DE2042882A1 - Anschlußstuck fur ein elektrisches Gerat - Google Patents

Description

7040-70/Kö/S
RCA 61232
Convention Date:
August 29, I969

RCA Corporation, New York, N.T., V.St.A. Anachlufiatttck für ein elektriachea Gerät

Die Erfindung betrifft ein Anschlußstttric für ein elektrisches Gerät.

Ia Betrieb vieler elektriacher Geräte oder Bauelemente (z.B. Leistungsröhren, Klyatroaa uaw.) wird Wärae einaal durch daa Arbeiten dea Gerätea aelbat und zum anderen durch den elektriechen Strom, der die daa Gerät «it einer Spannungaquelle verbindenden

Anschlußatttcke durchfließt, erzeugt, wobei «an i« letzteren Falle

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gewöhnlich von I R-Erwär«ung spricht. Gemäß de« Stand der Technik hat man in Fällen, wo verhältnismäßig grotto Wäraeaengen auf die eine und/oder die andere genannte Weise erzeugt werden, verhältnis, «ättig große Massivblöcke aus wär»eleitende« Werkstoff als Wärmesenke verwendet. Vielfach «ufi «an dabei große Oberflächen sowie ■it Hilfe von «echaniachen Geräten verhältnismäßig atarke Luftströmungen (von z.B. «ehreren hundert Kubikfuß pro Minute) 1 Kubik fuß « 0,02832 cb«) vorsehen, u« diese Wärae von der Wärmesenke abzuleiten. Derartige Einrichtungen haben den Nachteil, daß die Wärmesenke und die mechanischen Geräte verhältnismäßig schwer und sperrig sowie ziemlich teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein AnaohlußstUok fUr ein elektrisches Gerät so auazubilden, daß es das Gerät sowohl elektrisch als auch thermisch mit der Spannungaquelle koppelt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe iat ei» AaachluAatück für ein elektrischeβ Gerlt erfiadungageaäB gekennzeichnet durch eiaea alaktriach und ther ad ach leiteadea Körper, in welches aia Hohlraum auagebildet uad dar alt Verbiaduagateilea zua AaachlieAea aa daa Gerät eineraeits und die Spanauagaajaelle aaderaraaita reraehea iatj wobei eich la Hohlraua eiaa rerdaapfbare Flüssigkeit befindet; durch eiae an der Ausenseite daa Körpera aagebrachte WäraeableIteiarichtuagj uad durch aiaa auf dar Innenfläche dea Hohlräume angebrachte Kapillaratruktur.

In dar Zeichnung zeigent

Figur 1 in Draufaicht ein elektriaohea Aaachlufiatuck geaäa einer Auaftthrungaform der Brfindung] und

Figur 2 einen fragmeatariachen Längaachnitt entlang dar Achae 1-2 dea elektriaohea Aaachluaatttcka naeh Figur 1,

Daa in Figur 1 und 2 geseigte elektrlache Aaachluaatuck 10 beateht aua einem einheitlichen Körper 12 aua elektrieoh leitendaa Werkatoff (z.B. korroaioaabeatäadigea Stahl, Aluainiua oder Kupfer). Der Körper 12 hat einen inneren Hohlraua 14* dar durch eine syliadriache Wandung 16 gebildet iat, aowie Mittel aua elektriachea und theraiachen Koppeln dea Aaachluftatückea 10 alt ainea elektriachea Gerät oder Baueleaent 17» beiapielawaiae in Fora der Gewindebohrung 18. Daa elektrlache Gerät 17 kann a.B. eine Leiatuagaröhre tob Typ RCA 8807 aein. Bin DeokelatUck 20 aua elektriach leiteadea Werkatoff iat alt dar Wandung 16 (a.B. durch Hartlötea) ao verbunden, daA ea den Hohlraua 14 heraetiach abaehlieftt und eine Umhüllung 22 gebildet wird, die eine Kaaaar 24 eathäfc uad deren Auaeaflache la weaentllohen alt ihrer Innenfläche ttbereinatiaat. Daa DackelatUck 20 trägt einen Gewindaaohaft 21 oder eine aaderweitige geeignete Eiarichtung sua Koppeln daa AaeohluAatUokea 10 alt eiaer Spannungaquelle 23 (a.B. einer elektriachea Faaaung oder Buohae), ao daft daa Gerät 17 über daa AaachluO-atUok 10 alt elektriaoher Baergie geapeiat wird. An der Innenfläche 28 der üahullung 22 iat la wärnettbortragender Verbindung alt letzterer eine Auakleidung aua Kapillaratoff 26 aagebracht,

