RU2013744C1

RU2013744C1 - Heat transfer arrangement

Info

Publication number: RU2013744C1
Authority: RU
Inventors: С.Н. Караваев
Original assignee: Исследовательский центр "Познание"
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: lower part of casing accommodates pump in the form of U-shaped vessel 3. Connected to each branch of this vessel are steam-generation passage and suction pipe 8. Pipe 8 has its free end facing downwards. Pressure pipe 4 is connected to central part of vessel 3. In evaporation zone the pipe is provided with liquid distributor 5. Steam generation passage can have the form of a trough 7. Trough 7 faces the wall of casing in evaporation zone. Vessel 3 is connected to starting line. Pressure pipe 4 has a non-return valve. EFFECT: enhanced efficiency of heat transfer. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при создании устройств для вертикальной передачи энергии в форме теплоты. The invention relates to heat engineering and can be used to create devices for the vertical transfer of energy in the form of heat.

Известно теплопередающее устройство, содержащее вертикально установленный и частично заполненный теплоносителем герметичный корпус, в верхней части которого расположена зона испарения, а в нижней части - зона конденсации и насос с нагнетательной трубкой, расположенной вертикально соосно с корпусом и снабженной в зоне испарения распределителем жидкости, причем насос выполнен с электрическим приводом [2] . A heat transfer device is known comprising a sealed housing vertically mounted and partially filled with coolant, in the upper part of which there is an evaporation zone, and in the lower part there is a condensation zone and a pump with a discharge pipe located vertically coaxially with the housing and provided with a liquid distributor in the evaporation zone, the pump made with electric drive [2].

Известное устройство имеет относительно большие габариты из-за наличия электродвигателя и насоса, установленных внутри цилиндра. Кроме того, необходимость затрат электроэнергии на привод двигателя снижает эффективность устройства. The known device has a relatively large size due to the presence of an electric motor and a pump installed inside the cylinder. In addition, the need for energy costs for the engine drive reduces the efficiency of the device.

Известно также теплопередающее устройство, содержащее вертикально установленный и частично заполненный теплоносителем герметичный корпус, в верхней части которого расположена зона испарения, а в нижней части - зона конденсации и насос с нагнетательной трубкой, расположенной вертикально соосно с корпусом и снабженной в зоне испарения распределителем жидкости, при этом получение электроэнергии для двигателя, приводящего насос, осуществляется с помощью турбогенератора [2] . A heat transfer device is also known that contains a sealed housing vertically mounted and partially filled with coolant, in the upper part of which there is an evaporation zone, and in the lower part - a condensation zone and a pump with a discharge pipe located vertically coaxially with the housing and equipped with a liquid distributor in the evaporation zone, at this obtaining electricity for the engine driving the pump is carried out using a turbogenerator [2].

Это устройство также имеет большие габариты. Установка турбины в паровом канале приводит к увеличению гидравлического сопротивления и, следовательно, к снижению эффективности устройства, а также усложняет его. This device also has large dimensions. The installation of a turbine in the steam channel leads to an increase in hydraulic resistance and, consequently, to a decrease in the efficiency of the device, and also complicates it.

Известны насосы [1] , которые не содержат всей совокупности признаков, присущих изобретению. Known pumps [1], which do not contain the totality of the features inherent in the invention.

Целью изобретения является повышение эффективности при одновременном упрощении конструкции. The aim of the invention is to increase efficiency while simplifying the design.

Указанная цель достигается тем, что насос выполнен в виде U-образной емкости, к каждой ветви которой посредством соединительной трубки подключен по меньшей мере один парогенераторный канал, примыкающий к стенке корпуса в зоне испарения, и всасывающая трубка, обращенная свободным концом вниз, при этом нагнетательная трубка снабжена обратным клапаном и подсоединена к центральной U-образной емкости, подключенной к пусковой магистрали. This goal is achieved in that the pump is made in the form of a U-shaped tank, to each branch of which by means of a connecting pipe at least one steam channel is connected adjacent to the housing wall in the evaporation zone, and a suction pipe facing the free end down, while the discharge the tube is equipped with a check valve and is connected to a central U-shaped container connected to the starting line.

Парогенераторный канал выполнен в виде желоба, обращенного к корпусу открытой частью. The steam generating channel is made in the form of a gutter facing the body with the open part.

На фиг. 1 показана схема теплопередающего устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - газогидравлическая схема устройства. In FIG. 1 shows a diagram of a heat transfer device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a gas-hydraulic diagram of the device.

Теплопередающее устройство содержит вертикально установленный корпус 1, к верхней части которого в зоне испарения подводится теплота, а в его нижней части в зоне конденсации теплота отводится. Средняя часть корпуса 1 покрыта теплоизоляционным слоем 2. В нижней части корпуса 1 установлен насос, представляющий собой U-образную емкость 3, к центральной части которой одним концом подключена нагнетательная трубка 4, на другом конце которой, расположенном в зоне испарения, имеется распределитель 5. К каждой ветви емкости 3 через соединительную трубку 6 подключен парогенераторный канал, выполненный, например, в виде желоба 7, обращенного открытой частью к стенке корпуса 1 и примыкающего к ней. К каждой ветви емкости 3 подключены всасывающие трубки 8, обращенные свободным концом вниз. The heat transfer device comprises a vertically mounted housing 1, to the upper part of which heat is supplied to the evaporation zone, and heat is removed in its lower part to the condensation zone. The middle part of the housing 1 is covered with a heat-insulating layer 2. In the lower part of the housing 1, a pump is installed, which is a U-shaped tank 3, to the central part of which a discharge pipe 4 is connected at one end, at the other end of which, located in the evaporation zone, there is a distributor 5. A steam generating channel is connected to each branch of the tank 3 through a connecting tube 6, made, for example, in the form of a groove 7, the open part facing the wall of the housing 1 and adjacent to it. To each branch of the tank 3 is connected to the suction tube 8, facing the free end down.

