NO339680B1 - lattice Manifold - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

Teknisk område Technical area

Oppfinnelsen dreier seg om varmeoverføringssystemer i alminnelighet og i spesielt at system og en fremgangsmåte for overføring varme ved høye temperaturer over store arealer. The invention concerns heat transfer systems in general and in particular that system and a method for transferring heat at high temperatures over large areas.

Bakgrunnsteknikk Background technology

Fra tidligere kjent teknikk skal man vise til varmerør. Disse er effektive til overføring av store varmemengder ved bruk av faseendring i et arbeidsfluid. Det finnes todimensjonale (eller 2D) varmerør hvor varme blir absorbert over en plan overflate fra en anordning, typisk for bruk til avkjøling av elektronikk slik som halvlederbrikker. Disse opererer ved lave temperaturer. Ved høye temperaturer vil trykket øke, og varmerøret vil ved ett punkt omforme alt arbeidsfluidet til dampfase, og den plane overflaten vil bli deformert, eventuelt slik at den får en ballongform, og dette reduserer dermed også det effektive kontaktarealet. Dette vil typisk føre til permanent skade på varmerøret og etterfølgende permanent skade på anordningen. Alternativt finnes det varmerør med sirkelformet tverrsnitt og eventuelt med bøyer og/eller med varmespredere. Selv om dette varmerøret har god mekanisk styrke for høye trykk, er problemet den lille kontaktflaten med anordningen. Varmespredere eller formede hulrom for feste til varmerørene vil forbedre effektiviteten, men uansett vil kompleksiteten øke. From prior art, one must refer to heating pipes. These are effective for transferring large amounts of heat using a phase change in a working fluid. There are two-dimensional (or 2D) heat pipes where heat is absorbed over a flat surface from a device, typically for use in cooling electronics such as semiconductor chips. These operate at low temperatures. At high temperatures, the pressure will increase, and the heating pipe will at one point transform all the working fluid into a vapor phase, and the flat surface will be deformed, possibly so that it takes on a balloon shape, and this also reduces the effective contact area. This will typically lead to permanent damage to the heating pipe and subsequent permanent damage to the device. Alternatively, there are heating pipes with a circular cross-section and possibly with bends and/or with heat spreaders. Although this heat pipe has good mechanical strength for high pressures, the problem is the small contact surface with the device. Heat spreaders or shaped cavities for attachment to the heat pipes will improve efficiency, but either way the complexity will increase.

Bruk av tradisjonelle varmerør vil også kreve anvendelse av en kappe, slik som en aluminiumsprofil, som omslutter varmerørene og bringer varmerørene i termisk kontakt med den store overflaten som skal avkjøles. Dette øker kompleksiteten og den termiske resistansen mellom varmerørene som vanligvis er laget av stål, og aluminiumskappen. Det kan dessuten oppstå problemer vedrørende de forskjellige utvidelseskoeffisientene mellom de forskjellige delene. The use of traditional heat pipes will also require the use of a jacket, such as an aluminum profile, which encloses the heat pipes and brings the heat pipes into thermal contact with the large surface to be cooled. This increases the complexity and the thermal resistance between the heat pipes, which are usually made of steel, and the aluminum jacket. Problems may also arise regarding the different coefficients of expansion between the different parts.

Fra den kjente teknikk skal det vises til WO2008/131105 som omhandler en varmeveksler av typen varmerør omfattende en varm og en kald ende, der den varme enden omfatter en første og en andre overflate og minst en sidevegg hvor de to overflatene er i mekanisk kontakt med en gitterstruktur og danner samtidig en sandwich med denne. From the known technique, reference should be made to WO2008/131105 which deals with a heat exchanger of the heat pipe type comprising a hot and a cold end, where the hot end comprises a first and a second surface and at least one side wall where the two surfaces are in mechanical contact with a lattice structure and at the same time forms a sandwich with this.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Problemer som skal løses ved hjelp av oppfinnelsen Problems to be solved with the help of the invention

Et hovedformål med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et varmeoverføringssystem som er i stand til å overføre store varmemengder over et stort område mens det opererer ved høye temperaturer. A main object of the present invention is therefore to provide a heat transfer system capable of transferring large amounts of heat over a large area while operating at high temperatures.

