Тепловая труба Советский патент 1984 года по МПК F28D15/04 

люЛ

ЕЯЭб

C.Q

Ъг ttluA

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к тепловым трубам, применяемым в энергетике, холодильной и космической технике, а также для охлаждения и транспортирования электронной аппаратуры.

Известна тепловая труба, содержа щая Т-образный корпус с зонами испарения и конденсации, снабженный изнутри капиллярно-пористой структурой til .

Известна также -тепловая труба с зонами испарения и конденсации, содержащая корпус с капиллярной структурой и центральной артерией, выполненными за одно целое из металлической сетки С21,

Недостатком известных труб является низкая термодинамическая эффективность.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности,

.Указанная цель достигается тем, что в тепловой трубе с зонами испарения и конденсации, содержащей корпус с капиллярной структурой и центральной артерией, выполненными за одно целое из металлической сетки, зона конденсации выполнена с увеличенным диаметром в виде диска, разделенного поперечной перфорированной перегородкой на камеры, верхняя из которых снабжена системой серповидных лопаток, обращенных узким концом к центру, а нижняя плоской ленточной спиралью.

На фиг. 1 изображена тепловая труба, общий вид; на фиг. 2 - разре А-А на фиг. 1; на фиг. 3- - разрез .,Б-Е на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. (наружная поверхность конденсатопровода имеет форму шестигранника) ; на фиг. 5 - то же, наружная поверхность конденсатопровода имеет форму цилиндра.

Тепловая труба содержит герметич ный корпус 1, заполненный теплоносителем, с зоной 2 испарения и зоной 3 конденсации, выполненной в виде диска, которые соединены посредством паропровода, состоящего из нескольких каналов 4, и конденсатопровода 5. На внутренней поверхности зоны 2 испарения расположенакапиллярная структура 6. Внутри коН денсатопровода 5 размещена капиллярно-пористая артерия 7, закрепленная в продольных сквозных прорезях 8, которые выполнены в стенках конденсатопровода 5. В полости 9 диска размещены разделенные перегородкой 10 и соое;щающиеся между собой камеры 11 и 12. Внутри верхней камеры 11 рад Гально установлены серповидные лопатки 13 переменного сечения, а внутри нижней камеры 12 плоская ленточная спираль 14. Камеры 11 и 12 сообщаются между собой через отверстия перфорации 15. Капиллярно-порис1ая структура С и артерия 7 выполнены за одно целое из сетки, обернутой вокруг конденсатопровода 5, пропущенной через его полость и закрепленной в сквозных продольных прорезях 8.

Наружная поверхность конденсатопровода 5 может иметь различную форму: правильного многогранника, например шестигранника 16 (фиг.4), и цилиндра с несквозными продольными пазами 17, сечение которых увеличивается от их глухого торца до выхода в камеру 11, (фиг. 5).

Внутренняя поверхность каналов 4 паропровода может быть образована поверхностью капиллярной структуры и гранями многогранника 16 (фиг,4) или поверхностью капиллярной структуры б, и поверхностью продольных пазов 17 (Фиг. 5).

Наружная цилиндрическая поверхHOQTb корпуса 1 зоны 2 испарения может иметь резьбу 1-8 для ввинчивания в резьбовые отверстия тепловыделяющих объектов.

Один из конструктивных вариантов предлагаемой трубы имеет следующие размеры: зона испарения мгл, зона конденсации ф мм. Сетка выполнена из нержавеющей стали (ТУ 14-169-74-77).

- Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 2 испар ния теплоноситель, находящийся в пр легающей к поверхности подвода тепла капиллярной структуре б, начинает испаряться, а образующийся пар поступает в каналы 4, вызывая повышение давления в этой зоне. За счет разности давлений зонами 2 и 3 испарения и конденсации соответственно происходит вытеснение жидкости из камер 11 и 12 в полость конденсатопровода 5.

Процесс конденсациичастично начинается в камере 11 и заканчиваетс в камере 12. Поступающий из каналов 4 в камеру 11 пар закручиваетсясерповидными лопаткаг-ш 13, обеспечивая наиболее эффективный срыв со стенок пленки конденсата и постоянное обновление поверхности конденсации, что интенсифицирует теплообмен в занчительной степени. Вследствие Toio, что сечение каналов между серповидными лопатками 13 увеличивается от центра диска к периферии, снижаются газодинамические потери при прохождении пара, что такж .интенсифицирует теплообмен.

Конденсат, образующийся в камере 11, вместе с паром постоянно поступает в камеру 12, где эаканчиваeicfi ijpoiecc конденсатщи. Камеры 12 и 11 имеют хорои:о развитие внутренние повегхности ггонленсацпи засчет на.пячия .чпего ореорени.я (серповидные /(опатгси 13 и плоская спираль 1) , что чнтечсифицирует теплообмен прнгсрно в 5-10 раз. На жидкий теплоноситель, находящийся в камере 12, давит пар,осуществляя жидкого теплоносителя из камеры 12 в полость конденсатопровода 5, Пг;и xopoiuo раззитых внутренних поверхностях конденсации камеры 11 и 12, имеюшие малый объе.м, ойеспечизают устойчивую конденсацию теплоносителя и подачу его в полость конденсатопровода 5 при любой ориентации тепловой трубы в поле тяжести. В конденсатопроводе 5 двихсение жидкого теплоносителя происходит вдоль его оси по артерии 7. При этом обеспечивается постоянное смачивание артерии 7, которая опущена в полость камеры 12, постоянный подвод ;кидкого теплоносителя к зоне 2 испарения, преимущественно по нормали к теплоприемной стенке, и постоянное интенсивное парсюбразозание и теплоотвод из зоны 2 испарения.

Таким образом, изобретение позволяет повысить термодинамическую эффективность за счет интенсификации теплооблмена путем создания в конденсаторе, вращающегося потока -парожидкостной смеси в верхней камре и жидкого теплоносителя в нижне

ТЕПЛОВАЯ ТРУБА сзонами испарения и конденсации, содержащая корпус с капиллярной структурой и центральной артерией, выполненнь ш за одно целое из металлической сетки, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинами.ческой эффективности, зона конденсации выполнена с увеличенным диаметром в виде диска, разделенного поперечной перфорированной, перегородкой на камеры, верхняя из которых снабжена системой серповидных лопаток, обращенных узким концом к центру, а нижняя - плоской ленточной спиралью.

/J

75

П

8