專(zhuān)利名稱(chēng)：傳熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說(shuō)明書(shū)涉及用于循環(huán)換熱系統(tǒng)中的傳熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳熱系統(tǒng)用于從一處(熱源)向另一處(吸熱源)傳輸熱量。傳熱系統(tǒng)能夠用于地球或宇宙用途。例如，傳熱系統(tǒng)可以集成于人造衛(wèi)星設(shè)備中，該人造衛(wèi)星在失重或低重力環(huán)境中工作。作為另一實(shí)例，傳熱系統(tǒng)能夠用于電子設(shè)備中，該電子設(shè)備在操作過(guò)程中通常需要冷卻。
環(huán)路熱管(LHP)和毛細(xì)作用泵送環(huán)路(CPL)是被動(dòng)兩相傳熱系統(tǒng)。它們各包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器與熱源熱連接；冷凝器，該冷凝器與吸熱源熱連接；流體，該流體在蒸發(fā)器和冷凝器之間流動(dòng)；以及用于流體膨脹的流體儲(chǔ)罐。在傳熱系統(tǒng)中的流體可以稱(chēng)為工作流體。蒸發(fā)器包括第一吸液芯和包括流體流動(dòng)通道的芯。蒸發(fā)器獲得的熱量傳送給冷凝器并由該冷凝器排出。這些系統(tǒng)利用在蒸發(fā)器中的細(xì)孔吸液芯中形成的毛細(xì)作用壓力來(lái)促進(jìn)工作流體從蒸發(fā)器至冷凝器和返回蒸發(fā)器的循環(huán)。在LHP和CPL之間的主要區(qū)別特征是環(huán)路儲(chǔ)罐的位置，該環(huán)路儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存在操作過(guò)程中從環(huán)路中排出的過(guò)多流體。通常，CPL的儲(chǔ)罐的位置遠(yuǎn)離蒸發(fā)器，而LHP的儲(chǔ)罐與蒸發(fā)器聯(lián)合定位。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)總體方面，用于循環(huán)換熱系統(tǒng)的傳熱系統(tǒng)包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括設(shè)置為與循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分連接的壁以及與該壁連接的第一吸液芯；以及冷凝器，該冷凝器與蒸發(fā)器連接，以便形成容納工作流體的封閉環(huán)路。
實(shí)施方式可以包括一個(gè)或多個(gè)以下方面。例如，冷凝器包括蒸氣進(jìn)口和液體出口，傳熱系統(tǒng)包括在蒸氣出口和蒸氣進(jìn)口之間提供流體連通的蒸氣管路以及在液體出口和液體進(jìn)口之間提供流體連通的液體返回管路。
蒸發(fā)器包括液體隔板壁，該液體隔板壁在它的內(nèi)側(cè)容納工作流體，該工作流體只沿液體隔板壁的內(nèi)側(cè)流動(dòng)，其中，第一吸液芯位于加熱壁和液體隔板壁的內(nèi)側(cè)之間；蒸氣去除槽道，該蒸氣去除槽道位于第一吸液芯和加熱壁之間的交界面處，蒸氣去除槽道延伸至蒸氣出口；以及液體流動(dòng)槽道，該液體流動(dòng)槽道位于液體隔板壁和第一吸液芯之間，液體流動(dòng)槽道接收來(lái)自液體進(jìn)口的液體。
工作流體被動(dòng)地通過(guò)傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
工作流體在不使用外部泵送的情況下通過(guò)傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)工作流體經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器、冷凝器、蒸氣管路和液體返回管路或者在所述一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器、冷凝器、蒸氣管路和液體返回管路內(nèi)流通時(shí)，在傳熱系統(tǒng)內(nèi)的工作流體在液體和蒸氣之間變化。
工作流體被動(dòng)地通過(guò)傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
工作流體利用吸液芯而通過(guò)傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
傳熱系統(tǒng)還包括翅片，該翅片與冷凝器熱連接，以便向外界環(huán)境放熱。
在另一總體方面，熱力學(xué)系統(tǒng)包括循環(huán)換熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)，該傳熱系統(tǒng)與循環(huán)換熱系統(tǒng)連接，以便冷卻循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分。傳熱系統(tǒng)包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括設(shè)置成與循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分連接的壁以及與壁連接的第一吸液芯；以及冷凝器，該冷凝器與蒸發(fā)器連接，以便形成容納工作流體的封閉環(huán)路。
實(shí)施方式可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)成一體。蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)的部分熱連接。循環(huán)換熱系統(tǒng)包括斯特林(stirling)換熱系統(tǒng)。循環(huán)換熱系統(tǒng)包括制冷系統(tǒng)。傳熱系統(tǒng)與循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)連接。熱力學(xué)系統(tǒng)傳熱系統(tǒng)與循環(huán)換熱系統(tǒng)的冷側(cè)連接。
在另一總體方面，一種利用上述系統(tǒng)的方法。
蒸發(fā)器可以在用于陸地或宇宙用途的任意兩相傳熱系統(tǒng)中使用。例如，傳熱系統(tǒng)能夠用于電子設(shè)備(該電子設(shè)備通常需要在工作過(guò)程中冷卻)或者用于激光二極管用途。
平面形蒸發(fā)器可以用于當(dāng)熱源形成為平面形表面時(shí)的任意傳熱系統(tǒng)。環(huán)形蒸發(fā)器可以用于當(dāng)熱源形成為柱形表面時(shí)的任意傳熱系統(tǒng)。
當(dāng)用于陸地用途時(shí)，使用環(huán)形蒸發(fā)器的傳熱系統(tǒng)可以利用重力，從而使得LHP適用于大量制造。陸地用途通常指定受熱表面和吸熱源的方位；環(huán)形蒸發(fā)器利用重力工作。
傳熱系統(tǒng)提供了用于冷卻循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱高效和空間高效的系統(tǒng)，因?yàn)閭鳠嵯到y(tǒng)的蒸發(fā)器與由傳熱系統(tǒng)冷卻的循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分進(jìn)行熱連接和空間連接。例如，當(dāng)要冷卻的部分(也稱(chēng)為熱源)具有柱形幾何形狀時(shí)，傳熱系統(tǒng)可以包括環(huán)形蒸發(fā)器。使用傳熱系統(tǒng)使得能夠利用柱形循環(huán)換熱系統(tǒng)，該循環(huán)換熱系統(tǒng)能夠用于艙室冷卻的商業(yè)實(shí)際應(yīng)用。
使蒸發(fā)器或冷凝器與循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱源集成在一起能夠減小包裝尺寸。另一方面，當(dāng)蒸發(fā)器或冷凝器夾在熱源上時(shí)，便于部署和更換部件。
傳熱系統(tǒng)可以用于冷卻具有柱形幾何形狀的循環(huán)換熱系統(tǒng)，例如自由活塞斯特林循環(huán)。傳熱系統(tǒng)提供了與同樣高效包裝的環(huán)形冷凝器組件連接的高效流體管路連接(一個(gè)蒸氣相和過(guò)冷液體返回管路連接器)。
傳熱系統(tǒng)包括冷凝器，該冷凝器作為扁平板冷凝器而高效包裝，該扁平板冷凝器形成環(huán)形部分，延伸的空氣換熱表面元件(例如波紋形翅片體)安裝在該環(huán)形部分上。
傳熱系統(tǒng)與高效傳熱機(jī)構(gòu)(蒸發(fā)和冷凝)組合，以使得斯特林循環(huán)的流體(氦)與最終的吸熱源(環(huán)境空氣)連接。因此，明顯提高了斯特林循環(huán)的效率(例如直到50％)。
傳熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器可以獨(dú)立設(shè)計(jì)和優(yōu)化。這使得循環(huán)換熱系統(tǒng)有任意數(shù)目的安裝選擇。而且，傳熱系統(tǒng)對(duì)重力方向并不敏感，因?yàn)槲盒景谡舭l(fā)器內(nèi)。
傳熱系統(tǒng)以較小包裝和商業(yè)上可接受的成本來(lái)提供對(duì)艙室(例如制冷器或自動(dòng)售貨機(jī))的高效冷卻，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，環(huán)形蒸發(fā)器夾在循環(huán)換熱系統(tǒng)上，并與導(dǎo)熱油脂化合物熱連接，以便容易裝配和維護(hù)。根據(jù)另一實(shí)施方式，環(huán)形蒸發(fā)器壓配合地安裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)上，以便容易裝配，同時(shí)提高熱效率。根據(jù)還一實(shí)施方式，環(huán)形蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)形成一體，以便進(jìn)一步提高熱效率。
傳熱系統(tǒng)包括冷凝器，該冷凝器有翅片形的內(nèi)部和外部環(huán)形部分，以便在較小包裝空間內(nèi)向空氣高效傳熱。冷凝器可以輥軋粘接或通過(guò)擠壓加工而形成。
通過(guò)將LHP蒸發(fā)器的普通柱形幾何形狀改變成平面形“扁平板”幾何形狀(能夠纏繞成環(huán)行形狀)，本發(fā)明的環(huán)路熱管提供了對(duì)柱形制冷器的高效包裝。
將參考幾個(gè)示例實(shí)施方式來(lái)介紹傳熱系統(tǒng)的包裝，但是并不意味著局限于這些示例實(shí)施方式。盡管所述用于冷卻艙室(例如家用制冷器、自動(dòng)售貨機(jī)或銷(xiāo)售點(diǎn)的制冷裝置)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到緊湊、能量效率高和對(duì)環(huán)境友好的利用所述的傳熱系統(tǒng)的制冷裝置的多種其它有利用途。
由說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求將清楚其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是熱傳輸系統(tǒng)的示意圖。
圖2是圖1示意表示的熱傳輸系統(tǒng)的實(shí)施方式的視圖。
圖3是利用熱傳輸系統(tǒng)傳輸熱量的步驟的流程圖。
圖4是表示在圖3的處理流程中熱傳輸系統(tǒng)的各個(gè)部件的溫度分布圖。
圖5A是在圖1的熱傳輸系統(tǒng)內(nèi)所示的三孔主蒸發(fā)器的視圖。
圖5B是主蒸發(fā)器沿圖5A的5B-5B的剖視圖。
圖6是能夠集成于圖1所示的熱傳輸系統(tǒng)內(nèi)的四孔主蒸發(fā)器的視圖。
圖7是熱傳輸系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。
圖8A、8B、9A和9B是使用熱傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用的透視圖。
