×
15.05.2023
223.018.5824

Результат интеллектуальной деятельности: Комбинированная система охлаждения

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе радоэлектронной, работающей при различных температурных режимах. Технический результат - создание комбинированной системы охлаждения, обладающей высокой эффективностью охлаждения за счет интенсификации турбулизации потоков в каналах. Технический результат достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения, содержащей панель из высокотеплопроводного материала, выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки. На входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность. Оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням. Элементы, создающие турбулентность, представляют собой перфорированные спирали, шаг которых увеличивается от краев к центру. Перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных и мелких отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали. 6 ил.

Предлагаемое изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе, радиэлектронной, работающей при различных температурных режимах.

Известен корпус модуля активной фазированной антенной решетки [АС СССР №175877, МПК B65G 17/20, опубл. 1965], содержащий теплопроводящее основание с расположенными на нем местами для установки охлаждаемых элементов, под которыми, с обеспечением теплового контакта с корпусом модуля, расположены тепловые трубы так, что зоны их испарения находятся под местами для установки охлаждаемых элементов, а зоны конденсации находятся с внешней стороны корпуса модуля и снабжены устройствами воздушного охлаждения. Корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, непосредственно в котором, в параллельных каналах содержащих фитиль и паропровод, сформированы тепловые трубы, находящиеся в непосредственном тепловом контакте между собой, при этом корпус модуля одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб и минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и невысокую эффективность охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комбинированная система охлаждения электронных блоков [Патент РФ №2696020, МПК H05K 7/20909, опубл. 30.07.2019, БИ №22]. Комбинированная система охлаждения электронных блоков содержит панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность. Между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом.

К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую эффективность охлаждения, вызванную низкой турбулизацией потока в каналах.

Задачей данного изобретения является создание комбинированной системы охлаждения обладающей высокой эффективностью охлаждения за счет интенсификации турбулизации потоков в каналах.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения Комбинированная система охлаждения, содержащая панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность, между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом.

Отличительными признаками предлагаемой комбинированной системы охлаждения является то, что элементы, создающие турбулентность, представляют собой перфорированные спирали, шаг которых увеличивается от краев к центру, перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных и мелких отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали.

На фиг. 1 показана схема комбинированной системы охлаждения.

На фиг. 2 представлено (в масштабе 2:1) оребрение стержней 6.

На фиг. 3 показан вид Б (в масштабе 2:1).

На фиг. 4. изображено (в масштабе 2:1) размещение элементов 5.

На фиг. 5 показано расположение стержней 6, каналов 3 и микроканалов 2 в поперечном сечении панели 1.

На фиг. 6 изображена развертка элемента, создающего турбулентность (увеличено).

Комбинированная система охлаждения содержит панель 1 из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены микроканалы 2 и каналы 3 для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки. На входе и выходе каналов 3 установлены штуцеры 4. Каналы 3 на входе содержат элементы 5, создающие турбулентность.

Между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости установлены стержни 6 системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели 1 концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе 7, контактирующем боковой поверхностью с панелью 1 и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор 8. С целью интенсивности теплообмена оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня 6 чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11.

Количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий 11 увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням. Микроканалы 2 выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов 3, расположены с каналами 3 в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12.

С целью повышения турбулизации потока элементы 5, создающие турбулентность, представляют собой перфорированные спирали, шаг которых увеличивается от краев к центру, перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных 13 и мелких 14 отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали

Комбинированная система охлаждения работает следующим образом

При штатном режиме работы электронных блоков в условиях нормальных или пониженных температур окружающей среды охлаждение осуществляется только воздушной частью системы.

Воздушный поток, создаваемый вентилятором 8, движется внутри цилиндрического кожуха, обтекая наборы установленных перпендикулярно осям стержней 6 чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11. При таком взаимодействии происходит интенсивное охлаждение. Наличие отверстий 11 формирует интенсивную циркуляцию воздуха между пластинами 9 и 10. Выполнение пластин 9 и 10 разной формы (круглыми и квадратными) также позволяет повысить интенсивность теплоотдачи за счет организации различных типов обтекания.

