Артериальная тепловая труба

(51)28 15/00 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) Артериальная тепловая труба, включающая герметичный корпус, паровой канал, пористую капиллярную структуру, пропитанную жидким теплоносителем, и продольную артерию, отличающаяся тем, что содержит между артерией и паровым каналом перегородку, выполненную в виде тонкой компактной пластинки, причем артерия простирается только на длину зон конденсации и транспорта. 9049 1 2007.04.30 Техническое решение относится к теплотехнике. Известна тепловая труба, включающая герметичный корпус, паровой канал и гомогенную пористую капиллярную структуру, пропитанную жидким теплоносителем 1. Недостатком известной тепловой трубы является низкая теплопередающая способность, обусловленная высоким гидравлическим сопротивлением гомогенной пористой капиллярной структуры. В качестве прототипа выбрана тепловая труба, включающая герметичный корпус, паровой канал и пористую капиллярную структуру, пропитанную жидким теплоносителем,в которой для повышения теплопередающей способности тепловой трубы выполнены продольные артерии, простирающиеся на всю длину тепловой трубы 2. Недостатком данной артериальной тепловой трубы является невозможность отвода высоких плотностей теплового потока в зоне испарения. Поскольку артерия проходит через зону испарения, то уже при невысоких плотностях радиального теплового потока в зоне испарения происходит попадание пара в артерию, вытеснение жидкого теплоносителя вплоть до зоны конденсации и блокирование транспорта жидкого теплоносителя через артерию. Другим недостатком известной конструкции является невозможность ее миниатюризации. В миниатюрных тепловых трубах, где транспортная способность пористой капиллярной структуры ограничена размерами ее поперечного сечения, использование известной конструкции связано с утончением пористой перегородки между артерией и паровым каналом. Поскольку тонкий слой пористого материала характеризуется нерегулярностью своего строения, т.е. имеет более крупные сквозные поры, движущий напор пористой капиллярной структуры снижается. Помимо этого, возможно взаимодействие потоков пара и жидкости, ведущее к снижению теплопередающей способности тепловой трубы. Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении одновременно высоких значений плотности радиального теплового потока в зоне испарения и теплопередающей способности тепловой трубы при ее миниатюризации. Поставленная техническая задача реализуется тем, что в артериальной тепловой трубе, включающей герметичный корпус, паровой канал, пористую капиллярную структуру,пропитанную жидким теплоносителем, и продольную артерию, артерия простирается только на длину зон конденсации и транспорта, а перегородкой между артерией и паровым каналом служит тонкая компактная пластинка. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструкция артериальной тепловой трубы (фиг. 1). На фиг. 2 представлены фотографии микрошлифов поперечного сечения артериальной тепловой трубы в зонах конденсации и транспорта (а) и в зоне испарения (б). Артериальная тепловая труба конструкции, представленной на фиг. 1, включает герметичный корпус 1, паровой канал 2 и пористую капиллярную структуру 3, пропитанную жидким теплоносителем. В пористой капиллярной структуре 3 выполнена продольная артерия 4, которая простирается только на длину зон конденсации 5 и транспорта 6. В зоне испарения 7 в пористой капиллярной структуре 3 имеется только паровой канал 2 и отсутствует артерия. Перегородкой между артерией 4 и паровым каналом 2 в зонах конденсации 5 и транспорта 6 служит тонкая компактная пластинка 8. Артериальная тепловая труба работает следующим образом. Под воздействием тепла 9, подводимого к корпусу 1 тепловой трубы в зоне испарения 7, происходит испарение жидкого теплоносителя, содержащегося в поровом пространстве капиллярной структуры 3. Образующийся пар под действием перепада собственного давления движется из зоны испарения 7 через зону транспорта 6 в зону конденсации 5, где конденсируется, отдавая тепло 10. Образующийся конденсат поступает в пористую капиллярную структуру 3 и артерию 4. Под действием капиллярного давления, создаваемого вогнутыми менисками жидкого теплоносителя в порах капиллярной структуры 3 в зоне 2 9049 1 2007.04.30 испарения 7, жидкий теплоноситель движется через зону транспорта 6 в зону конденсации 5 по капиллярной структуре 3 и артерии 4 в направлении зоны испарения 7. Для распределения по всей нагреваемой поверхности зоны испарения 7 жидкий теплоноситель движется в зоне испарения 7 только по капиллярной структуре 3. Благодаря тому, что артерия 4 имеет малое гидравлическое сопротивление, а продольный размер имеющей большое гидравлическое сопротивление капиллярной структуры 3 в зоне испарения 7 относительно мал, общее гидравлическое сопротивление движущемуся через всю тепловую трубу жидкому теплоносителю мало. Это обеспечивает высокую теплопередающую способность тепловой трубы. Поскольку артерия 4 не проходит через зону испарения 7, отсутствует возможность попадания пара в артерию 4 и блокирования транспорта жидкого теплоносителя через артерию 4. Тем самым обеспечивается работоспособность тепловой трубы при высоких значениях плотности радиального теплового потока в зоне испарения. Благодаря наличию в конструкции артериальной тепловой трубы тонкой компактной пластинки 8,служащей перегородкой между артерией 4 и паровым каналом 2 в зонах конденсации 5 и транспорта 6, исключаются вероятность снижения движущего напора пористой капиллярной структуры 3 и возможность взаимодействия потоков пара и жидкости при миниатюризации тепловой трубы. Тем самым при миниатюризации артериальной тепловой трубы сохраняется ее высокая транспортная способность. Источники информации 1.патент 4015659, МПК 728 15/00, 1977. 2.патент 4196504, МПК 7 В 23 Р 15/26,28 15/00, 1980. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3