В нагнетательной трубке 4 установлен обратный клапан 9, а во всасывающей трубке 8 - обратный клапан 10. A check valve 9 is installed in the discharge pipe 4, and a check valve 10 is installed in the suction pipe 8.

Кроме того, к U-образной емкости 3 подключена пусковая магистраль 11 с запорным клапаном 12. In addition, to the U-shaped capacity 3 connected starting line 11 with a shut-off valve 12.

Корпус 1 частично заполнен жидкостным теплоносителем. The housing 1 is partially filled with a liquid coolant.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Для пуска насоса теплопередающего устройства через пусковую магистраль 11 в насос подают такое количество жидкости, чтобы парогенераторные каналы были частично заполнены ею. За счет подводимой теплоты в парогенераторных каналах происходит испарение жидкости и давление в них возрастает. При незначительном превышении давления в одном из каналов давления в противоположном канале (обусловленном, например, движением жидкости при заполнении каналов) жидкость начинает перемещаться. Вследствие инерционности жидкости происходит обратное изменение соотношения значений давления, приводящее к перемещению столба жидкости в обратном направлении. Затем процесс колебания столба жидкости повторяется до выхода на установившийся режим. To start the pump of the heat transfer device, a quantity of liquid is supplied to the pump through the start line 11 so that the steam generating channels are partially filled with it. Due to the input heat, vaporization of the liquid occurs in the steam generating channels and the pressure in them increases. With a slight excess of pressure in one of the pressure channels in the opposite channel (due, for example, to the movement of the liquid when filling the channels), the liquid begins to move. Due to the inertia of the liquid, an inverse change in the ratio of pressure values occurs, leading to the movement of the liquid column in the opposite direction. Then the process of oscillation of the liquid column is repeated until it reaches the steady state.

Часть движущейся жидкости из емкости 3 через нагнетательную трубку 4 и распределитель 5 подается в зону испарения теплопередающего устройства, где за счет подвода теплоты испаряется и в паровой фазе поступает в нижнюю часть теплопередающего устройства, где конденсируется и через всасывающие трубки 8 вновь поступает в емкость 3. Part of the moving fluid from the tank 3 through the discharge tube 4 and the distributor 5 is fed into the evaporation zone of the heat transfer device, where it evaporates due to the supply of heat and enters the lower part of the heat transfer device in the vapor phase, where it condenses and again enters the tank 3 through the suction tubes 8.

Описанное устройство представляет собой автоколебательную систему с внешним тепловым воздействием. Система является саморегулируемой, т. е. при увеличении количества подводимой теплоты увеличивается амплитуда колебаний столба жидкости в емкости 3, а следовательно, и подача жидкости через нагнетательную трубку 4 и распределитель 5 в зону испарения, что увеличивает количество передаваемой теплоты. The described device is a self-oscillating system with external thermal effect. The system is self-regulating, i.e., with an increase in the amount of heat supplied, the amplitude of the oscillations of the liquid column in the tank 3 increases, and therefore, the fluid supply through the discharge tube 4 and the distributor 5 to the evaporation zone, which increases the amount of heat transferred.

Кроме того, через пусковую магистраль можно изменять общее количество жидкости внутри теплопередающего устройства, что позволяет регулировать количество передаваемой теплоты. In addition, the total amount of liquid inside the heat transfer device can be changed through the start-up line, which allows you to adjust the amount of heat transferred.

Таким образом, за счет выполнения насоса в виде размещенной в нижней части цилиндра U-образной емкости, к каждой ветви которой через соединительную трубку подключен по меньшей мере один парогенераторный канал, примыкающий к стенке цилиндра в зоне испарения, повышается эффективность устройства, а также упрощается его конструкция. Thus, due to the design of the pump in the form of a U-shaped container located in the lower part of the cylinder, at least one steam channel connected to the cylinder wall in the evaporation zone is connected to each branch of the cylinder through the connecting tube, the efficiency of the device is increased and its simplified design.

Claims

1. HEAT TRANSFER DEVICE containing a sealed housing vertically mounted and partially filled with coolant, in the upper part of which there is an evaporation zone, and in the lower part there is a condensation zone and a pump with suction and discharge pipes, the last of which is vertically aligned with the housing and provided in the evaporation zone liquid distributor, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device while simplifying the design, the pump is made in the form of a U-shaped tank, to each branch to At least one steam channel is connected by a connecting tube adjacent to the housing wall in the evaporation zone, and a suction pipe facing the free end downward, while the discharge pipe is equipped with a check valve and is connected to the central part of the tank connected to the starting line.

2. The device according to p. 1, characterized in that the steam channel is made in the form of a gutter facing the body with the open part.