圖8C是流體管路沿圖8A的8C-8C的剖視圖。
圖8D和9C分別是圖8A和9A的熱傳輸系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。
圖10是平面蒸發(fā)器的剖視圖；圖11是環(huán)形蒸發(fā)器的軸向剖視圖。
圖12是圖11的環(huán)形蒸發(fā)器的徑向剖視圖。
圖13是圖12的環(huán)形蒸發(fā)器的徑向剖視圖中的一部分的放大圖。
圖14A是圖11的環(huán)形蒸發(fā)器的透視圖。
圖14B是圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的局部剖俯視圖。
圖14C是圖14B的環(huán)形蒸發(fā)器的一部分的放大剖視圖。
圖14D是圖14B的環(huán)形蒸發(fā)器沿線14D-14D的剖視圖。
圖14E和14F是圖14D的環(huán)形蒸發(fā)器的一部分的放大圖。
圖14G是圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的局部剖透視圖。
圖14H是圖14G的環(huán)形蒸發(fā)器的局部剖透視詳圖。
圖15A是形成圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的殼體環(huán)部件的液體隔板壁的平面詳圖。
圖15B是圖15A的液體隔板壁沿線15B-15B的剖視圖。
圖16A是圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的第一吸液芯的透視圖。
圖16B是圖16A的第一吸液芯的俯視圖。
圖16C是圖16B的第一吸液芯沿線16C-16C的剖視圖。
圖16D是圖16C的第一吸液芯的一部分的放大圖。
圖17A是形成圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的環(huán)形環(huán)的加熱壁的透視圖。
圖17B是圖17A的加熱壁的俯視圖。
圖17C是圖17B的加熱壁沿線17C-17C的剖視圖。
圖17D是圖17C的加熱壁的一部分的放大圖。
圖18A是使圖17A的加熱壁與圖15A的液體隔板壁分開(kāi)的環(huán)的透視圖。
圖18B是圖18A的環(huán)的俯視圖。
圖18C是圖18B的環(huán)沿線18C-18C的剖視圖。
圖18D是圖18C的環(huán)的一部分的放大圖。
圖19A是圖14A的環(huán)形蒸發(fā)器的環(huán)的透視圖。
圖19B是圖19A的環(huán)的俯視圖。
圖19C是圖19B的環(huán)沿19C-19C的剖視圖。
圖19D是圖19C的環(huán)的一部分的放大圖。
圖20是能夠利用傳熱系統(tǒng)冷卻的循環(huán)換熱系統(tǒng)的透視圖。
圖21是循環(huán)換熱系統(tǒng)(例如圖20的循環(huán)換熱系統(tǒng))的剖視圖。
圖22是循環(huán)換熱系統(tǒng)(例如圖20的循環(huán)換熱系統(tǒng))的側(cè)視圖。
圖23是包括循環(huán)換熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)的循環(huán)換熱系統(tǒng)第一實(shí)施方式的示意圖。
圖24是包括循環(huán)換熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)的循環(huán)換熱系統(tǒng)第二實(shí)施方式的示意圖。
圖25是使用根據(jù)圖10-13的原理設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器的傳熱系統(tǒng)的示意圖。
圖26是圖25的傳熱系統(tǒng)的功能分解圖。
圖27是用于圖25的傳熱系統(tǒng)中的蒸發(fā)器的局部剖視詳圖。
圖28是用于圖25的傳熱系統(tǒng)中的換熱器的透視圖。
圖29是循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱源溫度相對(duì)于在傳熱系統(tǒng)和循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱源之間的交界面的表面面積的曲線圖。
圖30是裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)一部分周?chē)膫鳠嵯到y(tǒng)的俯視平面圖。
圖31是圖30的裝在該循環(huán)換熱系統(tǒng)部分周?chē)膫鳠嵯到y(tǒng)的局部剖正視圖(沿線31-31)。
圖32是在圖30的傳熱系統(tǒng)和循環(huán)換熱系統(tǒng)之間的交界面的局部剖正視圖(在3200處)。
圖33是安裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)上的傳熱系統(tǒng)的上部透視圖。
圖34是圖33的安裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)上的傳熱系統(tǒng)的下部透視圖。
圖35是在換熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器和循環(huán)換熱系統(tǒng)之間的交界面的局部剖視圖，其中，蒸發(fā)器夾在循環(huán)換熱系統(tǒng)上。
圖36是用于將蒸發(fā)器夾在圖35的循環(huán)換熱系統(tǒng)上的夾子的側(cè)視圖。
圖37是在換熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器和循環(huán)換熱系統(tǒng)之間的交界面的局部剖視圖，其中，交界面通過(guò)蒸發(fā)器和換熱系統(tǒng)之間的壓配合而形成。
圖38是在換熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器和循環(huán)換熱系統(tǒng)之間的交界面的局部剖視圖，其中，交界面通過(guò)使蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)形成一體而形成。
圖39是傳熱系統(tǒng)的冷凝器的俯視圖。
圖40是圖39的冷凝器沿線40-40的局部剖視圖。
圖41-43是具有層疊結(jié)構(gòu)的冷凝器的剖視詳圖。
圖44是具有擠壓結(jié)構(gòu)的冷凝器的剖視詳圖。
圖45是具有擠壓結(jié)構(gòu)的冷凝器的透視詳圖和剖視圖。
圖46是裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)周?chē)膫鳠嵯到y(tǒng)的一側(cè)的剖視圖。
在各附圖中，相同參考標(biāo)號(hào)表示相同元件。
具體實(shí)施例方式
如上所述，在環(huán)路熱管(LHP)中，儲(chǔ)罐與蒸發(fā)器聯(lián)合定位，因此，儲(chǔ)罐通過(guò)熱管狀的導(dǎo)管而與蒸發(fā)器熱連接和液壓連接。這樣，來(lái)自?xún)?chǔ)罐的液體能夠泵送至蒸發(fā)器，從而保證蒸發(fā)器的第一吸液芯在起動(dòng)過(guò)程中充分潤(rùn)濕或“起動(dòng)加注”。此外，LHP的設(shè)計(jì)還降低了在熱傳輸系統(tǒng)內(nèi)的蒸發(fā)器的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)操作過(guò)程中液體從蒸發(fā)器的第一吸液芯中的消耗。而且，蒸氣和/或不可冷凝氣體氣泡(NCG氣泡)通過(guò)熱管狀導(dǎo)管而從蒸發(fā)器的芯排出至儲(chǔ)罐。
普通LHP需要在起動(dòng)之前(也就是在向LHP的蒸發(fā)器供能之前)在儲(chǔ)罐中存在液體。不過(guò)，當(dāng)在起動(dòng)LHP之前在LHP中的工作流體處于超臨界狀態(tài)時(shí)，在起動(dòng)之前在儲(chǔ)罐中將沒(méi)有液體。超臨界狀態(tài)是當(dāng)LHP的溫度高于工作流體的臨界溫度時(shí)的狀態(tài)。流體的臨界溫度是當(dāng)流體能夠表現(xiàn)為液體-蒸氣平衡時(shí)的最高溫度。例如，當(dāng)工作流體為低溫流體(也就是流體的沸點(diǎn)低于-150℃)時(shí)或者工作流體為低于環(huán)境溫度的流體(也就是流體的沸點(diǎn)低于LHP工作環(huán)境的溫度)時(shí)，LHP可能處于超臨界狀態(tài)。
普通LHP也需要使得返回蒸發(fā)器的液體過(guò)冷，也就是冷卻至低于工作流體沸點(diǎn)的溫度。這樣的限制條件使得不能在低于環(huán)境溫度的情況下操作LHP。例如，當(dāng)工作流體是低溫流體時(shí)，LHP很可能在溫度高于流體沸點(diǎn)的環(huán)境中工作。
參考圖1，熱傳輸系統(tǒng)100設(shè)計(jì)成克服普通LHP的限制。熱傳輸系統(tǒng)100包括傳熱系統(tǒng)105和起動(dòng)加注系統(tǒng)110。起動(dòng)加注系統(tǒng)110用于將傳熱系統(tǒng)105中的流體轉(zhuǎn)變成液體，從而對(duì)傳熱系統(tǒng)105進(jìn)行起動(dòng)加注。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“流體”是通用術(shù)語(yǔ)，它是指作為在飽和平衡下的液體和蒸氣的物質(zhì)。
傳熱系統(tǒng)105包括主蒸發(fā)器115和冷凝器120，該冷凝器120通過(guò)液體管路125和蒸氣管路130而與主蒸發(fā)器115連接。冷凝器120與吸熱源165熱連通，而主蒸發(fā)器115與熱源Qin 116熱連通。，系統(tǒng)105還可以包括熱儲(chǔ)罐147，該熱儲(chǔ)罐147與蒸氣管路130連接，用于根據(jù)需要容納附加壓力。特別是，熱儲(chǔ)罐147增加了系統(tǒng)100的容積。當(dāng)工作流體的溫度高于它的臨界溫度(也就是當(dāng)工作流體能夠表現(xiàn)出液體-蒸氣平衡時(shí)的最高溫度)時(shí)，它的壓力與系統(tǒng)100內(nèi)的物質(zhì)(裝料)成正比，與系統(tǒng)的容積成反比。通過(guò)熱儲(chǔ)罐147來(lái)增加容積將降低充裝壓力。
主蒸發(fā)器115包括容器117，該容器117容納第一吸液芯140，芯135確定于該第一吸液芯140中。主蒸發(fā)器115包括卡口(bayonet)管142和在芯135內(nèi)的第二吸液芯145?？诠?42、第一吸液芯140和第二吸液芯145確定了液體通道143、第一蒸氣通道144和第二蒸氣通道146。第二吸液芯145提供了相控制，也就是在芯135中的液體/蒸氣分離，如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.09/896561(申請(qǐng)日為6/29/01)中所述，該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引。如圖所示，主蒸發(fā)器115有三個(gè)孔進(jìn)入液體通道143中的液體進(jìn)口137、從第二蒸氣通道146進(jìn)入蒸氣管路130中的蒸氣出口132、以及從液體通道143(以及可能的第一蒸氣通道144，如后面所述)出來(lái)的流體出口139。后面還將參考圖5A和5B而詳細(xì)介紹三孔蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。
起動(dòng)加注系統(tǒng)110包括與蒸氣管路130連接的第二或起動(dòng)加注蒸發(fā)器150以及與該第二蒸發(fā)器150聯(lián)合定位的儲(chǔ)罐155。儲(chǔ)罐155通過(guò)第二流體管路160和第二冷凝器122而與主蒸發(fā)器115的芯135連接。第二流體管路160與主蒸發(fā)器115的流體出口139連接。起動(dòng)加注系統(tǒng)110還包括與第二蒸發(fā)器150熱連通的控制熱源Qsp 151。
