NO135202B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsai angår en loddeinnretning omfattende minst

et hult , med et loddested forsynt loddeelement som bæres av en holder og som innénlder et medium som under drift underkastes en endring av aggregattilstanden, hvilket element videre for det første har en første varmeovergangsvegg for overføring av varme fra en varmekilde til mediet, og for det annet har en andre varmeovergangsvegg for overføring av varme fra mediet t il loddestedet.

En loddeinniebning av denne art er kjent fra tysk patentskrift nr. 423.987.

Ved den kjente loddeinnætning inneholder det hule loddeelement en varmeakkumulerende fylling f.eks. av sink eller sink-aluminiumlegering som smelter ved loddeelementets opp-sanning, slik at den latente smeltevarme for loddeoperasjonen kan utnyttes, og ved avkjøling størkner fyllingen i loddeelementet.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en loddeinnretning hvor det mellom oppvarmingsstedet og loddestedet neppe opptrer en temperaturgradient, slik at oppvarmingsstedet kan oppvarmes til lavere temperatur. Videre tilstrebes en loddeinnretning med stor varmetransportkapasitet for loddeelementet med liten vekt, slik at varmeakkumulering ikke lenger er nødvendig og forholdet mellom lengde og diameter av loddeelementet kan velges vilkårlig.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at mediet på i

og for seg kjent måte er et fordampbart medium som under drift på den første varmeovergangsvegg går over fra væskefase til dampfase, og på den andre varmeovergangsvegg går over fra dampfase til væskefase, idet det i loddeelementet er anordnet en kapillarstruktur som forbinder, den andre varmeovergangsvegg med

den første for tilbakeføring av væskeformet medium fra den andre til den første varmeovergangsvegg.

Oppfinnelsen beror på den erkjennelse at ved anvendelse avet i og for seg kjent varmerørprinsipp (se f.eks.

US patentskriftene nr. 3.229.759 og 3.^35.889), oppnås en

meget fordelaktig, enkel og billig loddeinnretning med små dimensjoner og liten vekt.

Det væskeformede varmetransportmedium som fordamper på den første varmeovergangsvegg beveger seg i dampform til den andre varmeovergangsvegg, og som følge avæt der herskende, lavere damptrykk og den noe lavere temperatur på dette sted. Deretter kondenserer dampen på den andre varmeovergangsvegg

ved avlevering av fordampningsvarmen til denne vegg, hvor-efter kondensatet føres tilbake til den første varmeovergangsvegg ved kapillarvirkning og kondensatets overflatespenning, og der fordamper på ny. Ved at varmetransporten skjer ved hjelp aven fordampnings-kondenseringsprosess er man ikke lenger bundet til et bestemt forhold mellom lengde og diameter av loddelementet, hvilket muliggjør at loddeelementet kan gis .en enkel konstruksjon med praktisk talt alle ønskelige dimensjoner og for forskjelligartet anvendelse.

Som følge av væskens forholdsvis store fordampnings-varme kan en stor varmemengde pr. tidsenhet transporteres fra den første til den andre varmeovergangsvegg, mens det ved kondensering sikres god varmeoverføring mellom væsken og varme-overgangsveggene.

Mediets store varmetransportkapasitet i loddeelementet medfører tilnærmet ikke noe temperaturfall mellom den første og andre varmeovergangsvegg. Den andre varmeovergangsvegg vil derfor anta en temperatur som tilnærmet tilsvarer temperaturen på den første varmeovergangsvegg. En eventuell be-stemmelse av temperaturen på loddestedet kan derfor skje ved temperaturmåling på oppvarmingsstedet.

Ved tilstedeværelsen av kapillarstrukturen sikres til-bakeføringa! av kondensatet fra den andre til den første varmeovergangsvegg under alle omstendigheter, til og med en til-bakeføring mot tyngdekraften eller uten tyngdekraftvirkning. Loddeinnrtningen er derfor stillingsuavhengig, hvilket mulig-gjør stor frihet under anvendelsen.