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der vorzugsweise im we»amtlichem die gesamte Innenfläche 28 bedeckt* Der Kapillarstoff dient dazu, eine wäraeübertrageade Flüssigkeit von eines χα eine« anderen Bereich der Umhüllung 22 zu transportieren, wobei der Transport durch Kapillarwirkung oder kapillares Pumpen erfolgt· Der Kapillarstoff 26 kann beispielsweise eine poröse Metallschwammasse (β.B. aus Kupfer) sein, die mach üblichen pulrermetallurgischea Verfahrem hergestellt ist· Der Kapillarstoff 26 kam« aus swei Teilern 26a und 26b bestehen, wobei 4er eime Teil 26a amf dem Deckelstück 20 angeordnet ist. Als Kapillarstoff kamm stattdessen auch «im Drahtgewebe oder Drahtnet* Verwendet werdem. Immerhalb der Kammer 24 befimdet sich ein Wärmeübertragungsmittel (nicht gezeigt), das bei der Betriebstemperatur des jeweiligem elektrischen Gerätes 17 reraampfbar ist· Als Wärmeübertragungsmittel kann beispielsweise Wasser oder Azeton verwendet werden. Das Wärmeübertragungsmittel sollte bei oder unterhalb der Betriebstemperatur des elektrischem Gerätes flüssig •elm, damit kapillare Pmmpvirkumg stattfinden kamm. Sie Menge des Wärmeübertragungsmittels im der Kammer 24 sollte mindestens ausreichen, um dem Kapillarstoff 26 lsi wesentlichen su sättigen. Die Per« der Kammer 24 kamm beispielsweise zylindrisch oder auch anderswie sei*. Wenn, wie es vorzugsweise der Fall ist, der Kapillar stoff 26 im wesentlichen die gesamte Innenfläche 28 bedeckt, kann eim kapillares Pumpen des Wärmeübertraguagamittela unabhängig davon erfolgen, wie das Amsehluftstück 10 orientiert 1st« Jeder Teil 26a, 26b des Kapillaretoffee 26 befindet sieh in räumlicher Berührwmg mit dem anderem Teil, so daft das flüssige Wärmeübertragungsmittel ohme weiteres rom eimern (s.B. 26b) sum amderen (26a) Teil Übertragern werdem kamm·

©er im 4er Mähe 4er Bohrung It befindliche Teil 30 der Umhüllung 22 sowie 4er Teil Jl (eimschliellich des Deckelstütze 20) Im der Mähe des Gewimdesckaftee 21 bilden die «Wärmceingangsbereiche" 4er Umhüllung St* Kin Teil der το« elektrischen Gerät erzeugtem Wärme wandert 4mreh den Wärmeeingangsbereich sur Kammer 24, während die Übrige Wir·· durch die Seitenwandung 31 der Behrmmg Il abgeleitet wird. Dl· I²R-Wärme wamdert durch beide Wärmeeingangsbereiche sur Kammer 24· Mindestens eim Teil des Kapillar-

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•toffee 26 ist *m demj«»ige» Teilen 28a und 28b der Innenfläche 28 angeordnet₄ dl· den betreffenden Wärmeeingangsbereichen entsprechen, ·ο daft ei· ait flüssigem Wärmeübertragungsmittel vereorgt werden. Diejenigen Teile 34 der Umhüllung 22, die von den Wlraeeimgangebereichen entfernter sind und «wischen diesen liegen, bilden den "Wlrmeausgangsbereich" der Umhüllung 22. Mindesten· ein weiterer Teil de* Kapillarstoffes 26 ist an desjenigen Teil 28c der Innenfliehe 28 angeordnet, der dem WlrmeausgangBber«ich entspricht. An demjenigen Teil der UmhUllungsauftenfliehe 42, der dem Wlrmesuegangebereich entspricht, sind Wlrmeabatrahlrippem 40 oder andere geeignete Wlrmeableitungmmittel angebracht, wobei die Rip-P pen 40 vorzugsweise über den W&rmeausgamgabereicm bis in den Bereich der Seitenwand 31 der Bohrung 18 reichen, so daft die Wirme Ton der Bohrung 18 besser abgeleitet wird. Ein am Deckelstück 20 abdichtend befestigte· Rohrstück 44 dient als Auslaft oder Pumpstutzen für die Evakuierung der Kammer 24. Die Evakuierung erfolgt, nachdem das DeckelstUck 20 an der Wandung 16 befestigt ist, und Torsugsweise bevor das Wlrmeübertragungsmittel in den Hohlraum 14 eingegeben wird, was durch das Rohrstück 44 erfolgen kann. Nachdem die Kammer 24 vollständig von Luft entleert ist, wird das RohrstUck 44 am Ende 46 abgeschmolzen.

