Тепловая труба

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Яи„„1044946 А

3(5П F 28 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

H АВТОРСКОМУ СВРЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3443433/24-06 (22) 21.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) В.Н. Моторин, В.Н. Харченко, В.Ц. Куников, П.И. Быстров и В.Ф.Гончаров (53) 621.565.94(088.8) (56) 1. Дан П., Рей Д. Тепловые трубы. M., "Энергия", 1979, с. 11.

2. Fe(dman К.Т., Noreen D.L.

Design of Heat Pipe CooPed haser

Mirrors with an Inverted Meniscus

Evaporator Wick. AIAA 18 th Ae rospace Science Meeting, US, ч. 80, М 0148, 1980, р.6.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3345597, кл, F 28 D 15/00, 1981.

,54)(57) 1. ТЕПЛОВАЯ ТРУБА, содержащая герметичный корпус с зоной нагрева в виде плиты с канавками на внутренней поверхности, снабженной пористым покрытием, контактирующим с фитилем, и устройство для охлаждения фитиля, отличающаяся тем, что, с целью повышения равномерности распределения теплового потока, улучшения условий охлаждения и увеличения надежности в работе трубы, фитиль выполнен в виде металлической пластины с выступами и впадинами в форме усеченных пирамид, имеющей.покрытие из пористого материала со стороны эоны нагрева, а устройство для охлаждения фитиля выполнено,в виде расположенной в корпусе камеры с кольцевым коллектором, примыкающей к пластине, причем камера снабжена размещенными в ней ребрами, разде- Я ляющими ее на секции для хладагента и жестко соединенными с пластиной,и Ц / цатрубками ввода и вывода хладагента.

10 44946

2..Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ребра имеют переменную высот .

3. Труба по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кольцевой коллектор снабжен тангенциальными отверстиями, а ребра выполнены в виде лопастей.

4. Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что корпус им ет

Изобретение относится к теплопередающим устройстнам, обеспечивающим охлаждение нагреваемой поверхности и ее термостабилиэацию, и может быть испольэонано в областях техники, где необходимо снимать высокие тепло- 5 вые потоки от различных источников нагрева.

Известна тепловая труба, содержащая герметичный корпус, пропитанный теплоносителем фитиль, зону нагрева, 10 транспорта и конденсации (1 1„

Указанная тепловая труба не обеспечивает устойчивой иэотермичности охлаждаемой поверхности от неравномерных тепловых потоков. 15

Известна также тепловая труба, содержащая герметичный корпус, пропитанный теплоносителем фитиль, выполненный н виде скнозной решетки,,образованной пересечением взаимно перпендикулярных ребер с увеличивающейся высотой и шириной ребра, зону нагрева, транспорт .пара и зону конденсации (2 1.

Недостатком данной трубы является сложность технологии соединения фитиля с внутренней стороной зоны нагрева. Соединение выполняется спеханием, что ведет помимо усложнения технологии к нарушению капиллярности как зоны нагрева, так и фитиля, Известна тепловая труба, содержащая герметичный корпус с зоной нагрева в виде плиты с канавками на внутренней поверхности, снабженной по,ристым покрытием, контактирующим с З фитилем, и устройство для охлаждения фитиля (3 g.

Недостатками известной трубы являются неравномерность распределения теплового потока, неудовлетворитель- 4О ные условия охлаждения и низкая надежность работы трубы.

Цель изобретения — повышение рав-. номерности распределения теплового 45 потока, улучшение условий охлаждения и увеличение надежности н работе трубы квадратное поперечное сечение, а камера снабжена размещенной н ней перегородкой, и ребра закреплены на обеих сторонах перегородки но взаимно перпендикулярных направлениях.

5. Труба по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что выступы и впадины пластины объединены в группы, расположенные с зазором относительно друг друга.

Поставленная цель достигается тем,что в трубе, содержащей герметичный корпус с зоной нагрева в виде плиты с канавками на внутренней поверхности, снабженной пористым покрытием, контактирующим с фитилем, и устройство для охлаждения фитиля, фитиль выполнен в виде металлической пластины с выступами и впадинами в форме усеченных пирамид, имеющей покрытие из пористого материала со стороны эоны нагрева, а устройство для охлаждения фитиля выполнено в ниде расположенной в корпусе камеры с кольцевым коллектором, примыкающей к пластине, причем камера снабжена размещенными в ней ребрами, разделяющими ее на секции для хладагента и жестко соединенными с пластиной, и патрубками для ввода и вывода хладагента.

При этом ребра имеют переменную высоту.

Кольцевой коллектор может быть снабжен тангенциальными отверстиями, а ребра при этом могут быть выполнены в виде лопастей.

Корпус может иметь квадратное поперечное сечение, а камера при этом снабжена размещенной н ней перегородкой, и ребра закреплены на обеих сторонах перегородки во взаимно перпендикулярных направлениях.

Выступы и впади ы пластины могут быть объединены в группы, расположенные с зазором относительно друг друга.

