Тепловая труба Советский патент 1982 года по МПК F28D15/04 

1 Изобретение относится к теплообменнику и может быть использовано для охлаждения электронной аппаратуры.

Известна тепловая труба, содержащая корпус с перегородкой, разделенной на отсеки с зонами испарения и конденсации, и 5 термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структу

РУ

Недостатками указанной тепловой трубы являются относительно низкая термодинамическая эффективность и невысокая эксплуатационная надежность. Низкая термодинамическая эффективность объясняется тем, что пар в отсеках движется навстречу конденсату (рабочему телу), который 15 под воздействием капиллярных сил возвращается в испарительный участок. Встречное движение пара и конденсата увеличивает гидравлическое сопротивление конденсата. При больших скоростях пара из-за встречного движения пара и конденсата может произойти нарушение циркуляции конденсата, а это приводит к частичному осушению фитиля (капиллярно-пористого наполнителя) в зоне испарения и пережогу стенки корпуса. Кроме того, имеются относитель но «сухие центральные области перегруза в наполнителе, расположенном над коммутационйой пластиной горячих спаев в каждом отсеке, что снижает надежность работы тепловой трубы.

Цель изобретения - повышение надежности трубы.

Эта цель достигается тем, что в тепловой трубе, содержащей корпус с перегородкой, разделенной на отсеки с зонами испарения и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структуру, термоэлектрические батареи установлены со смещением, перегородка размещена параллельно стенкам корпуса и имеет один перфорированный конец и другой, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха одной из батарей, при этом к кожуху второй батареи присоединено ребро, установленное эквивалентно перегородке, перфорация которой расположена напротив капиллярно-пористой структуры кожуха этой батареи, а участок кожуха первой из них, выполненный

без капиллярно-пористой структуры, мыкает к стенке корпуса.

На чертеже изображена тепловая ;руба.

Тепловая труба содержит корпус 1 с перегородкой 2, разделенной на отсеки 3 и 4 с зонами испарения 5 и конденсации 6, термоэлектрические батареи 7 и 8, снабженные соответственно кожухами 9 и 10, имеющими капиллярно-пористую структуру 11 и 12 соответственно.

Перегородка 2 имеет перфорированный конец 13 и конец 14, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха 9 термоэлектрической батареи 7. К кожуху 10 термоэлектрической батареи 8 присоединено ребро 15. В капиллярно-пористой структуре 12 выполнены каналы 16.

Труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 5 отсека 4 рабочая жидкость испаряется в капиллярнопористой структуре 12 и пары по каналам 16 устремляются к холодным спаям термоэлектрической батареи 8. В результате контатка пара с холодными спаями пар конденсируется. Присутствие холодных спаев термоэлектрической батареи 8 в непосредственной близости от зоны 5 испарения способствует выравниванию температурного поля в этой зоне, что создает возможность работы при наличии неравно распределенной тепловой нагрузки.

На горячих спаях термоэлектрической батареи 8 выделяется тепло, нагревая ребро 15 и испаряя рабочую жидкость в капиллярной пористой структуре 12, примыкающей к горячим спаям данной батареи. Образовавщийся пар устремляется в паровой канал, образованный ребром 15 и перегородкой 2, общей для обоих отсеков 3 и 4 и поступает в зоне 6 отсека 4. Далее пар конденсируется в зоне 6 конденсации данного отсека. Часть этого конденсата возвращается в зону 5 |испарения отсека, другая по капиллярно-пористому материалу 11 поступает в отсек 3, в район выделения тепла горячими спаями термоэлектрической батареи 7. За счет наличия двух термоэлектрических батарей 6 и 7 между зоной 5 испарения в районе ребра 15 и зоной 6 конденсации отсека 4 существует постоянная разность температуры, а следовательно, постоянная разность давлений, под действием которых и происходит постоянная подпитка рабочей жидкостью зоны 5 испарения отсека 3 и капиллярно-пористого материала 11. Часть конденсата, поступивщая в отсек 3 по капиллярно-пористому материалу 11, испаряется и в виде пара устремляется в паровой канал, образованный внутренней поверхностью корпуса 1 и перегородкой 2.

Далее пар поступает в зону конденсации отсека 3, где конденсируется и скапливается в виде конденсата. За счет энергии пара скапливающийся конденсат выдавливается через перфорации перегородки и распыляется в сторону горячих спа§в термоэлектрической батареи 8.

Подача конденсата на поверхность испарения путем распыла увеличивает интенсивность теплообмена в тепловых трубах благодаря получению больщого полезного гидравлического напора и увеличению поверхности испаряющейся жидкости. В предлагаемой тепловой трубе в результате разделения потоков конденсата и пара практически во всем ее объеме полностью устраняется противоток, значительно уменьщается по сравнению с известной трубой срыв жидкости со стенок капилляров паром, исчезают «сухие области перегрева в капиллярно-пористом материале. Благодаря этому в трубе можно увеличить скорость подачи рабочей жидкости в зоны испарения и скорость подачи пара в зоны конденсации, что повыщает термодинамическую эффективность. В предлагаемой тепловой трубе исключено высыхание, перегрев и пережог зон испарения, что значительно повыщает эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

Тепловая труба, содержащая корпус с перегородкой, разделенный на отсеки с зонами испарения и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структуру, отличающаяся тем, что с целью повыщения надежности, термоэлектрические батареи установлены со смещением, перегородка размещена параллельно стенкам корпуса и имеет один перфорированный конец и другой, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха одной из батарей, при этом к кожуху второй батареи присоедино ребро, установленное эквивалентно перегородке, перфорация которой расположена напротив капиллярно-пористой структуры кожуха этой батареи, а участок кожуха первой из них, выполненный без капиллярно-пористой структуры, примыкает к стенке корпуса.

Источники информ-ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 389364, кл. F 25 В 19/04, 1973.

11