Устройство испарительного охлаждения Советский патент 1979 года по МПК H01J19/74 

Изобретение относится к устройствам испарительного охлаждения, предназначенным для эффективного охлажде ния мощных электронных ламп в радиоэлектронике и других источников тепла. Известны испарительные охлаждающие устройства, содержащие испарительную камеру, в которую помещен ох лаждаемый элемент радиоэлектронной аппаратуры и конденсатор, расположенный над уровнем жидкости l . Однако в известных устройствах используется либо естественная циркуляция хладагентов, либо недостато ио эффективные методы ее усиления, поэтому съем тепла с охлаждаемых элементов осуществляется недостаточно эффективно. Из известных устройств подобного назначения наиболее близким к предлагаемому изобретению является охлгикдеиощее устройство для высокочастотных ламп, содержащее корпус с размещенной в нем испарительной каме рой с охлаждаемым элементом 2 . Над уровнем жидкости расположен конденсатор. Внутри корпуса между испарительной камерой и ксзнденсатором уста новлена перегородка, которая начинат ется ниже уровня жидкости и образует паропровод Б виде воронки, При работе лампы образующийся в испарительной камере пар благодаря пароотводящей воронке направляется Б часть конденсатора, наиболее удаленную от охлаждаемого элемента/ чем повышается эффективность конденсатора. Однако такое устройство отличается недостаточно высокой интенсивностью теплообмена на поверхности охлаждаемого элемента, так как используется только кипение в условиях естественной конденсации. При этом требуется испарительная камера , достаточно большого объема. С уменьшением объема испарительной камеры условия теплообмена резко ухудшаются, что в значительной степени уменьшает величину тепловой мощности, отводимой от охлаждаемого элемента. В рассмотренном устройстве не используется кинетическая энергия потока пара для интенсификации теплообмена. Целью изобретения является интенсификация отвода тепла от охлаждаемого элемента. Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве внутри корпуса,на выходе из пароотводящей воронки,уста новлен щелевой насос, всасывающее отверстие которого соединено трубопроводом с верхней частью, а нагнетательное отверстие - с нижней частью испарительной камеры. На чертеже изображено предложенное устройство охлаждения, разрез. Испарительная камера 1 заполн.ена жидкостью 2 и в нее помещен охлаждаемый элемент 3. Над охлаждаемым элементом ниже уровня жидкости установлена пароотводящая воронка 4, на выходе которой установлен щелевой насос 5, Всасывающее отверстие щелевого насоса соединено трубопроводом б с верхней частью, а нагнетательное отверстие - трубопроводом 7 с нижней частью испарительной камеры. При включении радиоэлемента от.охлаждаемого элемента 3 в испарительную камеру 1 начинает поступать тепло. ХСидкость 2 в испарительной камере нагревается до температуры насыщения закипает и образующийся пар направляется пароотводящей воронкой в щель насоса 5, который под воздействием проходящего потока пара начинает прокачивать жидкость через испарительную камеру. Нагнетание жидкости осуществляется в нижнюю часть испарительно камеры, а всасывание - из верхней части камеры. Таким образом, в испарительной камере вдоль поверхности охлаждаемого элемента создается ток жидкости. При этом теплообмен поверх ности элемента с жидкостью по сравне нию с кипением в естественных услови увеличивается в несколько раз. При внезапном увеличении мощности тепловыделения на элементе увеличивается количество пара, что приводит к уве личению производительности щелевого насоса, усилению циркуляции жидкост и еще большей интенсификации, отвода тепла от элемента. Таким образом, при внезапных колебаниях мощности тештовьщеления предпоженное устройст во обладает способностью к Сс1морегул рованию и осуществляет тем самым термостабилизацию охлаждаеьюго элемента. Поток жидкости в испарительной каме-ре, создаваемый щелевым насосом, можно известными способами упорядочить с помощью специальных каналов, щелей и т.д., что будет способствовать рациональному использованию охлаждающей жидкости. Использование нового элемента - щелевого насоса в системе испарительного охлаждения существенно повьлиает теплосъем с охлаждаемого элемента и вместе с тем использует кинетическую энергию пара в самой испарительной системе,в результате чего система становится способной к саморегулированию. Испарительные системы, использующие обычные насосы для принудительной циркуляции хладагента такими свойствами не обладают и требуют применения специальной системы регулирования, что значительно усложняет их, снижает надежность. Формула изобретения Устройство испарительного охлаждения, содержащее корпус с размещенныtvM в нем испарительной камерой с охлаждаемым элементом, конденсатором и пароотводящей воронкой, о т л и ч ающе е ся тем, что, с целью интенсификации отвода тепла ,от охлаждаемого элемента, внутри корпуса, на выходе из пароотводящей воронки, установлен щелевой насос, всасывающее отверстие которого соединено трубопроводом с верхней частью, а нагнетательное отверстие - с нижней частью испарительной камеры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США 3402766, кл. 165-74, 1969, 2.Патент Франции № 1195041, кл. Я 01 J, 1958.