержит герметичный корпус 1, в рабочем или подготовленном к работе состоянии заправленный теплоносителем 2 и имеющий зону 3 испарения, транспортную зону 4 и зону 5 конденсации. Знаками "+" на фиг.1 условно показано наличие термоэлектрических преобразователей. Теплоноситель в тепловой трубе находится в состоянии насыщения, при котором большая часть объема корпуса занята паром, а небольшая - конденсатом в виде жидкости. Для заполнения теплоносителем корпус 1 имеет заправочный штенгель (на чертежах не показан).The proposed gravitational heat pipe (figure 1) contains a sealed housing 1, in working or prepared condition, filled with coolant 2 and having an evaporation zone 3, a transport zone 4 and a condensation zone 5. The signs "+" in figure 1 conditionally shows the presence of thermoelectric converters. The coolant in the heat pipe is in a state of saturation, in which most of the body volume is occupied by steam, and a small part is condensed in the form of a liquid. To fill the coolant, the housing 1 has a refueling plug (not shown in the drawings).
В зоне 5 конденсации (фиг.2, 3) на гранях корпуса, имеющего вид квадратной трубы 60, установлены термоэлектрические преобразователи 6, подключенные к источнику питания (на чертежах не показан). Термоэлектрические преобразователи своей холодной поверхностью через теплопередающие элементы 7 в виде параллелепипеда из сплава на основе алюминия или на основе меди прижаты к внешней стенке корпуса 1, а их горячие поверхности контактируют с оребренными пластинами 8 радиаторов. Их ребра в данном случае ориентированы перпендикулярно оси корпуса в зоне конденсации. Возможно также не показанное на чертежах размещение термоэлектрических преобразователей непосредственно на внешней поверхности корпуса.In the condensation zone 5 (FIGS. 2, 3), thermoelectric converters 6 connected to a power source (not shown) are installed on the faces of the casing having the form of a square pipe 60. Thermoelectric transducers with their cold surface through heat-transmitting elements 7 in the form of a parallelepiped made of an alloy based on aluminum or on the basis of copper are pressed to the outer wall of the housing 1, and their hot surfaces are in contact with the fins 8 of the radiators. Their ribs in this case are oriented perpendicular to the axis of the body in the condensation zone. It is also possible not shown in the drawings, the placement of thermoelectric converters directly on the outer surface of the housing.
На каждой грани квадратной трубы 60 установлен один ряд термоэлектрических преобразователей 6. Они расположены на некотором расстоянии один от другого таким образом, что термоэлектрические преобразователи, установленные на соседних гранях внешней поверхности корпуса, имеют смещение относительно друг друга по длине корпуса (ср. расположение групп преобразователей 6, установленных на стенке корпуса, параллельной на фиг.2 фронтальной плоскости, и On each face of the square tube 60, there is one row of thermoelectric converters 6. They are located at a certain distance from each other so that the thermoelectric converters installed on adjacent faces of the outer surface of the casing are offset relative to each other along the length of the casing (compare the location of the groups of transducers 6 mounted on a wall of the housing parallel to the frontal plane of FIG. 2, and
преобразователей 6, установленных на боковых стенках корпуса и показанных на фиг.2 в разрезе). Термоэлектрические преобразователи, установленные на противоположных гранях квадратной трубы, расположены напротив друг друга. К этим термоэлектрическим преобразователям прижаты оребренные пластины 8 радиаторов. Элементы для прижатия, одновременно служащие для прижатия термоэлектрических преобразователей к поверхности корпуса (через теплопередающие элементы или непосредственно), могут представлять собой, например, болты 10 с гайками 50, проходящие в зазоре между термоэлектрическими преобразователями (фиг.3). Болты могут дополнительно удерживаться, например, скобами 11, закрепленными на плоских поверхностях граней корпуса могут удерживаться, например, скобами, закрепленными на тех плоских гранях внешней поверхности квадратной трубы, параллельно которым проходят болты (фиг.3, фиг.2). Болты 10 выполнены из материала, имеющего высокое тепловое сопротивление. Как известно, эквивалентами болтового соединения являются винтовое и шпилечное (см. А.Ф.Крайнев. Детали машин. Словарь-справочник. Изд. "Машиностроение", Москва, 1992, с.22 [4]).transducers 6 mounted on the side walls of the housing and shown in figure 2 in section). Thermoelectric converters mounted on opposite sides of a square pipe are located opposite each other. To these thermoelectric converters are pressed finned plates of 8 radiators. Elements for pressing, simultaneously serving to press thermoelectric converters to the surface of the housing (through heat transfer elements or directly), can be, for example, bolts 10 with nuts 50 passing in the gap between the thermoelectric converters (figure 3). The bolts can be additionally held, for example, by brackets 11, mounted on the flat surfaces of the faces of the housing can be held, for example, by brackets, mounted on those flat faces of the outer surface of the square pipe, in parallel to which the bolts pass (Fig. 3, Fig. 2). Bolts 10 are made of a material having high thermal resistance. As you know, the equivalents of a bolted connection are screw and hairpin (see A.F. Krainev. Machine details. Dictionary-reference. Publishing house "Engineering", Moscow, 1992, p.22 [4]).
