DE3330385A1

DE3330385A1 - Aufprall-kuehleinrichtung

Info

Publication number: DE3330385A1
Application number: DE19833330385
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Bland; Richard E. 61107 Rockford Ill. Niggemann
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1984-03-01
Also published as: GB2125951A; GB2125951B; JPS5957499A; GB8316416D0; US4494171A

Description

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Sundstrand Corporation Rockford, Illinois 61125, V.St.A.

Aufprall-Kühleinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprall-Kühleinrichtung zum Abführen der von einer Wärme freisetzenden Vorrichtung abgegebenen Wärme mit hoher Wärmeströmung.

Ganz allgemein kann gesagt werden, daß sich im Laufe der Jahre auf dem Gebiet elektronischer Bauelemente eine ständige Verringerung der Baugröße ergeben hat, während die Bauelemente gleichzeitig mit ständig steigenden Leistungspegeln arbeiten sollen. Es wäre eine zu starke Vereinfachung zu sagen, daß die geringere Größe und die gestiegenen Leistungspegel in höheren Betriebstemperaturen für die elektronischen Bauelemente resultieren. Das Vorhandensein erhöhter Temperaturen elektronischer Bauelemente ist mit einer Anzahl von betrieblichen Schwierigkeiten und Fehlfunktionen verbunden, die sämtlich zur Temperatur in Beziehung stehen.

Beim Einsatz eines Festkörper-Bauelements oder einer solchen Vorrichtung resultiert das Vorhandensein hoher Energiepegel in einem Hochtemperatur-Betrieb, der zu Änderungen der Funktionskennlinien der Vorrichtung führt. Im schlimmsten Fall tritt ein vollständiges Versagen des Bauelements oder der Vorrichtung ein, wenn die während des Betriebs freigesetzte Wärme nicht abgeführt wird.

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Verzerrungen oder Verformungen physikalischer Parameter solcher Vorrichtungen wie Laserspiegel^ die in Verbindung mit energiereichen Laserstrahlen eingesetzt werden, stellen ein weiteres Feld der Technik dar_? auf dem innerhalb eines kleinen Bereichs ein ungewöhnlich hohes Energieniveau auftritt, das abgeführt werden muß? damit nicht unerwünschte Verformungen des Spiegels aufgrund von Wärme, die von den Laserstrahlen in Verbindung mit der reflektierenden Oberfläche des Spiegels freigesetzt werden^ eintreten.

Wenn die zu kühlende Vorrichtung in Form eines Spiegels vorliegt^ müssen technische Überlegungen hinsichtlich der gesamten physikalischen Natur des Spiegels in Betracht gezogen werden, u. a. ist es dabei erwünscht? daß (1) der Spiegel gegenüber erhöhter Laserleistung beständig ist, (2) soll sich ein verringerter auf die Spiegeloberfläche wirkender Schwingungspegel unabhängig davon ergeben, durch welche schwingungsinduzierende Mittel der Spiegel gekühlt wird, und (3) soll die Temperatur der Spiegeloberfläche gleichförmig sein.

Im Fall von Spiegeln sind ferner weitere Überlegungen anzustellen hinsichtlich einer keilartigen Verformung des Spiegels (mirror wedging) aufgrund der Anwesenheit eines Temperaturgradienten über die Oberfläche der Spiegelplatte sowie einer als Wölbung auftretenden Verformung (interactuator bowing), die vermutlich daraus resultiert, daß die Temperatur der Spiegelplatte höher als diejenige eines Substrats ist, auf dem der Spiegel angebracht ist.

Die zu erläuternde Erfindung eignet sich insbesondere zur Kühlung einer Wärme freisetzenden Vorrichtung wie etwa eines Hochleistungs-Laserspiegels. Das Problem der Abfuhr großer

Wärmemengen von einer kleinen Fläche ergibt sich auch beim Stand der Technik bei der Kühlung elektronischer Schaltungen. Aus dem Stand der Technik ist eine Anzahl von Kühleinrichtungen und -Vorrichtungen bekannt, die insgesamt gesehen einen Hintergrund bilden, von dem sich die Erfindung in vorteilhafter Weise abhebt. Da die zu erläuternde Erfindung mit Aufprall- oder Spritzkühlung arbeitet, sind die nachstehend angegebenen Druckschriften sämtlich von der Art, bei der wenigstens ein Teil der Kühleinrichtung mit Aufprallbzw. Spritzkühlung einer Wärme freisetzenden Vorrichtung arbeitet.

Die US-PS 3 400 542 (Ross) richtet sich auf eine Halbleiter-Kühleinrichtung, die ein Fluidinjektionssystem zur Kühlung des Basisteils eines Transistors verwendet. Gemäß Fig. 2 der US-PS wird ein einzelner Kühlmittelstrahl durch ein Einspritzrohr 44 zur Basis eines Halbleiter-Bauelements 10 geleitet. Es ist eine Fluidrücklaufvorrichtung 54 (Fig. 1) vorgesehen, die nach dem Aufprall das Kühlmittel aufnimmt. Es sind dort nicht - wie bei der Erfindung - Anordnungen untergetauchter Flüssigkeitsdüsen oder etwa ein Stapel wärmeleitender Platten vorgesehen, die eine Anordnung aus untergetauchten Kühlmittelstrahlen und Kühlmittelzufuhr- und -ablaufmitteln in einstückiger Ausbildung mit den Platten bilden in Verbindung.mit einem Gehäuse, an dem die zu kühlende Vorrichtung befestigt ist.

Die drei nachstehend genannten US-PS'en 3 414 753 (Hruda), 3 908 188 (Kawamoto) und 4 258 383 (Kessler) weisen die gleichen Nachteile wie die erstgenannte US-PS auf.

In der US-PS 3 414 753 wird verdampfte Kühlflüssigkeit von Wärmeübertragungselementen durch Hochleistungsstrahlen

abgeführt. Dabei ist eine Mehrzahl vertikal angeordneter Rohre 28 vorgesehen, die öffnungen 49 aufweisen, durch die Kühlmittel zu einer Anode oder einem Target 16, das in das Kühlmittel eintaucht, gerichtet wird. Die Aufprallstrahlen aus den öffnungen 40 durchbrechen eine Dampfschicht auf dem Element 16, die beim Verdampfen gebildet wurde.

Die US-PS 3 908 188 ist auf eine einzelne Wärmesenke für ein Festkörper-Bauelement gerichtet und verwendet eine einzige Strahldüse 8, die auf die Basis des Festkörper-Bauelements gerichtet ist.

Die US-PS 4 258 383 ist auf einen flussigkeitsgekuhlten Aufbau mit minimalen Druckabfall für eine Halbleiter-Vorrichtung gerichtet. Dabei ist ein Verfahren angegeben zur Optimierung der Wärmeübertragung, um eine Kühlung und einen Druckabfall für eine radiale Strömung über eine ebene Fläche zu erreichen. Eine Leitung 36 führt Kühlmittel in einer Richtung zu, die senkrecht zu der Fläche verläuft, von der Wärme abzuführen ist. Am Ende der Leitung 36 ist ein Flansch 42 mit einer angeformten kegelstumpfförmigen Endfläche 50 vorgesehen, so daß Kühlmittel auf die zu kühlende Fläche gerichtet werden kann, während gleichzeitig der Druckabfall für die radiale Strömung über die zu kühlende Fläche optimiert wird.

Die US-PS 4 296 455 bezieht sich auf geschlitzte Wärmesenken für mit hoher Energie arbeitende luftgekühlte Bausteine. Dabei wird ein großvolumiger paralleler Luftstrom durch Öffnungen 18 in einer Platte 17 gerichtet und trifft direkt auf einen IS-Baustein 10 auf. Die Strömung wird zwar als Aufprallströmung bezeichnet, im Hinblick auf die Größe der öffnungen 18, die nahezu ebenso groß sind wie das zu kühlen-

de Bauelement, sollte man wohl besser von einer Flächenkühlung sprechen anstatt von einer Aufprallkühlung mit Kühlmittelstrahlen, wie sie in den vorher erläuterten US-PS'en angegben ist.

In der letztgenannten US-PS wird nicht - wie im Fall der vorliegenden Erfindung - vorgeschlagen, daß untergetauchte Fluiddüsen in einer Anordnung vorgesehen sind, die einen wärmeleitenden rippenartigen Aufbau umfaßt, der mit der zu kühlenden Vorrichtung gekoppelt ist, wobei die Rippen Durchgangsöffnungen aufweisen, die so positioniert sind, daß das den Rippen zugeführte und durch ihre Öffnung strömende Kühlmittel die untergetauchte Anordnung von Strahlen bildet, die die Wärmeabfuhr von den Rippen erlaubt, wodurch wiederum die Vorrichtung gekühlt wird.