第二蒸發(fā)器150包括容器152，該容器152裝有第一吸液芯190，芯185確定于該第一吸液芯190中。第二蒸發(fā)器150包括卡口管153以及穿過(guò)導(dǎo)管175從芯185伸入儲(chǔ)罐155內(nèi)的第二吸液芯180。第二吸液芯180提供了在儲(chǔ)罐155和第二蒸發(fā)器150之間的毛細(xì)作用連接。卡口管153、第一吸液芯190和第二吸液芯180確定了與流體管路160連接的液體通道182、與儲(chǔ)罐155連接的第一蒸氣通道181和與蒸氣管路130連接的第二蒸氣通道183。儲(chǔ)罐155通過(guò)液體通道182、第二吸液芯180和第一蒸氣通道181而與第二蒸發(fā)器150的芯185熱連接和液壓連接。由第二蒸發(fā)器150的芯185產(chǎn)生的蒸氣和/或NCG氣泡通過(guò)第一蒸氣通道181而進(jìn)入儲(chǔ)罐155，而可冷凝液體通過(guò)第二吸液芯180而從儲(chǔ)罐155返回第二蒸發(fā)器150。第一吸液芯190使得芯185內(nèi)的液體與熱源Qsp 151液壓連接，從而當(dāng)向第二蒸發(fā)器150加熱時(shí)使得第一吸液芯190的外表面上的液體能夠蒸發(fā)和形成在第二蒸氣通道183內(nèi)的蒸氣。
儲(chǔ)罐155冷偏移(cold-biased)，因此，它通過(guò)冷源來(lái)冷卻，當(dāng)未加熱時(shí)，該冷源將使它能夠在低于傳熱系統(tǒng)105的工作溫度的溫度下工作。在一個(gè)實(shí)施方式中，儲(chǔ)罐155和第二冷凝器122與吸熱源165熱連通，該吸熱源165與冷凝器120熱連通。例如，儲(chǔ)罐155能夠利用并聯(lián)器(shunt)170而安裝在吸熱源165上，該并聯(lián)器170可以由鋁或任意導(dǎo)熱材料制成。這樣，儲(chǔ)罐155的溫度跟隨冷凝器120的溫度。
圖2表示了熱傳輸系統(tǒng)100的實(shí)施方式的實(shí)例。在該實(shí)施方式中，冷凝器120和122安裝在低溫冷卻器200上，該低溫冷卻器200作為制冷器而從冷凝器120、122向吸熱源165傳熱。另外，在圖2的實(shí)施方式中，管路125、130、160進(jìn)行纏繞，以便減小熱傳輸系統(tǒng)100所需的空間。
盡管圖1和2中未示出，但是元件(例如儲(chǔ)罐155和主蒸發(fā)器115)可以裝備有溫度傳感器，該溫度傳感器可以用于診斷或測(cè)試目的。
還參考圖3，系統(tǒng)100執(zhí)行用于從熱源Qin 116傳輸熱量以及用于保證主蒸發(fā)器115在起動(dòng)之前由液體潤(rùn)濕的程序300。當(dāng)傳熱系統(tǒng)105處于超臨界狀態(tài)時(shí)，程序300特別有用。在開(kāi)始程序300之前，系統(tǒng)100充裝有特定壓力(稱(chēng)為“充裝壓力”)的工作流體。
首先，儲(chǔ)罐155通過(guò)例如將該儲(chǔ)罐155安裝在吸熱源165上而變得冷偏移(步驟305)。儲(chǔ)罐155可以冷偏移至溫度低于工作流體的臨界溫度，如前所述，該臨界溫度是工作流體能夠表現(xiàn)為液體-蒸氣平衡的最高溫度。例如，當(dāng)流體是乙烷時(shí)，它的臨界溫度為33℃，儲(chǔ)罐155冷卻至低于33℃。當(dāng)儲(chǔ)罐155的溫度降低至低于工作流體的臨界溫度時(shí)，儲(chǔ)罐155局部充滿由工作流體形成的液體冷凝物。在儲(chǔ)罐155中形成液體將潤(rùn)濕第二蒸發(fā)器150的第二吸液芯180和第一吸液芯190(步驟310)。
同時(shí)，通過(guò)從熱源Qsp 151向第二蒸發(fā)器150施加熱量而給起動(dòng)加注系統(tǒng)110供能(步驟315)以便增強(qiáng)或起動(dòng)流體在傳熱系統(tǒng)105中的循環(huán)。由于在第一吸液芯190和第二蒸氣通道183之間的交界面處的毛細(xì)作用壓力，由第二蒸發(fā)器150輸出的蒸氣通過(guò)蒸氣管路130和冷凝器120來(lái)泵送(步驟320)。當(dāng)蒸氣到達(dá)冷凝器120時(shí)，它轉(zhuǎn)變成液體(步驟325)。將形成于冷凝器120中的液體泵送到傳熱系統(tǒng)105的主蒸發(fā)器115(步驟330)。當(dāng)主蒸發(fā)器115處于比流體的臨界溫度更高的溫度時(shí)，進(jìn)入主蒸發(fā)器115的液體蒸發(fā)并冷卻主蒸發(fā)器115。繼續(xù)該處理(步驟315-330)，從而使得主蒸發(fā)器115達(dá)到設(shè)定溫度點(diǎn)(步驟335)，在該設(shè)定溫度點(diǎn)，主蒸發(fā)器能夠保持液體，并被潤(rùn)濕，以便作為毛細(xì)作用泵來(lái)工作。在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)定溫度點(diǎn)是儲(chǔ)罐155冷卻達(dá)到的溫度。在另一實(shí)施方式中，設(shè)定溫度點(diǎn)是低于工作流體臨界溫度的溫度。在還一實(shí)施方式中，設(shè)定溫度點(diǎn)是比儲(chǔ)罐155冷卻達(dá)到溫度更高的溫度。
當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度點(diǎn)時(shí)(步驟335)，系統(tǒng)100在主模式下工作(步驟340)，其中，從熱源Qin 116施加給主蒸發(fā)器115的熱量由傳熱系統(tǒng)105來(lái)傳送。具體地說(shuō)，在主模式中，主蒸發(fā)器115形成毛細(xì)作用泵送，以便促進(jìn)工作流體通過(guò)傳熱系統(tǒng)105的循環(huán)。還有，在主模式中，儲(chǔ)罐155的設(shè)定溫度點(diǎn)降低。在主模式過(guò)程中傳熱系統(tǒng)105的冷卻速率取決于儲(chǔ)罐155的冷偏移，因?yàn)橹髡舭l(fā)器115的溫度緊密跟隨儲(chǔ)罐155的溫度。另外，盡管并不需要，加熱器也可以用于在主模式過(guò)程中進(jìn)一步控制或調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐155的溫度。而且，在主模式中，通過(guò)熱源Qsp 151施加給第二蒸發(fā)器150的能量減小，因此使得傳熱系統(tǒng)105降低至流體的正常工作溫度。例如，在主模式中，從熱源Qsp 151至第二蒸發(fā)器150的熱負(fù)載保持在等于或超過(guò)下面所述的熱條件的值。在一個(gè)實(shí)施方式中，來(lái)自熱源Qsp的熱負(fù)載保持為從熱源Qin 116施加給主蒸發(fā)器115的熱負(fù)載的大約5至10％。
在該特殊實(shí)施方式中，主模式通過(guò)判斷已經(jīng)達(dá)到設(shè)定溫度點(diǎn)而激發(fā)(步驟335)。在另一實(shí)施方式中，主模式可以在其它時(shí)間或者由于其它激發(fā)原因而開(kāi)始。例如，主模式可以在起動(dòng)加注系統(tǒng)潤(rùn)濕(步驟310)之后或在儲(chǔ)罐已經(jīng)冷偏移(步驟305)之后開(kāi)始。
在工作過(guò)程中的任意時(shí)間，傳熱系統(tǒng)105能夠經(jīng)歷如下熱條件，例如由經(jīng)過(guò)第一吸液芯140的熱傳導(dǎo)和施加給液體管路125上的附加熱量而形成的熱條件。這兩個(gè)條件都使得在蒸發(fā)器的液體側(cè)形成蒸氣。具體地說(shuō)，經(jīng)過(guò)第一吸液芯140的熱傳導(dǎo)能夠使得芯135中的液體形成蒸氣氣泡，當(dāng)留在芯135中時(shí)，該蒸氣氣泡將變大并阻斷供給第一吸液芯140的液體，從而使得主蒸發(fā)器115失效。輸入液體管路125的附加熱量(稱(chēng)為“附加熱增益”)能夠使得液體管路125內(nèi)的液體形成蒸氣。
為了減小上述熱條件的不利影響，起動(dòng)加注系統(tǒng)110在能量水平Qsp 151大于或等于熱傳導(dǎo)和附加熱增益總和的情況下工作。如上所述，例如起動(dòng)加注系統(tǒng)能夠在傳熱系統(tǒng)105的能量的5-10％下工作。特別是，包括蒸氣氣泡和液體的組合的流體流出芯135，以便排出至通向第二冷凝器122的第二流體管路160中。特別是，形成于芯135中的蒸氣環(huán)繞卡口管143直接進(jìn)入流體出口孔139。形成于第一蒸氣通道144中的蒸氣通過(guò)穿過(guò)第二吸液芯145(當(dāng)?shù)诙盒?45的孔徑大到足以容納蒸氣氣泡時(shí))或穿過(guò)在第二吸液芯145靠近出口孔139的端部的開(kāi)口運(yùn)行而進(jìn)入流體出口孔139，該開(kāi)口提供了從第一蒸氣通道144至出口孔139的通道。第二冷凝器122冷凝流體中的氣泡，并將該流體推向儲(chǔ)罐155，用于重新引入傳熱系統(tǒng)105中。
同樣，為了減小輸入液體管路125中的附加熱量，第二流體管路160和液體管路125能夠形成同軸結(jié)構(gòu)，且第二流體管路160環(huán)繞液體管路125，并將該液體管路125與周?chē)鸁崃扛糸_(kāi)。該實(shí)施方式將在后面參考圖8A和8B進(jìn)一步介紹。由于該結(jié)構(gòu)，周?chē)鸁崃磕軌蚴沟玫诙黧w管路160中形成蒸氣氣泡，而不是在液體管路125中。如上所述，通過(guò)在第二吸液芯145處產(chǎn)生的毛細(xì)作用，流體從主蒸發(fā)器115流向第二冷凝器122。該流體流以及第二冷凝器122的相對(duì)較低溫度使得第二流體管路160中的蒸氣氣泡通過(guò)冷凝器122，在該冷凝器122中，這些蒸氣氣泡冷凝成液體，并被泵送至儲(chǔ)罐155內(nèi)。
圖4中表示了由測(cè)試運(yùn)行獲得的數(shù)據(jù)。在該實(shí)施方式中，在溫度410下起動(dòng)主蒸發(fā)器115之前，主蒸發(fā)器115的溫度400充分高于儲(chǔ)罐155的溫度405，該儲(chǔ)罐155冷偏移至設(shè)定溫度點(diǎn)(步驟305)。當(dāng)潤(rùn)濕起動(dòng)加注系統(tǒng)110時(shí)(步驟310)，能量Qsp 450在時(shí)間452施加給第二蒸發(fā)器150(步驟315)，從而使得液體被泵送至主蒸發(fā)器115(步驟330)，主蒸發(fā)器115的溫度400降低，直到它在時(shí)間410時(shí)達(dá)到儲(chǔ)罐155的溫度405。當(dāng)系統(tǒng)100在LHP模式下工作時(shí)(步驟340)，能量Qin 460在時(shí)間462時(shí)施加給主蒸發(fā)器115。如圖所示，輸入至主蒸發(fā)器115的能量Qin 460保持相對(duì)較低，同時(shí)主蒸發(fā)器115漸漸冷卻。圖中還分別表示了第二流體管路160和液體管路125的溫度470和475。在時(shí)間410后，溫度470和475跟隨主蒸發(fā)器115的溫度。而且，因?yàn)樵诘诙舭l(fā)器150和儲(chǔ)罐155之間熱連通，第二蒸發(fā)器150的溫度415緊緊跟隨儲(chǔ)罐155的溫度405。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施方式中，乙烷可以用作傳熱系統(tǒng)105中的流體。盡管乙烷的臨界溫度為33℃，但是由于上面總體所述的原因，系統(tǒng)能夠從當(dāng)系統(tǒng)溫度為70℃的超臨界狀態(tài)下起動(dòng)。因?yàn)槭┘幽芰縌sp給第二蒸發(fā)器150，因此冷凝器120和儲(chǔ)罐155的溫度快速降低(在時(shí)間452和410之間)。調(diào)整加熱器可以用于將儲(chǔ)罐155的溫度控制為-10℃，因此冷凝器120的溫度控制為-10℃。為了從超臨界溫度70℃起動(dòng)主蒸發(fā)器115，施加10W的熱負(fù)載或能量輸入給第二蒸發(fā)器150。一旦主蒸發(fā)器115起動(dòng)加注，從熱源Qsp 151輸入至第二蒸發(fā)器150的能量以及施加給并通過(guò)該調(diào)整加熱器的能量都可以減小，以便使系統(tǒng)100的溫度降低至大約-50℃的標(biāo)準(zhǔn)工作溫度。例如，在主模式中，當(dāng)施加40W的輸入能量Qin給主蒸發(fā)器115時(shí)，輸入至第二蒸發(fā)器150的能量Qsp能夠減少至大約3W，同時(shí)在-45℃下工作以便通過(guò)熱條件來(lái)減輕該3W損失(如上所述)。作為另一實(shí)例，主蒸發(fā)器115能夠在從大約10W至大約40W的能量輸入下工作，而施加給第二蒸發(fā)器150的能量為5W，儲(chǔ)罐155的溫度405為大約-45℃。
