Тепловая труба Советский патент 1983 года по МПК F28D15/02 

(54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплопередающим устройствам, предназначенным для использования лучистой энергии преимущественно в гелиоустановках.

. Известна тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации и световвод 1.

Недостаток известной трубы - неудовлетвор нтельные эксплуатационные характеристики.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в тепловой трубе, содержащей корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации и световвод, последний размещен с торца-корпуса, в котором дополнительно установлены световой трансмиттер, выполненный в виде оптико-волоконного жгута из нитевидных элементов, и коллектор в виде трубок из светопоглощающего материала,, за-. полненных нитевидными элементами, причем трансмиттер расположен между световводом и коллектором и оптически сопряжен с ними.

Кроме того, боковая стенка корпуса может быть выполнена в виде световода, шунтирующего оптико-волоконный жгут.

При этом световод в зоне испарения имеет на наружной поверхйости слой теплоизоляции, а световвод расположен с торца зоны конденсации.

На фиг. 1 изображена описываемая тепловая труба; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - труба с дополнительным световодом; на фиг.4труба с теплоизоляцией и световодом вне зоны испарения.Тепловая труба содержит корпус 1 с зонами испарения 2, транспорта 3 . и конденсации 4 и световвод 5, в котором, дополнительно установлены световой трансмиттер 6, выполненный в виде оптико-волоконного жгута из нитевидных элементов 7, и коллектор 8 в виде трубок из светопогломаиощего материала, заполненных нитевидными элементами 7, причем трансмиттер б расположен между световводом 5 и коллектором 8 и оптически сопряжен с ними, боковая стенка корпуса 1 (фиг.З и 4) выполнена в виде световода 9,

25 шунтирующего оптико-волоконный жгут светового трансмиттера б, при этом световод 9 в зоне испарения 2 имеет на наружной поверхности слой теплоизоляции 10, при этом световвод 5

30 расположен с торца зоны конденсации 4. На внутреннюю поверхность корпуса 1 нанесен насыщенный жидкостью И фитиль 12, состоящий из нитевидных эле ментов 7. Световвсд 5 и нитевидные элементы 7 капиллярной структуры фитиля выпол |нены из светопроэрачного материала, например из кварцевого стекла. Нитевидные элементы 7 использованы в новом качестве, а именно - в качестве световедущих сердцевин оптико-волоконного жгута трансмиттера 6. Световвод 5 может иметь форму плоской сте ки при подводе лучистой энергии по гибкому шнуру от сети светового энер гопитания фокона и форму собиратель- ной линзы при приеме потока лучистой энергии от источника излучения,Нитевидные элементы 7 Фитиля 12 в оптико волоконном жгуте имеют на поверхност световедущих сердцевин оболочку из прозрачного материсша с меньшим, чем у сердцевины, показателем преломления, что необходимо для передачи све та с меньшими потерями. Однако в зоне испарения оболочка сердцевины выполнена в виде светопоглощающего сло 13 коллектора 8, На границе зоны испарения 2 с зоной транспорта 3 нитевидный элемент - сердцевина, может . быть пристыкован к его продолжению из несветопроводного материала, например из окрашенного стекла. Тепловая труба работает следующим образом. При подводе потока лучистой энергии к светоприемной поверхности световвода 5 поток проникает практически со скоростью света через световвод 5, оптико-волоконный жгут и световедущий фильтр 12 непосредственно к светопоглощающей поверхности трубок коллектора 8, находящегося в объеме фитиля 12 и имеющего развитую поверх ность. Передаваемая световым трансмиттером 6 лучистая энергия к коллектору 8 преобразуется на светопоглощающей поверхности трубок в тепловую энергию. Через тонкие стенки трубок 9 коллектора 8, например в несколько микрон, .тепловой поток передается теплопроводностью к насыщающей фитиль жидкости 11, которая, нагреваясь, испаряется. Далее тепловая энергия переносится паровым потоком в зону кон денсации 4, где пар переходит в и дкость, отдавая тепло фитилю 12 в этой зоне,. Таким образом, используя светопрозрачные материалы с низкой теплопроводностью для нитевидных элементов Й итиля 12, обеспечена высокоэффективная теплопередача .по объему фитиля 12, При этом изменяется вектор градиента понижения температуры в фитиле 12, теперь он направлен от парового канала зоны транспорта 3 к стенке трубы в зоне испарения 2, Передача лучистой энергии по дополнительному световоду 9 в зону испарения осуществляется с его торца у световвода 5 к внутренней поверхности в зоне испарения 2, которая также снабжена коллектором 8, Использование дополнительного световода 9 в виде стенки трубы позволяет передавать вдоль стенки трубы лучистую энергию и одновременно передавать тепловую энергию теплопроводностью через толщину этой же стенки из зоны конденсации, если световвод 5 находится вне зоны испарения 2, Это увеличивает энерготранспортную способность трансмиттера 6 и обеспечивает возможность подводить энергию к тепловой трубе со стороны ее холодного конца. Расположенная на тепловой трубе в зоне испарения теплоизоляция 10 препятствует стоку тепла через стенку тепловой трубы. Ввод лучистой энергии в дополнительный световод может осуществляться через фоконы. , Технико-экономическая эффектив- , ность тепловой трубы заключается в улучшении ее эксплуатационных качеств, достигнутом за счет 1гменьшения термического и гидравлического сопротивления фитиля, сокращения времени, необходимого для запуска тепловой трубы. Формула изобретения 1.Тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации и световвод, 6 т л и чаю щ тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, световвод размещен с торца корпуса, в котором дополнительно установлены световой трансмиттер, выполненный в виде оптико-волоконного жгута из нитевидных элементов, и коллектор .в виде трубок из светопоглощающего материала, заполненных нитевидными элементами, причем трансмиттер расположен между световводом и коллектором и оптически сопряжен с ними, 2.Труба, поп, 1, отличающаяся тем, что боковая стенка корпуса выполнена в виде световода, шунтирующего оптико-волоконный жгут, 3.Труба поп, 2, отлича.ющ а я с я тем, что световод в зоне испарения имеет на наружной поверхности слой теплоизоляции, при этом световвод расположен с торца зоны конденсации, ИсЬ:очники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 574596, кл, 3 F 28 D , 1975,

1Z

r

11 rt t Vt fT

i I I 14

MM

( («(Ч IW

./

Фиг.