Die Erfindung bezieht sich in ihrer allgemeinsten Form auf eine Aufprall-Kühleinrichtung für die Abfuhr abgegebener Wärme mit hoher Wärmeströmung von einer Wärme freisetzenden Vorrichtung. Die Kühleinrichtung umfaßt ein Gehäuse, dessen eines Ende in innigem Kontakt mit der zu kühlenden Vorrichtung steht. Ein Plattenstapel ist in das Gehäuse eingesetzt. Eine der Platten ist eine Spritzdüsenplatte, die an das Gehäuseende angrenzt, an dem die Vorrichtung positioniert ist. Die Spritzdüsenplatte weist einen Spritzdüsenbereich auf, der dadurch charakterisiert ist, daß er von Spritzdüsen bzw. Öffnungen für den Durchtritt von Kühlmittel durchsetzt ist. Die Spritzdüsenplatte weist ferner angrenzend an den Spritzdüsenbereich eine Rückführung für ablaufendes Kühlmittel auf.

Die übrigen Platten des Stapels sind angrenzend an die Spritzdüsenplatte und zwischen dieser und einem Kühlmittel-

einlaß und einem Kühlmittelablauf positioniert. Jede Platte des Stapels weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf. Jede Durchgangsöffnung wirkt mit der Durchgangsöffnung einer jeweils angrenzenden Platte zusammen unter Bildung eines Einlaßkanals zwischen dem Kühlmitteleinlaß und der Spritzdüsenplatte, so daß ein Kühlmittelströmungsweg zur Spritzdüsenplatte gebildet ist, der die Kühlmittelzufuhr durch die Durchgangsöffnung erlaubt, so daß Kühlmittel auf das Gehäuseende aufprallt und sich eine Aufprallkühlung der Wärme freisetzenden Vorrichtung einstellt.

Das Kühlmittel wird durch eine Rückführvorrichtung für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an die Spritzdüsenbereiche und durch einen Rücklaufkanal von der Spritzdüsenplatte zum Auslaß rückgeführt, wodurch ein Ablaufströmungsweg definiert ist, so daß Kühlmittel nach dem Auftreffen auf das Gehäuseende an dem Plattenstapel vorbei zum Ablaufauslaß ungehin- . dert ohne Kreuzung des Zufuhr-Kühlmittelstroms, der durch den Einlaßkanal zur Spritzdüsenplatte führt, strömen kann, so daß eine maximale Wärmeübertragung von der Vorrichtung auf das Kühlmittel stattfindet.

In spezieller Ausgestaltung bezieht sich die Erfindung auf eine Aufprall-Kühleinrichtung für eine Wärme freisetzende Vorrichtung, wobei die Einrichtung eine in Axialrichtung gestapelte Serie von Wärmeübertragungsflächen bildenden Rippen aufweist, die mit der Vorrichtung thermisch gekoppelt sind.

Dabei weist jede Rippe wenigstens eine Durchgangsöffnung auf. Jede Durchgangsöffnung jeder Rippe steht mit der Durchgangsöffnung einer benachbarten Rippe in nichtfluchtender Beziehung.

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Kühlmittel strömt zu den und durch die Rippen-Durchgangsöffnungen, wodurch das die öffnungen durchströmende Kühlmittel auf die jeweils nächste Rippe in Strömungsrichtung auftrifft; dadurch wird ein Aufbau mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, so daß ein Betrieb der Vorrichtung mit hoher Wärmeströmung bei einem vorgegebenen Temperaturabfall zwischen Vorrichtung und Kühlmittel möglich ist.

Ein wärmeleitfähiges Gehäuse umgibt die gestapelte Serie von Wärmeübertragungsflächen bildenden Rippen. Das Gehäuse weist ein Innenende auf, das in innigem Kontakt mit einem Ende des axialen Rippenstapels liegt. Die zu kühlende Vorrichtung ist außerhalb des Gehäuses an diesem gesichert, und zwar am gleichen Gehäuseende, das mit dem axialen Rippenstapel in innigem Kontakt liegt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Aufprall-Kühlvorrichtung zur Abfuhr von abgegebener Wärme mit hoher Wärmeströmung von einer große Wärmemengen freisetzenden Vorrichtung mittels eines wärmeleitenden Plattenstapels, der eine Anordnung untergetauchter Kühlmittelstrahlen bildet und wobei in einstückiger Ausbildung durch die Platten eine Kühlmittelzufuhr- und -abführvorrichtung gebildet ist, sowie mit einem Gehäuse, an dem die zu kühlende Vorrichtung befestigt ist; dabei soll die Kühleinrichtung in Form gestapelter Platten in einem Gehäuse in einfacher Weise herstellbar sein, so daß jede erwünschte Anzahl Platten mit Spritzdüsenöffnungen vorgesehen sein kann, so daß Kühlmittel, das zusammenwirkenden Öffnungen in benachbarten Platten zugeführt und durch diese geleitet wird, die Öffnungen durchsetzt und eine Aufprallkühlung der jeweils nächstfolgenden Wärmeleitfläche bewirkt; ferner soll bei der Kühleinrichtung ein Primärwärme-Übertragungsorgan,

das mit der Vorrichtung gekoppelt ist, sowie ein Aufbau verwendet werden, der eine Mehrzahl paralleler Flächen aufweist, wobei Kühlflüssigkeit von einem Vorrat in Form aufprallender Strahlen über Anordnungen untergetauchter Flüssigkeitsdüsen zu den Flächen und durch in ihnen ausgebildete öffnungen in Form aufprallender Strahlen geleitet wird, wodurch die von der Vorrichtung freigesetzte Wärme abgeführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kühleinrichtung ein hermetisch dichtes, wärmeleitendes Gehäuse; dieses weist ein Ende auf, das mit der zu kühlenden Vorrichtung in innigem Kontakt steht, und enthält einen Plattenstapel.

Eine der Platten, die an das Gehäuseende angrenzt, an dem die zu kühlende Vorrichtung außen festgelegt ist, ist eine Spritzdüsenplatte und weist einen Spritzdüsenbereich auf, der von Spritzdüsen durchsetzt ist, durch die Kühlmittel strömt. Die Spritzdüsenplatte weist ferner eine Rücklauföffnung für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an den Spritzdüsenbereich auf.

Die übrigen Platten sind angrenzend an die Spritzdüsenplatte und einen Kühlmitteleinlaß und einen Auslaß für ablaufendes Kühlmittel positioniert. Jede der übrigen Platten weist mehr als eine Öffnung auf, so daß mit einer jeweils angrenzenden Platte ein Einlaßkanal zwischen dem Kühlmitteleinlaß und dem Spritzdüsenbereich gebildet ist, so daß ein Kühlmittelströmungsweg zu der Spritzdüsenplatte definiert ist, wodurch Kühlmitel durch die Öffnung gefördert wird und auf das Innenende des Gehäuse aufprallt unter Aufprallkühlung der Wärme freisetzenden Vorrichtung, die sich mit dem äußeren Ende des Gehäuses in innigem Kontakt befindet.

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Anschließend wird das Kühlmittel durch die Rücklauföffnung für ablaufendes Kühlmittel in der Spritzdüsenplate und durch eine weitere Gruppe von öffnungen in den übrigen angrenzenden Platten, die im Zusammenwirken einen Rücklaufkanal von der Spritzdüsenplatte zum Auslaß bilden, rückgeführt, so daß eine Kühlmittelablaufbahn definiert ist, wobei Kühlmittel nach dem Auftreffen auf das Gehäuseende durch den Plattenstapel zum Auslaß zurückströmt. Diese Kühlmittelablaufbahn kreuzt sich nicht mit dem Kühlmittelströmungsweg durch den Kanal zur Spritzdüsenplatte und erlaubt eine maximale Wärmeübertragung von der Vorrichtung auf das Kühlmittel.

Die spezielle stapeiförmige Plattenanordnung ermöglicht Modifikationen der Kühleinrichtung, wobei z. B. eine der übrigen Platten des Stapels eine weitere Spritzdüsenplatte sein kann. Diese gleicht der erstgenannten Spritzdüsenplatte insofern, als sie einen Spritzdüsenbereich mit Öffnungen aufweist, durch die Kühlmittel strömt.

Ein spezielles Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Öffnungen in den genannten jeweiligen Spritzdüsenplatten nicht miteinander ausgerichtet sind. Die weitere Spritzdüsenplatte weist ferner eine Rücklauföffnung für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an den Spritzdüsenbereich auf.

Zwischen den Spritzdüsenplatten ist eine Abstandsplatte vorgesehen. Diese weist Durchgangsöffnungen auf, die so angeordnet sind, daß Kühlmittel ungehindert aus der Spritzdüsenöffnung der zusätzlichen Spritzdüsenplatte zum Spritzdüsenbereich der ersten Spritzdüsenplatte strömen kann.

Die Abstandsplatte weist ferner eine weitere öffnung auf, die eine Ablauföffnung darstellt und so angeordnet ist, daß

Kühlmittel durch die Rücklauföffnungen der Spritzdüsenplatten und durch die Ablauföffnung der Abstandsplatte rückgeführt werden kann.

