Тепловая труба Советский патент 1979 года по МПК F28D15/00 

54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

1 Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано для охлаждения элетлентов радиоэлектронной аппаратуры. По. основному авт.св. № 485296 известны тепловые трубы, содержащие конденсационную и испарительную камеры с капиллярно-пористой насадкой, соединенные паропроводом и конденсатором, конденсационная камера выполнена в виде соосно установленных один в другом цилиндров, заглушенных с тс1рцов,а капиллярнопористая насадка испарительной камэры - в виде двух симметрично размещенных относительно паропровода элементов, образующих при стыковке полость, в зоне которой насадка .снабжена радиальннми каналами, а конденсатопровод имеет разветвление для отвода теплоносителя с торцов испарительной камеры к каждсзму элементу насадки. Однако в таких труба затруднен отвод тепло от поверхност раздела пар - жидкость из.-за большо го суммарного термического сопротив ления, состоящего из -сопротивления бЪковых стенок полости и стенки камеры. При ориентации тепловой труб когда одна из полостей оказывается ниже другой, поверхность раздела в ней располагается вблизи запорной стенки, отделяпощей компенсационную полость от центральной, т.е. в более горячей зоне насадки,. Это приводит к неравнс 4ернЬсти перепадов давлений на верхней, и нижней запорных стенках и вследствие этого к росту неизотермичности испарительной камеры и тепловой трубы в целом Основной поток теплоносителя в насадке направлен вдоль поверхности нагрева, что, несмотря на симметричность подвода питания к насадке, ограничивает дальнейише возможности по увеличению длины участка теплоподвода из-за быстрого роста гидравлических сопротивлений. Кроме того, :В данном случае неполностью использованы возможности для развития поверхности парообразованиягООразованной системой то.пько радиальных пароотводных каналов. Целью изобретения является повышение технологичности тепловой трубы путем снижени я её тёЕЙиуескогЪ. сопротивления. Это достигается тем, что полость предлагаемой трубы выполйена сквозной, а в насадке выполн ёна дополнительные каналы, ра сположенные эквидистантно полости и сообщающиеся радиальными каналами с паропроводом,. На фиг. 1 представлена описываемая тепловая труба при односторон нем подводе теплоносителя; на фиг. 2 - испарительная камера трубы при двусторонней подводе теплоносителя. Труба содержит корпус 1, испари тельную 2 и конденсационную 3 камер насадку 4, в которой выполнены радиальные каналы 5 и каналы 6, паро провод 7, конденсатопровод 8, заправочный патрубок 9, компенсацион емкости 10, коллектор 11 и полость При отсутствии тепловой нагрузки уровень теплоносителя находится не . нижне нижнего торца насадки. Это требование необходимо для обеспече ния влажности насадки в условиях хр нения тепловой трубы в нерабочие со тоянии или отсутствия пусковой нагрузки. При подводе тепловой нагрузки к испарительной камере теплоноситель испаряется, поглощая при этом скрытую теплоту парообразования и обуславливая эффект испарительного ох- лаждёния. За счет разности давлений пара, образующейся на стенкенасадки- 4, разделяющей каналы 5 и 6 и полость 12, теплоносйтёль вытесняется из паропровода 7 конденсационной камеры, заполняя каналы б, полость 12. и емкость 10. Устойчивый столб жидкости обеспечивается разностью давлений пара над поверхностью жидкости в квомпенсационной емкости 10 и пара в паровом трэкте тепловой трубы. Поскольку объем полости 12 и емкости 10 больше внутреннего объем паропровода и конденсационной каме ры, то поя яется возможность не только их полного освобождения, но и частичного освобождения сечения .в месте соединения комденсатопровода и конденсационнойкамеры. Лесконденсировавшийся пар, попадая 9 освободившийся начальный учас ток конденсатопровода, смешивается в данном сечении с образовавшимся к денсатом. Этот процесс повторяется периодически таким образом, что в ко денсатопроводе образуется цепочКа-Чередующихся пузырьков пара и столбиков жидкости. Периодичность процесса зависит от величины нагрузки и степени заполнения трубы теплоносителем, а также от соотношения i объемов полости 12, емкости 10 и паропровода 7. За счет дискретной , транспортировки теплоносителя величина tiPg существенно снижается, а следовательно, при всех равных прочих условиях изотермичность тепловой трубы повышается. Наличие в насадке сквозной полости 12, сообщающейся с елкостямиЮ, .обеспечивает при любой ориентации трубы образование поверхности раздела за пределами насадки. Это дает возможность обеспечить необходимый сток тепла, проникающего к данной поверхности как за счет теплопроводнос,ти, так и за счет неполной конденсации пара.При этом обеспечивается параллельность питания, которая не зависит от ориентации, а более разветвленная поверхность испарения позволяет существенно снизить потери давления по пару. Предлагаемая тепловая труба менее чувствительна к газовыделению, которое в различной степени имеет место практически в любой тепловой трубе. Паро- газовая смесь вследствие отсутствия тупиковых зон в насадке может скапливаться,не препятствуя подпитке зоны испарения, вследствие чего снижается термическое сопротивление. Снижение термического сопротивления тепловой трубы позволяет приблизить температуру термостатируемого объекта к температуре приемника.т§пла, которая, как правило, является -наиболее низкой в рабочем отсеке, и уменьшить число, дублирующих элементов, что в свою очередь, позволяет снизить весовые и габаритные характеристики аппаратуры и повысить экономичность последней. Формула.изобретения Тепловая труба по авт.св. 485296, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что,с целью повышения технологичности путем снижения термического сопротивления, лолость выполнена сквозной, а в. насадке выполнены дополнительные каналы, расположенные эквидистантно полости и сообщающиеся радиальнвми каналами с паропроводом.

- /

w г

tt-