FR2746492A1 - Dispositif de refroidissement par refrigerant en ebullition et se condensant - Google Patents

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Abstract

Le dispositif comprend un réservoir de réfrigérant (3) ayant une surface sur laquelle sont fixés des dispositifs chauffants (2) et contenant un réfrigérant liquide qui est en ébullition et évaporé sous l'effet de la chaleur transférée par les dispositifs (2), et un radiateur pour rayonner la chaleur du réfrigérant en ébullition et vaporisé. Le radiateur comporte une chambre de retour pour admission (461) munie d'une ouverture de petit diamètre (411) inférieur à celui de la chambre. Le réfrigérant liquide du mélange gaz-liquide est endigué par cette ouverture et le réfrigérant liquide endigué est renvoyé par l'intermédiaire d'un passage de retour au réservoir de réfrigérant (3). Etant donné que le réfrigérant liquide contenu dans le mélange ne peut circuler à cause de l'ouverture à petit diamètre, le réfrigérant gazeux peut transférer la chaleur directement aux parois des passages de rayonnement (42), de sorte qu'on peut éviter la détérioration des performances de rayonnement.

Description

i La présente invention concerne un dispositif de refroidissement par
réfrigérant en ébullition et se condensant, capable d'absorber la chaleur dégagée par un milieu à haute température tel que le corps de chauffage de dispositifs à semi-conducteur ou de dispositifs
électriques, afin de refroidir ce milieu.
On connaît des dispositifs de refroidisse-
ment par réfrigérant en ébullition et se condensant, permettant de refroidir la chaleur dégagée par un corps chauffant tel qu'un milieu à haute température. Parmi ces dispositifs de refroidissement, comme cela est décrit dans le brevet JP-A-56-147457, il existe un dispositif de refroidissement capable d'éviter le débordement du réfrigérant ascendant qui a été soumis à une ébullition et à une vaporisation et d'un réfrigérant liquide qui a été refroidi dans un radiateur et revient à un réservoir de réfrigérant, situé à l'intérieur du dispositif, c'est-à-dire un phénomène dans lequel il y a collision des deux, dans le but d'effectuer plus
efficacement l'opération d'échange de la chaleur.
Le dispositif de refroidissement décrit dans le brevet JP-A-56-147457 comporte un réservoir de réfrigérant qui contient le réfrigérant devant être soumis à ébullition et à évaporation par la chaleur produite par un corps de chauffage, un passage d'admission ayant un diamètre sensiblement uniforme qui communique avec le réservoir de réfrigérant, un radiateur ayant une multitude de passages rayonnants qui communiquent avec le passage d'admission, et un passage de décharge par l'interméiaire duquel le réfrigérant condensé et liquéfié dans le radiateur revient au
réservoir de réfrigérant.
Selon ce dispositif de refroidissement, dans un fonctionnement normal (la quantité de la chaleur rayonnée est faible), des bulles du réfrigérant éclatent et le réfrigérant traverse le passage d'admission en phase gazeuse afin de transférer la chaleur. Plus précisément, le réfrigérant en phase gazeuse vient en contact direct avec les parois définissant les passages de rayonnement de sorte que la chaleur est transférée directement aux parois (transfert de la chaleur par condensation). Cependant, avec l'augmentation du rayonne- ment, les bulles du réfrigérant éclatent beaucoup et une partie de ce réfrigérant circule en phase liquide dans le passage d'admission, de sorte que la chaleur est transférée par le réfrigérant tant en phase gazeuse qu'en phase liquide. Le réfrigérant liquide transfère la chaleur non par condensation mais par convexion forcée, c'est-à-dire par le transfert de la chaleur du réfrigérant liquide à la paroi des passages de rayonnement. L'efficacité du transfert de la chaleur par convexion forcée est égale à 1/10-1/20 de celle du
transfert de la chaleur par condensation.
Etant donné que le passage d'admission communiquant avec le réservoir de réfrigérant du dispositif de refroidissement décrit dans le brevet JP-A-56-147457 a un diamètre sensiblement uniforme, une quantité du réfrigérant liquide relativement grande entre dans les passages de rayonnement, ce qui se traduit par le problème que les caractéristiques de
rayonnement de l'ensemble du dispositif de refroidisse-
ment se détériorent notablement.
En outre, étant donné que le passage d'admission qui communique avec le réservoir de réfrigérant du dispositif de refroidissement décrit dans le brevet JP-A-56-147457 a un diamètre sensiblement uniforme, la résistance à l'écoulement dans le passage d'admission est relativement faible. Par conséquent, le réfrigérant en phase gazeuse qui s'élève et atteint le passage d'admission se trouvera vraisemblablement à une partie extrême du passage d'admission en-dehors de l'entrée du passage d'admission et par conséquent la partie extrême du passage d'admission sera chauffée à haute température. Même si le dispositif de refroidissement comporte une multitude de passages de
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rayonnement, les températures des parties de ces passages qui sont éloignées des parties extrêmes sont relativement basses et par conséquent la chaleur ne peut être rayonnée avec efficacité. En conséquence, les performances de rayonnement du dispositif de refroidissement sont faibles par rapport aux dimensions
du radiateur.
En conséquence, un premier objet de la présente invention est de fournir un dispositif de refroidissement pouvant éviter la détérioration des
performances de rayonnement.
Un second objet de la présente invention est de fournir un dispositif de refroidissement permettant d'éviter que le réfrigérant en phase liquide (réfrigérant liquide) n'entre dans les passages de rayonnement. Un troisième objet de la présente invention est de fournir un dispositif de refroidissement ayant un radiateur comportant une multitude de passages de rayonnement pouvant rayonner la chaleur à des taux
sensiblement égaux, respectivement.
Un quatrième objet de la présente invention est de fournir un dispositif de refroidissement comportant un radiateur équipé d'une multitude de passages de rayonnement, et capable de distribuer parmi ces passages un réfrigérant à des débits sensiblement égaux. Selon un aspect de la présente invention, un radiateur comporte un moyen réduisant l'adhérence afin de réduire la quantité du réfrigérant liquide circulant à partir d'un réservoir de réfrigérant et adhérant à la surface intérieure des passages de rayonnement de sorte que la zone du transfert de la chaleur par condensation
dans les passages peut être accrue.
Selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif de refroidissement comporte un radiateur équipé d'un passage d'admission dans lequel le réfrigérant mélangé gaz-liquide circule à partir d'un réservoir de réfrigérant, un passage de décharge pour envoyer le réfrigérant au réservoir de réfrigérant, et un passage de rayonnement faisant communiquer le passage d'admission et le passage de décharge, le passage d'admission présentant une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre ayant un diamètre inférieur à celui de la partie à grand diamètre, qui sont formées en alternance dans la direction dans laquelle circule le
réfrigérant mélangé gaz-liquide.
Lorsque la chaleur rayonnante est élevée, le réfrigérant fait éclater les bulles présentes dans le réservoir de réfrigérant et le réfrigérant en phase gazeuse et le réfrigérant en phase liquide entrent dans le passage d'admission. La partie à petit diamètre formée dans le passage d'admission dans la direction o circule le réfrigérant supprime l'entrée du réfrigérant liquide dans le passage de rayonnement contigu. Le réfrigérant liquide endigué par la p-artie à petit diamètre est renvoyé au réservoir de réfrigérant. Etant donné que la quantité du réfrigérant liquide entrant dans les passages de rayonnement est réduite par la partie à petit diamètre, la zone pour le transfert de la
chaleur par condensation peut être accrue.
Le réservoir de réfrigérant peut comporter intérieurement des passages de vapeur dans lesquels le réfrigérant gazeux ayant été vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température et le réfrigérant liquide s'élèvent, et un passage de liquide condensé dans lequel descend le liquide réfrigérant ayant été refroidi et condensé dans le radiateur. Par conséquent, le noyage dans lequel le réfrigérant en ébullition et le réfrigérant condensé se heurtent l'un
avec l'autre peut être évité.
Selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif de refroidissement comporte un radiateur muni d'une partie de retour du réfrigérant liquide ayant une chambre de retour d'admission présentant une ouverture de petit diamètre formée en une pièce avec la sortie du réservoir de réfrigérant et ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur du radiateur, pour endiguer le réfrigérant liquide à l'ouverture à petit diamètre, et un passage de retour communiquant avec une chambre de retour de décharge pour renvoyer le réfrigérant liquide endigué au réservoir de réfrigérant. La partie la plus basse de l'ouverture à petit diamètre peut être être plus haute, suivant une hauteur prédéterminée, que la surface inférieure de la chambre d'admission de retour de la partie renvoyée du réfrigérant liquide. Par conséquent, le réfrigérant liquide-du réfrigérant mélangé gaz- liquide ayant traversé la sortie du réservoir de réfrigérant, qui sort par ébullition du réservoir de réfrigérant, peut être
endigué avec efficacité.
L'ouverture de petit diamètre peut être formée par poinçonnage d'une forme-- sensiblement elliptique ou rectangulaire. Par consequent, le réfrigérant liquide du mélange gaz-liquide ayant traversé la sortie du réservoir de réfrigérant peut être endigué efficacement de sorte que l'aire effective du radiateur peut être accrue, et que les performances de
rayonnement peuvent être améliorées.
Chaque surface inférieure des passages de rayonnement peut être inclinée vers le bas depuis la sortie du réfrigérant dans la direction de l'entrée du réservoir de réfrigérant pour renvoyer régulièrement le réfrigérant liquide condensé à partir des passages de rayonnement dans la direction du réservoir de réfrigérant. Par conséquent, la quantité du réfrigérant liquide condensé séjournant sur les surfaces inférieures des passages de rayonnement est réduite, la zone pour le transfert de la chaleur par condensation peut être accrue et par conséquent le réfrigérant gazeux peut être
condensé avec efficacité.
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La présente invention sera bien comprise
lors de la description suivante faite en liaison avec
les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de refroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 1; Les figures 4A et 4B sont une vue de côté et une vue en plan, respectivement, de plaques formées pour réaliser-un tube de rayonnement; La figure 5 est une vue en coupe prise le long de la ligne V-V de la figure 1; La figure 6 est une vue de côté,
partiellement en coupe, d'un dispositif de refroidisse-
ment selon un second mode de réalisation- de la présente invention; La figure 7 est une vue en perspective du dispositif de refroidissement de la figure 6; La figure 8 est une vue en coupe prise le long de la ligne VIII-VIII de la figure 7; La figure 9 est une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de la figure 7; La figure 10 est une vue en coupe prise le long de la ligne X-X de la figure 7; La figure 11 est une vue explicative des structures internes d'un passage de retour et d'un
passage de rayonnement dans le dispositif de refroidis-
sement représenté en figure 7; La figure 12A est une vue avant d'une ailette intérieure et la figure 12B est une vue en coupe prise le long de la ligne XIIB-XIIB de la figure 12A; La figure 13 est une vue de côté d'une variante du dispositif de refroidissement; La figure 14 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; La figure 15 est une vue de côté du dispositif de refroidissement de la figure 14; La figure 16A et la figure 16B sont une vue de côté et une vue en plan, respectivement, de plaques comprimées formant une conduite de connexion; La figure 17A et la figure 17B sont une vue de côté et une vue en plan, respectivement, de plaques comprimées formant un tube de rayonnement; La figure 18A et la figure 18B sont des vues partielles, à grande échelle, des plaques comprimées des figures 17A et 17B; et La figure 19 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; La figure 20 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement selon un cinquième mode de réalisation; La figure 21 est une vue de côté du dispositif de refroidissement selon le cinquième mode de réalisation; La figure 22 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXII-XXII de la figure 20; La figure 23 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; La figure 24 est une vue de côté du dispositif de refroidissement selon le sixième mode de réalisation de la présente invention; La figure 25 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXV-XXV de la figure 23; La figure 26 est une vue schématique d'un dispositif de refroidissement classique pour représenter l'écoulement du réfrigérant; La figure 27 est une vue représentant la distribution de la température des ailettes extérieures d'un radiateur dans le dispositif de refroidissement classique; La figure 28 est une vue en perspective d'un dispositif de refroidissement selon un septième mode de réalisation de la présente invention; La figure 29 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXIX-XXIX de la figure 28; La figure 30 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXX-XXX de la figure 28; La figure 31 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXXI-XXXI de la figure 28; La figure 32A et la figure 32B sont une vue de côté et une vue en plan, respectivement, de plaques comprimées; La figure 33 est une vue en coupe prise le long de la ligne XXXII-XXXII de la figure 28; La figure 34A et la figure 34B sont une vue partielle de côté à grande échelle et une vue partielle en bout à grande échelle, respectivement, d'une ailette intérieure représentée en figure 33; La figure 35 est une vue partielle en perspective d'une ailette intérieure représentée en figure 34; La figure 36 est une vue partielle de côté d'une autre ailette intérieure; et La figure 37A est une vue en plan d'une troisième ailette intérieure, la figure 37B une vue
partielle en coupe prise le long de la ligne XXXVIIB-
XXXVIIB de la figure 37A, et la figure 37C est une vue partielle en perspective de l'ailette intérieure de la
figure 37B.