Zwischen ihren Öffnungen weist die Abstandsplatte Wärmeleitzonen auf. Diese bilden einen Wärmeleitweg von der einen zur anderen Seite der Abstandsplatte.

Das Ende des Gehäuses weist innere erhabene Abschnitte auf, die mit einer Spritzdiisenplatten-Wärmeleitzone physisch zusammenwirken.

Jede Spritzdüsenplatte weist zwischen den Spritzdüsenbereichen Wärmeleitzonen auf, die mit den erhabenen Abschnitten des Innenendes des Gehäuses sowie mit den Wärmeleitzonen der Abstandsplatte ausgerichtet sind.

Wenigstens einer der erhabenen Abschnitte des Gehäuses ist thermisch mit den Wärmeleitzonen der angrenzenden Spritzdüsenplatte gekoppelt, so daß Wärmeleitwege vom Gehäuseende durch die erhabenen Abschnitte, die Wärmeleitzonen der Spritzdüsenplatte und die Wärmeleitzonen der Abstandsplatte gebildet sind, so daß von der Vorrichtung freigesetzte Wärme durch den Aufprall des Kühlmittels auf wenigstens die eine Spritzdüsenplate und durch den Kühlmittelaufprall auf das Gehäuseende abgeführt wird.

Aus dem vorstehend angegebenen Aufbau ist ersichtlich, daß jede Spritzdüsenplate und die Abstandsplatte eine zusätzliche Wärmeübertragungsflächen-Einheit bilden.

Die Kühleinrichtung nach der Erfindung kann Mehrfach-Abstandsplatten-Spritzdüsenplatten-Anordnungen aufweisen.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung des Äußeren einer kompakten hochleistungsfähigen Aufprall-Kühleinrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Kühlmittelvorrat;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht 2-2 von Fig. 1; Fig. 3 eine Vorderansicht einer Ausführungsform

einer Aufprall-Düsenplatte, die in Fig. 2 im Schnitt gezeigt ist;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Abstandsplatte, die bei der Herstellung der kompakten Kühleinrichtung gemäß Fig. 2 verwendet wird;

Fig. 5 eine Vorderansicht einer weiteren Platte, die bei der Herstellung der kompakten Kühleinrichtung von Fig. 2 verwendet wird;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer anderen Platte, die bei der Herstellung der Kühleinrichtung von Fig. 2 verwendet wird;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht 7-7 von Fig. 8, die

eine Kühleinrichtung mit einer Vielzahl Spritzdüsenplatten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 8 eine Endansicht von Fig. 7;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht 9-9 von Fig. 8; Fig. 10 eine Schnittansicht A/A von Fig. 9; Fig. 11 eine Explosionsansicht des größten Teils der

Hauptbestandteile des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung gemäß Fig. 7;

Fig. 12 eine dreidimensionale Ansicht der kompakten

Kühleinrichtung von Fig. 7, wobei das Gehäuse abgenommen ist;

Fig. 13 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer Vielzahl Aufprallplatten;

Fig. 14 einen Schnitt C/C von Fig. 13;

Fig. 15 eine Aufprall-Düsenplatte mit Positionierlaschen, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 verwendet wird;

Fig. 16 eine Abstandsplatte mit Positionierlaschen für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 13;

Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei eine Vielzahl Aufprallplatten in einer . Kühleinrichtung gezeigt sind, die geschnitten ist, um das Zusammenwirken der Komponenten der Kühleinrichtung zu verdeutlichen;

Fig. 18 einen Schnitt D/D von Fig. 17;

Fig. 19 eine dreidimensionale Ansicht einer Verteilerplatte für das Ausführungsbeispiel nach Fig.

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Fig. 20 eine dreidimensionale Ansicht einer Adapterplatte für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17;

Fig. 21 eine dreidimensionale Ansicht einer Abstandsplatte für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17;

Fig. 22 eine dreidimensionale Ansicht einer Düsenplatte für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17; und

Fig. 23 eine dreidimensionale Ansicht einer Prallplatte für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17.

Bevor die Zeichnungen erläutert werden, sei folgendes über Wärmeaustauscher im allgemeinen gesagt. Die beiden fundamentalen Wärmeübertragungsverfahren, die bei den meisten

Wärmetauschern angewandt werden, sind die Wärmeleitung durch Metall und die Konvektion von einer Fläche in ein Fluid. Das mit der Wärmeübertragung durch Leiten durch einen Feststoff einhergehende Temperaturgefälle ist der Wärmeübertragungsstrecke 1 proportional und der Wärmeleitfähigkeit k des Metalls umgekehrt proportional. Mit der Konvektion geht ein Temperatürgefälle von der Fläche zu einem Kühlfluid einher, das zur Wärmeübergangszahl h des FLuids umgekehrt proportional ist. Es ist ersichtlich, daß zur Minimierung des Temperaturgefälles ein großer Oberflächenbereich mit einem hohen Wert h, einem hohen Wärmeleitfähigkeitswert k und einer kurzen Wärmeleitungsstrecke 1 verwendet werden sollte. Offensichtlich sind der große Flächenbereich und die geringe Wärmeleitungsstrecke miteinander unvereinbar. Wenn zur Kühlung Rippen verwendet werden, ist nur ein kleiner Teil der erweiterten Oberfläche der Rippen nutzbar aufgrund des durch die Wärmeleitung bedingten Temperaturgefälles in den Rippen. Somit verlangt eine hochleistungsfähige Wärmeübertragung einen Aufbau, bei dem hohe Wärmeübergangszahlen mit sehr viel Oberfläche kombiniert sind, die über eine sehr kurze Wärmeleitstrecke wärmeleitend mit der wärmeabsorbierenden Fläche mit einem hochwärmeleitfähigen Metall gekoppelt ist. Die nachstehend erläuterte Kühleinrichtung kombiniert alle vorstehend aufgeführten positiven Merkmale in einer räumlich gedrängt ausgeführten hochleistungsfähigen Kühleinrichtung 11 nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine kompakte gochleistungsfähige Kühleinrichtung 11 in dreidimensionaler Würfelform. Diese Würfelform ist nur eine von vielen möglichen Konfigurationen für die Kühleinrichtung. Die Kühleinrichtung 11 weist an ihrem linken Ende eine Wärme freisetzende Vorrichtung 12 auf, die z. B. ein elektronisches Bauteil oder die Oberfläche eines

Spiegels sein kann. Die Kühleinrichtung weist ein Gehäuse mit einer Endabdeckung 14 auf. Eine Kühlmittelversorgung 23 ist in Strichlinien rechts von der Kühleinrichtung dargestellt und ist mit der Endabdeckung 14 über ein Kühlmitteleinlaßrohr 21 und ein Kühlmittelablaufrohr 24 verbunden.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht von Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2-2. Dabei ist ersichtlich, daß die Endabdek*- kung 14 durch Hartlöten oder Löten an den Stellen 16, 17 mit dem Gehäuse 13 der Kühleinrichtung 11 verbunden ist. Das Gehäuse 13 besteht typischerweise aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff, ζ. B. Kupfer. Die zu kühlende Vorrichtung 12 ist an dem Ende 15 des Gehäuses 13 befestigt. In der Praxis kann die Oberfläche 15 durch Feinschleifen plan gemacht und die Vorrichtung 12 damit verlötet oder in innigem Kontakt damit mittels wärmeleitfähigem Schmierstoff gehalten sein. Wenn es sich um einen Spiegel handelt, wie er in Verbindung mit einem Laserstrahl verwendet wird, dann kann die reflektierende Oberfläche des Spiegeld direkt mit der Oberfläche 15 verbunden sein. Am linken Ende des Gehäuses 13 ist eine Innenfläche oder ein Gehäuseende 20 zu sehen. Das Gehäuseende, an dem die Wärme freisetzende Vorrichtung positioniert ist, ist ein Primärwärmeübertrager. Das Innenende des Gehäuses des Primärwärmeübertragers hat eine andere Konfiguration, wie noch aus der Beschreibung der folgenden Figuren hervorgeht. Zwischen dem Gehäuseende 20 und der Endabdeckung 14 ist ein Plattenstapel 18 positioniert, der bei der vorliegenden Ausführungsform Rechtkonfiguration hat. Der · Stapel Platten 18 liegt an einer Schulter 19 des Gehäuses 13 an. Er ist in seiner Lage an der Schulter 19 mittels der Endabdeckung 14 gehalten, die an den Stellen 16, 17 mit dem Gehäuse 13 durch Hartlöten oder Löten verbunden ist. Ein Einlaßrohr 21 durchsetzt die Endabdeckung 14 und ist bei 22

in seiner Lage durch Hartlöten gesichert. Fig. 2 zeigt zwar nicht das Ablaufrohr 24, dieses ist jedoch ebenfalls durch die Endabdeckung 14 geführt und in seiner Lage durch Hartlöten oder Löten gesichert.

Die vorstehend erläuterte Anordnung resultiert in einem hermetisch dichten Gehäuse.

