传热系统技术方案

一种用于循环换热系统的传热系统，该传热系统包括：蒸发器，该蒸发器包括用于与循环换热系统的一部分连接的壁以及与该壁连接的第一吸液芯；以及冷凝器，该冷凝器与所述蒸发器连接，以便形成容纳工作流体的封闭环路。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书涉及用于循环换热系统中的传热系统。
技术介绍
传热系统用于从一处(热源)向另一处(吸热源)传输热量。传热系统能够用于地球或宇宙用途。例如，传热系统可以集成于人造卫星设备中，该人造卫星在失重或低重力环境中工作。作为另一实例，传热系统能够用于电子设备中，该电子设备在操作过程中通常需要冷却。环路热管(LHP)和毛细作用泵送环路(CPL)是被动两相传热系统。它们各包括蒸发器，该蒸发器与热源热连接；冷凝器，该冷凝器与吸热源热连接；流体，该流体在蒸发器和冷凝器之间流动；以及用于流体膨胀的流体储罐。在传热系统中的流体可以称为工作流体。蒸发器包括第一吸液芯和包括流体流动通道的芯。蒸发器获得的热量传送给冷凝器并由该冷凝器排出。这些系统利用在蒸发器中的细孔吸液芯中形成的毛细作用压力来促进工作流体从蒸发器至冷凝器和返回蒸发器的循环。在LHP和CPL之间的主要区别特征是环路储罐的位置，该环路储罐用于储存在操作过程中从环路中排出的过多流体。通常，CPL的储罐的位置远离蒸发器，而LHP的储罐与蒸发器联合定位。
技术实现思路
在一个总体方面，用于循环换热系统的传热系统包括蒸发器，该蒸发器包括设置为与循环换热系统的一部分连接的壁以及与该壁连接的第一吸液芯；以及冷凝器，该冷凝器与蒸发器连接，以便形成容纳工作流体的封闭环路。实施方式可以包括一个或多个以下方面。例如，冷凝器包括蒸气进口和液体出口，传热系统包括在蒸气出口和蒸气进口之间提供流体连通的蒸气管路以及在液体出口和液体进口之间提供流体连通的液体返回管路。蒸发器包括液体隔板壁，该液体隔板壁在它的内侧容纳工作流体，该工作流体只沿液体隔板壁的内侧流动，其中，第一吸液芯位于加热壁和液体隔板壁的内侧之间；蒸气去除槽道，该蒸气去除槽道位于第一吸液芯和加热壁之间的交界面处，蒸气去除槽道延伸至蒸气出口；以及液体流动槽道，该液体流动槽道位于液体隔板壁和第一吸液芯之间，液体流动槽道接收来自液体进口的液体。工作流体被动地通过传热系统运动。工作流体在不使用外部泵送的情况下通过传热系统运动。当工作流体经过一个或多个蒸发器、冷凝器、蒸气管路和液体返回管路或者在所述一个或多个蒸发器、冷凝器、蒸气管路和液体返回管路内流通时，在传热系统内的工作流体在液体和蒸气之间变化。工作流体被动地通过传热系统运动。工作流体利用吸液芯而通过传热系统运动。传热系统还包括翅片，该翅片与冷凝器热连接，以便向外界环境放热。在另一总体方面，热力学系统包括循环换热系统和传热系统，该传热系统与循环换热系统连接，以便冷却循环换热系统的一部分。传热系统包括蒸发器，该蒸发器包括设置成与循环换热系统的一部分连接的壁以及与壁连接的第一吸液芯；以及冷凝器，该冷凝器与蒸发器连接，以便形成容纳工作流体的封闭环路。实施方式可以包括一个或多个以下特征。蒸发器与循环换热系统成一体。蒸发器与循环换热系统的部分热连接。循环换热系统包括斯特林(stirling)换热系统。循环换热系统包括制冷系统。传热系统与循环换热系统的热侧连接。热力学系统传热系统与循环换热系统的冷侧连接。在另一总体方面，一种利用上述系统的方法。蒸发器可以在用于陆地或宇宙用途的任意两相传热系统中使用。例如，传热系统能够用于电子设备(该电子设备通常需要在工作过程中冷却)或者用于激光二极管用途。平面形蒸发器可以用于当热源形成为平面形表面时的任意传热系统。环形蒸发器可以用于当热源形成为柱形表面时的任意传热系统。当用于陆地用途时，使用环形蒸发器的传热系统可以利用重力，从而使得LHP适用于大量制造。