On décrira maintenant un premier mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de refroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 1. Les figures 4A et 4B sont une vue de côté et une vue en plan, respectivement, de plaques comprimées pour former un tube de rayonnement. La figure 5 est une vue en coupe prise le long de la ligne V-V de la figure 1. Un dispositif de refroidissement 1 selon un premier mode de réalisation refroidit des modules 2 de dispositifs à semi-conducteur tels que des milieux à haute température, qui constituent un circuit d'onduleur incorporé dans un véhicule électrique, un contrôleur électrique en général ou analogue. Le dispositif de refroidissement 1 comporte un féservoir de réfrigérant
3, un radiateur 4 et un ventilateur de refroidisse-
ment 5.
Comme représenté en figure 1, les modules 2 sont fixés à la surface extérieure d'une paroi du réservoir de réfrigérant 3 avec des boulons 6. De préférence, une graisse conductrice de--ta chaleur est prévue entre la plaque de rayonnement du module 2 et la
paroi extérieure du réservoir de réfrigérant 3.
Le réservoir de réfrigérant 3 comporte un élément extrudé creux 7 qui est formé en extrudant un bloc d'aluminium, et des chapeaux d'extrémité 22a et 22b qui sont fixés aux extrémités supérieure et inférieure ouvertes de l'élément 7, respectivement. L'autre extrémité ouverte de l'élément 7 comme entrée et sortie
du réfrigérant et communique avec le radiateur 4.
Comme représenté en figures 2 et 3, l'élément extrudé 7 a une forme plate ayant une épaisseur W qui est inférieure à la largeur et à la longueur de sa paroi à laquelle les modules 2 sont fixés. L'intérieur de l'élément extrudé 7 est cloisonné par des parois de cloisonnement 30, 31 et 32 qui s'étendent verticalement dans des passages de vapeur 9, un passage 10 de liquide condensé, et un passage inopérant 33, qui traversent longitudinalement l'élément extrudé 7. La sortie 35 des passages de vapeur 9 et l'entrée 36 du passage de liquide condensé 10 sont formées dans une partie de la paroi de l'élément extrudé 7 à laquelle le radiateur 4 (tubes de rayonnement 39)
est relié par une plaque de connexion 34 (figure 1).
En coupant chaque extrémité supérieure des parois de cloisonnement 30, 31 et 32, une multitude de passages de vapeur 9, le passage de liquide condensé 10 et le passage inopérant 33 débouchent à un endroit situé légèrement au-dessous de l'extrémité supérieure de l'élément extrudé 7. L'extrémité ouverte de chaque passage 9 et l'extrémité ouverte du passage 10 servent de sortie 35 du réservoir de réfrigérant pour le réfrigérant vaporisé et l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant pour le réfrigérant liquide condensé, respectivement. Des trous filetés intérieurement dans lesquels sont vissés les boulons 6 sont ménagés dans les parties épaisses 7a des parois o les passages 10 et 11
ne sont pas formés, de l'élément extrudé 7.
La sortie 35 du réservoir de-féfrigérant est formée au-dessus du passage inopérant 33. Les parties supérieures indiquées par les lignes en tirets F en figure 3 de la paroi de cloisonnement 31 entre les deux passages de vapeur 9 et la paroi de cloisonnement 32 entre le passage de vapeur 9 et le passage inopérant 33 sont enlevées par un usinage supplémentaire tel qu'un fraisage de façon que la sortie 35 du réservoir de
réfrigérant communique avec les passages de vapeur 9.
Des trous filetés intérieurement 37 dans lesquels sont vissés les boulons 6 pour le montage des modules 2 sur le réservoir de réfrigérant 3 sont pratiqués dans les parois de cloisonnement 30, 31 et 32. Le passage inopérant 33 est formé de manière à être équilibré avec le passage de liquide condensé 10 lorsque l'élément d'extrusion 7 est extrudé, et un tel passage inopérant n'est pas utilisé comme passage de liquide condensé. Par conséquent, il n'est pas toujours nécessaire de former
le passage 33.
Les chapeaux d'extrémité 22 sont brasés sur les extrémités supérieure et inférieure de l'élément extrudé 7. Le chapeau 22a de l'extrémité supérieure est réuni à l'extrémité supérieure de l'élément 7 de manière à fermer cette extrémité supérieure. Le chapeau 22b de l'extrémité inférieure est réuni à l'extrémité inférieure de l'élément 7 de façon qu'un passage de communication inférieur 38 faisant commruniquer les passages de vapeur 9, le passage de liquide condensé 10 et le passage inopérant 33 les uns avec les autres soit formé entre l'extrémité inférieure de l'élément 7 et le
chapeau 22b de l'extrémité inférieure.
Le radiateur 4 est un échangeur de chaleur du type dit à coupe étirée. Confme représenté en figure 4A, le radiateur 4 est formé en laminant en alternance une multitude de tubes de rayonnement 39 en parallèle, dont chacun est formé par la réunion de deux plaques fines comprimées symétriques 40. Le radiateur 4 est réuni au réservoir de réfrigérant 3 par une plaque de
connexion 34 (figure 5). --
Comme représenté en figure 5, la plaque de connexion 34 est fixée hermétiquement à la surface extérieure de l'élément extrudé 7 de manière à recouvrir la sortie 35 du réservoir de réfrigérant et l'entrée 36 de ce réservoir. Avec l'espace entouré par la surface extérieure de la paroi de l'élément 7, la plaque de connexion 34 constitue une unité 341 de retour de réfrigérant liquide (moyen de réduction de l'adhérence) ayant une chambre 461 d'admission (ouverture plus grande, partie étendue, première partie étendue) ayant un diamètre rl prédéterminé et communiquant avec la sortie 35 du réservoir de réfrigérant 3, une chambre 471 de décharge ayant un diamètre rl prédéterminé et communiquant avec l'entrée 36 du réservoir, et un passage de retour 421 faisant l'interconnexion entre la
chambre 461 et la chambre 471.
Une ouverture 411 de petit diamètre (partie de petit diamètre, ouverture de limitation) ayant un diamètre r2 plus petit que le diamètre intérieur de la chambre 461 est formée dans une partie de la paroi de cette chambre, au côté opposé de la sortie 35 du réservoir. L'unité 341 de retour de réfrigérant liquide communique avec les tubes de rayonnement 39 par
l'intermédiaire de l'ouverture 411 de petit diamètre.
Le tube de rayonnement 39 est une structure creuse formée en réunissant les parties du bord périphérique des deux plaques comprimées 40 sensiblement rectangulaires (figure 4A). Les deux plaques 40 ont la même forme après compression de plaques d'un métal ayant une conductivité thermique élevée, tel que l'aluminium, et chaque plaque 40 comporte à chacune de ses extrémités une ouverture 41 de petit diamètre (partie de petit diamètre, ouverture de limitation). Comme représenté en figure 4B, les ouvertures 41 de petit diamètre sont des trous poinçonnés sensiblement elliptiques ou rectangulaires. Dans ce mode de réalisation, les ouvertures à petit diamètre 41 ont un diamètre r2, et une ouverture de grand diamètre ayant-un diamètre rl (partie à grand diamètre) supérieur au diamètre r2 est
formée autour de chacune des petites ouvertures 41.
Chaque tube de rayonnement 39 comporte un passage plat de rayonnement 42 à sa partie centrale, et les deux extrémités forment une chambre de communication 44 d'admission (espace relié à la sortie 35 du réservoir de réfrigérant) et une chambre de communication 45 de décharge (espace relié à l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant), respectivement, chacune ayant un grand diamètre. Le radiateur 4 formé en laminant la multitude de tubes de rayonnement 39 comprend une multitude de passages de rayonnement 42, un passage d'admission relié à une extrémité de chaque passage 42, et un passage de
sortie relié à l'autre extrémité de chaque passage 42.
Le passage d'admission est formé en laminant la multitude de chambres 44. Le passage de sortie est formé en laminant la multitude de chambres 45. Le passage d'admission et le passage de décharge comportent les ouvertures 41 de petit diamètre entre les chambres adjacentes 44 et entre les chambres adjacentes 45, respectivement. Ainsi, chaque passage d'admission et passage de décharge est formé de manière à comporter une multitude de portions de grand diamètre (rl) et de portions de petit diamètre (r2), qui sont disposées en alternance. Les ouvertures de petit diamètre 41, qui sont formées par poinçonnage, servent d'ouvertures de limitation qui suppriment la quantité du réfrigérant liquide circulant entre l'une des chambres adjacentes 44
pour entrer dans l'autre.
Les tubes de rayonnement 39 sont laminés pour être sensiblement perpendiculaires à la surface latérale du réservoir de réfrigérant 3 et être sensiblement horizontaux par rapport à la surface du réfrigérant liquide contenu dans le réservoir 3 dans ce mode de réalisation; cependant, les tubes 39 peuvent être laminés tout en étant inclinés pour être dirigés vers le haut en s'éloignant de la surface latérale du réservoir 3 afin de renvoyer efficacement-à ce réservoir
le réfrigérant liquide recueilli dans les tubes 39.
Des ailettes de rayonnement 16 sont interposées entre les tubes de rayonnement adjacents 39 comme cela est représenté en figure 5. La plaque comprimée 40 à l'extérieur du tube 39 le plus à l'extérieur ne comporte aucune ouverture 41 de petit diamètre. Lorsque la plaque 40 munie des ouvertures de petit diamètre 41 est employée, les ouvertures 41 peuvent être fermées par des plaques d'extrémité (non représentées) ou analogues à partir de l'extérieur de la
plaque 40.
Alors, l'ouverture 411 de petit diamètre de l'unité de retour de réfrigérant liquide 341 communique avec l'ouverture de petit diamètre 41 des tubes de rayonnement 39 de sorte que le passage d'admission constitué de la multitude de chambres 44 communique avec la chambre de retour 461. En outre, le passage de décharge constitué de la multitude de chambres 45 communique avec la chambre de retour 471 de manière simultanée. Le radiateur 4 a la construction qu'on a
décrite ci-dessus.
