SU989299A1 - Теплопередающее устройство - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относитс  к теплопередающим устройствам, обеспечивающим равномерное распределение теплоносител  (рабочего тела) по всей площади нагрева, и может примен тьс  дл  охлаждени , выравнивани  температуры и устранени  гор чих п тен на нагреваемой поверхности, а также может быть использовано в космических объектах , доменных печах, и област х техники, где необходимо снимать тепловые потоки от различных источников нагрева.

Известны теплопередающие устройства , содержащие герметичный корпус с зонами испарени , транспорта и конденсации , фитиль, пропитанный теплом 1 .

Недостатком данных устройств  вл етс  невозможность надежного обеспечени  охлаждени  нагреваемой поверхности от неравномерных и высокотемпературных источников нагрева по причине ограниченности капилл рного напора при перемещении рабочего тела из зоны конденсации к зоне испарени : наступает, .так называемое, ограничение тепловой мощности.

Известно также теплопередающее устройство, содержащее герметичный

корпус с капилл рной структурой в зоне испарени , ограничивающий паро вую камеру,: в которой расположен пористый элемент 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  невысока  удельна  теплова  мощность и низка  эксплуатационна  надежность при любой ориентации устройства в пространстве.

Цель изобретени  - увеличение удельной тепловой мощности и повышение эксплуатационной надежности при любой ориентации устройства в пространстве .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что корпус снабжен охлаждающей рубашкой , а капилл рна  структура соединена с пористым элементом посредством

20 капилл рных трубок с пористыми вкладышами , введенными внутрь этого элемента , причем последний снабжен охлаждающими трубками, соединенными с охлаждающей рубашкой и служащими фиксаторами положени  элемента в центре паровой камеры.

Охлаждающа  рубашка может быть снабжен нагревательными элементами.

Пористый элемент может иметь форму шара.

На фиг. 1 изображено описываемое теплопередающее устройство; на фиг.2сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 один из вариантов описываемого устроства с двум  поверхност ми нагрева; на фиг. 4 - вариант соединени  капил л рной трубки с капилл рной структурой зоны испарени ; на фиг. 5 - вариант соединени  капилл рной трубки с пористым элементом.

Теплопередающее устройство сЬдержит герметичный корпус 1 с капилл рной структурой 2 в зоне испарени , ограничивающий паровую камеру 3/ в которой расположен пористый элемент 4, при этом-корпус 1 снабжен охлажда ющей рубашкой 5, а капилл рна  структура 2 - соединена с пористым элементом 4 посредством капилл рных трубок 6 с пористыми вкладышами 7, введенными внутрь этого элемента 4, причем последний снабжен охлаждающими трубками 8, соединенными с охлаждающей рубашкой 5 и служащими фиксаторами положени  элемента 4 в центре паровой камеры 3, охлаждающа  рубашка 5 может быть снабжена нагревательными элементами 9.

Капилл рна  структура 2 предвари- тельно пропитана рабочим тецлом (теплоносителем ), например водой, ртутью ацетоном, натрием и др., в зависимости от снимаемого теплового потока. , Охлаждающие трубки 8 впа ны или впечены в пористый элемент 4, по ним прокачиваетс  .хладагент, например вода . На охлаждающие трубки 8, наход . щиес  в паровой камере 3, надеты фитили 10, которые -плотно заделаны в пористый элемент 4 и от внутренней стенки охлаждающей рубаиики 5 отделевы зазором 11. На внутренней стенке охлаждающей рубашки 5 плотно закреплены нагревательные элементы 9. Корпус 1 герметично и жестко соединен по. периметру с охлаждающей рубашкой 5 через проставки 12, которые дел т ее на герметичные секции 13 и 14, выполн ющие роль подводных и отводных коллекторов дл  охлаждающей жидкости. Конструкци  описываемого устройства позвол ет иметь любое количество секций 13 и 14 в зависимости от снимаемой тепловой мощности. Подвод и отвод охлаждающей жидкости осуществл етс  через входные 15 и выходные 6 патрубки. Капилл рна  структура 2 закреплена с помощью крышки 17,  вл ющейс  поверхностью нагрева. Устройство может иметь две поверхности нагрева , форма которых зависит от фермы охлаждаемого объекта. Капилл рные трубки б герметично прикреплены к пластине 18/ образу  между ней и капилл рной структурой 2 зазор 19. Пластина 18 жестко соединена с пористым Элементом 4, например,совместным спеканием так, чтобы между ними сохра-нилс  зазор 20, который может быть выполнен сплошным или из отдельных секций. При креплении капилл рных трубок 6 на пластине 18 их нижние концы должны находитьс  в объеме зазора 20 (фиг. 5). Крепление капилл р|ных трубок б можно осуществл ть непосредственно в пористый элемент 4. В этом случае зазоры 19 и 20 также должны быть сохранены. Верхние концы капилл рных трубок б сточены на конус и плотно вход т в капилл рную структуру 2 или, например, заранее спечены совместно (фиг. 4 и 5). Дл  придани  конструкции дополнительной жесткости в осевом направлении имеютс  технологические трубки 21, снабженные фитил ми 22 по наружному контуру , которые могут также служить заправки пористого элемента 4 теплоносителем , дл  отбора давлени  или замера температур.

