ПЛОСКИЙ ИСПАРИТЕЛЬ КОНТУРНОЙ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к теплотехнике.
Известен испаритель контурной тепловой трубы, включающий корпус с впускным штуцером для жидкости и выпускным штуцером для пара и капиллярную структуру, состоящую из поперечного потоку теплоносителя гидравлического затвора и продольных транспортно-испарительных элементов [US Patent 8622118, Int. cl. F28D 15/00, Jan. 7, 2014].
Недостатком известного плоского испарителя контурной тепловой трубы является низкая испарительная способность, которая обусловлена высоким гидравлическим сопротивлением продольных транспортно-испарительных элементов, ограничивающим поток жидкого теплоносителя в испарителе под действием располагаемого капиллярного давления.
В качестве прототипа выбран плоский испаритель контурной тепловой трубы, включающий корпус с впускным штуцером для жидкости и выпускным штуцером для пара, капиллярную структуру, состоящую из испарительной и распределительной частей, жидкостный и паровые каналы [US Patent 6533029, Int. cl. F28D 15/00, Mar. 18, 2003]. Распределительная часть капиллярной структуры в свою очередь состоит из плоской разделительной части, которая разделяет жидкостный и паровые каналы, и соединительные части, предназначенные для подвода жидкого теплоносителя от разделительной части к испарительной части капиллярной структуры. Жидкостный канал располагается между стенкой корпуса и плоской разделительной частью капиллярной структуры, а каждый паровой канал ограничен плоской разделительной частью, соседними соединительными частями и испарительной частью капиллярной структуры.
Недостатком данной конструкции плоского испарителя контурной тепловой трубы является недостаточная прочность плоской распределительной части капиллярной структуры. Ввиду того, что плоская распределительная часть капиллярной структуры изготавливается из хрупкого мелкопористого материала, она может быть деформирована или разрушена под воздействием вибрации или одиночных ударов, имеющих место, например, при использовании контурной тепловой трубы на летательном аппарате.
Существенным недостатком известной конструкции плоского испарителя контурной тепловой трубы является также сложность изготовления распределительной и соединительной частей капиллярной структуры.
Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в повышении прочности конструкции и упрощении изготовления плоского испарителя контурной тепловой трубы.
Поставленная задача реализуется тем, что в плоском испарителе контурной тепловой трубы, включающем корпус с впускным штуцером для жидкости и выпускным штуцером для пара, капиллярную структуру, состоящую из испарительной, разделительной и соединительных частей, жидкостный и паровые каналы, жидкостный канал организован как поровое пространство крупнопористого порошкового слоя, прилегающего к стенке корпуса, разделительная часть капиллярной структуры выполнена в виде мелкопористого порошкового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою, а пористые соединительные части капиллярной структуры выполнены в виде стержней, боковая поверхность которых контактирует с одной стороны с испарительной частью, а с другой стороны - с разделительной частью капиллярной структуры.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на фиг. 1 изображена конструкция плоского испарителя контурной тепловой трубы, на фиг. 2 изображено сечение А-А.
Плоский испаритель контурной тепловой трубы включает корпус 1 (фиг. 1) с впускным штуцером для жидкости 2 и выпускным штуцером для пара 3 (фиг. 2). В корпусе 1 расположены капиллярная структура, состоящая из испарительной 4, разделительной 5 и соединительных 6 частей, жидкостный и паровые 7 каналы. Жидкостным каналом является поровое пространство крупнопористого порошкового слоя 8, прилегающего к стенке корпуса 1. Разделительная часть 5 капиллярной структуры выполнена в виде мелкопористого порошкового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою 8. Пористые соединительные части 6 капиллярной структуры выполнены в виде стержней, боковая поверхность которых контактирует с одной стороны с испарительной частью 4, а с другой стороны - с разделительной частью 5 капиллярной структуры. Паровые каналы 7 ограничены боковыми поверхностями соседних соединительных частей, разделительной 5 и испарительной 4 частями капиллярной структуры.
Плоский испаритель контурной тепловой трубы работает следующим образом.
Жидкий теплоноситель из конденсатора (не показан) контурной тепловой трубы через конденсатопровод (не показан) и впускной штуцер для жидкости 2 поступает в корпус 1 плоского испарителя и заполняет поровое пространство крупнопористого порошкового слоя 8, выступающего в роли жидкостного канала испарителя. Далее через разделительную часть 5, соединительные части 6 капиллярной структуры и соответствующие контактные поверхности жидкий теплоноситель перетекает в испарительную часть 4 капиллярной структуры. Под воздействием тепла, подводимого к плоской стенке корпуса 1, происходит испарение жидкого теплоносителя, содержащегося в порах испарительной части 4 капиллярной структуры. Образующийся пар удаляется из испарителя через выпускной штуцер для пара 3, далее - через паропровод (не показан) в конденсатор, где, отдавая тепло, переходит в жидкое состояние. Жидкий теплоноситель возвращается в испаритель, замыкая испарительно-конденсационный цикл.
Благодаря тому, что разделительная часть 5 капиллярной структуры выполнена в виде мелкопористого порошкового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою 8, а пористые соединительные части 6 капиллярной структуры выполнены в виде стержней, боковая поверхность которых контактирует с одной стороны с испарительной частью 4, а с другой стороны - с разделительной частью 5 капиллярной структуры, прочность конструкции плоского испарителя контурной тепловой трубы значительно повышается, практически исключая возможность деформирования или разрушения под воздействием вибрации или одиночных ударов.
Упрощение процесса изготовления распределительной и соединительной частей капиллярной структуры предлагаемой конструкции полезной модели достигается тем, что они выполняются в виде простых пористых порошковых элементов - плоского слоя и стержней, досконально освоенных в производстве методами порошковой металлургии.