Тепловая труба Советский патент 1992 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к тепловым трубам, в частности к тепловым трубам, предназначенным для получения холодильного эффекта.

Известны конструкции тепловых труб, в которых достигается холодильный эффект за счет реализации в устройствах пароэжек- торных холодильных циклов. Конструкции в основном отличаются устройствами и способами транспортировки конденсата из зоны конденсации в зону испарения. При этом используется эффект теплового удара в пульсирующей тепловой трубе и осмотический эффект при работе тепловой трубы на солевом растворе.

Известна тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, снабженной в первой и последней зонах капиллярными структурами, между которыми в зоне транспорта расположен кольцевой гидрозатвор, холодильную камеру, снабженную капиллярной структурой, также соединенной с указанным гидрозатвором, и установленный в паровом канале зоны транспорта эжектор, активное сопло которого сообщено с зоной испарения, а камера смешения - с холодильной камерой.

Тепловая труба характеризуется автономностью и надежностью в работе. Однако эффективность ее невысока из-за ограниченных возможностей пароструйного эжектора при низких значениях давления генерации, которые определяются капиллярным потенциалом капиллярной структуры между зонами конденсации и испарения. Так, пористая структура из спеченного металлического порошка (диаметр пор 1 мк, а пористость - 60%), может обеспечить коэффициент эжекции пароводяной установки до 0,15. Изготовление такой пористой структуры связано с определенными технологическими трудностями.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности.

Указанная цель достигается тем, что в паровом канале зоны транспорта дополнительно установлен инжектор, активное сопло которого и диффузор сообщены с зоной испарения, а камера смешения - с кольцевым гидрозатвором.

На чертеже приведена схема предлагаемой тепловой трубы.

Тепловая труба содержит корпус с зонами 1 - 3 испарения,транспорта, конденсации и капиллярно-пористую структуру 7, соединяющую по внутренней поверхности трубы зону транспорта с холодильной камерой 4, а также эжектор 5 и инжектор 6, камера смешения которого находится в зоне транспорта жидкости, а диффузор выведен в зону 1 испарения.

Жидкий теплоноситель испаряется в зоне 1 испарения под влиянием подведенного

тепла Qnr. Часть образовавшегося пара поступает в эжектор 5, где служит рабочим паром, и смешивается с эжектируемым паром из холодильной камеры 4. В диффузоре эжектора 5 происходит повышение давления потока до давления конденсации Рк. В зоне 3 конденсации от него отводится теплота конденсации QK, пар конденсируется и поступает в зону транспорта жидкости в виде кольцевого гидрозатвора.

Другая часть пара, образовавшаяся в зоне 1 испарения тепловой трубы, используется в качестве рабочего пара в струйном насосе (инжекторе 6) и служит для подачи конденсата из зоны транспорта с зону испарения,

Постоянный отсос пара из холодильной камеры 4 обеспечивает пониженное давление и низкую температуру в холодильной камере 4, в которую поступает рабочее тело

по капиллярно-пористой структуре. При этом в капиллярной структуре происходит дросселирование жидкости от давления Рк до Ро.

В качестве примера приведены результаты расчета тепловой трубы холодопроиз- водительностью 50 Вт, рабочим телом в которой является водяной пар. Основные параметры пароэжекторного цикла: температура кипения в холодильной камере

+10°С; температура конденсации +50°С; параметры кара в зоне испарения - 2 бара и 120°С, Тепловые потоки в зоне испарения и зоне конденсации, соответственно, составляют 555 и 595 Вт, а тепловой коэффициент

устройства 9%. Габаритные размеры тепловой трубы и отдельных ее зон: диаметры эжектора и струйного насоса (инжектора), соответственно, равны 30 и 10 мм при длине 140 и 30 мм. Конструктивные проработки

показали, что все элементы устройства могут быть скомпонованы в трубе диаметром не более 50 мм.

Формула изобретения Тепловая, труба, содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, снабженный в первой и последней зонах капиллярными структурами, между которыми в зоне транспорта расположен кольцевой гидрозатвор, холодильную камеру, снабженную капиллярной структурой, также соединенной с упомянутым гидрозатвором, и установленный в паровом канале зоны транспорта эжектор, активное сопло которого сообщено с зоной испарения, а

камера смешения-схолодильной камерой,дополнительно установлен инжектор, акотличающаяся тем, что, с цельютивное сопло которого и диффузор сообщеповышения термодинамической эффектна-ны с зоной испарения, а камера смешения

ности, в паровом канале зоны транспортас кольцевым гидрозатвором.

Использование: в теплопередающих устройствах, используемых для получения хо- лодильного эффекта. Сущность изобретения: тепловая труба содержит холодильную камеру 4. В паровом канале зоны транспорта установлены эжектор 5 и инжектор 6. Активные сопла их сообщены с зоной 1 испарения. Камера смешения эжектора 5 сообщена с холодильной камерой 4, а камера смешения инжектора 6 - с кольцевым гидрораствором. Диффузор инжектора 6 введен в зону 1 испарения. Капиллярная структура камеры 4 сообщена с капиллярной структурой зоны 3 конденсации. 1 ил. у 6 2 ю Os 00 00