Тепловая труба

 

О П

Союз Советскык

Социапыстическык

Республик

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i >787876

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.0179 (21) 2712790/24-0.6 с присоединением заявки № (23) Приоритет (Я}м. к„.з

F 28 D 15/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытн Й

Опубликовано 151280 Бюллетень ¹ 46 (- З} УДК 621. 565..58(088.8) Дата опубликования описания 151280 (72) Автор изобретения

Ю.И. Бондаренко

Зональный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий "ТАМЗНИИЭП" (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для передачи тепла в гелиоустановках, и может быть использовано во многих областях народного хозяйства, когда необходимо передавать тепло в направлении действия сил гравитации.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является тепловая труба, содержащая испаритель и расположенный под ним конденсатор, соединенные транспортным участком, на котором установлен сборник конденсата, размещенный над испарителем и связанный с последним с помощью сифона, 15 и резервуар, расположенный над сборником конденсата и соединенный с нижней частью конденсатора (1 .

В известных тепловых трубах частич. но конденсируется пар в резервуаре, 20 расположенном над сборником конденсата, что ведет к снижению ее эффективности. Это происходит следующим образом. Для сохранения расчетногд тепло-, вого режима системы, в периоды термо- 25 динамического сжатия и расширения насыщенного пара теплоносителя в верхней части резервуара в зависимости от типа примененного теплоносителя объем .резервуара выполняется большим, чем 30 объем теплоносителя, заправляемого в тепловую трубу, что создает условия для поступления пара высокого давления в резервуар. За период возврата теплоносителя из конденсатора в испаритель иэ-за резкого уменьшения коэффициента теплоатдачи от нагретой стенки во внутренний объем происходит перегрев стенки испарителя до температуры выше рабочей.

При поступлении теплоносителя иэ сборника конденсата в перегретый испаритель происходит нагрев части теплоносителя, попавшей первой в испаритель, до температуры выше рабочей и образование паровой фазы повышенного давления. Этот пар с большой скоростью, минуя конденсатор, преодолевает противодавление столба жидкости в трубопроводе, соединяющем резервуар с нижней частью конденсатора, поступает в резервуар, объем которого больше объема вытесненного теплоносителя, где и конденсируется, Таким образом, имеют место бесполезные потери тепла в окружающую среду за счет конденсации пара в резервуаре, расположенном над сборником конденсата. Другим недостатком известных труб является также то, что к моменту выпаривания

78787б в испарителе scего теплоносителя конденсат полностью заполняет объем . конденсатора, тем самым исключая его использование для конденсации перегретых паров, что вызывает необходимость использования дополнительных поверхностей конденсации.

Цель изобретения — повышение технологичности и надежности работы трубы. цель достигается тем, что под резервуаром размещена демпфирующая ем- 10 кость, сообщающаяся как с реэервуа" ром, так и с конденсатором, и тем, что емкость сообщена с резервуаром посредством калиброванного отверстия.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая тепловая труба, в нерабочем положении (перед пуском); на фиг. 2 — то же, в рабочем положении.

Тепловая труба содержит испаритель 1 и расположенный под ним конденсатор 2, соединенные транспортным участком 3, на котором установлен сборник 4 конденсата, размещенный над испарителем 1.

Сборник 4 конденсата связан с испарителем 1 посредством сифона 5.Ниж- 25 няя часть конденсатора 2 соединена с демпфирующей емкостью б, которая . соединена калиброванным отверстием

7 с резервуаром 8, расположенным над сборником 4 конденсата. 30

Тепловая труба работает следующим образом.

Перед пуском трубы конденсат занимает такое положение, что испаритель

1 оказывается заполненным конденса- З5 том. При подводе тепла к испарителю

1 конденсат .начинает испаряться, давление пара в нем повышается и начинает превышать давление пара в демпфирующей емкости б и резервуаре 8, вследствие этого конденсат вытесняется паром иэ транспортного участка 3 и конденсатора 2 в демпфирующую емкость б и через калиброванное отверстие 7 в резервуар 8.

