NL9400082A

NL9400082A - Heat-type cooling element

Info

Publication number: NL9400082A
Application number: NL9400082A
Authority: NL
Inventors: Martinus Cornelus Van De Walle
Original assignee: Wall Martinus C Van Der
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1995-09-01

Abstract

The invention relates to a cooling element comprising a heat pipe 1 with an adapter 4 and fins 2 connected thereto both thermally and mechanically, characterized in that the heat pipe 1 is bent in a U shape. The upright limbs of the U shape function, by means of fins 2, as the condenser sections 7-a and 7-b of the heat pipe 1, and the base of the U shape functions, by means of an adapter 4, as the common evaporator section 8 of the heat pipe 1, with the result that the heat pipe 1 which is bent in a U- shape behaves as two heat pipes. <IMAGE>

Description

Korte aanduiding: Warmtepijp koelelement.Short designation: Heat pipe cooling element.

De uitvinding betreft een koelelement bestaande uit een warmtepijp met daaraan verbonden,thermisch zowel als mechanisch,een adapter en vinnen met als kenmerk dat de warmtepijp in een U-vorm is gebogen.De opstaande benen van de U-vorm functioneren d.m.v vinnen als de condensorgedeelten van de warmtepijp en de basis van de U-vorm functioneert d.m.v.een adapter als het gemeenschappelijke verdampergedeelte van de warmtepijp,waardoor de U-vormig gebogen warmtepijp zich gedraagt als twee warmtepijpen.The invention relates to a cooling element consisting of a heat pipe with thermal, as well as mechanical, an adapter and fins attached, characterized in that the heat pipe is bent in a U-shape. The upright legs of the U-shape function by means of fins as the condenser parts of the heat pipe and the base of the U-shape, this adapter functions as the common evaporator section of the heat pipe, whereby the U-shaped curved heat pipe behaves like two heat pipes.

Een warmtepijp is een gesloten vat in de vorm van een pijp met tegen de binnenwand een aangebrachte capilaire structuur die verzadigd is met een vloeistof.Door verwarming van het ene eind van de warmtepijp en afkoeling van het andere eind van de warmtepijp treedt er een verandering op in de aggregatietoestand.De vloeistoffase gaat over in de dampfase en de dampfase weer in vloeistoffase,waardoor er een kringloop ontstaat van een warmtestroom, met een zeer lage tempera-tuurgradiënt,in de ene richting en een vloeistofstroom in de tegenovergestelde richting .De warmtepijp kan dus zeer efficiënt warmte verplaatsen.Deze eigenschap wordt toegepast in koelelementen.A heat pipe is a closed vessel in the form of a pipe with a capillary structure, which is mounted against the inner wall, and which is saturated with a liquid. By heating one end of the heat pipe and cooling the other end of the heat pipe, a change occurs in the aggregation state.The liquid phase changes into the vapor phase and the vapor phase back into liquid phase, creating a cycle of a heat flow, with a very low temperature gradient, in one direction and a liquid flow in the opposite direction. so very efficient in transferring heat.This property is applied in cooling elements.

Een bekend naslagwerk over de werking en de toepassingen van warmtepijpen wordt uitgegeven door Pergamon Press,met als titel:"Heatpipes",geschreven doorP.Dunn en D.A.Reay en verkrijgbaar onder ISBN 0-08-029355-7.A well-known reference book on the operation and applications of heat pipes is published by Pergamon Press, entitled "Heat Pipes" written by P. Dunn and D.A. Reay and available under ISBN 0-08-029355-7.

Wanneer de twee opstaande benen van een in U-vorm gebogen warmtepijp als condensorgedeelten fungeren en de basis als gemeenschappelijke verdampergedeelte fungeert,ontstaan er twee kringlopen vanuit een gemeenschappelijke verdamper-gedeelte.Tijdens dit process wordt warmte getransporteerd naar beide condensorgedeelten in elk van de opstaande benen. Hierdoor fungeert de in U-vorm gebogen warmtepijp als twee warmtepijpen.Deze eigenschap is essentieel voor de uitvinding.When the two upright legs of a U-shaped curved heat pipe function as condenser sections and the base functions as a common evaporator section, two cycles are created from a common evaporator section. During this process, heat is transported to both condenser sections in each of the upright legs . As a result, the U-shaped heat pipe functions as two heat pipes.This property is essential to the invention.

Het condensorgedeelte wordt meestal gekoeld door vinnen die de warmte overdragen aan de omgevingslucht.Het verdampergedeelte wordt verwarmd d.m.v een adapter die is aangepast aan de te koelen warmtebron en aan de warmtepijp. Warmtepijpen toegepast in koelelementen worden meestal uitgevoerd met één verdampersectie (het warme einde) en één condensor sectie (het koelere einde).The condenser section is usually cooled by fins that transfer the heat to the ambient air. The evaporator section is heated by an adapter adapted to the heat source to be cooled and the heat pipe. Heat pipes used in cooling elements are usually equipped with one evaporator section (the warm end) and one condenser section (the cooler end).

Fig 4 geeft een gangbaar model weer met rechte warmtepijp l,met adapter 4 en met finnen 2.Fig. 4 shows a common model with straight heat pipe l, with adapter 4 and with fins 2.

