Регулируемая тепловая труба Советский патент 1982 года по МПК F28D15/04 F28D15/06 

(54) РЕГУЛИРУЕМАЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к тепловым трубам с регулируемым тепловым потоком. Известив регулируемая тепловая труба, содержащая герметичный, частично заполненный теплоносителем корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, снабженный на внутренней поверхности пористой структурой, и устройство для регулирования теплового потока, ЕКлюча1Ощее размешенную за пределами корпуса электромагнитную систему til . Недостатком известной трубы яазляется узкий диапазон регулирования: Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и обеспечение работы трубы при любой ориентации в пространстве. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования тепло вого потока дополнительно введен магни- топровод, размещенный в зоре транспорта в виде примыкающей к корпусу, кольцевой камеры, заполненной магнитомягкой металлической набивкой. При этом электромагнитная система содержит два разомкнутых маг штопровода и две электромагнитные обмотки с автономным питанием. Кроме того, в случае работы трубы в вepтиkaльнoм положении электромагнитная система содержит разомкнутый маг- нитопровод с электромагнитной обмоткой, причем полюса электромагнитной системы размещены вокруг корпуса трубы по концам кольцевой камеры. На фиг. 1 изображена предлагаемая тепловая труба с двумя разомкнутыми магнктопроводами: на фиг. 2 - разрез А-чА на фиг. 1; на фиг. 3 - тепловая труба с одним разомкнутым магнитопроводом, на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Тепловая труба содержит корпус 1, пористую структуру 2. В устройство ОЛЯ регулирования теплового потока дополнительно введен магнитопровод, размещенный в зоне транспорта и выполненный . в виде примыкающей к корпусу кольцевой камеры 3, заполненной магнитомягкой металлической набивкой. 4 . Для предохра нения от высыпания набивки 3 может быть предусмотрена специальная ограждающая сетка 5, размер пор которой долже быть меньше размеров частиц набивки 4. Набивка 4 может быть изготовлена из опилок, щариков, волокон и т. п.. Шарики например, могут быть изготовлены из пермоллоя, чистого железа, никеля диаметром 50-20О мкм в зависимости от теплофизических характеристик тепловой трубы. Размер магнитопровоДа. Из магнитомягкой набивки 4 составляет от размера всей пористой структуры в транспортной зоне, . Для управления работой подвижного фитиля предусмотрена внешняя электромагни ная система , которая -защеплена: на наружной части корпуса 1. Внешняя электро магнитная система состоит из разЬмкнутого магнитопровода и обмотки электромагнита 6, Электромагнитная система (фиг. 1) состоит из двух электромагнитов 6 постоянного тока, между полюсами которых имеется небольшой зазор (0,5-2 мм, фиг. 2). При параллельном , электромагнитов6 (токовыводы двух обмоток электромагнитов с одноименной полярностью + и - находятся на одном уровне) магнитные силовые линии. направлены вдоль оси тепловой трубы. При последовательном включении элект ромагнитов б (токовыводы двух обмоток электромагнитов с одноименной полярностью + и - находятся на разном уровне ) магнитные силовые линии направлены перпендикулярно оси тепловой трубы. Электромагнитная система (фиг. 2) состоит из одной обмотки электромагни тов 6 и внешнего разомкнутого магнитопроврда. В качестве теплоносителя предлагаемой тепловой трубы может быть испол1 зо вана любая жидкость: вода, этанол, фреон калий, натрий и др. Тепловая труба работает следующим образом. При подводе тепла к корпусу 1 снизу теплоноситель испаряется и по центральной части трубы перемещается вверх. В верхней части трубы теплоноситель конденсин руется и отдает свое тепло стенкам. Конденсат стекает по пористой структуре 2 и попадает в 1абивку 4. При параллельном включении электромагнитов 6 постоянного тока набивка 4 из магнитомягкого металла ориентируется вдоль магнитных силовых линий, т. е. вдоль оси торцовой трубы. Такая ориентация набивки позволяет создать достаточно эффективное фитильное устройство в транопортной зоне и улучшает работу торцовой трубы. Изменяя величину тока в цепи обмоток