Використання: винахід відноситься до теплотехніки, зокрема до теплових трубах, і може бути використано для відводу тепла від теплонапружених об'єктів. Сутність: испарительная камера містить корпус, який включає бічну стінку 1 і торцеві стінки 2 і 3. Усередині корпусу розміщена капілярно-пориста насадка 4, що має тупиковий центральний канал 5, бічна і торцева поверхні якого знаходяться в тепловому контакті з додатковою внутрішньою стінкою 6 камери. Насадка 4 утворює кільцевої зазор 7 з бічною стінкою 1 на довжині, обмеженою виступом 8 насадки 4, зазори 9 і 10 з торцевими стінками 2 і 3 камери відповідно. Уздовж термоконтактним поверхні насадки 4 з внутрішньою стінкою 6 виконані поздовжні канавки 11, а на термоконтактним поверхні внутрішньої стінки 6 різьбові канавки 12, які утворюють єдину систему канавок для відведення пари в зазор 10, що виконує роль парового колектора, що сполучається з паропроводом 13 контурної теплової труби. Кільцевій зазор 7 разом з торцевих зазором 9 утворюють єдину порожнину для акумулювання рідини, що надходить з конденсатопроводу 14. Камера може мати форму усіченого конуса і останній варіант камери має форму циліндра, що переходить в усічений конус. 3 з.п. ф-ли, 5 мул.
Винахід відноситься до теплотехніки, зокрема до теплових трубах, і може бути використано для відводу тепла від різних теплонапружених об'єктів.
Відома контурна теплова труба [1] в якій використана испарительная камера, яка містить корпус з капілярно-пористої насадкою, забезпеченою центральним каналом і системою пароотводную канавок, виконаних на поверхні насадки, що прилягає до нагрівається стінці камери.
Недоліком такої випарної камери є відсутність можливості збільшення поверхні її теплового контакту з джерелом тепловиділення, оскільки в якості контактної поверхні тут може служити тільки одна з його поверхонь або граней.
Іншим недоліком випарної камери є недостатня ефективність теплообміну в зоні випаровування, оскільки система пароотводную канавок цілком виконана в капілярно-пористої насадки, яка має відносно невисокою теплопровідністю.
Найбільш близький за сукупністю суттєвих ознак до винаходу є испарительная камера [2] яка містить корпус, який включає бічну і торцеві стінки і розміщену всередині капілярно-пористу насадку з центральним каналом, прилеглу до нагрівається стінці камери і утворить зазор з однією з її торцевих стінок. На контактної поверхні насадки виконані проточки, що утворюють разом з гвинтовою нарізкою на контактної поверхні корпусу систему пароотводную канавок, які зв'язані з паровим колектором. Така організація зони випаровування, як показує досвід, є значно ефективнішою, оскільки дозволяє зробити поверхню теплового контакту більш розвиненою, а також знизити його термічний опір.
Однак всі недоліки такої конструкції випарної камери, пов'язані з обмеженістю поверхні теплового контакту з джерелом тепловиділення, тут також зберігаються в повній мірі.
Крім того, слід зазначити, що істотним недоліком всіх конструкцій випарних камер, в яких підвід тепла здійснюється до зовнішньої стінки, є необхідність мати відносно товстий шар капілярно-пористої насадки, що розділяє її випаровує поверхню від вбирає. Ця обставина пов'язана з тим, що для запуску контурної теплової труби потрібен певний перепад температур і відповідний перепад тисків пара між випаровує і вбирає поверхнями насадки. Така умова в свою чергу тягне за собою значне зростання гідравлічного опору насадки, оскільки для її виготовлення використовуються зазвичай капілярно-пористі матеріали з дуже малим ефективним радіусом пор, що становить 1 мкм і менше. Фізична природа такої ситуації в випарних камерах розглянутого типу обумовлена тим, що частина тепла, що підводиться до випарної камері, проникає через насадку в центральний канал, через поверхню якого здійснюється підживлення зони випаровування. Оскільки цей тепловий потік спрямований переважно по радіусу до центру, то його щільність на вбирає поверхні обернено пропорційна величині радіуса каналу. Це сприяє зростанню температури пара в останньому, ускладнюючи створення необхідної для запуску різниці температур. В основу винаходу покладена задача створення випарної камери контурної теплової труби, конструкція якої дозволяє забезпечити ефективне відведення тепла від джерел, які потребують за умовами експлуатації рівномірного охолодження всієї або більшої частини їх поверхні тепловиділення. До числа таких джерел, зокрема, відносяться компактні хімічні реактори і камери згоряння потужних газових різаків, використовуваних для оброблення металоконструкцій.
Поставлена задача вирішується тим, що испарительная камера містить корпус, який має бічну і торцеві стінки, всередині якого розміщена капілярно-пориста насадка, прилегла до нагрівається поверхні камери і утворює зазор принаймні з однією з торцевих стінок. Насадка забезпечена центральним каналом і поздовжніми проточками на термоконтактним поверхні. Испарительная камера забезпечена також додаткової внутрішньою стінкою, прилеглої до поверхні центрального каналу насадки, яка утворює кільцевої зазор з зовнішньої боковою стінкою камери на частини її довжини, обмеженою принаймні з одного торця виступом насадки і сполученої з конденсатопроводів. Система пароотводную канавок включає як поздовжні проточки, виконані на термоконтактним поверхні насадки з внутрішньою стінкою камери, так і різьбові канавки на термоконтактним поверхні останньої. Як термоконтактним поверхні може виступати як внутрішня стінка камери, так і / або одна з торцевих стінок. Внутрішня і бічна стінки камери можуть утворювати циліндричну форму, форму усіченого конуса чи циліндра, що переходила в конус, а також будь-яку іншу технологічно доступну форму, відповідну формі джерела тепловиділення і умов теплос'ема.