Описываемое теплопередающее устройство работает следующим образом.

Claims (2)

1. При отсутствии теплового потока пористый элемент 4, капилл рна  структура 2, вкладыши 7, фитили 10 и 22, а также внутренние каналы трубок б пропитаны теплоносителем. При подводе теплового потока к поверхности нагрева крышки 17 теплоноситель в капилл рной структуре 2 начинает испар тьс  и охлаждать поверхность крышки 17. Испарение рабочего тела в капилл рной структуре 2 вызывает ее осушение, которое происходит до тех пор, пока не включатс  в работу капилл рные трубки б. Трубки 6 начинают записывать капилл рную структуру 2 теплоносителем. Образовавшийс  пар по з.азору 19 и пространству между капилл рными трубками б поступает в паposyto камеру 3 и заполн ет ее. Так как пористый элемент 4 интенсивно охлаждаетс  изнутри хладагентом охлаждающих трубок 8, его температура ниже температуры пара, что приводит к конденсации последнего на всей поверхности пористого элемента 4. Хладагент , поступает через входные патрубки 15, проходит в секции 13 и 14 и выходные патрубки 16. Поскольку описанный процесс св зан со скрытой теплотой фазового перехода, можно так подобрать режимы течени  хладагента , что температура пористого элемента 4 останетс  на том уровне, при котором пар не сможет проникнуть в капилл рные трубки б и закупорить их, так как он раньше перейдет в жидкость Таким образом, пористый элемент 4 выполн ет роль холодильника и резервуара дл  подпитки, капилл рных трубок б, транспортирующих теплоноситель из зоны охлаждени  (пористый элемент 4) к зоне нагрева (крышка 17) за счет действи  капилл рных сил. Нормальна  ра бота капилл рных трубок 6 в данной конструкции может быть обеспечена при условии, когда их внутренний диаметр меньше диаметра пор в пористом элементе 4. Формула изобретени  1. Теплопередающее устройство, со |держащёе герметичный корпус с капилл рной структурой в зоне испарени , ограничивающий паровую камеру, в которой расположен пористый элемент, отличающеес  тем,что, с целью ч увеличени  удельной тепловой мощности и цовыщени  эксплуатационной надежности при любой ориентации устройства в пространстве, корпус снабжен охлаждающей рубашкой, а капилл рна  структура соединена с пористым элементом посредством капилл рных трубок с пористыми вклс1дышами, введен- . ными внутрь этого элемента, причем последний снабжен охлаждающими трубками , соединенными с охлаждающей рубашкой и служащими фиксаторами положени  элемента в центре паровой кгмврн . 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что охлаждающа  рубащка снабжена нагревательными элементами . 3.Устройство по п. 1, от л и чающеес  тем, что Пористый элемент имеет форму шара Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Ивановский М.И. и др. Физические основы тепловых труб. М., Атомиз дат, 1978, с. 26.
2. 2.Патент США W 3613778, кл. 165- 105, опублик. 1969.

   f3

   12