Midler for løsning av problemene Means for solving the problems

Formålet blir ifølge oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av en anordning for overføring av varme som angitt i ingressen til krav 1, og som inneholder de trekk som er angitt i karakteristikken i krav 1. According to the invention, the purpose is achieved by means of a device for transferring heat as stated in the preamble to claim 1, and which contains the features stated in the characteristic in claim 1.

Et antall ikke-uttømmende utførelsesformer, varianter eller alternativer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene. A number of non-exhaustive embodiments, variants or alternatives of the invention are set forth in the independent patent claims.

Foreliggende oppfinnelse oppnår det ovenfor beskrevne formål ved hjelp av et gitterverk mekanisk festet til og beliggende mellom en første og en andre overflate. The present invention achieves the above-described purpose by means of a grid mechanically attached to and situated between a first and a second surface.

Effekter av oppfinnelsen Effects of the invention

De tekniske forskjellene i forhold til tradisjonelle, todimensjonale varmerør er gitterverket som forbinder en første og en andre overflate som gir mekanisk styrke til anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Varme føres inn i systemet gjennom den første overflaten og bringer et arbeidsfluid omsluttet av de første og andre overflatene og sideflater til koking. Når arbeidsfluidet fordamper, øker trykket og det indre gitterverket opprettholder integriteten til formen av anordningen. The technical differences compared to traditional, two-dimensional heat pipes are the latticework that connects a first and a second surface which gives mechanical strength to the device according to the present invention. Heat is introduced into the system through the first surface and brings a working fluid enclosed by the first and second surfaces and side surfaces to boiling. As the working fluid evaporates, the pressure increases and the internal latticework maintains the integrity of the shape of the device.

Den tekniske effekten av denne forskjellen er at gitteret tilveiebringer en betydelig forbedret mekanisk styrke til varmerøret og opprettholder dermed den strukturelle integriteten og også den plane formen selv ved høyt indre trykk, samt større effektivt fordampnings/kondenserings-overflateareal. The technical effect of this difference is that the grid provides a significantly improved mechanical strength to the heat pipe and thus maintains the structural integrity and also the planar shape even at high internal pressure, as well as greater effective evaporation/condensation surface area.

Disse effektene tilveiebringer igjen flere ytterligere fordelaktige virkninger: These effects in turn provide several additional beneficial effects:

gitteret skaper et større areal for fordampning the grid creates a larger area for evaporation

gitteret tilveiebringer et større nukleasjonsareal the lattice provides a larger nucleation area

temperaturen er hovedsakelig jevn over den første og andre overflaten den mekaniske styrken til gitterverket gjør det mulig å oppskalere the temperature is essentially uniform over the first and second surfaces the mechanical strength of the latticework allows for scaling up

størrelsen av fordamperen the size of the evaporator

væske tilbakeført fra kondensatoren for fordampning blir jevnt fordelt gitterverket kan ytterligere forsynes med en vekevirkningsoverflate for liquid returned from the condenser for evaporation is evenly distributed the grating can be additionally provided with a wicking surface for

ytterligere forbedring av væskeretur further improvement of liquid return

enkel produksjonsprosess simple production process

uavhengig av helling regardless of slope

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

De ovennevnte og ytterlige trekk ved oppfinnelsen er spesielt angitt i de etterfølgende patentkrav og vil sammen med fordelene fremgå klarere fra den følgende detaljerte beskrivelse av et utførelseseksempel av oppfinnelsen gitt under henvisning til de vedføyde tegningene. The above-mentioned and additional features of the invention are specifically stated in the subsequent patent claims and will, together with the advantages, appear more clearly from the following detailed description of an embodiment of the invention given with reference to the attached drawings.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor i forbindelse med utførelseseksempler som er vist skjematisk på tegningene, hvor: The invention will be described in more detail below in connection with embodiments shown schematically in the drawings, where:

Figur 1 viser foreliggende oppfinnelse, Figure 1 shows the present invention,

Figur 2a viser et enderiss av en første utførelsesform, Figure 2a shows an end view of a first embodiment,

Figur 2b viser et sideriss av den første utførelsesformen, Figure 2b shows a side view of the first embodiment,

Figur 2c viser et oppriss av den første utførelsesformen, Figure 2c shows an elevation of the first embodiment,

Figur 2d viser et tverrsnitt A-A gjennom den første utførelsesformen, Figure 2d shows a cross-section A-A through the first embodiment,

Figur 2e viser et tverrsnitt B-B gjennom den første utførelsesformen. Figure 2e shows a cross-section B-B through the first embodiment.

Beskrivelse av henvisningstegn Description of reference characters

Følgende henvisningstall og tegn refererer til tegningene: The following reference numbers and characters refer to the drawings:

Detaljert beskrivelse Detailed description

Forskjellige aspekter ved oppfinnelsen blir beskrevet mer fullstendig i det etterfølgende under henvisning til de vedføyde tegningene. Oppfinnelsen kan imidlertid utføres på mange forskjellige måter og skal ikke anses begrenset til noen spesifikk konstruksjon eller funksjon som er til stede i denne beskrivelsen. Disse aspektene er heller gitt slik at oppfinnelsen skal bli grundig og fullstendig, og fullstendig skal angi oppfinnelsens omgang for fagkyndige på området. Basert på det som er beskrevet her, bør en fagkyndig på området forstå at omfanget av oppfinnelsen er ment å dekke alle aspekter ved oppfinnelsen som er beskrevet her, uansett om de er implementert uavhengig av eller i kombinasjon med andre aspekter ved oppfinnelsen. En anordning kan for eksempel være implementert eller en fremgangsmåte kan praktiseres ved å bruke et hvilket som helst antall av de aspektene som er angitt her. Omfanget av oppfinnelsen er videre ment å dekke enhver slik anordning eller fremgangsmåte som praktiseres ved å bruke en annen konstruksjon, funksjonalitet eller struktur og funksjonalitet i tillegg til andre enn de forskjellige aspektene ved oppfinnelsen som er angitt her. Man vil forstå at ethvert aspekt ved oppfinnelsen som er beskrevet her, kan utgjøres av ett eller flere elementer i et krav. Various aspects of the invention are described more fully hereinafter with reference to the attached drawings. However, the invention may be embodied in many different ways and should not be considered limited to any specific construction or function present in this description. Rather, these aspects are given so that the invention should be thorough and complete, and should fully indicate the scope of the invention for experts in the field. Based on what is described herein, one skilled in the art should understand that the scope of the invention is intended to cover all aspects of the invention described herein, regardless of whether they are implemented independently of or in combination with other aspects of the invention. For example, a device may be implemented or a method may be practiced using any number of the aspects set forth herein. The scope of the invention is further intended to cover any such device or method practiced using a different construction, functionality or structure and functionality in addition to the various aspects of the invention set forth herein. It will be understood that any aspect of the invention described here can be made up of one or more elements in a claim.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i forbindelse med utførelseseksempler som er skjematisk vist på tegningene. The invention will be described in more detail in connection with embodiment examples which are schematically shown in the drawings.