Figuur 1 is een schematische doorsnede van een warmtepijp koelelement volgens de uitvinding. Adapter 4 is zodanig uitgevoerd dat hij mechanisch en thermisch verbonden kan worden aan zowel de warmtebron 9 als de warmtepijp 1.Figure 1 is a schematic cross-section of a heat pipe cooling element according to the invention. Adapter 4 is designed in such a way that it can be mechanically and thermally connected to both heat source 9 and heat pipe 1.

De adapter 4 neemt warmte op van een warmtebron 9 die gekoeld moet wor-den.Daarmee verwarmt hij het verdampergedeelte 8 van de warmtepijp l.De vloeistof 5 in de warmtepijp 1,hoofdzakelijk aanwezig in de capilaire structuur 3,gaat door de verwarming over in damp 6.Hierdoor wordt latente warmte onttrokken via de wand van de warmtepijp 1 aan de adapter 4.Op zijn beurt onttrekt de adapter 4 warmte aan de te koelen warmtebron 9.De damp 6 trekt naar de koelere condensatiegedeelten 7-a en 7-b van de warmtepijp 1.The adapter 4 absorbs heat from a heat source 9 to be cooled, thereby heating the evaporator section 8 of the heat pipe 1. The liquid 5 in the heat pipe 1, mainly present in the capillary structure 3, passes through the heating into vapor 6.This causes latent heat to be extracted through the wall of heat pipe 1 on the adapter 4.In turn, the adapter 4 extracts heat from the heat source to be cooled 9. The vapor 6 draws to the cooler condensation sections 7-a and 7-b of the heat pipe 1.

Hier condenseert de damp tegen de binnenwand van de warmtepijp 1 onder afgifte van de opgenomen latente warmte.Here, the vapor condenses against the inner wall of the heat pipe 1, releasing the incorporated latent heat.

De condensorgedeelten 7-a en 7-b van de warmtepijp 1 zijn aan de buitenwand van de warmtepijp 1 voorzien van vinnen 2.Een gedeelte van de oppervlakte van de vinnen 2 omknelt de condensorgedeelten 7-a en 7-b en zijn daar mechanisch zowel als thermisch mee verbonden.De door de damp 6 afgegeven warmte wordt door de wand van de warmtepijp 1 getransporteerd naar de vinnen 2.De vinnen 2 geven de warmte af aan de omgevingslucht door een natuurlijke of geforceerde convectie.De damp 6 verandert van aggregatietoestand in de condensatiegedeelten 7-a en 7-b van damp 6 in vloeistof 5.Vervolgens keert vloeistof 5 van beide condensatiegedeelten 7-a en 7-b terug d.m.v.de capilaire structuur 3 naar het gemeenschappelijke verdampergedeelte 8 van de de U-vormige warmtepijp 1.The condenser sections 7-a and 7-b of the heat pipe 1 are provided with fins 2 on the outer wall of the heat pipe 1. A portion of the surface of the fins 2 encircles the condenser sections 7-a and 7-b and are both mechanically as a thermal bond. The heat released by the vapor 6 is transported through the wall of the heat pipe 1 to the fins 2. The fins 2 give off the heat to the ambient air through a natural or forced convection. The vapor 6 changes from aggregation state to the condensation sections 7-a and 7-b of vapor 6 in liquid 5. Subsequently, liquid 5 from both condensation sections 7-a and 7-b returns through the capillary structure 3 to the common evaporator section 8 of the U-shaped heat pipe 1.

Hier verdampt de vloeistof 5 weer door verwarming.Er ontstaan twee kringlo-pen.Daarbij wordt warmte getransporteerd van het gemeenschappelijke verdam-pergedeelte 8 naar elk van de twee condensorgedeelten 7-a en 7-b.Van ieder van de twee condensorgedeelten 7-a en 7-b vloeit vloeistof 5 met behulp van de capilaire structuur 3 terug naar de gemeenschappelijke verdampergedeelte 8.Als resultaat hiervan wordt warmte onttrokken aan een te koelen warmtebron 9.Deze warmte wordt uiteindelijk afgegeven aan de omgevingslucht.Here, the liquid 5 evaporates again by heating, creating two cycles, whereby heat is transported from the common evaporator section 8 to each of the two condenser sections 7-a and 7-b. From each of the two condenser sections 7-a and 7-b, liquid 5 flows back to the common evaporator section 8 using the capillary structure 3. As a result, heat is extracted from a heat source 9 to be cooled. This heat is ultimately released to the ambient air.

Figuur 2 toont een model van een warmtepijp koelelement met een U-vormig gebogen warmtepijp 1 met adapter 4 en finnen 2,condensatorgedeelte 7-a en 7-b en verdampergedeelte 8.Figure 2 shows a model of a heat pipe cooling element with a U-shaped curved heat pipe 1 with adapter 4 and fins 2, condenser section 7-a and 7-b and evaporator section 8.

Figuur 3 toont een model van een meervoudig samengesteld koelelement met U vormige warmtepijpen l,met adapter 4 en finnen 2.Figure 3 shows a model of a multiple composite cooling element with U-shaped heat pipes 1, with adapter 4 and fins 2.

Claims

Cooling element consisting of a heat pipe 1 with attached, thermally as well as mechanically, an adapter 4 and fins 2, characterized in that the heat pipe 1 is bent in a U-shape. The upright legs of the U-shape function by means of fins 2 as the condenser sections 7-a and 7-b of the heat pipe 1 and the base of the U-shape, through the adapter 4, function as the common evaporator section 8 of the heat pipe 1, whereby the U-shaped curved heat pipe 1 behaves as two heat pipes.