Теплообмінник

УКРАЇНА (19) UA(I1, 13332 „з, С1 (51)5 F28D 15/02 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ТЕПЛООБМІННИК 1 (20)95320637, 15.09.93 (21J4806180/SU (22) 27.03.90 (24)28.02.97 (46)28.02.97. Бюл. N? 1 (56) 1.Заявка Японии № 62-23240, м.кл.4 F28D 15/00, опубл. 1985. 2. Заявка Японии № 62-*t8160, м.кл. 4 F28D 15/00, опубл. 1987. 3. Заявка Японии № 62-48800, м.кл. F 28 D 20/00, опубл. 1987 (прототип). (72) Агеєв Володимир Андрійович, Балибердін Владіслав Васильович, Меліхова Ірина Олександрівна, Постоюк Євгеній івановіч (RU) (73) інститут проблем машинобудування АН України (UA) Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для сброса больших мощностей тепла в импульсном режиме. Известны устройства [1 и 2], содержащие сосуды с водородом и гидридом металла, теплообменник. Недостатком этих устройств является невозможность обеспечения хорошего теплового контакта с гидридом металла. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство [31, содержащее капсулу с гидридом металла и водородом, канал для теплоносителя. Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения хорошего (57) 1. Теплообменник, содержащий цилиндрическую капсулу, заполненную гидридом металла и водородом, и канал для теплоносителя, примыкающий к стенке капсулы, о тличающийся тем, что капсула выполнена с кольцевым поперечным сечением, при этом на наружной поверхности ее внутренней стенки выполнены конические поры, расширяющиеся в направлении от оси капсулы, а гидрид металла размещен в этих порах, причем канал образован внутренней стенкой капсулы, а на внутренней поверхностей этой оси закреплены постоянные магниты. 2.Теплообменник по п. 1,о т л и ч а ю щий с я тем, что магниты выполнены в виде колец с выступами на внутренней поверхности, размещенных с постоянным шагом. теплового контакта гидрида металла с жидким теплоносителем. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования теплообменника, путем достижения технического результата, заключающегося в отборе тепла с использованием ферромагнитных свойств теплоносителя в импульсном режиме и за счет этого интенсифицирован теплообмен. Поставленная задача достигается тем, что в известном теплообменнике, содержащем цилиндрическую капсулу, заполненную гидридом металла и водородом и канал для теплоносителя, примыкающий к стенке капсулы, согласно изобретения, капсула выполнена с кольцевым поперечным сечением, при этом на наружной поверхности ее внутренней стенки выполнены конические поры, С > со W со ю о 13332 расширяющиеся в направлении от оси капсулы, а гидрид металла размещен в этих порах, причем канал образован внутренней стенкой капсулы, а на внутренней поверхности этой стенки закреплены постоянные 5 магниты. Магниты выполнены в виде колец с выступами на внутренней поверхности, размещенными с постоянным шагом. В предлагаемом изобретении забор теп ла от теплоносителя осуществляется эндо- 10 термической реакцией разложения гидрида металла и образовавшимся газообразным водородом, имеющим хорошую теплоем кость. Использование пор, заполненных гидридом металла, удерживаемым постоян- 15 ными магнитами улучшает контакт гидрида металла с теплоносителем. Кроме того, такое конструктивное исполнение теплообменника дает возможность сбрасывать большие мощ ности тепла в импульсном режиме. 20 На чертеже представлен общий вид устройства. По оси цилиндрической капсулы 1 с гидридом металла и газообразным водородом проходит канал 2 для теплоносителя, при- 25 мыкающий к стенке капсулы 1 и образованный внутренней стенкой 3 капсулы 1, которая выполнена с кольцевым поперечным сечением. На наружной поверхности внутренней стенки 3 капсулы 1 выполнены 30 конические поры 4, расширяющиеся в направлении от оси капсулы и заполненные гидридом металла 5. Внутри канала 2 расположен внутренний цилиндр 6. Между внутренним цилиндром б и внутренней 35 поверхностью стенки 3 расположено устройство для удержания металла 5 в порах 4, выполненное в виде постоянных магнитов 7. Магниты 7 выполнены в виде колец с выступами 8 на внутренней поверхности и разме- 40 щены с постоянным шагом. Устройство работает следующим образом. При прокачке горячего теплоносителя по каналу 2 между внутренней стенкой 3 и внутренним цилиндром 6 происходит нагрев стенок канала 2 и нагревается гидрид металла 5, расположенный в порах 4. Происходит реакция разложения гидрида металла с выделением газообразного водорода, имеющего хорошую теплоемкость. Таким образом жидкий теплоноситель охлаждается, отдавая тепло стенкам канала 2 и гидриду металла 5 для его разложения и газообразному водороду. Заканчивается первый цикл работы теплообменника - охлаждение жидкого теплоносителя. Второй цикл заключается в охлаждении элементов, забравших тепло от теплоносителя. Капсула 1, выполненная из материала, прозрачного для инфракрас ного излучения (например, боросиликатное стекло), дает возможность охлаждаться газообразному водороду и внешней поверхности внутренней стенки 3 капсулы 1. При этом водород реагирует с мнтерметаллидом, оставшимся в порах 4, с образованием гидрида металла. Выделившееся в результате реакции тепло нагревает пористую внутреннюю стенку 3 капсулы 1, которая охлаждается излучением в пространство (конические поры обеспечивают увеличение поверхности теплоотдачи). Постоянные кольцевые магниты 7 удерживают гидрид металла (интерметаллид) 5 в порах 4 и способствуют его эффективному прижиманию к стенкам пор. Выступы на внутренней поверхности кольцевых магнитов 7 необходимы для турбулизации текущего по каналу 2 теплоносителя, улучшая, таким образом, теплообмен между стенками канала и теплоносителем. 13332 \ Упорядник Замовлення 4110 Техред М.Моргентал Коректор М. Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101