ТЕПЛОВАЯ ТРУБА Российский патент 1994 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при создании тепловых труб со вспомогательным насосом.

Известна тепловая труба с зонами испарения, транспорта и конденсации, содержащая частично заполненный теплоносителем корпус, на внутренней поверхности которого в зонах испарения и конденсации размещены капиллярно-пористые фитили, связанные между собой расположенным в зоне транспорта гидравлическим каналом, снабженным насосом.

Недостатком известной тепловой трубы является ее низкая эффективность, обусловленная наличием внешнего (дополнительного) источника энергии. Кроме того, известная труба достаточно сложна.

Целью изобретения является повышение эффективности тепловой трубы при одновременном упрощении ее конструкции.

Указанная цель достигается тем, что насос выполнен в виде по крайней мере одной U-образной емкости, к каждой ветви которой посредством соединительной магистрали подключен по крайней мере один парогенераторный канал, расположенный в зоне испарения, причем упомянутая емкость снабжена пусковой магистралью с установленным в ней проходным запорным клапаном и соединена с гидравлическим каналом посредством нагнетательной магистрали, входной конец которой расположен внутри этой емкости соосно с ней, при этом соединительная магистраль размещена в зоне транспорта, а в гидравлическом канале по обе стороны от места подсоединения к нему нагнетательной магистрали установлены обратные клапаны.

На фиг. 1 показана тепловая труба; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - газогидравлическая схема тепловой трубы.

Тепловая труба содержит частично заполненный жидким теплоносителем герметичный корпус 1, на внутренней поверхности (или на ее части) которого в зонах испарения и конденсации размещены капиллярно-пористые фитили 2 и 3, которые связаны между собой гидравлическим каналом 4, расположенным в зоне транспорта. Насос выполнен в виде U-образной емкости 5, к каждой ветви которой через соединительную магистраль 6 подключен по меньшей мере один парогенераторный канал 7. Насос содержит нагнетательную магистраль 8, которая подключена к гидравлическому каналу 4. Свободный конец нагнетательной магистрали 8 размещен в нижней части U-образной емкости 5 соосно с ней. На входе и выходе гидравлического канала 4 по обе стороны его сопряжения с нагнетательной магистралью 8 установлены обратные клапаны 9 и 10, обеспечивающие указанное на фиг. 1 движение жидкости. Парогенераторные каналы 7 размещены в зоне испарения и примыкают к внутренней поверхности корпуса 1, а соединительные магистрали 6 расположены в зоне транспорта. К емкости 5 гидравлически подключена пусковая магистраль 11 с установленным в ней проходным запорным клапаном 12. Корпус 1 в зоне транспорта может быть теплоизолирован от внешней среды.

Тепловая труба работает следующим образом.

Для пуска тепловой трубы через пусковую магистраль 11 в каналы 7 подают такое количество жидкости, чтобы зоны испарения частично были заполнены ею. За счет подводимой от охлаждаемого объекта через стенку корпуса 1 теплоты происходит испарение жидкости и давление возрастает. При незначительном превышении давления в одном из каналов 7 жидкость начинает перемещаться из канала 7 в противоположный, где, в свою очередь, происходит повышение давления и последующее перетекание жидкости в обратном направлении. Затем процесс повторяется до выхода на установившийся режим. При этом часть жидкости из каналов 7 удаляется через пусковую магистраль 11. После выхода на установившийся режим происходят автоколебания жидкости. При этом часть жидкости при движении по U-образной емкости против часовой стрелки через нагнетательную магистраль 8 поступает в канал 4, в котором установлены обратные клапаны 9 и 10. Клапан 9, установленный далее места сопряжения канала 4 с магистралью 8 (по направлению движения жидкости в канале 4), открывается, обеспечивая подачу жидкости к фитилю 2. Клапан 10 при этом закрыт.

Аналогично при движении жидкости по U-образной емкости по часовой стрелке открывается обратный клапан 10, который установлен до места сопряжения гидравлического канала 4 и магистрали 8 (по направлению течения жидкости в канале 4), обеспечивая таким образом поступление жидкости от фитиля 3 в емкость 5. Затем цикл повторяется.

Жидкость, поступившая из канала 4 в фитиль 2, за счет подводимой теплоты от объекта испаряется и в парообразном состоянии через зону транспорта поступает в зону конденсации, где, конденсируясь, через фитиль 3 поступает в канал 4.

Режим работы вспомогательного насоса является саморегулируемым, т. е. при изменении количества теплоты, подводимой к парогенераторным каналам 7, пропорционально изменяется производительность насоса.

Таким образом, за счет выполнения вспомогательного насоса саморегулируемым и автономным, не требующим затрат внешней энергии в какой-либо иной, не тепловой, форме, позволяет повысить эффективность тепловой трубы, а отсутствие дополнительных источников энергии как конструктивных элементов существенно упрощает ее.

Использование: в теплотехнике. Сущность изобретения: на внутренней поверхности корпуса 1 в зонах испарения и конденсации размещены фитили 2 и 3, связанные гидравлическим каналом 4. К последнему подключен насос в виде U-образной емкости 5. Ветви емкости подсоединены к парогенераторным каналам 7, которые расположены в зоне испарения. Нагревательная магистраль 8 насоса подключена к нижней части емкости 5 и гидравлическому каналу 4. В последнем на обе стороны от места подсоединения магистрали 8 установлены обратные клапаны. 3 ил.

ТЕПЛОВАЯ ТРУБА с зонами испарения, транспорта и конденсации, содержащая частично заполненный теплоносителем корпус, на внутренней поверхности которого в зонах испарения и конденсации размещены капиллярно-пористые фитили, связанные между собой расположенным в зоне транспорта гидравлическим каналом, снабженным насосом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности при одновременном упрощении конструкции, насос выполнен в виде по крайней мере одной U-образной емкости, к каждой ветви которой посредством соединительной магистрали подключен по крайней мере один парогенераторный канал, расположенный в зоне испарения, причем упомянутая емкость снабжена пусковой магистралью с установленным в ней проходным запорным клапаном и соединена с гидравлическим каналом посредством нагнетательной магистрали, входной конец которой расположен внутри этой емкости соосно последней, при этом соединительная магистраль размещена в зоне транспорта, а в гидравлическом канале по обе стороны от места подсоединения к нему нагнетательной магистрали установлены обратные клапаны.