Kapillarstrukturen kan f.eks. bestå av keramisk materiale, gas-, tråd- eller båndformet materiale av metall eller metallegering, eller ved anordning av tynne rør. Et rillesystem i en beholdervegg kan også sammen med et av de nevnte alternativer anvertfcs for dette formål.

Valget av varmetransportmedium bestemmes i første rekke av den ønskede driftstemperatur på loddestedet. Hvis denne temperatur ligger i området mellom 500 og 1000°C, kan det f.eks. anvendes natrium. Videre kan metallene kalium, litium, kadmium, cæsium, metallsalter som metallhalogener, sinkklprid, aluminiumbromid, kadmiumjodid kalsiumjodid, sink-bromid eller blandinger av disse, nitrater og nitriter eller blandinger av disse anvendes. Valget av materiale i loddeelementet avhenger naturligvis av driftstemperaturen og det valgte varmetransportmedium. Ved anvenelseav natrium kommer f.eks. kromnikkelstål i betraktning.

Som følge av den allerede nevnte store varmeover-føringskapasitet -for varmetransportmediet er det mulig ved oppvarming av en første varmeovergangsvegg med små dimensjoner ved fordampnings-kondenseringsprosessen å bringe en'loddeover-flate med store dimensjoner til den ønskede loddetemperatur. Denne store loddeoverflaten kan deles opp i et antall atskilte, små og eventuelt ulike overflater. Ved en gunstig utførelses-form er det hule loddelement forsynt med et til antallet loddesteder svarende antall andre varmeovergangsvegger.

Dette byr på den store fordel at med bare ett loddeelement med bare én varmekilde, f.eks. et .elektrisk varmeelement, kan flere loddinger utføres samtidig med samme temperatur.

Ved den store frihet i formgivningen av loddeelementet kan disse loddinger ligge i innbyrdes'forskjellig høyde og ha forskjellig størrelse og være mere eller mindre vanskelig tilgjengelige.

Et slikt loddeelement egner sgg derfor godt til anvendelse ved mange fremstillingsprosesser, særlig i elektronisk industri.

Det er ønskelig at hulrommet i loddeelementet evakueres for at ' fordampnings-kondenseringsprosessen skal kunne forløpe tilfredsstillende. I enkelte tilfeller kancet imidlerid fore-komme at gassformede forurensninger kan diffundere gjennom loddeelementets vegg til hulrommet i dette, eller under lodde-innretningens drift frigjøres fra loddeelementets vegg eller fra kapillarstrukturen. Ved loddeelementer med små loddested-dimensjoner kan dette føre til at denne gass samler seg på lodde-stedets andre varmegjennomgangsvegg og hindrer kondenseringen avdet dampformede varmetransportmedium på denne vegg. Por å hindre dette er en ytterligere gunstig utførelsesform inn-rettet slik at loddeelementet er forskyvbart i retning fra den første til den andre varmegjennomgangsvegg, slik det i og for seg er kjent fra tysk ptentskrift nr. 1.151.426, og det særegne ved denne utførelsesform er at loddeelementet er forskyvbart fra en stilling i hvilken varmekilden kan avgi varme til den første varmeovergangsvegg, til en andre stilling i hvilken varmekilden kan avgi varme til den andre varmeovergangsvegg, idet i den førstnevnte s tilling ligger den andre varmeovergangsvegg utenfor varmekilden.

Hvis så den andre varmeovergangsvegg oppvarmes fra varmekilden i holderen og derefter loddeelementet forskyves i anlegg med varmekilden gjennom holderen, vil gassene tvinges i retning av den første varmeovergangsvegg og forbi denne til enden av hulrommet i loddeelementet. Gassene samles nå

der og fører ikle til ytterligere forstyrrelser.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal for-klares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et snitt gjennom den første utførelses-fo'rm av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk. Fig, 2 viser i snitt en andre utførelsesform av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk. Fig. 3 viser i snitt en tredje utførelsesform av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig måelstokk. Fig. 4a viser en modifisert utførelse av innretningen på fig. 3. Fig. 4 viser et snitt langs linjen IVb-IVb på fig. 4a. Fig. 5 viser i snitt en fjerde utførelsesform av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk. Fig. 6 viser en modifikasjon av loddeinnertningen på fig. 5. Fig. 7 viser i perspektiv en femte utførelsesform av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk. Fig. 8a viser et snitt gjennom en sjette utførelsesform

av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk..

