Тепловая труба

 

Союз Соеетскнк

Соцнапнстмческни

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

658392 (61) Дополнительное к авт. свил-в (22) Заявлено 25.10.76 (21) 24136!3/29-06 (5() М Кл т

F28 D 15/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —.

Гесудерстееинме еемитет

СССР ее делам изобретений и открытий (53) УДК621.565..58 (088.8) Опубликовано 25.04.?9. Бюллетень № 15

Лата опубликования описания 26.06. т

А. В. Сысоев, В. В. Пушиков, Ю. Г. Сосунов, В. И. Киселев, В. Н. Орлов и В. Ф. Чукин (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА де кольцевых втулок и капиллярную структуру, размещенную на стенках корпуса 12).

Однако в этих трубах капиллярный напор зависит от величины зазора между кольцевыми втулками, минимальный размер которого ограничен высотой выступов. При этом на участке подвода тепла образуются кольцевые мениски относительно большого эффективного радиуса, что ограничивает величину капиллярного напора и ухудшает работоспособность тепловой трубы в гравитационном поле, когда жидкость движется против сил тяжести. Термическое сопротивление этой тепловой трубы имеет значительную величину из-за наличия термосопротивления слоя жидкости между корпусом и кольцевыми втулками, а также из-за того, что поверхности их не являются теплоПередающими, так как мала поверхность контакта между корпусом и проволочками и между проволочками и втулками. Эти тепловые трубы неработоспособны в режиме кипения из-за неустойчивости менисков при повышенных тепловых нагрузках, что приводит к мгновенному осушению зоны подвода тепла. Уста нов ка кол ьце вы х втулок в

Изобретение относится к теплотехнике, а более конкретно к тепловым. трубам, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах в качестве эффективных тсцлоотводов, в частности для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры.

Известны тепловые трубы, состоящие из герметичного корпуса и капиллярной структуры,.заполненной рабочей жидкостью 11).

Однако в этих устройствах величина передаваемого теплового потока определяется величиной капиллярного напора фитили и гидравлическим сопротивлением жидкостного канала. Кроме того, эти тепловые трубы имеют большие значения термического сопротивления контакта между корпусом и фитилем и термического сопротивления фитиля, заполненного жидкостью. Снижение их термического сопротивления имеет важное значение, так как используемые низкотемпературные жидкости (вода, аммиак, ацетон и т. п.) имеют небольшие значения коэффициента теплопроводности.

Известны тепловые трубы с испарительной транспортной и конденсационной зонами, содержащие герметичный корпус в ви!

3%%1 Фн, тнт-тетте и чмокая

«ф отать Ъ% д

92

Тепловой поток с наружной поверхности зоны подвода тепла передается за счет теплопроводности материала втулок 2, паяного соединения и колец 3 в зону капиллярных канавок 13, где происходит испарение или кипение рабочей жидкости. при

Э этом в зависимости от величины теплового потока происходит регулирование радиуса кривизны менисков за счет наличия фасок на кольцах 3 и переменного профиля канавок 13.

Образовавшийся пар по паровому ка. налу, состоящему из кольцевых полостей 10 и отверстий б и 8, поступает в транспортную зону 15 и далее в паровые каналы зоны отвода тепла, состоящие из кольцевых полостей l и отверстий 7 и 9. Тепло, выделяюи щееся прн конденсации пара, за счет теплопровод ности материала колец 5 паяных соединений и втулок 4 передается на наружную поверхность зоны отвода тепла. .Конденсат, образующийся, в кольцевых полостях l, благодаря их конусообразности, поступает в. «апиллярные канавки 14, из которых по артерия !2 транспортируется в зону подвода тепла за счет капиллярного напора, развиваемого в канавках 13 нрн испарении жидкости. зз Устройство испарительной н конденса. цнонной зон при номощн спаяных между собой втулок и колец позволяет осуществить подвод тепла к мениску испаряющейся жидкости и отвод тепла, образующийся прн конденсации нара, за счет теплопроводности колея, и втулок.

- Выполнение капиллярных канавок в зоне подвода тепла с расширением в сторону парового канала повышает эффективность теплоотвода, и работоспособность тепловой трубы в режиме кипения, в результате чего возрастает величина передаваемого теп-. лового потока яри малых перепадах тем иератур по длине трубы.

Благодаря выполнению радиальных капиллярных канавок глубиной 0,03 — 0,05 мм капилляриый напор в них возрастает до

300 мм вод. ст., что позволяет использовать тепловую трубу при работе капнллярной структуры против сил тяжести.

