RU196592U1

RU196592U1 - Flat heat pipe

Info

Publication number: RU196592U1
Application number: RU2017142419U
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Мазюк; Павел Семенович Анчевский
Original assignee: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии"
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Плоская тепловая труба включает корпус, аксиальную капиллярную структуру и радиальную капиллярную структуру в виде тонкого слоя спеченного металлического порошка, расположенную на внутренней поверхности корпуса в зоне нагрева тепловой трубы.Для повышении жесткости плоской тепловой трубы при обеспечении высокой теплопередающей способности аксиальная капиллярная структура выполнена из спеченного металлического порошка и заключает в себе два паровых канала, граничащих с радиальной капиллярной структурой и разделенных центральной частью аксиальной капиллярной структуры, упирающейся в стенку корпуса.A flat heat pipe includes a housing, an axial capillary structure and a radial capillary structure in the form of a thin layer of sintered metal powder located on the inner surface of the housing in the heat pipe heating zone. To increase the rigidity of a flat heat pipe while ensuring high heat transfer ability, the axial capillary structure is made of sintered metal powder and contains two vapor channels adjacent to the radial capillary structure and separated by a central The axial capillary structure abuts against the wall of the body.

Description

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована для обесценения температурных режимов работы объектов электроники и электротехники.The utility model relates to heat engineering and can be used to depreciate the temperature conditions of operation of objects of electronics and electrical engineering.

Известна плоская тепловая труба, включающая корпус, аксиальную капиллярную структуру и радиальную капиллярную структуру [US Patent Application Publication 2011/0214841 A1 МКИ F28D 15/04 Опубл. 08.09.2011.]. Аксиальная капиллярная структура в виде продольной полосы из пучка металлического волокна, свернутой металлической сетки или спеченного металлического порошка расположена у боковой стенки корпуса и служит для перемещения жидкого теплоносителя из зоны охлаждения тепловой трубы в зону нагрева. Радиальная капиллярная структура в виде тонкого слоя спеченного металлического порошка расположена на внутренней поверхности корпуса в зоне нагрева тепловой трубы и служит для распределения жидкого теплоносителя от аксиальной капиллярной структуры по поверхности зоны нагрева.Known flat heat pipe comprising a housing, an axial capillary structure and a radial capillary structure [US Patent Application Publication 2011/0214841 A1 MKI F28D 15/04 Publ. 09/08/2011.]. An axial capillary structure in the form of a longitudinal strip of a bundle of metal fiber, rolled metal mesh or sintered metal powder is located near the side wall of the housing and serves to move the liquid coolant from the cooling zone of the heat pipe to the heating zone. A radial capillary structure in the form of a thin layer of sintered metal powder is located on the inner surface of the housing in the heating zone of the heat pipe and serves to distribute the liquid coolant from the axial capillary structure on the surface of the heating zone.

Недостатком известной плоской тепловой трубы является низкая жесткость. Корпус тепловой трубы в центре своего поперечного сечения пустой, поэтому под действием атмосферного давления происходит прогиб плоских стенок вовнутрь. Это нарушает контакт корпуса тепловой трубы с тепловыделяющим объектом.A disadvantage of the known flat heat pipe is its low rigidity. The body of the heat pipe in the center of its cross section is empty, therefore, under the influence of atmospheric pressure, the flat walls bend inward. This disrupts the contact of the heat pipe body with the heat generating object.

В качестве прототипа выбрана плоская тепловая труба, также включающая корпус, аксиальную капиллярную структуру и радиальную капиллярную структуру [US Patent 9453689 МКИ F28D 15/04 Опубл. 27.09.2016.]. Аксиальная капиллярная структура в виде стержня из свернутого тканого металлического волокна расположена около середины одной из плоских стенок корпуса и служит для перемещения жидкого теплоносителя из зоны охлаждения тепловой трубы в зону нагрева, а также для придания жесткости корпусу. Радиальная капиллярная структура в виде слоя спеченного металлического порошка расположена на внутренней поверхности противоположной плоской стенки корпуса и служит для распределения жидкого теплоносителя от аксиальной капиллярной структуры по поверхности зоны нагрева, а также для придания жесткости корпусу посредством упора в расположенную на противоположной стенке аксиальную капиллярную структуру.As a prototype, a flat heat pipe was selected that also includes a housing, an axial capillary structure and a radial capillary structure [US Patent 9453689 MKI F28D 15/04 Publ. 09/27/2016.]. An axial capillary structure in the form of a rod of rolled-up woven metal fiber is located near the middle of one of the flat walls of the housing and serves to move the liquid coolant from the cooling zone of the heat pipe to the heating zone, as well as to give rigidity to the housing. A radial capillary structure in the form of a layer of sintered metal powder is located on the inner surface of the opposite flat wall of the casing and serves to distribute the heat transfer fluid from the axial capillary structure over the surface of the heating zone, as well as to stiffen the casing by abutting the axial capillary structure located on the opposite wall.

Недостатком известной плоской тепловой трубы также является низкая жесткость. Стержень из свернутого тканого металлического волокна неспособен придать надлежащую жесткость конструкции, поскольку сам является легко деформируемым элементом. Другим недостатком является низкий предел теплопередачи, обусловленный низкой капиллярно-транспортной способностью металловолокнистой аксиальной капиллярной структуры.A disadvantage of the known flat heat pipe is also low rigidity. A rolled-up woven metal fiber rod is unable to impart proper structural rigidity since it is itself an easily deformable element. Another disadvantage is the low heat transfer limit due to the low capillary transport ability of the metal-fiber axial capillary structure.