На фіг.1 представлений варіант циліндричної випарної камери, капілярно-пориста насадка якої має тупиковий центральний канал, а підведення тепла можливий як до бічної, так і торцевої поверхні внутрішньої стінки камери; на фіг.2 поперечний розріз випарної камери; на Фіг.3 - інший варіант циліндричної випарної камери, насадка якої має наскрізний центральний канал, а підведення тепла можливий тільки до бічної поверхні внутрішньої стінки камери; на фіг.4 ще один варіант випарної камери, що має форму усіченого конуса; на фіг.5 інший варіант випарної камери, що має форму циліндра, що переходить в усічений конус.
Испарительная камера згідно пропонованого технічного рішення містить корпус, який включає бічну стінку 1, торцеві стінки 2 і 3. Усередині корпусу розміщена капілярно-пориста насадка 4, що має тупиковий центральний канал 5, бічна і торцева поверхні якого знаходяться в контакті з додатковою внутрішньою стінкою 6 камери. Насадка 4 утворює кільцевої зазор 7 з бічною стінкою 1 довжиною, обмеженою виступом 8 насадки 4, і зазори 9, 10 з торцевими стінками 2 і 3 камери відповідно. Уздовж контактної поверхні насадки 4 з внутрішньою стінкою 6 камери виконані поздовжні канавки 11, а на контактної поверхні внутрішньої стінки 6 різьбові канавки 12, які утворюють єдину систему канавок для відведення пари в зазор 10, що виконує роль парового колектора, що сполучається з паропроводом 13 контурної теплової труби . Кільцевій зазор 7 разом з торцевих зазором 9 утворює єдину порожнину для акумулювання рідини, що надходить з конденсатопроводу 14.
Испарительная камера працює наступним чином.
У початковому стані, коли теплове навантаження відсутня, насадка 4 просякнута теплоносієм, а в зазорах 7, 9 і 10 знаходиться пар при температурі і тиску, рівних температурі і тиску пари в системі пароотводную канавок 12, 11, які в свою чергу відповідають рівноважним умовам з навколишнім середовищем.
При підведенні теплового навантаження до зовнішньої поверхні внутрішньої стінки 6 рідина з насадки 4 більш інтенсивно починає випаровуватися в пароотводную канавки 11 і 12. Температура і тиск пара тут підвищується відносно температури і тиску в зазорах 7 і 9. За рахунок виникає різниці тисків рідкий теплоносій з конденсатопроводу 14 надходить в зазори 7 і 9 і вбирається звідси в насадку 6. Виступ насадки 8 виконує роль ущільнення, що перешкоджає перетікання "гарячого" пара з парового колектора 10 в зазори 7 і 9. Таким чином насадка виконує одночасно функцію "капілярного насоса", що забезпечує циркуляцію теплоносія в тепловій трубі і "теплового затвора", що перешкоджає вирівнюванню тиску між її вбирає і випаровує поверхнями. Цією ролі в даному випадку сприяє те, що рух рідини відбувається з периферії до центру насадки, забезпечуючи зниження щільності і теплового потоку, що проникає через насадку до її вбирає поверхні. Одночасно з цим вирішується основне завдання, що складається в забезпеченні ефективного тепловідведення від джерел тепла, розташованих усередині випарної камери.
У випарної камері, варіант якої представлений на Фіг.3, роль акумулятора рідини виконує тільки зазор 7, довжина якої обмежена двома виступами 8 насадки 4. Тут внутрішня стінка 6 разом з центральним каналом 5 насадки 4 утворюють наскрізну порожнину. Підведення тепла тут можливий до зовнішньої бокової поверхні внутрішньої стінки 6.
Форма випарної камери, представлена на фіг.4 і 5, адаптована до форми камери згоряння газового пальника, стінки якої потребують ефективної теплової захисту від високотемпературних газів.
1. Випарна камера контурної теплової труби, що містить корпус, який має бічну і торцеві стінки, розміщену всередині капілярно-пористу насадку з центральним каналом, прилеглу до нагрівається поверхні камери і утворить зазор принаймні з однією з торцевих стінок, систему пароотводную канавок на термоконтактним поверхнях , сполучених з паровим колектором, що відрізняється тим, що испарительная камера додатково забезпечена внутрішньою стінкою, прилеглої до поверхні центрального каналу насадки, яка утворює кільцевої зазор з бічною стінкою камери на частини її довжини, обмеженою принаймні з одного торця виступом насадки і сполученої з конденсатопроводів.
2. Камера по п. 1, яка відрізняється тим, що система пароотводную канавок включає поздовжні проточки на термоконтактним поверхні насадки з внутрішньою стінкою камери і різьбові канавки на термоконтатной поверхні останньої.
3. Камера по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що її бічна і внутрішні бічні стінки утворюють усічені конуси.
4. Камера по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що її бічна і внутрішні стінки утворюють циліндри, що переходять в усічені конуси.