-

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6419
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
F 28D 15/00
(54) ПАРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБА
(21) Номер заявки: u 20091089
(22) 2009.12.23
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт порош-
ковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Докторов Вячеслав Викторо-
вич; Мазюк Виктор Васильевич; Рак
Анатолий Леонидович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт по-
рошковой металлургии" (BY)
(57)
1. Пародинамическая тепловая труба, содержащая конденсатор, конденсатопровод,
паропровод, зазор и испаритель с капиллярной структурой внутри, отличающаяся тем,
что паропровод и конденсатопровод выполнены сообщающимися между собой посред-
ством зазора, в котором формируется область пониженного давления.
2. Пародинамическая тепловая труба по п. 1, отличающаяся тем, что тепловая труба
выполнена в одном цилиндрическом корпусе без пространственного разделения паропро-
вода и конденсатопровода.
BY6419U2010.08.30

2. BY 6419 U 2010.08.30
2
(56)
1. Chernysheva M.A., Vershinin S.V., Maidanik Yu.F. Development and tests results of loop
heat pipes with a flat evaporator. Proc. of the 12th Int. Heat Pipe Conf. - Russia, 2002. -
P. 134-138.
2. US 6533029, C1, 2003.
Полезная модель относится к теплотехнике.
Известна контурная тепловая труба, включающая испаритель с капиллярной структу-
рой и пароотводными каналами внутри, конденсатор, конденсатопровод и паропровод [1].
Недостаток известной контурной тепловой трубы связан с тем, что капиллярная
структура испарителя внутри себя содержит пароотводные каналы для организации про-
цесса испарения по принципу перевернутого мениска. Это требует применения для изго-
товления капиллярной структуры низкотеплопроводных материалов во избежание
закипания жидкого теплоносителя в компенсационной камере. Тем самым создается вы-
сокое термическое сопротивление испарителя.
В качестве прототипа выбрана контурная тепловая труба, включающая конденсатор,
конденсатопровод, паропровод и испаритель с капиллярной структурой внутри, выпол-
ненной из высокотеплопроводной основной и низкотеплопроводной распределительной
частей, и пароотводными каналами внутри капиллярной структуры для организации испа-
рения по принципу неперевернутого мениска [2].
Недостатком данной конструкции контурной тепловой трубы является необходимость
изготовления контура, что усложняет процесс создания контурной тепловой трубы.
Недостатком известной конструкции контурной тепловой трубы является также значи-
тельный паразитный тепловой поток, направленный от нагреваемой поверхности испари-
теля к жидкому теплоносителю через распределительную часть капиллярной структуры,
ввиду непосредственной близости жидкостного канала испарителя от нагреваемой по-
верхности. При этом пар, образованный под воздействием паразитного теплового потока,
не может быть направлен в паровой канал, что способно привести к блокировке доступа
жидкости в капиллярную структуру и прекращению работы тепловой трубы.
Также недостатком данной конструкции является то, что для увеличения капиллярно-
го давления, создаваемого капиллярной структурой, следует уменьшать размер пор, что
приводит к увеличению потерь давления на фильтрацию жидкости через распределитель-
ную часть капиллярной структуры.
Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в упрощении
конструкции тепловой трубы, устранении эффектов, вызванных паразитным тепловым
потоком, а также в использовании энергии движущегося пара для возврата жидкости в ис-
паритель.
Поставленная задача реализуется тем, что в пародинамической тепловой трубе, вклю-
чающей конденсатор, конденсатопровод, паропровод, зазор и испаритель с капиллярной
структурой внутри, паропровод и конденсатопровод сообщаются между собой посредством
зазора, в котором формируется область пониженного давления. Кроме того, пародинами-
ческая тепловая труба выполнена в одном цилиндрическом корпусе без пространственно-
го разделения паропровода и конденсатопровода.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструк-
ция пародинамической тепловой трубы.
Пародинамическая тепловая труба состоит из конденсатора 1, паропровода 2, конден-
сатопровода 3, испарителя с капиллярной структурой внутри 4 и зазора 5. К испарителю
подводится тепло 6, а от конденсатора в том же количестве отводится тепло 7.
Пародинамическая тепловая труба с неперевернутым мениском работает следующим
образом.

3. BY 6419 U 2010.08.30
3
Под воздействием тепла 6, подводимого к испарителю 4, происходит испарение жид-
кого теплоносителя, содержащегося в порах капиллярной структуры. Образующийся пар
удаляется из испарителя 4 через паропровод 2 в конденсатор 1, где, отдавая в зоне конден-
сации тепло 8, переходит в жидкое состояние. При движении от испарителя 4 в конденса-
тор 1 пар проходит через зазор 5. Поперечное сечение зазора 5 существенно меньше
поперечного сечения паропровода 2. В результате скорость пара в зазоре 5 существенно
превышает скорость пара в паропроводе 2. Согласно формуле Бернулли, при этом в зазоре
5 создается область пониженного давления, благодаря чему жидкость из конденсатора 1
поступает через конденсатопровод 3 к зазору 5. Поскольку зазор 5 граничит с капилляр-
ной структурой испарителя 4, жидкость, поступившая в зазор, под действием капилляр-
ных сил поступает далее в испаритель 4.
Упрощение конструкции тепловой трубы заключается в отказе от пространственного
разделения паропровода и конденсатопровода. Поскольку при этом тепловая труба может
размещаться в цилиндрическом корпусе, нет необходимости изготавливать более слож-
ный в исполнении контур.
Устранение эффектов, вызванных паразитным тепловым потоком, достигается за счет
того, что паропровод и конденсатопровод сообщаются между собой посредством зазора.
Тогда пар, образовавшийся под действием паразитного теплового потока в конденсато-
проводе, выходит через зазор в паропровод и не препятствует доступу жидкости из кон-
денсатопровода в испаритель.
Использование энергии движущегося пара для возврата жидкости в испаритель дости-
гается за счет создания в зазоре области пониженного давления. При этом понижение дав-
ления не зависит от размеров пор капиллярной структуры.
Таким образом, при использовании предлагаемой полезной модели упрощается кон-
струкция тепловой трубы, устраняются эффекты, вызванные паразитным тепловым пото-
ком, а также используется энергия движущегося пара для возврата жидкости в
испаритель.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.