SU1071919A1

SU1071919A1 - Heat pipe

Info

Publication number: SU1071919A1
Application number: SU833532919A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Кузин; Евгений Николаевич Лучков; Павел Александрович Былинович; Владимир Иванович Боронин
Original assignee: Организация П/Я В-8466
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1984-02-07

Abstract

ТЕПЛОВАЯ ТРУБА сзонами испарени и конденсации, содержаща корпус с капилл рной структурой и центральной артерией, выполненнь ш за одно целое из металлической сетки , отличающа с тем, что, с целью повышени термодинами .ческой эффективности, зона конденсации выполнена с увеличенным диаметром в виде диска, разделенного поперечной перфорированной, перегородкой на камеры, верхн из которых снабжена системой серповидных лопаток, обращенных узким концом к центру, а нижн - плоской ленточной спиралью.HEAT PIPE with evaporation and condensation zones, comprising a housing with a capillary structure and a central artery, is made integrally from a metal mesh, characterized in that, in order to increase thermodynamic efficiency, the condensation zone is made with an increased diameter in the form of a disk, divided by a transverse perforated partition into chambers, the upper of which is equipped with a system of sickle-shaped blades facing the center with a narrow end, and the bottom with a flat tape helix.

Description

люЛlyul

ЕЯЭбEeeb

C.QC.Q

Ъг ttluABj ttluA

Изобретение относитс к теплотехнике , в частности к тепловым трубам , примен емым в энергетике, холодильной и космической технике, а также дл охлаждени и транспортировани электронной аппаратуры.The invention relates to heat engineering, in particular to heat pipes used in power engineering, refrigeration and space technology, as well as for cooling and transporting electronic equipment.

Известна теплова труба, содержа ща Т-образный корпус с зонами испарени и конденсации, снабженный изнутри капилл рно-пористой структурой til .A heat pipe is known, containing a T-shaped housing with evaporation and condensation zones, equipped from the inside with a capillary-porous structure til.

Известна также -теплова труба с зонами испарени и конденсации, содержаща корпус с капилл рной структурой и центральной артерией, выполненными за одно целое из металлической сетки С21,Also known is a heat pipe with evaporation and condensation zones, comprising a housing with a capillary structure and a central artery, made in one piece from the C21 metal mesh,

Недостатком известных труб вл етс низка термодинамическа эффективность .A disadvantage of the known pipes is low thermodynamic efficiency.

Цель изобретени - повышение термодинамической эффективности,The purpose of the invention is to increase the thermodynamic efficiency,

.Указанна цель достигаетс тем, что в тепловой трубе с зонами испарени и конденсации, содержащей корпус с капилл рной структурой и центральной артерией, выполненными за одно целое из металлической сетки , зона конденсации выполнена с увеличенным диаметром в виде диска, разделенного поперечной перфорированной перегородкой на камеры, верхн из которых снабжена системой серповидных лопаток, обращенных узким концом к центру, а нижн плоской ленточной спиралью.The above objective is achieved in that in a heat pipe with evaporation and condensation zones, comprising a housing with a capillary structure and a central artery, integrally formed from a metal mesh, the condensation zone is made with an increased diameter in the form of a disk divided by a transverse perforated partition into chambers , the upper of which is equipped with a system of sickle-shaped blades facing the narrow end towards the center, and the bottom with a flat ribbon helix.

На фиг. 1 изображена теплова труба, общий вид; на фиг. 2 - разре А-А на фиг. 1; на фиг. 3- - разрез .,Б-Е на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. (наружна поверхность конденсатопровода имеет форму шестигранника ) ; на фиг. 5 - то же, наружна поверхность конденсатопровода имеет форму цилиндра.FIG. 1 shows a heat pipe, general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3- - section., BE in FIG. one; in fig. 4 shows a section B-B in FIG. 1. (the outer surface of the condensate line has the shape of a hexagon); in fig. 5 - the same, the outer surface of the condensate has the shape of a cylinder.

