蒸气漩涡散热装置

摘要

在热源和散热装置之间强制对流热传递期间，封闭的壳体中的密封的兰金循环给内部离心冷凝物泵与内部蒸气涡轮机提供动力。在运行期间，没有功被输入到循环中。离心泵盘沿着加热表面剪切工作流体，将形成的蒸气扫入径向漩涡，径向漩涡提供到达在圆柱形涡轮机的中心的蒸气空间的汇流导管。通过蒸气空间到达壳体的冷凝端的对流质量流使涡轮机和连接到涡轮机的离心泵盘旋转。蒸气被连续地从加热表面扫除，所以气泡不会形成且过热，同时阻止热通量进入液态工作流体。蒸气被吸引，通过径向漩涡进入中心的蒸气空间，且沿着由冷却能力建立的漩涡核心中的低压梯度进入壳体的冷凝端。从而，高的热通量表面被热连接到具有高冷却能力的常规的散热装置，用于在数据中心或其他热源的最大的热提取。蒸气漩涡组织连续的质量流循环中的蒸气和冷凝物的逆流，且从热中提取功。有机工作流体可以用在壳体中，以使即使低温的废热成为动力源。

主权项

一种用于热源和散热装置之间的热交换的设备，包括：(1)至少一个封闭的壳体，其具有中心线且包括：在所述中心线的一端的蒸发端，所述蒸发端包括与所述热源热相通的加热表面，和在所述中心线的另一端的冷凝端，所述冷凝端包括与所述散热装置热相通的冷凝表面，所述散热装置提供用于从所述设备排热的装置；(2)工作流体，其密封地包含在所述壳体内；(3)漩涡组织体，其在所述蒸发端和所述冷凝端之间安置在所述壳体内，所述漩涡组织体围绕近似沿着所述中心线的轴可旋转且与所述壳体隔开，以便界定环形的冷凝物空间，所述环形的冷凝物空间提供用于使冷凝物在所述漩涡组织体和所述壳体之间从所述冷凝端流到所述蒸发端的装置，所述漩涡组织体包括中心的蒸气空间，所述中心的蒸气空间提供用于使蒸气从所述蒸发端流到所述冷凝端的装置，且所述漩涡组织体包括用于由于工作流体在所述蒸发端和所述冷凝端之间的流动的冲击而引起旋转的装置；以及(4)离心泵盘，其连接到所述漩涡组织体，所述泵盘安置在所述壳体的所述蒸发端内，且与所述壳体隔开，以便界定：在所述壳体和所述泵盘之间的平流空间，所述平流空间与所述冷凝物空间相通，和在所述泵盘和所述加热表面之间的径向漩涡空间，所述径向漩涡空间通过在所述泵盘的中心的孔而与所述平流空间和所述蒸气空间相通。