Comme représenté en figure 1, le ventilateur de refroidissement 5, tel qu'un ventilateur à flux axial, est disposé sur la surface supérieure du radiateur 4 pour souffler verticalement l'air dans la direction du radiateur. Le ventilateur de refroidissement 5 peut être soit un ventilateur à aspiration disposé en aval du radiateur 4 ou un
ventilateur à air forcé monté en amont du radiateur 4.
En outre, le ventilateur 5 peut être un ventilateur à écoulement transversal et être placé à l'avant ou à
l'arrière du radiateur 4.
On décrira maintenant le fonctionnement du
premier mode de réalisation de la présente invention.
En liaison avec la figure 6, le réfrigérant est soumis à ébullition par la chaleur dégagée par les modules 2 et transférée par ceux-ci.----L réfrigérant devient des bulles et s'élève dans les passages de vapeur 9, et traverse la sortie 35 du réservoir de
réfrigérant pour entrer dans la chambre d'admission 461.
Alors, le réfrigérant circule à partir de la chambre 461 pour entrer dans les chambres 44 et est distribuée dans
les passages de rayonnement 42 des tubes 39 (figure 5).
Le réfrigérant vaporisé qui traverse les passages de rayonnement 42 se condense sur les surfaces intérieures de ces passages et sur les surfaces des ailettes intérieures 43, qui sont refroidies à basse température par la réception de l'air soufflé par le ventilateur 5, et rayonne la chaleur de condensation. Le réfrigérant devient des gouttelettes, et circule dans la chambre latérale 45 du radiateur 4 tout en s'écoulant sur la surface inférieure du passage de rayonnement 42. Le liquide condensé provenant de l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant entre dans le passage de liquide condensé , descend dans le passage 10 et revient en passant par la surface inférieure du passage formé dans le chapeau d'extrémité 22b (figure 3) jusqu'aux passages de vapeur 9. La chaleur de condensation, rayonnée par le réfrigérant vaporisé, est transférée par les plaques comprimées 40 aux ailettes de rayonnement 16, et est rayonnée par les ailettes 16 dans l'air circulant entre chaque paire de tubes adjacents de rayonnement 39. En figure 6, lorsque la -chaleur de rayonnement devient élevée, le réfrigérant éclate en bulles dans son réservoir 3 et le réfrigérant en phase gazeuse et le réfrigérant en phase liquide entrent tous deux dans la chambre de retour 461. En figure 6, les cercles en blanc représentent le réfrigérant en phase gazeuse et les cercles pleins le réfrigérant en phase liquide. La chambre de retour 461 empêche que le réfrigérant liquide du mélange n'entre dans les passages
de rayonnement par l'ouverture de petit diamètre 411.
Plus précisément, les ouvertures 411 endiguent le réfrigérant liquide. Le réfrigérant liquide endigué est renvoyé par l'intermédiaire du passage-de-retour 421 au réservoir de réfrigérant 3. Par conséquent, il y a réduction de la quantité du réfrigérant liquide dans le réfrigérant mélangé qui traverse l'ouverture 411 de petit diamètre pour entrer dans les passages de rayonnement 42. En conséquence, il est possibled'augmenter l'aire effective pour le transfert de la
chaleur de condensation dans les passages 42.
En d'autres termes, la chambre communicante d'admission 461 du radiateur 4 comporte les portions à grand diamètre (rl) et les portions à petit diamètre (r2) formées en alternance, et la portion (r2) empêche que le réfrigérant liquide du mélange gaz-liquide n'entre dans le passage de rayonnement contigu 42. Par conséquent, la quantité du réfrigérant liquide du mélange gaz-liquide qui traverse la portion à petit diamètre (r2) pour entrer dans les passages de rayonnement 42 est réduite, de sorte qu'il est possible d'augmenter l'aire effective pour le transfert de la
chaleur de condensation dans ces passages.
Lorsque la quantité de la chaleur rayonnante devient élevée, le réfrigérant éclate en bulles dans le réservoir 3, et le réfrigérant gazliquide mélangé contenant une grande quantité de bulles, c'est-à-dire un mélange du réfrigérant en phase gazeuse et du réfrigérant en phase liquide, se dirige vers la sortie du réservoir (figure 3). Si le passage d'admission est rectiligne, c'est-à-dire si ce passage a un diamètre uniforme, une grande quantité du réfrigérant en phase liquide circule en même temps que le réfrigérant en phase gazeuse pour entrer dans les passages de rayonnement 42 et les parties d'entrée de ces passages sont remplies du réfrigérant en phase liquide. Dans cet état, la chaleur est transférée non seulement par condensation mais également par convexion forcée. Etant donné que l'efficacité du transfert de chaleur de la convexion forcée est très inférieure à celle de la condensation, les performances de --rayonnement du radiateur 4 sont détériorées. Comme le présent mode de réalisation comporte les ouvertures de petit diamètre 411 dans le passage d'admission, l'écoulement du réfrigérant liquide dans les passages de rayonnement 42 peut être supprimé. En consequence, la chaleur est transférée du réfrigérant au radiateur 4 dans les passages de rayonnement 42 principalement par condensation et donc la détérioration des performances de rayonnement du radiateur 4 peut être empêchée. Les ouvertures de petit diamètre 41 évitent une distribution irrégulière du réfrigérant dans les passages 42, de sorte qu'il est réparti régulièrement dans les passages 42 et par conséquent la détérioration des performances
du radiateur 4 peut être évitée.
En outre, lorsque la quantité de la chaleur de rayonnement devient élevée, les bulles contenues à l'intérieur du réfrigérant dans le réservoir 3
augmentent, et le niveau du réfrigérant liquide s'élève.
Le réservoir sert de blocage lorsqu'il y a élévation du niveau du réfrigérant liquide. Par conséquent, le réfrigérant liquide ne peut entrer dans les passages de
rayonnement 42.
La partie la plus basse de l'ouverture à petit diamètre 411 est plus haute suivant une hauteur prédéterminée égale à (rl - r2)/2 que la surface inférieure de la chambre de retour 461. La partie ayant la hauteur prédéterminée endigue le réfrigérant liquide qui tombe, lequel est passé sous l'effet de sa propre
gravité par la sortie 35 du réservoir de réfrigérant.
Ainsi, l'écoulement du réfrigérant liquide dans les passages de rayonnement 42 peut être supprimé. Etant donné que la sortie 35 du réservoir a une forme sensiblement elliptique ou rectangulaire, le réfrigérant liquide circulant sous l'effet de sa propre gravité peut
être endigué de manière efficace.
En employant le radiateur 4 du type à coupe étirée, même lorsque le nombre des modules 2 fixés au réservoir de réfrigérant 3 est plus grand et que la chaleur totale dégagée par ces modules croît, la
capacité du radiateur 4 peut être facilement modifiée.
Plus précisément, en laminant des tubes de rayonnement 39 de la même forme un par un, la capacité du radiateur peut être facilement modifiée et par conséquent, un radiateur 4 ayant une capacité qui correspond à la quantité totale de la chaleur à rayonner peut être obtenu à un moindre coût. Etant donné que les passages de vapeur 9 peuvent communiquer avec la sortie 35 du réservoir en découpant simplement des portions supérieures des parois de cloisonnement 31 et 32 de l'élément extrudé 7, la circulation du réfrigérant peut être contrôlée à faible coût sans l'utilisation de
pièces spéciales supplémentaires.
Le radiateur 4 peut être disposé de manière à être penché vers le réservoir de réfrigérant 3 pour renvoyer le réfrigérant liquide condensé du radiateur 4
au réservoir 3 (passage 10 du liquide condensé).
A la place du chapeau 22b de l'extrémité inférieure du réservoir de réfrigérant 3 comme représenté en figure 3, des parties de l'extrémité inférieure des parois de cloisonnement 30, 31 et 32 peuvent être enlevées par un usinage supplémentaire tel qu'un fraisage, et une plaque plate 48 (chapeau d'extrémité 22) peut être brasée sur l'extrémité inférieure de l'élément extrudé 7. De cette façon, il devient facile de fabriquer le chapeau 22 (plaque plate 48). Bien que l'entrée 36 et la sortie 35 du réservoir de réfrigérant de ce mode de réalisation soient formées à des niveaux différents, respectivement, cette entrée et cette sortie peuvent être formées au même niveau dans ce mode de réalisation. L'entrée 36 et
la sortie 35 peuvent avoir la même forme.
Le réservoir de réfrigérant 3 du dispositif de refroidissement 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention est structuré par l'élément 7 formé par extrusion. En conséquence, --e coût d'une matrice *d'extrusion pour effectuer l'extrusion de l'élément 7 peut être inférieur à celui des matrices de compression destinées à comprimer les pièces. Lorsque le nombre des modules 2 croît, si ces modules sont disposés dans des étages multiples (longitudinalement), un élément 7 peut être utilisé en le coupant à la longueur appropriée. En conséquence, il n'est pas nécessaire de fournir de nouvelles matrices de compression lorsqu'on emploie un produit comprimé et le coût des matrices peut
être grandement réduit.
Etant donné que le réservoir de réfrigérant 3 comporte l'élément extrudé 7, une rigidité suffisante de la surface de cet élément, auquel sont fixés les modules 2, peut être assurée. Par conséquent, la résistance thermique de contact entre la surface de montage (surface extérieure) de la paroi de support de l'élément 7 et les modules 2 peut être réduite par rapport au cas o le réservoir de réfrigérant est structuré en assemblant de fins éléments comprimés et les modules 2. Ainsi, les performances de rayonnement du
dispositif de refroidissement 1 peuvent être améliorées.
En outre, en employant l'élément extrudé 7, il est possible d'avoir l'assurance que les portions épaisses 7a de la paroi ont une épaisseur suffisante pour former des alésages présentant un filetage interne et il est également possible d'établir librement 1-a forme des passages de vapeur 9 et du passage 10 du liquide condensé, ce qui est avantageux pour améliorer l'étanchéité à la pression lorsque le réservoir de réfrigérant 3 a une forme plate. Plus précisément, il est désavantageux de réaliser le réservoir 3 sous une forme plate pour réduire la quantité du réfrigérant en ce qui concerne l'étanchéité à la pression; en donnant des formes correctes aux passages de vapeur et au passage du liquide condensé 10, on peut avoir
l'assurance d'une étanchéité suffisante.
En outre, lorsque les portions épaisses 7a de la paroi présentent une aire suffisante pour former des trous filetés intérieurement, le même élément extrudé 7 peut être employé pour divers types de modules ayant des pas différents pour le montage des vis. En d'autres termes, les divers types de modules ayant des pas différents pour les vis de montage peuvent être montés sur le réservoir de réfrigérant 3 en employant le même élément extrudé 7. En conséquence, le réservoir de réfrigérant 3 peut être standardisé, et le coût entraîné par l'emploi des réservoirs standardisés 3 pour les divers types de modules ayant des pas différents pour
les vis peut être réduit.
Etant donné que l'intérieur du réservoir de réfrigérant 3 est divisé en passages de vapeur 9 et passage de liquide condensé 10, l'écoulement du réfrigérant en ébullition et celui du réfrigérant condensé dans le réservoir 3 peuvent être séparés l'un de l'autre avec certitude de sorte que le noyage dans lequel le réfrigérant en ébullition et le réfrigérant condensé se heurtent peut être évité, et par conséquent, il est possible d'obtenir de grandes performances de rayonnement. Etant donné que les passages de vapeur 9 et le passage du liquide condensé 10 sont séparés l'un de l'autre, le réfrigérant circulant dans le passage 10 n'est pas chauffé directement par la chaleur produite par les modules 2, et par conséquent, la température du réfrigérant est amenée à être inférieure- à celle du
réfrigérant se trouvant dans les passages de vapeur 9.