Теплова труба содержит герметич ный корпус 1, заполненный теплоносителем , с зоной 2 испарени и зоной 3 конденсации, выполненной в виде диска, которые соединены посредством паропровода, состо щего из нескольких каналов 4, и конденсатопровода 5. На внутренней поверхности зоны 2 испарени расположенакапилл рна структура 6. Внутри коН денсатопровода 5 размещена капилл рно-пориста артери 7, закрепленна в продольных сквозных прорез х 8, которые выполнены в стенках конденсатопровода 5. В полости 9 диска размещены разделенные перегородкой 10 и соое;щающиес между собой камеры 11 и 12. Внутри верхней камеры 11 рад Гально установлены серповидные лопатки 13 переменного сечени , а внутри нижней камеры 12 плоска ленточна спираль 14. Камеры 11 и 12 сообщаютс между собой через отверсти перфорации 15. Капилл рно-порис1а структура С и артери 7 выполнены за одно целое из сетки, обернутой вокруг конденсатопровода 5, пропущенной через его полость и закрепленной в сквозных продольных прорез х 8.The heat pipe contains a sealed enclosure 1 filled with a heat carrier, with an evaporation zone 2 and a condensation zone 3 made in the form of a disk, which are connected by means of a steam line consisting of several channels 4 and a condensate line 5. A capillary structure is located on the inner surface of the evaporation zone 2 6. Inside the cone of the condensate duct 5 there is a capillary-porous artery 7, fixed in longitudinal through slots x 8, which are made in the walls of the condensate duct 5. In the cavity 9 of the disk are placed separated by a partition 10 and interconnecting chambers 11 and 12. Inside the upper chamber 11 are radially mounted, crescent-shaped blades 13 of variable cross section, and inside the lower chamber 12 there is a flat ribbon helix 14. Chambers 11 and 12 communicate with each other through the perforation holes 15. Capillary The porical structure C and the arteries 7 are made in one piece from a grid wrapped around the condensate line 5, passed through its cavity and fixed in the through longitudinal slots x 8.

Наружна поверхность конденсатопровода 5 может иметь различную форму: правильного многогранника, например шестигранника 16 (фиг.4), и цилиндра с несквозными продольными пазами 17, сечение которых увеличиваетс от их глухого торца до выхода в камеру 11, (фиг. 5).The outer surface of the condensate line 5 may have a different shape: a regular polyhedron, for example, hexagon 16 (Fig. 4), and a cylinder with non-through longitudinal grooves 17, the cross section of which increases from their blind end to exit into the chamber 11, (Fig. 5).

Внутренн поверхность каналов 4 паропровода может быть образована поверхностью капилл рной структуры и гран ми многогранника 16 (фиг,4) или поверхностью капилл рной структуры б, и поверхностью продольных пазов 17 (Фиг. 5).The inner surface of the channels 4 of the steam line can be formed by the surface of the capillary structure and edges of the polyhedron 16 (Fig. 4) or the surface of the capillary structure b, and the surface of the longitudinal grooves 17 (Fig. 5).

Наружна цилиндрическа поверхHOQTb корпуса 1 зоны 2 испарени может иметь резьбу 1-8 дл ввинчивани в резьбовые отверсти тепловыдел ющих объектов.The outer cylindrical HOQTb casing 1 of the evaporation zone 2 may have threads 1-8 for screwing heat-generating objects into the screw holes.

Один из конструктивных вариантов предлагаемой трубы имеет следующие размеры: зона испарени мгл, зона конденсации ф мм. Сетка выполнена из нержавеющей стали (ТУ 14-169-74-77).One of the constructive variants of the proposed pipe has the following dimensions: an evaporation zone of mg, a condensation zone of f mm. The grid is made of stainless steel (TU 14-169-74-77).

- Теплова труба работает следующим образом.- Heat pipe works as follows.

При подводе тепла к зоне 2 испар ни теплоноситель, наход щийс в пр легающей к поверхности подвода тепла капилл рной структуре б, начинает испар тьс , а образующийс пар поступает в каналы 4, вызыва повышение давлени в этой зоне. За счет разности давлений зонами 2 и 3 испарени и конденсации соответственно происходит вытеснение жидкости из камер 11 и 12 в полость конденсатопровода 5.When heat is applied to zone 2, evaporation of the coolant located in capillary structure b adjacent to the surface of heat supply begins to evaporate, and the resulting vapor enters channels 4, causing an increase in pressure in this zone. Due to the pressure difference zones 2 and 3 evaporation and condensation, respectively, the liquid is expelled from the chambers 11 and 12 into the cavity of the condensate line 5.

