Тепловая труба Советский патент 1993 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для охлаждения СВЧ приборов 4 клинотронов, а также может быть использовано в системах охлаждения электровакуумных приборов типа ЛОВ.

. Известна тепловая труба для охлаждения отражателей твердотельных оптических генераторов в виде двух орёбренных камер (разъемный вариант) и коаксиальной тепловой труоы, содержащей капиллярную структуру в зоне испарения и конденсации.

Одн зко они обладают рядом недостатков. Разъемный вариант конструкции отличается (юльшими габаритами и массой. Неразъеиный - малым передаваемым тепловым потоком.

Известна тепловая труба для охлаждения коллектора электронного прибора, которая состоит из испарителя в виде медного стакана срсевым гнездом для охлаждаемого объекта, транспортной зоны в виде кольцевого зазора между двумя концентрическими трубками и конденсатора, содержащего ряд плоских труб с наружным оребрением и капиллярной структурой на внутренней поверхности.

Но и эта тепловая труба имеет недостатки: передает относительно малый тепловой поток, содержит большое количество конструктивных элементов, усложняющих ее изготовление и сборку.

Известно техническое решение, по которому тепловые трубы соединяются друг с другом при помогли осевых гнезд, расположенных на торцах труб.

XI О W

00

XI

Недостатком такого решения является малый тепловой, поток, передаваемый трубами, который ограничивается небольшой площадью испарителя, расположенного на гладкой цилиндрической стенке гнезда.

Отсутствие артерий может приводить к нежелательным явлениям пережога. Данная конструкция мало пригодна при ограничениях места размещения с объектами охлаждения в аксиальном направлении.

Целью изобретения является увеличение теплопереноса и уменьшение массога- баритных характеристик тепловой трубы при использовании ее для охлаждения электровакуумного СВЧ-прибора клинотрона.

Поставленная цель достигается тем, что тепловая труба, содержащая конденсатор и испаритель, последний из которых имеет цилиндрический корпус, в основании которого сроено выполнено гнездо под охлаждаемый объект, при этом стенки корпуса и гнезда покрыты капиллярной структурой, стенка гнезда выполнена гофрированной, а капиллярная структура, расположенная на этой стенке, сообщена с капиллярной структурой корпуса посредством капиллярных перемычек, при этом конденсатор выполнен в виде по крайней мере одной трубы, снабженной наружным оребрением, соединенной с испарителем открытым концом и имеющей диаметр, меньший диаметра корпуса испарителя.

Цель достигается также тем, что упомянутый конец трубки конденсатора укреплен на боковой поверхности корпуса испарителя.

Кроме того, конец трубки конденсатора укреплен на основании корпуса испарителя, противоположном основанию с гнездом.

На фиг.1-4 схематически приведен общий вид тепловой трубы с поперечным и продольным разрезами испарителя. В состыкованном положении с тепловой трубой для наглядности условно показан охлаждаемый обьект - клинотрон,

В вариантах исполнения на фиг.1 в первом случае конденсатор тепловой трубы прикреплен к боковой поверхности корпуса испарителя, во втором - на основании корпуса, противоположном гнезду под клинотрон.

Тепловая труба имеет испаритель 1, состоящий из цилиндрического корпуса диаметром 50 мм, высотой 15 мм, в основании которого соосно выполнено гнездо для корпуса 2 замедляющей системы клинотрона 3.

В варианте тепловой трубы на фиг.1 гнездо 4 выполнено в виде цилиндрического сквозного отверстия. Внутренняя по- пость испарителя 1 содержит капиллярную

структуру - тонким слоем 5 спеченных медных волокон покрыта гофрированная повер- хность 6, прилегающая к зоне тепловыделения, и в 2 раза более толстым

слоем 7 высокопористых волокон покрыта поверхность противоположной стенки. Слои 5 и 7 соединены между собой двумя параллельными капиллярными перемычками 8 - артериями в виде дисков.