С целью снижения габаритов устройства и упрощения его конструкции цилиндрический кожух 7, контактирует боковой поверхностью с панелью 1.

Для снижения габаритов и улучшения интенсивности охлаждения стержни 6 системы воздушного охлаждения размещены между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости.

Так как количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий 11 увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням, удается повысить эффективность охлаждения отдаленных от воздушного вентилятора 8 стержней 6, а также снизить гидравлическое сопротивление воздушному потоку.

В случаях, когда воздушная система охлаждения не позволяет поддерживать требуемый температурный режим электронного блока (работа в условиях повышенных температур окружающей среды, высокая нагрузка и т.д.) дополнительно включается система жидкостного охлаждения.

Охлаждающая жидкость поступает в каналы 3 для охлаждающей жидкости и движется по ним, забирая тепло от панели 1, охлаждая электронный блок. Наличие у каналов 3 прямых и изогнутых участков позволяет задействовать большую поверхность и компактно разместить канал 3 в панели 1.

Для интенсификации теплоотдачи каналы 3 содержат элементы 5, создающие турбулентность при течении потока по каналам. Интенсивная турбулизация приводит к повышению эффективности отвода тепла

С целью обеспечения равномерного охлаждения в панели 1 размещены микроканалы 2, которые установлены параллельно прямолинейным участкам каналов 3 и расположены с ними в одной плоскости. Одним концом микроканалы 2 сообщаются с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12, который соединяет все микроканалы 2.

Благодаря тому, что элементы 5, создающие турбулентность, представляют собой перфорированные спирали, шаг которых увеличивается от краев к центру, перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных 13 и мелких 14 отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали удается обеспечить интенсивные завихрения потока.

Выполнение элементов 5 в виде перфорированных спиралей заставляет поток интенсивно закручиваться. За счет того, шаг перфорированных спиралей увеличивается от краев к центру, происходит изменение интенсивности закручивания потока по длине, что также способствует повышению завихрений и улучшению отвода тепла.

Благодаря тому, что перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных 13 и мелких 14 отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали, при течении потока происходит многократное его деление на струи, имеющие различные направления и многократно пересекающиеся, что также приводит к интенсификации турбулизации и повышению отвода тепла

Таким образом, в предлагаемой конструкции комбинированной системы охлаждения за счет организации интенсивной турбулентности в каналах удается обеспечить эффективный отвод тепла.

Заявленная комбинированная система охлаждения имеет сравнительно простую конструкцию и позволяет обеспечивать работоспособность электронных блоков в различных температурных условиях.

Комбинированная система охлаждения, содержащая панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность, между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом, отличающаяся тем, что элементы, создающие турбулентность, представляют собой перфорированные спирали, шаг которых увеличивается от краев к центру, перфорация представляет собой набор чередующихся в продольном направлении крупных и мелких отверстий, центры которых расположены вдоль линии, отстоящей на одинаковых расстояниях от краев сечения развертки спирали.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-62 of 62 items.
17.06.2023
№223.018.7fcf

Установка для определения прочности литейного кокса в условиях загрузки металлической части шихты в вагранку

Изобретение относится к установкам для определения прочности литейного кокса в условиях загрузки металлической части шихты в вагранку. Установка для определения прочности литейного кокса состоит из стальной рамы, собранной из уголков, соединенных неразъемно посредством сварки. В нижней части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768531
Дата охранного документа: 24.03.2022
17.06.2023
№223.018.7fea

Агрегат для смешения сыпучих материалов

Агрегат для смешения сыпучих материалов содержит ленточный транспортер с приводом, последовательно размещенные над лентой дозаторы и примыкающий к нему валик с эластичными элементами, снабженный приводом вращательного движения, эластичные элементы установлены под наклоном к поверхности валика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764813
Дата охранного документа: 21.01.2022
Showing 81-90 of 148 items.
10.05.2018
№218.016.454f