Оребренные пластины 8 радиаторов образуют полость 9 (фиг.3), охватывающую корпус в зоне конденсации. Свободный внутренний объем этой полости заполнен низкотеплопроводным материалом с небольшим коэффициентом водопоглощения.The fin plates 8 of the radiators form a cavity 9 (Fig. 3), covering the body in the condensation zone. The free internal volume of this cavity is filled with low-heat-conducting material with a small coefficient of water absorption.
Для повышения формоустойчивости стенок квадратной трубы в зоне конденсации при воздействии усилий, прижимающих термоэлектрические преобразователи 6 с теплопередающими элементами 7 (или непосредственно термоэлектрические преобразователи, если теплопередающие элементы не используются) к стенке квадратной трубы 60, To increase the form stability of the walls of the square pipe in the condensation zone when exposed to forces pressing thermoelectric converters 6 with heat transfer elements 7 (or directly thermoelectric converters, if heat transfer elements are not used) to the wall of the square pipe 60,
внутри корпуса между противоположными сторонами квадрата могут быть установлены перегородки 12 (фиг.4). При этом обеспечивается более низкое контактное тепловое сопротивление теплопередачи от термоэлектрического преобразователя к корпусу, что позволяет получить небольшие перепады температуры в контактах вышеназванных элементов.inside the case, between the opposite sides of the square, partitions 12 can be installed (Fig. 4). This ensures a lower contact thermal resistance of heat transfer from the thermoelectric converter to the housing, which allows you to get small temperature differences in the contacts of the above elements.
Этой же цели служит и показанное на фиг.5 выполнение корпуса 1 в зоне конденсации в виде круглой трубы 70, заключенной в монолитно соединенную с ней квадратную трубу 13, с образованием между этими двумя трубами угловых зазоров 15. Такой корпус может быть изготовлен из алюминиевого сплава методом экструзии. Угловые зазоры 15 заполнены или заглушены водонепроницаемым материалом с хорошей теплопроводностью.The embodiment of the casing 1 shown in Fig. 5 in the condensation zone in the form of a round pipe 70 enclosed in a square pipe 13 monolithically connected to it serves the same purpose, with the formation of angular gaps 15 between these two pipes. Such a housing can be made of aluminum alloy extrusion method. Corner gaps 15 are filled or plugged with a waterproof material with good thermal conductivity.
Прижатие оребренных пластин 8 радиаторов к термоэлектрическим преобразователям 6 (и вместе с ними непосредственно или через теплопередающие элементы 7 - к поверхности корпуса) в этом случае может производиться с помощью болтов 14 или винтов из материала с высоким тепловым сопротивлением, проходящих через отверстия в этих пластинах и резьбовые отверстия в стенке квадратной трубы, выполненные в пределах указанных угловых зазоров 15.The pressing of the fin plates 8 of the radiators to the thermoelectric transducers 6 (and together with them directly or through heat transfer elements 7 to the surface of the housing) in this case can be done using bolts 14 or screws made of a material with high thermal resistance passing through the holes in these plates and threaded holes in the wall of the square pipe made within the specified angular clearances 15.