陆地用途通常指定受热表面和吸热源的方位；环形蒸发器利用重力工作。传热系统提供了用于冷却循环换热系统的热高效和空间高效的系统，因为传热系统的蒸发器与由传热系统冷却的循环换热系统的一部分进行热连接和空间连接。例如，当要冷却的部分(也称为热源)具有柱形几何形状时，传热系统可以包括环形蒸发器。使用传热系统使得能够利用柱形循环换热系统，该循环换热系统能够用于舱室冷却的商业实际应用。使蒸发器或冷凝器与循环换热系统的热源集成在一起能够减小包装尺寸。另一方面，当蒸发器或冷凝器夹在热源上时，便于部署和更换部件。传热系统可以用于冷却具有柱形几何形状的循环换热系统，例如自由活塞斯特林循环。传热系统提供了与同样高效包装的环形冷凝器组件连接的高效流体管路连接(一个蒸气相和过冷液体返回管路连接器)。传热系统包括冷凝器，该冷凝器作为扁平板冷凝器而高效包装，该扁平板冷凝器形成环形部分，延伸的空气换热表面元件(例如波纹形翅片体)安装在该环形部分上。传热系统与高效传热机构(蒸发和冷凝)组合，以使得斯特林循环的流体(氦)与最终的吸热源(环境空气)连接。因此，明显提高了斯特林循环的效率(例如直到50％)。传热系统的蒸发器和冷凝器可以独立设计和优化。这使得循环换热系统有任意数目的安装选择。而且，传热系统对重力方向并不敏感，因为吸液芯包含在蒸发器内。传热系统以较小包装和商业上可接受的成本来提供对舱室(例如制冷器或自动售货机)的高效冷却，根据一个实施方式，环形蒸发器夹在循环换热系统上，并与导热油脂化合物热连接，以便容易装配和维护。根据另一实施方式，环形蒸发器压配合地安装在循环换热系统上，以便容易装配，同时提高热效率。根据还一实施方式，环形蒸发器与循环换热系统形成一体，以便进一步提高热效率。传热系统包括冷凝器，该冷凝器有翅片形的内部和外部环形部分，以便在较小包装空间内向空气高效传热。冷凝器可以辊轧粘接或通过挤压加工而形成。通过将LHP蒸发器的普通柱形几何形状改变成平面形“扁平板”几何形状(能够缠绕成环行形状)，本专利技术的环路热管提供了对柱形制冷器的高效包装。将参考几个示例实施方式来介绍传热系统的包装，但是并不意味着局限于这些示例实施方式。尽管所述用于冷却舱室(例如家用制冷器、自动售货机或销售点的制冷装置)，但是本领域技术人员将认识到紧凑、能量效率高和对环境友好的利用所述的传热系统的制冷装置的多种其它有利用途。由说明书、附图和权利要求将清楚其它特征和优点。附图说明图1是热传输系统的示意图。图2是图1示意表示的热传输系统的实施方式的视图。图3是利用热传输系统传输热量的步骤的流程图。图4是表示在图3的处理流程中热传输系统的各个部件的温度分布图。图5A是在图1的热传输系统内所示的三孔主蒸发器的视图。图5B是主蒸发器沿图5A的5B-5B的剖视图。图6是能够集成于图1所示的热传输系统内的四孔主蒸发器的视图。图7是热传输系统的实施方式的示意图。图8A、8B、9A和9B是使用热传输系统的应用的透视图。图8C是流体管路沿图8A的8C-8C的剖视图。图8D和9C分别是图8A和9A的热传输系统的实施方式的示意图。图10是平面蒸发器的剖视图；图11是环形蒸发器的轴向剖视图。图12是图11的环形蒸发器的径向剖视图。图13是图12的环形蒸发器的径向剖视图中的一部分的放大图。图14A是图11的环形蒸发器的透视图。图14B是图14A的环形蒸发器的局部剖俯视图。图14C是图14B的环形蒸发器的一部分的放大剖视图。图14D是图14B的环形蒸发器沿线14D-14D的剖视图。图14E和14F是图14D的环形蒸发器的一部分的放大图。图14G是图14A的环形蒸发器的局部剖透视图。图14H是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·克罗利切克，迈克尔·尼基特金，老戴维·A·沃尔夫，
申请(专利权)人：斯沃勒斯联合公司，
类型：发明
国别省市：