Nachstehend wird der Plattenstapel 18 und die Art und Weise erläutert, in der diese Platten miteinander zusammenwirken und insgesamt eine spezielle Einheit zur Ausbildung von Kühlmittelstromungs- und -ablaufstrecken in der Kühleinrichtung 11 bilden. Zum besseren Verständnis des Aufbaus der Platten 18 und der Art und Weise, in der die darin vorgesehenen Öffnungen miteinander zusammenwirken, sollten in Verbindung mit Fig. 2 auch die Fig. 3,4,5 und 6 betrachtet werden. Jede dieser Fig. 3-6 zeigt die Konstruktionseinzelheiten einer anderen Plattenart, die in dem Plattenstapel 18 verwendet werden. Aus Fig. 2 geht hervor, daß der Einlaßleitung 21 benachbart eine Platte 31 und eine Platte 33 angeordnet sind. Die Fig. 3-6 zeigen zwar nicht die einzelnen vorderen Löcher in den Platten 31 und 33, aber die Öffnungen in diesen Platten, die als quadratischer Einlaß-Übergangsschlitz 32 und als rechteckiger Einlaß-Übergangsschlitz 34 bezeichnet sind, sind in Fig. 6 in der rechten oberen Ecke in Strichlinien angedeutet. Die Einlaßleitung 21 ist in Fig. 6 ebenfalls in Strichlinien umrissen. Jede der übergangsplatten 31, 33 weist einen diagonal angeordneten quadratischen Ablauf-Übergangsschlitz 32' bzw. einen rechteckigen Ablauf-Übergangsschlitz 34" auf. Das Zusammenwirken der Übergangsschlitze 32, 34 ist insofern leicht verständlich, als das durch das Einlaßrohr 21 strömende Kühlmittel zuerst durch die quadratische Öffnung 32 in der Übergangsplatte 31

und anschließend durch den Rechteckschlitz 34 in der Platte 33 geführt wird. Die nächste Platte links von der Übergangsplatte 33 ist als Zulauf-/Rücklaufschlitzplatte 35 bezeichnet. Diese Platte ist aus Fig. 6 ersichtlich, wo der Zulaufschlitz 36 und der Rücklaufschlitz 37 in Vollinien gezeigt sind. Die nächste Platte links von der Zulauf-ZRücklaufplatte 35 ist als Einlaß-/Ablaufschlitzplatte 38 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind drei solche Einlaß-/Ablaufschlitzplatten 38a_f 38b und 38c vorgesehen. Die Einlaß-/Ablaufschlitzplatte 38a ist in Fig. 5 zu sehen, wobei horizontal verlaufend (in Fig. 5 gesehen) ein Einlaßschlitz 39 ausgebildet ist. Rechtwinklig zum Schlitz 39 und im Abstand davon sind Ablaufschlitze 51, 52, 53, 54 und 55 ausgebildet. Jede Platte 38a, 38b und 38c ist hinsichtlich der Schlitzausbildung identisch, und wenn die Platten aneinandergestapelt sind, wirken die darin vorgesehenen Schlitze unter Bildung von Strömungsbahnen durch die öffnungen 51, 52, 53, 54 und 55 zusammen.

Weiter links in dem Plattenstapel 18 ist eine Verteilerplatte 41 angeordnet, die in Fig. 4 in Vorderansicht gezeigt ist. Die Verteilerplatte 41 weist zusätzlich zu Ablaufschlitzen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a Verteilerschlitze 42, 43, 44, 45, 46 und 47 auf. Die nächstfolgenden beiden Platten 43' und 44' haben die gleiche Konfiguration wie die Verteilerplatte 41. Eine an das Innenende 20 des Gehäuses 13 anschließende Spritzdüsenplatte 61 ist die letzte Platte des Stapels. Die Spritzdüsenplatte 61 gemäß Fig. 3 weist eine Anordnung von Düsenöffnungen 62, 63, 64 auf. Die Spritzdüsenplatte 61 hat ferner Ablaufschlitze 51b, 52b, 53b, 54b und 55b.

Die Platten des Stapels 18 haben eine Dicke von ca. 0,25 mm, bestehen aus Kupfer und sind vor dem Einsetzen in das

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Gehäuse 13 durch Diffusionskontakt miteinander und mit der Endabdeckung 14 verbunden. Die nachstehend erläuterten Flüssigkeitsströmungsbahnen, die durch die Öffnungen in den Platten des Stapels 18 gebildet sind, sind durch chemisches Fräsen von Schlitzen oder Löchern in Kupferblechplatten, aus denen die Platten bestehen, vor dem Diffusionsverbinden der Platten miteinander hergestellt. Die Spritzdüsenöffnungen 62, 63, 64, die für die übrigen, nicht mit Bezugszeichen versehenen Öffnungen in der Spritzdüsenplatte 61 stehen, sind über die Platte 61 so verteilt, daß eine gleichmäßige Kühlanordnung erhalten wird. Die Auswahl von Anzahl und Größe dieser Löcher oder Öffnungen basiert auf einem annehmbaren Druckabfall und den Herstellungsmöglichkeiten. Bevorzugt ist eine große Anzahl kleine Löcher vorgesehen.

Die Funktionsweise der Kühleinrichtung 11 nach den Fig. 1 und 2 ist wie folgt: Unter Druck stehendes Kühlmittel aus der KühlmittelVersorgung 23 wird durch ein Einlaßrohr 21 zu der und durch die Endabdeckung 14 gemäß Fig. 2 gefördert. Das Einlaßrohr 21 weist ein Siebfilter (nicht gezeigt) auf. Wenn das Druckkühlmittel aus dem Einlaßrohr 21 austritt, gelangt es in die quadratische Öffnung 32 in der Obergangsplatte 31 und wird von dort durch die Rechtecköffnung 34 in der übergangsplatte 33 gerichtet, von wo es dann in den oberen Zulaufschlitz 36 der Zulauf-/Rücklaufplatte 35 eintritt. Aus dem oberen Zulaufschlitz 36 austretendes Kühlmittel tritt in eine Reihe von oberen Zulaufschlitzen, ζ. B. 39, in den Einlaß-/Ablaufplatten 38a, 38b und 38c ein, von wo es zu den und durch die Verteilerschlitze 42, 43, 44, 45, 46 und 47 der Verteilerplatte 41 strömt. Aus diesen Verteilerschlitzen strömt das Kühlmittel durch die Öffnungen in der Spritzdüsenplatte 61 und trifft auf das Innenende 20 des Gehäuses 13 auf, wodurch Wärme, die von der Wärme

freisetzenden Vorrichtung 12 durch das Gehäuseende 15 geleitet wird, abgeführt wird.

In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen 66 und 67 Spritzkühlmittelströmungspfeile, die z. B. aus der Öffnung 62 austreten. Nach dem Auftreffen auf das Innenende 20 des Gehäuses 13 folgt das Kühlmittel der Bahn der Pfeile 66, 67 und tritt in die Ablaufschlitze 51b und 52b ein, durch die das Kühlmittel zurück durch den Kanal strömen kann, der durch die Stapelanordnung der zusammenwirkenden Schlitze 51a, 52a, 53a, 54a und 51, 52, 53, 54 und 55 gebildet ist. Während dieses Rückströmens des Kühlmittels ist ersichtlich, daß sich das Kühlmittel nicht mit dem vorher erläuterten Kühlmittelströmungsweg kreuzt, der der Zuführung des Khlmittels durch die Stapelplattenanordnung zur Spritzdüsenplatte 61 dient. Das rückströmende Kühlmittel gelangt dann durch den unteren Verteilerschlitz 37 der Zulauf-/Rücklaufplate 35 und beginnt einen Übergang durch die Schlitze 34' und 32' und tritt schließlich in die Kühlmittel-Ablaufleitung 24 ein, durch die es zur Kühlmittelversorgung 23 zurückgelangt.