При выполнении корпуса в зоне конденсации, показанном на фиг.5, в транспортной зоне и зоне испарения корпус представляет собой продолжение только круглой трубы. Если корпус в зоне конденсации усилен поперечными перегородками, то в транспортной зоне и зоне испарения их оставлять нельзя.When performing the housing in the condensation zone, shown in figure 5, in the transport zone and the evaporation zone, the housing is a continuation of only a round pipe. If the housing in the condensation zone is reinforced by transverse partitions, then they cannot be left in the transport zone and the evaporation zone.
При выполнении корпуса в зоне конденсации, показанном на фиг.4, когда он усилен перегородками, в транспортной зоне и зоне испарения перегородки отсутствуют.When performing the housing in the condensation zone, shown in figure 4, when it is reinforced by partitions, there are no partitions in the transport zone and the evaporation zone.
При необходимости увеличения теплосброса с радиаторов во всех описанных выше случаях вокруг оребренных пластин 8 может быть установлен непроницаемый с боков кожух 16 (фиг.6), в верхней части которого размещен вентилятор 17. В этом случае ребра на оребренных пластинах 8 радиаторов ориентированы вдоль оси корпуса в зоне конденсации (фиг.7).If it is necessary to increase the heat dissipation from the radiators in all the cases described above, around the ribbed plates 8, a side-tight casing 16 can be installed (6), in the upper part of which a fan 17 is placed. In this case, the ribs on the finned plates 8 of the radiators are oriented along the axis of the housing in the condensation zone (Fig.7).
Предлагаемая гравитационная труба работает следующим образом. При подаче на термоэлектрические преобразователи 6 постоянного напряжения от источника питания на их плоских поверхностях возникают перепад температур и поток теплоты. Под действием этих факторов температура стенки корпуса в зоне 5 конденсации понижается, что сопровождается конденсацией пара теплоносителя и понижением давления в зоне конденсации. Понижение давления в корпусе трубы приводит к вскипанию конденсата в зоне 3 испарения. Образовавшийся пар поднимается в зону конденсации, жидкая фаза теплоносителя стекает в зону испарения под действием силы тяжести, и цикл повторяется. Теплота грунта, в который погружена часть корпуса, соответствующая зоне 2 испарения, переносится паром в зону 5 конденсации в виде скрытой теплоты испарения, затем переносится термоэлектрическими элементами 6 от стенки корпуса к оребренным пластинам 8 радиаторов и удаляется с их ребер в окружающую среду, например в воздух. При наличии кожуха 16 и вентилятора 17 это удаление происходит более интенсивно.The proposed gravity pipe works as follows. When DC voltage is supplied to thermoelectric converters 6 from a power source, temperature differences and heat flux occur on their flat surfaces. Under the influence of these factors, the temperature of the wall of the housing in the condensation zone 5 decreases, which is accompanied by condensation of the coolant vapor and a decrease in pressure in the condensation zone. The decrease in pressure in the pipe casing leads to boiling of condensate in the evaporation zone 3. The resulting vapor rises into the condensation zone, the liquid phase of the coolant flows into the evaporation zone under the action of gravity, and the cycle repeats. The heat of the soil, into which the part of the casing corresponding to the evaporation zone 2 is immersed, is transferred by steam to the condensation zone 5 in the form of latent heat of evaporation, then it is transferred by thermoelectric elements 6 from the casing wall to the fin plates 8 of the radiators and removed from their ribs into the environment, for example, air. With a casing 16 and a fan 17, this removal occurs more intensively.
Предлагаемая гравитационная тепловая труба по сравнению наиболее близкой известной трубой обладает более высокой теплопередающей способностью и благодаря этому может быть использована в более широком интервале температур окружающей среды и обеспечить более низкие температуры охлаждаемого объекта.The proposed gravitational heat pipe in comparison with the closest known pipe has a higher heat transfer capacity and, therefore, can be used in a wider range of ambient temperatures and provide lower temperatures of the cooled object.
