Электрокинетическая тепловая труба Советский патент 1980 года по МПК F28D15/04 

Изобретение относится к тепл технике и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для эффективного охлаждения различных источников тепла, в.частности для охлаждения отдельных элементов и радиоэлектронных устройств , в целом. Известны электрокинематические тепловые трубы, содержащие частично заполненный жидким теплоносителем корпус с конденсационной, транспорт ной и испарительной зонами, диэлектрйческий капиллярно-пористый напол нитель, паропровод и конденсатопровод и устройство для электроосмотического перемещения жидкости 11, При включении нагревательного и охлаждающего устройств жидкость в НС пари тел е испаряется, в виде пара переходит по свободному каналу в. зону конденсации и конденсиру; ётся. Конденсат с помощью капиллярных сил возвращается фитилем в зону исп рения. При создании разности потен циал:ов между электродами в трубе возникает электроосмотический пер качивающий эффект, ускоряющий возврат конденсата из зоны конденсации в зону испарения и, тем самым, увеличивающий теплопередающую способность, устройства. Недостатки такой тепловой трубы заключаются в том, что электроды разнесены на значительное расстояние, следствие чего внутреннее гидравлическое сопротивление такого устройства велико и электроосмотический перекачивающий эффект используется лишь в незначительной степени, при этом изменение приложенного к электродам напряжения в широких пределах не дает существенного изменения тепловой мощности, передаваемой электрокинетической тепловой трубой. Структура фитиля одинакова по всей длине тепловой трубы, в том числе и в испарительной зоне. Вследствие чего существует предел, сверх котогюго увеличение электроосмотического перекачивания неэФфективно, так как структура фитиля в испарите.г1ьной зоне уже не будет успевать распределять конденсат по всей зоне, и тепловая мощность, передаваемая трубой, перестанет увеличиваться.

Цель изобретения - повышение пеедаваемой тепловой мощности электрхэинетической тепловой трубой.|

Это достигается тем, что капилярно-пористый наполнитель выполнен испарительной и конденсационной . онах с осевыми артериями и радиальыми перегородками, устройство для лектроосмотического перемещения идкости в конденсационной зоне. - в иде системы пористых электродов и ластин с продольными порами, а конёнсатопровод - в виде камеры и гибой трубки, размещенных по оси транспортной зоны.

На фиг . 1 схематично представлена тепловая труба; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1.

Тепловая труба содержит частично заполненный жидким теплоносителем корпус 1 с конденсационной и испарительной зонами 2 и 3 соответственно; в испарительной и конденсационной зонах 2 и 3 размещен диэлектричес- кий капиллярно-пористый наполнитель 4 с осевыми артериями 5 и радиашьными перегородками 6, Конденсационная и испарительная зоны 2 и 3 соединены при помощи паропровода 7 и конденсатопровода 8. Конденсационная зона 2 снабжена устройством дл,я электроосмотического перемещения жидкости в этой зоне, выполненным ввиде системы пористых электродов 9 и пластин 10 с продольными порами 11. Конденсатопровод 8 выполнен в виде камеры 12 и гибкой трубки 13. В конденсационной зоне 2 у торца корпуса 1 размещен электрод 14; пористые Электроды 9 и электрод 14 подключены к резисторам 15, составляющим делитель напряжения, служащий для создания разности потенциалов между элетродами.

В статическом состоянии диэлектрический капиллярно-пористый наполнитель 4, артерии испарительной и конденсационной зон 3 и 2, конденсатопровод 8 и паропровод 7 заполнены полярной жидкостью. Напряжение на электродах отсутствует.

В динамике к испарительной зоне 3 подводится тепло, а конденсационная зона 2 охлаждается, напряжение включено. В испарительной зоне 3 жидкость испаряется, пар по каналам поступает в конденсационную зону 2, конденсируется на стенках и на капиллярнопористом наполнителе 4. Под воздействием электроосмотических сил от электродов 14 и 9 жидкость по наполнителю 4 конденсационной зоны 2, перемещаете р к системе пористых электродов 9 и пластин 10 с продольными nopaNtH 11. Затем жидкость по гибкой трубке 13 поступает в артерию 5 диэлектрического капиллярно-пористого наполнителя 4 испарительной зоны 3,

оздавая гидравлический напор дР

лР авный

Е5Г гг де j диэлектрическая постоянная

жидкости; f - дзета-потенциал; Е - приложенное напряжение; г - радиус капилляров пористой

пластины между электродами

преобразователя.

При заданном напряжении величина, идравлического напора определяется войсгвами жидкости, ращиусом капиляров, диэлектрической постоянной и зета-потенциалом. Чем выше диэлектрическая постоянная и дзета-потенциал и меньше радиус капилляров,тем больше развиваемый гидравлический напор. С увеличением напряжения на электродах гидравлический напор возрастает прямо пропорционально. Часть его используется на преодоление гидравлического сопротивления электродов. Чем меньше длина капилляров и вязкость жидкости/ тем меньше гидравлическое сопротивление электродов, потери напора. Пористую пластину между электродс1Ми 9 желательно делать как можно тоньше и с возможно большим количеством гладких, строго ориентированных по направлению от электрода к электроду капилляров малого радиуса.

X Из центральной артерии капиллярной структуры испарительной зоны 3 конденсат под воздействием гидравлического напора и капиллярных сил перемещается в радиальном направлении к зоне подвода тепла, где снова испаряе тс я.Управление передаваемой тепловой мощностью осуществляется путем изменения питающего напряжения в заданных пределах.

Таким образом, данная электроки-, нетическая тепловая труба работает как замкнутая испарительно-конденсационная система, в которой возврат конденсата в испарительную зону существенно ускоряется с помощью двух последовательно, соединенных систем электродов за счет незначительного расхода электрической энергии.

Формула изобретения

Электрокинетическая тепловая

труба, содержащаячастично заполненный жидким теплоносителем корпус с конденсационной, транспортной и испарительной зонами, диэлектрический капиллярно-пористый наполнитель, паропровод и конденсатопровод и устройство для электроосмотического перемещения жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения переда ваемой тепловой мощности, капиллярно-пористый наполнитель выполнен в испарительной конденсагтионной зонах с осев.ыми артериями и радиальными перегородками, устройство для электроосмотического перемещения жидкости в конденсационной зоне - в виде сис,темы пористых электродов и пластин с продольными порами, а конденсатопровод - в виде камеры и гибкой трубки., размещенных по оси транспортной зоны,

-Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3682239, кл.165-1, опублик, 1972,

А-А

В-В