Термосифон

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к регулированию температуры аккумуляторов, и может использоваться для охлаждения энергонасыщенного авиационного оборудования, электронных устройств, электротехнических и других тепловыделяющих агрегатов. Термосифон содержит испаритель и коллектор, которые соединены между собой n-полыми цилиндрическими каналами, имеющими общее внешнее поперечное оребрение, при этом каналы наполовину заполнены антифризом, внутри каждого канала расположен фитиль капиллярной структуры. На дне испарителя, внутри него, расположен интенсификатор кипения сетчатой структуры. Испаритель заполнен перфтортриэтиламином. Испаритель, коллектор, каналы с оребрением, фитиль и интенсификатор кипения сетчатой структуры выполнены из меди. Технический результат: повышение эффективности охлаждения энергонасыщенного оборудования и обеспечение его теплового режима. 2 ил.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к регулированию температуры аккумуляторов, и может использоваться для охлаждения энергонасыщенного авиационного оборудования, электронных устройств, электротехнических и других тепловыделяющих агрегатов.

Известно устройство для охлаждения аккумуляторной батареи [SU 864390, МПК H01M 10/50, опубл. 15.09.1981], содержащее корпус с входным и выходными отверстиями, нижнюю и боковую воздухораспределительные камеры. Под нижней воздухораспределительной камерой расположен воздуховод с заслонкой, а на боковых стенках корпуса выполнены воздухозаборники в виде жалюзи.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность охлаждения.

Известен также модуль охлаждения [RU 108689 U1, МПК H01L 23/34 (2006.01), опубл. 20.09.2011], который содержит тепловую трубу, радиаторы охлаждения и крепежные элементы, с помощью которых радиаторы охлаждения крепятся к тепловой трубе в зоне конденсации теплоносителя. В местах контакта тепловой трубы и радиаторов охлаждения содержится слой легкодеформирующегося теплопроводящего материала. В качестве крепежных элементов используются заклепки, изготовленные из того же материала, из которого изготовлены тепловая труба и радиаторы охлаждения.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность охлаждения. Кроме того конструктивные особенности модуля охлаждения не позволяют использовать его для охлаждения энергонасыщенного оборудования.

Известен термосифон [RU 108884 U1, МПК H01L 23/34 (2006.01), H01L 23/36 (2006.01), опубл. 27.09.2011], выбранный в качестве прототипа, состоящий из испарителя и радиатора, имеющего как минимум два полых канала, соединенных с одной и другой стороны с помощью коллектора. Коллектор со стороны испарителя разделен на две части, каждая из которых соединена с испарителем.

Недостатком этого термосифона является низкая эффективность охлаждения, сложное конструктивное исполнение. Этот термосифон не предназначен для охлаждения энергонасыщенного оборудования.

Задачей полезной модели является расширение арсенала средств аналогичного назначения.

Поставленная задача решена за счет того, что термосифон, также как в прототипе, содержит испаритель и коллектор, которые соединены между собой n-полыми цилиндрическими каналами, имеющими общее внешнее поперечное оребрение, при этом каналы наполовину заполнены антифризом.

Согласно полезной модели на дне испарителя, внутри него, расположен интенсификатор кипения сетчатой структуры. Испаритель заполнен перфтортриэтиламином. Внутри каждого канала расположен фитиль капиллярной структуры. Испаритель, коллектор, каналы с оребрением, фитиль и интенсификатор кипения сетчатой структуры выполнены из меди.

Использование в предлагаемом термосифоне интенсификатора кипения сетчатой структуры позволяет ускорить процесс кипения перфтортриэтиламина в испарителе, а фитиль капиллярной структуры, расположенный в каждом канале, обеспечивает равномерный возврат сконденсировавшихся паров перфтортриэтиламина в испаритель. Кроме того, использование такого фитиля повышает отвод теплоты от паров перфтортриэтиламина к каналам с внешним поперечным оребрением. Выполнение всех конструктивных элементов термосифона из одного материала позволяет исключить возникновение электромеханической коррозии и повышает надежность конструкции. Таким образом, предлагаемый термосифон позволяет эффективно охлаждать энергонасыщенное оборудование и обеспечить его тепловой режим.

На фиг. 1 представлен общий вид термосифона.

На фиг. 2 показан вид по А-А на термосифон фиг. 1.

Термосифон содержит прямоугольный испаритель 1, соединенный n-полыми цилиндрическими каналами 2, имеющими общее внешнее поперечное оребрение 3, с прямоугольным коллектором 4. Зазор между оребрением 3 составляет 5 мм. На дне испарителя 1, внутри него, расположен интенсификатор кипения сетчатой структуры 5. Размер ячейки составляет 5×5 мм. Внутри каждого канала 2 размещен фитиль 6 капиллярной структуры. Толщина фитиля составляет 0.15-0.2 диаметра канала. Испаритель 1 заполнен перфтортриэтиламином. Каналы 2 наполовину заполнены антифризом 65. Все конструктивные элементы термосифона изготовлены из одного материала, например из меди.

Термосифон устанавливают непосредственно на энергонасыщенное оборудование, при работе которого мощность тепловых потерь передается испарителю 1, а далее интенсификатору кипения сетчатой структуры 5. Перфтортриэтиламин закипает на поверхностях интенсификатора кипения сетчатой структуры 5. Пары перфтортриэтиламина попадают в каналы 2, заполненные антифризом 65. Так как плотность перфтортриэтиламина в 1.8 раза больше чем у антифриза 65, а температура насыщения почти в 2 раза меньше чем у антифриза 65, следовательно, более тяжелый перфтортриэтиламин полностью заполняет внутренний объем испарителя 1, а более легкий антифриз 65 располагается выше испарителя 1 в каналах 2, и более легкокипящий перфтортриэтиламин автоконденсируется в объеме антифриза 65.

В данной конструкции конденсация паров перфтортриэтиламина происходит не только на твердой внутренней поверхности каналов 2, а также в объеме антифриза 65, которым наполовину заполнены каналы 2, то есть происходит наряду с конденсацией паров на твердой внутренней поверхности каналов 2, автоконденсация паров перфтортриэтиламина в объеме антифриза 65, что значительно повышает эффективность процесса конденсации паров перфтортриэтиламина. Жидкий конденсат интенсивно стекает в объем перфтортриэтиламина, находящегося внутри испарителя 1, турбулизирует префтортриэтиламин, тем самым частично увеличивает эффективность теплообмена при кипении, что в конечном итоге увеличивает эффективность работы термосифона. Вышедшие из объема антифриза 65 пары префтортриэтиламина конденсируются в каналах 2, отдавая полученное в испарителе 1 тепло оребренной поверхности 3, затем по фитилю капиллярной структуры 6 возвращаются в испаритель 1. Для интенсификации процессов теплообмена каналы 2 соединены коллектором 4, в котором происходит перемешивание паров префтортриэтиламина, что способствует обеспечению теплового режима энергонасыщенного авиационного оборудования в случае его локальных перегревов.

Термосифон, содержащий испаритель и коллектор, которые соединены между собой n-полыми цилиндрическими каналами, имеющими общее внешнее поперечное оребрение, при этом каналы наполовину заполнены антифризом, отличающийся тем, что на дне испарителя, внутри него, расположен интенсификатор кипения сетчатой структуры, испаритель заполнен перфтортриэтиламином, внутри каждого канала расположены фитили капиллярной структуры, причём испаритель, коллектор, каналы с оребрением, фитиль и интенсификатор кипения сетчатой структуры выполнены из меди.

РИСУНКИ