Nachstehend wird auf die Fig. 7-12 Bezug genommen, die in einer Vielzahl von Querschnitten eine bevorzugte Ausführungsform der Kühleinrichtung zeigen. Die folgende Erläuterung nimmt dabei gleichzeitig auf die verschiedenen Figuren Bezug, da dies zum Veständnis der Anordnung der einzelnen · Elemente und ihres Zusammenwirkens notwendig ist.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer Kühleinrichtung 81, die als Vielfach-Spritzdüsenplatteneinrichtung ausgebildet ist. Einzelheiten des Zusammenwirkens zwischen Kühlmittel und dem Plattenstapel 87 ergeben sich ohne weiteres aus der Beschreibung von Fig. 11. Nach Fig. 7 umfaßt die Kühleinrich-

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tung 81 ein Prallplatten-Endstück 82, das an einem Umfangsflansch 96 der Prallplatte mit einem rohrförmigen Gehäuse 84 verbunden ist. Im Gehäuse 84 ist in der gezeigten Weise ein Endkappenblock 86 positioniert und so ausgebildet, daß ein Einlaufhohlraum 90 angrenzend an den Plattenstapel 87 ausgebildet ist. Die Platten 87 sind zwischen dem Prallplatten-Endstück 82 und dem Endkappenblock 86 angeordnet. Bei der Herstellung der Kühleinrichtung 81 werden das Prallplatten-Endstück 82, der Plattenstapel 87 und der Endkappenblock 86 durch Diffusionskontaktierung zu einer Baugruppe zusammengesetzt, über die dann das Gehäuse 84 geschoben wird, das dann bei 85 mit dem Endkappenblock 86 und mit dem ümfangsflansch 96 durch Hartlöten verbunden wird, so daß ein hermetisch dichtes Gehäuse entsteht. Der Endkappenblock 86 weist einen Kühlmitteleinlaß 106 und einen Kühlmittelablauf 107 auf, deren Anordnung am besten aus Fig. 8 ersichtlich ist. Der Endkappenblock 86 weist einen nach unten abgestuften Abschnitt 80 auf, der an einer Schulter 88 endet. Der nach unten abgestufte Abschnitt 80 und das Rohrgehäuse 84 wirken zusammen und bilden zwischen sich einen Ablaufkanal 89. Im Hinblick auf die folgende Erläuterung wird derjenige Abschnitt der Hochleistungs-Kühleinrichtung 81, an dem der Kanal 89 vorhanden ist, als Oberseite der Kühleinrichtung 81 bezeichnet. An der Unterseite der Kühleinrichtung 81 ist ein weiterer, nicht bezeichneter Kanal ausgebildet. Das Zusammenwirken zwischen dem Ablaufkanal 89 und dem Ablauf 107 ist aus der Erläuterung zu den Fig. 9 und 12 besser verständlich. Die Kühleinrichtung 81 weist eine zu kühlende Vorrichtung 83 auf, die einstückig an dem Prallplatten-Endstück 82 in der vorher angegebenen Weise befestigt ist. Fig. 7 zeigt in Strichlinien Leitstifte 101 und 102, die in Öffnungen in erhöhten Abschnitten 92 und 93 des Prallplatten-Endstücks 82 sitzen (vgl. Fig. 10). Die Leitstifte 101 und 192 dienen der Sicherung des Plattenstapels 87 in richtiger Ausrichtung während der Herstellung der Kühleinrichtung 81.

Aus einer gemeinsamen Betrachtung der Fig. 7 und 10 ist ersichtlich, daß das Prallplatten-Endstück 82 erhabene Abschnitte 91, 92, 93 und 94 aufweist. Diese bilden zwischen sich Prallplattennuten 97, 98 und 99. Fig. 12 zeigt diese Prallplattennuten 97, 98 und 99 in dreidimensionaler Ausbildung.

Fig. 8 ist eine Endansicht der Kühleinrichtung 81 und zeigt, daß diese quadratisch ist. Es ist jedoch zu beachten, daß die Gehäusehülse 84 im Querschnitt kreiszylindrisch sein kann oder einen anderen Querschnitt aufweisen kann, der die Herstellung vereinfacht oder die Anwendungsmöglichkeiten der darin befindlichen Kühleinrichtung erweitert.

Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß ein Ablaufschlitz 95 mit dem Ablaufkanal 89 an der Oberseite der Kühleinrichtung 81 sowie mit dem Ablaufkanal an der Unterseite der Kühleinrichtung zusammenwirkt. Dabei bildet die Schulter 88 der Endkappe 86 einen Punkt, über den hinaus rücklaufendes Kühlmittel entsprechend dem Pfeil 100 nicht passieren kann. Aus Fig. 12 ist ohne weiteres ersichtlich, daß aus der Prallplattennut 97 austretendes Kühlmittel entsprechend Pfeil 104 längs dem Plattenstapel 87 und von dort in den Ablaufschlitz 95 strömt, aus dem es schließlich gemäß dem Pfeil in ein Ablaufrohr 109 gelangt. Gleichermaßen strömt Kühlmittel gemäß Pfeil 103 aus der Prallplattennut 99 in den Äblaufschlitz 95. Selbstverständlich strömt Kühlmittel auch entlang dem ünterende des Stapels 87 und gelangt in den Ablaufschlitz 95; dies ist in Fig. 12 nicht dargestellt.

Bis jetzt wurde noch nicht erläutert, wie das in das Einlaßrohr 106 einströmende Kühlmittel zu dem und durch den Einlaßhohlraum 90 und dann durch den Plattenstapel 87

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strömt. Die folgende Beschreibung erläutert die Dynamik des Kühlmittelstroms durch den Plattenstapel und die Art und Weise, in der von einer Vorrichtung 83 freigesetzte Wärme durch Flussigkeitskonvektion während des Durchströmens der Flüssigkeit durch den Plattenstapel 87 abgeleitet wird. Zum besseren Verständnis der Dynamik der Funktionsweise des Plattenstapels 87 und des durch ihn strömenden Kühlmittels wird auf Fig. 11 Bezug genommen, die eine Explosionsansicht einiger Grundkomponenten der Kühleinrichtung ohne die Gehäusehülse 84 darstellt. Dabei sind nur einige Platten gezeigt, die erläutert werden. Selbstverständlich handelt es sich in der Praxis um wesentlich mehr Platten als die in Fig. 11 gezeigte Anzahl. Der rechte Abschnitt von Fig. 11 wurde bereits größtenteils unter Bezugnahme auf die Fig. 7-10 erläutert. In Fig. 11 ist ferner ein Einlaßrohr 108 und ein Ablaufrohr 109 vorgesehen, die in einen Kühlmitteleinlaß 106 bzw. einen Kühlmittelablauf 107 eingesetzt sind. Beginnend auf der linken Seite von Fig. 11 ist ersichtlich, daß die zu kühlende Vorrichtung 83 auf dem Prallplatten-Endstück 82 befestigt ist, das erhabene Abschnitte 91, 92, 93 und 94 aufweist. Angrenzend an das Prallplatten-Endstück 82 und damit verbunden ist eine Spritzdüsenplatte 111 angeordnet. Die Spritzdüsenplatte 111 wird von einer Anzahl öffnungen durchsetzt, von denen zwei mit 112 und 113 bezeichnet sind. Diese Öffnungen, von denen erheblich mehr als zwei vorgesehen sind, bilden eine Zone, die als Spritzdüsenzone bezeichnet wird. Die Spritzdüsenplatte 111 weist drei solche Spritzdüsenzonen 114, 116 und 117 auf. Für das Verständnis der Kühleinrichtung ist es sehr wichtig, daß zwischen den genannten Spritzdüsenzonen Spritzplatten-Wärmeleitzonen 118, 119 sowie zwei nicht bezeichnete Spritzplatten-Wärmeleitzonen an jedem Ende der Spritzdüsenplatte 111 ausgebildet sind.

Angrenzend an die und zwischen den Spritzdüsenplatten 111 und 136 ist eine Abstandsplatte 126 vorgesehen, die eine Gruppe von Schlitzöffnungen 127, 128 und 128 aufweist, die so ausgerichtet sind, daß die die Spritzdüsenplatten durchsetzenden Öffnungen so angeordnet sind, daß das Kühlmittel die Schlitzöffnungen 127, 128 und 129 ungehindert passieren kann, wenn es die Spritzdüsenplatten durchströmt, wie noch kurz erläutert wird.

Die Abstandsplatte 126 weist Abstandsplatten-Wärmeleitzonen 131 und 132 sowie jeweils eine Wärmeleitzone an jedem Ende der Abstandsplatte 126 auf.

Nachstehend wird kurz die letzte Spritzdüsenplatte 136 von Fig. 11 erläutert; sie hat nichtausgerichtete Öffnungen 137 und 138, die in Strichlinien gezeigt sind. Nichtausgerichtet bedeutet hier, daß die Öffnungen 137 und 138 nicht mit den Öffnungen 112 und 113 der Spritzdüsenplatte 111 ausgerichtet sind. Tatsächlich befindet sich keine der in Strichlinien gezeigten Öffnungen in der Spritzdüsenplatte 136 in körperlicher Ausrichtung mit irgendeiner Öffnung in der Spritzdüsenplate 111. Die Spritzdüsenplatte 136 ist im übrigen vollständig mit der Spritzdüsenplatte 111 identisch, indem sie Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen 139 und 140 sowie unbezeichnete Wärmeleitzonen an jedem Ende der Platte 111 aufweist.