參考圖5A和5B，在一個(gè)實(shí)施方式中，主蒸發(fā)器115設(shè)計(jì)為三孔蒸發(fā)器500(該三孔蒸發(fā)器500為圖1中所示的設(shè)計(jì))。通常，在三孔蒸發(fā)器500中，液體流入液體進(jìn)口505進(jìn)入由第一吸液芯540確定的芯510，且流體從芯510由流體出口512流向冷偏移儲(chǔ)罐(例如儲(chǔ)罐155)。流體和芯510裝入例如由鋁制成的容器515中。特別是，從液體進(jìn)口505流入芯510中的流體通過(guò)卡口管520流入液體通道521中，該液體通道通過(guò)并環(huán)繞卡口管520。流體能夠流過(guò)由芯吸材料530制成的第二吸液芯525(例如蒸發(fā)器115的第二吸液芯145)以及環(huán)形干路535，芯吸材料530使得環(huán)形干路535與第一蒸氣通道560分離。當(dāng)來(lái)自熱源Qin 116的能量施加給蒸發(fā)器500時(shí)，液體從芯510進(jìn)入第一吸液芯540并蒸發(fā)，從而形成蒸氣，該蒸氣自由地沿包括一個(gè)或多個(gè)蒸氣槽545的第二蒸氣通道565流動(dòng)，并流出蒸氣通道550進(jìn)入蒸氣管路130。形成于芯510的第一蒸氣通道560內(nèi)的蒸氣氣泡通過(guò)第一蒸氣通道560而離開(kāi)芯510，并進(jìn)入流體出口512。如上所述，當(dāng)?shù)诙盒?25的孔徑大到足以容納蒸氣氣泡時(shí)，在第一蒸氣通道560內(nèi)的蒸氣氣泡可以通過(guò)第二吸液芯525。也可選擇或者另外，在第一蒸氣通道560中的蒸氣氣泡可以通過(guò)沿第二吸液芯525形成于任意合適位置的第二吸液芯525的開(kāi)口，以便進(jìn)入液體通道521或流體出口512。
參考圖6，在另一實(shí)施方式中，主蒸發(fā)器115設(shè)計(jì)為四孔蒸發(fā)器600，它是在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.09/896561(申請(qǐng)日為6/29/01)中所述的設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單地說(shuō)(著重于與三孔蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)不同的方面)，液體通過(guò)流體進(jìn)口605流入蒸發(fā)器600，并流過(guò)卡口管610和進(jìn)入芯615。在芯615內(nèi)的液體進(jìn)入第一吸液芯620并蒸發(fā)，從而形成蒸氣，該蒸氣自由地沿蒸氣槽625流動(dòng)，并流出蒸氣出口630進(jìn)入蒸氣管路130。在芯615內(nèi)的第二吸液芯633使得芯內(nèi)的液體與芯內(nèi)的蒸氣或氣泡(當(dāng)芯615內(nèi)的液體加熱時(shí)產(chǎn)生該蒸氣或氣泡)分離。載有形成于第二吸液芯633內(nèi)的第一流通通道635中的氣泡的液體流出流體出口640，且在位于第二吸液芯633和第一吸液芯620之間的蒸氣通道642中形成的蒸氣或氣泡從蒸氣出口645流出。
還參考圖7，在所示熱傳輸系統(tǒng)700中，主蒸發(fā)器是四孔蒸發(fā)器600。系統(tǒng)700包括一個(gè)或多個(gè)傳熱系統(tǒng)705以及一個(gè)起動(dòng)加注系統(tǒng)710，該起動(dòng)加注系統(tǒng)710用于將傳熱系統(tǒng)705內(nèi)的流體轉(zhuǎn)變成液體，以便起動(dòng)加注傳熱系統(tǒng)705。四孔蒸發(fā)器600通過(guò)蒸氣管路720和流體管路725而與一個(gè)或多個(gè)冷凝器715連接。起動(dòng)加注系統(tǒng)710包括冷偏移儲(chǔ)罐730，該儲(chǔ)罐730與起動(dòng)加注蒸發(fā)器735液壓連接和熱連接。
熱傳輸系統(tǒng)100的設(shè)計(jì)考慮包括從超臨界狀態(tài)起動(dòng)主蒸發(fā)器115、控制附加熱泄漏、經(jīng)過(guò)第一吸液芯140的熱傳導(dǎo)、冷儲(chǔ)罐155的冷偏移以及在環(huán)境溫度(該環(huán)境溫度高于傳熱系統(tǒng)105中的工作流體的臨界溫度)下的壓力保持。為了適應(yīng)這些設(shè)計(jì)考慮，蒸發(fā)器115或150的本體或容器(例如容器515)能夠由擠出6063鋁制成，且第一吸液芯140和/或190能夠由細(xì)孔吸液芯制成。在一個(gè)實(shí)施方式中，蒸發(fā)器115或150的外徑大約為0.625英寸，容器的長(zhǎng)度為大約6英寸。儲(chǔ)罐155可以利用鋁并聯(lián)器170而冷偏移至散熱器165的端面。而且，加熱器(例如kapton加熱器)可以安裝在儲(chǔ)罐155的一側(cè)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，蒸氣管路130由外徑(OD)為3/16″的光滑壁不銹鋼管制成，而液體管路125和第二流體管路160由OD為1/8″的光滑壁不銹鋼管制成。管路125、130、160可以彎曲成蛇形路線并鍍金，以便減小附加熱增益。另外，管路125、130、160可以裝入具有加熱器的不銹鋼盒中，以便在測(cè)試過(guò)程中模擬特殊環(huán)境。不銹鋼盒可以利用多層絕熱材料(MLI)來(lái)絕熱，以便減小通過(guò)散熱器165的面板的熱泄漏。
在一個(gè)實(shí)施方式中冷凝器122和第二流體管路160由OD為0.25英寸的管制成。管利用例如環(huán)氧樹(shù)脂而粘接在吸熱源165的面板上。吸熱源165的各面板是使用1/16英寸厚的面板的8×19英寸的直接冷凝鋁散熱器。Kapton加熱器能夠安裝在吸熱源165的面板上并靠近冷凝器120，以便防止工作流體的意外冷凍。在工作過(guò)程中，溫度傳感器(例如熱電偶)可以用于監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)100的溫度。
熱傳輸系統(tǒng)100可以用于當(dāng)傳熱系統(tǒng)105的工作流體的臨界溫度低于系統(tǒng)100的工作環(huán)境溫度時(shí)的任意情況。熱傳輸系統(tǒng)100能夠用于冷卻需要低溫冷卻的元件。
參考圖8A-8D，熱傳輸系統(tǒng)100可以用于小型低溫系統(tǒng)800中。在該小型系統(tǒng)800中，管路125、130、160由柔性材料制成，以便能形成盤(pán)管結(jié)構(gòu)805，該結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省空間。小型系統(tǒng)800能夠利用氖流體而在-238℃下工作。輸入能量Qin 116為大約0.3至2.5W。小型系統(tǒng)800使得低溫部件(或需要低溫冷卻的熱源)816與低溫冷卻源(例如連接成冷卻冷凝器120、122的低溫冷卻器810)熱連接。
當(dāng)與普通可熱轉(zhuǎn)換、隔振的系統(tǒng)相比，小型系統(tǒng)800減小了質(zhì)量，增加了靈活性，且提供了熱轉(zhuǎn)換能力。普通的可熱轉(zhuǎn)換、隔振系統(tǒng)需要兩個(gè)柔性導(dǎo)熱連接裝置(FCL)、低溫?zé)衢_(kāi)關(guān)(CTSW)和導(dǎo)熱桿(CB)，它們形成從低溫元件向低溫冷卻源傳熱的回路。在小型系統(tǒng)800中，因?yàn)闄C(jī)械交界面的數(shù)目減小，所以熱性能提高。在普通的可熱轉(zhuǎn)換、隔振系統(tǒng)中，在機(jī)械交界面處的熱條件占較大百分?jǐn)?shù)的熱增益。由用于小型系統(tǒng)800的盤(pán)管結(jié)構(gòu)805的低質(zhì)量、柔性薄壁管來(lái)代替CB和兩個(gè)FCL。
而且，小型系統(tǒng)800能夠用于較大范圍的熱傳輸距離，這使得在該結(jié)構(gòu)中，冷卻源(例如低溫冷卻器810)的位置遠(yuǎn)離低溫部件816。盤(pán)管結(jié)構(gòu)805具有較低質(zhì)量和較低表面面積，從而減小了通過(guò)管路125和160的附加熱增益。在小型系統(tǒng)800中的冷卻源810的結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)800的集成和封裝，并減小了冷卻源810的振動(dòng)，這在紅外線傳感器用途中特別重要。在一個(gè)實(shí)施方式中，小型系統(tǒng)800利用氖進(jìn)行測(cè)試，在25-40K下工作。
參考圖9A-9C，傳熱系統(tǒng)100可以用于可調(diào)節(jié)安裝或用萬(wàn)向架固定的系統(tǒng)1005，在該系統(tǒng)1005中，主蒸發(fā)器115和管路125、160和130的一部分安裝成可在±45°的范圍內(nèi)繞仰角軸1020旋轉(zhuǎn)，管路125、160和130的一部分安裝成可在±220°的范圍內(nèi)繞方位軸1025旋轉(zhuǎn)。管路125、160、130由薄壁管形成，并環(huán)繞各旋轉(zhuǎn)軸盤(pán)繞。系統(tǒng)1005使得低溫部件(或需要低溫冷卻的熱源)1016(例如低溫望遠(yuǎn)鏡的傳感器)與低溫冷卻源(例如連接成冷卻冷凝器120、122的低溫冷卻器1010)熱連接。冷卻源1010位于靜止航天器1060中，因此減小了低溫望遠(yuǎn)鏡的質(zhì)量。改善了用于控制管路125、160、130旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)扭矩、系統(tǒng)1005所需的能量、航天器1060所需的控制和傳感器1016的指向精確性。低溫冷卻器1010和吸熱源165能夠從傳感器1016上移開(kāi)，從而減小傳感器1016內(nèi)的振動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)工作流體為氮時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)1005以便在70-115K的范圍內(nèi)工作。
傳熱系統(tǒng)105可以用于醫(yī)療用途，或者用于設(shè)備必須冷卻至低于環(huán)境溫度的用途中。作為另一實(shí)例，傳熱系統(tǒng)105可以用于冷卻紅外線(IR)傳感器，該紅外線(IR)傳感器在低溫下工作，以便減小環(huán)境噪音。傳熱系統(tǒng)105可以用于冷卻自動(dòng)售貨機(jī)，該自動(dòng)售貨機(jī)通常裝有優(yōu)選是冷卻至低于環(huán)境溫度的物品。傳熱系統(tǒng)105可以用于冷卻例如計(jì)算機(jī)(例如膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī))的顯示器或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的部件。傳熱系統(tǒng)105可以用于冷卻在運(yùn)輸裝置(例如汽車(chē)或飛機(jī))中的一個(gè)或多個(gè)部件。
其它實(shí)施方式也在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，冷凝器120和吸熱源165可以設(shè)計(jì)為整體系統(tǒng)，例如散熱器。同樣，第二冷凝器122和吸熱源165可以由散熱器形成。吸熱源165可以是被動(dòng)吸熱源(例如輻射器)或者主動(dòng)冷卻冷凝器120、122的低溫冷卻器。
在另一實(shí)施方式中。儲(chǔ)罐155的溫度利用加熱器來(lái)控制。在還一實(shí)施方式中，儲(chǔ)罐155利用附加熱來(lái)加熱。
