Тепловая труба

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>958835

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.80 . (21) 2958499/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F 28 D 15/00

Гоеударственнмй комитет

СССР

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 25.09.82 (53) УДК 621.565..58 (088.8) по делам изобретений и открмтий

А. Г. Кузин, В. И. Боронин, П. А. Былинович, В. В. Субботский и В. И. Шаранок (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

1Изобретение относится к теплообменнику и может быть использовано для охлаждения электронной аппаратуры.

Известна тепловая труба, содержащая корпус с перегородкой, разделенной на отсеки с зонами испарения и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структу ру (1).

Недостатками указанной тепловой трубы являются относительно низкая термодинамическая эффективность и невысокая эксплуатационная надежность. Низкая термодинамическая эффективность объясняется тем, что пар в отсеках движется навстречу конденсату (рабочему телу), который под воздействием капиллярных сил возвращается в испарительный участок. Встречное движение пара и конденсата увеличивает гидравлическое сопротивление конденсата.

При больших скоростях пара из-за встречного движения пара и конденсата может произойти нарушение циркуляции конденсата, а это приводит к частичному осушению фитиля (капиллярно-пористого наполнителя) в зоне испарения и пережогу стенки корпуса. Кроме того, имеются относительно «сухие» центральные области перегруза в наполнителе, расположенном над коммутационной пластиной горячих спаев в каждом отсеке, что снижает надежность работы тепловой трубы.

Цель изобретения — повышение надежности трубы.

Эта цель достигается тем, что в тепловой трубе, содержащей корпус с перегородкой, разделенной на отсеки с зонами испарения и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структуру, термоэлектрические батареи установлены со смещением, перегородка размещена параллельно стенкам корпуса и имеет один перфорированный ко. нец и другой, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха одной из батарей, при этом к кожуху второй батареи присоединено ребро, установленное эквивалентно перегородке, перфорация которой расположена напротив капиллярно-пористой структуры кожуха этой батареи, а участок кожуха первой из них, выполненный

958835 без капиллярно-пористой структуры, пр.: мыкает к стенке корпуса.

На чертеже изображена тепловая;.руба.

Тепловая труба содержит корпус 1 с перегородкой 2, разделенной на отсеки 3 и 4 с зонами испарения 5 и конденсации 6, термоэлектрические батареи 7 и 8, снабженные соответственно кожухами 9 и 10, имеющими капиллярно-пористую структуру 11 и 12 соответственно. 10

Перегородка 2 имеет перфорированный конец 13 и конец 14, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха 9 термоэлектрической батареи 7. К кожуху

10 термоэлектрической батареи 8 присоединено ребро 15. В капиллярно-пористой структуре 12 выполнены каналы 16.

Труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 5 отсека 4 рабочая жидкостЬ испаряется в капиллярнопористой структуре 12 и пары по каналам

16 устремляются к холодным спаям термоэлектрической батареи 8. В результате контатка пара с холодными спаями пар конденсируется. Присутствие холодных спаев термоэлектрической батареи 8 в непосред-. ственной близости от зоны 5 испарения способствует выравниванию температурного поля в этой зоне, что создает возможность работы при наличии неравно распределенной тепловой нагрузки.

На горячих спаях термоэлектрической батареи 8 выделяется тепло, нагревая ребро зo

15 и испаряя рабочую жидкость в капиллярной пористой структуре 12, примыкающей к горячим спаям данной батареи. Образовавшийся пар устремляется в паровой канал, образованный ребром 15 и перегородкой 2, общей для обоих отсеков 3 и 4, и поступает в зоне 6 отсека 4. Далее пар конденсируется в зоне 6 конденсации данного отсека. Часть этого конденсата возвращается в зону 5 испарения отсека, другая по капиллярно-пористому материалу ll пос- 4О тупает в отсек 3, в район выделения тепла горячими спаями термоэлектрической батареи 7. 3а счет наличия двух термоэлектрических батарей 6 и 7 между зоной 5 испарения в районе ребра 15 и зоной 6 конденса- 4> ции отсека 4 существует постоянная разность температуры, -а следовательно, постоянная разность давлений, под действием которых и происходит постоянная подпитка рабочей жидкостью зоны 5 испарения отсека 3 и капиллярно-пористого материала 11.

Часть конденсата, поступившая в отсек 3 по капиллярно-пористому материалу 11, испаряется и в виде пара устремляется в паровой канал, образованный внутренней поверхностью корпуса 1 и перегородкой 2.

Далее пар поступает в зону конденсации отсека 3, где конденсируется и скапливается в виде конденсата. 3а счет энергии пара скапливающийся конденсат выдавливается через перфорации перегородки и распыляется в сторону горячих спаев термоэлектрической батареи 8.

Подача конденсата на поверхность испарения путем распыла увеличивает интенсивность теплообмена в тепловых трубах благодаря получению большого полезного гидравлического напора и увеличению поверхности испаряющейся жидкости. В предлагаемой тепловой трубе в результате разделения потоков конденсата и пара практически во всем ее объеме полностью устраняется противоток, значительно уменьшается по сравнению с известной трубой срыв жидкости со стенок капилляров паром, исчезают «сухие» области перегрева в капиллярно-пористом материале. Благодаря этому в трубе можно увеличить скорость подачи рабочей жидкости в зоны испарения и скорость подачи пара в зоны конденсации, что повышает термодинамическую эффективность. В предлагаемой тепловой трубе исключено высыхание, перегрев и пережог зон испарения, что значительно повышает эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

Тепловая труба, содержащая корпус с перегородкой, разделенный на отсеки с зонами испарения и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капиллярно-пористую структуру, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности, термоэлектрические батареи установлены со смещением, перегородка размещена параллельно стенкам корпуса и имеет один перфорированный конец и другой, контактирующий с капиллярно-пористой структурой кожуха одной из батарей, при этом к кожуху второй батареи присоедино ребро, установленное эквивалентно перегородке, перфорация которой расположена напротив капиллярно-пористой структуры кожуха этой батареи, а участок кожуха первой из них, выполненный без капиллярно-пористой структуры, примыкает к стенке корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 389364, кл. F 25 В 19/04, 1973.

Составитель Т. Юдина

Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 6762 53 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4