Bei Anwendung des AnschlufistUcks 10 wird dem Gewindeschaft ▼on der Spannungequelle 23 zugeführt und über den Körper 12 und " die Wandung 31 der Bohrung 18 zum elektrischen Gerät 17 weitergeleitet. Dabei wird durch den Stromfluß durch den Gewindeschaft und durch die innere Erwärmung des elektrischen Gerltes 17 Wir me erzeugt. Diese Wärme wird zu den Wärmeeingangebereichen des Körpers 12 geleitet, wo sie bewirkt, daß das flüssige Wärmeübertragungsmittel verdampft. Das verdampfte Wärmeübertragungsmittel wandert (wie durch die Pfeile 50 in Figur 2 angedeutet) zum kühleren Wärmeausgangsbereich, wo es unter Abgabe seiner Wärme an den dortigen Kapillarstoff kondensiert. Die Wärme wird vom Kapillarstoff 26 durchdie Wandungen der Umhüllung 22 zu den Wärmeabstrahlrippen 40 geleitet, von wo sie an die Umgebung abgestrahlt wird. Das kondensierte Wärmeübertragungsmittel wird mittlerweite vom Kapillarstoff 26 absorbiert und durch kapillare Pumpwirkung nach

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den Wärmeeingangsbereichen transportiert, wie durch die Pfeile 52 angedeutet. Dieser Kreislauf hält solange an, wie Wärme auf die eine und/oder die andere der beiden eingangs genannten Weisen erzeugt wird, wobei durch diesen ZirkulationsVorgang das Gerät 17 gekühlt wird. Die Umhüllung 22 mit der Gewindebohrung 18 und daa Deckelstück 20 mit dem Gewindeschaft 21 brauchen nicht unbedingt, wie in der Zeichnung gezeigt, als einstückige Bauteile ausgebildet zu sein. Vielmehr können die Umhüllung und die Gewindebohrung sowie das Deckelstück und der Gewindeschaft räumlich getrennte Teile sein, die nachträglich (z.B. durch Hartlöten) zu einem einheitlichen Anschlußstück miteinander verbunden werden. Auch muA der Wärmeausgangebereich nicht unbedingt zwischen den beiden Wärmeeingangsbereichen angeordnet sein· Vielmehr kann stattdessen z. B. eine Gewindebohrung (nicht gezeigt) zusammen mit einem Gewinde schaft (nicht gezeigt) an solcher Stelle auf einer Umhüllung (z.B. 22 in Figur 2)angeordnet sein, daft beide den gleichen allgemeinen Wärmeeingangsbereich gemeinsam haben. Der Wärmeausgangsbereich kann in diesem Fall in einem von der genannten Stelle entfernten Teil der Umhüllung liegen, so daft in diesem Fall der Wärmeausgangjs bereich nicht zwischen zwei Wärmeeingangsbereichen liegt.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußstückes ergibt sich eine wirksamere Kühlung eines elektrischen Gerätes oder Bauelementes als gemäft dem Stand der Technik, und zwar mit Hilfe eines wärmeaufnehmenden Körpers, der kleiner ist als die bekannten Wärmesenkenblöcke· Ferner ist eine erheblich geringere Luftströmung für die Kühlung des wärmeannehmenden Körpers erforderlich, so daft man kleinere mechanische KUhlgeräte verwenden kann und folglich an Gewicht und Kosten sowie an Raum spart.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   ι 1.)Anschlußstück fUr ein elektrisches Gerät, gekennzeichnet durch einen elektrisch und thermisch leitenden Körper (12) mit einem inneren Hohlraum (24) und Anschlufiteilen (l8, 21) zum Verbinden des Körpers mit dem elektrischen Gerät (17) einerseits und einer Spannungsquelle (23) andererseits, wobei sich im Hohlraum eine verdampfbare Flüssigkeit befindet; durch eine auf der Außenseite des Körpers angebrachte Wärmeableiteinrichtung (40); und durch «ine auf der Innenfläche des Hohlraums angebrachte Anordnung aus Kapillarstoff (26).
2. 2. AnschlußstUck nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum eine lter met i sch abgedichtete Kammer zwischen d«n B»dem des als langgestrecktes Metallteil ausgebildeten Körpers (12) ist, an dessen beiden Enden die Anschlußteile angebracht sind, wobei die Seitenwandung (l6) der Kasmuir verhältnismäßig dUnn ist und die Wärmeableiteinrichtung daran angebracht ist.
3. 3· Anschlußstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableiteinrichtung aus auf der Außenfläche der Seitenvandung der Kammer angebrachten Rippen (40) besteht.
4. 4· AnschlußstUck nach einem der vorhergehenden Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) aus Kupfer, Aluminium oder korrosionsbeständigem Stahl besteht.
5. 5. AnschlußstUck nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarstoff aus gesintertem Metallpulver oder Metallgeflecht besteht.

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