在另一實(shí)施方式中，絕熱材料的同軸環(huán)形成和布置于液體管路125和第二流體管路160之間，該第二流體管路160包圍絕緣環(huán)。
蒸發(fā)器設(shè)計(jì)蒸發(fā)器是兩相傳熱系統(tǒng)中的整體部件。例如，如上述圖5A和5B中所示，蒸發(fā)器500包括蒸發(fā)器本體或容器515，該蒸發(fā)器本體或容器515與包圍芯510的第一吸液芯540接觸。芯510確定了工作流體的流動(dòng)通道。第一吸液芯540在它的周邊由多個(gè)周邊流動(dòng)槽道或蒸氣槽545包圍。槽道545收集在吸液芯540和蒸發(fā)器本體515之間的交界面處的蒸氣。槽道545與蒸氣出口550接觸，該蒸氣出口550供給蒸氣管路，該蒸氣管路供給冷凝器，從而能夠排空在蒸發(fā)器115中形成的蒸氣。
蒸發(fā)器500和上述其它蒸發(fā)器通常有柱形幾何形狀，也就是，蒸發(fā)器的芯形成柱形通道，工作流體經(jīng)過(guò)該柱形通道。蒸發(fā)器的柱形幾何形狀有利于當(dāng)受熱表面為柱形空心時(shí)的冷卻用途。很多冷卻用途需要從具有扁平表面的熱源向外傳熱。在這些用途中，蒸發(fā)器可以變化成包括扁平導(dǎo)熱座板，該導(dǎo)熱座板與具有扁平表面的熱源的臺(tái)面區(qū)域相匹配。這樣的設(shè)計(jì)例如在美國(guó)專(zhuān)利No.6382309中介紹。
蒸發(fā)器的柱形幾何形狀有利于適應(yīng)LHP工作的熱力學(xué)限制條件(也就是，最少的熱量將泄漏至儲(chǔ)罐中)。由于LHP的過(guò)冷量而引起的LHP工作限制條件需要用于正常的平衡操作。此外，蒸發(fā)器的柱形幾何形狀相對(duì)容易制造、運(yùn)送、機(jī)械加工和處理。
不過(guò)，如后面所述，蒸發(fā)器可以設(shè)計(jì)成具有平面形狀，以便更自然地安裝在扁平熱源上。
平面形設(shè)計(jì)參考圖10，用于傳熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器1000包括加熱壁1005、液體隔板壁1010、在加熱壁和液體隔板壁1010內(nèi)側(cè)之間的第一吸液芯1015、蒸氣去除槽道1020和液體流動(dòng)槽道1025。
加熱壁1005與第一吸液芯1015緊密接觸。液體隔板壁1010在流液體隔板壁1010的內(nèi)側(cè)容納工作流體，這樣，工作流體只沿液體隔板壁1010的內(nèi)側(cè)流動(dòng)。液體隔板壁1010閉合蒸發(fā)器的封套，并幫助組織和分配工作流體通過(guò)液體流動(dòng)槽道1025。蒸氣去除槽道1020位于在第一吸液芯1015的蒸發(fā)表面1017和加熱壁1005之間的交界面處。液體流動(dòng)槽道1025位于液體隔板壁1010和第一吸液芯1015之間。
加熱壁1005作為用于熱源的受熱表面。加熱壁1005由導(dǎo)熱材料(例如金屬板)制成。選擇用于加熱壁1005的材料通常能夠承受工作流體的內(nèi)部壓力。
蒸氣去除槽道1020設(shè)計(jì)成平衡槽道1020的液壓阻力和通過(guò)加熱壁1005向第一吸液芯1015內(nèi)的導(dǎo)熱。槽道1020能夠進(jìn)行電蝕刻、機(jī)械加工、或者通過(guò)任意其它普通方法形成于表面中。
蒸氣去除槽道1020表示為在加熱壁1005內(nèi)側(cè)中的槽。不過(guò)，根據(jù)所選擇的設(shè)計(jì)方法，蒸氣去除槽道可以以多種不同方式來(lái)設(shè)計(jì)和定位。例如，根據(jù)其它實(shí)施方式，蒸氣去除槽道1020是在第一吸液芯1015的外表面中開(kāi)槽，或者嵌入第一吸液芯1015內(nèi)，這樣，該蒸氣去除槽道1020在第一吸液芯的表面下面。蒸氣去除槽道1020的設(shè)計(jì)選擇為能夠更容易和方便地制造，并近似遵循一種或多種以下原則。
首先，蒸氣去除槽道1020的水力直徑將足以在沒(méi)有明顯壓力降的情況下運(yùn)送在第一吸液芯1015的蒸發(fā)表面1017上產(chǎn)生的蒸氣流。第二，在加熱壁1005和第一吸液芯1015之間的接觸表面應(yīng)當(dāng)最大，以便有效地從熱源向第一吸液芯1015的蒸發(fā)表面?zhèn)鳠?。第三，與第一吸液芯1015接觸的加熱壁1005的厚度1030應(yīng)當(dāng)最小。當(dāng)厚度1030增加時(shí)，在第一吸液芯1015的表面上的蒸發(fā)減小，通過(guò)蒸氣去除槽道1020的蒸氣輸送也減少。
蒸發(fā)器1000能夠由單獨(dú)的部件來(lái)裝配。也可選擇，通過(guò)在具有特定心軸的兩壁之間就地?zé)Y(jié)第一吸液芯1015以便形成在吸液芯兩側(cè)的槽道，蒸發(fā)器1000能夠制成為單個(gè)部件。
第一吸液芯1015設(shè)有蒸發(fā)表面1017，并將工作流體從液體流動(dòng)槽道1025泵送或供給第一吸液芯1015的蒸發(fā)表面。
第一吸液芯1015的尺寸和設(shè)計(jì)將涉及多個(gè)考慮情況。第一吸液芯1015的導(dǎo)熱性應(yīng)當(dāng)足夠低，以便減小通過(guò)第一吸液芯1015而從蒸發(fā)表面1017至液體流動(dòng)槽道1025的熱泄漏。熱泄漏還受到第一吸液芯1015的線性尺寸的影響。因此，第一吸液芯1015的線性尺寸應(yīng)當(dāng)合適優(yōu)化，以便減小熱泄漏。例如，增加第一吸液芯1015的厚度1019將減小熱泄漏。不過(guò)，增加厚度1019可能增加第一吸液芯1015對(duì)于工作流體流的液壓阻力。在工作LHP設(shè)計(jì)中，由于第一吸液芯1015而引起的工作流體的液壓阻力可能較大，且這些因素的合適平衡也很重要。
驅(qū)動(dòng)或泵送傳熱系統(tǒng)的工作流體的力上在第一吸液芯的蒸氣側(cè)和液體側(cè)之間的溫度或壓力差。壓力差由第一吸液芯來(lái)支持，并通過(guò)合適控制進(jìn)入工作流體的熱平衡來(lái)保持該壓力差。
從冷凝器返回蒸發(fā)器的液體通過(guò)液體返回管路，并稍微過(guò)冷。過(guò)冷的程度補(bǔ)償通過(guò)第一吸液芯的熱泄漏和在液體返回管路中從外界泄漏至儲(chǔ)罐中的熱量。液體的過(guò)冷保持儲(chǔ)罐的熱平衡。不過(guò)，還有其它有利的方法來(lái)保持儲(chǔ)罐的熱平衡。
一種方法是在儲(chǔ)罐和外界環(huán)境之間有組織的熱交換。對(duì)于平面形設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器(例如通常用于陸地用途的蒸發(fā)器)，傳熱系統(tǒng)包括在儲(chǔ)罐上和/或在蒸發(fā)器1000的液體隔板壁1010上的換熱翅片。在這些翅片上的自然對(duì)流的力提供了過(guò)冷，并降低了在傳熱系統(tǒng)的冷凝器和儲(chǔ)罐上的應(yīng)力。
儲(chǔ)罐的溫度或者在儲(chǔ)罐和第一吸液芯1015的蒸發(fā)表面1017之間的溫度差支持工作流體通過(guò)傳熱系統(tǒng)的循環(huán)。一些傳熱系統(tǒng)可能需要附加的過(guò)冷量。即使當(dāng)冷凝器完全阻塞時(shí)，所需量也可能大于冷凝器能夠產(chǎn)生的量。
在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器1000時(shí)，需要處理三個(gè)變量。首先，需要確定液體流動(dòng)槽道1025的組織和設(shè)計(jì)。第二，需要考慮蒸氣從液體流動(dòng)槽道1025中的排出。第三，蒸發(fā)器1000應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成保證液體充滿液體流動(dòng)槽道1025。這三個(gè)變量相互關(guān)聯(lián)，因此應(yīng)當(dāng)一起考慮和優(yōu)化，以便形成有效的傳熱系統(tǒng)。
如上所述，重要的是在泄漏至蒸發(fā)器的液體側(cè)的熱量和第一吸液芯的泵送能力之間獲得合適的平衡。該平衡處理不能獨(dú)立于冷凝器(該冷凝器提供過(guò)冷)的優(yōu)化來(lái)進(jìn)行，因?yàn)樵谡舭l(fā)器的設(shè)計(jì)中允許的熱泄漏越大，在冷凝器中就需要產(chǎn)生越大的過(guò)冷。冷凝器越長(zhǎng)，在流體管路中的液壓損失就越大，這可能需要具有更好的泵送能力的不同吸液芯材料。
在工作時(shí)，當(dāng)施加來(lái)自熱源的能量給蒸發(fā)器1000時(shí)，液體從液體流動(dòng)槽道1025進(jìn)入第一吸液芯1015并蒸發(fā)，從而形成蒸氣，該蒸氣自由地沿蒸氣去除槽道1020流動(dòng)。流入蒸發(fā)器1000的液體由液體流動(dòng)槽道1025提供。液體流動(dòng)槽道1025向第一吸液芯1015供給足夠液體，以便代替在第一吸液芯1015的蒸氣側(cè)蒸發(fā)的液體，并代替在第一吸液芯1015的液體側(cè)蒸發(fā)的液體。
蒸發(fā)器1000可以包括第二吸液芯1040，該第二吸液芯1040提供了在蒸發(fā)器1000的液體側(cè)的相處理，并支持以臨界工作模式向第一吸液芯1015進(jìn)行供給(如上所述)。第二吸液芯1040形成于液體流動(dòng)槽道1025和第一吸液芯1015之間。第二吸液芯可以是網(wǎng)篩(如圖10所示)，或者是先進(jìn)和復(fù)雜的干路，或者為厚塊芯吸結(jié)構(gòu)。另外，蒸發(fā)器1000可以包括在第一吸液芯1015和第二吸液芯1040之間的交界面處的蒸氣排出槽道1045。
通過(guò)第一吸液芯1015傳導(dǎo)的熱量可能使工作流體在錯(cuò)誤的位置開(kāi)始蒸發(fā)(在靠近液體流動(dòng)槽道1025或在該液體流動(dòng)槽道1025內(nèi)的蒸發(fā)器1000的液體側(cè))。蒸氣去除槽道1045將不希望的蒸氣從吸液芯中向外輸送至兩相儲(chǔ)罐內(nèi)。
第一吸液芯1015的細(xì)孔結(jié)構(gòu)能夠給液體產(chǎn)生明顯的流阻。因此，重要的是優(yōu)化液體流動(dòng)槽道1025的數(shù)目、幾何形狀和設(shè)計(jì)。該優(yōu)化的目標(biāo)是支持均勻或近似均勻地將流體流供給蒸發(fā)表面1017。而且，當(dāng)?shù)谝晃盒?015的厚度1019減小時(shí)，液體流動(dòng)槽道1025能夠更遠(yuǎn)地間隔開(kāi)。
蒸發(fā)器1000可能需要充分的蒸氣壓力以便通過(guò)蒸發(fā)器1000內(nèi)的特殊工作流體而工作。使用具有高蒸氣壓力的工作流體可能引起幾個(gè)問(wèn)題，其中有蒸發(fā)器封套的壓力保持。解決壓力保持問(wèn)題的普通方法(例如增厚蒸發(fā)器的壁)并不總是有效。例如，在具有較大扁平區(qū)域的平面形蒸發(fā)器中，壁變得很厚將使得溫度差增加，蒸發(fā)器的導(dǎo)熱性降低。另外，即使由于壓力保持而使得壁產(chǎn)生細(xì)微偏斜，也會(huì)導(dǎo)致在壁和第一吸液芯之間的接觸損失。這樣的接觸損失影響通過(guò)蒸發(fā)器的傳熱。且壁的微小偏斜將給在蒸發(fā)器和熱源以及和任意外部冷卻設(shè)備之間的交界面造成困難。
環(huán)形設(shè)計(jì)參考圖10-13，環(huán)形蒸發(fā)器1100通過(guò)有效地輥軋平面形蒸發(fā)器1000而形成，這樣，第一吸液芯1015環(huán)回自身并形成環(huán)形形狀。蒸發(fā)器1100可以用于當(dāng)熱源具有柱形外部輪廓時(shí)的用途，或者用于當(dāng)熱源形成為柱形時(shí)的用途。環(huán)形形狀組合了用于壓力保持的柱體的強(qiáng)度以及為了最好地與柱形熱源接觸的彎曲交界表面。
蒸發(fā)器1100包括加熱壁1105、液體隔板壁1110、位于加熱壁1105和液體隔板壁1110內(nèi)側(cè)之間的第一吸液芯1115、蒸氣去除槽道1120和液體流動(dòng)槽道1125。液體隔板壁1110與第一吸液芯1115和加熱壁1105同軸。