Prinsipper som utgjør grunnlaget for oppfinnelsen Principles that form the basis of the invention

Varmerør Heating pipes

Med varmerør er det her ment to utførelsesformer: «varmerør» hvor en veke eller en annen kapillareffekt trekker væske tilbake til den varme enden, og «termosifong» hvor tyngdekraften trekker væske tilbake til den varme enden. Den varme enden er også kjent som fordampningsseksjonen. Begge prinsippene kan anvendes i denne oppfinnelsen selv om en termosifong blir foretrukket hvor rørlegemet er forsynt med en hovedsakelig nedadrettet helling slik at fluid i væskefasen kan renne ned langs lengden av røret. Siden varmerør av begge typer opererer ved å fjerne varme ved hjelp av faseovergang fra væske til gass, blir det foretrukket at varmerøret tillater væske å nå det nedre punktet i varmerøret. By heating pipes, two designs are meant here: "heating pipes" where a wick or other capillary effect draws liquid back to the hot end, and "thermosifong" where gravity draws liquid back to the hot end. The hot end is also known as the evaporation section. Both principles can be used in this invention, although a thermosyphon is preferred where the pipe body is provided with a mainly downward slope so that fluid in the liquid phase can flow down the length of the pipe. Since heat pipes of both types operate by removing heat by liquid to gas phase transition, it is preferred that the heat pipe allow liquid to reach the lower point of the heat pipe.

Sentralt i oppfinnelsen er den erkjennelsen at et varmerør kan forsynes med tilstrekkelig mekanisk styrke til å motstå trykkindusert deformasjon ved å bruke et indre gitter som forbinder en første overflate med en andre overflate. Central to the invention is the realization that a heat pipe can be provided with sufficient mechanical strength to resist pressure-induced deformation by using an internal grid which connects a first surface with a second surface.

Den første overflaten befinner seg på motsatt side av en andre overflate og omslutter sammen med en sidevegg et volum som inneholder et arbeidsfluid. Ved tilførsel av varme stiger temperaturen, og i det minste noe av arbeidsfluidet gjennomgår en faseovergang fra væske til gass. Som reaksjon på det økte trykket tilføres en kraft som er proporsjonal med trykk og areal påført den første overflaten. Hvis den første og andre overflaten har samme areal, blir den andre overflaten utsatt for en kraft som har samme størrelse, men som virker i motsatt retning. Gitteret som forbinder den første og den andre overflaten, vil så forbinde og dermed kansellere disse kreftene og dermed opprettholde integriteten til formen av den første og den andre overflaten. The first surface is located on the opposite side of a second surface and encloses together with a side wall a volume containing a working fluid. When heat is supplied, the temperature rises, and at least some of the working fluid undergoes a phase transition from liquid to gas. In response to the increased pressure, a force proportional to the pressure and area applied to the first surface is applied. If the first and second surfaces have the same area, the second surface is subjected to a force of the same magnitude but acting in the opposite direction. The grid connecting the first and second surfaces will then connect and thus cancel these forces, thereby maintaining the integrity of the shape of the first and second surfaces.

Sideveggen kan eventuelt også være festet til gitteret. The side wall can optionally also be attached to the grid.

Det skal bemerkes at et varmerør ved romtemperatur kan være ved et betydelig lavere trykk enn normalt atmosfæretrykk, vanligvis for å senke kokepunktet til arbeidsfluidet. Derfor, forut for å bringe arbeidsfluidet til koking, vil lufttrykket utøve et betydelig innadrettet trykk over de første og andre overflatene, eventuelt tilstrekkelig til å forårsake skade på grunn av ikke-elastisk deformasjon. Selv elastisk deformasjon kan være skadelig ettersom den vil redusere varmeoverførings-kapasiteten i deler og forårsake lokalisert endring av den delen som skal avkjøles av varmerøret. Også i dette tilfellet vil gitteret bidra til å opprettholde strukturell integritet for varmerøret. It should be noted that a heat pipe at room temperature may be at a significantly lower pressure than normal atmospheric pressure, usually to lower the boiling point of the working fluid. Therefore, prior to bringing the working fluid to boiling, the air pressure will exert a significant inward pressure across the first and second surfaces, possibly sufficient to cause damage due to inelastic deformation. Even elastic deformation can be harmful as it will reduce the heat transfer capacity in parts and cause localized alteration of the part to be cooled by the heat pipe. In this case too, the grid will help to maintain the structural integrity of the heat pipe.

