[发明专利]容忍结冰的旋转流体控制装置

说明书

本发明涉及用来控制一种可以处于气、液或固相的热交换流体的设备。

在热控系统中通常会用到双相工作流体，在该系统中较低的泵送功率和紧密的热交换器是必不可少的。这样的系统通过使工作流体汽化来消耗来自于一个热负载的热量并通过使工作流体冷凝将热量传递给散热片。这些系统经常与一种旋转流体控制装置(RFMD)组装在一起来将液相工作流体从气相工作流体中分离出来并通过该系统泵送分离出的液相和气相流体。

由于对本系统来说关系到工作流体的毒性、热稳定性、可燃性或可用性，所以水是一种较好的工作流体。然而，由于在系统处于非工作状态和较冷的环境中时会存在凝固的缺陷，通常的系统并不使用水或具有相对较高冰点的其它工作流体。凝固可能会损坏系统的元件并且在运转该系统之前会在溶化系统所有的管路和元件方面造成麻烦。由于RFMD在系统不运转时通常起到一定体积工作流体的储蓄池作用，因此该RFMD是特别容易因凝固而受到损坏的系统元件之一。由于这方面的考虑，通常所选用的一种工作流体是冰点低于系统的最低适应温度的流体。这本身又常常排除了水作为工作流体，尽管它具有许多优点。

因此，对于RFMD来说就存在一种用水作为双相热控制系统中之工作流体的需求。

本发明的主要的目的是提供一种新的改进了的用于流体系统的旋转流体控制装置。特别的是，其目的是提供一种用于热控制系统的容忍结冰的旋转流体控制装置，该系统利用具有相对较高冰点的物质例如水作为一种工作流体。

本发明的这些目的和其它目的是在一个如此流体系统中获得的，其利用一个在系统不运转时容易凝固的工作流体之存量。该系统包括一个RFMD和一个与RFMD相连且布置成在系统不运转时系统中工作流体的存量排泄到RFMD中的流体流动环路。一个较好的RFMD优选实施例包括一个具有一进口，一第一出口以及一第二出口的壳体，一个安装在壳体上的用来绕一垂直轴线旋转的储蓄池，一个用来将工作流体从进口导向储蓄池的回流管路，一个被固定到壳体上并在储蓄池内延伸至一径向外部位置邻近的皮托管，用于将来自储蓄池的液相工作流体导向第二出口，以及一个远离径向外部位置的在径向方向上位于内部的孔口，用于将来自于储蓄池的工作流体导向第一出口。当系统不运转时，储蓄池包括一个足以存储系统中工作流体的全部存量的存储容积。该存储容积由一个以垂直轴线为中心的向上开口的凹入回转曲面构成。

附图简要说明

图1是一个含有一个采用本发明的RFMD的双相热控制系统的示意图；以及

图2是一个与图1相似的示意图，但所示的是系统和RFMD处于非工作状态。

参考图1和2，将结合一个双相热能控制系统对根据本发明制造的旋转流体控制装置的一个典型的实施例进行说明和解释。然而，应该明确的是本发明可以在其它用途中使用，且除了在附属权利要求中明确说明之外，应该明确的是对于与一个双相热能控制系统一起使用并不是一种限制。

如图1所示，根据本发明制造的旋转流体控制装置10的一个典型的实施例被安装在一个双相热能控制系统中，该系统包括一种水质的工作流体12，一个用来将来自于热源16的热量传递给水12的蒸发器14，一个用来将来自于水12的热量传递给散热片20的冷凝器18，以及一个由流体管路或管道24、26、28以及30构成的流体流动回路22。

RFMD10包括一两件式壳体32；一个用来存储和泵送水12的可旋转储蓄池34；以轴承组件36的形式所示的装置，用于将储蓄池34安装到壳体32上绕垂直轴38旋转；以马达组件所示的装置，用来旋转储蓄池34；以及一个用来将来自于储蓄池34的液相的工作流体导入到流体流动回路22中的皮托管装置42。