Le réfrigérant à basse température s'écoule progressivement à partir du passage 10 en passant par le passage de communication 17 pour entrer dans les
passages 9 et refroidir efficacement les modules 2.
On décrira maintenant un second mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 7 est une vue en perspective du dispositif de refroidissement de la figure 6. La figure
8 est une vue en coupe prise le long de la ligne VIII-
VIII de la figure 7. La figure 9 est une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de -la--figure 7. La figure 10 est une vue en coupe prise le long de la ligne
X-X de la figure 7.
En liaison avec les figures 7 à 10, dans le second mode de réalisation de l'invention, des tubes de rayonnement 39 sont inclinés de manière à renvoyer régulièrement le réfrigérant liquide condensé dans le
radiateur 4 au réservoir de réfrigérant 3.
Le réservoir de réfrigérant 3 comporte un élément extrudé 7 obtenu en extrudant, par exemple,un bloc d'aluminium, et un chapeau d'extrémité 22 fixé à l'extrémité inférieure ouverte de l'élément 7 (figure
7).
L'intérieur de l'élément 7 est compartimenté par des parois de cloisonnement 30, 31 et 32 s'étendant verticalement dans les passages de vapeur 9, un passage de liquide condensé 10, et un passage inopérant 33, qui traversent longitudinalement l'élément 7. Chaque extrémité ouverte des passages de vapeur 9 et une extrémité ouverte du passage 10 servent de sortie 35 et
d'entrée 36 du réservoir de réfrigérant, respectivement.
Le chapeau d'extrémité 22 est constitué du même aluminium que l'élément extrudé 7, et est brasé intégralement à l'extrémité inférieure de l'élément 7 de manière à former un passage de communication inférieur 38 faisant communiquer les passages de vapeur 9, le passage de liquide condensé 10 et le passage inopérant
33 de l'élément 7 les uns avec les autres.
Comme représenté en figure 7, un chapeau d'extrémité 22 est fixé à un tube 49 pour l'étanchéité du réfrigérant, par l'intermédiaire duquel le dispositif de refroidissement 1 est lavé, le réfrigérant est fourni et un dégazage est exécuté.- Lors du dégazage du dispositif de refroidissement 1, ce dispositif est retourné après remplissage avec le réfrigérant, le radiateur 4 est immergé dans un bain d'eau chaude maintenu à une température à laquelle la pression de vapeur saturée du réfrigérant est supérieure à la pression atmosphérique. Ainsi, le -- réfrigérant se trouvant dans le dispositif de refroidissement 1 s'évapore pour libérer de l'air, car le réfrigérant vaporisé a une masse spécifique supérieure à celle de l'air. Après dégazage, le tube 49 est maté et rendu étanche par soudage ou analogue de manière à rendre
étanche le réfrigérant dans le dispositif.
Le radiateur 4 est un échangeur de chaleur du type dit à coupe étirée. Le radiateur 4, d'une manière similaire au radiateur du premier mode de réalisation, est obtenu en laminant une conduite de connexion 51 (élément de connexion) obtenue en réunissant deux plaques 50, et une multitude de tubes de
rayonnement 39 ayant la même forme creuse.
La conduite de connexion 51 recouvre verticalement l'extrémité supérieure du réservoir de réfrigérant 3, et l'intérieur de la conduite 51 est divisé par des parois de cloisonnement 52 pour former une chambre d'admission 511 qui communique avec la sortie 35 du réservoir de réfrigérant 3, et une chambre de décharge 52 qui communique avec l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant comme cela est représenté en figure 10. Comme représenté en figures 8 et 10, une multitude d'ailettes intérieures 53 sont disposées dans la chambre de décharge 512 de la conduite 51, et sont maintenues par une multitude de nervures de
positionnement 50a formées par les plaques 50.
Comme représenté en figure 10, deux plaques de connexion 34, c'est-à- dire des éléments de plaque, sont réunies ensemble pour former une unité 341 de retour de réfrigérant liquide. L'unité 341 est réunie hermétiquement aux parois latérales de la conduite de connexion 51 afin de former une chambre 461 de retour qui communique avec les passages de vapeur 9 et le passage inopérant 33 par l'intermédiaire de la sortie 35 du réservoir de réfrigérant, une chambre 471 de décharge qui communique avec le passage de liquide condensé 10 par l'intermédiaire de l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant, et avec un passage de-- retour 421 qui réalise l'interconnexion entre la chambre 461 et la chambre 471. Des ailettes intérieures 43 sont disposées dans le passage de retour 421 (figure 11). Les plaques de connexion 34, d'une façon similaire aux plaques comprimées 40, comportent des ouvertures 411 de petit diamètre. Les chambres de retour 461 et 471 communiquent avec les tubes de rayonnement 39 par l'intermédiaire des
ouvertures 411.
L'unité 341 de retour du réfrigérant liquide est constituée d'une chambre 461 de retour pour l'admission (ouverture à grand diamètre) ayant un diamètre intérieur prédéterminé rl, qui communique avec la sortie 35 du réservoir de réfrigérant 3, une chambre 471 de retour pour la décharge (partie à grand diamètre) connectée à l'entrée 36 du réservoir, et un passage de retour 421 faisant l'interconnexion entre la chambre 461 et la chambre 471. Une ouverture de petit diamètre 411 (partie à petit diamètre, ouverture de limitation) ayant un diamètre inférieur à celui de la chambre 461 est formée dans une partie de cette chambre au côté opposé
de la sortie 35 du réservoir.
Comme représenté en figure 4, le tube de rayonnement 39 est une structure creuse obtenue en réunissant des parties du bord périphérique de deux plaques comprimées 40, par exemple, en aluminium. Le tube 39 comporte un passage d'admission et un passage de décharge ayant des ouvertures de petit diamètre 41 à ses
extrémités opposées, respectivement.
Chaque tube 39 forme un passage plat de rayonnement 42 à sa partie centrale, et ses deux extrémités forment une chambre de communication 44 pour l'admission (espace connecté à la sortie 35 du réservoir de réfrigérant) et une chambre 45 de communication pour la décharge (espace connecté à l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant), respectivement, qui ont chacune un grand diamètre. Le passage d'admission est obtenu en
laminant la multitude de chambres de communication 44.
Le passage pour la décharge est obtenu en laminant la multitude de chambres 45. Le passage pour l'admission et le passage pour la décharge comportent les ouvertures de petit diamètre 41 entre les chambres adjacentes 44 et entre les chambres adjacentes 45, respectivement. Ainsi, chaque passage pour l'admission et chaque passage pour la décharge est formé de manière à comporter une multitude de portions de grand diamètre (rl) et de portions de petit diamètre (r2), qui sont disposées en alternance. Les ouvertures de petit diamètre 41, qui sont formées par poinçonnage, servent d'ouvertures de limitation qui suppriment la quantité du réfrigérant liquide circulant entre l'une des chambres adjacentes 44
et l'autre.
Comme on l'a représenté en figure 11, des ailettes intérieures ondulées 43 constituées de fines plaques d'aluminium sont disposées dans les passages plats de rayonnement 42 des tubes de rayonnement 39. La figure 12A est une vue en plan de l'ailette intérieure 43, et la figure 12B une vue en coupe prise le long de
la ligne XIIB-XIIB de la figure 12A.
Comme représenté en figure 10, les tubes de rayonnement 39 sont laminés sur un côté de la conduite de connexion 51 et communiquent les uns avec les autres
par l'intermédiaire des ouvertures de petit-diamètre 41.
Les tubes de rayonnement 39 communiquent avec la conduite de connexion 51 par l'intermédiaire des ouvertures de petit diamètre 41 de la plaque 50 (du côté du tube de rayonnement 39) et des ouvertures de petit diamètre des tubes de rayonnement 39. Les tubes de rayonnement 39 sont fixés à la conduite de connexion 51 tout en étant inclinés entièrement de sorte que le niveau de la chambre 44 est plus élevé que celui de la chambre 45 comme cela est représenté en figure 7. Des nervures 50b formées dans les plaques 50 renforcent les portions de la plaque 50 qui sont réunies au tube de
rayonnement 39.
Les ouvertures de petit diamètre 41 du tube 39 communiquent avec les ouvertures de petit diamètre 411 de l'unité de retour 341. La chambre 461 et la chambre 44 communiquent l'une avec l'autre, et la chambre 471 et la chambre 45 communiquent simultanément l'une avec l'autre. Le radiateur 4 a la construction
décrite ci-dessus.
On décrira ci-après le fonctionnement du
second mode de réalisation de l'invention.
Le réfrigérant chauffé par la chaleur
dégagée par les modules 2 et transféré à partir de ceux-
ci bout et s'élève sous la forme de bulles dans les passages de vapeur 9. Après avoir traversé la sortie 35 du réservoir pour entrer dans la chambre d'admission 511 de la conduite de connexion 51, le réfrigérant sort de la chambre 511 pour entrer dans les passages de décharge, c'est-à-dire dans la chambre de retour 461 et les chambres 444, et est distribué parmi les passages de rayonnement 42 des tubes 39. Le réfrigérant vaporisé traversant les passages 42 se condense sur les surfaces
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intérieures de ces passages et les surfaces des-ailettes intérieures, qui sont refroidies par l'air soufflé par un ventilateur de refroidissement 5 (figure 8), de manière à rayonner la chaleur de condensation. Le réfrigérant devient des gouttelettes, et circule le long des surfaces inférieures des passages de rayonnement 42 pour entrer dans les passages de décharge, c'est-à-dire la chambre 45 et la chambre 471. Alors, le liquide condensé s'écoule à partir des passages de décharge et entre, par l'intermédiaire de la chambre d'admission de la conduite de connexion 51 et l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant 3, dans le passage 10 du liquide condense. Après avoir descendu dans le passage 10, le réfrigérant revient par l'intermédiaire du passage inférieur de connexion 38 formé dans un chapeau
d'extrémité aux passages de vapeur 9.
Lorsque la quantité de la chaleur rayonnante devient élevée, le réfrigérant forme des bulles dans le réservoir 3 et le réfrigérant en phase gazeuse et le réfrigérant en phase liquide entrent dans la chambre 461. L'ouverture de petit diamètre 411 de la chambre 461 empêche l'entrée du réfrigérant liquide du mélange dans les passages de rayonnement. Plus précisément, le réfrigérant liquide du mélange est endigué par l'ouverture 411 de petit diamètre. Le réfrigérant liquide endigué retourne par l'intermédiaire du passage 421 dans le réservoir 3. Par conséquent, la
quantité du réfrigérant liquide dans le mélange gaz-
liquide qui traverse l'ouverture 411 pour entrer dans les passages de rayonnement 42 est réduite. En conséquence, il est possible d'augmenter la zone effective pour le transfert de la chaleur de
condensation dans les passages 42.
En d'autres termes, la chambre 461 du radiateur 4 comprend la portion à grand diamètre (rl) et les portions à petit diamètre (r2) formées en alternance, et la portion à petit diamètre (r2) empêche que le réfrigérant liquide du mélange gaz-liquide n'entre dans le passage 42. Par conséquent, la quantité du réfrigérant liquide du mélange gaz- liquide qui traverse la portion à petit diamètre (r2) pour entrer dans les passages 42 est réduite, de sorte qu'il est possible d'augmenter la zone effective pour le transfert
de la chaleur de condensation dans les passages 42.
