175690. lajstromszámú szabadalom • Egy- és többrétegű p-n átmenetek párologtató hűtő elrendezése
MAGYAR SZABADALMI 175690 NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Nemzetközi osztályozás: fESi Bejelentés napja: 1977. IX. 15. (VI—1152) H 01 L 23/34 Közzététel napja: 1981. II. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI Megjelent: 1981. IV. 30. HIVATAL . ’ Feltalálók : Sztrókay István okleveles villamosmérnök, 25%, Martin Péter okleveles közgazdász, 12%, Révay Antal okleveles villamosmérnök, 12%, Mól- Szabadalmas: nár István okleveles villamosmérnök, 10%, Török Tivadar fizikus, 10%, Villamosipari Kutató Intézet, Grodek Géza okleveles villamosmérnök, 10%, Budapest, Maszlag Albert Budapest technikus 10%, Piliscsaba, Várady László technikus, 6%, Joó Oszkár technikus, 5%, Budapest Egy- és többrétegű p-n átmenetek párologtató hűtő elrendezése 1 A találmány tárgya egy vagy többrétegű félvezető átmeneten fejlődő veszteséghő elvezetése alacsony C°/W hőesésű hűtő elrendezés segítségével. A félvezető elemeken fellépő veszteségmeleg elvezetése a működés alapvető feltétele, mivel a p—n átmenetek túlzott felmelegedése működési zavarokat, illetve maradandó hibásodást okoz. A félvezető elemeket ezidő szerint jó hővezető fémekből, pl. Al, ill. Cu készült hűtőbordákkal látják el. A fémek hővezetőképessége a hűtőbordák nagyságát korlátozza, mivel a hőáramlás útja mentén a hőesések összeadódnak és a hőátadás a környezet felé az egyre kisebbedő hőfokkülönbség miatt egyre csökken. A környezet felé a hőátadást a hűtőközeg pl. levegő sebességének növelésével javítják, de a hűtés intenzitása a hűtőközeg sebességének függvényében nem lineáris, ezért az áramló közeg sebességét optimális hűtési érték felett már nem célszerű emelni. A szokásos hűtőközeg levegőn kívül lehet víz, olaj stb. A hűtésnél alkalmazott víz, ill. olaj visszahűtése okoz problémát, illetőleg nem zárt hűtőrendszer esetén a rendszer elszennyeződése komoly hibaforrást rejt. Az ismertetett hűtőrendszerek másik hátránya a hűtőtestek viszonylag nagy súlya és ára. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölése egy alacsony hőesésű célszerűen kialakított hőcsöves rendszer segítségével, mely lehetővé teszi egyes félvezető elemek hűtésén túlmenően csoportos elemek hűtését is. A hőcső egy zárt alakú csőidom, melynek belső falára legtöbbször kapilláris struktúrájú anyagokat visznek fel. A csőben nyomás alatt levő munkafolyadék a párolog-2 tató részben energiát abszorbeál, és elpárolog, majd a keletkező gőz a cső hidegebb, alacsonyabb nyomású részére lecsapódik és energiát ad le. A munkafolyadék a kapilláris struktúra vagy a gravitáció segítségével viszszajut a párologtató részbe. Ezután a folyamat ismétlődik. Az előzőekben leírt módon nagy mennyiségű hő vonható el, alacsony hővezetési gradiens mellett. A hőcsöves hűtés különféle párologtató anyagok felhasználásával széles körben terjed a kutatás és ipar területén. A találmány szerinti hőcsöves hűtő elrendezést az 1. ábra elölnézetben, a 2. ábra oldanézetben szemlélteti, példákén» kiviteli alakban. Az 1 hőcső, melynek kondenzáló részére 2 hűtőbordák vannak felerősítve, a hűtőbordák közvetítik a környezet felé a kondenzáció során felszabaduló hőenergiát, egy a félvezető elemek felszorítására szolgáló, célszerűen vízzel töltött 3 folyadékzsákkal rendelkezik. A párolgó folyadék kitölti a teljes zsákot. A jobb hőátadás érdekében a folyadékzsák 4 felületnövelő elemeket tartalmaz, melyek célszerűen lemez, illetve tuskó alakúak. A folyadékzsákra kerülnek felszerelésre az egyes, illetve csoportos 5 félvezető elemek. A gőzök áramlásának elősegítése céljából a folyadékzsák és a hőcső között 6 átmeneti idom van. A fentiek alapján kialakított folyadékzsákhoz egy, vagy több hőcső csatlakoztatható. Egyes esetekben az 1 hőcső kondenzációs terét alkalmasan megválasztott 7 térrel egészítjük ki. Ezt a 7 teret semleges gázzal töltjük. Az így kialakított hűtőrendszer 5 10 15 20 25 30 175690
