Теплообменник

 

Изобретение относится к области микроэлектроники. Цель - повышение эффективности охлаждения. Для ее достижения в корпусе 1 теплообменника расположены теплообменные Kaj-iepbi 2-5 , стенки 6-8 которых выполнены в виде конических поверхностей. В каждой стенке 6-8 имеются два ряда отверстий 9-1 и 12-14, при этом отверстия 9-11 выполнены тангенциально. В теплообменнике о и-;аждающая Среда - жидкая фаза 17 и газообразная фаза 18. 2 ил. m Л 15 П $ i Z 6 3f7 У,,. А/.У//; / 5 с Vjsjs-.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997859/24-21 (22) 24,12,85 (46) 30.04.87. Бюл, - 16 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) Н.С.Кирпач (53) 621.369.67.7(088.8) (56) Патент Великобритании 9 1590197, кл. Р 28 D 7/10, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 1071918, кл. Р 28 D l/02, 1984.

»9>В 3»» 1 3076 1 3 (51)4 Н 05 K 7/20 F 28 D 1/02 7/08 (54) ТЕПЛООБМЕННИК (57) Изобретение относится к области микроэлектроники, Цель — повышение эффективности охлаждения. Для ее достижения в корпусе 1 -,åïëîîáìåííèêà расположень> теплообменнь1е камеры 2-5, стенки 6-8 которых ьыполнены в виде конических поверхностей. В каждой стенке 6-8 имеются два ряда отверстий 9-11 и 12 — 14, при этом отверстия 9-11 выполнены тангениигльно, В те:.—

".îîáìåííèê> о.таждаюцая среда — жидкая фаза 17 и газсобразная фаза 18.

2 ил.

7613 эксплуатации.! 130

Изобретение относится к устройствам охлаждения тепловыделяющих элементов, в частности к термо- и криостатам установок эондового контроля микроэлектронных приборов, и может быть использовано в микроэлектронике, энергетике.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения.

На фиг,l показан теплообменник, разрез по радиальной плоскости; на фиг.2 - то же, разрез по плоскости, перпендикулярной оси теплообменника и проходящей по рядам тангенциальных отверстий.

В корпусе 1 расположены теплообменные камеры 2-5, стенки 6-8 которых выполнены в виде конических поверхностей. В каждой стенке расположены два ряда отверстий 9-11 и 12-14, причем отверстия 9-11, более удаленные от оси теплообменника, выполнены тангенциально.

Теплообменник снабжен патрубками

15 и 16 соответственно подвода и отвода охлаждающей среды, жидкая фаза !

7 которой сосредоточена в расширенной части конических поверхностей камер, а газообразная 18 — в остальной их части.

Теплообменник работает следующим образом.

На чертежах сплошными стрелками показано движение жидкой фазы, а пунктирными — газообразной, Охлаждающая среда в жидком состоянии по патрубку 15 поступает в теплообменную камеру 2 меньшего диаметра корпуса 1 теплообменника. Вследствие, смещения патрубка 15 относительно оси камеры охлаждающая среда, двигаясь под напором, ударяет в коническую стенку 6 и закручивается вокруг оси камеры. Жидкая охлаждающая среда, например фреон, соприкасаясь со стенками камеры, кипит с образованием газообразной фазы. Под действием возникающей при закрутке потока центробежной силы более плотная жидкая фаза 17 сосредотачивается в расширенной части конической камеры 2 и вытекает по касательной к конической поверхности стенки 6 через тангенциальные отверстия 9 в камеру 3, а менее плотная газообразная фаза 18 сепарируется от жидкой фазы и выходит в отверстия 12.

Ю

2

В камере 3 под действием закрутки потока хладоносителя происходит сепарация жидкой и газообразной фаз. При этом жидкая фаза омывает под действием центробежной силы стенку 7 и торцовую стенку корпуса, примыкающую к ней, и выходит через тангенциальные отверстия 10. В результате обеспечиваются высокие интенсивности теплоотдачи от стенок камеры к хладагенту за счет кипения хладагента.

Образующаяся газообразная фаза выходит в отверстия 13. В камерах 4 и 5 процесс повторяется, при этом жидкая фаза выходит из камеры 4 в камеру 5 через отверстия ll, а газообразная фаза — через отверстия 14.

Количество жидкой фазы уменьшается при переходе из камеры в камеру, и в камере 5 остатки жидкой фазы окончательно испаряются, а газообразный хладагент уходит в патрубок 16. Размеры и соотношение суммарных сечений отверстий 9-11 и 12-14 обеспечивают равномерный расход жидкой и газообраэной фаэ иэ каждой камеры. Стенки теплообменных камер представляют собой эффективное внутреннее оребрение теплообменника, интенсивно омываемое хладоносителем. Поскольку для обеспечения расхода хладоносителя через теплообменник существует перепад давления от его центра к периферии, то температура кипения хладагента в теплообменной камере меньшего диаметра — самая высокая и уменьшается к периферии. Это благоприятствует выравниванию температуры по поверхности теплообменника за счет компенсации теплопритоков через его края.

Выбором сооотношения сечений отверстий в стенках можно в широких пределах изменять распределение температур кипения в камерах, а следовательно, по поверхности теплообменника и компенсировать неоднородность теплопритоков по поверхности теплооб менника в зависимости от условий его

Формула изобретения

Теплообменник преимущественно для термостата установки зандового контроля микроэлектронных приборов, содержащий теплообменные камеры различного диаметра, размещенные одна в другой, и патрубки подвода и отвода 130761

Составитель С.Дудкин

Техред B.K ap

Корректор А. Зимокосов

Редактор А.Огар

Заказ 1643/57

Тираж 802 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ъ

Производственно-полиграфическое, предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная., 4 охлаждающей среды, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, стенки камер выполнены в форме усеченного конуса с отверстиями, размещенными в два ряда, причем отверстия, распо; ложенные у меньшего основания усечен3 4 ного конуса, выполнены радиально, а отверстия, расположенные у большего основания усеченного конуса, выполнены тангенциально, при этом. подводящий патрубок размещен тангенциально, а его выходное сечение расположено в теплообменной камере меньшего диаметра.