ТЕПЛОВАЯ ТРУБА С ПЕРЕМЕННОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ

Полезная модель относится к теплотехнике.
При охлаждении ряда изделий электронной отрасли, приборостроения в целях экономии аккумуляторной электроэнергии требуется пониженный теплоотвод в диапазоне температур окружающей среды около 0°C и интенсивный тепло-отвод при более высоких температурах (выше 30°C). Эту задачу может решить тепловая труба, тепловая проводимость которой растет с повышением температуры.
Известна тепловая труба, включающая герметичный корпус, паровой канал и пористую капиллярную структуру, пропитанную жидким теплоносителем [US Patent 4015659, Int. cl. F28D 15/00, Apr. 5, 1977]. Поскольку при повышенных температурах тепловая труба должна иметь высокую проводимость, толщина капиллярной структуры должна быть как можно меньше, что при заданной тепло-передающей способности тепловой трубы подразумевает достаточно большой диаметр парового канала. При достаточно большом диаметре парового канала тепловая труба неспособна заметно снизить проводимость при снижении температуры, поскольку перепад давления (а значит, и температуры) в паровой фазе при этом повышается незначительно.
В качестве прототипа выбрана тепловая труба с переменной проводимостью, включающая герметичный корпус, капиллярную структуру и паровой канал ограниченного сечения в виде наружного коаксиального слоя [US Patent 6533029, Int. cl. F28D 15/06, Jul. 17, 1990]. Ограниченное сечение парового канала обусловливает в диапазоне низких температур окружающей среды значительный перепад давления (а значит, и температуры) в паровой фазе. При более высоких температурах перепад давления (а значит, и температуры) в паровой фазе снижается. Тем самым обеспечивается переменная проводимость тепловой трубы.
Недостатком данной конструкции тепловой трубы с переменной проводимостью, предназначенной для проведения технологических процессов во внутреннем пространстве полого корпуса, является ее значительный диаметр, не позволяющий применять тепловую трубу в компактных электронных изделиях и приборах.
Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей теловой трубы с переменной проводимостью, обеспечиваемом уменьшением диаметра тепловой трубы и позволяющим применять тепловую трубу в компактных электронных изделиях и приборах.
Поставленная задача реализуется тем, что в тепловой трубе с переменной проводимостью, включающей герметичный корпус, капиллярную структуру и паровой канал ограниченного сечения, паровой канал образован трубой малого диаметра, расположенной внутри корпуса и проходящей через перегородку корпуса, непроницаемую для пара.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция тепловой трубы с переменной проводимостю (фиг. 1).
Тепловая труба с переменной проводимостью включает герметичный корпус 1, капиллярную структуру 2 и паровой канал ограниченного сечения 3, образованный трубой малого диаметра 4, расположенной внутри корпуса 1 и проходящей через перегородку 5 корпуса 1, непроницаемую для пара.
Тепловая труба с переменной проводимостью работает следующим образом.
Под действием тепла Q, подводимого к корпусу 1 в зоне испарения 7 тепловой трубы жидкий теплоноситель, пропитывающий капиллярную структуру 2, испаряется. Поскольку корпус 1 перегорожен перегородкой 5, непроницаемой для пара, весь пар 6 поступает в паровой канал 3, образованный трубой 4. По паровому каналу 3 пар 6 перетекает в зону конденсации 8 тепловой трубы, где, выходя из парового канала, конденсируется на капиллярной структуре 2, отдавая тепло Q с наружной поверхности корпуса 1. Жидкий теплоноситель по капиллярной структуре 2 возвращается в зону испарения 7, замыкая испарительно-конденсационный цикл.
Ограниченное сечение парового канала 3 обусловливает в диапазоне низких температур окружающей среды, когда плотность пара мала, а скорость велика, значительный перепад давления (а значит, и температуры) в паровой фазе. При более высоких температурах плотность пара повышается, скорость пара снижается, перепад давления (а значит, и температуры) в паровой фазе снижается. Таким образом, в диапазоне низких температур тепловая труба имеет низкую проводимость; с повышением температуры проводимость тепловой трубы повышается.
Предлагаемая конструкция тепловой трубы с переменной проводимостью, в которой паровой канал образован трубой малого диаметра, расположенной внутри корпуса и проходящей через перегородку корпуса, непроницаемую для пара, допускает значительное уменьшение диаметра тепловой трубы по сравнению с прототипом, в которомпаровой канал находится снаружи. Это дает возможность применять тепловую трубу для энергосберегающего охлаждения компактных электронных изделий и приборов, расширяя функциональные возможности тепловой трубы с переменной проводимостью.