Тепловой выключатель

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Автор Мазюк Виктор Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Тепловой выключатель, содержащий герметичный корпус, насыщенную жидким теплоносителем капиллярную структуру и гидравлический затвор, отличающийся тем, что гидравлический затвор образован слоем насыщенной жидким теплоносителем капиллярной структуры, перегораживающим паровой канал и отделяющим зону подвода тепла к тепловому выключателю от зоны отвода тепла. Фиг. 1 Полезная модель относится к теплотехнике. Известен тепловой выключатель, содержащий герметичный корпус и насыщенную жидким теплоносителем капиллярную структуру 1. Корпус известного теплового выключателя представляет собой сильфон, расширяющийся при увеличении температуры и создающий тепловой контакт между двумя поверхностями. Недостатком известного теплового выключателя является высокое термическое сопротивление теплового контакта, обусловленное низкой интенсивностью теплопередачи через создаваемый сильфоном механический контакт. В качестве прототипа выбран тепловой выключатель, содержащий герметичный корпус, жидкий теплоноситель и гидравлический затвор в виде расположенного над жидким теплоносителем слоя жидкости, более легкой и имеющей более низкое давление пара, чем жидкий теплоноситель 2. Недостатком данного теплового выключателя является невозможность работать в невесомости, а также в произвольной ориентации в поле силы тяжести. 42292008.02.28 Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей теплового выключателя за счет способности работы в невесомости, а также в произвольной ориентации в поле силы тяжести. Поставленная задача реализуется тем, что в тепловом выключателе, содержащем герметичный корпус, насыщенную жидким теплоносителем капиллярную структуру и гидравлический затвор, последний образован слоем насыщенной жидким теплоносителем капиллярной структуры, перегораживающим паровой канал и отделяющим зону подвода тепла к тепловому выключателю от зоны отвода тепла. Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображена конструкция теплового выключателя (фиг. 1, 2). На фиг. 1 изображен тепловой выключатель при температуре ниже температуры срабатывания. На фиг. 2 изображен тепловой выключатель при температуре выше температуры срабатывания. Тепловой выключатель состоит из герметичного корпуса 1 и насыщенной жидким теплоносителем капиллярной структуры 2. Слой насыщенной жидким теплоносителем капиллярной структуры, перегораживающий паровой канал 4 и отделяющий зону подвода тепла 6 от зоны отвода тепла 5, образует гидравлический затвор 3. Тепловой выключатель работает следующим образом. При температуре выключателя ниже температуры срабатывания гидравлический затвор 6 полностью насыщен жидким теплоносителем. Капиллярное давление, создаваемое жидким теплоносителем в порах гидравлического затвора 6, превосходит давление пара 7,образующегося в зоне подвода тепла 4 вследствие испарения жидкого теплоносителя под действием подводимого к выключателю тепла 8. Поэтому пар 7 не может проникнуть через гидравлический затвор 6 к зоне отвода тепла 5 и передать тепло в виде скрытой теплоты парообразования (фиг. 1). Тепловой выключатель остается выключенным. При достижении тепловым выключателем температуры срабатывания давление пара 7,образующегося в зоне подвода тепла 4 вследствие испарения жидкого теплоносителя под действием подводимого к выключателю тепла 8, сравнивается с капиллярным давлением,создаваемым жидким теплоносителем в порах гидравлического затвора 6. Дальнейшее незначительное повышение температуры теплового выключателя приводит к вытеснению паром 7 жидкого теплоносителя из пор гидравлического затвора 6. Пар 7 проникает через поры гидравлического затвора 6 в зону отвода тепла 5 (фиг. 2). В зоне отвода тепла 5 происходит конденсация пара 7 с выделением тепла 10 в виде скрытой теплоты парообразования. Поток жидкого теплоносителя 9, образующегося в результате конденсации пара 7, замыкает испарительно-конденсационный цикл. Происходит включение теплового выключателя. Благодаря тому что капиллярное давление, создаваемое жидким теплоносителем в порах капиллярной структуры 2, значительно превосходит гидростатический перепад давления, создаваемый силой тяжести в масштабах корпуса 1 теплового выключателя, тепловой выключатель способен работать в произвольной ориентации в поле силы тяжести, а также в невесомости. Тем самым расширяются функциональные возможности теплового выключателя. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 2