Тепловая труба

О П И С А Н И Е (,600383

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соц алистимескик

Респубамк (6!) дополнительное к авт. свил-ву— (22} Заявлено 18.07.74 (2! ) 2045093/29-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Я (5!) M. Кл.

F 28 0 15/00

Гасуаарстваннвй NoIeaeT

СССР в двлам юзобрвтеннй

N OTICPbITNN

Опубликовано 05 10.79. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 05.10.79 (53) У,Д,К 621.565. .58 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Данилевский и А. И. Брунов (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, а именно к тепловым трубам, используемым в качестве. теплопередающего устройства для различных тепловых систем энергетических объектов, включая область криогенной техники.

Известны тепловые трубы, содержащие заполненный теплоносителем цилиндрический герметичный корпус с капиллярной структурой внутри из гофрированной сетки 11).

Однако s известных трубах в зоне испарения стенка корпуса трубы покрыта однослойной плоской сеткой, которая смачивается жидкостью, поступающей в местах контактов (через

45 по окружности сечения), только от пары долевых гофр ленты и от пары резервных каналов (занимающих примерно в сумме не более 15% периметра стенки но сечению трубы).

Незначительная подача жидкости к стенке трубы по капиллярам только плоской сетки существенно снижает циркуляшпо жидкости с соответствующим сокращением теплопереноса. При малейшем повышении температуры сверх допустимой у стенки возможно пересыхание капиллярной структуры трубы и прекращение теплопереноса. г <у (р т ..; Д(ХАЯ ,Взамен ранее изданного

)i3 Ма РГ/;

В зоне конденсации жидкость, осаждающаяся на однослойной сетке у стенки корпуса трубы, отводится силами вязкости по капиллярам сетки к местам контактов ленты и резервных каналов со стенкой трубы. При этом жидкость

5 должна просачиваться через поры сеток с сущесгвенными гидравлическими потерями, препятствующими циркуляции.

Так как на плоской ленте фитиля артериальные долевые каналы с капнллярностью, на поря10 док большей в сравнении с капиллярами сетки, не замыкаются на тенлопередающие стенки трубы, то в зонах испарения и конденсации циркуляция жидкости незначительна, а вследствие этого капиллярные каналы заполняются жидкостью

-та. с большим избьггком и поэтому;два резервных канала в данном устройстве фитиля оказываются излишними.

Цель изобретения — улучшение тепловых характеристик путем увеличения теплопереноса, уменьшения перепада температур и сокращения гидравлических сопротивлений.

Для этого в предлагаемой тепловой трубе гофры сетки равномерно расположены у стенки

600383 корпуса, образуя чередующиеся каналы, один иэ которых выполнен замкнутым, а другой— с параллельными стенками н открыт в центральную полость корпуса, причем ширина каналов соответственно находится в соотношении 2:1.

Гофрированная сетка свернута в трубку, скреплена внахлест по продольным кромкам и прикреплена к корпусу вершинами гофр, что позволяет обеспечить стабильность тепловых характеристик, при этом,с целью их сохранения без ° о отслоения сетки в изогнутом корпусе, гофры расположены по винтовой с наклоном к образующей корпуса 1 — 20 .

Кроме того, с целью расширения диапазона рабочих температур при установке трубы под утлом к горизонтали, сетка выполнена многослойной с различной высотой гофр в слоях, образующих замкнутые каналы, причем слои соединены между собой в вершинах гофр.

2О

На фиг. 1 показан продольный разрез тепловой трубы; на фиг. 2 — поперечное сечение трубы с гофрированной сеткой различных вариантов; на фиг. 3 — поперечное сечение гофры из прослоек; на фиг, 4 — сетчатые гофры в изомет- 2 рии; на фиг. 5 — свернутая в трубку винтовая гофрированная капиллярная структура в изометрии.

Тепловая труба содержит корпус 1, заполиенньй теплоносителем, и свернутую в трубку многослойную 2, 3 и 4 (см. фиг. 3) гофрированную сетку или однослойную сетку саржевого наплетения с многослойным набором капилляров, сдеформированных в гофры с плоскими стенками, как показано на фиг. 2. Гофры образуют чередующиеся по всей длине корпуса капиллярные каналы 5 и 6 двух типов с существенно большими эффективными радиусами (примерно на один порядок) в сравнении с радиусами капилляров сетон. 40

Каналы 5 образованы сеткой с параллельными стенками, открыты в центральную полосп трубы и чередуются со смежными каналами 6 замкнутого типа.