In den linken Teil von Fig. 11 ist eine Gruppe von Wärmestrompfeilen 141, 142, 143 und 144 eingezeichnet. Wenn man sich die Anordnung nach Fig. 11 als Stapelanordnung gemäß Fig. 7-10 vorstellt, ist ohne weiteres verständlich, daß von der Vorrichtung 83 freigesetzte Wärme z. B. längs der Wärmebahn 142 durch das Prallplatten-Endstück 82, den

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erhabenen Abschnitt 93 und durch die Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzone 118 geht, wo die Wärme entlang der Spritzdüsenplatte 111 nach außen geht, wie die Pfeile zeigen. Ein Teil der Warme wird zu der und durch die Abstandsplatten-Wärmeleitzone 131 und dann in die Spritzdüsenplatte 136 in der durch die Pfeile gezeigten Weise gelangen. Um die Einzelheiten der Spritzdüsenplatte 111 deutlich zeigen zu können, sind die Wärmestrompfeile parallel zur Platte verlaufend gezeichnet. Selbstverständlich wird die Wärme durch die Platte, z. B. 111, geleitet, und Kühlmittelstrahlen, die durch die Düsenöffnungen in der Platte 136 gebildet sind, treffen auf die Wärmeübertragungsflächen der nächstfolgenden Platte auf.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Plattenanordnung von Fig. 11 gemäß den Fig. 7-10 eng gestapelt ist, ist ersichtlich, daß jede Spritzdüsenplatte einen rippenähnlichen Aufbau bildet unter Trennung durch Abstandsplatten, wobei die Gesamtanordnung über die vorgenannten Wärmeleitzonen thermisch verbunden ist. Daraus ergibt sich ohne weiteres, daß das Kühlmittel in das Einlaßrohr 108 einströmt, den Endkappenblock 86 durchströmt und in den Einlaßhohlraum 90 eintritt, aus dem es z. B. die Öffnungen 137 und 138 durchsetzt, wonach es die Öffnung 127 durchströmt und auf die Oberfläche der Spritzdüsenplatte 111 auftrifft. Das das Kühlmittelvolumen zwischen den eng aneinandergestapelten Platten eingeschlossen ist, kann es nur austreten, indem es durch die Spritzdüsen 112 und 113 ausströmt, wobei es Kühlmittelstrahlen bildet, die auf die Nut 99 des Prallplatten-Endstücks 82 auftreffen. Jedesmal, wenn die auftreffende Flüssigkeit auf eine Wärmeleitfläche auftrifft, nimmt sie einen Teil der Wärme von dieser mit, und Kühlmittel, das seine Kühlfunktion ausgeübt hat, strömt dann durch das obere

und untere Ende der Nuten 97, 98 und 99, in den Ablaufkanal 89 (Fig. 7) und in den Ablaufschlitz 95 und tritt durch den Ablauf 107 (Fig. 12) aus. Aus dieser Beschreibung ist ohne weiteres verständlich, daß die angegebene Kühleinrichtung vorsieht, daß durch abwechselndes Anordnen von Düsenplatten und Abstandsplatten eine Serie von Aufprall-Wärmeübertragungsflachen zueinandergefügt wird, wodurch die effektive Wärmeübertragungsflache wesentlich vergrößert wird. Es ist zu beachten, daß die optimale Anzahl Platten eine Funktion der Anzahl und Größe der Löcher in jeder Platte und des annehmbaren Druckabfalls ist.

Nachstehend wird auf Fig. 13 Bezug genommen, die im Querschnitt eine weitere Ausführungsform zeigt. Die meisten Teile dieser Ausführungsform sind in der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform enthalten, dabei ist jedoch die Konfiguration der verschiedenen Teile in vorteilhafter weise geringfügig verändert, und es ergeben sich Alternativen bei der Konstruktion der Kühleinrichtung. Diese baulichen Änderungen sind nur beispielhaft für die Modifikationen, die. an der Kühleinrichtung vorgenommen werden können.

Fig. 13 zeigt eine kompakte hochleistungsfähige Kühleinrichtung 151, an deren Ende eine Wäme freisetzende Vorrichtung 152 befestigt ist. Die Kühleinrichtung 151 hat ein Gehäuse 153, das demjenigen nach Fig. 2 ähnlich ist. Das Gehäuse 153 weist ein Ende 154 auf. Im Gehäuse 153 ist eine Endkappe 150 angeordnet. Diese weist einen Einlaßhohlraum 155 auf, der mit dem Kühlmitteleinlaß 160 verbunden ist. Ein Plattenstapel 161 ist zwischen der Endkappe 150 und den inneren erhabenen Abschnitten 156, 157, 158 und 159 angeordnet. Zum Verständnis der Funktionsweise der Kühleinrichtung nachFig. 13 wird gleichzeitig auf Fig. 14 Bezug genommen. Bei Be-

trachtung von Pig. 13 in der gezeigten Weise wird nur zu Zwecken der Erläuterung vom oberen und vom unteren Teil der Kühleinrichtung gesprochen. Dabei ist mit oberem Teil derjenige Teil der Kühleinrichtung 151 nächst dem Oberende von Fig. 13 gemeint. Es ist zu beachten, daß ein oberer Ablaufkanal 166 vorhanden ist, der mit einem seitlichen Ablaufkanal 167 verbunden und damit einstückig ausgeführt ist. Der seitliche Ablaufkanal 167 ist am besten in Fig. 14 zu sehen. Die Kühleinrichtung 151 weist ferner einen unteren Ablaufkanal 168 auf (Fig. 13 und 14). Ähnlich wie in den Fig. 7-12 ist ein Ablaufschlitz 169 vorgesehen, der mit dem Ablauf 162 zusammenwirkt. Es ist zu beachten, daß Kühlmittel in den Einlaß 160 einströmt, durch den Einlaßkanal 155 strömt und dann den Plattenstapel 161 passiert und an den zwischen den erhabenen Abschnitten 156, 157, 158 und 159 vorhandenen Stellen austritt. Dann tritt das Kühlmittel entsprechend dem Strömungspfeil 186 in den seitlichen Ablaufkanal 167 ein. Aus Fig. 14 ist ersichtlich, daß eine Anzahl Pfeile vorhanden ist, die von Düsenöffnungen ausgehen, und diese Pfeile sind zu den Seiten der Ablaufkanäle gerichtet. In die Ablaufkanäle eintretende Kühlflüssigkeit strömt an dem Plattenstapel 161 zurück und in den Ablaufschlitz 169 und aus dem Ablauf 162, ohne daß sich eine Querströmung mit dem Kühlmittel ergibt, das zu dem Plattenstapel 161 und durch diesen strömt.

Fig. 14 zeigt die Umrisse von drei Hauptkomponenten: dem Gehäuse 153, einer Abstandsplatte 180 und einer Spritzdüsenplatte 185. Die Eionzelheiten der Abstandsplatte sind in Fig. 16 gezeigt, aus der ersichtlich ist, daß die Abstandsplatte 180 öffnungen 181 und Positionierlaschen 182a, 182b, 182c, 182d, 182e und 182f aufweist. Die vorstehend genannten Abstandsplatten-Positionierlaschen fluchten mit Positionier-

laschen 190a, 190b, 190c, 190d, 19Oe und 19Of der Spritzdüsenplatte. Die Verwendung von Positionierlaschen ermöglicht den Aufbau der Hochleistungs-Kühleinriehtung 151 ohne die Verwendung von Zentrierstiften wie bei der bevorzugten Ausführungsform. Die Positionierlaschen definieren ferner zusammen mit dem Gehäuse 153 Ablaufkanäle, die um den Rand des Plattenstapels 161 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Grundsätzlich ist die Funktionsweise dieser Ausführungsform die gleiche wie bei derjenigen nach den Pig. 7-12. Es ist somit zu beachten, daß ζ. B. in Fig. 15 die Spritzdüsenplatte 185 Spritzdüsenzonen 187, 188 und 189 aufweist. Zwischen diesen sind Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen 191, 192, 193 und 194 ausgebildet»

Fig. 16 zeigt zwischen den und angrenzend an die Öffnungen in der Abstandsplatte 180 Abstandsplatten-Wärmeleitzonen 170, 171, 172 und 173.

Die Fig. 17-23 zeigen im einzelnen eine weitere Ausführungsform der Kühleinrichtung. Fig. 17 zeigt teilweise im Schnitt eine als Großbaustein ausgebildete kompakte hochleistungsfähige Kühleinrichtung 201. Der theoretische Funktionsablauf ist bei dieser Kühleinrichtung nach Fig. 17 der gleiche wie bei den beiden vorher erläuterten Ausführungsformen=

Die folgende Beschreibung bezieht sich weniger auf die Funktionsweise der Großbaustein-Kühleinrichtung 201 als vielmehr auf die einzelnen Aspekte des Äufbaus der Kühleinrichtung 201 .