Пар конденсируется на поверхности 45 конденсатора 2, отдавая тепло. Ilpoцесс передачи тепла продолжается до тех пор, пока в испарителе 1 не испарится весь имеющийся там конденсат.

Сконденсировавшийся пар снизит Я) свое давление и под действием силы тяжести конденсат начинает посту пать через калиброванное отверстие 7 из резервуара 8 в демпфирующую емкость 6 и конденсатор

2.. Причем благодаря калиброванно. му отверстию 7 происходит замед-. ленное заполнение конденсатора 2 и

-конденсация перегретых паров в открытой части конденсатора 2. После снижения давления разогретых паров и по- ступления всего имеющегося конденсата из резервуара 8 через калиброванное отверстие в демпфирующую емкость б происходит заполнение конденсатом под действием силы тяжести конденса- б5 тора 2, транспортного участка 3 и сборника 4 конденсата.

Затем происходит срабатывание сифона 5 и заполнение испарителя 1 конденсатом. Попадание конденсата в испаритель 1 на нагретую выше рабочей температуры поверхность вызовет образование пара повышенного давления, который преодолеет противодавление столба жидкости в трубопроводе, сое диняющем демпфирующую емкость б с нижней частью конденсатора 2, и заполнит теплоносителем демпфирующую емкость б. При этом объем демпфирующей емкости б выбран таким образом, что при полном ее заполнении открыта часть поверхности конденсатора 2, а диаметр калиброванного отверстия 7 сделан таким, чт а только к моменту снижения давления пара до рабочего давления полностью откроется поверхность конденсатора 2, при этом часть конденсата через калиброванное отверстие 7 будет вытеснена в резервуар 8.

После заполнения испарителя 1 конденсатом иэ сборника 4 конденсата через сифон 5 температура на испарителе

1 снизится до рабочей и дальнейшая работа тепловой трубы происходит при рабочей температуре на испарителе 1.

После выпаривания в испарителе 1 всего попавшего туда конденсата процесс повторится.

Присоединение к нижней части конденсатора 2 демпфирующей емкости б позволяет ограничить объем занимаемый паром повышенного давления зоной конденсатора 2, а соединение демпфирую- щей емкости б с резервуаром 8 калиброванным отверстием 7 позволяет снизить скорость поступления конденсата в резервуар 8 и, тем самым, сконденсирОвать весь пар высокого давления на охлаждаемой поверхности конденсатора 2 и снизить его давление до рабочего давления.

Предлагаемая тепловая труба по сравнению с известной в одинаковых условиях (рабочая температура 75 С,температура перегрева испарителя 140 С длительность цикла передачи тепла

25 мин, длительность цикла возврата

5 мин, тепловой поток на испарителе

300 Вт) имеет КПД эа полный цикл (30 мин) выше на 10,03, что позволяет увеличить эффективность передачи тепла в направлении действия сил гравитации. формула изобретения

1. тепловая труба, содержащая испаритель, и расположенный под ним конденсатор, соединенные транспортным участком, на котором установлен сборник конденсата, размещенный над испарителем и связанный с последним с помощью сифона, и резервуар, расположенный над сборником конденсата и соединенный с нижней частью конденса:тора, отличающаяся тем, 787876

Фнг.2

Составитель Т. Юдина

Редактор С. Тараненко Техред М. Голинка Корректор Н. Стец

Заказ 8333/45 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пО дЕлам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 что, с целью повышения технологичности и надежности, под резервуаром раз- мещена демпфирующая емкость, сообщающаяся как с резервуаром, так и с конденсатором.

2. Труба по п. 1, о т л и ч а ю — щ а я с я тем, что демпфирующая емкость сообщена с резервуаром посредством калиброванного отверстия.

Источники информацйи, принятые во внимание при экспертизе

1. ABTopcKo& свидетельство СССР по заявке У 2543619, кл. F 28 0 15/00, 5 V77.