Fig. 8b viser i snitt langs linjen VIII-VIII på

fig. 8a.

Fig. 9 viser i snitt en syvende utførelsesform av en loddeinnretning ifølge oppfinnelsen i naturlig målestokk.

Loddeinnretningen på fig. 1 består av en holder 1 med et håndtak 2, et eMctrisk varmeelement 3 -som tilføres strøm gjennom elektriske ledere 5 som strekker seg gjennom holderen 1 og håndtaket 2 og er forbundet med en kabel 4.

Holderen bærer loddeelementet 6 som er hult og rørformet. I området av varmeelementet 3 er loddeelementet 6 forsynt med en første varmeoverføringsvegg 7 som tjener til opp-varmingssted og en andre varmeoverføringsvegg 8 på det laveste punkt som tjener som loddested. Det evakuerte hulrom 9 inne i loddeelementet 6 har et egnet kvantum av flytende varmetransportmedium som ved driftstemperatur fra varmeelementet kan fordampes i området av den første varmeoverføringsvegg 7. Videre inneholder loddeelementets hulrom 9 et porøst materiale 10 som er anbragt på veggene og som har kapillarstrukt-ut som under drift transporterer flytende varmetransportmedi-

um uansett loddeelementets stilling som følge av kapillarvirkning, fra et noe kaldere sted ved den andre varmeoverførings-vegg 8 gjennom det porøse materiale til den noe varmere første varmeoverføringsvegg 7•

Loddeelementet 6 kan forskyves i holderen 1 i aksial retning, men bevegelsan nedover er begrenset ved hjelp av en flens 11 som er anordnet på loddeelementet og som kommer til anlegg mot en ring 12 på holderen.

Ringen 12 omfatter en gjenget baring 13 i hvilken en skrue 14 kan skrues inn for å trykke en fjær 15 mot en trykk-plate 16 som ligger ah mot loddeelementet 6. På denne måte kan loddeelementet 6 holdes i holderen uten fare for bevegelse oppover når det under bruk opptrer en kraft oppover som føl&e av at den andre varmeoverføringsvegg 8 trykkes mot loddstedet.

Virkemåten av loddeinnretningen ifølge oppfinnelsen er som følger: Gjennom den første varmeoverføringsvegg 7 opptar det flytende varmetransportmedium varme fra varmeelementet 3

og fordamper. Dampen vil så strømme til den andre varmeovergangsvegg 8 som følge av lavere damptrykk som skyldes en noe

lavere temperatur i dette område og kondenserer på den andre varmeoverføringsvegg og tilfører denne fordampningsvarmen som ble absorbert på den første varmeoverføringsvegg 7.

Denne varme tilføres så loddemetallet gjennom den andre varmeoverføringsvegg 8. Kondensatet bringes tilbake av det porøse materiale 10 ved kapillarvirkning under utnyttelse av kondensatets overflatespenning, tilbake til den første varme-overføringsvegg 7 for der å fordampes på ny.

Hvis gassforurensning er tilstede i hulrommet 9 i området av den andre varmeoverføringsvegg 8 og hindrer kondensering på denne vegg hvilket særlig kan opptre i små loddeelementer med lite tverrsnitt, bør man når loddeinnretningen tas i bruk følge følgende fremgangsmåte: Først fjernes loddelementet 6 fra holderen 1 ved å løsne skruen 14. Varmeelementet 3 koples inn hvoretter loddeelementet 6 føres inn i holderen 1 ovenfra slik at den andre varmeoverføringsvegg 8 varmes opp først hvorved uønskede gasser drives oppover til en kaldere del av loddeelementet 6. Ved langsomt å senke loddeelementet i holderen 1 forbi varmeelementet3, vil de uønskede gasser slut-telig samle seg i den delen av rommet 9 som befinner seg over varmeelementet 3 og vil ikke gi ytterligere foranledning til forstyrrelser i fordampnings-kondenseringsprosessen.

