Плоская тепловая труба

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛик (! 9) (1! ) (я)з F 28 0 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по и306Ретениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772178/06 (22) 20.12.89 (46) 30,12,91. Бюл, М 48 (71) Уральский политехнический институт им. С,M.Êèðîâà (72) M.Ø,Ãàäåëüøèí, Ю.Е.Долгирев и

В.Н. Кривда (53) 621,565.58 (088.8) (56) Патент США N 3613778. кл. 165/105, опублик. 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 853348, кл. F 28 D 15/02, 1981. (54) ПЛОСКАЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБА (57) Изобретение относится к теплотехнике. а именно к тепловым трубам, и может быть использовано для охлаждения вертикально расположенных крупногабиритных печатных плат электронной аппаратуры. Цель изобретения — увеличение поверхности теплосьема при вертикальном расположении трубы. Указанная цель достигается путем выполнения капиллярной структуры в виде размещенных с зазорами по высоте корпуса секций, При этом каналы образованы продольными пластинами 2 — 4 с поперечными прорезями в зоне 7 испарения и продольными — в зоне конденсации. Количество продольных прорезей вдвое больше поперечных. Причем у крайних пластин 2 поперечные прорези совпадают по размеру с секциями капиллярной структуры, а у последующих они имеют переменную ширину, уменьшающуюся в направлении зоны 9. В центральной пластине

4 каждая поперечная прорезь соединена с двумя прорезями зоны 9, Изобретение позволяет осуществить теплосьем со всей поверхности трубы за исключением эоны 9.

7 ил. ,У- В

1702148

Соединение корпуса, капиллярной структуры и пластин может производиться способом диффузионной сварки в вакууме. 3

Тепловая труба работает следующим 40 ко образом. 1ь

Подвод тепла осуществляется чере то корпус 1 только в зоне 7 испарения, где р расположены секции капиллярной структуры 5. Тепло также может подводиться толь- 45 и. ко к одной или нескольким секциям, п допускаются также точечные источники, к

Теплоноситель, испаряясь на поверхнссти к, раздела жидкость — пар из капиллярной структуры 5, насыщенной теплоносителем), 50 ра отводится в виде пара по каналам 8 и 6, ло образованным пластинами 2, 3, и 4, в зону

9 конденсации. Здесь пар конденсируется и конденсат под действием силы тяжести стекает по каналам 6 и 8 в испарительную зону 55

7. Так осуществляется постоянная цирк>ляция теплоносителя от зоны испарения к зоне и обратно.

Капиллярный напор, развиваемый капиллярной структурой, должен быть таки, конденсаторной зон тепловг и трубы для

KoHvoåòíûõ условий ее работы.

На фиг.1 показан корпус с капиллярной структурой; на фиг.2 — 4 — пластины с прорезями; на фиг.5 — разрез А-А на фиг,3; на 5 фиг,6 — разрез Б-Б на фиг,4; на фиг.7 — разрез В-В на фиг.3, Тепловая труба содержит корпус 1 с расположенной в зоне 7 испарения капиллярной структурой 5, выполненной ь виде !О секций, чередующихся по высоте корпу= ;, и заполненной теплоносителем, Капилля,,зн-;s структура может быть различнои, нап . пе!. пористый металл, полученный спе,; ем металлического порошка, несколько слоев 15 сеток и т.д, Рабочей жидкостью может быть вода, ацетон, спирт и т.д. (как в любой тепловой трубе). Каналы 6 и 8 для пр:хода пара и жидкости образованы пятью поо дольными пластинами 2 — 4, устанпвлсhrrы- ;Г ми по всей длине корпуса 1 и имеющими зоне 9 конденсации продольные, а в зorre; испарения — поперечные прорези, располоI женные на уровне секций капиллярн.й структуры 5. Количество продольных прорв- 25 эей вдвое больше поперечных, у край.,«х пластин 2 поперечные прорези coRn .1àroò по размеру с секциями капиллярной отру туры 5, у последующих пластин 3 они имсют переменную ширину, уменьшающуюс: от Л прорези к прорези в направлении зоны <;конденсации, а в центральной пластине 4 каждая поперечная прорезь дополнительно соединена с двумя продольными каналами 6 с образованием LI-образных каналов. 35 чтобы обеспечивался подьем жидкости в пределах одной секции, а не на всю суммарную высг>ту зоны испарения, если бы в ней капиллярная структура билл сплошнoë, Для апробации предлагаемого устройства изготовлена плоская тепловая труба высот JA i 3 !, <. . р. rI-:Ой 1 " 0 мм толщи ной