Die Fig. 19-23 zeigen dreidimensional jeweils einen der Abschnitte jedes Bauteils der Kühleinrichtung, die mit

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Abschnitten der anderen Bauteile der Einrichtung nach Fig.
17 zusammenwirken. Dabei ist in den Fig. 17 und 19 eine
Endverteilerplatte 202 gezeigt, die Kuhlmittelexnlasse 203
und 203 sowie Ablaufauslasse 205, 206 aufweist. Ferner weist die Endverteilerplatte 202 (vgl. Fig. 17) eine Druckrippe

207 auf, die bei der Diffusionskontaktierung bei der Herstellung des Plattenstapels, der unmittelbar unter der
Endverteilerplatte zu sehen ist, genutzt wird. Die Kuhlmittelexnlasse 203 und 204 sind mit Kühlmittel-Ablaufkanälen

208 und 209 verbunden. Eine nicht bezeichnete schmale Rippe an den Seitenwandteilen 210 und 211 wird während der Fertigung beim Zusammenfügen der vollständigen Anordnung durch
Diffusion mit der Endverteilerplatte 202 und der Prallplatte 215 verbunden. Ein Ablaufkanal 212 wirkt mit dem Ablaufauslaß 205 zusammen und ist im einzelnen in den Fig. 17 und 19 gezeigt.

Die vorgenannte Prallplatte 215 weist eine Mehrzahl von
erhabenen Abschnitten 216 und 217 auf. Diese sind sowohl in Fig. 17 als auch in Fig. 23 zu sehen. Fig. 23 zeigt die
Einzelheiten der Ausbildung der Prallplatte 215. Die Prallplatte 215 weist ferner Nuten 218 und 219 auf, die mit
Kühlflüssigkeit zusammenwirken, die durch den Plattenstapel vom Einlaß 203 strömt, wie durch die Pfeile bezeichnet
ist.

Unmittelbar unter der Endverteilerplatte 202 in Fig. 17 ist eine Adapterplatte 221 vorgesehen, die im einzelnen in Fig. 20 gezeigt ist und eine Öffnung 222 sowie zwei Rücklaufschlitze 223 und 224 umfaßt. Direkt unter der Adapterplatte 221 ist eine Abstandsplatte 230 gezeigt, die in Fig. 21 im
einzelnen gezeigt ist und zwei Öffnungen 231, 232, eine
Ablauföffnung 233 und eine Wärmeleitzone 234 aufweist. Der

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letzte Bestandteil des Plattenstapels ist eine Spritzdüsenplatte 240, die im einzelnen in Fig. 22 gezeigt ist und einen Spritzdüsenbereich 241 sowie eine Wärmeleitzone 242 und schließlich einen Rücklaufschlitz 243 aufweist»

Fig. 18 ist eine Teilschnittdarstellung D/D von Fig. 17; daraus ist ersichtlich, daß die. unbezeichneten Öffnungen des Plattenstapels hinsichtlich des die Öffnungen gemäß den Pfeilen durchsetzenden Kühlmittels nicht ausgerichtet sind.. Das Kühlmittel trifft auf den Raum zwischen den Öffnungen ■ der nächstfolgenden Platte in Strömungsrichtung des Kühlmittels auf.

Es ist ersichtlich, daß diese Anordnung die gleichen Wärmeleitwege zeigte die bei den vorhergehenden Äusfuhrungsformen vorhanden sind? diese letzte Ausführungsform ermöglicht den Bau großer Kühlbausteine, die raumsparend ausgebildet sind und die Wärme von sehr großen Flächen ableiten können.

Leerseite

Claims

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Telex 522048 - Telegramm Allpat* München S'^{P 9} _O o^S

Dr.-Ing. R. BEETZ jun.

572-35. 26oP Dr.-Ing.W.TIMPE

Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED

Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN

Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT 11981

23. Aug. 1983

Ansprüche

(1 .^ Aufprall-Kühleinrichtung zur Abfuhr von mit hoher Wärmeströmung von einer Wärme freisetzenden Vorrichtung abgegebener Wärme,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse (13), dessen eines Ende in innigem Kontakt mit der Vorrichtung (12) liegt; und einen in das Gehäuse (13) eingepaßten Plattenstapel (18),

wobei

- eine der Platten eine Spritzdüsenplatte (61) angrenzend an das die Vorrichtung (12) tragende eine Gehäuseende (20) ist mit Spritzdüsenzonen, die durch sie durchsetzende Kühlmittelströmungs-Spritzöffnungen (62, 63, 64) charakterisiert sind, und mit Rückleitungsmitteln (51b, 52b, ..., 55b) für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an die Spritzdüsenzonen,

- die übrigen Platten (44¹ , 43', 41, 38, 35, 33, 31) angrenzend an die Spritzdüsenplatte (61) und zwischen dieser und einem Kühlmitteleinlaß (21) sowie einem Kühlmittelauslaß (24) positioniert sind, wobei jede Platte wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist und

572-BO1506-Schö

jede solche Durchgangsöffnung mit der Durchgangsöffnung einer angrenzenden Platte zusammenwirkt unter Bildung eines Einströmkanals zwischen dem Kühlmitteleinlaß (21) und der Spritzdüsenplatte (61), so daß eine Kühlmittelströmungsbahn zur Spritzdüsenplatte (61) gebildet ist auf der Kühlmittel durch die öffnung zugeführt wird und auf das Gehäuseende (20) aufprallt unter Aufprallkühlung der Wärme freisetzenden Vorrichtung (12), und - das Kühlmittel durch die Ruckleitungsmittel (51b, ..., 55b) angrenzend an die Spritzdüsenzonen und durch einen Rücklaufkanal von der Spritzdüsenplatte (61) zum Auslaß (24) zurückströmt unter Bildung einer Ablaufströmungsbahn, so daß Kühlmittel nach dem Aufprall auf das Gehäuseende (20) an dem Plattenstapel (18) vorbei zum Ablauf (24) strömt und keine Querströmung mit der Kühlmittel-Zufuhrströmungsbahn durch den Einlaßkanal zur Spritzdüsenplatte (61) auftritt, wodurch eine maximale Wärmeübertragung von der Vorrichtung (12) auf das Kühlmittel erfolgt.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (13) hermetisch dicht ist.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (13) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

.4. Kühleinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (12) eine elektronische Hochleistungs-Vorrichtung ist.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Einlaß und der Auslaß jeweils ein Rohr (21, 24) sind.

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Öffnung in der Platte Schlitzform aufweist.

7. Kühleinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Rücklaufmittel für ablaufendes Kühlmittel durch Zusammenwirken eines Teils des Plattenstapels (87) und des Gehäuses (84) gebildet sind.

8. Kühleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine der übrigen Platten eine zweite Spritzdüsenplatte (136) ist, deren Spritzdüsenzonen durch sie durchsetzende Kühlmittel-Spritzöffnungen (137, 138) charakterisiert sind, wobei die Spritzöffnungen (137, 138) der zweiten Spritzdüsenplatte (136) relativ zu den Spritzöffnungen (112, 113) der ersten Spritzdüsenplatte (111) nichtfluchtend angeordnet sind und wobei die zweite Spritzdüsenplatte (136) Rücklaufmittel für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an die Spritzöffnungen (137, 138) aufweist.

9. Kühleinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Rücklaufmittel für ablaufendes Kühlmittel durch Zusammenwirken eines Teils des Plattenstapels (87) mit dem Gehäuse (84) gebildet sind.

10. Kühleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rücklaufmittel (89) für ablaufendes Kühlmittel der beiden Spritzdüsenplatten (111, 136) mit diesen einstückig ausgeführt sind.

11. Kühleinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch

eine Abstandsplatte (126) zwischen den Spritzdüsenplatten (111, 136) mit Durchgangsöffnungen (127, 128, 129), die so angeordnet sind, daß Kühlmittel ungehindert von den Spritzdüsenzonen (137, 138) der zweiten Spritzdüsenplatte (136) zu den Spritzdüsenzonen (114, 116, 117) der ersten Spritzdüsenplatte (111) strömen kann, wobei die Abstandsplatte (126) zusammen mit dem Gehäuse (84) eine Ablauföffnung bildet, die so angeordnet ist, daß Kühlmittel durch die Rücklaufmittel für ablaufendes Kühlmittel angrenzend an Spritzdüsenzonen und durch die Ablauföffnung rückführbar ist.

12. Kühleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abstandsplatte (126) Wärmeleitzonen (131, 132) aufweist, die einen Wärmeleitweg von der einen zur anderen Seite der Abstandsplatte (126) bilden.

13. Kühleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Ende (82) des Gehäuses (84) erhabene Abschnitte (91-94) ausgebildet sind, die körperlich mit einer Wärmeleitzone der ersten Spritzdüsenplatte (111) zusammenwirken.

14. Kühleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß jede Spritzdüsenplatte (111, 136) Wärmeleitzonen zwischen den Spritzdüsenzonen aufweist, wobei die Wärmeleitzonen mit den erhabenen Abschnitten (91-94) des Gehäuseendes (82) und mit wärmeleitzonen der Abstandsplatte (126) ausgerichtet sind,

wobei wenigstens einer der erhabenen Abschnitte (91-94) des Gehäuseendes thermisch mit einer der Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen (118, 119) gekoppelt ist unter Bildung von Wärmeleitbahnen vom Gehäuseende (82) durch die erhabenen Abschnitte (91-94), die Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen (118, 119) und die Abstandsplatten-Wärmeleitzonen (131, 132), so daß von der Vorrichtung (83) freigesetzte Wärme durch den Aufprall des Kühlmittels auf die erste Spritzdüsenplatte (111) und den Aufprall des Kühlmittels auf das Gehäuseende (82) abführbar ist.