Dans le second mode de réalisation, d'une façon similaire au premier mode, les ouvertures de petit diamètre 41 sont prévues dans le passage d'admission, les ouvertures de petit diamètre 41 empêchent la distribution irrégulière du réfrigérant dans les passages de rayonnement 42, de sorte que le réfrigérant est distribué d'une façon identique dans les passages 42 et par conséquent la détérioration des performances de
rayonnement du radiateur 4 peut être évitée.
Etant donné que les tubes de rayonnement 39 sont fixés à la conduite de connexion 51 tout en étant inclinés, le réfrigérant liquide condensé- peut s'écouler régulièrement à partir des passages 42 dans la direction du réservoir de réfrigérant 3. En conséquence,la quantité du réfrigérant liquide condensé qui se trouve sur les surfaces inférieures des passages 42 est réduite, et le réfrigérant vaporisé peut être condensé de manière efficace. Par conséquent, la quantité nécessaire du réfrigérant peut être réduite, et le coût
peut être diminué.
Etant donné que les passages de vapeur 9 sont séparés par la multitude de parois de cloisonnement 31, les écoulements du réfrigérant gazeux dans les passages de vapeur 9 sont réguliers, et les parois 31 augmentent la zone effective d'ébullition de sorte que
les performances de rayonnement peuvent être améliorées.
En outre, les parois de cloisonnement 31 renforcent la résistance mécanique du réservoir 3 contre les pressions positives et négatives internes, et empêchent la déformation de la surface de paroi à laquelle sont fixés
les modules 2.
Comme variante. des premier et second modes de réalisation, comme représenté en figure 13, les radiateurs 4 peuvent être fixés aux deux côtés de la plaque de connexion 34 pour améliorer encore les performances de rayonnement. On décrira maintenant un troisième mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 14 est une vue avant du dispositif de refroidissement selon le troisième mode de réalisation. La figure 15 est une vue de côté du
dispositif de refroidissement de la figure 14.
Dans le troisième mode de réalisation, un dispositif de refroidissement 1 est une variante du dispositif représenté en figure 7. Le dispositif de refroidissement 1 du troisième mode de réalisation sera décrit principalement en liaison avec les parties qui
sont différentes de celles du dispositif de la figure 7.
Les parties et composants ayant des fonctionnements similaires ou équivalents à ceux du dispositif de la figure 7 sont indiqués par les mêmes références, et leur
description sera omise.
En liaison avec les figures 14 et 15, un radiateur 4, d'une manière similaire au radiateur de la figure 7, est un échangeur de chaleur du type dit à coupe étirée, formé en laminant une conduite de connexion 51 formée par la réunion de deux plaques 50, et une multitude de tubes de rayonnement 39 ayant la
même forme creuse.
La conduite de connexion 51 est formée en réunissant les deux plaques 50 représentées en figure 16A. Comme représenté en figure 16B, la conduite 51 comporte dans ses extrémités opposées, respectivement, deux ouvertures de décharge 541 et 542, par lesquelles le réfrigérant en ébullition et vaporisé dans le réservoir de réfrigérant 3 entre dans le radiateur 4, et deux ouvertures de retour 544 et 545 par l'intermédiaire desquelles le réfrigérant liquide condensé dans le radiateur 4 est renvoyé au réservoir 3. Comme représenté en figure 14, la conduite de connexion 51 recouvre
verticalement l'extrémité supérieure du réservoir 3.
L'intérieur de la conduite 51 est séparé par des parois de cloisonnement 52 pour former une chambre d'admission 511 (non représentée) reliée à la sortie 35 du réservoir de réfrigérant 3, et une chambre de décharge 512 (non représentée) connectée à l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant. En figure 16B, les tirets entourant l'ouverture de décharge 542 et l'ouverture de retour 544 indiquent des saillies entourant les ouvertures représentées en figure 16A. Des parties de maintien 543 et 546 sont formées entre les ouvertures 541 et 542 et entre les ouvertures 544 et 545, respectivement. Une multitude d'ailettes 53 sont insérées dans la chambre
d'admission de la conduite de connexion 51.
Comme représenté en figure 17A, le tube de rayonnement 39 est une structure cre-euse formée en réunissant les parties du bord périphérique de deux plaques comprimées 40, par exemple, en aluminium. Comme représenté en figure 17B, des ouvertures de petit diamètre 411 et 412 sont formées dans une extrémité du tube de rayonnement 39, et des ouvertures de petit diamètre 414 et 415 sont pratiquées dans son autre extrémité. Des parties de maintien 413 et 416 sont formées entre les ouvertures 411 et 411 et entre les
ouvertures 414 et 415.
Comme représenté en figure 15, les tubes de rayonnement 39 sont laminés sur les deux côtés de la conduite de connexion 51, et des ailettes 16 sont disposées entre les tubes contigus 39. Des saillies sont formées autour des ouvertures de petit diamètre 411 et 415 comme représenté en figure 17A, et les ouvertures de petit diamètre 412 et 414 sont formées dans des trous ayant chacun une largeur permettant de recevoir les saillies formées autour des ouvertures 411 et 415, respectivement. Lors du laminage des plaques 40, l'ouverture 412 et l'ouverture 415 de l'autre plaque sont montées, et l'ouverture 411 et l'ouverture 414 de l'autre plaque sont montées, respectivement. Après le montage des plaques 40, celles-ci sont réunies par brasage ou analogue. La multitude de plaques 40 communiquent les unes avec les autres par l'intermédiaire des ouvertures respectives de petit diamètre 411, 412, 414 et 415 pour construire les tubes
de rayonnement 39.
La conduite de connexion 51 communique avec les tubes 39 en faisant communiquer les ouvertures de décharge 541 et 542 et les ouvertures de retour 544 et 545 avec les ouvertures de petit diamètre 411, 412, 414 et 415 des plaques 40. La plaque 40 la plus à l'extérieur du tube 39 ne comporte aucune ouverture de petit diamètre. La plaque 40 la plus à l'extérieur peut présenter les ouvertures de petit diamètre et les ouvertures de petit diamètre peuvent être fermées par des plaques d'extrémité (non représentées) à partir de
l'extérieur de la plaque 40.
Le tube de rayonnement 39 forme intérieurement un passage de rayonnement 42 à sa partie
centrale, et une multitude de passages 42 sont formes.
Des ailettes intérieures ondulées, formées de fines plaques d'aluminium comme représenté en figure 12, sont
disposées dans le passage 42.
En d'autres termes, un passage d'admission est formé en laminant unmultitude de chambre 44, chacune étant formée en réunissant les deux plaques comprimées 40, un passage de décharge est formé en laminant une multitude de chambres 45 de décharge, chacune étant formée en réunissant les deux plaques comprimées 40. Les ouvertures de petit diamètre 411, 412, 414 et 415 qui sont formées par poinçonnage servent d'ouvertures de limitation qui empêchent que le réfrigérant liquide provenant de l'une des chambres
adjacents 44 n'entre dans l'autre.
Les ouvertures 411, 412, 414 et 415 (portions de petit diamètre, ouvertures de limitation) ont un diamètre r2 dans la direction transversale, et des ouvertures de grand diamètre (portions à grand diamètre) ayant un diamètre rl dans la direction transversale, qui est supérieur au diamètre r2, sont formées autour des ouvertures 411, 412, 414 et 415. Chacune des ouvertures 411, 412, 414 et 415 a un diamètre r4 dans la direction verticale, et des ouvertures de grand diamètre (portions à grand diamètre) ayant chacune un diamètre r3 dans la direction verticale, qui est supérieur au double du diamètre r4 (r3 > 2 x r4) sont formées autour des ouvertures 411,
412, 414 et 415.
- Les tubes de rayonnement 39, d'une façon similaire à celle représentée en figure 7, sont fixés à la conduite de connexion 51 tout en étant entièrement inclinés de sorte que le niveau de la chambre 44 est supérieur à celui de la chambre 45. Comme représenté en figures 18A et 18B, dans la plaque comprimée 40 formant chaque tube 39, le niveau de la portion la plus basse 411a de l'ouverture 411 est inférieur d'une distance dl à celui de la portion la plus basse d'une partie de la plaque 40, formant le passage 42, et le niveau de la portion inférieure 414a de l'ouverture 414 est plus bas d'une distance d2 que la portion la plus basse d'une partie de la plaque comprimée 40, constituant le passage 42. Les distances dl et d2 peuvent être égales ou
différentes l'une de l'autre.
On décrira ci-après le fonctionnement du
troisième mode de réalisation de la présente invention.
Le réfrigérant chauffé par la chaleur
dégagée par les modules 2 et transféré à partir de ceux-
ci bout, s'élève sous forme de bulles dans les passages de vapeur 9, et traverse la sortie 35 du réservoir pour entrer dans la chambre 511 de la conduite de connexion 51. Alors, le réfrigérant sort de la chambre 511 par l'intermédiaire des ouvertures de petit diamètre 541 et
542 pour entrer dans les passages d'admission, c'est-à-
dire la chambre d'admission 461 et les chambres
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d'admission-44, et est réparti parmi les passages 42 des tubes de rayonnement 39. Le réfrigérant vaporisé traversant les passages 42 se condense sur les surfaces intérieures des passages et les surfaces des ailettes intérieures, qui sont refroidies par l'air soufflé par un ventilateur de refroidissement 5 (figure 9) à basse température, de manière à rayonner la chaleur de condensation. Le réfrigérant se transforme en gouttelettes et circule le long des surfaces inférieures 40a des passages de rayonnement 42 pour entrer dans les passages de décharge, c'est-à-dire les chambres 45 et la chambre 471. Alors, le réfrigérant liquide s'écoule à partir des passages de décharge en passant par les ouvertures de petit diamètre 544 et 545 de la conduite de connexion 51 pour entrer dans la chambre de décharge 512. (Dans ce cas, la majeure partie du réfrigérant s'écoule autour de la portion la plus basse de l'ouverture inférieure de petit diamètre 544). Alors, le réfrigérant traverse l'entrée 36 du réservoir 3 pour entrer dans le passage de liquide condensé 10. Après descente dans le passage 10, le réfrigérant revient aux passages de vapeur 9 par l'intermédiaire d'un passage inférieur de connexion 38 formé dans un chapeau d'extrémité. Lorsque la quantité de la chaleur rayonnante devient élevée, le réfrigérant forme des bulles dans le réservoir 3 et les réfrigérants en phase gazeuse et en phase liquide entrent tous deux dans la chambre de retour 461. L'ouverture de petit diamètre 414 de la chambre 461 empêche que le réfrigérant liquide n'entre dans les passages de rayonnement. Le réfrigérant liquide endigué est renvoyé par l'intermédiaire d'un passage de retour 421 au réservoir 3. Par conséquent, la
quantité du réfrigérant liquide dans le mélange gaz-
liquide qui traverse l'ouverture 404 pour entrer dans les passages de rayonnement 42 est réduite. En conséquence, il est possible d'augmenter la zone effective pour le transfert de la chaleur de
condensation dans les passages de rayonnement 42.
Dans le troisième mode de réalisation de l'invention, d'une façon similaire aux premier et second modes de réalisation, étant donné que les ouvertures de petit diamètre 411, 412, 414 et 415 sont prévues dans les passages d'admission, il est possible d'empêcher la circulation du réfrigérant liquide dans les passages de rayonnement 42. Par conséquent, la chaleur est transférée dans les passages 42 entre le réfrigérant et le radiateur 4 principalement par condensation, et la détérioration des performances de rayonnement peut être évitée. Les ouvertures à petit diamètre empêchent une distribution irrégulière du réfrigérant dans les passages 42 et le réfrigérant peut être réparti régulièrement dans ces passages. De cette façon, la détérioration des performances de rayonnement du
radiateur 4 peut être également empêchée.
