Тепловая труба Советский патент 1993 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно, к системам принудительного охлаждения, так например, для создания ледяного игрового поля и съема тепловыделения с его поверхности применяется комплексная холодильная система.

Известна система для создания игрового ледяного поля, включающая в себя холодильную установку, соединительные магистрали, контур охлаждения, теплообменники, в которые из холодильной установкиподается жидкий низкотемпературный теплоноситель. Недостатком холодильной установки является то. что она работает на фреоне, который отрицательно влияет на экологию атмосферы.

Известно устройство, содержащее две тепловые трубы с камеры (зонами) конденсации и испарения, а прибор, выделяющий тепло, расположен между камерами испарения. Камера конденсации снабжена плоски- .ми ребрами, омываемыми воздухом, при этом внутренние полости (камер) тепловых труб вакуумированы и на их поверхности припечена капиллярная структура из порошкообразной меди.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной эффективностью охлаждения. .

Известна тепловая труба (прототип), в корпусе которой коаксиально размещена конфузорно-диффузорная вставка, образующая с соплом эжектор, к которому в зоне транспорта подсоединена холодильная камера с капиллярно-пористой структурой на стенках, размещенная вне корпуса, причем

3

ю

ел ел

со

зона транспорта выполнена гладкостей ной в виде кольцевого гидрозатвора, Известная тепловая труба не обеспечивает получения требуемого холодильного эффекта.

Целью изобретения является повыше- кие эффективности системы охлаждения путем интенсификации процесса испарения в капиллярно-пористой структуре.

Поставленная цель достигается тем, что снаружи корпуса дополнительно установ- лен Частично заполненный теплоноситель обогреваемый резервуар, а эжектор выполнен многоступенчатым и снабжен на боковой поверхности разбрызгивающими отверстиями, причем первая ступень его подключена через насос к нижней части резервуара, а последняя к его верхней части, при этом на входном срезе сопла каждой ступени установлена шайба с отверстиями; суммарная площадь которых равна площади выходного, среза сопла, принтом холо- дйльная камера снабжена съемным ор ебрёнием в виде теплопроводных штырей с эластичными магнитными манжетами, а капиллярно-пористая структура ее соеди- нена соплом. ,......;- .: ; ...

В заявляемом устройстве разработано и использовано высокоэффективное техническое решение для подсоса водяных паров водяной струей. Установлен, что эжёктиро- ванне будет более эффективно, если всасывающие отверстия будут равномерно окружать конфузорное сопло. Э сперимен- тально доказано (см.таблицу № 1) что наибольший коэффициент эжекции водяных паров достигается при примерно равновеликом соотношении площади конфузорного проходного сопла с суммарной площадью окружающих его всасывающих отверстий.

Определение коэффициента эжекции Кэ

Такое техническое решение обеспечивает интенсивное эжектирование водяных паров и создание разрежения з корпусе тепловой трубы за счет кинетической энергии движущегося потока через конфузор- ные сопла переходных патрубков. Подсос водяных паров происходит по всей длине корпуса с одновременным забором испа- рившихся водяных паров с капиллярно-пористой структурой. Таким образом, предлагаемое техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков, дающих дополнительный положительный эффект охлаждения путем интенсификации процесса испарения в ка- пиллярио-пористой структуре, что соответствует критерию Существенные отличия.

На фиг.1 схематично изображена описываемая тепловая труба; на фиг.2 показан

узел I на фиг.1; на фи.г.З - разрез А-А на фиг.2.

Тепловая труба содержит корпус 1. капиллярно-пористую структуру 2, расположенную на внутренних поверхностях, полость 3, через которую проходит коакси- ально напорной трубопровод 4 с водоэжек- ционными конфузорными патрубками 5, соплами 6 и всасывающими отверстиями 7. Нагревая жидкость из бака 3 забирается насосом 9, а для поступления часть жидкости в капиллярно-пористую структуру на во- доэжекцйонных патрубках 5 выполнены разбрызгивающие отверстия 10 и проложены трубки 11 для холодильных камер 12. Кроме того, для увеличения поверхности охлаждения, холодильные камеры 12 снабжены теплопроводящими штырями 13 с эластичными магнитными манжетами 14.

