Тепловая труба Советский патент 1983 года по МПК F28D15/04 

Изобретение относится к теплоперешающим устройствам, используе1 шм в различных областях техники, в частности в теплоэнергетике.

По основному авт.св. № 769289 известна тепловая труба, содержащая зоны испарения и конденсации с фитилем на ее внутренней поверхности, центральную трубчатую вставку кпя прохода пара теплоносителя, примыкающую одним торцом к фитилю у границы зоны испарения и обращенную выходным торцом в сторону зоны конденсгщии. В этой тепловой трубке с целью повьгления термодинамической эффективности, на выходнсяи торце вставки с кольцевым зазором относительно ее наружной поверхности укреплен насадок в виде сопла Лаваля. Кроме того, в кольцевом зазоре между насадком и вставкой установлен направлякнцие лопатки, а сама вставка выполнена конической 1.

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования режима ее работы, ввиду того, что конструкция тепловой трубы позволяет при неизменных внешних условиях роздействия осуществлять работу ее лишь в одном режиме.

Целью изобретения .является обесг печение регулирования режима работы тепловой трубы.

Поставленная цель достигается тем, что в тепловой трубе, содержащей зоны испарения и конденсации с фитилем на ее внутренней поверхности, центральную трубчатую вставку для прохода пара теплоносителя, примы10кающую одним торцом к .фитили У границы зоны испарения и обращенную выход Jlым торцом в сторону зоны конденсации, с укрепленньм с кольцевьол зазором относительно ее наружной поверхности

15 насадком в виде сопла Лаваля и направляющими лопатками в кольцевс зазоре между насадком и вставкой, выполненной конической, зона испарения выполнена кольцевой, а централь20ная трубчатая вставка снаб|сена подвижной настроечной иглой,установленной по ее оси и герметично закреплённой на торце зоны испарения.

25

На чертеже представлена предлагаемая тепловая труба

Тепловая труба содержит герметичный корпус 1 с зоной 2 испарения, с зоной 3 конденсации и фитилем 4

30 на внутренней поверхности корпуса 1. . В зоне испарения установлена центральная трубчатая вставка 5 для прохода пара теплоносителя 6, примы кающая одним торцом 7 к фитилю 4 у границы зоны испарения 2, а выходны торцом 8 обращена в сторону зона конденсации 3. На выходном торце 8 центральной трубчатой вставки 5 укреплен насадок 9 в виде сопла Лаваля с кольцевым зазором 10. Крепление насадка 9 осуществляется с помощью.направляющих лопаток 11. Вы ходной участок 12 центральной трубчатой вставки 5 выполнен коническим Зона 2 испарения выполнена кольцевой с образованием канала 13, а центральная трубчатая вставка 5 снабжен подвижной настроечной иглой 14, гер метично установленной над канале 13 зоны 2 испарения. Подвижность иглы 14 без нарушения герметичности корпуса 1 тепловой трубы создается с помощью силь.фона 15, установленно го в ее основании. Сильфон 15 снабжен с одного торца шайбой 16, чеоез которую проходит регулировочный винт 17, соединенный с гайкой 18, установленной с другого торца сильфона 15. Подвижная игла 14 относительно центральной трубчатой вставки 5 образует кольцевой зазор 19. Наличие канала 13 в зоне 2 испарения с одной стороны, увеличивает поверх ность теплообмена последней, а с другой повышает сопрягаемость ее с элементами и узлами устройств, требующих интенсивного отвода тепла со своих поверхностей. В этом случае тепловая труба каналом 13 надевается на- охлаждаемый узел. Кроме того, канал 13 упрощает соединение между собой ряда трубок в одно целое. Тепловая труба работает следующим образом. При подводе теплового потока к зоне 2 испарения, образующийся пар теплоносителя 6 поступает в централь ную трубчатую вставку 5 и далее через кольцевой зазор 19 в выходном участке 12 происходит его истечение в насадок 9. В последнем пар теплоносителя 6 Повышает свою кинетическую энергию и выходит в зону конденсации 3. При этом за счет турбулизации пограничного слоя интенсифицируется, процесс конденсации пара теплоносителя .6 в зоне конденсации 3. Наличие кольцевого зазора 10, направ ляющих лопаток 11 у насадка 9 позволяет эжектировать газы, генерируемые в процессе эксплуатации тепловой трубы и накапливающиеся в виде слоя в зоне конденсации 3. За счет лопаток 11 происходит закрутка потока пара теплоносителя 6 и неконденсирук щихся газов. Все это повышает термйДинамическую эффективность тепловой трубы. Насадок 9 при использовании высокотемпературных теплоносителей отводит тепло излучением, что интенсифицирует процесс теплообмена в зоне 3 конденсации и тем самым повышает термодинамическую эффективность трубы. Конденсат теплоносителя 6, образуемый в зоне 3 конденсации, по фитилю 4 возвращается обратно в зону 2 испарения. Регулирование режима работы тепловой трубы осуществляется путем изменения расхода теплоносителя б, проходящего через кольцевой зазор 19. Изменение расхода теплоносителя б осуществляется путем изменения положения подвижной иглы 14 относительно конической части 12 центральной трубчатой вставки 5, .так как это изменяет проходное сечение кольцевого зазора 19. Последнее изменяет расход теплоносителя б, проходящий через выходной торец 8 центральной трубчатой вставки 5. Это изменяет режим работы тепловой трубы за счет изменения в насадке 9 режима эжектирования неконденсирующихся газов, накопившихся в виде слоя в зоне 3 конденсации. Откручивание или закручивание регулировочного винта 17 .относительно гайки 18 на определенное число оборотов увеличивает или уменьшает соответственно сечение кольцевого зазора 19 и степень сжатия сильфона 15. Изменение режима работы тепловой трубы целесообразно для решения задачи увеличения или уменъшения интенсивности отвода тепла в тепловой трубе, а также для оптимизации режима отсоса неконденсирующихся газов, накопившихся в виде слоя в зоне конденсации 3 тепловой трубы. Последнее связано с тем, что уровень генерации неконденструкидихся газов имеет разные значения для различных тепловых труб и достигнутого в них уровня температур. Таким образом, в предлагаемой тепловой трубе обеспечивается изменение ускорения потока пара, что приводит к изменению уровня турбулизации пограничного слоя и изменяет режим эжекции неконденсирующихся газов, следствием которых является изменение термодинамической эффективности работы тепловой трубы. Экономический эффект при использовании тепловой трубы получается за счет обеспечения регулирования режима ее работы. Формула изобретения Тепловая труба по авт. св. №769289, отличающаяся тем, что, с целью Обеспечения регулирования, режима работы трубы, зона испарения выполнена кольцевой, а центральная

трубчатая вставка снабжена подвижной настроечной иглой, установленной по её оси и герметично закрепленной на торце зоны испарения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 769289, кл. F28 О 15/00, 1978.