На фиг.1 изображена тепловая Tîó— ба; на фиг.2 — узел I на фиг.1 (участок металлической пластины фитиля с нанесенным на впадины и выступы капиллярно-пористым покрытием); на фиг.3 — разрез A-А на фиг.2, первый вариант соединения выступон плиты зоны нагрева с выступами на металлической пластине фитиля; на фиг,4 то же, второй вариант соединения; на фиг.5 — вид Б на фиг.2; на фиг.б тепловая труба, ребра в коллекторе которой выполнены в виде лопастей;

1044946 на фиг.7 — тепловая труба, корпус

;которой имеет квадратное поПеречное сечение.

Тепловая труба содЕржит герметичный корпус 1 с зоной нагрева в виде плиты 2 с канавками 3 на внутренней 5 поверхности, снабженной пористым покрытием 4, контактирующим с фитилем, и устройство для охлаждения фитиля, причем фитиль выполнен в виде металлической пластины 5 с выступами

6 и впадинами 7 в форме усеченных пирамид, имеющей покрытие 8 из пористого материала со стороны зоны нагрева, а устройство для охлаждения фитиля выполнено в виде расположенной в корпусе 1 камеры 9 с кольцевым коллектором 10, примыкающей к пластине 5, причем камера 9 снабжена ребрами 11, разделяющими ее на секции для хладагента и жестко соединенными с пластиной 5, и патрубками ввода 12 и вывода 13 хладагента.

Ребра 11 имеют переменную высоту.

Кольцевой коллектор 10 .может. быть снабжен тангенциальными отверстиями

14, а ребра 11 выполнены в виде 25 лопастей. Корпус 1 может иметь квадратное поперечное сечение, а камера

9 при этом снабжена перегородкой 15;. и ребра 11 закреплены на обеих сторонах перегородки 15 во взаимно пер- 30 пендикулярных направлениях. Выступы

6 и впадины 7 могут быть объединены в группы, расположенные с зазором относительно друг друга (фиг.4. . Для запитки фитиля рабочим телом пре- 35. дусмотрена технологическая трубка 16, Тепловая труба работает следующим образом.

При отсутствии теплового потока пористое покрытие зоны нагрева в виде плиты 2 пропитано теплоносителем, поступившим через трубку 16. При подводе теплового потока к зоне нагрева плита 2 нагревается, в результате чего происходит испарение теплоносителя из пористого покрытия 4. Образовавшийся пар заполняет пространст во между выступами 6 пластины 5.Так как с противоположной стороны пластина 5 охлаждается хладагенгом, находящимся в камере 9, то температура 50 пластины 5 и покрытия 8 меньше температуры пара. Вследствие разницы температур происходит конденсация пара на поверхности покрытия 8 из пористого материала. Образовавшийся конденсат эа счет действия капиллярных сил пористого покрытия 4 плиты 2 подтягивается к охлаждаемой поверхности. Охлаждение плиты 2 происходит эа счет переноса паром тепла, использованного на испарение теплоносителя, с поверхности покрытия 4 на поверхность покрытия 8. Жидкий теплоноситель, поступающий на покрытие 4,под действием теплового потока снова переходит в пар, замыкая цикл тепловой трубы, Описанный рабочий процесс происходит аналогично в каждой ячейке, а в совокупности они работают как одна тепловая труба, которая формирует кваэииэотермическую поверхность плиты 2. у тройство для охлаждения пластины

5 работает следующим образом.

Через патрубок 12 ввода вода поступает в кольцевой коллектор 10 и по секциям между ребрами 11 течет от периферии к отверстию атрубка 13 и уходит на сброс. В связи с тем, что пластина 5 со стороны камеры 9 имеет аналогичную систему ячеистых впадин и выступов, на ней вихревое движение охлаждающей воды при протоке по радиальным секциям. Вихревое движение воды во впадинах пластины 5 улучшает ее охлаждение и, как следствие, интенсифицирует процесс конденсации пара в фитиле. Для увеличения коэффициента теплоотдачи от стенки пластины 5 к охлаждаемой жидкости ее движение в камере 9 может быть закручено во всем объеме. С этой целью ввод воды иэ кольцевого коллектора 10 в секции камеры 9 осуществляется через тангенциальные отверстия 14 (фиг.6).

Работа тепловой трубы (фиг.7) происходит аналогичным образом. Разница состоит только в том, что проток воды охлаждения между ребрами 11 происходит сверху вниз в одной плоскости и слева направо в другой плоскости (показано стрелками на фиг.7) .

Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемой тепловой трубы, возникает эа счет повышения равномерности распределения теплового потока, улучшения условий охлаждения и увеличения на-, дежности работы трубы.

1044946

1044946

Составитель Ж. Можаева

Редактор Н. Стащишина Техред В.Далекорей 1 оРРектоР A. Повх.

Заказ 7513/36

Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. ПРоектная, 4