Etant donné que les tubes de rayonnement 39 sont fixés à la conduite de connexion 51 tout en étant inclinés, le réfrigérant liquide condensé peut circuler régulièrement dans les passages 42 des tubes 39 à partir des chambres 44 dans la direction des chambres 45. Par conséquent, la quantité du réfrigérant liquide condensé qui se trouve sur les surfaces inférieures des passages 42 est réduite, et le réfrigérant vaporisé peut être condensé avec efficacité. Par conséquent, la quantité nécessaire de réfrigérant peut être réduite, et
*le coût peut être diminué.
Lorsque les ouvertures de petit diamètre 411, 412, 414 et 415 sont formées dans le passage de décharge, le réfrigérant qui circule entre les passages 42 et le passage de décharge peut être endigué par les ouvertures de petit diamètre et y rester, et la quantité du réfrigérant qui traverse le dispositif de refroidissement 1 pour rayonner la chaleur peut être réduite. Cependant, étant donné que le niveau de la portion la plus basse 411a de l'ouverture à petit diamètre du.passage de décharge est plus bas que celui de la portion la plus basse 40a du passage de rayonnement 42, la quantité du réfrigérant qui se trouve dans les portions inférieures des ouvertures 411 et 414 peut être réduite. Par conséquent, la quantité nécessaire du réfrigérant peut être réduite, et le coût
peut être diminué.
Des parties réunies sont formées autour des ouvertures de petit diamètre 411, 412, 414 et 415, et les parties réunies de la multitude de plaques
comprimées 40 sont réunies pour construire le radiateur.
Etant donné que les portions de maintien 413 et 416 sont formées entre les ouvertures 411 et 412 et entre les ouvertures 414 et 415, une charge uniforme élevée peut être appliquée aux parties réunies lors de la réunion des plaques comprimées 40. Par conséquent, les parties réunies des plaques comprimées 40 peuvent l'être en étant étanches à l'air lorsqu'elles sont brasées les unes aux autres; il en résulte que les performances de
rayonnement de la chaleur peuvent être améliorées.
On décrira maintenant un quatrième mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 19 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement selon le quatrième mode de
réalisation de la présente invention.
Dans le quatrième mode de réalisation, le dispositif de refroidissement 1 est une variante du dispositif 1 représenté en figure 7. On décrira maintenant le dispositif de refroidissement 1 principalement en liaison avec les parties différentes de celles du dispositif de la figure 7. Les parties et les composants ayant des fonctionnements similaires ou équivalents à ceux du dispositif de la figure 7 sont
indiqués par les mêmes références et leur description
sera omise.
Une conduite de connexion 51 recouvre verticalement l'extrémité supérieure d'un réservoir de réfrigérant 3. L'intérieur de la conduite de connexion 51 est cloisonné par des parois 50a pour former une chambre d'admission 511 qui est connectée à une sortie formée dans le réservoir de réfrigérant 3, et une chambre 512 de décharge qui est connectée à une entrée 36 formée dans le réservoir 3. Deux plaques de connexion 34 sont réunies pour former une unité 341 de retour de réfrigérant liquide. L'unité 341 est réunie hermétiquement à la paroi supérieure de la conduite 51 pour former une chambre 461 d'admission qui communique avec un passage de vapeur 9 par l'intermédiaire de la sortie 35 du réservoir, une chambre 471 de décharge qui communique avec un passage de liquide condensé 10 par l'intermédiaire de l'entrée 36 du réservoir, et un passage de rayonnement 421 faisant l'interconnexion entre la chambre 461 et la chambre 471. Les plaques de connexion 34, d'une façon similaire aux plaques comprimées 40, présentent des ouvertures de petit diamètre 411. Les chambres de retour 461 et 471 communiquent avec des tubes de rayonnement 39 par
l'intermédiaire des ouvertures 411.
Lorsque la quantité de la chaleur rayonnée devient importante, le réfrigérant forme des bulles dans le réservoir 3 et le réfrigérant en phase gazeuse et le réfrigérant en phase liquide entrent dans la chambre 461. L'ouverture 411 de la chambre 461 empêche l'entrée du réfrigérant liquide du mélange dans les passages de rayonnement. Plus précisément, le réfrigérant du mélange est endigué par l'ouverture de petit diamètre 411. Le réfrigérant liquide endigué est renvoyé par le passage de retour 421 au réservoir 3. Par conséquent, la quantité du réfrigérant liquide dans le mélange qui traverse l'ouverture de petit diamètre 411 pour entrer dans les passages de rayonnement 42 est réduite. En conséquence, il est possible d'augmenter la zone effective pour le transfert de la chaleur de
condensation dans ces passages.
En outre, lorsque la quantité de la chaleur rayonnée devient importante, les bulles augmentent dans le réfrigérant du réservoir 3, et le niveau du réfrigérant liquide s'élève. La partie la plus basse de l'ouverture de petit diamètre 411 est plus étroite selon une valeur prédéterminée (rl r2) que- la surface inférieure de la chambre 461. Par conséquent, le réfrigérant est bloqué et le réfrigérant liquide ne peut entrer dans les passages de rayonnement lorsque le
niveau du liquide s'élève.
Avec les premier et quatrième modes de
réalisation, on peut obtenir les-effets suivants.
Etant donné que le radiateur peut être construit en laminant la multitude de tubes de rayonnement ayant chacun la même forme creuse, et en connectant l'ensemble des tubes de rayonnement à l'unité de connexion réunie au réservoir de réfrigérant, la capacité du radiateur peut être facilemenit changée en laminant des tubes additionnels ayant chacun la même forme creuse à l'ensemble des tubes lorsque le nombre des corps chauffants fixés au réservoir du réfrigérant est augmenté et que la quantité totale de la chaleur produite est accrue. Ainsi, il est possible de fournir un radiateur ayant une capacité qui correspond à la quantité nécessaire de la chaleur dégagée et cela à
faible coût.
Comme le réservoir de réfrigérant 3 comporte intérieurement le passage inférieur de communication 38 qui fait communiquer les passages de vapeur avec le passage du liquide condensé dans l'extrémité inférieure du réservoir 3, le réfrigérant liquide refroidi est fourni continuellement aux passages de vapeur à partir du passage de liquide condensé. Par conséquent, le noyage (interférence mutuelle lorsque le réfrigérant vaporisé et le réfrigérant liquide se déplacent) peut
être évité.
Etant donné que les tubes de rayonnement 39 sont reliés par l'intermédiaire de la conduite de connexion 51 au réservoir de réfrigérant 3, la direction ou la position dans lesquelles les tubes 39 sont installés peuvent être changées correctement en modifiant la forme de la conduite 51. Ainsi, le degré de liberté dont on dispose lors de la conception du dispositif de refroidissement est amélioré. De cette façon, le dispositif de refroidissement peut être réduit
en matière de dimensions.
Etant donné que les surfaces intérieures des tubes de rayonnement 39 sont inclinées à partir des chambres 44 dans la direction des chambres 45, le réfrigérant liquide condehsé peut s'écouler régulièrement dans les passages de rayonnement 42 entre les deux chambres. En conséquence, la quantité du réfrigérant liquide condensé qui se trouve sur les surfaces inférieures des passages 42 est réduite, et le
réfrigérant vaporisé peut se condenser efficacement.
Etant donné que le réservoir-de réfrigérant 3 comporte l'élément extrudé 7, il est possible de la
fabriquer avec une productivité élevée.
Comme les parois de cloisonnement sont formées intégralement avec l'élément extrudé et divisent l'intérieur de la chambre de réfrigérant, les passages de vapeur 9 et le passage de liquide condensé 10 peuvent
être formés facilement.
Etant donné que la multitude de passages 9 peut communiquer avec la sortie 35 du réservoir en coupant simplement l'extrémité supérieure de la paroi de cloisonnement 31 de l'élément extrudé, la circulation du réfrigérant peut être contrôlée à faible coût sans
utiliser des pièces spéciales.
Les passages de vapeur et le passage de liquide condensé peuvent communiquer dans la partie inférieure de la chambre de réfrigérant en coupant l'extrémité inférieure des parois de cloisonnement de l'élément extrudé et en réunissant un élément de
fermeture à l'extrémité inférieure de l'élément extrudé.
Par conséquent, l'élément de fermeture peut avoir une forme simple (par exempLe, être une simple -plaque)
plate), et il devient aisé de le fabriquer.
Quand le dispositif de refroidissement sert à refroidir une multitude de corps chauffants, une pluralité de chambres de réfrigérant peuvent être formées à l'intérieur du réservoir de réfrigérant 3 pour les corps respectifs. En faisant communiquer les
chambres de réfrigérant les unes avec les autres, celui-
ci peut circuler de manière uniforme dans l'ensemble du réservoir de réfrigérant, et la détérioration des performances de rayonnement provoquée par une distribution irrégulière du réfrigérant dans son
réservoir peut être évitée.
En conférant au réservoir de réfrigérant une forme plate, on peut réduire la quantité du réfrigérant utilisée dans celui-ci. Par conséquent, même si l'on emploie un réfrigérant coûteux du type fluorocarbone, on
peut minimiser le coût.
Les passages de vapeur et le passage de liquide condensé peuvent être formés par des plaques de contrôle de l'écoulement du réfrigérant qui sont
disposées à l'intérieur de la chambre de réfrigérant.
Dans ce cas, en plus de l'effet permettant d'éviter le noyage, en disposant les plaques de contrôle et l'écoulement du réfrigérant en contact avec les surfaces intérieures de la chambre de réfrigérant, on peut améliorer la rigidité de la chambre, et la zone de rayonnement de cette chambre peut être augmentée de sorte qu'on peut améliorer les performances de
rayonnement.
Non seulement le réservoir de réfrigérant, mais aussi le radiateur peuvent être structurés de façon à utiliser un élément extrudé formé par une extrusion intégrale avec le réservoir de réfrigérant. De cette façon, il est possible de réduire le coût du radiateur et d'omettre les travaux d'assemblage du radiateur et du réservoir de réfrigérant, de sorte qu'on peut diminuer
le coût total du dispositif de refroidissement.
Le radiateur 4 comporte une multitude d'éléments de plaque ayant des parties réunies et est formé en joignant les parties réunies des éléments de plaque. Etant donné que la partie réunie est formée en cambrant l'élément de plaque, il est aisé de former le radiateur. Bien qu'on ait décrit la présente invention dans le cas o le corps chauffant est employé comme milieu à haute température, un fluide de haute température, tel qu'un gaz ou un liquide à haute température, peut être employé comme milieu à haute température. Dans ce cas, les ailettes absorbant la chaleur peuvent être formées sur la surface correspondant à celle à laquelle sont fixés les dispositifs à semi-conducteur. Un corps chauffant est disposé en étant éloigné du dispositif de refroidissement, et le fluide à haute température est refroidi en faisant circuler ce fluide-autour du corps chauffant et en absorbant la chaleur du fluide avec les
ailettes.
On décrira maintenant un cinquième mode de
réalisation de la présente invention.
La demanderesse a examiné le dispositif de
refroidissement classique qu'on représente en figure 26.
Dans ce dispositif, le réfrigérant vaporisé qui a été soumis à ébullition et vaporisé en absorbant la chaleur d'un corps chauffant 110 d'un réservoir de réfrigérant libère la chaleur latente de condensation et est liquéfié (pour former un liquide condensé), lorsqu'il circule dans une direction à partir d'une entrée 121 dans la direction d'une sortie 122 à l'intérieur d'un radiateur 120, et le réfrigérant liquide condensé va du radiateur 120 au réservoir de réfrigérant 100 (l'écoulement du réfrigérant est représenté par les
flèches en trait plein de la figure 26).