Процесс конденсациичастично начинаетс в камере 11 и заканчиваетс в камере 12. Поступающий из каналов 4 в камеру 11 пар закручиваетс серповидными лопаткаг-ш 13, обеспечива наиболее эффективный срыв со стенок пленки конденсата и посто нное обновление поверхности конденсации , что интенсифицирует теплообмен в занчительной степени. Вследствие Toio, что сечение каналов между серповидными лопатками 13 увеличиваетс от центра диска к периферии , снижаютс газодинамические потери при прохождении пара, что такж . интенсифицирует теплообмен.The condensation process begins partly in chamber 11 and ends in chamber 12. Couples coming from channels 4 into chamber 11 are twisted with sickle-shaped vanes 13, providing the most effective disruption from the walls of the condensate film and a constant renewal of the condensation surface, which intensifies heat exchange in a significant degree. Due to Toio, that the cross section of the channels between the sickle-shaped blades 13 increases from the center of the disk to the periphery, the gas-dynamic losses during the passage of steam decrease, which also. intensifies heat transfer.

Конденсат, образующийс в камере 11, вместе с паром посто нно поступает в камеру 12, где эаканчиваeicfi ijpoiecc конденсатщи. Камеры 12 и 11 имеют хорои:о развитие внутренние повегхности ггонленсацпи засчет на.п чи .чпего ореорени. (серповидные /(опатгси 13 и плоска спираль 1) , что чнтечсифицирует теплообмен прнгсрно в 5-10 раз. На жидкий теплоноситель, наход щийс в камере 12, давит пар,осуществл жидкого теплоносител из камеры 12 в полость конденсатопровода 5, Пг;и xopoiuo раззитых внутренних поверхност х конденсации камеры 11 и 12, имеюшие малый объе.м, ойеспечизают устойчивую конденсацию теплоносител и подачу его в полость конденсатопровода 5 при любой ориентации тепловой трубы в поле т жести . В конденсатопроводе 5 двихсение жидкого теплоносител происходит вдоль его оси по артерии 7. При этом обеспечиваетс посто нное смачивание артерии 7, котора опущена в полость камеры 12, посто нный подвод ;кидкого теплоносител к зоне 2 испарени , преимущественно по нормали к теплоприемной стенке, и посто нное интенсивное парсюбразозание и теплоотвод из зоны 2 испарени .The condensate formed in the chamber 11, together with the steam, continuously flows into the chamber 12, where the condensate condensates are condensed. Chambers 12 and 11 are good: about the development of internal control of gonglensatspi due to the fact that it is oreoreni. (crescent / (opatgsi 13 and flat coil 1), which interferes with heat transfer by a factor of 5-10. On the heat-transfer fluid in chamber 12, steam is pressed by the flow of heat-transfer fluid from chamber 12 into the cavity of condensate duct 5, Pg; and xopoiuo The chambered inner surfaces of condensation of chambers 11 and 12, which have a small volume, ensure stable condensation of the coolant and supply it to the cavity of the condensate line 5 at any orientation of the heat pipe in the gravitational field. In the condensate line 5, the flow of liquid coolant occurs along e axis along the artery 7. This ensures a constant wetting of the artery 7, which is lowered into the cavity of chamber 12, a constant supply of liquid heat carrier to the evaporation zone 2, mainly normal to the heat-receiving wall, and constant intensive parsing and heat removal from zone 2 evaporation.

Таким образом, изобретение позвол ет повысить термодинамическую эффективность за счет интенсификации теплооблмена путем создани в конденсаторе, вращающегос потока -парожидкостной смеси в верхней камре и жидкого теплоносител в нижнеThus, the invention makes it possible to increase thermodynamic efficiency due to the intensification of a heat exchange by creating in the condenser a rotating flow of a vapor-liquid mixture in the upper chamber and a liquid heat carrier in the bottom.

/J/ J

7575

ПP

8eight

Claims

(57) HEAT PIPE with evaporation and condensation zones, containing a housing with a capillary structure and • a central artery, made. in one piece from a metal mesh, characterized in that, in order to increase thermodynamic efficiency, the condensation zone is made with an increased diameter in the form of a disk divided by a transverse perforated partition into chambers, the upper of which is equipped with a system of sickle-shaped blades facing the narrow end to the center, and the bottom with a flat ribbon spiral.