Тепловая труба работает следующим образом. - ....;-..., ,: ... . ; Нагретая жидкость с температурой 46- 50°С из бака 8 забирается насосом 9 и по напорному трубопроводу подается в водо- эжекционные патрубки 5. Заполнение водой капиллярно-пористой структуры 2 осуществляется через разбрызгивающие отверстия 10 и трубкой 11. Вода под напо-. ром 0,3-0,4 МКа поступает в конфузорные сопла 6 и создает разрежение порядка 0,02-0,05 МКа, (а вода при температуре 50°С и созданном разрежении закипает в капиллярно-пористой структуре) в полости 3 внутри корпуса 1 и холодильной камеры 12. Вода, проходя конфузорное сопло б первого ряда, существенно повышает скорость движения и создает тем самым возможность интенсивного эжектирования (подсасыва- ния) испарившихся водяных паров из капил- лярно-пористой структуры 2 через всасывающие отверстия 7, выполненные вокруг сопла 6. Пары влаги конденсируются и подогревают основной поток движущейся воды, который поступает в конфузорное сопло 6 второго ряда. При повторении цикла еще больше увеличивается скорость и повышается интенсивность эжектирования водя- ных паров из пористой поверхности. Создание вакуума в полости 3 корпуса 1 и холодильной камеры 12 обеспечивает низкотемпературное кипение жидкости в капиллярно-пористой структуре. Это обеспечивает эффективный съем тепла с окружающего пространства наружных поверхностей корпуса 1 и холодильной камеры 12. Предлагаемая тепловая труба позволяет в 20-25 раз по сравнению с известными повысить коэффициент теплоотдачи наружных стен, а следовательно повысить холодильный коэффициента до 1,5 раза в отличие от существующих 0,4-0,5, При соединении эластичных магнитных манжет с теплопроводящими штырями 13 к наружной поверхности камеры 12 (или к корпусу) обеспечивается увеличение теплосъема с окружающего пространства (или оборудования). Поток движущейся по напорному трубопроводу А жидкости поступает в бак 8, откуда вновь забирается насосом 9, и цикл работы повторяется. Технико-экономический эффект заключается в повышении КПД тепловой трубы, за счет нового технического решения водоэжекционных конфузорных патрубков, расположенных на напорном трубопроводе в|полости корпуса тепловой трубы, при этом обеспечивается интенсивное низкотемпературное кипение жидкости в капиллярно- пористой структуре.

Формул а изобретения

1. Тепловая труба, содержащая корпус

с установленными в нем с образованием

эжекторы соплами и расположенную снаружи

по крайней мере одну холодильную камеру,

причем корпус и камера снабжены изнутри капиллярно-пористой структурой, о т л и ч а- ю щ. а я с я тем, что, с Целью повышения эффективности путем интенсификации процесса испарения, снаружи корпуса дополнительно установлен частично заполненный теплоносителем обогреваемый резервуар, а эжектор выполнен много- ступенчатым и снабжен на боковой

поверхности разбрызгивающими отверстиями, причем первая ступень его подключена через насос к нижней части резервуара, а последняя- к его верхней части, при этом на входном срезе сопла каждой ступени установлена шайба с отверстиями, суммарная площадь которых равна - площади выходного среза сопла.

2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что холодильная камера снабжена съемным

оребрением в виде теплопроводных штырей с эластичными магнитными манжетами, а капиллярно-пористая структура ее соединена с соплом.

Использование: в холодильной технике. Сущность изобретения: в корпусе трубы установлен многоступенчатый эжектор. На боковой поверхности он снабжен разбрызгивающими отверстиями. Первая ступень эх ектора подключена через насос к нижней части обогреваемого резервуара. Последний установлен вне корпуса. Последняя ступень эжектора подключена к верхней части резервуара. На входном срезе сопла каждой ступени установлена шайба с отверстиями. Суммарная площадь их равна площади выходного среза сопла. Холодильная камера расположена за корпусом. Она и корпус снабжены изнутри капиллярной структурой. Капиллярная структура камеры соединена с соплом эжектора. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Определение коэффициента эжекции Кэ