Радиатор

Радиатор

Реферат

 

(19)RU(11)730206(13)C(51)  МПК ⁵    _H01L23/34Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) РАДИАТОР

Изобретение относится к области теплообменных устройств и может быть применено в области полупроводниковой техники, например, для охлаждения полупроводниковых приборов. Известны радиаторы, содержащие теплоотводящее основание, выполненное в виде полой трубки, на наружной поверхности которой по винтовой линии наложена спираль. Внутри спирали имеется проволока, притягивающая спираль к теплоотводящей поверхности. Спираль зафиксирована на теплоотводящей поверхности трубки путем пайки. Недостатком данного устройства является то, что соединение спиралей между собой невозможно выполнить без применения промежуточного конструктивного элемента - например, теплоотводящего основания; недостаточно большая поверхность охлаждения, недостаточный турбулентный режим охлаждающего потока в объеме радиатора и, кроме того, нетехнологичность процесса изготовления, а именно необходимость фиксации спиралей к теплоотводящей поверхности путем протягивания внутри спирали дополнительной проволоки с последующим натягиванием ее и наличие процесса пайки. Наиболее близким техническим решением является радиатор, выполненный в виде набора проволочных спиралей, соединенных между собой. В известном устройстве спирали установлены с обеих сторон теплоотводящего основания и зафиксированы на нем с помощью пайки. Недостатком такого устройства является то, что радиатор имеет малую поверхность охлаждения и недостаточно турбулентный режим охлаждающего потока в объеме радиатора, что приводит к недостаточной эффективности охлаждения, кроме того, соединение спиралей между собой невозможно выполнить без применения дополнительного конструктивного элемента - теплоотводящего основания, что приводит к усложнению конструкции. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения при одновременном упрощении конструкции. Цель достигается тем, что спирали выполнены с разным направлением навивки и вставлены одна в другую до соприкосновения спиралей с одинаковым направлением навивки, причем отношение шага витка спирали к толщине проволоки витка составляет 2:1. На фиг. 1 изображены отдельные спирали радиатора; на фиг.2 - собранный радиатор, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид снизу. На фиг. 1 изображена спираль, например, левой навивки 1 и спираль противоположной навивки 2. На фиг. 2 и фиг.3 показан собранный из спиралей 1 и 2 радиатор, в котором спирали 1 и 2 разного направления навивки поочередно вставлены одна в другую до соприкосновения спиралей с одинаковым направлением навивки так, что отношение шага витка спирали к толщине проволоки витка составляет 2:1. Стрелками показано преимущественное направление движения охлаждающего потока в объеме радиатора. Для получения фиксированного соединения спиралей между собой и упрощения технологии сборки радиатора навивают спирали, например, правого направления навивки с шагом витка в пределах 1-1,8 толщины проволоки витка, затем навивают спирали противоположного направления навивки с шагом витка в пределах 1-1,8 толщины проволоки витка, после чего спирали разного направления навивки поочередно вставляют между собой путем сжатия до соприкосновения витков спиралей одинакового направления навивки. Объединенные таким образом спирали надежно фиксируются между собой, т. к. при вставлении спиралей витками друг в друга путем сжатия витки раздвигаются (до шага, равного двум толщинам проволоки витка) и за счет остаточной упругой деформации создают усилия сжатия, защемляющие их между собой. Собранный таким способом набор спиралей представляет собой спиральный радиатор довольно простой и достаточно жесткой конструкции. Его можно использовать как самостоятельный конструктивный элемент, устанавливаемый, например, непосредственно на теплоотводящую поверхность охлаждаемого прибора, тепловой контакт при этом обеспечивается за счет, например, механического прижатия витков спиралей радиатора и теплоотводящей поверхности охлаждаемого прибора. Вставленные витками одна в другую спирали разного направления навивки, поскольку вставление спиралей витками одинакового направления навивки друг в друга невозможно до соприкосновения витков спиралей одинакового направления навивки позволяет при одном и том же объеме радиатора увеличить количество устанавливаемых спиралей вдвое по сравнению с тем, как если бы спирали располагались плотно рядом друг с другом. А такое увеличение количества спиралей соответственно вдвое увеличивает площадь охлаждения поверхности, то есть площадь соприкосновения охлаждающего агента с поверхностью радиатора. Благодаря упорядоченному взаимоположению витков вставленных друг в друга спиралей охлаждающий поток при движении в объеме радиатора многократно изгибается и рассекается витками на большое (равное удвоенному числу витков) число струй и тем самым интенсивно турбулизуется, что создает наилучшие условия передачи тепла от радиатора к хладагенту. Фиксация спиралей между собой усилием упругой деформации витков исключает необходимость пайки спиралей к теплоотводящему основанию и тем самым исключает необходимость применения для этой цели теплоотводящего основания как конструктивного элемента. Изготовление и проведение испытаний данного спирального радиатора подтвердили технологичность его изготовления и высокую эффективность охлаждения. Так, по сравнению с применяемыми в настоящее время радиаторами принудительного воздушного охлаждения его эффективность оказалось в 20-30 раз выше, т.е. для снятия одной и той же мощности потерь затрачивается в 20-30 раз меньшее количество охлаждающего агента, в частности воздуха. При этом габариты радиатора в -5 раз меньше (по объему и весу) известного применяемого радиатора. Такая высокая эффективность охлаждения спирального радиатора, его малый вес и объем предопределяют широкую возможность применения его в различных охлаждающих устройствах с перспективой применения в мощных преобразовательных устройствах с параллельной продувкой радиаторов охлаждаемых приборов.

Формула изобретения

РАДИАТОР, выполненный в виде набора проволочных спиралей, соединенных между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения при одновременном упрощении конструкции, спирали выполнены с разным направлением навивки и вставлены одна в другую до соприкосновения спиралей с одинаковым направлением навивки так, что отношение лага витка спирали к толщине проволоки витка составляет 2 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3