Beste måter for utførelse av oppfinnelsen Best Modes for Carrying Out the Invention

Den utførelsesformen av anordningen 100 ifølge oppfinnelsen som er vist på figur 2a-2c, omfatter et varmerør 100 med en varm ende 130, omfattende en første overflate 134 og en andre overflate 135 på motsatt side av den første overflaten, og en sidevegg 136 som sammen omslutter et volum som kan inneholde et arbeidsfluid 103, 104. Et gitter 138 er mekanisk festet til den første og andre overflaten og også sideveggen som forbinder disse mekanisk. Gitteret er derfor hovedsakelig neddykket i fluidet i væskefasen 103. The embodiment of the device 100 according to the invention shown in figures 2a-2c comprises a heating pipe 100 with a hot end 130, comprising a first surface 134 and a second surface 135 on the opposite side of the first surface, and a side wall 136 which together encloses a volume which can contain a working fluid 103, 104. A grid 138 is mechanically attached to the first and second surfaces and also the side wall which mechanically connects them. The grid is therefore mainly immersed in the fluid in the liquid phase 103.

Ved en øvre ende av den varme enden er det festet en kald ende. Ved den kalde enden er det plassert en kondenseringsenhet 120. Kondenseringen bruker et kjølefluid som strømmer gjennom fluidkoplingsanordningene 124 for å fjerne varme. I en foretrukket utførelsesform er en kondenseringsenhet i god termisk kontakt med den kalde enden og atskilt av en overflate. Dette betyr at varmerørsystemet kan operere ved et trykk som er uavhengig av kondenseringsenheten. A cold end is attached to an upper end of the hot end. At the cold end is located a condensing unit 120. The condensing uses a cooling fluid flowing through the fluid coupling devices 124 to remove heat. In a preferred embodiment, a condensing unit is in good thermal contact with the cold end and separated by a surface. This means that the heat pipe system can operate at a pressure that is independent of the condensing unit.

Ved kondenseringsenheten 120 strømmer et kjølefluid inn i en første fluidkoplingsanordning, inn i den kalde enden med kondenseringsenheten hvor varme blir fjernet fra fluidet i gassfase og overført til kjølefluidet, og ut gjennom en andre fluidkoplingsanordning. At the condensing unit 120, a cooling fluid flows into a first fluid coupling device, into the cold end of the condensing unit where heat is removed from the fluid in gas phase and transferred to the cooling fluid, and out through a second fluid coupling device.

I en typisk utførelsesform blir varme absorbert bare gjennom en enkelt varme-absorberingsflate, her den første overflaten. I dette tilfellet blir den første overflaten holdt glatt, mens den andre overflaten fortrinnsvis er korrugert for å tilveiebringe ytterligere mekanisk stabilitet. In a typical embodiment, heat is absorbed only through a single heat-absorbing surface, here the first surface. In this case, the first surface is kept smooth, while the second surface is preferably corrugated to provide additional mechanical stability.

Denne konstruksjonen er også gunstig for produksjon. I et foretrukket eksempel blir en prefabrikkert metallgitterstruktur anbragt mellom en første og en andre metallplate hvor metallplatene blir opprettholdt parallelt med hverandre når platene blir forbundet med gitteret. Forbindelsen kan utføres ved å bruke et bredt område med fremgangsmåter fra sveising, støpning, lodding, sintring og liming ved fortrinnsvis å bruke en metallholdig epoksy. Etter festing blir platene forsynt med en overflatefinish, fortrinnsvis forsynt med langsgående spor for å motta termisk masse, også kalt varmemasse eller termisk pasta. This construction is also favorable for production. In a preferred example, a prefabricated metal grid structure is placed between a first and a second metal plate where the metal plates are maintained parallel to each other when the plates are connected to the grid. The connection can be made using a wide range of methods from welding, casting, soldering, sintering and gluing, preferably using a metal-containing epoxy. After fixing, the plates are provided with a surface finish, preferably provided with longitudinal grooves to receive thermal mass, also called thermal mass or thermal paste.