Современные термоэлектрические преобразователи на основе эффекта Пельтье, например, двухкаскадные, позволяют получить перепад температур между холодной и горячей поверхностями до 70°С и могут работать, начиная с температуры окружающего воздуха минус 45°С. Поэтому предлагаемая труба с такими преобразователями может быть использована как в зимний, так и в летний периоды для укрепления фундаментов и опор различных сооружений, а также для предотвращения деформации насыпей автомобильных и железных дорог и других объектов, сооружаемых на вечномерзлых грунтахModern thermoelectric converters based on the Peltier effect, for example, two-stage, allow you to get a temperature difference between cold and hot surfaces up to 70 ° C and can work starting from an ambient temperature of minus 45 ° C. Therefore, the proposed pipe with such converters can be used both in winter and in summer to strengthen the foundations and supports of various structures, as well as to prevent deformation of embankments of roads and railways and other objects constructed on permafrost soils
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №389364, опубл. 05.07.1973.1. USSR copyright certificate No. 389364, publ. 07/05/1973.
2. Авторское свидетельство СССР №826189, опубл. 30.04.1981.2. USSR Author's Certificate No. 826189, publ. 04/30/1981.
3. Патент Российской Федерации №2035673, опубл. 20.05.1995.3. Patent of the Russian Federation No. 2035673, publ. 05/20/1995.
4. А.Ф.Крайнев. Детали машин. Словарь-справочник. Изд. "Машиностроение", Москва, 1992.4. A.F. Krainev. Machine parts. Dictionary dictionary. Ed. "Engineering", Moscow, 1992.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127478/22U RU77953U1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | GRAVITATIONAL HEAT PIPE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127478/22U RU77953U1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | GRAVITATIONAL HEAT PIPE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU77953U1 true RU77953U1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=46274071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008127478/22U RU77953U1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | GRAVITATIONAL HEAT PIPE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU77953U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548707C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-20 | Александр Иванович Абросимов | Gravitational heat pipe with thermoelectric converters (versions) |
| RU2779229C1 (en) * | 2021-10-07 | 2022-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Морской гидрофизический институт РАН" (ФГБУН ФИЦ МГИ) | Autonomous device for direct conversion of low-potential thermal energy of various natural environments into electrical energy |
-
2008
- 2008-07-09 RU RU2008127478/22U patent/RU77953U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548707C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-20 | Александр Иванович Абросимов | Gravitational heat pipe with thermoelectric converters (versions) |
| RU2779229C1 (en) * | 2021-10-07 | 2022-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Морской гидрофизический институт РАН" (ФГБУН ФИЦ МГИ) | Autonomous device for direct conversion of low-potential thermal energy of various natural environments into electrical energy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10365047B2 (en) | Electronics cooling with multi-phase heat exchange and heat spreader | |
| CN103759563B (en) | A kind of microchannel heat sink utilizing phase-change circulation of working medium motion heat transfer | |
| CN207098018U (en) | A kind of battery bag immersion type evaporation-cooled device | |
| CN103712498B (en) | Double-capillary-core evaporator applied to flat-type LHP system | |
| WO2012013605A2 (en) | Cooling device and led lighting device comprising the same | |
| CN103263782A (en) | Condensation device based on semiconductor chilling plate | |
| CN103528035A (en) | Heat dissipation method and device for integrated heat pipe of large-power LED | |
| Mirapalli et al. | Heat transfer analysis on a triangular fin | |
| RU2373472C1 (en) | Gravity-assisted heat pipe | |
| RU77953U1 (en) | GRAVITATIONAL HEAT PIPE | |
| KR20100132212A (en) | Heat pipe with double pipe structure | |
| CN201884087U (en) | Oil pan with heat sink | |
| RU2650439C1 (en) | Universal thermal power generator, options | |
| CN202749364U (en) | Annular heat pipe section material superconducting radiator | |
| CN101499747A (en) | Cooling apparatus for semi-conductor thermo-electric generation module | |
| CN203537724U (en) | Heat dissipating device | |
| CN201327845Y (en) | Cooling device used for semiconductor temperature difference electricity generation module | |
| CN106440906A (en) | Spiral type liquid cooling uniform temperature plate composite radiator | |
| RU118413U1 (en) | TWO PHASE THERMOSIPHONE | |
| TWM347807U (en) | Cooling system with high power thyristors | |
| CN104850197A (en) | Gravity heat pipe chip heat sink with composite bottom plate | |
| WO2017128812A1 (en) | Integrated heat radiator and heat dissipation method | |
| RU2548707C1 (en) | Gravitational heat pipe with thermoelectric converters (versions) | |
| CN201681825U (en) | Heat pipe principle profile-type superconducting radiator | |
| CN206092915U (en) | Box and gear box of gear box |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110710 |