7,4 мм i(иг.1 и 2 . Данное устройс1ао представляет пак -r из пяти пластин нержавеющей стали с ппс;1:чьнь пи и поперечными прорез,мй, обра-у ощi:r è «аналы,;.оедин;.нных "ежду соб.. I ди."фузионной сварКОР и !3ао П ) ЛО,"« .:Н r»!" ВН>, РИ П lOCKOI О

0,0 мм. Общая высота зоны испарения ! 9!: мм, каждая секция имеет высоту 62 мм, шири> у 150 мм. Каждый из шести продольчыx каналов в зоне кондr:Hcации имел высоту 3!) мм, ширину 20 мм. Испытания проводили при тепловых нагрузках в 15, 30, 60 Вт Заправлялась труба ацетоHом. Значе; r- перепадоь температур(при этих нагрузкnxj м жду зонами испарения и конденсации состав 1яли cool ветственно

:,3. 1,8 14.2 С, что свидетельс гвует о рзбогосггособности тег;ловой трубы предлагаемой к.ч струкции. ! с- ользоеание предлагаемой плоской рубы позволяет вертикальным набором секц«й осуществить теплосьем со всей поR!)xI oc и вертикально pacnnno+eIIIIoй лсск :. тепловой трубы, за исключением он I кor д:нсации. R нашем примере эона нденсации составляет 1/3 от общей высо грубы зона исп;.рсния oIран чивается л . о, слоьиями oxëàæäåíèÿ конденсатоа и:.;.н |r Rc- большую часть трубы, в то г, мя, о. у известных устройс. в теплопод,д при вер и«ально л расположении трубы роиз-.одится только в ее нижней чэсти. Та ;ï образо и, подтверждается более высоя работоспособность за счет увели чения

I.. хности теплосьема при вертикалном споло кении предлагаемой плоской тепвой трубы пп сравнению с известными, Формула изобретени

Плоская тепловая труба, содержащая

Iropn,"., г зоами испарения и конденсации, сн бженьь и на стенках в зоне испарения KB пилля; ной структурой и системой продольных и попер чных каналов, о т л и ч а ю щ ая с я -, ., что, с целью увеличения поверхности тегг,ocüåìà при вертикальном распо1702148 ложении трубы, капиллярная структура выполнена в виде секций, размещенных с зазорами по высоте корпуса, а каналы образованы пятью продольными пластинами, установленными по всей длине корпуса и имеющими в зоне конденсации продольные, а в зоне испарения — поперечные прорези, расположенные на уровне секций капиллярной структуры, при этом количество продольных прорезей вдвое больше поперечных, у крайних пластин поперечные прорези совпадают по размеру с секциями капиллярной структуры, у последующих они имеют переменную ширину, уменьшаюЩу5 юся от прорези к прорези в направлении зоны конденсации, а в центральной пластине каждая поперечная прорезь дополнительно соединена с двумя продольнь|ми прорезями эоны конденса .ии с образава10 нема-образных каналов.

1702148

5 - 5

Л-А

Фиг.5

Фиг.б

« » ОЩ> жаЬосеь

Составитель С.Бугорская

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор M.Ïåòðîâà

Заказ 4532 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1О1