Капиллярно-пористая структура тепловойТРубы Советский патент 1981 года по МПК F28D15/04 H01L35/28 

(54) КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ

Изобретение относится к конструктивным элементам тепловых труб, предназначенных для осуществления перемещения теплоносителя, которым заполнен внутри корпус трубы, с одного конца последней на другой, т. е. перемещения теплоносителя с одного температурного уровня на другой, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, в частности в летательных аппаратах и автономных устройствах для получения электроэнергии, а также для питания систем автоматики. Известны тепловые трубы, содержащие термоэлектрическую батарею, работающую в режиме генерирования и имеющую горячие спаи, при 1ыкающие к зоне конденсации тепловой трубы. Источником нагрева зоны испарения служит солнечная энергия, которая с помощью концентратора подводится к зоне испарения тепловой трубы 1. Известны тепловые трубы, содержащие корпус, внутренний объем которого разделен на отсеки перегородками, каждая из которых выполнена из термоэлектрических батарей, холодные спаи которых примыкают к зоне конденсации предыдущего отсека 2. Недостаток известных тепловых труб заключается в значительных тепловых потерях в местах контакта горячих спаев термоэлектрической батареи с внутренним объемом корпуса тепловой трубы, в невозможности использования паразитного перепада температур между зонами испарения и конденсации, а также в сложности герметизации термоэлектрической батареи от воздействия внещней среды. Кроме того, известны термоэлектрические устройства, содержащие термоэлектрические батареи, состоящие из полупроводниковых элементов рил вида, имеющих пористую структуру, через которые осуществляется циркуляция теплоносителя от холодных спаев термобатареи к горячим 3, За счет того, что теплоноситель имеет теплообмен с термобатареей во всем объеме полуэлементов, а не на спаях, эффективность проницаемой, пористой термобатареи возрастает на 20-40%. Однако для создания термоэлектрического генератора с проницаемой пористой термобатареей требуется решение вопроса постоянной принудительной циркуляции теплоносителя, что требует дополнительных энергозатрат на осуществление данной циркуляции, если учесть, что теплоноситель может иметь температуру 200-400°С и более, а насос, имея незначительный расход, должен развивать достаточный напор (0,05-0,5 атм). Постоянная циркуляция теплоносителя возможна в тепловой трубе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей тепловой трубы. Поставленная цель достигается применением пористых полупроводниковых элементов р и п вида в качестве капиллярнопористой структуры тепловой трубы. На фиг. 1 изображено термоэлектрическое устройство (тепловая труба), в котором установлена описываемая капиллярнопористая структура из пористых полупроводниковых элементов р н п вида; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Термоэлектрическое устройство (тепловая труба) содержит корпус 1, пористые полупроводниковые элементы 2 р вила, пористые полупроводниковые элементы 3 н вида, установленные по периметру корпуса 1, и скоммутированные шинами 4, межэлементную изоляцию 5, выполненную из слюды, теплопереход 6, обеспечивающий тепловое и электроизоляционное сопряжение спаев термоэлектрической батареи, образованной из полупроводниковых элементов 2 и 3, токовводы 7, днище 8, крышку 9. Элементы 2 и 3 соединены последовательно. Работа тепловой трубы осуществляется следующим образом-. При подводе тепла к корпусу 1 тепловой трубы теплоноситель, заполняющий внутренний объем корпуса, испаряется, и пары по центральной части корпуса, свободной от термоэлементов, перемещаются вверх к крышке 9, где пары конденсируются. Возврат конденсата осуществляется через пористые полупроводниковые элементы 2 и 3 за счет капиллярных сил. При конденсации пара выделяется тепло, способствующее появлению разности потенциалов на тоководах. Таким образом, в тепловой трубе при осуществлении непрерывной передачи тепла с одного энергетического уровня на другой постоянно генерируется низкое напряжение, т. е. тепловая труба по существу является термогенератрром, причем выработка электроэнергии может быть осуществлена при трансформировании утилизированного тепла от различных тепловых устройств без использования насоса для циркуляции теплоносителя и без потери тепла, поскольку на горячих спаях имеет место лишь один электроизолированный теплопереход с высокои теплопроводностью, а пористые полупроводниковые элементы герметизированы. Использование пористых полупроводниковых элементов р и и вида в качестве капиллярно-пористой структуры тепловой трубы позволяет повысить как надежность работы в частности полупроводниковых пористых элементов, так и расширить функциональные возможности тепловой трубы в целом. Формула изобретения Применение пористых полупроводниковых элементов р ч н вида в качестве капиллярно-пористой структуры тепловой трубы с целью расщирения ее функциональных возможностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № S56308, кл. F 28 D 15/00, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 354231, кл. F28 D 15/00, 1972. 3.Котырло Г. К., Щеголев Г. М. Тепловые схемы термоэлектрических устройств, Киев, «Наукова думка, 1973.

/га

v

u,z.2.