加熱壁1105與第一吸液芯1115緊密接觸。液體隔板壁1110在該液體隔板壁1110的內(nèi)側(cè)容納工作流體，這樣，工作流體只沿液體隔板壁1110的內(nèi)側(cè)流動(dòng)。液體隔板壁1110閉合蒸發(fā)器的封套，并幫助組織和分配工作流體通過(guò)液體流動(dòng)槽道1125。
蒸氣去除槽道1120位于在第一吸液芯1115的蒸發(fā)表面1117和加熱壁1105之間的交界面處。液體流動(dòng)槽道1125位于液體隔板壁1110和第一吸液芯1115之間。加熱壁1105作為受熱表面，在該表面上產(chǎn)生的蒸氣通過(guò)蒸氣去除槽道1120來(lái)除去。
第一吸液芯1115充裝在加熱壁1105和蒸發(fā)器1100的液體隔板壁1110之間的容積，以便提供可靠的反彎液面蒸發(fā)。
蒸發(fā)器1100還可以裝備有換熱翅片1150，該換熱翅片1150與液體隔板壁1110接觸，以便冷偏移液體隔板壁1110。液體流動(dòng)槽道1125從液體進(jìn)口1155接收液體，且蒸氣去除槽道1120伸向蒸氣出口1160并使得蒸氣通向蒸氣出口1160。
蒸發(fā)器1100可以用于包括靠近第一吸液芯1115的環(huán)形儲(chǔ)罐1165的傳熱系統(tǒng)。儲(chǔ)罐1165可以通過(guò)橫過(guò)該儲(chǔ)罐1165延伸的換熱翅片1150而冷偏移。儲(chǔ)罐1165的冷偏移能夠利用整個(gè)冷凝器區(qū)域，而不需要在冷凝器處產(chǎn)生過(guò)冷。通過(guò)使儲(chǔ)罐1165和蒸發(fā)器1100冷偏移而提供的過(guò)多冷卻將補(bǔ)償通過(guò)第一吸液芯1115泄漏至蒸發(fā)器1100的液體側(cè)內(nèi)的附加熱。
在另一實(shí)施方式中，蒸發(fā)器設(shè)計(jì)能夠變化，且蒸發(fā)裝置能夠布置在外周上，且液體返回裝置能夠布置在內(nèi)周上。
蒸發(fā)器1100的環(huán)形形狀可以提供一個(gè)或多個(gè)以下或附加優(yōu)點(diǎn)。首先，壓力保持的問(wèn)題可以在環(huán)形蒸發(fā)器1100中減小或消除。第二，第一吸液芯1115可能并不需要在內(nèi)部燒結(jié)，因此提供了用于第一吸液芯1115的蒸氣側(cè)和液體側(cè)的更復(fù)雜設(shè)計(jì)的更大空間。
還參考圖14A-H，環(huán)形蒸發(fā)器1400表示為有液體進(jìn)口1455和蒸氣出口1460。環(huán)形蒸發(fā)器1400包括加熱壁1700(圖14G、14H和17A-D)、液體隔板壁1500(圖14G、14H、15A和15B)、位于加熱壁1700和液體隔板壁1500內(nèi)側(cè)之間的第一吸液芯1600(圖14G、14H和16A-D)、蒸氣去除槽道1465(圖14H)和液體流動(dòng)槽道1505(圖14H和15B)。環(huán)形蒸發(fā)器1400還包括環(huán)1800(圖14G和18A-D)，該環(huán)1800保證在加熱壁1700和液體隔板壁1500之間的間隔；以及環(huán)1900(圖14G、14H和19A-D)，該環(huán)1900在蒸發(fā)器1400的底部，該環(huán)1900提供了用于液體隔板壁1500和第一吸液芯1600的支承。加熱壁1700、液體隔板壁1500、環(huán)1800、環(huán)1900和吸液芯1600優(yōu)選是由不銹鋼形成。
蒸發(fā)器1400的上部(也就是在吸液芯1600上面)包括膨脹容積1470(圖14H)。形成于液體隔板壁1500中的液體流動(dòng)槽道1505由液體進(jìn)口1455進(jìn)行供給。吸液芯1600使得液體流動(dòng)槽道1505與蒸氣去除槽道1465分離，該蒸氣去除槽道1465通過(guò)形成于環(huán)1900中的蒸氣環(huán)帶1475(圖14H)而通向蒸氣出口1460。蒸氣槽道1465可以光蝕刻至加熱壁1700的表面中。
這里所述的蒸發(fā)器只要實(shí)現(xiàn)上述特征，就可以在材料、尺寸和結(jié)構(gòu)的任意組合中工作。除了這里所述的準(zhǔn)則外沒(méi)有其它限制條件；蒸發(fā)器可以制成為任意形狀、尺寸和材料。僅有的設(shè)計(jì)限制是使用材料可彼此相容，且工作流體的選擇將考慮結(jié)構(gòu)限制、腐蝕性、不可冷凝氣體的產(chǎn)生以及使用壽命問(wèn)題。
多種陸地用途可以裝有具有環(huán)形蒸發(fā)器1100的LHP。環(huán)形蒸發(fā)器在重力場(chǎng)中的定位由應(yīng)用特征和熱表面的形狀來(lái)預(yù)定。
循環(huán)換熱系統(tǒng)循環(huán)換熱系統(tǒng)可以由一個(gè)或多個(gè)傳熱系統(tǒng)構(gòu)成，以便控制在換熱系統(tǒng)的一定區(qū)域處的溫度。循環(huán)換熱系統(tǒng)可以為利用熱力學(xué)循環(huán)而工作的任意系統(tǒng)，例如循環(huán)換熱系統(tǒng)、斯特林換熱系統(tǒng)(也稱(chēng)為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī))或空調(diào)系統(tǒng)。
參考圖20，斯特林換熱系統(tǒng)2000利用已知類(lèi)型的、對(duì)環(huán)境友好且高效的制冷循環(huán)。斯特林系統(tǒng)2000通過(guò)引導(dǎo)工作流體(例如氦)通過(guò)四個(gè)重復(fù)操作而起作用；也就是，等溫加熱操作、等容放熱操作、等溫放熱操作和等容加熱操作。
斯特林系統(tǒng)2000設(shè)計(jì)為自由活塞斯特林冷卻器(FPSC)，例如Global Cooling模塊M100B(由Global Cooling Manufacturing，94N.Columbus Rd.，Athens，Ohio可獲得)。FPSC 2000包括容納接收AC電輸入2010的線性馬達(dá)(未示出)的線性馬達(dá)部分2005。FPSC 2000包括熱接收器2015、發(fā)電機(jī)2020和放熱器2025。FPSC 2000包括平衡塊2030，該平衡塊2030與線性馬達(dá)部分2005中的線性馬達(dá)的本體連接，以便在FPSC的工作過(guò)程中吸收振動(dòng)。FPSC 2000還包括裝料孔2035。FPSC 2000包括內(nèi)部部件，例如在圖21的FPSC 2100中所示的部件。
FPSC 2100包括裝入線性馬達(dá)部分2110中的線性馬達(dá)2105。線性馬達(dá)部分2110裝有活塞2115，該活塞2115的一端與扁平彈簧2120連接，另一端與置換器2125連接。轉(zhuǎn)換器2125與分別形成冷側(cè)和熱側(cè)的膨脹空間2130和壓縮空間2135連接。熱接收器2015安裝在冷側(cè)2130上，放熱器安裝在熱側(cè)2135上。FPSC 2100還包括平衡塊2140，該平衡塊2140與線性馬達(dá)部分2110連接，以便在FPSC 2100的工作過(guò)程中吸收振動(dòng)。
還參考圖22，在一個(gè)實(shí)施方式中，F(xiàn)PSC 2200包括由銅套筒制成的放熱器2205和可以為銅套筒的熱接收器2210。放熱器2205的外徑(OD)為大約100mm，寬度為大約53mm，以便提供當(dāng)在20-70℃的溫度范圍內(nèi)工作時(shí)能產(chǎn)生6W/cm2熱流的166cm2放熱表面。熱接收器2210的OD為大約100mm，寬度為大約37mm，以便提供在-30-5℃的溫度范圍內(nèi)能產(chǎn)生5.2W/cm2熱流的115cm2熱接收表面。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，在工作時(shí)，F(xiàn)PSC充滿冷卻劑(例如氦氣)，該冷卻劑通過(guò)活塞和置換器的組合運(yùn)動(dòng)而來(lái)回往返運(yùn)動(dòng)。在理想系統(tǒng)中，當(dāng)冷卻劑由活塞壓縮時(shí)，熱能通過(guò)放熱器排出至環(huán)境中，而當(dāng)冷卻劑膨脹時(shí)，熱能通過(guò)熱接收器從環(huán)境中取出。
參考圖23，熱力學(xué)系統(tǒng)2300包括例如循環(huán)換熱系統(tǒng)2305(例如系統(tǒng)2000、2100、2200)的循環(huán)換熱系統(tǒng)以及傳熱系統(tǒng)2310，該傳熱系統(tǒng)2310與循環(huán)換熱系統(tǒng)2305的一部分2315熱連接。循環(huán)換熱系統(tǒng)2305為柱形，且傳熱系統(tǒng)2310形成為環(huán)繞循環(huán)換熱系統(tǒng)2305的部分2315，以便從部分2315中排出熱量。在該實(shí)施方式中，部分2315是循環(huán)換熱系統(tǒng)2305的熱側(cè)(也就是放熱器)。熱力學(xué)系統(tǒng)2300還包括風(fēng)扇2320，該風(fēng)扇2320位于循環(huán)換熱系統(tǒng)2305的熱側(cè)，以便迫使空氣越過(guò)傳熱系統(tǒng)2310的冷凝器，并因此提供附加的對(duì)流冷卻。
循環(huán)換熱系統(tǒng)2305的冷側(cè)2335(也就是熱接收器)與熱虹吸管2345的CO2回流器2340熱連接。熱虹吸管2345包括冷側(cè)換熱器2350，該冷側(cè)換熱器2350用于冷卻在熱力學(xué)系統(tǒng)2300中的空氣，該空氣通過(guò)風(fēng)扇2355而被強(qiáng)制越過(guò)換熱器2350。
參考圖24，在另一實(shí)施方式中，熱力學(xué)系統(tǒng)2400包括例如循環(huán)換熱系統(tǒng)2405(例如系統(tǒng)2000、2100、2200)的循環(huán)換熱系統(tǒng)以及傳熱系統(tǒng)2410，該傳熱系統(tǒng)2410與循環(huán)換熱系統(tǒng)2405的熱側(cè)2415熱連接。熱力學(xué)系統(tǒng)2400包括傳熱系統(tǒng)2420，該傳熱系統(tǒng)2420與循環(huán)換熱系統(tǒng)2405的冷側(cè)2425熱連接。熱力學(xué)系統(tǒng)2400還包括風(fēng)扇2430、2435。風(fēng)扇2430位于熱側(cè)2415處，以便迫使空氣通過(guò)傳熱系統(tǒng)2410的冷凝器。風(fēng)扇2435位于冷側(cè)2425處，以便迫使空氣通過(guò)傳熱系統(tǒng)2420的冷凝器。
參考圖25，在一個(gè)實(shí)施方式中，熱力學(xué)系統(tǒng)2500包括傳熱系統(tǒng)2505，該傳熱系統(tǒng)2505與循環(huán)換熱系統(tǒng)(例如循環(huán)換熱系統(tǒng)2510)連接。傳熱系統(tǒng)2505用于冷卻循環(huán)換熱系統(tǒng)2510的熱側(cè)2515。傳熱系統(tǒng)2505包括環(huán)形蒸發(fā)器2520，該環(huán)形蒸發(fā)器2520包括膨脹容積(或儲(chǔ)罐)2525；液體返回管路2530，該液體返回管路2530在冷凝器2540的液體出口2535和蒸發(fā)器2520的液體進(jìn)口之間提供流體連通。傳熱系統(tǒng)2505還包括蒸氣管路2545，該蒸氣管路2545在蒸發(fā)器2520的蒸氣出口和冷凝器2540的蒸氣進(jìn)口2550之間提供流體連通。
冷凝器2540由光滑壁管構(gòu)成，并裝備有換熱翅片2555或翅片體，以便加強(qiáng)管外側(cè)的換熱。
蒸發(fā)器2520包括第一吸液芯2560，該第一吸液芯2560夾在加熱壁2565和液體隔板壁2570之間，并分離液體和蒸氣。液體隔板壁2570通過(guò)沿壁2565的外表面形成的換熱翅片2575而冷偏移。換熱翅片2575使得儲(chǔ)罐2525和蒸發(fā)器2520的整個(gè)液體側(cè)過(guò)冷。蒸發(fā)器2520的換熱翅片2575可以與冷凝器2540的換熱翅片2555分開(kāi)設(shè)計(jì)。
液體返回管路2530伸入位于第一吸液芯2560上面的儲(chǔ)罐2525中，且來(lái)自液體返回管路2530和蒸氣去除槽道(在第一吸液芯2560和加熱壁2565的交界面處)的蒸氣氣泡(如果有的話)都排入儲(chǔ)罐2525中。用于傳熱系統(tǒng)2505的普通工作流體包括(但不局限于)甲醇、丁烷、CO2、丙烯和氨。