электромагнитов 6, можно регулировать величину магнитного поля электромагнитов, а тем самым, структуру (пористость) набивки 4. Структура набивки 4 определяет фитильные свойства магнитопровода и эффективность работы тепловой трубы. . При последовательном включении элект ромагнита, набивка 4 ориентируется перпендикулярно . оси тепловой трубы, вызывая существенное ухудшение эффективности фитильного устройства в транспортной зо-«не и даже создавая разрыв в фитипьном устройстве. Естественно, при этом работоспособность тепловой трубы существенно снижается (труба может даже перестать транспортировать тепловой поток, если зона конденсации будет находиться в нижней части трубы). Предлагаемая конструктивная схема трубы с регулируемым тепловым потоком работоспособна как в вертикальном, так И в любом другом положении, в том числе и в горизонтальном. Наиболее эффективно предлагаемая труба будет рабо- тать, когда направление силы тяжести и движения конденсата - противоположны, .а также в горизонтальном положении и в невесомости. Предлагаемая конструкция электромагнитной системы тепловой трубы с регулируемым тепловым потоком существенно упростится, если труба работает только в вертикальном положении, независимо от того, где находится зона подвода тепла: вверху или внизу (фиг. 3). В этом случае на тепловую трубу достаточно установить один электромагнит 6, причем полюса этого электромагнита могут быть выполнены в виде колец, охватывающих корпус трубы на уровне, соответствующем набивке 4 транспортной зоны трубы, как и в предлагаемой конструкции (фиг. 1). Электропитание электромагнита 6 может осуществляться как от сети постоянного, так и переменного тока. Использование электромагнита пере менного тока для трубы наиболее предпочтительно для лабораторных и промышленных применений тепловой трубы с регулируемым тепловым потоком. Труба, представленная на фиг. 3рабо тает следующим образом. При.установке трубы в вертикаЛьнсм положении и при включении электромагй№ та 6 набивка 4, как и в предыдущем слу чае, (Ориентируется вдоль магнитных силовых линий, т. е. вдоль, оси трубы. . Тем. самым создается подвижное фК типьное устройство в транспортной зоне с переменной пористостью. При обесточи вании электромагнита 6 набивка 4 под действием собственного веса оседает вни создавая разрыв в фитильнсм устройгстве транспортной зонь1. Наиболее эффективно такое устройство будет работать если зона подвода тепла будет находиться в верхней части трубы. Иэ-за разрыва фитильного устройства в транспортной зоне труба практически перестает транспортировать теплоиз зоны испарения в зону конденсации. Описываемая тепловая труба iможет работать в вертикальном, в горизонтальгном или промежуточном положении, спо-, собна регулировать тепловсА поток в широком диапазоне и достаточно быс- тро изменять свой тепловой режим, при этом конструкция ее аостагочно проста. Формула изобретения 1.Регулируемая тепловая труба, содержащая герметичный частично заполненный теплоносителем корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, снабженный на внутренней поверхности пориотой структурой, и устройство для регулирования теплового потока, включающее размещенную за пределами корпуса электромагнитную систему, отличаю ш а я с я тем, что, с целью расщирения диапазона ре гуэтирования, в устройство для регулирования теплового потока дс полнительно введен магнитопровод, разме щенный в зоне транспорта и выполненный в виде примываклдей к корпусу кольц&вой камеры, заполненной магнитомягкой металлической набивкой. 2.Труба поп. 1,отличающа с я тем, что, с целью обеспечения ее работы при любой ориентации в пространстве, электромагнитная система содержит два разомкнутых магнитопровода и две электромагнитные обмотки с автономным питанием. 3. Труба по п. 1, о т л и ч а ю щ а я о я тем, что, с целью обеспечения ее работы в вертикальном положении, электромагнитная система содержит магнитш)1й магнитопровод с электромагнитной системой, гфичем полюса электромагнитной системы разм.ещены вокруг корпу.са трубы по концам кольцевой кам еры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3605878, ил. 165-1О5, опублик. 1971.