15. Aufprall-Kühleinrichtung zur Abfuhr von mit hoher Wärmeströmung von einer Wärme freisetzenden Vorrichtung abgegebenen Wärme,

gekennzeichnet durch ein Wärmeübertragungsorgan (82), das zwischen der Wärme freisetzenden Vorrichtung (83) und einem ersten Spritzdüsenelement (11-1) positioniert ist,

- wobei das erste Spritzdüsenelement (111) eine Durchgangsöffnung (11.2, 113) aufweist und gegenseitig thermisch mit dem Wärmeübertragungsorgan (82) und einem zweiten Spritzdüsenelement (136) gekoppelt ist,

- das erste Spritzdüsenelement (111) Abschnitte aufweist, die von dem Wärmeübertragungsorgan (82) und dem zweiten Spritzdüsenelement (136) beabstandet sind, so daß von der Vorrichtung (83) freigesetzte Wärme durch das Wärmeübertragungsorgan (82) zu dem ersten und dem zweiten Spritzdüsenelement (111, 136) geleitet wird,

und

- das zweite Spritzdüsenelement (136) eine Durchgangsöffnung (137, 138) aufweist, die mit der Durchgangsöffnung (112, 113) des ersten Spritzdüsenelements (111) nicht fluchtet,

ein Element (108) zur Kühlmittelzufuhr zu der und durch die Öffnung (137, 138) des zweiten Spritzdüsenelements (136) und von dort zu der und durch die Öffnung (112, 113) des ersten Spritzdüsenelements (111), wonach das Kühlmittel auf das Wärmeübertragungsorgan (82) aufprallt, und
einen Ablauf (95), der mit dem Wärmeübertragungsorgan

(82) und den beiden Spritzdüsenelementen (111, 136) verbunden ist unter Bildung eines getrennten Kühlmittelrücklaufs für Kühlmittel, das mit von der Vorrichtung

(83) abgeleiteter Wärme über das Wärmeübertragungsorgan (82) und das erste Spritzdüsenelement (111) in Prallkontakt gelangt ist.

16. Kühleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

daß das Wärmeübertragungsorgan ein Gehäuse ist, dessen eines Ende (82) in innigem Kontakt mit der Vorrichtung (83) liegt.

17. Kühleinrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,

daß das erste und das zweite Spritzdüsenelement (111, 136) jeweils plattenförmig sind.

18. Kühleinrichtung nach Anspruch 17,
gekennzeichnet durch

eine Abstandsplatte (126), die zwischen der ersten und der zweiten Spritzdüsenplatte (111, 136) positioniert ist.

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19. Kühleinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abstandsplatte (126) sowie die erste und die zweite Spritzdüsenplatte (111, 136) als Stapeleinheit (87) in das Gehäuse (84) eingesetzt sind.

20. Kühleinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste und die zweite Spritzdüsenplatte (111, 136) jeweils einstückig damit eine Kühlmittelrückführung aufweisen, die jeweils an die Öffnung (112, 113) der ersten Spritzdüsenplatte (111) und an die öffnung (137, 138) der zweiten Spritzdüsenplatte (136) angrenzt.

21. Kühleinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abstandsplatte (126) erste und zweite Durchgangsöffnungen (127, 128, 129) aufweist, so daß Kühlmittel, das die Öffnung (137, 138) der zweiten Spritzdüsenplatte (136) durchsetzt, die erste öffnung (127) der Abstandsplatte (126) passiert, und daß die zweite Öffnung (129) angrenzend an den Kühlmittelrücklauf der ersten und der zweiten Spritzdüsenplatten (111, 136) angeordnet ist.

22. Kühleinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (84) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

23. Kühleinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (83) eine elektronische Hochleistungs-Vorrichtung ist.

24. Kühleinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abstandsplatte (126) Wärmeleitzonen (131, 132) zwischen den öffnungen (127, 128, 129) aufweist, die einen Wärmeleitweg von der einen zur anderen Seite der Abstandsplatte (126) bilden.

25. Kühleinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuseende (82) innere erhabene Abschnitte (91-94) aufweist, die mit einer Wärmeleitzone der ersten Spritzdüsenplatte (111) physisch zusammenwirken.

26. Kühleinrichtung nach Anspruch 25, .dadurch gekennzeichnet,

daß jede Spritzdüsenplatte (111, 136) Wärmeleitzonen (118, 119, 139, 140) zwischen den Öffnungen (112, 113, 137, 138) aufweist, wobei die Wärmeleitzonen mit den erhabenen Abschnitten (91-94) des Gehäuseendes (82) und den Wärmeleitzonen (131, 132) der Abstandsplatte ausgerichtet sind, wobei wenigstens einer der erhabenen Abschnitte (91-94) mit einer der Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen thermisch gekoppelt ist unter Bildung von Wärmeleitbahnen vom Gehäuseende (82) durch die erhabenen Abschnitte (91-94), die Spritzdüsenplatten-Wärmeleitzonen (118, 119, 139, 140) und die Abstandsplatten-Wärmeleitzonen (131, 132), so daß von der Vorrichtung (83) freigesetzte Wärme durch den Aufprall des Kühlmittels auf wenigstens eine Spritzdüsenplate (111, 136) und den Kühlmittelaufprall auf das Gehäuseende (82) abführbar ist.

27. Aufprall-Kühleinrichtung für eine Wärme freisetzende Vorrichtung,

gekennzeichnet durch eine in Axialrichtung gestapelte Serie von Wärmeübertragungsflächen bildenden Rippen, die mit der Vorrichtung (83) thermisch verbunden sind,

- wobei jede Rippe (111, 126, 136) eine Durchgangsöffnung aufweist und jede Durchgangsöffnung mit der Durchgangsöffnung einer jeweils benachbarten Rippe nicht fluchtet, und

Mittel (108) zur Kühlmittelzufuhr zu den und durch die Rippen-Durchgangsöffnungen, so daß das die öffnungen durchströmende Kühlmittel auf die jeweils nächste Rippe in Richtung der Kühlmittelströmung aufprallt, wodurch ein Aufbau mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, der den Betrieb der Vorrichtung (83) mit hohen Wärmeströmungen bei einem vorbestimmten Temperaturgefälle zwischen der Vorrichtung und dem Kühlmittel erlaubt.

28. Kühleinrichtung nach Anspruch 27,
gekennzeichnet durch

ein wärmeleitfähiges Gehäuse (84), das die gestapelte Serie (87) von Wärmeübertragungsflächen bildenden Rippen umschließt und dessen Innenende (82) mit einem Ende des axialen Rippenstapels (87) in innigem Kontakt steht, wobei die Vorrichtung (83) außerhalb des Gehäuses (84) an demselben Gehäuseende (82), mit dem der axiale Rippenstapel (87) in innigem Kontakt liegt, befestigt ist.

29. Aufprall-Kühleinrichtung für eine Wärme freisetzende Vorrichtung,

gekennzeichnet durch ein Primärwärme-Übertragungsorgan (82), das jeweils mit der Vorrichtung (83) und einer Wärmeübertragungsflächen-Einheit (87) gekoppelt ist, wobei letztere eine Mehrzahl

Flächenelemente aufweist und den Flächenelementen Kühlmittel in Form aufprallender Strahlen durch Anordnungen untergetauchter Flüssigkeitsdüsen zuführbar ist, Wobei die Strahlen auf die Flächenelemente und durch in diesen ausgebildete Durchgangsöffnungen strömen, so daß die von der Vorrichtung (83) freigesetzte Wärme dadurch abführbar ist.

30. Kühleinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mehrzahl Flächenelemente ein axialer Rippenstapel (87) ist, wobei jede Rippe durch ein wärmeleitendes Material im Abstand liegt und jede Rippe einstückig damit ausgebildete Durchgangsoffnungen aufweist, so daß Kühlmittel durch die Rippe strömen kann,

wobei ein Ende des axialen Rippenstapels (87) physisch mit dem Primärwärme-Übertragungsorgan (82) verbunden ist.

31. Kühleinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anordnungen untergetauchter Flüssigkeitsdüsen durch die Durchgangsöffnungen in den Rippen gebildet sind, wobei Kühlmittel unter Druck von der Kühlmittelversorgung (23) durch die Rippen-Durchgangsöffnungen zugeführt wird und dann auf eine jeweils nachfolgende Rippe aufprallt unter Ausbildung hoher Wärmeübergangszahlen zwischen dem Kühlmittel und den Rippen.

32. Kühleinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchgangsöffnung in jeder Rippe mit einer Durchgangsöffnung einer benachbarten Rippe in Richtung der Kühlmittelzuführung jeweils nicht fluchtet.

33. Kühleinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flächenelemente durch eine Mehrzahl parallele Flächen gebildet sind.