Тепловая труба

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ ВИДЕТЕ ЬСТВУ н>853347 (61) Дополнительное к авт.свид-ву Р 536389 (5!)М. Кл.

F 28 D 15/00 (22) Заявлено 0 1,1 179 (21) 2835542/24-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открыти й

Опубликовано 070881. Бюллетень N9 29 (53) УДК б 21 565,58 (088. 8) Дата опубликования описания 070881 (72) Автор изобретения

Г.Э,Лазаренко

1

I ( (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплотехнике,. в частности к тепловым трубам.

Известна тепловая труба, содержащая испаритель, конденсатор с электроизолированной частью корпуса между ними, трубопровод для возврата конденсата, отверстия для распыления рабочего тела, отверстия для прохождения конденсата во внутреннюю-полость трубопровода и зажимы для подключения

1О тепловой трубы к источнику высокого напряжения (1) .

Недостатками известной тепловой трубы являются низкая экономичность, связанная с эффектом перезарядки капель теплоносителя на охлаждаемой .поверхности, в результате которого капли приобретают заряд противоположного знака относительно центрального трубопровода и либо переносятся полем 2О обратно на трубопровод, существенно увеличивая потребляемый тепловой трубой ток, либо нейтрализуются при соударениях с каплями, летящими от трубопровода и вымываются потоком пара в заку конденсации; возможный перегрев стенки корпуса в зоне испарения при постоянном подводимом тепловом потоке, вызванный неравномерным орошением вследствие преимущественного 30 выноса капель теплоносителя потоком пара в сторону зоны конденсации;черезмерн о высокий подводимый пот енци ал вследствие ограничения расхода теплоносителя объемным зарядом капель в пространстве между осевым трубопроводом и поверхностью зоны испарения и ниэ кой тянущей способностью поля изза малой кривизны осевого трубопровода в районе отверстий.

Целью изобретения является снижение потребляемой электрической мощности и интенсификация теплообмена за счет увеличения расхода теплоносителя и более равномерного распределения его по поверхности зоны испарения, повышение электробеэопасности тепловой трубы за счет снижения рабочего. напряжения и использования более слаботочного источника питания.

Это достигается тем, что между осевой вставкой звездообразного сечения в зоне испарения .с отверстиями на концах лучей и корпусом с капиллярной структурой на участках испарения и конденсации в зоне испарения размещен соединенный с корпусом и изолированный от артерии Электрод, выполненный в виде сетки, причем каждая ячейка сетки расположена напротив соот853347 ветствующего отверстия осевой артерии и центры ячеек смещены относительно отверстий в сторону зоны конденсации на величину, увеличивающуюся в направлении к зоне конденсации от нуля до четверти размера ячейки.

На фиг. 1 изображен общий вид тепловой трубы; на фиг. 2 — поперечное сечение тепловой трубы в зоне испарения.

Тепловая труба содержит герметич.ный корпус 1 с капиллярной структурой

2 в зонах испарения 3 и конденсации 4, разделенных изолированной частью корпуса 5, осевую вставку 6, заполненную теплоносителем 7, с отверстиями 8 для прохода теплоносителя из зоны 4 конденсации внутрь вставки б и отверстиями 9 для распыления теплоносителя в зоне 3 испарения, выполненными на концах лучей 10 ° Между корпусом 1 и вставкой 6 помещен электрод 11, вы- 2О полненный в виде сетки, соединенный с корпусом 1 и изолированный от вставки 6, причем каждая ячейка сетки электрода 11 расположена напротив соответствующего отверстия 9 осевой вставки

6 и центры ячеек смещены относительо но отверстий 9 в сторону эоны 4 конденсации на величину, увеличивающуюся в направлении к зоне 4 конденсации от нуля до четверти размера ячейки.

К зажимам электродов 12 и 13 подводят высокое постоянное напряжение.