På fig. 2 er loddelementet 6 anordnet med sin ene ende i -holderen 1. Varmeelementet 3 er i dette tilfelle et elektrisk ;/armeelement som er viklet rundt den første varmeoverførings-vegg 7. Virkemåten er i dette tilfelle den samme som i fore-gående utførelseseksempel.

På fig. 3 har loddeelementet 6 en første varmeover-føringsvegg 7 som har form av en innbuktning i hulrommet 9, hvilken innbuktning opptar varmeelementet som danner en del av holderen 1,

Fig. 4 viser en modifikasjon av loddeinnretningen på fig.3 og virkemåten er den samme for de øvrige utførelses-eksempler.

På fig.5 omfatter loddeelementet 6 to andre varmeover-føringsvegger 8 som logger side om side på samme nivå. To loddesteder kan betjenes samtidig ved hjelp av denne loddeinnretning .

Fig. 6 viser en modifikasjon av utførelsen på fig. 5 med tre andre varmeoverføringsvegger 8 side om side i innbyrdes forskjellig nivåer. Ved hjelp av denne loddeinnretning kan bearbeides loddpunkter på forskjellige nivåer og som krever forskjellig kvantum av loddevarme, hvilke loddesteder som er vanskelig tilgjengelige kan bearbeides på enkel måte i en operasjon. I dette tilfelle er den midtre varmeoverføringsvegg 8 anbragt i lengdeaksen av loddelementet 6.

Dette er ikke tilfelle ved loddeinnretningen som er vist på fig. 7 hvor loddeelementene har fire andre varme-overf øringsvegger 8 som har samme nivå og samme overflate, dvs. samme varmekapasitet. Hulrommet 9 strekker seg sideveis, inn i holderen 1 hvor den første varmeoverføringsvegg 7 er i kontakt med varmeelementet 3-

På fig. 8 bærer holderen 1 to loddeelementer 6 av samme konstruksjon. Den første varmeoverføringsvegg 7 i begge elementer oppvarmes fra ett og samme varmeelement 1.

På fig. 9 er også vist to loddeelementer 6 som er anordnet i rett vinkel i forhold til hverandre og oppvarmes av samme varmeelement 3. Det er klart at et vilkårlig antall loddeelementer kan anbringes i vilkårlig innbyrdes stillinger og kan oppvarmes fra et eller flere varmeelementer. Varmele-mentene kan anordnes i holderen slik at de kan byttes ut.

Claims (3)

1. Loddeinnretning omfattende minst et hult, med' et loddested forsynt loddelement som bæres av en holder og som innholder et medium som under drift underkastes en endring av aggregattilstanden, hvilket element videre for det første har en første varmeovergangsvegg for overføring av varme fra en varmekilde til mediet, og for det annet har en andre varmeovergangsvegg for overføring av varme fra mediet til loddestedet,karakterisert vedat mediet på i og for seg kjent måte er et fordampbart medium som under drift på den første varmeovergangsvegg (7) går over fra væskefase til dampfase, og på den andre varmeovergangsvegg (8) går over fra dampfase til væskefase, idet det i loddelementet er anordnet en kapillarstruktur (10) som forbinder den andre varmeovergangsvegg (8) med den første (7) for tilbakeføring av væskeformet. medium fra den andre til den første varmeovergangsvegg.

2. Innretning ifølge krav 1,karakterisertved at det hule loddeelement (6) omfatter flere andre varmeovergangsvegger (8) som danner et tilsvarende antall loddesteder.

3. Innretning ifølge krav 1, hvor loddeelementet er anordnet forskyvbart i holderen i retning fra den første til den andre varmeovergangsvegg,karakterisert vedat loddeelementet (6) er forskyvbart fra en stilling'i hvilken varmekilden kan avgi varme til den første varmeovergangsvegg (7)j til en stilling i hvilken varmekilden kan avgi varme til den andre varmeovergangsvegg (8), og at i den førstnevnte stilling ligger .den andre varmeovergangsvegg (8) i loddelementet utenfor varmekilden.