Cependant, le dispositif de refroidissement décrit ci-dessus est construit de manière que le réfrigérant circule dans une direction à l'intérieur du radiateur 120. Par conséquent, dans le cas o la partie centrale du radiateur 120 a de grandes dimensions en conformité avec l'augmentation du chauffage produit par le corps chauffant 100, la température de l'ailette extérieure du radiateur 120 s'abaisse car éloignée de l'entrée 121 de la partie centrale, comme cela est représenté en figure 27. Cette figure indique la
distribution de la température de l'ailette extérieure.
Il en résulte que, étant donné que la différence de température par rapport à l'atmosphère ne peut être élevée à la partie dans laquelle la température de l'ailette est basse, elle ne peut contribuer grandement au rayonnement. A cause de cela, il y a le problème que, lorsque la partie centrale a de grandes dimensions, les performances de rayonnement ne peuvent être améliorées efficacement. Plus précisément, les performances de rayonnement correspondant aux grandes dimensions de la
partie centrale ne peuvent être obtenues.---
Compte-tenu des problèmes qu'on vient d'exposer, on décrira le cinquième mode de réalisation
en liaison avec les figures 20-22.
La figure 20 est une vue avant d'un dispositif de refroidissement, la figure 21 une vue de côté de ce dispositif et la figure 22 une vue en coupe
prise le long de la ligne XXII-XXII de la figure 20.
Le dispositif de refroidissement 1 sert à refroidir un corps chauffant 2 par un transfert de chaleur dans lequel l'ébullition et la condensation du réfrigérant sont répétées, et comprend un réservoir de réfrigérant 3, une partie de connexion 4, un radiateur 5 (voir figure 21) et un ventilateur de refroidissement
(non représenté).
Le corps chauffant 2 est un module de semi-
conducteurs constituant un circuit onduleur, par exemple; d'un véhicule électrique et d'un équipement de commande d'énergie électrique en général, et la surface rayonnante du corps chauffant 2 est fixée au réservoir 3 par un boulon 6 tout en étant en contact étroit avec la
surface extérieure de la paroi du réservoir 3.
Le réservoir de réfrigérant 3 comporte un élément extrudé 7 obtenu par l'extrusion d'un bloc d'aluminium, par exemple, et un chapeau 8 recouvrant la
surface de l'extrémité inférieure de l'élémeht 7.
L'élément extrudé 7 a une forme plate dans laquelle la largeur en épaisseur est plus petite que la largeur latérale, et comporte un passage de vapeur 9 et un passage de liquide condensé 10 qui s'étendent dans la direction d'extrusion (sens vertical en figure 21). Le passage de vapeur 9 est un passage dans lequel monte le réfrigérant vaporisé qui absorbe la chaleur du corps chauffant et est mis en ébullition et vaporisé, et il y a deux passages de vapeur 9 dans des zones correspondant
à la partie sur laquelle le corps chauffant 2 est monté.
Le passage 10 du liquide condensé est un passage dans lequel circule le réfrigérant liquide -condensé qui est refroidi et liquéfié par le radiateur 5, et deux passages 10 du liquide condensé sont formés dans des zones distantes de la partie sur laquelle le corps chauffant 2 est monté (côtés extérieurs gauche et droit du passage de vapeur 9 dans ce mode de réalisation). La partie séparant le passage de vapeur 9 et le passage de liquide condensé 10 et la partie séparant deux passages de vapeur 9 sont divisées par une multitude de parois 11 et 12 qui s'étendent dans le sens de l'extrusion, et chaque passage 9 est divisé en petits passages 9a par une multitude de nervures 3 qui s'étendent dans le sens
de l'extrusion.
Le chapeau 8 est réalisé dans le même aluminium que l'élément 7, et est connecté de manière à recouvrir hermétiquement la partie périphérique extérieure de l'extrémité inférieure de l'élément extrudé 7. Un passage de communication 14 pour faire communiquer les passages 9 et 10 qui sont formés dans l'élément 7 est fourni entre la surface intérieure de la paroi du chapeau 8 et la surface de l'extrémité
inférieure de l'élément 7.
La partie de connexion 4 relie de manière étanche à l'air le réservoir de réfrigérant 3 et le radiateur 5, et comporte un élément extrudé 15 formé par l'extrusion d'un bloc d'aluminium, par exemple, et une plaque d'extrémité 16 pour fermer l'extrémité supérieure ouverte de l'élément 15. La partie de connexion 4 est montée sur la portion supérieure de l'élément 7 pour
former le réservoir de réfrigérant 3.
L'élément extrudé 15 comporte deux parois de cloisonnement 17 qui s'étendent dans le sens de l'extrusion (sens vertical en figure 20). L'intérieur de l'élément 15 est divisé par les parois 17 en une première chambre de communication 18 qui communique avec le passage de vapeur 9 du réservoir 3 et en une seconde chambre de communication 19 qui communique avec le passage de liquide condensé 10 du réservoir 3. La seconde chambre 19 est formée sur les côtés gauche et droit de la première chambre 18. La paroi de cloisonnement 17 est prévue sensiblement à la même position que la paroi 11 du passage qui fait la division entre le passage de vapeur 9 et le passage de liquide condensé 10 fournis dans l'élément extrudé 7 du réservoir 3 dans le sens latéral de la largeur (sens latéral en figure 20) de l'élément extrudé 15, la surface de l'extrémité inférieure de la paroi de cloisonnement 17 est en contact avec la surface de l'extrémité supérieure de la paroi 11. L'élément extrudé 15 comporte sur ses deux côtés quatre premières ouvertures de communication 20 (deux à chaque côté) qui débouchent dans la première chambre de communication 18, et quatre secondes ouvertures de communication 21 (deux à chaque côté) qui débouchent dans la seconde chambre
de communication 19.
La plaque d'extrémité 16 est constituée du même aluminium que l'élément extrudé 15 et réunie à l'extrémité supérieure ouverte de l'élément extrudé 15 tout en étant en contact étroit avec lui pour fermer
cette extrémité.
Le radiateur 5 est un échangeur de chaleur du type dit à coupe étirée, et comprend un premier coeur 5A et un second coeur 5B disposés en parallèle avec la partie de connexion 4. Le premier coeur 5A-et le second coeur 5B sont prévus aux deux côtés de la partie 4. En figure 22, le premier coeur 5A et le second coeur 5B
sont représentés sur un côté seulement de la partie 4.
Chacun du premier coeur SA et du second coeur 5B est construit en laminant une multitude de tubes plats de
rayonnement 22 et d'ailettes de rayonnement 23.
Le tube de rayonnement 22 est un structure creuse obtenue en réunissant les bords périphériques extérieurs de deux plaques comprimées 24. Des trous de communication 25 et 26 (voir figure 22) poinçonnés pendant la compression débouchent dans les deux extrémités longitudinales et communiquïent avec les autres tubes laminés 22 par l'intermédiaire de ces trous. Le tube de rayonnement 22 comporte une chambre 27 d'admission dans laquelle un trou de communication 25 débouche, une chambre 28 de décharge dans laquelle débouche l'autre trou de communication 26, et un passage de réfrigérant 29 pour faire communiquer les chambres 27
et 28.
Le premier coeur 5A et le second coeur 5B sont construits de façon que la chambre 27 du tube de rayonnement 22 communique avec la première chambre 18 de la partie de connexion 4 par l'intermédiaire d'un trou de communication 25 du tube de rayonnement 22 et de la première ouverture de communication 20 de la partie de connexion 4, et la chambre 28 du tube 22 communique avec la seconde chambre 19 de la partie de connexion 4 par l'intermédiaire de l'autre trou de communication 26 du tube 22 et de la seconde ouverture de communication 21
de la partie de connexion 4.
Les ailettes de rayonnement 23 sont insérées dans un espace plat pour souffler de l'air, formé entre les tubes de rayonnement 2 contigus dans le sens du laminage, et sont réunies à la surface extérieure de la
paroi des tubes de rayonnement 22.
Le ventilateur de refroidissement pour souffler l'air dans la direction du radiateur 5 est disposé au-dessus ou au-dessous du radiateur de façon que le sens de l'air soufflé soit sensiblement vertical
par rapport au radiateur 5.
On décrira ci-après le fonctionnement du dispositif de refroidissement 5 selon ce mode de réalisation. Le réfrigérant mis- en ébullition par la chaleur dégagée par le corps chauffant 2 s'élève sous forme de bulles dans les passages de vapeur 9, et entre dans la chambre d'admission 27 des tubes de rayonnement 22 du premier coeur 5A et du second coeur 5B en passant dans la première chambre de communication 18 de la
partie de connexion 4 à partir des passagse de vapeur 9.
Dans le premier coeur 5A et le second coeur 5B, le réfrigérant vaporisé qui a circulé dans le tube de rayonnement 22 libère la chaleur latente de condensation, se condense et se liquéfie en traversant le passage de réfrigérant 29. Le réfrigérant qui a été liquéfié en gouttelettes sort de la chambre 28 du tube de rayonnement 22, entre dans la seconde chambre de communication 19 de la partie de connexion 4 et circule dans le passage de liquide condensé 10 du réservoir de réfrigérant 3 à partir de la seconde chambre 19. Le liquide condensé qui provient du passage de liquide condensé 10 est de nouveau fourni au passage de vapeur 9 en passant par le passage de communication 14 du chapeau 8. D'autre part, la chaleur latente de condensation libérée au moment o le réfrigérant vaporisé se condense dans le tube de rayonnement 22 est transférée aux ailettes de rayonnement23 à partir de la surface de la paroi du tube de rayonnement 22 et est libérée dans
l'air soufflé par le ventilateur de refroidissement.
Selon le cinquième mode de réalisation de l'invention, le premier coeur 5A et le second coeur 5B constituant le radiateur 5 sont disposés en parallèle avec la partie de connexion 4. Par conséquent, dans le tube de rayonnement 22 formant les coeurs 5A et 5B, le passage de réfrigérant 2 devient plus court par rapport au tube classique du coeur de rayonnement. De cette façon, la température du réfrigérant vaporisé à la sortie du passage de réfrigérant 29 du tube de rayonnement 22 s'élève par rapport au type classique, et par conséquent, la température de l'ailette de rayonnement 23 du radiateur 5 augmente de sorte que la différence de température avec l'atmosphère peut être plus élevée. Il en résulte qu'il est possible de réduire considérablement (d'éliminer) la zone qui ne contribue pas beaucoup au rayonnement, d'o l'amélioration des performances de rayonnement. En d'autres termes, le radiateur 5 peut être réduit en matière-dé dimensions de manière à obtenir le même degré des performances de
rayonnement que dans le type classique.
Dans le présent mode de réalisation, la chambre 27 d'admission et la chambre 28 de décharge sont prévues à l'intérieur et à l'extérieur des tubes de rayonnement 22 du premier coeur 5A et du second coeur 5B, respectivement; cependant, la position du passage de vapeur 9 du réservoir de réfrigérant 3 et la position du passage de liquide condensé 10 peuvent être modifiées l'une par rapport à l'autre de sorte que la chambre 28 peut être prévue à l'intérieur du tube de rayonnement 22
et la chambre 27 à l'extérieur.
On décrira maintenant un sixième mode de réalisation de la présente invention en liaison avec les
figures 23-25.
La figure 23 est une vue avant du dispositif de refroidissement, la figure 24 une vue de côté de ce dispositif et la figure 25 une vue en coupe prise le
long de la ligne XXV-XXV de la figure 23.