0 Использование зоны испарения в .виде развитой гофрированной поверхности б, содержащей участки с различной удаленностью от источника тепловыделения, позволяет уменьшить плотность теплового

5 потока и обеспечить устойчивый теплообмен при его значительном увеличении.

Конденсатор состоит из двух оребрен- ных трубок 9 диаметром 16 мм и длиной 300 мм с наружным оребрением из алюминия

0 диаметром 42 мм (суммарная площадь оребрения 0,4 м2). Масса предлагаемого варианта выполнения тепловой трубы 0,85 кг....

Представленный на фиг.З вариант ис5 полнения тепловой трубы предусматривает расположение трубки 9 конденсатора на основании корпуса испарителя 1, противоположном основанию с гнездом 10 под корпус 2 замедляющей системы клинотрона 3.

0 Гнездо 10 выполнено в виде глухого цилиндрического отверстия. Внутренняя полость испарителя 1 покрыта капиллярной структурой 7 и имеет дополнительную торцовую поверхность, образованную за счет стенки

5 дна гнезда 10. Капиллярные покрытия гофрированной поверхности и противоположной ей стенки соединены между собой четырьмя осевыми капиллярными перемычками 11 - артериями.

0 Работает заявляемая тепловая труба (первый вариант фиг,1) следующим образом.

При выделении тепла корпусом 2 замедляющей системы клинотрона 3 во время его

5 работы из капиллярной структуры 5, покрывающей гофрированную поверхность 6, испаряется теплоноситель (например, вода), пар под воздействием разницы давления поступает в конденсатор 9, где конденсиру0 ется, и под действием сил тяжести конденсат стекает в испаритель 1. В испарителе 1 под действием капиллярных сил из капиллярной структуры 7 по артериям 8 теплоноситель попадает в основную зону испарения

5 - структуру 5 на гофрированной поверхности 6.

По сравнению с прототипом заявляемая тепловая труба позволяет увеличить передаваемый тепловой поток. Как показали результаты испытаний, при расходе воздуха

температурой 30°С, снимающего тепло с кo денсатора, 40 кг/ч, заявляемая тепловая труба обеспечивает отвод 800 Вт выделяе- клинотроном тепловой мощности при

МО T6N

тру сыв кли стр ни

пературе корпуса не выше 110 С. К преимуществам заявляемой тепловой ы необходимо отнести то, что она впиается в пакетированную конструкцию отрона в условиях ограниченного про- нства магнитного зазора без увеличе- его длины (магнитная система.

необходимая для работы клинотрона, как и приборов типа ЛОВ, на рисунках не показана), позволяет значительно снизить массо- габаритные параметры всей системы в целом, т.е. клинотрона с системой охлаждения, повысить ее надежность и увеличить ресурс работы в результате замены принудительного водяного охлаждения, что особенно важно в нестационарных условиях эксплуатации.

Использование: для охлаждения клинотронов. Сущность изобретения: корпус в основании имеет гнездо 4с гофрированной стенкой под охлаждаемый обьект. Капиллярная структура 7 соединена с капиллярной структурой 5 посредством капиллярных перемычек 8. Конденсатор выполнен в виде трубки.9 с наружным оребрением. Трубка 9 открытым концом соединена с испарителем и имеет меньший диаметр. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения 1. Тепловая труба, содержащая конденсатор и испаритель, последний из которых имеет цилиндрический корпус, в основании которого соосно выполнено гнездо под охлаждаемый объект, при этом стенки корпуса и гнезда пйкрыты капиллярной структурой, отличающаяся тем, что, с целью увеличения теплопереноса и уменьшения массргабаритных характеристик при использовании трубы для охлаждения корпуса замедляющей системы клинотрона, стенка гнезда выполнена гофрированной, а капиллярная структура, расположенная на этой стенф, сообщена с капиллярной структурой корпуса посредством капиллярных перемычек, при этом конденсатор выполнен в виде по крайней мере одной трубки, снабженной наружным оребрением, соединенной с испарителем открытым концом и имеющей диаметр меньший диаметра корпуса испарителя.

1793187

А-А

Фиг. Л