Выполнение транспортной зоны в виде

И двух коаксиальных тонкостенных цилиндров позволяет. снизить гидравлическое сопротивление парового канала и уменьшить массу тепловой трубы.

-Конструктивное решение элементов тепловой трубы позволяет выполнять раднальs0 ные капиллярные канавки методом травления, что обеспечивает возможность массо:вого производства и снижение затрат на изготовления тепловой трубы.

Формула изобретения

6583

3 транспортной зоне поиводит к увеличению массы тепловой трубы н гидравлического сопротивления парового канала, Цель изобретения — интенсификация теплопереиоса.

Эта цель достигается тем, что втулки выполнены Т-образного сечения и герметично соединены по наружному диаметру, а между втулками установлены кольца, образующие вместе с ними капиллярную структуру. Кольца могут быть выполнены с ра-диальными капилляриыми канавками, расширяющимися в испарительной зоне от центра к пернферин, н постоянной ширины в конденгационной зоне.

Кольца в испарительной зоне со стороны корпуса могут быть выполнены с фасками, а втулки в конденсацнонной зоне — с углублениями на участках, контактирующих с кольцами, На фиг. изображена предлагаемая теп. ловая труба, продольный разрез; на фиг. 2- . испарительная зона, поиеречный разрез; на фиг. 3 — транспортная зона, поперечный разрез; на фиг.. 4 — комденсационная зона, поперечный разрез; иа фнг. 5 — профиль капиллярной канавки.

Тепловая труба содержит герметичный корпус 1 с иснврительиой, транспортной и конденсационной зонами, выполненный в виде кольцевых втулок.2 Т-образного сечения, герметично соединенных по наружному диаметру. Между втулками 2,установлены кольца 3 (в нспарительной зоМ), а между. втулками — «ольца 5 (в конденсационной ,зоне) с образованием капнллярной структуры.

Кольца 3 н Ь и втулки 2 и 4 имеют равномерно расположенные по окружности отверстия 6 — 9, образующие совместно с кольцевыми полостями 1О í ll паровой канал, и центральные отверстия, образующие артерию 12 для траснортировкн жидкости. На торцах колец 3 и 5 с двух сторон выполнены травлением радиальные капиллярные канавки !3 н 14 глубиной 0,03 — 0,05 мм,,н на кольцах 3 в нспарнтельной зоне со стороны корпуса — фаекн. Капнллярные канавки 13 выполнены на плоских частях торцов колец 3 с расширением от центра к периферии в исяарительной зоне, а капилляр-: ные канавки 14 — на торцах колец 5 постоянными по ширине в конденсацнонной зоне.

Втулки 2 и 4 соединены между собой по торцам н. с кольцами 3 и 5 по диаметру пайкой, а в кондеисационной зоне втулки ,выполнены с углублениями на участках, контактирующих с кольцами, Транспортная зона 15 образована тонкостенными цилиндрамн 16 н 17, которые пайкой соединены с примыкающими к ням втулками 2 и 4. Кольцевая полость между цнлиндрамн 16 «17 .служит для транспортировки пара.

Тепловая труба работает следующим образом.

l. Тепловая труба с испарнтельной, транспортной и конденсацнонной зонами, содер658392 нсн и ни т е z д е атт и а

Фив и

Составитель И. Шишкова

Редактор Т. Иванова Текред О. Луговая Корректор Н. Стек

Заказ 2036/35 Тираж 72i Подписное

ИНИИПИ Государствгнъоги комитета СССР по делам нзббретений н открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Рау шска я н a6., д. 4/5

Фил н а л П П П с Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная.

9 жащая герметичный корпус в виде кольцевых втулок и капиллярную структуру, размещенную на стенках корпуса, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплопереноса, втулки выполнены Т-образного сечения и герметично соединены по наружному диаметру, а между втулками установлены кольца, образующие вместе с ними капилляриую структуру.

2. Труба по п. l, отличающпяся тем, что кольца выполнены с радиальными капиллярными канавками, расширяющимися в испарнтельной зоне от центра к периферии- н постоянной ширинм в коиденсационной зоне.

3. Труба по и. I, отличающаяся тем, что кольца в испарительной зоне со стороны корпуса выполнены с г1.асками, а втулки в конденсационный зоне -- с углублениями на участках, контактирующих с кольца3 ми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Елисеев В. Б., Данилов Е. И. и др.

Теоретическое и экспериментальное исследование предельных режимов тепловых труб. та Вып. 1364, М., ЦАГИ, 1971, с. 38.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2370591/06, кл. F 28 0 !5/00, 08.06.76, по которой принято положительное решение, ОмбаУ авала