Den laminerte konstruksjonen blir skåret til en størrelse og forsynt med sidevegger. Sideveggene kan eventuelt være i mekanisk kontakt med gitteret. Sideveggene kan også brukes til å forhåndsdeformere den laminerte konstruksjonen for å tilveiebringe en mer lineær termisk ekspansjon ved oppvarming av det komplette varmerøret. Figur 2d viser et tverrsnitt av hvordan gitteret er plassert inne i varmerøret. Figur 2e viser et tverrsnitt av hvordan arbeidsfluidet i væskefasen er fordelt med gitteret plassert inne i varmerøret. The laminated construction is cut to size and fitted with side walls. The side walls may possibly be in mechanical contact with the grid. The sidewalls can also be used to pre-deform the laminated construction to provide a more linear thermal expansion when heating the complete heat pipe. Figure 2d shows a cross-section of how the grid is placed inside the heating pipe. Figure 2e shows a cross-section of how the working fluid in the liquid phase is distributed with the grid placed inside the heating pipe.

Gitteret er typisk laget av kopper, karbonstål, aluminium eller rustfritt stål og er avhengig av den type arbeidsfluid som brukes. Når det brukes vann som arbeidsfluid, blir det foretrukket å bruke rustfritt stål eller kopper i alle overflater som er i kontakt med arbeidsfluidet. I tilfeller med høyt damptrykk, blir rustfritt stål helst foretrukket. The grid is typically made of copper, carbon steel, aluminum or stainless steel and depends on the type of working fluid used. When water is used as the working fluid, it is preferred to use stainless steel or copper in all surfaces that are in contact with the working fluid. In cases of high vapor pressure, stainless steel is preferred.

Det er viktig å feste den varme enden tett til overflaten som skal avkjøles. For dette formål blir det foretrukket å forsyne den varme enden med utsparinger 160. Disse kan være i form avfestehull 162 eller festeslisser 164, typisk anordnet omkring kanten av den varme enden. It is important to attach the hot end tightly to the surface to be cooled. For this purpose, it is preferred to provide the hot end with recesses 160. These can be in the form of attachment holes 162 or attachment slots 164, typically arranged around the edge of the hot end.

Det blir også foretrukket å forsyne innsiden av kondenseringsenheten 120 med et kondenseringsgitter 122. Den tekniske effekten er at varme strømmer inne i gitteret med mindre motstand enn gjennom kjølefluidet og overfører dermed varmen mer effektivt. It is also preferred to provide the inside of the condensing unit 120 with a condensing grid 122. The technical effect is that heat flows inside the grid with less resistance than through the cooling fluid and thus transfers the heat more efficiently.

Ved fremstilling av varmerørene i henhold til foreliggende oppfinnelse, blir det foretrukket å starte med en blokk som har en laminert struktur der et gitter er plassert mellom to metallplater. Et gitter er plassert på en første metallplate og mekanisk forbundet med metallplaten, for eksempel ved støpning. En andre metallplate blir plassert på toppen av gitteret og mekanisk forbundet med gitteret. Feste kan utføres ved å bruke sveising, for eksempel friksjonssveising, eller ved å bruke klebemidler, fortrinnsvis et termisk ledende klebemiddel, helst en sølv- eller aluminiumholdig epoksy. When manufacturing the heating pipes according to the present invention, it is preferred to start with a block which has a laminated structure where a grid is placed between two metal plates. A grid is placed on a first metal plate and mechanically connected to the metal plate, for example by casting. A second metal plate is placed on top of the grid and mechanically connected to the grid. Attachment can be carried out by using welding, for example friction welding, or by using adhesives, preferably a thermally conductive adhesive, preferably a silver or aluminium-containing epoxy.