Капли теплоносителя попадают на поверхность зоны 3 испарения по траекториям А,Б. 35

Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 3 исйарения теплоноситель исйаряется из капиллярной структуры 2, проходит по кольцевому пространству, образованно- 4О му корпусом 1 и осевой вставкой б в зону 4 конденсации и конденсируется на капиллярной структуре 2, откуда .через отверстия 8 попадает во внут реннюю полость осевой вставки 6 . При подаче на электрод 13 высбкого постоянного напряжения относительно заземленного электрода 12 теплоноситель 7 вытягивается электростатическим полем иэ внутренней полости осевой вставки щ

6 через отверстия 9 на концах лучей

10 в пространство между электродом 11 и вставкой б в виде заряженных капель, которые разгбняются разностью потенциалов между эпектродом 11 и осевой вставкой 6 и поступают в кольцевую полость, образованную электродом 11 и корпусом 1, где движутся в основном по инерции, так как напряженность поля в этой области определяется только пространственным (объемным) заря- бО дом капель и много меньше напряженности поля в пространстве между электродом 11 и вставкой 6. Достигая поверхности эоны 3 испарения, капли теплоносителя отдают ей свой заряд и сма-65 чивают капиллярную структуру 2. Наличие на поверхности зоны 3 испарения капиллярной структуры 2 необходимо для предотвращения осушения поверхности испарения, что может привести к ее перегреву, несмачиваемости и прожогу. Капиллярная структура 2 равномерно распределяет поступающий в виде капель теплоноси тель по всей поверхности зоны 3 испарения. Вероятность перезарядки капель теплоносителя мала вследствие низкого значения напряженности поля на поверхность зоны 3 испарения. В зоне 3 испарения скорость пара в осевом направлении увеличивается от нуля до максимального значения в направлении к зоне 4 конденсации. Для предотвращения уноса капель теплоносителя в направлении к зоне 4 конденсации и вызванной этим неравномерностью орошения капиллярной структуры 2 зоны 3 испарения центры о ячеек сетки электрода 11 смещены относительно отверстий 9 в сторону зоны 4 конденсации от нуля до четверти размера ячейки, что искажает электрическое поле в зазоре между электродом 11 и вставкой б и искривляет траектории А,Б движения заряженных. капель тем сильнее, чем ближе отверстие

9 к зоне 4 конденсации, вызывая движение капель навстречу потоку пара и тем самым выравнивая степень орошения между различными участками зоны 3 испарения и предотвращая вынос теплоносителя в жидкой фазе в зону 4 конденсации.

Звездообразная форма сечения осевой вставки 6 в зоне 3 испарения позволяет снизить рабочее напряжение устройства, так как отверстия 9 размещены на лучах 10, имеющих значительно большую кривизну поверхности в окрестности отверстий по сравнению с осевой артерией круглого сечения, и вследствие того, что для цилиндрической геометрии напряженность поля у поверхности обратно пропорциональна радиусу кривизны, а электрическое давление, действующее на поверхность конденсата, пропорционально квадрату напряженности поля, уменьшение радиуса кривизны в два раза эквивалентно увеличению рабочего напряжения в четыре раза.

Использование описываемой конструкции позволяет повысить тепловой трубы за счет снижения рабочего напряжения и потребляемого тока интенсифицировать теплообмен за счет увеличение расхода теплоносителя и более равномерного распределения его по поверхности зоны испарения, повысить электробезопасность трубы за счет снижения рабочего напряжения и использования более слаботочного источника питания и повысить надежность вследствие меньшей вероятности электрического пробоя при работе на бо85 3347

Формула изобретения

Составитель Ж.Можаева Редактор Т.Загребельная Техреду. Пекарь КорректорВ..Бутяга

Заказ 5614/10 Тираж 706 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 лее низких напряжениях источника питания.

Тепловая труба по авт . св . 95 36 389, 5 отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и интенсификации теплообмена, в зоне испарения корпуса между ним и вставкой дополнительно размещен электрод в виде сетки, электрически соединенной с корпусом, а вставка в этой зоне. имеет звездообразное сечение и ее перфорации расположены на концах лучей звез-. ды, причем ячейки сетки смещены относительно перфораций вставки в направлении зоны конденсации на величину, увеличивающуюся от нуля до четверти размера ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 536389, . кл. F 28 D 15/00, 1977.