PL211539B1 - Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu - Google Patents
Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniuInfo
- Publication number
- PL211539B1 PL211539B1 PL393028A PL39302810A PL211539B1 PL 211539 B1 PL211539 B1 PL 211539B1 PL 393028 A PL393028 A PL 393028A PL 39302810 A PL39302810 A PL 39302810A PL 211539 B1 PL211539 B1 PL 211539B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ribs
- mesh
- boiling
- heat exchange
- mini
- Prior art date
Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003601 intercostal effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
(21) Numer zgłoszenia: 393028 (51) Int.Cl.
F28F 13/00 (2006.01) H01L 23/36 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 23.11.2010 (54)
Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu
| (73) Uprawniony z patentu: | |
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: | POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL |
| 26.04.2011 BUP 09/11 | (72) Twórca(y) wynalazku: |
| ROBERT PASTUSZKO, Kielce, PL | |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | |
| 31.05.2012 WUP 05/12 | (74) Pełnomocnik: |
| rzecz. pat. Antoni Garstka |
PL 211 539 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu. Wynalazek może znaleźć zastosowanie w budowie wysokoefektywnych wymienników ciepła wykorzystujących zjawisko zmiany fazy czynnika roboczego.
Większość obecnie stosowanych urządzeń mechanicznych jest sprzężona z układami elektronicznymi. Mechaniczne i elektroniczne podzespoły maszyn i urządzeń wytwarzają podczas pracy ciepło, które powoduje przyrost temperatury tych urządzeń. W celu zapewnienia właściwej, długotrwałej pracy urządzeń i bezpieczeństwa użytkowników, wysoka temperatura musi być obniżana poprzez intensywne odprowadzania ciepła. Szczególnie chłodzenie elementów elektronicznych pracujących z coraz wię kszymi czę stotliwoś ciami przysparza sporo kł opotów konstruktorom i uż ytkownikom komputerów.
Tradycyjne metody chłodzenia, polegające na wykorzystaniu konwekcji swobodnej lub wymuszonej, nie są w stanie sprostać wymogom związanym ze skutecznym odprowadzaniem ciepła z układów elektronicznych. W związku z tym powstała konieczność opracowania nowych metod intensyfikacji wymiany ciepła.
Bardzo skutecznym sposobem chłodzenia jest wykorzystanie procesów wrzenia na powierzchni rozwiniętej z odpowiednio skonstruowanym pokryciem kapilarno - porowatym. Wykorzystanie zmiany fazy towarzyszącej procesom wrzenia daje możliwość uzyskania dużej gęstości strumienia ciepła przy małej różnicy temperatury między powierzchnią grzejną i cieczą nasyconą co przyczynia się do zwiększenia współczynnika przejmowania oraz redukcji wymiarów wymiennika ciepła.
Wzrost współczynnika przejmowania ciepła przy wrzeniu osiągany jest metodami pasywnymi poprzez zwiększenie chropowatości powierzchni, nałożenie materiału porowatego, stosowanie ożebrowania, struktur podpowierzchniowych lub układów złożonych lub metodami aktywnymi przez wprowadzanie drgań powierzchni, mieszania, natrysku i rozpylania cieczy, pola elektrycznego.
Znane są też struktury utworzone z miniżeber pokrytych folią perforowaną, zgrupowane w żebra lub struktury utworzone z mikrożeber słupkowych o wysokości 0,5 -1,0 mm, pokryte folią.
Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu, zawierająca żebra, według wynalazku charakteryzuje się tym, że żebra posiadają nacięcia wykonane na głębokość poniżej dna przestrzeni międzyżebrowej tworzące miniżebra a w przestrzeni międzyżebrowej usytuowana jest siatka miedziana o zarysie litery U. Siatka jest zespolona w procesie spiekania z bocznymi powierzchniami miniżeber oraz poziomą powierzchnią międzyżebrową. Korzystnie, wymiar oczek siatki wynosi od 0,1 do 0,5 mm.
Istota rozwiązania według wynalazku polega na wytworzeniu struktury łączącej kilka metod zwiększania wymiany ciepła, to jest podwójne rozwinięcie powierzchni: żebra główne oraz miniżebra, skutkuje zwiększeniem powierzchni zwilżanej przez ciecz oraz intensyfikuje konwekcję; nałożenie na powierzchnię pokrycia porowatego w postaci siatki miedzianej, tkanej - dostarcza ono ciecz do powierzchni i odprowadza parę, umożliwia również parowanie kapilarne; wykorzystanie tuneli podpowierzchniowych między miniżebrami, pod nałożonym pokryciem porowatym, w których zachodzi odparowywanie cieczy z menisków i wytwarzanie pęcherzyków pary.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój, fig. 2 - widok z góry, a fig. 3 widok perspektywiczny struktury.
