Теплообменник Советский патент 1987 года по МПК H05K7/20 F28D1/02 F28D7/08 

113

Изобретение относится к устройствам охлаждения тегтовыделяю цих элементов , в частности к термо- и крио- статам установок зондового контроля микроэлектронных приборов, и может быть использовано в микроэлектронике, энергетике.

Цель изобретения - повьшение эффективности охлаждения.

На фиг.1 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 теплооб- менные 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 9-1, более удаленные от оси теплообменника, выполнены тангенциально.

Теплообменник снабжен патрубками 15 и 16 соответственно подвода и отвода охлаждающей среды, жидкая фаза 17 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 тепло- обменную камеру 2 меньшего диаметра корпуса 1 теплообменника. Вследствие смещения патрубка 15 относительно оси камеры охлаждающая среда, двигаясь под напором, ударяет в коническую стенку б 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 тангенид1альные от.верстия 9 в камеру 3, а- менее плотная газообразная фаза 18 сепарируется от жидкой фазы и выходит в отверстия 12.

5

О

5

35

0

45

0

55

32

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 вькодит в отверстия 13. В камерах 4 и 5 процесс повторяется, при этом жидкая фаза выходит из камеры 4 в камеру 5 через отверстия 11, 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 газообразной фаз из 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 з еньшается 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 эксплуатации.

Формулаизобретения

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

3 13076

охлаждающей среды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, стенки камер вьтолнены в форме усеченного конуса с отверстиями,.размещенными , в два ряда, причем отверстия, распо-г ложеннь е у меньшего основания усечен134

ного конуса, вьтолнены 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.

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-.

18

W

17

17

фуг. 2

Редактор А.Огар

Составитель С.Дудкин Техред В.Кадар

Заказ 1643/57

Тираж 802Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-полиграфическое.предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная., 4

Корректор А.Зимокосов