Смеситель сыпучих материалов гравитационного типа

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Смеситель содержит неподвижный вертикальный корпус прямоугольного сечения, внутри которого к противоположным сторонам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650120
Дата охранного документа: 09.04.2018
10.05.2018
№218.016.48dd

Агрегат для высаживания семян в почву

Агрегат для высаживания семян в почву имеет размещенные на раме 1 семенной бункер 5, сообщающийся с высевным аппаратом в виде транспортера 6, семяпровод 11, сошник 3, катки 2, загребатель 4. Транспортер 6 выполнен ленточным и состоит из двух участков - вертикального и наклонного. Нижняя часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651132
Дата охранного документа: 18.04.2018
29.05.2018
№218.016.5300

Высевающий аппарат сеялки точного высева

Высевающий аппарат сеялки точного высева содержит семенной бункер 1, высевной диск 2 с коническими выступами 3 и отверстиями 4, компрессор 5, коллектор 6, семяпровод 7. К поверхности высевного диска 2 с противоположной стороны, где установлены конические выступы 3, присоединен полый кожух 8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653602
Дата охранного документа: 11.05.2018
29.05.2018
№218.016.5377

Центробежно-ударная мельница

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Мельница содержит устройства загрузки и выгрузки, неподвижный цилиндрический корпус, со стороны внутренней поверхности которого расположены отбойные элементы. В центральной части корпуса размещен ротор с лопастями, имеющими самофутеровочные карманы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653603
Дата охранного документа: 11.05.2018
09.06.2018
№218.016.5c3e

Устройство для слива масла

Устройство содержит крепление к стене ямы, рычаг, имеющий возможность поворота, устройство крепления открытой емкости, соединенной при помощи шланга с откачивающим устройством, причем крепление к стене ямы выполнено в виде продольных направляющих, на которых установлена тележка, имеющая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655937
Дата охранного документа: 30.05.2018
11.06.2018
№218.016.60d6

Насос для гидротранспортирования сыпучих сред

Изобретение предназначено для гидротранспортирования сыпучих материалов и перекачивания жидкостей со значительным содержанием взвеси. Насос для гидротранспортирования сыпучих сред содержит устройства загрузки и выгрузки, разделитель, снабженный патрубками вывода осветленной и сгущенной фаз,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657002
Дата охранного документа: 09.06.2018
14.06.2018
№218.016.61f2

Прямоточный регулирующий клапан

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам прямоточного типа, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний и внутренний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657371
Дата охранного документа: 13.06.2018
09.11.2018
№218.016.9ba6

Система помощи в ежедневном обслуживании автомобиля

Система помощи в ежедневном обслуживании автомобиля содержит обрабатывающий блок (2), соединенный с системой контроля целостности ламп (3, 4, 5), датчиками уровня эксплуатационных жидкостей (6), видеокамерами (7). Обрабатывающий блок (2) соединен с основным блоком (1), который выполнен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671895
Дата охранного документа: 07.11.2018
02.12.2018
№218.016.a28b

Высевающий аппарат сеялки точного высева

Высевающий аппарат сеялки точного высева состоит из семенного бункера 1, семяпровода 2, подпружиненного коромысла 3. К нижней части семенного бункера 1 прикреплен с возможностью поворота относительно горизонтальной оси криволинейный рычаг 4. Последний соединен шарнирно в нижней части через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673735
Дата охранного документа: 29.11.2018
07.02.2019
№219.016.b75d

Устройство контроля состояния масла

Изобретение относится к контролю состояния моторного масла автомобильных двигателей. Устройство контроля состояния масла, содержащее рукоятку с электронным блоком, на которой выполнено крепление к картеру двигателя, измерительный стержень, представляющий собой полый цилиндр с отверстиями на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679099
Дата охранного документа: 05.02.2019
+ добавить свой РИД