Powierzchnia uformowana jest z miedzi na planie kwadratu. Posiada trzy główne żebra 1 o grubości δ(^ = 5 mm, wysokości hf = 10 mm oraz szerokości przestrzeni międzyżebrowej S = 5 mm. Żebra 1 posiadają poprzecznie wyfrezowane nacięcia 3 tworzące miniżebra 2 o szerokości odpowiadającej grubości żeber bazowych 1. Nacięcia 3 o szerokości Wtun są wykonane na głębokość htun poniżej dna przestrzeni międzyżebrowej 5. Podziałka miniżeber 2 i nacięć 3 wynosi W przestrzeni międzyżebrowej 5 znajduje się siatka miedziana 4 zespolona w procesie spiekania z bocznymi powierzchniami miniżeber 2 oraz poziomą powierzchnią międzyżebrową. Powstała struktura tworzy jednocześnie układ połączonych wąskich tuneli. Powierzchnia znajduje się w kontakcie z cieczą wrzącą jak woda, etanol, FC-72.
Przedstawiona struktura może być wykorzystana jako parownik układu termosyfonowego, do chłodzenia elementów elektronicznych, wydzielających strumieni ciepła o dużej gęstości.
PL 211 539 B1
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu, zawierająca żebra, znamienna tym, że żebra (1) posiadają nacięcia (3) wykonane na głębokość (htun) poniżej dna przestrzeni międzyżebrowej (5) tworzące miniżebra (2) a w przestrzeni międzyżebrowej usytuowana jest siatka miedziana (4) o zarysie litery U.
- 2. Struktura, według zastrz. 1, znamienna tym, że siatka (4) jest zespolona w procesie spiekania z bocznymi powierzchniami miniżeber (2) oraz poziomą powierzchnią międzyżebrową.
- 3. Struktura, według zastrz. 2, znamienna tym, że wymiar oczek siatki wynosi od 0,1 do 0,5 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393028A PL211539B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393028A PL211539B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL393028A1 PL393028A1 (pl) | 2011-04-26 |
| PL211539B1 true PL211539B1 (pl) | 2012-05-31 |
Family
ID=44060629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL393028A PL211539B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211539B1 (pl) |
-
2010
- 2010-11-23 PL PL393028A patent/PL211539B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL393028A1 (pl) | 2011-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cooke et al. | Pool boiling heat transfer and bubble dynamics over plain and enhanced microchannels | |
| Ćoso et al. | Enhanced heat transfer in biporous wicks in the thin liquid film evaporation and boiling regimes | |
| JP6015675B2 (ja) | 冷却装置及びそれを用いた電子機器 | |
| US20120012281A1 (en) | Heat sink with multiple vapor chambers | |
| US20190239395A1 (en) | Vapor chamber heat spreaders with engineered vapor and liquid flow paths | |
| US12085344B2 (en) | Boiling enhancement device | |
| US20110000649A1 (en) | Heat sink device | |
| JPS60229353A (ja) | 熱伝達装置 | |
| JP2007533944A (ja) | コンピュータおよび他の電子機器用の熱サイフォンベースの薄型冷却システム | |
| WO2013018667A1 (ja) | 冷却装置及びそれを用いた電子機器 | |
| US20120211204A1 (en) | Multidimensional heat transfer system for cooling electronic components | |
| EP3913312B1 (en) | Heat exchanger apparatus and cooling systems comprising heat exchanger apparatus | |
| TWM639337U (zh) | 均溫板結構 | |
| US6481491B2 (en) | Cooling apparatus based on heat energy bound to working fluid in phase transition | |
| Ramakrishnan et al. | Effect of system and operational parameters on the performance of an immersion-cooled multichip module for high performance computing | |
| Tanjung et al. | Surface orientation effects on bubble behaviors and critical heat flux mechanism in saturated water pool | |
| JP5874935B2 (ja) | 平板型冷却装置及びその使用方法 | |
| JP2023545434A (ja) | 新規なヒートパイプ構成 | |
| PL211539B1 (pl) | Struktura intensyfikująca wymianę ciepła przy wrzeniu | |
| WO2020235217A1 (ja) | 冷却装置における冷却液の熱を取り出す熱交換構造、及び該熱交換構造を備える冷却装置 | |
| US20130168068A1 (en) | Thermally enhanced cold plate having high conductivity thermal transfer paths | |
| JP5860728B2 (ja) | 電子機器の冷却システム | |
| KR20090061397A (ko) | 인쇄회로기판 냉각장치 | |
| JPH02129999A (ja) | 電子素子の冷却装置 | |
| US20240164059A1 (en) | Vapor chamber structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LICE | Declarations of willingness to grant licence |
Effective date: 20120118 |