Тепловая труба Советский патент 1984 года по МПК F28D15/04 

г

ТЕПЛОВАЯ ТРУБА по авт.св. ff 1059411, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, зона испарения с торца снабжена мембраной, к которой прикреплен регулировочный винт, a часть настроечной иглы, примыкающая к этому торцу, снабжена изнутри капиллярно-пористой структурой и частично заполнена теплоносителем.

го

00

Изобретение относится к теплотехике и может быть использовано в тепообменных аппаратах.

По основному авт.ев, № 1059411 изестна тепловая труба, содержащая s герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и с фитилем на его нутренней поверхности,, центральную трубчатую вставку для прохода пара еплоносителя, примыкающую одним тор-10 дом к фитилю у границы зоны испарения и, обращенную вькод1Ц)1М торцом в сторо-; ну зоны конденсации, причем на выходном торце вставки с кольцевым зазором относительно ее наружной поверхности 15 укреплен насадок в виде сопла Лаваля, выходной участок вставки выполнен коническим и в кольцевом зазоре между насадком и вставкой установлены направляющие лопатки, при этом зона ис- 20 парения выполне.на кольцевой, а центральная трубчатая вставка снабжена подвижной настроечной иглой, установ- ленной по ее оси и герметично закрепленной на торце зоны испарения. Кро- 25 ме того, полость настроечной иглы разделена посредством герметичной поперечной перегородки.на. две части, в одной из которых, расположенной со стороны сопла Лаваля, выполнены зо торцовое и боковые отверстия {Tj.

Недостатком известной тепловой трубы является низкая эксплуатационная надежность, связанная с низкой точностью регулирования температурного режима.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.:. Указанная цель достигается тем, что в тепловой трубе зона испарения Q с торца снабжена мембраной, к которой прикреплен.регулировочный винт, а часть настроечной иглы, примыкающая к этому торцу, снабжена изнутри капиллярно-пористой структурой и тично заполнена теплоносителем. V

На чертеже представлена предлагаемая тепловая труба.

Тепловая труба содержит корпус 1 с кольцевой зоной 2 испарения, зоной 50 3 конденсации и фитилем 4 на его внутренней поверхности, центральную трубчатую вставку 5, примьшающую одним торцом к фитилю 4 у границы зоны 2 испарения и снабженную на выходном 55 торце насадком 6 в виде сопла Лаваля, установ.ленного с кольцевым зазором 7 Относительно наружной поверхности

вставки 5, и подвижную настроечную иглу 8, размещенную внутри вставки 5 по ее оси и герметично закрепленную на торце внутреннего цилиндра зоны 2 испарения посредством сильфона 9. Полость настроечной иглы 8 разделена герметичной, поперечной перегородкой 10 на две части, в одной из которых, расположенной со стороны сопла Лаваля, вьшолнены торцовое 11 и боковые 12 отверстия. Сильфон 9 на торцах снабжен шайбой 13 и гайкой 14, в которые введен регулировочньй винт 15. Насадок 6 закреплен с помощью направляющих лопаток 16, выходные участки вставки 5 и иглы 8 выполнены коническими. При этом зона 2 испарения с торца снабжена мембраной 17, к которой прикреплен регулировочный винт 15, а часть настроечной иглы, примыкакяцая к этому торцу, снабжена изнутри капиллярно-пористой структурой 18 и частично заполнена теплоносителем 19. Кроме того, гайка 14 и шайба 13 снабжены перепускнмми окнами 20.

Таким образом, часть настроечной иглы, примыкающая к торцу, выполнена в виде дополнительной тепловой трубы зона испар.ения которой расположена в зоне 2i, а зона конденсации, образованная поперечной перегородкой 10 и гайкой 14, в полости вставки 5.

Тепловая труба работает следукнцим образом.

При подводе теплового noToi a к зоне 2 испарения образукщийся пар теплоносителя поступает в кольцевой зазор меяаду центральной трубчатой вставкой 5 и настроечной иглой 8,затем потока пара проходит через отверстия 12 во внутреннюю полость иглы 8 и выходит из нее через торцовое отверстие 11, сливаясь с остальной частью потока пара, идущего снаружи иглы 8, после чего весь поток пара проходит через выходной торец .вставки 5 в насадок 6 в виде- сопла Лаваля, из которого пар поступает в зону 3 конденсации, а конденсат теплоносителя по фитилю 4 вовращается в зону 2 испарения. Установочный зазор меяаду вставкой 5 и иглой 8 регулиру ют винтом 15. Имеющийся в зоне 3 конденсации тепловой трубы поток неконденсирунмдихся газов эжектируется ос новным потоком паров через сопло Лаваля, чем обеспечивается их циркуляция и связанная с ним высокая термо-

инамическая эффективность ее работы. Закрутка потока пара или парогазовой смеси лопатками 16 способствует интенсивному теплообмену в этой зоне.

Наличие отверстий 11 и 12. в настро-5 ечной игле 8 устраняет возможность перекрытия этой иглой парового канаа внутри вставки 5, что обеспечивает устойчивый гидродинамический реим истечения пара.-10

Стержневая форма струи пара (на выходе из центральной вставки 5) благодаря наличии у иглы 8 отверстия 11 усиливает эффект эжекции неконденсирующихся газов в сопле Лаваля, 15

Наличие.дополнительной трубы внутри основной, выполнение торца ее зоны испарения в виде мембраны 17 с прикрепленным к ней винтом 15 обеспечивает авторегулирование температур- 20 ного режима работы зоны 2 испарения основной тепловой трубы, что повышает эффективность и надежность работы тепловой трубы. Последнее особенно важно при работе известньк тепловых 25 труб в режиме пиковых нагрузок, когда температура в зоне испарения достигает значений, при которых невозможна нормальная .ритмичная работа тепловых труб, а также происходит JQ разложение термолабильных теплоносителей.

1роцесс регулирования температурнрго режима работы тепловой трубы прсжсходит следующим образом.

При повышении тепловой нагрузки в кольцевой зоне 2 испарения, основной тепловой трубе и в расположенной смежно с нею зоне испарения дополнительной тепловой трубы растет температура, а следовательно и давление. Последнее приводит к росту осевой нагрузки на мембрану 17, вызывающей ее изгиб, смещающий жестко связанный с нею винт 15 настроечной иглы 8 в сторону увеличения кольцевого сечения для прохода теплоносителя, идущего из зоны 2 испарителя. Это увеличивает расход пара теплоносителя поступающего в зону 3 конденсации, а следовательно, приводит к снижению давления и температуры в кольцевой зоне,2 испарения..Понижение нагрузки в кольцевой зоне 2 испарения приводит к у. уменьшению кольцевого сечения для прохода пара теплоносителя в основной тепловой трубе, так как снижение давгления, а следовательно, температуры теплоносителя снижает осевое усилие на мембрану 17, изгибая ее. Последнее приводит к смещению подвижной настроечной иглы 8 в сторону уменьтения кольцевого сечения для прохода пара теплоносителя в основной тепловой трубе.

Таким образом, изобретение позволяет автоматизировать процесс регули ровайия тепловой трубы, повысить стабильность а следовательно и надежность ее работы.