Тепловая труба

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (s1)s F 28 D 15/ 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12

13 (21) 4897046/06 (22) 27.12.90 (46) 23.09.92. Бюл. ¹ 35 (71) Научно-производственное обьединение

"Энергия" (72) В.Л,Л осев, Г.Е. Кел и í, M.Â. Сигал и

В.Н. Борискина (56) Авторское свидетельство СССР № 1027501, кл. F 28 D 15/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 851084, кл. F 28 D 15/02, 1979. (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА (57) Использование; в теплопередающих устройствах. Сущность изобретения: в корпусе 1 коаксиально установлена с образованием зазора вставка 4 в виде перфорированного конуса 12. Вставка 4 снабжена винтовым оребрением 5. Последнее образует винтовой канал, B зазоре установлена перфорированная перегородка 7 с гидрофильным пористым покрытием 8.

Последнее контактирует с оребрением 5.

Конус P снабжен снаружи гидрофобным пористым покрытием 13. На границе зон транспорта и конденсации установлена заглушка 9 с образованием камеры 10. Камера

10 сообщена с зоной испарения посредством конденсатопроводов 11. Выходные концы конденсатопроводов 11 расположены ниже уровня теплоносителя. 1 ил.

1763852

Изобретение относится к теплоэн угетике, а именно к теплопередающим устройствам.

Известна тепловая труба, содержащая корпус, частично заполненный теплоносителем с зонами конденсации и испарения, концентрично установленную внутри корпуса с образование винтового канала вставку со спиральным оребрением на наружной поверхности (1).

Известна тепловая труба, принятая в качестве прототипа и содержащая цилиндрический корпус с зонами испарения, конденсации и транспорта, в последней из которых с зазором по отношению к корпусу установлена полая вставка, снабженная винтовым наружным оребрением, образующим в упомянутом зазоре винтовой канал (2).

Недостатками указанных устройств является низкая термодинамическая эффективность процесса конденсации, а также низкие теплопередающие характеристики из-за плохого качества отделения жидкой фазы теплоносителя. Действительно, при работе тепловых труб отдельные капли жидкой фазы теплоносителя подхватывают паром и переносятся в зону конденсации. При этом толщина пленки конденсата увеличивается и повышается термическое сопротивление.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно; интенсификация процесса конденсации и повышение теплопередающей способности за счет улучшения разделения фаз теплоносителя.

Указанная, цель достигается тем, что в упомянутом зазоре между зонами транспорта и конденсации установлена заглушка с образованием камеры, сообщенной с зоной испарения посредством по крайней мере одного конденсатопровода, входной конец которого расположен в зоне заглушки, а выходной — ниже уровня теплоносителя в зоне испарения, при этом вставка выполнена в виде перфорированного конуса, обращенного вершиной к зоне испарения и снабженного снаружи пористым покрытием из гидрофобного материала, а в зазоре между корпусом и вставкой в контакте с заглушкой коаксиально установлена продольная цилиндрическая перфорированная вставка, образующая с корпусом жидкостной канал и снабженная пористым покрытием из гидрофильного материала, контактирующим с оребрением вставки.

На чертеже схематично изображен продольный разрез тепловой трубы.

Тепловая труба содержит герметичный корпус 1, частично заполненный теплоносителем с зонами 2, 3 конденсации и испарения. Внутри корпуса 2 установлена с образованием винтового канала полая вставка 4 со спиральным оребрением 5 на наружной поверхности. Между корпусом 1 и вставкой 4 с образованием канала 6 для прохода жидкой фазы теплоносителя уста10 новлена цилиндрическая перфорированная перегородка 7 с гидрофильным пористым

55 покрытием 8, контактирующим со спиральным ореберением 5. Заглушка 9 образует с корпусом 1 в зоне конденсации 2 и с наружной поверхностью верхней части вставки 4 камеру 10 для сбора конденсата, Камера 10 гидравлически сообщена посредством конденсатопроводов 11 с зоной испарения 3 под уровнем теплоносителя. Вставка 4 выполнена в виде перфорированного конуса

12 с гидрофобным пористым покрытием 13 со стороны спирального ореберения 5, вершина которого направлена в зону 3 испарения.

Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 3 испарения теплоноситель нагревается и, испаряясь, попадает в винтовой канал постепенно уменьшающейся ширины, образованный спиральным оребрением 5 и боковыми поверхностями гидрофобного и гидрофильного покрытий конуса 9 и перегородки 6, в котором происходит закручивание потока и полное расслоение фаз, Жидкая фаза теплоносителя отбрасывается на перфорированную перегородку 7 с гидрофильным пористым покрытием 3, в паровая фаза движется вблизи перфорированного конуса 12 с гидрофобным пористым покрытием 13.

При этом жидкая фаза постепенно проходит сквозь проницаемую для нее перегородку 7 с гидрофильным покрытием 8 и через канал

6 поступает в зону испарения, Паровая фаза теплоносителя проходит сквозь проницаемый для нее перфорированный конус 12 с гидрофобным пористым покрытием 13 и поступает в зону конденсации 2. Образующийся в зоне конденсации 2 конденсат стекает в камеру 10 для сбора конденсата, откуда по конденсатопроводам 11 поступает в зону 3 испарения под уровень теплоносителя.

Размещение конуса 12 и перегородки 7 друг против друга поверхностями с гидрофобным и гидрофильным покрытиями 13, 8 и изготовление вставки в виде конуса 12 с заглушкой 9 позволяет повысить производительность и полноту разделения парожидкостной смеси.

1763852

Формула изобретения

Тепловая труба, содержащая цилиндрический корпус с зонами испарения, конденсации и транспорта, в последней из которых

Составитель С.Бугорская

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор В.Иванова

Заказ 3448 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, 101

Использование цилиндрической перфорированной перегородки 7 и перфорированного конуса 12 позволяет уменьшить толщины гидрофильного пористого покрытия 8 и гидрофобного пористого покрытия

13, за счет придания им жесткости, а следовательно, снизить их гидравлическое сопротивлениеие.

В качестве гидрофильного пористого покрытия 8 можно испольэовать, например, мелкоячеистую сетку, которая для уменьшения среднего размера отверстий может быть сложена в несколько слоев, спрессована и спечена. Гидрофобное пористое покрытие 13 может быть изготовлено, например, из фторопласта, полиэтилена и т,п.

Технико-экономический эффект при использовании тепловой трубы возникает за счет эффективного улавливания капель жидкой фазы теплоносителя из восходящего парожидкостного потока, что приводит к интенсификации теплообмена, с зазором по отношению к корпусу установлена полая вставка, снабженная винтовым наружным оребрением, образующим в упомянутом зазоре винтовой канал, о т л и ч а5 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения теплопередающей способности за счет улучшения разделения фаз теплоносителя и интенсификации процесса конденсации, между зонами транспорта и конденсации

10 установлена заглушка с образованием камеры, сообщенной с зоной испарения посредством по крайней мере одного конденсатопровода, входной конец которого расположен в зоне заглушки, а выходной

15 — ниже уровня теплоносителя в зоне испарения, при этом вставка выполнена в виде перфорированного конуса, обращенного вершиной к зоне испарения и снабженного снаружи пористым покрытием из гидро20 фобного материала, а в зазоре между корпусом и вставкой в контакте с заглушкой коаксиально установлена продольная цилиндрическая перфорированная вставка, образующая с корпусом жидкостной. канал

25 и снабженная пористым покрытием из гидрофильного материала, контактирующим с оребрением вставки.