蒸發(fā)器2520安裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)2510的熱側(cè)2515上。在一個(gè)實(shí)施方式中，該安裝為一體，因?yàn)檎舭l(fā)器2520是循環(huán)換熱系統(tǒng)2510的整體部分。在另一實(shí)施方式中，安裝可以并不為一體，因?yàn)檎舭l(fā)器2520能夠夾在熱側(cè)2510的外表面上。傳熱系統(tǒng)2505通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流吸熱源來(lái)冷卻，該強(qiáng)制對(duì)流吸熱源可以由簡(jiǎn)單風(fēng)扇2580而提供。也可選擇，傳熱系統(tǒng)2505通過(guò)自然或通風(fēng)對(duì)流來(lái)冷卻。
首先，液相的工作流體被收集在蒸發(fā)器2520、液體返回管路2530和冷凝器2540的下部。第一吸液芯2560由于毛細(xì)作用力而潤(rùn)濕。當(dāng)加熱時(shí)(例如打開(kāi)循環(huán)換熱系統(tǒng)2510)，第一吸液芯2560開(kāi)始產(chǎn)生蒸氣，該蒸氣通過(guò)蒸發(fā)器2520的蒸氣去除槽道(類(lèi)似于蒸發(fā)器1100的蒸氣去除槽道1120)、通過(guò)蒸發(fā)器2520的蒸氣出口并進(jìn)入蒸氣管路2545。
然后，蒸氣進(jìn)入冷凝器2540并在冷凝器2540的上部。冷凝器2540將蒸氣冷凝成液體，且液體收集在冷凝器2540的下部。由于在儲(chǔ)罐2525和冷凝器2540下部之間的壓力差而將液體推入儲(chǔ)罐2525內(nèi)。液體從儲(chǔ)罐2525進(jìn)入蒸發(fā)器2520的液體流動(dòng)槽道。蒸發(fā)器2520的液體流動(dòng)槽道設(shè)置為類(lèi)似于蒸發(fā)器1100的槽道1125，并為合適地確定尺寸且定位，以便提供用于蒸發(fā)的液體的足夠的代替液體。由第一吸液芯2560產(chǎn)生的毛細(xì)作用壓力足以承受整個(gè)LHP壓力降，并防止蒸氣氣泡穿過(guò)第一吸液芯2560朝著液體流動(dòng)槽道運(yùn)行。
當(dāng)上述冷偏移足以補(bǔ)償橫過(guò)第一吸液芯2560的增大熱泄漏(該增大熱泄漏由于環(huán)帶的換熱表面的表面積相對(duì)于液體流動(dòng)槽道的表面積增加而產(chǎn)生)時(shí)，蒸發(fā)器2520的液體流動(dòng)槽道能夠由簡(jiǎn)單的環(huán)帶來(lái)代替。
參考圖26-28，傳熱系統(tǒng)2600包括與循環(huán)換熱系統(tǒng)2610連接的蒸發(fā)器2605以及與該蒸發(fā)器2605連接的膨脹容積2615。蒸發(fā)器2605的蒸氣槽道供給蒸氣管路2620，該蒸氣管路2620供給冷凝器2630的一系列槽道2625。來(lái)自冷凝器2630的冷凝液體被收集在液體返回槽道2635中。傳熱系統(tǒng)2600還包括翅片體2640，該翅片體2640與冷凝器2630熱連接。
蒸發(fā)器2605包括加熱壁2700、液體隔板壁2705、位于該加熱壁2700和液體隔板壁2705內(nèi)側(cè)之間的第一吸液芯2710、蒸氣去除槽道2715以及液體流動(dòng)槽道2720。液體隔板壁2705與第一吸液芯2710和加熱壁2700同軸。液體流動(dòng)槽道2720由液體返回槽道2725來(lái)供給，且蒸氣去除槽道2715供給蒸氣出口2730中。
加熱壁2700與第一吸液芯2710緊密接觸。液體隔板壁2705在該液體隔板壁2705的內(nèi)側(cè)容納工作流體，因此，工作流體只沿液體隔板壁2705的內(nèi)側(cè)流動(dòng)。液體隔板壁2705閉合蒸發(fā)器的封套，并幫助組織和分配工作流體通過(guò)液體流動(dòng)槽道2720。
在一個(gè)實(shí)施方式中，蒸發(fā)器2605的高度為大約2″，而膨脹容積2615的高度為大約1″。蒸發(fā)器2605和膨脹容積2615纏繞循環(huán)換熱系統(tǒng)2610的具有4″外徑的部分。蒸氣管路2620的半徑為1/8″。循環(huán)換熱系統(tǒng)2610包括大約58個(gè)冷凝器槽道2625，且各冷凝器槽道2625的長(zhǎng)度為2″，半徑為0.012″，展開(kāi)槽道2625，這樣，冷凝器2630的寬度為大約40″。液體返回槽道2725的半徑為1/16″。換熱器2800(包括冷凝器2630和翅片體2640)的長(zhǎng)度為大約40″，并纏繞成內(nèi)部和外部環(huán)路(見(jiàn)圖30、33和34)，以便產(chǎn)生外徑為大約8″的柱形換熱器。蒸發(fā)器2605的截面寬度2750為大約1/8″，該截面寬度由加熱壁2700和液體隔板壁2705確定。蒸氣去除槽道2715的寬度為大約0.020″，深度為大約0.020″，并彼此分開(kāi)大約0.020″，以便產(chǎn)生每英寸25個(gè)槽道。
如上所述，傳熱系統(tǒng)(例如系統(tǒng)2310)與循環(huán)換熱系統(tǒng)的所述部分(例如部分2315)熱連接。在傳熱系統(tǒng)和該部分之間的熱連接能夠通過(guò)任意合適方法來(lái)形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)傳熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)進(jìn)行熱連接時(shí)，蒸發(fā)器可以環(huán)繞和接觸熱側(cè)，且能夠通過(guò)在熱側(cè)和蒸發(fā)器之間施加的熱油脂化合物來(lái)實(shí)現(xiàn)熱連接。在另一實(shí)施方式中，當(dāng)傳熱系統(tǒng)的蒸發(fā)器與循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)進(jìn)行熱連接時(shí)，通過(guò)直接在循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)中形成蒸氣槽道，蒸發(fā)器可以與循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)構(gòu)成為一體。
參考圖30-32，傳熱系統(tǒng)3000環(huán)繞循環(huán)換熱系統(tǒng)3005安裝。傳熱系統(tǒng)3000包括環(huán)繞蒸發(fā)器3015的冷凝器3010。已經(jīng)蒸發(fā)的工作流體通過(guò)與冷凝器3010連接的蒸氣出口3020而離開(kāi)蒸發(fā)器3015。冷凝器3010進(jìn)行環(huán)繞，并在接頭3025處在自身的內(nèi)部對(duì)折。
循環(huán)換熱系統(tǒng)3005被蒸發(fā)器3015環(huán)繞該循環(huán)換熱系統(tǒng)3005的放熱表面3100。蒸發(fā)器3015與放熱表面3100緊密接觸。制冷組件(該制冷組件是循環(huán)換熱系統(tǒng)3005和傳熱系統(tǒng)3000的組合)安裝在管3205中，而風(fēng)扇3210安裝在管3205的端部，以便迫使空氣通過(guò)冷凝器3010的翅片3030通向排氣槽道3035。
蒸發(fā)器3015有吸液芯3215，在該吸液芯3215中，工作流體從放熱表面3100中吸收熱量，并從液體相變成蒸氣。傳熱系統(tǒng)3000包括在蒸發(fā)器3015頂部的儲(chǔ)罐3220，該儲(chǔ)罐3220提供膨脹容積。為了簡(jiǎn)化，蒸發(fā)器3015在該圖中表示為陰影塊，并沒(méi)有表示內(nèi)部詳細(xì)情況。該內(nèi)部詳細(xì)情況將在本說(shuō)明書(shū)的其他部分中介紹。
蒸發(fā)的工作流體通過(guò)蒸氣出口3020離開(kāi)蒸發(fā)器3015，并進(jìn)入冷凝器3010的蒸氣管路3040。工作流體從蒸氣管路3040通過(guò)冷凝器3010的槽道3045而向下流至液體返回管路3050。當(dāng)工作流體流過(guò)冷凝器3010的槽道3045時(shí)，該工作流體通過(guò)翅片3030而向經(jīng)過(guò)翅片之間的空氣損失熱量，以便從蒸氣相變成液體。已經(jīng)經(jīng)過(guò)冷凝器3010的翅片3030的空氣通過(guò)排氣槽道3035而流出。液化的工作流體(以及可能的一些未冷凝蒸氣)通過(guò)液體返回孔3055而從液體返回管路3050流回至蒸發(fā)器3015中。
參考圖33和34，熱傳輸系統(tǒng)3300包圍循環(huán)換熱系統(tǒng)3302的一部分，該熱傳輸系統(tǒng)3300再由排氣槽道3305包圍。熱傳輸系統(tǒng)3300包括蒸發(fā)器3310，該蒸發(fā)器3310的上部包圍循環(huán)換熱系統(tǒng)3302。蒸氣孔3315使得蒸發(fā)器3310與冷凝器3320的蒸氣管路3312連接。蒸氣管路3312包括外部區(qū)域，該外部區(qū)域環(huán)繞蒸發(fā)器3310，然后在接頭3325處自我對(duì)折，以便形成內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域以相反方向往回環(huán)繞蒸發(fā)器3310。熱傳輸系統(tǒng)3300還包括在冷凝器3320上的冷卻翅片3330。
熱傳輸系統(tǒng)3300還包括液體返回孔3400，該液體返回孔3400提供了用于使冷凝的工作流體從冷凝器3320的液體管路3405返回蒸發(fā)器3310的通路。
如上所述，在蒸發(fā)器3310和循環(huán)換熱系統(tǒng)3302的放熱表面之間的交界面可以根據(jù)多種可選實(shí)施方式中的一種來(lái)實(shí)現(xiàn)。
參考圖35，在一種實(shí)施方式中，蒸發(fā)器3500在循環(huán)換熱系統(tǒng)3505的放熱表面3502上面滑動(dòng)。蒸發(fā)器3500包括加熱壁3510、液體隔板壁3515和夾在該壁3510和3515之間的吸液芯3520。簡(jiǎn)單地說(shuō)，吸液芯3520裝備有蒸氣槽道3525，且液體流動(dòng)槽道3530形成于液體隔板壁3515上。
蒸發(fā)器3500在循環(huán)換熱系統(tǒng)3050上面滑動(dòng)，并可以通過(guò)使用夾子3600(圖36中所示)而保持就位。為了幫助傳熱，導(dǎo)熱油脂3535布置在循環(huán)換熱系統(tǒng)3050和蒸發(fā)器3500的加熱壁3510之間。在可選實(shí)施方式中，蒸氣槽道3525形成于加熱壁3510中，而不是吸液芯3520中。
參考圖37，在另一實(shí)施方式中，蒸發(fā)器3700通過(guò)壓配合而套裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)3705的放熱表面3702上。蒸發(fā)器3700包括加熱壁3710、液體隔板壁3715以及夾在壁3710和3715之間的吸液芯。蒸發(fā)器3700的尺寸設(shè)置成與循環(huán)換熱系統(tǒng)3705的放熱表面3702進(jìn)行壓配合。
加熱蒸發(fā)器3700，從而使它的內(nèi)徑膨脹，以便能夠在未加熱的放熱表面3702上面滑動(dòng)。當(dāng)蒸發(fā)器3700冷卻時(shí)它進(jìn)行收縮，以便以壓配合的關(guān)系固定在循環(huán)換熱系統(tǒng)3705上。因?yàn)榫o密配合，因此不需要導(dǎo)熱油脂來(lái)增強(qiáng)傳熱。吸液芯3720裝備有蒸氣槽道3725。在可選實(shí)施方式中，蒸氣槽道形成于加熱壁3710中，而不是形成于吸液芯3720中。簡(jiǎn)單地說(shuō)，液體流動(dòng)槽道3730形成于液體隔板壁3715中。
