Устройство для регулирования теплового сопротивления Советский патент 1988 года по МПК H05K7/20 F28F13/00 F25B21/02 

ОО

о оо

о

4

5

Изобретение относится к конструкциям теплоотводящих элементов систем охлаждения и служит для повышения надежности работы путем плавного изменения величины передаваемого теплового потока. При возникновении магнитного поля в зазоре магнитные силы вытягивают жидкость 4 из прокладки 3, выполненной из пористого материала, и стягивают ее к центру. Центральный наплыв касается теплоот- вода 1, образуя увеличивающееся кон- такное пятно, через которое устремляется тепловой поток. Таким образом, регулирование термического сопротивления R осуществляется посредством изменения напряжения на спирали 5 и, соответственно, изменения тока в цепи источника поля. 2 ил. с $

Фиг.

Изобретение относится к теплотехнике и холодильной технике, а именно к конс 1 рукциям теплоотводящих элементов систем охлаждения, таких как термоэлектрические термостаты радиоэлектронных приборов, отсеков, и может быть испольэовано в компрессионных, жидкостных, воэдушных и других системах охлаждения и термостабилизации.

Целью изобретения является повышение надежности в работе путем обеспечения плавного изменения величины передаваемого теплового потока.

На фиг,1 показан тепловой контакт в режиме минимального теплового потока, на фиг,2 - то же, в режиме регулирования теплового потока.

Устройство для регулирования теплового сопротивления включает два теплопровода 1 и 2, один из которых контактирует с источником тепла или холода (термоэлектрической батареей, электронагревателем, испарителем холодильной машины и т.п.), а другой контактирует или является частью теплообменника или объекта теплового воздействия. В за-зоре между теплопроводами, ограниченном по периметру пористой прокладкой 3, постоянно находится магнитная ж.щкос-ь 4, представляющая гобой коллоидный раствор ;:убдоменных частиц тя( феррЪмз нетика в чидко Фа :- . В , например, iia понерхни .. /и теп/юз.тювода

2,размешена спи-раль S в виде метал- 1ического прор-ода в электриизоляциои чой оплетка. Спираль подключена к источнику регулируемого напряжения (не показан). Все поверхности материала

3,кроме обращенной внутрь , покрыты прочной rLfieHKO4 Hjni обшивкой следовательно, внутренний объем заяо ра герметизирован.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии напряжения на клеммах спирали 5 магнитное поле в зазоре отсутствует. Жидкость 4 капиллярными силами частично втянута в поры прокладки 3. Тонкая пленка жидкости за счет эффекта смачивания равномерно распределена по контактной поверхности теплопровода 2. Воздушная прослойка между жидкостью и теплопроводом 1 является теплоизолятором, вследс1вие чего тепловой потс К через тепловой контакт минима-чен. Перетечк теплоты между т8Г1лопров:)дами по мате,-

Q

52025зо

5035

40

45

риалу 3 могут быть дополнительно уменьшены как с помощью теплоизоля;;И- онных проставок, так и подбором и:ги выполнением материала 3 с анизотропией теплопроводности: вдоль пор (т.е. по горизонтали на фиг.ОХ выше, чем поперек пор.

При подаче напряжения на спираль с увеличением тока в депи растет напряженность магнитного поля в центре зазора. Магнитные силы, преодолевая капиллярные силы и силы поверхностного натяжения, вытягивают жидкость из материала 3 и стягивают ее к центру. Центральный наплыв растет и в некоторый момент времени касается своей вершиной противоположной поверхности теплопровода 1. Образуется пятно контакта, увеличивающееся с ростом тока в цепи спирали. Через площадь пятна контакта устремляется тепловой поток. Для заданной геометрии тепло- перехода и используемых материалов экспериментально можно установить однозначное соответствие величины тепловог- потока q или термического сопротивления R с величинами тока или напряжения U, I, выраженное степенной функцией. Таким образом, ре- г улирование R, а через него и те.мпе- ратуры объекта или теплообменника осуществляется изменением тока в пели источника поля, для чего не требуются б -льшие затраты мощности.

При отключении тока жидкск П. пновь втягивается я поры прокладки.

Предлагаемое устройство при простоте конструкции и надежности ее работы обеспечивает пропорць ональное иетулирование термического сопротивления при наличии пятна контакта и выполняет роль теплоизолятора при отсутствии пятна. Его работа не зависит от ориентации в пространстве. Конструкция допускает большой диапазон величин зазоров (до нескольких сантиметров), что свидетельствует о простоте его реализации и широте применения начиная от пpeщ зиoнныx регуляторов температуры радиоэлектронных приборов, микросхем и К9нчая крупными o Ti.ifK;; ми централизснанного телло- с: Н.1 йжеиия . При подключении датчика теплового состояния объекта к цепи управления блока питания спирали предлагаемое устройство может выполнять функцию исполните/Г,ного орг ана

в системе автоматического регулирования .

Ф

ормула изобретения

Устройство для регулирования теплового сопротивления, содержащее два теплопровода, размещенных один напротив другого с образованием зазора между их контактными поверхностями, контактный элемент из магнитного ма- териапа, расположенный в зазоре, и источник регулируемого магнитного поифо

ля, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности в работе путем обеспечения плавного изменения величины передаваемого теплового потока, оно снабжено прокладкой из пористого материала, размещенной по периметру зазора, в качестве контактного элемента использована жидкость, а источник регулируемого магнитного поля выполнен в виде плоской электроизолированной спирали, размещенной в зазоре параллельно поверхностям теплопроводов .

Фие. 2