Den laminerte strukturen blir skåret til riktig form, festehull 162 og festeslisser 162 blir maskineri. Så blir sidevegger plassert omkring sidene og også omkring festehullene, og festet til gitteret. The laminated structure is cut to the correct shape, attachment holes 162 and attachment slots 162 are machined. Side walls are then placed around the sides and also around the fixing holes, and fixed to the grid.

Det blir foretrukket at sideveggene 134 er i mekanisk kontakt også med sideveggene. Den mekaniske effekten er at sideveggene blir hindret fra å ekspandere utover når trykket øker. It is preferred that the side walls 134 are also in mechanical contact with the side walls. The mechanical effect is that the side walls are prevented from expanding outwards when the pressure increases.

I denne utførelsesformen bør sideveggene ha en termisk utvidelse som er sammenlignbar med den for gitteret for å unngå at gitteret knuses eller løsner fra den første eller den andre overflaten. Dette kan gjøres ved å bruke materialer med tilsvarende egenskaper, forspenning, profilering for å påføre en spesiell termisk utvidelse eller en kombinasjon av disse midlene. In this embodiment, the side walls should have a thermal expansion comparable to that of the grid to avoid crushing or detaching the grid from the first or second surface. This can be done by using materials with similar properties, prestressing, profiling to apply a special thermal expansion or a combination of these means.

Alternative utførelsesformer Alternative embodiments

Et antall variasjoner av det som er beskrevet ovenfor, kan tenkes. Den første og den andre overflaten kan for eksempel være formet på annen måte enn plan, for eksempel sylindrisk for å være egnet for feste til eksisterende rør. A number of variations of what is described above can be imagined. The first and second surfaces can, for example, be shaped in a way other than planar, for example cylindrical in order to be suitable for attachment to existing pipes.

Det blir foretrukket å bruke en termisk masse mellom de varmeabsorberende overflatene. It is preferred to use a thermal mass between the heat absorbing surfaces.

Frembringelse av tilstrekkelig og jevn fordeling av varmemasse er viktig for optimal varmeoverføring. Selv om manuell påføring av termisk masse forut for montering er en enkel løsning, er det ikke sikkert at det er tilstrekkelig. Først av alt må den ytre overflaten til stålskallet 8 ikke være så glatt og jevnt som den plane flaten til varmerøret. Videre kan det være nødvendig å tilføre mer, eller erstatte tapt varmemasse senere. En løsning er å tilveiebringe et langsgående spor 150 i den plane flaten og fortrinnsvis også et tilgangshull 152 til dette sporet for tilførsel av varmemasse under trykk gjennom hullet og inn i sporet, fortrinnsvis inntil varme-massen begynner å strømme ut gjennom et utgangshull 154. Det langsgående sporet kan være rett eller sikksakkformet. Effekten av dette er å forenkle påføringen av varmemasse og muliggjøre påfylling av varmemasse uten å måtte avbryte driften av cellen. Alternativt kan klebestoff eller termisk lim brukes. Producing sufficient and even distribution of heat mass is important for optimal heat transfer. Although manual application of thermal compound prior to assembly is a simple solution, it may not be sufficient. First of all, the outer surface of the steel shell 8 must not be as smooth and even as the flat surface of the heat pipe. Furthermore, it may be necessary to add more, or replace lost heat mass later. One solution is to provide a longitudinal groove 150 in the flat surface and preferably also an access hole 152 to this groove for the supply of heat mass under pressure through the hole and into the groove, preferably until the heat mass begins to flow out through an outlet hole 154. the longitudinal groove can be straight or zigzag. The effect of this is to simplify the application of heat mass and enable the filling of heat mass without having to interrupt the operation of the cell. Alternatively, adhesive or thermal glue can be used.

