Тепловая труба

 

Союз СоветскиМ

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< н848956 (61) Дополнительное кавт. свид-ву Р 682749 (22) Заявлено 170979 (21) 2820598/24-06 с присоединением заявки Но (51)M Кл 3

F 28 D 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230781, Бюллетень N9 27 (53) УДК 621. 565. .58(088.8) Дата опубликования описания 230781 (72) Авторы изобретения

В.Н. Николаев и С.Н. Скорынин (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменным устройствам, применяемым в энергетике, холодильной и космической технике, а также для охлаждения и тер5 мостабилизации электро-и радиоэлементов.

По основному авт. св. Р 682749, известна тепловая труба, содержащая соединенные при помощи паропровода и конденсатопровода конденсатор и

-испаритель, внутри которого размещен капиллярно-пористый наполнитель с паровыми каналами, сообщающимися с паропроводом, и расположенные 15 по торцам испарителя полости, сообщающиеся с конденсатопроводом, прц ем паровые каналы выполнены глухими с торцов и соединены с паропроводфм.через кольцевую проточку, вы- .20 пол@енную по периферии наполнителя, а торцовые полости соединены осевым каналом, выполненным в наполнителе.

Кроме того, конденсатор выполнен в виде трубопровода, расположенного параллельно осевому каналу в наполни теле, имеющему форму сопряженных конусов, а конденсатопровод введен внутрь канала до зоны их сопряжения fl) . ЗО

Недостаток данной тепловой трубы наличие в капиллярно-пористом наполнителе кольцевой проточки, а также большого количества паровых каналов в виде заглушенных с торцов отверстий, что резко снижает его прочность вследствие концентрации местных напряжений, вызывающих появление трещин и даже разрушение при воздействии, например вибрации. Это приводит к резкому падению основчого параметра характеристики капиллярно-пористого наполнителя, высоты капиллярного поднятия, способности удержания жидкого теплоносителя, засорению каналов частицами насадки, снижению теплопередающих свойств трубы, перегреву, выходу из строя дорогостоящей аппаратуры и, как следсвтие, к авариям.

Вследствие того, что капиллярнопористая насадка является малотеплопроводным материалом, промежуток между охлаждаемой поверхностью испарителя.и паровыми каналами служит своеобразной теплоизоляцией, препятствующей передаче тепла жидкому теплоносителю, снижая теплопередающие свойства этого устройства.

Кроме того, при изготовлении этой трубы основные операции (вакуумиро848956 вание внутреннего объема, заполнение его рабочей жидкостью, стравливание неконденсирующихся газов, герметизацию внутреннего объема) возможно выполнить лишь в специальной вакуумной камере, что дополнительно повышает трудоемкость изготовления,и стоимость этого устройства.

Цель изобретения — снижение трудоеМкости изготовления и повышение надежности тепловой трубы.

Указанная цель достигается тем, что в известной тепловой трубе одна из торцовых полостей снабжена штуцером, выведенным за ее пределы и имеющим вакуумплотный торец, а паровые каналы выполнены в периферийном слое наполнителя в виде пазов переменного сечения, уменьшающегося в направлении к торцовым полостям..

На фиг. 1 изображена тепловая труба, общий вид; на фиг. 2 — разрез

A-A на фиг. 1.

Тепловая труба содержит испаритель 1 и конденсатор 2, соединенные йосредством паропровода 3 и конденсатопронода 4. Паропровод 3, конденсатор 2 и конденсатопровод 4 выполнены в виде единого канала. Внутри испарителя 1 расположен капилляр-. но-пористый наполнитель 5, имеющий каналы 6 для выхода пара в паросборник 7, выполненный н виде кольцевого коллектора, размещенного н испарителе 1 концентрично относительно наполнителя 5 и сообщающегося с паропроводом 3. Возле торцон испарителя 1 выполнены полости 8, соединенные сквозным осевым каналом 9, выполненным н наполнителе 5, который пропитан жидким теплоносителем 10 до полного насыщения, причем внутренний объем трубы 12,вкЛючая конденса-; тор 2, паропровод 3 и конденсатопровод 4, заполнены теплоносителем 10 частично.