Задача, которую решает представленная полезная модель, заключается в повышении жесткости плоской тепловой трубы при обеспечении высокой теплопередающей способности.The problem that the presented utility model solves is to increase the rigidity of a flat heat pipe while providing high heat transfer capacity.

Поставленная задача решается тем, что в плоской тепловой трубе, включающей корпус, аксиальную капиллярную структуру и радиальную капиллярную структуру в виде тонкого слоя спеченного металлического порошка, расположенную на внутренней поверхности корпуса в зоне нагрева тепловой трубы, аксиальная капиллярная структура выполнена из спеченного металлического порошка и заключает в себе два паровых канала, граничащих с радиальной капиллярной структурой и разделенных центральной частью аксиальной капиллярной структуры, упирающейся в стенку корпуса.The problem is solved in that in a flat heat pipe including a housing, an axial capillary structure and a radial capillary structure in the form of a thin layer of sintered metal powder located on the inner surface of the housing in the heat pipe heating zone, the axial capillary structure is made of sintered metal powder and includes there are two vapor channels adjacent to the radial capillary structure and separated by the central part of the axial capillary structure, which abuts against ku body.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, приведенным на фиг. 1, на котором изображено сечение плоской тепловой трубы в зоне нагрева.The essence of the utility model is illustrated by the drawing shown in FIG. 1, which shows a section of a flat heat pipe in a heating zone.

Плоская тепловая труба включает корпус 1, аксиальную капиллярную структуру 2 и радиальную капиллярную структуру 3. Радиальная капиллярная структура 3 в виде тонкого слоя спеченного металлического порошка расположена на внутренней поверхности корпуса 1 в зоне нагрева тепловой трубы. Аксиальная капиллярная структура 2 выполнена из спеченного металлического порошка и заключает в себе два паровых канала 4, граничащих с радиальной капиллярной структурой 3 и разделенных центральной частью аксиальной капиллярной структуры 2, упирающейся в стенку корпуса 1.A flat heat pipe includes a housing 1, an axial capillary structure 2 and a radial capillary structure 3. The radial capillary structure 3 in the form of a thin layer of sintered metal powder is located on the inner surface of the housing 1 in the heating zone of the heat pipe. The axial capillary structure 2 is made of sintered metal powder and comprises two vapor channels 4 bordering the radial capillary structure 3 and separated by the central part of the axial capillary structure 2 abutting against the wall of the housing 1.

Плоская тепловая труба работает следующим образом. Под действием тепла Q, поступающего в зоне нагрева к плоской стенке корпуса 1 со стороны паровых каналов 4, жидкий теплоноситель испаряется из радиальной капиллярной структуры 3, забирая тепло в виде скрытой теплоты парообразования. При этом на поверхности радиальной капиллярной структуры 3 образуются мениски жидкого теплоносителя, обусловливающие создание движущего капиллярного давления в жидком теплоносителе и перепада давления в паре. Пар по паровым каналам 4 движется в более холодную зону охлаждения плоской тепловой трубы, где конденсируется, отдавая тепло. Сконденсировавшийся жидкий теплоноситель под действием капиллярного давления поступает в аксиальную капиллярную структуру 2 и движется по ней в зону нагрева тепловой трубы, где распределяется в радиальной капиллярной структуре 3 по поверхности зоны нагрева, замыкая испарительно-конденсационный цикл плоской тепловой трубы.Flat heat pipe works as follows. Under the influence of heat Q entering the heating zone to the flat wall of the housing 1 from the side of the vapor channels 4, the heat transfer fluid evaporates from the radial capillary structure 3, taking heat in the form of latent heat of vaporization. At the same time, menisci of the liquid coolant are formed on the surface of the radial capillary structure 3, causing the creation of a moving capillary pressure in the liquid coolant and a pressure drop in the pair. Steam through the steam channels 4 moves to a colder cooling zone of a flat heat pipe, where it condenses, giving off heat. The condensed liquid coolant under the action of capillary pressure enters the axial capillary structure 2 and moves along it into the heating zone of the heat pipe, where it is distributed in the radial capillary structure 3 along the surface of the heating zone, closing the evaporation-condensation cycle of a flat heat pipe.

Благодаря тому, что аксиальная капиллярная структура 2 выполнена из спеченного металлического порошка, обеспечивается высокая капиллярно-транспортная способность аксиальной капиллярной структуры 2. Благодаря тому, что аксиальная капиллярная структура 2 заключает в себе два паровых канала 4, граничащих с тонким слоем спеченного металлического порошка радиальной капиллярной структуры 3, обеспечивается высокий коэффициент теплоотдачи при испарении и низкое термическое сопротивление тепловой трубы. Благодаря тому, что центральная часть аксиальной капиллярной структуры 2 упирается в стенку корпуса 1, обеспечивается надлежащая жесткость плоской тепловой трубы.Due to the fact that the axial capillary structure 2 is made of sintered metal powder, a high capillary transport capacity of the axial capillary structure 2 is ensured. Due to the fact that the axial capillary structure 2 contains two vapor channels 4 bordering a thin layer of sintered metal powder of radial capillary structure 3, provides a high coefficient of heat transfer during evaporation and low thermal resistance of the heat pipe. Due to the fact that the Central part of the axial capillary structure 2 abuts against the wall of the housing 1, the proper rigidity of the flat heat pipe is ensured.

Claims

A flat heat pipe including a housing, an axial capillary structure and a radial capillary structure in the form of a thin layer of sintered metal powder, located on the inner surface of the housing in the heating zone of the heat pipe, characterized in that the axial capillary structure is made of sintered metal powder and contains two vapor channels adjacent to the radial capillary structure and separated by the central part of the axial capillary structure abutting against the wall of the housing.