Det er mulig å bruke en utførelsesform hvor sideveggene ikke er festet til gitteret. Spesielt når sideveggene er smale, det vil si at avstanden mellom den første og den andre overflaten er liten, er det totale arealet så lite at trykket utøver en kraft som påfører en ubetydelig deformasjon av sideveggen, slik at det er mulig å unngå bruk av et slikt festemiddel. It is possible to use an embodiment where the side walls are not attached to the grid. Especially when the sidewalls are narrow, i.e. the distance between the first and the second surface is small, the total area is so small that the pressure exerts a force which causes a negligible deformation of the sidewall, so that it is possible to avoid the use of a such fastener.

Industriell anvendbarhet Industrial applicability

Oppfinnelsen ifølge søknaden finner anvendelse ved fjerning av varme fra store overflater som opererer ved høye temperaturer, hvor arbeidsfluidet når høye damptrykk. Et eksempel er fjerning av varme fra Hall-Héroult-celler for elektrolyse av aluminium. Et annet eksempel er fjerning av avløpsgasser fra industrielle prosesser, spesielt metallurgiske prosesser. The invention according to the application finds application in the removal of heat from large surfaces that operate at high temperatures, where the working fluid reaches high vapor pressures. An example is the removal of heat from Hall-Héroult cells for the electrolysis of aluminium. Another example is the removal of waste gases from industrial processes, especially metallurgical processes.

Claims (9)

1. Varmerørenhet (100) omfattende en varm ende (130) og en kald ende (110), hvor den varme enden videre omfatter en første overflate (134), en andre overflate (135), og minst én sidevegg (136), idet de første og de andre overflatene er i mekanisk kontakt med et gitter (138) som befinner seg mellom disse overflatene karakterisert vedat den kalde enden omfatter en kondenseringsenhet integrert med gitteret (138).1. Heat pipe unit (100) comprehensive a hot end (130) and a cold end (110), where the hot end further comprises a first surface (134), a second surface (135), and at least one side wall (136), ie the first and second surfaces are in mechanical contact with a grid (138) located between these surfaces characterized in that the cold end comprises a condensing unit integrated with the grid (138). 2. Enhet ifølge krav 1, hvor gitteret er forsynt med en vekevirkende overflate (139).2. Unit according to claim 1, where the grating is provided with a wicking surface (139). 3. Enhet ifølge krav 1, hvor kondenseringsenheten er en intern kondenseringsenhet.3. Unit according to claim 1, where the condensing unit is an internal condensing unit. 4. Enhet ifølge krav 1, hvor kondenseringsenheten er en ekstern kondenseringsenhet.4. Unit according to claim 1, where the condensing unit is an external condensing unit. 5. Enhet ifølge krav 1, hvor den første overflaten er innrettet for å bli mekanisk festet til en overflate som skal avkjøles.5. Unit according to claim 1, where the first surface is arranged to be mechanically attached to a surface to be cooled. 5. Enhet ifølge krav 6, hvor varmerørenheten er forsynt med utsparinger (160).5. Unit according to claim 6, where the heat pipe unit is provided with recesses (160). 7. Enhet ifølge krav 6, hvor utsparingene (160) er minst ett festehull (162) gjennom den første overflaten, den andre overflaten og gitteret.7. Unit according to claim 6, where the recesses (160) are at least one fastening hole (162) through the first surface, the second surface and the grid. 8. Enhet ifølge krav 6, hvor utsparingene (160) er minst én festeslisse (164) i det minste delvis gjennom den første overflaten, den andre overflaten og gitteret nær en sidevegg (136).8. Unit according to claim 6, where the recesses (160) are at least one fastening slot (164) at least partially through the first surface, the second surface and the grid near a side wall (136). 9. Enhet ifølge krav 1 - 8, hvor den minst ene sideveggen er i mekanisk kontakt med gitteret (138).9. Unit according to claims 1 - 8, where at least one side wall is in mechanical contact with the grid (138).