Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10747
(13) U
(46) 2015.08.30
(51) МПК
F 28D 15/00 (2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ПЛОСКИЙ ИСПАРИТЕЛЬ КОНТУРНОЙ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ
(21) Номер заявки: u 20140374
(22) 2014.10.15
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт порош-
ковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Мазюк Виктор Васильевич;
Антух Александр Антонович; Анчев-
ский Павел Семенович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт по-
рошковой металлургии" (BY)
(57)
Плоский испаритель контурной тепловой трубы, включающий корпус с впускным
штуцером для жидкости и выпускным штуцером для пара, капиллярную структуру, со-
стоящую из испарительной, разделительной и соединительных частей, жидкостный и па-
ровые каналы, отличающийся тем, что жидкостный канал организован как поровое
пространство крупнопористого порошкового слоя, прилегающего к стенке корпуса, разде-
лительная 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 раздели-
тельной частью капиллярной структуры.
(56)
1. US 8622118, МПК F28D 15/00, 2014.
2. US 6533029, МПК F28D 15/00, 2003.
Фиг. 1
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, со-
BY10747U2015.08.30

2. BY 10747 U 2015.08.30
2
стоящую из поперечного потоку теплоносителя гидравлического затвора и продольных
транспортно-испарительных элементов [1].
Недостатком известного плоского испарителя контурной тепловой трубы является
низкая испарительная способность, которая обусловлена высоким гидравлическим сопро-
тивлением продольных транспортно-испарительных элементов, ограничивающим поток
жидкого теплоносителя в испарителе под действием располагаемого капиллярного давле-
ния.
В качестве прототипа выбран плоский испаритель контурной тепловой трубы, вклю-
чающий корпус с впускным штуцером для жидкости и выпускным штуцером для пара,
капиллярную структуру, состоящую из испарительной и распределительной частей, жид-
костный и паровые каналы [2]. Распределительная часть капиллярной структуры, в свою
очередь, состоит из плоской разделительной части, которая разделяет жидкостный и паро-
вые каналы, и соединительные части, предназначенные для подвода жидкого теплоноси-
теля от разделительной части к испарительной части капиллярной структуры. Жидкост-
ный канал располагается между стенкой корпуса и плоской разделительной частью
капиллярной структуры, а каждый паровой канал ограничен плоской разделительной ча-
стью, соседними соединительными частями и испарительной частью капиллярной струк-
туры.
Недостатком данной конструкции плоского испарителя контурной тепловой трубы яв-
ляется недостаточная прочность плоской распределительной части капиллярной структу-
ры. 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, на-
пример, при использовании контурной тепловой трубы на летательном аппарате.
Существенным недостатком известной конструкции плоского испарителя контурной
тепловой трубы является также сложность изготовления распределительной и соедини-
тельной частей капиллярной структуры.
Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в повышении
прочности конструкции и упрощении изготовления плоского испарителя контурной теп-
ловой 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 соеди-
нительных частей, жидкостный и паровые каналы, жидкостный канал организован как по-
ровое пространство крупнопористого порошкового слоя, прилегающего к стенке корпуса,
разделительная часть капиллярной структуры выполнена в виде мелкопористого порош-
кового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою, а пористые соедини-
тельные 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 фигурами, на которых изображены поперечное
(фиг. 1) и продольное (фиг. 2) сечения плоского испарителя контурной тепловой трубы.
Плоский испаритель контурной тепловой трубы включает корпус 1 с впускным шту-
цером 2 для жидкости и выпускным 3 штуцером для пара. В корпусе 1 расположены ка-
пиллярная структура, состоящая из испарительной 4, разделительной 5 и соединительных
6 частей, жидкостный и паровые 7 каналы. Жидкостным каналом является поровое про-
странство крупнопористого порошкового слоя 8, прилегающего к стенке корпуса 1. Раз-
делительная 5 часть капиллярной структуры выполнена в виде мелкопористого
порошкового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою 8. Пористые со-
единительные 6 части капиллярной структуры выполнены в виде стержней, боковая по-
верхность которых контактирует с одной стороны с испарительной 4 частью, а с другой

3. BY 10747 U 2015.08.30
3
стороны - с разделительной 5 частью капиллярной структуры. Паровые каналы 7 ограни-
чены боковыми поверхностями соседних соединительных частей, разделительной 5 и ис-
парительной 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 2 для жидкости поступает в корпус 1
плоского испарителя и заполняет поровое пространство крупнопористого порошкового
слоя 8, выступающего в роли жидкостного канала испарителя. Далее через разделитель-
ную 5 часть, соединительные 6 части капиллярной структуры и соответствующие кон-
тактные поверхности жидкий теплоноситель перетекает в испарительную 4 часть
капиллярной структуры. Под воздействием тепла, подводимого к плоской стенке корпуса
1, происходит испарение жидкого теплоносителя, содержащегося в порах испарительной 4
части капиллярной структуры. Образующийся пар удаляется из испарителя через выпуск-
ной штуцер 3 для пара, 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 5 часть капиллярной структуры выполнена в виде
мелкопористого порошкового слоя, припеченного к крупнопористому порошковому слою
8, а пористые соединительные 6 части капиллярной структуры выполнены в виде стерж-
ней, боковая поверхность которых контактирует с одной стороны с испарительной 4 ча-
стью, а с другой стороны - с разделительной 5 частью 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 ка-
пиллярной 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.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.