К одной из полостей 8 испарителя

1 подсоединен штуцер 12, имеющий вакуумплотный торец 13 эа пределами испарителя 1.

Паровые каналы б выполнены в виде пазов, сечение которых увеличивается от их глухого торца до выхода в парасборник 7, а поверхность капиллярно-пористого наполнителя 5 имеет участки 14 между паровыми каналами б, а также участки 15 между глухими торами паровых каналов б и торцами

16 й@полнителя 5, контактирующие без фазоров с охлаждаемой поверхностью 17 испарителя 1.

К наружной поверхности испарителя

1 подводится тепло (+О), а от ребер

11 конденсатора 2 отводится тепловой поток (-О).

Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к испарителю 1 теплоноситель 10, находящийся в прилегающих к поверхности подвода тепла капиллярах наполнителя 5, начинает испаряться, а образующийся пар поступает в каналы б, вызывая повышение давления в этой зоне.

5 )Вследствие отсутствия подвода тепла к полостям 8, температура и давление жидкости в этих зонах остаются на прежнем уровне. Возникает разность температур, а следовательно, разность давлений между этими зонами, вызывающая нытеснение жидкости .из паросборника 7, паропровода 3 и конденсатора 2 в торцовые полости 8.

Поступающий иэ паросборника 7 по паропроноду 3 пар поступает в конденсатор 2, который охлаждается внешним теплоотводом через ребра 11, вызывая конденсацию пара. Образующийся при конденсации пара жидкий теплоноситель перекрывает канал конЩ денсатора 2, а на образовавшуюся пробку давит пар, поступающий из паросборника, осуществляя движение жидкого теплоносителя по конденсатопроводу 4 во внутренний объем испарителя 1, распределяясь вокруг наполнителя 5 через осевой канал 9 и торцовые полости 8, обеспечивая тем самым постоянное смачинание наполнителя жидким теплоносителем 10. Вследствие того, что поверхность наполнителя 5 имеет участки 14 и 15, контактирующие беэ зазоров с поверхностью 17 испарителя 1,под действием капиллярных сил наполнителя 5 происходит постоянный подвод жидкого теплоносителя к этой поверхности 17, поддерживая постоянное интенсивное парообразование и теплоотвод от поверхности 17.

Вследствие того, что паровые ка40 калы б выполнены в виде пазов, происходит отвод пара из наиболее активной эоны парообразования, а в результате того, что сечение паровых каналов 6 увеличивается от глухого

4 торца в сторону паросборника 7, снижаются газодинамические потери при прохождении пара и обеспечивается повышение прочности капиллярно-пористого наполнителя 5 путем выпал о нения его с наиболее рациональным профилем поперечного сечения. Кроме того, обеспечивается возможность изготовлейия паровых каналов методом фреэерования или протягинания каждого по отдельности или одновременно всех паэон, а также возможность простого и надежного контроля до сборки тепловой трубы.

Наличие штуцера 12, сообщающегося с внутренним объемом испарителя и ф9 имеющегося вакуумплотный торец 13 за пределами испарителя, обеспечивает вазможность выполнения вакуумиронания внутреннего объема, заполнение его рабочей жидкостью, удаление

45 неконденсирующихся газов и гермети848956

Формула изобретения зацию труб не в спецнальиой вакуумной камере, а при обычном атмосферном давлении,-подсоединяя лишь этот

Штуцер к вакуумустановке, что значительно упрощает выполнение этих операций, особенно при изгостолении тепловых труб больших габаритов.

Тепловая труба по авт. св.Р 682749,® отличающаяся тем что, f

ВНИИПИ Заказ 6071/50

Тираж 706 Подписное

Филиал ППП"Патент", г.ужгород,.ул.Проектная,4 с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения надежности, одна из торцовых полостей снабжена штуцером, выведенным за ее пределы и имеющим вакуумплотный торец, а паровые каналы выполнены в периферийном слое наполнителя в виде пазов переменного сечения, уменьшающегося к торцовым полостям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 682749, кл. Р 28 D 15/00, 1978.