參考圖38，在另一實(shí)施方式中，蒸發(fā)器3800套裝在循環(huán)換熱系統(tǒng)3805的放熱表面3802上面，且在蒸發(fā)器3800中的前述裝置這時(shí)成一體形成于放熱表面3802中。特別是，蒸發(fā)器3800和放熱表面3802一起構(gòu)成為整體組件。放熱表面3802變化成具有蒸氣槽道3825；這樣，放熱表面3802作為蒸發(fā)器3800的加熱壁。
蒸發(fā)器3800包括形成于變化的放熱表面3802周?chē)奈盒?820和液體隔板壁3815，該吸液芯3820和液體隔板壁3815成一體粘在放熱表面3802上，以便形成密封蒸發(fā)器3800。液體流動(dòng)槽道3830將以簡(jiǎn)單形式描述。這樣，形成具有整體蒸發(fā)器的復(fù)合循環(huán)換熱系統(tǒng)。與夾持結(jié)構(gòu)和壓配合結(jié)構(gòu)相比，因?yàn)樵谘h(huán)換熱系統(tǒng)和蒸發(fā)器的吸液芯之間的熱阻減小，這樣的成一體結(jié)構(gòu)提高了熱性能。
參考圖29，曲線2900和2905表示了要由傳熱系統(tǒng)冷卻的循環(huán)換熱系統(tǒng)的部分的表面的最大溫度與在傳熱系統(tǒng)和循環(huán)換熱系統(tǒng)的要冷卻部分之間的交界面的表面積之間的關(guān)系。最大溫度表示了最大放熱量。在曲線2900中，在所述部分和傳熱系統(tǒng)之間的交界面通過(guò)導(dǎo)熱油脂化合物來(lái)實(shí)現(xiàn)。在曲線2905中，傳熱系統(tǒng)與該部分形成一體。
如圖所示，在300 CFM的氣流下，當(dāng)交界面是熱油脂交界面時(shí)，最大的放熱量將落在具有換熱表面面積2910(例如100ft2)的最大放熱表面溫度2907(例如70℃)內(nèi)。當(dāng)通過(guò)使在放熱表面中直接形成蒸氣槽道而使得蒸發(fā)器與該部分構(gòu)成一體時(shí)，該放熱表面將在換熱表面面積明顯更小的情況下以低于熱油脂交界面的最大放熱表面溫度的溫度而工作。
參考圖39，冷凝器3900形成有翅片3905，該翅片3905提供了在空氣或環(huán)境與冷凝器3900的蒸氣管路3910之間的熱連通。蒸氣管路3910與蒸氣出口3915連接，該蒸氣出口3915與位于冷凝器3900內(nèi)的蒸發(fā)器3920連接。
參考圖40-43，在一個(gè)實(shí)施方式中，冷凝器3900進(jìn)行層疊，并形成有穿過(guò)冷凝器3900的扁平板4000而在蒸氣集管3925和液體集管3930之間延伸的流動(dòng)槽道。銅是適用于制造層疊冷凝器的材料。層疊結(jié)構(gòu)的冷凝器3900包括基座4200，該基座4200有形成于其中的流體流動(dòng)槽道4205(以虛線表示)，且頂層4210粘在基座4200上，以便覆蓋和密封流體流動(dòng)槽道4205。流體流動(dòng)槽道4205設(shè)計(jì)為形成于基座4200中并密封在頂層4210下面的溝槽。用于流體流動(dòng)槽道4205的溝槽可以通過(guò)化學(xué)蝕刻、電化學(xué)蝕刻、機(jī)械加工或放電機(jī)械加工方法來(lái)形成。
參考圖44和45，在另一實(shí)施方式中，冷凝器3900進(jìn)行擠壓加工，較小流動(dòng)槽道4400穿過(guò)冷凝器3900的扁平板4405延伸。鋁是適用于該擠壓冷凝器的合適材料。擠壓的細(xì)微槽道扁平板4405在蒸氣集管4410和液體集管4415之間延伸。而且，波紋狀翅片體4420粘在(例如銅焊或用環(huán)氧樹(shù)脂粘合)扁平板4405的兩側(cè)。
參考圖46，圖中表示了傳熱系統(tǒng)4600與循環(huán)換熱系統(tǒng)4605連接的一側(cè)的剖視圖。該圖表示了用于傳熱系統(tǒng)的特別緊湊包裝的相對(duì)尺寸。在該圖中，翅片4610表示為位相相差90度，以便容易圖示。為了冷卻4英寸直徑的循環(huán)換熱系統(tǒng)4605的放熱表面4615，蒸發(fā)器4620的厚度為0.25英寸，且冷凝器的徑向厚度為1.75英寸。這提供了用于包裝(傳熱系統(tǒng)4600和8英寸的循環(huán)換熱系統(tǒng)4605的組合)的總尺寸。
如上所述，用于傳熱系統(tǒng)中的蒸發(fā)器裝備有吸液芯。因?yàn)槲盒居糜趥鳠嵯到y(tǒng)的蒸發(fā)器中，因此冷凝器可以相對(duì)于蒸發(fā)器和相對(duì)于重力而定位在任意位置。例如，冷凝器可以位于蒸發(fā)器上面(相對(duì)于重力引力)、蒸發(fā)器下面(相對(duì)于重力引力)、或者靠近蒸發(fā)器，因此與蒸發(fā)器經(jīng)受相同的重力引力。
其它實(shí)施方式處在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)知道，已經(jīng)在上述幾個(gè)實(shí)施方式中介紹了術(shù)語(yǔ)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、斯特林換熱系統(tǒng)和自由活塞斯特林冷卻器。不過(guò)，對(duì)于這些實(shí)施方式所述的特征和原理也可以用于其它能夠在機(jī)械能和熱能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的發(fā)動(dòng)機(jī)。
而且，上述特征和原理可以用于任意熱機(jī)，該熱機(jī)是能夠經(jīng)歷循環(huán)(也就是最終返回它的初始狀態(tài)的一系列轉(zhuǎn)變)的熱力學(xué)系統(tǒng)。如果在循環(huán)中的每次轉(zhuǎn)變都可逆時(shí)，則該循環(huán)是可逆的，傳熱沿相反方向進(jìn)行，且所做的功的量將轉(zhuǎn)換符號(hào)。最簡(jiǎn)單的可逆循環(huán)是卡諾循環(huán)，該卡諾循環(huán)與兩個(gè)熱源進(jìn)行換熱。
權(quán)利要求
1.一種用于循環(huán)換熱系統(tǒng)的傳熱系統(tǒng)，該傳熱系統(tǒng)包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括用于與循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分連接的壁以及與該壁連接的第一吸液芯；以及冷凝器，該冷凝器與所述蒸發(fā)器連接，以便形成容納工作流體的封閉環(huán)路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，其中冷凝器包括蒸氣進(jìn)口和液體出口；還包括蒸氣管路，該蒸氣管路在蒸氣出口和蒸氣進(jìn)口之間提供流體連通；以及液體返回管路，該液體返回管路在液體出口和液體進(jìn)口之間提供流體連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳熱系統(tǒng)，其中，該蒸發(fā)器包括液體隔板壁，該液體隔板壁在它的內(nèi)側(cè)容納工作流體，該工作流體只沿該液體隔板壁的內(nèi)側(cè)流動(dòng)，其中，所述第一吸液芯位于加熱的所述壁和該液體隔板壁內(nèi)側(cè)之間；蒸氣去除槽道，該蒸氣去除槽道位于所述第一吸液芯和加熱的所述壁之間的交界面處，該蒸氣去除槽道延伸至一蒸氣出口；以及液體流動(dòng)槽道，該液體流動(dòng)槽道位于所述液體隔板壁和所述第一吸液芯之間，該液體流動(dòng)槽道接收來(lái)自一液體進(jìn)口的液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，其中工作流體被動(dòng)地通過(guò)傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳熱系統(tǒng)，其中工作流體在不使用外部泵送的情況下通過(guò)所述傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，其中當(dāng)工作流體經(jīng)過(guò)所述蒸發(fā)器、冷凝器、蒸氣管路和液體返回管路中的一個(gè)或多個(gè)或者在所述蒸發(fā)器、冷凝器、蒸氣管路和液體返回管路中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)流通時(shí)，在所述傳熱系統(tǒng)內(nèi)的工作流體在液體和蒸氣之間變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，其中工作流體被動(dòng)地通過(guò)所述傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，其中工作流體利用吸液芯而通過(guò)所述傳熱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱系統(tǒng)，還包括翅片，該翅片與所述冷凝器熱連接，以便向外界環(huán)境放熱。
10.一種熱力學(xué)系統(tǒng)包括循環(huán)換熱系統(tǒng)；以及傳熱系統(tǒng)，該傳熱系統(tǒng)與循環(huán)換熱系統(tǒng)連接，以便冷卻循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分，該傳熱系統(tǒng)包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括用于與循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分連接的一壁以及與該壁連接的第一吸液芯；以及冷凝器，該冷凝器與所述蒸發(fā)器連接，以便形成容納工作流體的封閉環(huán)路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)器與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)成一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)器與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)的所述部分熱連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述循環(huán)換熱系統(tǒng)包括斯特林換熱系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述循環(huán)換熱系統(tǒng)包括制冷系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述傳熱系統(tǒng)與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)的熱側(cè)連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱力學(xué)系統(tǒng)，其中所述傳熱系統(tǒng)與所述循環(huán)換熱系統(tǒng)的冷側(cè)連接。
17.一種利用如權(quán)利要求1-16所述的系統(tǒng)的方法。
全文摘要
一種熱力學(xué)系統(tǒng)包括循環(huán)換熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)，該傳熱系統(tǒng)與循環(huán)換熱系統(tǒng)連接，以便冷卻循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分。該傳熱系統(tǒng)包括蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括用于與循環(huán)換熱系統(tǒng)的一部分連接的壁以及與該壁連接的第一吸液芯；以及冷凝器，該冷凝器與蒸發(fā)器連接，以便形成容納工作流體的封閉環(huán)路。
文檔編號(hào)B60H3/00GK1771421SQ200380107785
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2003年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者E·J·克羅利切克, 邁克爾·尼基特金, 老戴維·A·沃爾夫 申請(qǐng)人:斯沃勒斯聯(lián)合公司