Тепловая труба Советский патент 1985 года по МПК F28D15/04 

1. Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных устройствах с промежуточным теплоносителем. Известна тепловая труба, содержа щая соединенные паро- и конденсатопроводами испаритель и конденсатор причем испаритель и конденсатор сна жены капиллярно-пористыми насадками с продольными каналами Ul Недостатком данной тепловой труб является неэффективно организованна подпитка насадки испарителя теплоносителем. Известка тепловая труба, содержа щая вертикально расположенные и соединенные паро- и конденсатопроводами испаритель с капиллярно-пористой насадкой в виде полого цилин ра, снабженного пароотводными каналами, и конденсатор, выполненньй в виде соосно установленных один в другом с образованием кольцевой полости цилиндров, причем пароотводные каналы испарителя выполнены в виде сообщающихся с кольцевым паровым: коллектором системы пересекающихся кольцевых и продольных проточек 2 . Недостатком известной конструкции является не эффективно ограниэованный отвод пара с поверхности испарения и условия ее подпитки теплоносителем, и, кроме того, сложность технологии изготовления. . Цель изобретения - повышение тер модинамической эффективности и упро щение технологии изготовления. Указанная цель достигается тем, что тепловая труба, содержащая соединенные, паро- и конденсатопровода ми испаритель с капиллярно-пористой насадкой в виде полого цилиндра, снабженного пароотводными каналами, и конденсатор, выполненный в виде соосно установленных один в другом с образованием кольцевой полости ци линдров, причем пароотводные каналы испарителя вьшолнены в виде, сообщающихся с кольцевым паровым коллек тором системы пересекающихся кольцевых и продольных проточек, причем проточки расположены на нару ной поверхности насадки, а паровой коллектор - на наружной поверхности испарителя, конденсатор заглушек с торцов кольцевыми крьпшсами, а выход нсй конец конденсатопровода вьшеден 5 через полость цилиндра за пределы насадки, причем проточки имеют тре угольный профиль с- вершиной, обращенной к продольной оси насадки, а паро- и конденсатопроводы, содержат участки, выполненные в виде трубчатых спиралей или гофрированными, при этом кольцевая полость конденсатора выполнена переменного сечения, уменьшающегося к входному концу конденсатопровода, а паровой коллектор испарителя смещен в направлении конденсатора. На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемой трубы; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант вьшолнения паро- и конденсатопроводов с гофрированными участками. Тепловая труба содержит соединенные паропроводом 1 и конденсатопроводом 2 испаритель 3 с капиллярнопористой насадкой 4, снабженной пароотводными каналами 5, и конденсатор 6, вьтолненный в виде соосно установленных один в другом цилиндров с образованием кольцевой полости 7, причем пароотводные каналы выполнены в виде пересекающихся кольцевых 8 и продольных 9 проточек, расположенных на наружной поверхности насадки 4 и сообщающихся с кольцевым паровым коллектором 10. Конденсатор 6 заглушен с торцов кольцевыми крышками 11, для заправки Teifловой трубы служит патрубок 12. При этом проточки 8 и 9 имеют треугольный профиль с вершиной, oiSpaщенной к продольной оси насадки 4, а паро- и конденсатопроводы 1 и 2 содержат участки, вьшолненные в виде трубчатых спиралей 13 или гофрированными 14, причем кольцевая полость 7 .может быть выполнена переменного сечения, уменьшающегося ;к входному концу конденсатопровода 2.Заправка тепловой трубы теплоносителем производится в количестве, достаточном для полной пропитки насадки 4, заполнения конденсатопровода 2, торцовой полости 15, центрального канала насадки, а также для заполнения О,1-0,3 объема конденсатора 6 и 0,1-0,5 объема торцовой полости 16. Предлагаемая тепловая труба работает следующим образом.

3 . :

При подводе тепловой нагрузки к испарителю 3 возникает разность температур и давлений между паром в пароотводных каналах 5 с одной стороны, в- центральном канапе насадки 4 и полостях 15 и 16 с другой стороны. Разделяющий их слой насадки 4, пропитанный теплоносителем, выполняет в данном случае роль теплового и гидравлического затвора, позволяющего создать такую разность давлений. Под действием ее теплоноситель вытесняется изпаропровода 1,.. конденсатора 6 и заполняет свободную часть конденсатопровода

2,полость 15, центральный канал насадки 4 и частично полость 16. Теплоноситель, поступаннций к насадке 4 через ее торцовые поверхности и центральный канал, двигается в зону испарения преимущественно в радиальном направлении. Испарение его происходит с поверхности капиллярно-пористых элементов, плотно прилегающих к нагреваемой поверхности испарителя

3.Образующийся пар по кольцевым и продольным проточкам 8 и ,9 поступает в паровой коллектор 10, а из него по паропроводу 1 - в конденсатор 6, где конденсируется и охлаждается дл температуры приемника тепла. Под действием разности давлений образовавшийся конденсат возвраща654

ется в испаритель 3, замыкая рабочий цикл тепловой трубы. .

При ориентациях, когда испаритель располагается ниже конденсатора, работа предлагаемой тепловой трубы типа аналогична работе термосифона.

Таким образом, благодаря развитой поверхности испарения форме пароотводных .каналов, более рациональному размещению выходного отверстия конденсатопровода и парового коллектора, формекольцевой полости конденсатора удается существенно повысить термодинамическую эффек.тивность тепловой трубы.

При этом упрощается технология изготовления тепловой трубы за счет того, что пароотводные каналы вьтолнены в виде кольцевых и продольных

проточек только на наружной поверх. ности насадки, расширяются функциональные возможности тепловой трубы за счет более рациональной компо.новки, освобождающей поверхность испарителя и конденсатора для монтажа охлаждаюпщх элементов или нагревателей.

. Благодаря упругой связи между испарителем и конденсатором, увеличивается механическая устойчивость тепловой трубы к воздействию сильных ударных и вибрационных нагрузок.

Фиг.1

/I-XI

фиг.г

J--

) 1. ТЕПЛОВАЯ ТРУБА, содержащая, соединенные паро- и кoн eнсатопроводами испаритель с капиллярно-пористой насадкой в виде полого цилиндра, снабженного пар.оотводны- ми каналами, и конденсатор., выполненный в виде сроено установленных один в.другом с образованием кольцевой полости цилиндров, причем пароотводные каналы испарителр вьшолнены в виде сообщакшщхся с кольцевым паровым коллектором системы пересекающихся кольцевых и продольных проточек, о т л и ч а ю Щ а я с я тем,, что, с целью повышения термодинамической эффективности и упрощения технологии изготовления, проточки расположены на наружной поверхности насадки а паровой коллектор - на } аружной поверхности испарителя, конденсатор заглушен с торцов ксшьцевыми крышками, а выходной конец конденсаГопровода выведен через полость цилиндра за пределы насадки. . 2.Труба по п,1, отличающая с я тем, что проточки имеют треугольный профиль с вершиной, обращенной к продольной оси насадки. 3.Труба по п.1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что паро- и конденсатопроводы содержат участки, выполненные в виде трубчатых спиралей. 4.Труба по п.1, о т л и ч а ю щ а я С: я тем, что паро- и конденсатопроводы выполнены гофрированными. § 5.Труба по п.Т, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что кольцевая полость .конденсатора выполнена переменного сечения, уменьшающегося к входному а концу конденсатопровода. Од 6.Труба по п.1, о тл и ч а ю а щ а я с я тем, что паровой коллектор СП испарителя смещен в направлении конденсатора.

7-«

//.

Фиг.З