Каналы 6 выполнены более широкими в 45 сравнении с каналами 5 (в отношении преимущественно 2:1). Стенки каналов 6 имеют относительньй наклон и смыкаются по радиусам (меньшей величины у стенки и большей к центру).

При выполнении стенки многослойной с различной высотой гофр в слоях образуются долевые капиллярные каналы 7, 8 и 9.

Ущ угая деформация гофр по радиусам при заправке гофрированной сетчатой трубки в корпус приводит к равномерному прижатию вершин 55 гофр к стенке корпуса без применения каких-либо дополнительных распорных устройств.

Болевые капиллярные канады 7, 8 и 9 являются артериями постоянного проходного сечения 4 для потока жидкости из зоны конденсации к зоне испарения тепловой трубы, что обеспечивает минимальные гидравлические и термические потери, а также максимальные проходные сечения в каналах для жидкости.

Центральная полость корпуса трубы, свободная от гофр, используется для потока пара.

Сетчатые гофры имеют арочную структуру

10 (фиг. 4) с ромбовидной конфигурацией ячеек сетки, в особенности, прц расположении диагональной ткани под утлом а 15-45 к образующей гофр, что придает упругую эластичность и обеспечивает повсеместное прилегание гофр к ° корпусу без отслаивания даже при наложении существенных вибронагрузок.

Винтовое расположение гофр при свертывании ленты 11 в трубку со сваркой ее кромок

12 внахлест 13, например точечной сваркой, с углом наклона Р 1 — 20 к образующей корпуса трубы (фиг. 5) обеспечивает упругий натяг гофр в изогнутом корпусе и надежность работы, а также стабильность характеристик при инерционных перегрузках как в прямых, так и в изогнутых корпусах.

Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к одному из торцов корпуса 1 теплоноситель испаряетсл и движется по центральной полости корпуса трубы к противоположному торцу, где пары конденсируются при отводе тепла. Жидкий тсплоноситель под. действием капиллярных сил возвращается в зону испарения по слоям сетки и по артериям (каналам) 7,8и9.

Таким образом, происходит передача тепла в продольном направлении.

Использование гофрированной сетки с многослойным набором капиллярных каналов различных эффективных радиусов позволяет улучшить их смачивание и заполнение каналов жидкостью, сократить термическое сопротивление в поле гравитации, повысив плотность теплового потока в зоне испарения.

Такое выполнение тепловой трубы позволяет повысить интенсивность теплопереноса, уменьшить термическое сопротивление, упростить изготовление и сборку, сократить трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

1. Тепловая труба, содержащая заполненный теплоносителем цилиндрический герметичный корпус с капиллярной структурой внутри из гофрировашюй сетки, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепловых характеристик путем увеличения теплопереноса, умень ения перепада температур и сокращения гидравеских сопротивлений, гофры сетки равномер5 600383 6 но расположены у стенки корпуса с обраэова- температур при установке трубы под углом к пнем чередующихся каналов, один иэ которых горизонтали, сетка выполнена многослойной с выполнен замкнутым, а другой выполнен с па- различной высотой гофр в слоях, образующих раллельными стенками и открыт в центральную замкнутые каналы, причем слои соединены меж. полость корпуса, причем ширина каналов, соот- . ду собой в вершинах гофр у стенки корпуса. ветственно, находится в соотношении 2:1. р апоп.,отличающаяся

2. Труба по л. 1, о т л и ч а ю щ аяс я тем,,что, с целью сохранения стабильных теплотем, что, с делью обеспечения стабильности теп- вых характеристик без отслоения сетки в иэогловых характеристик путем прижатия вершин нутом корпусе, гофры расположены по винтовой гофр к корпусу, гофрированная сетка свернута 10 линии с наклоном к образующей корпуса 1 — 20 . в трубку, скреплена внахлест по продольным кромкам и прикреплена к корпусу вершинами Источники ииформапли, гофр. принятые во внимание при экспертизе

3. Труба по п. 1, отличающаяся 1. Патент CI6A У, 822343, кл. 165 — 105, тем, что, с пелью расширения диапазона рабочих 15 опублик. 1974.

660383

Составитель Н. Кузнецова

Редактор Б. Месропова Техред ц. абурка . Корректор И. Михеева

Заказ 6034/60 Тираж 722 Подпюсное

ЦНИИПИ 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