Генератор пара рабочего тела

Генератор пара рабочего телаТехнический результат обеспечение надежности капиллярной структуры, увеличение термического сопротивления между зонами испарения и конденсации, позволяющее снизить энергопотребление, обеспечение конденсации рабочего тела в пределах зоны конденсации, экранирование контейнера при сохранении необходимого уровня теплоотвода.

Этот результат достигается тем, что генератор пара рабочего тела термоэмиссионной энергетической установки, выполненный в виде кольцевого контейнера, заполненного капиллярной структурой и разделенного на зоны испарения, транспортную и конденсации, первая из которых размещена в центральной части контейнера, а последняя с контактом с участком теплоотвода имеет канал для отвода неконденсирующихся газов, сообщенный с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей, и с окружающим пространством, причем на контейнере размещено устройство для подвода тепла, капиллярная структура выполнена из двух частей разной пористости из спеченного металлического волокна, одна из которых, с меньшей пористостью, размещена между зонами испарения и конденсации, причем ее периферийная часть расположена внутри последней, выполненной с большей пористостью, а поверхность части структуры с меньшей пористостью со стороны испарения выполнена непрерывной цилиндрической. Кроме того, в транспортной зоне выполнены отверстия, ограниченные стенками контейнера, причем оси этих отверстий параллельны оси контейнера.

Генератор снабжен защитным экраном и прокладкой из спеченного металлического волокна, размещенной в зазоре между контейнером и экраном. Упомянутое сообщение канала осуществлено посредством ряда соединений, каждое из которых выполнено в виде двух патрубков, коаксиально размещенных один в другом с зазором, внешний из которых одним концом закреплен в контейнере, а другим в канале соединен с внутренним патрубком, противоположный конец последнего расположен вне контейнера, причем посредством внутренних патрубков части рядов соединений канал сообщен с окружающим пространством, а внутренних патрубков другой части соединений с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей.

На чертеже приведена конструктивная схема генератора рабочего тела, термоэмиссионной энергетической установки в соответствии с признаками заявленного изобретения.

Генератор пара рабочего тела термоэмиссионной энергетической установки (см. чертеж) выполнен в виде кольцевого контейнера 1 для рабочего тела, заполненного капиллярными структурами 2, 3 и разделенными на зоны испарения 4, конденсации 5 и транспортную зону 6, причем пористость зоны 5 конденсации больше пористости зон 4 испарения и транспортной 6, кольцевой контейнер 1 содержит в зоне 5 конденсации канал 7 для прохода газовых примесей, одна сторона которого соединена с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей, а другая с окружающим пространством, к зоне 5 конденсации примыкает участок теплоотвода 8, а на контейнере 1 в зоне 4 испарения расположено устройство 9 для подвода тепла.

Транспортная зона 6 имеет отверстия 10, ограниченные стенками контейнера 1, причем оси этих отверстий 10 параллельны оси контейнера. Участок теплоотвода контейнера 1 снабжен защитным экраном 11, а в зазоре между ним и контейнером 1 размещена прокладка из спеченного металлического волокна 12, имеющая непосредственный тепловой контакт с контейнером 1 и экраном 11. Кроме того, каждое соединение канала в зоне конденсации с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей и с окружающим пространством выполнено в виде двух патрубков 13, 14, коаксиально размещенных один в другом с зазором, внешний 13 из которых одним концом закреплен в контейнере 1, а другим в канале соединен с внутренним патрубком 14, противоположный конец последнего расположен вне контейнера 1, причем посредством внутренних патрубков 14 части рядов соединений канал сообщен с окружающим пространством, а внутренних патрубков другой части соединений с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей.

Генератор пара рабочего тела работает следующим образом

Пар рабочего тела из зоны 4 испарения через патрубок 15 подается в межэлектродные зазоры термоэмиссионных преобразователей, откуда смесь рабочего тела и газообразных примесей по коаксиальной трубке 13 поступает в канал 7, где на поверхности капиллярной структуры рабочее тело конденсируется, проходит по транспортной зоне 6 в зону испарения 4, а газообразные примеси через коаксиальную трубку 14 удаляется в окружающее пространство. Устройство обеспечивает надежную регенерацию рабочего тела и удаление газовых примесей. Непрерывная цилиндрическая поверхность зоны 4 испарения обеспечивает отсутствие сквозных каналов капиллярной структуры, соединяющих зону 4 испарения с зоной 5 конденсации, что исключает перетекание по ним парообразного рабочего тела в зону 5 конденсации. Взаимное расположение капиллярных структур с различной пористостью участков теплоподвода и теплоотвода, канала в зоне конденсации позволяет получить такое распределение температур на контейнере, при котором химические соединения рабочего тела с газами диффундируют из зоны испарения в противоположную от этой зоны область с более низкой температурой, являющейся ловушкой твердых химических соединений рабочего тела. Указанные преимущества особенно важны для энергоустановок с ресурсом пять и более лет.

Проведенные на нашем предприятии прочностные и теплогидравлические испытания макетов генераторов пара рабочего тела предлагаемой конструкции подтвердили ее работоспособность в диапазоне давлений рабочего тела до 7 торр при расходе до 1000 г/сут. Заданная температура зоны испарения, определяющая необходимое давление пара рабочего тела в межэлектродных зазорах термоэмиссионных преобразователей, обеспечивается устройством 9, установленным на контейнере 1 вблизи зоны испарения 4, и теплоотводом с поверхности экрана 11.

Формула изобретения

1. Генератор пара рабочего тела термоэмиссионной энергетической установки, выполненный в виде кольцевого контейнера, заполненного капиллярной структурой и разделенного на зоны испарения, транспортную и конденсации, первая из которых размещена в центральной части контейнера, а последняя с контактом с участком теплоотвода имеет канал для отвода неконденсирующихся газов, сообщенный с межэлектродными зазорами термоэмиссионных образователей и с окружающим пространством, причем на контейнере размещено устройство для подвода тепла, отличающийся тем, что капиллярная структура выполнена из двух частей равной пористости из спеченного металлического волокна, одна из которых с меньшей пористостью размещена между зонами испарения и конденсации, причем ее периферийная часть расположена внутри последней, выполненной с большей пористостью, а поверхность части структуры с меньшей пористостью со стороны испарения выполнена непрерывной цилиндрической.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в транспортной зоне выполнены отверстия, ограниченные стенками контейнера, причем оси этих отверстий параллельны оси контейнера.

3. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен защитным экраном и прокладкой из спеченного металлического волокна, размещенной в зазоре между контейнером и экраном.

4. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое сообщение канала осуществлено посредством ряда соединений, каждое из которых выполнено в виде двух патрубков, коаксиально размещенных один в другом с зазором, внешний из которых одним концом закреплен в контейнере, а другим в канале соединен с внутренним патрубком, противоположный конец последнего расположен вне контейнера, причем посредством внутренних патрубков части рядов соединений канал сообщен с окружающим пространством, а внутренних патрубков другой части соединений с межэлектродными зазорами термоэмиссионных преобразователей.

Имя изобретателя: Зарицкий Г.А., Князев А.И., Сливкин Б.В., Шефтель Л.М.
Имя патентообладателя: Государственное предприятие "Красная Звезда"
Дата начала отсчета действия патента: 26.11.1992

Разместил статью: admin
Дата публикации:  18-10-2013, 22:47

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!