Dans ce mode de réalisation, le tube de rayonnement 22 du premier coeur 5A et du second coeur 5B forment une même structure. Dans ce cas, étant donné que chaque chambre 27 d'admission des tubes de rayonnement 22 peut être employée en commun, une zone dans laquelle l'ailette de rayonnement 23 est montée peut être plus grande et par conséquent les performances de rayonnement
peuvent être encore augmentées.
Dans ce mode de réalisation, la chambre 27 est prévue dans la partie centrale du tube de rayonnement 22 et les chambres 28 sont prévues aux deux côtés; cependant, la position du passage de vapeur 9 du réservoir de réfrigérant 3 et la position du passage 10 du liquide condensé peuvent être changées l'une par rapport à l'autre de sorte que la chambre 28 peut être prévue dans la partie centrale du tube 22 et que les
chambres 27 peuvent être situées aux deux côtés.
On décrira maintenant un septième mode de
réalisation de la présente invention.
Dans ce mode de réalisation, les tubes de rayonnement 39 formant un radiateur 4 sont disposés tout en étant inclinés pour renvoyer le réfrigérant liquide condensé qui a été liquéfié dans le radiateur 4 vers un réservoir de réfrigérant 3 et cela d'une façon
régulière.
En liaison avec les figures 28 et 29, le réservoir de réfrigérant 3 comprend un élément extrudé 7 formé en extrudant, par exemple, un bloc d'aluminium, et un chapeau d'extrémité 22 recouvrant l'extrémité inférieure ouverte de l'élément 7. L'intérieur de l'élément 7 est cloisonnée par des parois 30, 31 et 32 qui s'étendent verticalement dans une multitude de passages de vapeur 9, c'est-à-dire de passages de réfrigérant en phase gazeuse, un passage 10 de liquide condensé, c'est-à-dire un passage de réfrigérant liquide condensé, et un passage inopérant 33. Les extrémités ouvertes des passages de vapeur 9 et l'extrémité ouverte du passage de liquide condensé 10 sont connectées à la sortie 35 du réservoir de réfrigérant et à l'entrée 36
du réservoir, respectivement.
Le chapeau d'extrémité 22 est constitué du même matériau, c'est-à-dire d'aluminium, que l'élément extrudé 7, et est brasé à l'extrémité inférieure de l'élément 7 de manière à former une -chambre de communication inférieure 38 qui fait communiquer les passages de vapeur 9, le passage de liquide condensé 10 et le passage inopérant 33 de l'élément 7 les uns avec les autres. Un tube 49 pour rendre étanche le réfrigérant est fixé au chapeau d'extrémité 22, par l'intermédiaire duquel le lavage, la fourniture du réfrigérant, et le dégazage du dispositif de refroidissement 1 sont effectués. Lors du dégazage du dispositif 1, celui-ci est retourné verticalement après avoir été rempli de réfrigérant, le radiateur 4 est immergé dans un bain d'eau chaude (maintenu à une température à laquelle la pression de la-vapeur saturée du réfrigérant est supérieure à la la pression atmosphérique). Ainsi, le réfrigérant s'évapore dans le dispositif de refroidissement 1 pour libérer l'air qu'il contient par la vapeur du réfrigérant, qui a une densité supérieure à celle de l'air. Après dégazage du dispositif 1, le tube 49 est maté et fermé par soudage ou analogue de manière à rendre étanche le réfrigérant
dans le dispositif de refroidissement 1.
Le radiateur 4 est un échangeur de chaleur du type dit à coupe étirée. Le radiateur 4 est fabriqué en laminant une multitude de tubes de rayonnement 39 ayant la même forme creuse que celle représentée en
figure 30.
Le tube de rayonnement 39 est une structure creuse formée en réunissant les bords périphériques des deux plaques comprimées 40, par exemple, en aluminium comme représenté en figure 32. Le tube de rayonnement 39 comporte à ses deux extrémités une partie communicante d'admission 44 et une partie communicante de décharge 45 qui comportent des ouvertures de petit diamètre 41, respectivement. Le tube 39 forme un passage 42 de rayonnement de la chaleur à sa partie centrale. Comme représenté en figure 33, des ailettes intérieures ondulées 391 (ailettes de condensation) obtenues en cambrant une fine plaque d'aluminium sont insérées dans
les passages de réfrigérant 42.
Une conduite de connexion 51 est obtenue en réunissant deux plaques 50. La conduite 51 recouvre l'extrémité supérieure du réservoir de réfrigérant 3 comme représenté en figure 30. Le radiateur 4 communique avec le réservoir 30 par l'intermédiaire de la conduite 51. Comme représenté en figure 29, l'intérieur de la conduite 51 est divisée par une plaque de cloisonnement 52 pour former une chambre d'admission 511 qui communique avec la sortie 35 du réservoir de réfrigérant formée dans ce réservoir et une chambre de décharge 512 qui communique avec l'entrée 36 du réservoir. Une multitude d'ailettes intérieurs 53 pour--la conduite de
connexion 51 sont insérées dans la chambre 511.
Comme représenté en figures 29, 34 et 35, l'ailette intérieure 391 comporte une multitude de fentes 392 (ouvertures) pour faire tomber le réfrigérant liquide condensé dans la partie inférieure du passage de réfrigérant 42. En d'autres termes, on a formé un passage 393 de réfrigérant en phase gazeuse qui est constitué d'une multitude de petits passages que traverse le réfrigérant en phase gazeuse et un passage 394 de liquide condensé dans lequel circule le réfrigérant condensé et liquéfié, et les ailettes intérieures 391 sont prévues dans les passages 393 du réfrigérant en phase gazeuse afin de condenser le réfrigérant vaporisé. L'ailette intérieure 391 comporte une multitude de fentes pour faire tomber le réfrigérant condensé et liquéfié dans le passage 394 de liquide condensé. Chacun des petits passages est défini par une paroi supérieure 395, une paroi latérale 297 et une paroi inférieure 398 de l'ailette intérieure 391, et une paroi latérale 397 de la plaque comprimée 40. Dans ce mode de réalisation, les fentes 392 sont pratiquées à des positions différentes les unes des autres dans l'ailette intérieure 391 par rapport au sens dans lequel
le réfrigérant se déplace.
Comme représenté en figure 31, les tubes de rayonnement 39 sont laminés sur un côté de la conduite de connexion 51 et communiquent les uns avec les autres par l'intermédiaire des ouvertures respectives de petit diamètre 41. Le tube de connexion 51 et les tubes de rayonnement 39 communiquent par l'intermédiaire des ouvertures 41 ménagées dans la plaque 50 du tube de connexion 51 (plaque 50 au côté de la conduite de rayonnement 39) et les ouvertures de petit diamètre pratiquées dans le tube de rayonnement adjacent 39. Les tubes de rayonnement 39 sont fixés à la conduite de connexion 51 tout en étant inclinés de sorte que le niveau des parties d'admission 44 est supérieur à celui des parties de décharge 45 comme cela est représenté en figure 29. La plaque 50 comporte des nervures 50b pour renforcer les parties de la plaque devant être réunies
au tube de rayonnement adjacent 39.
On décrira ci-après le fonctionnement de ce
mode de réalisation.
Comme représenté en figure 28, le réfrigérant mis en ébullition par la chaleur dégagée et transférée par les modules 2 s'élève sous forme de bulles dans les passages de vapeur 9, traverse la sortie du réservoir de réfrigérant 3 pour entrer dans la chambre d'admission de la conduite de connexion 51, et est distribué par l'intermédiaire des parties 44 des tubes de rayonnement 39 entre les passages de réfrigérant 42 des tubes. L'écoulement du réfrigérant est indiqué simplement par une ligne à un trait en figure 28. Alors que le réfrigérant vaporisé traverse les passages de réfrigérant 42, il se condense sur les surfaces intérieures des passages 42 et sur les surfaces des ailettes intérieures 391, qui sont refroidies par l'air soufflé par le ventilateur de refroidissement 5 de manière à être à une basse température, et rayonne la chaleur latente de condensation pour former des gouttelettes. Lorsque le réfrigérant condensé et liquéfié entre dans chaque passage de réfrigérant en longeant les surfaces de l'ailette intérieure 391 dans la direction de la partie 45 de décharge, le réfrigérant liquide tombe en traversant les fentes 392 sur son chemin vers la partie 45, sur l'ailette intérieure inférieure 391. Dans ce mode de réalisation, il y a une multitude de fentes 392, le réfrigérant devient des gouttelettes et atteint la surface inférieure de chaque passage 42. En d'autres termes, le réfrigérant condensé et liquéfié dans chacun des petits passages 393 du réfrigérant en phase gazeuse dans le passage de réfrigérant 42 descend en traversant les fentes 392 jusqu'au petit passage inférieur, et jusqu'au passage de liquide condensé 394. Finalement, le réfrigérant entre dans les parties 45 de décharge de-chaque tube de rayonnement 39 tout en circulant sur la surface
inférieure du passage 42.
Alors, le réfrigérant liquide condensé va des parties 45 à la chambre de décharge de la conduite de connexion 51, traverse l'entrée 36 du réservoir de réfrigérant 3 pour entrer dans le passage de liquide condensé 10, descend dans le passage de liquide condensé , et revient par l'intermédiaire du passage communicant 38 formé dans le chapeau d'extrémité 22 à
chacun des passages de vapeur 9.
Comme représenté en figure 34A, l'ailette intérieure 391 comporte des fentes 392 par l'intermédiaire desquelles le réfrigérant liquide condensé tombe jusqu'à la partie inférieure du passage de réfrigérant 42. Ainsi, une zone o le réfrigérant condensé et liquéfié circule est formée dans le côté inférieur du passage de réfrigérant 42, et le côté supérieur du passage 42 peut être une zone o circule le réfrigérant en phase gazeuse. Il en résulte que la surface inférieure du petit passage, défini par chaque ailette intérieure 391, dans le passage de réfrigérant 42, peut ne pas être couverte par le réfrigérant liquide condensé. Plus précisément, comme représenté en figure 34B, la chaleur du réfrigérant vaporisé peut être transférée efficacement non seulement à la paroi supérieure 315 et aux parois latérales 396 et 397, mais aussi à la paroi inférieure 398 du petit passage. Il en résulte que la zone de rayonnement à laquelle la chaleur du réfrigérant vaporisé est transférée peut ne pas être réduite, et que les performances de rayonnement peuvent
ne pas être détériorées.
Etant donné que les fentes 392 sont formées à des positions différentes dans l'ailette intérieure 392 par rapport au sens d'écoulement du réfrigérant, la quantité du réfrigérant liquide condensé qui se trouve dans les passages de réfrigérant 42 est réduite, de sorte que le réfrigérant vaporisé peut être condensé
avec efficacité.
Selon le septième mode de réalisation de la
présente invention, on peut obtenir les effets suivants.
Etant donné que l'ouverture de petit diamètre 41 de la partie à petit diamètre est formée dans la paroi définissant la partie d'admission, il est possible d'empêcher que le réfrigérant en phase liquide entre dans les passages de réfrigérant 42. Par conséquent, la chaleur peut être transférée dans le passage 42 par condensation, et on peut éviter que les performances de rayonnement soient détériorées. En prévoyant les ouvertures de petit diamètre, il est possible d'éviter un écoulement irrégulier du réfrigérant dans les passages 42, et en outre il est possible de répartir également le réfrigérant dans les passages 42, de sorte qu'on peut éviter la détérioration
des performances de rayonnement.
Etant donné que les tubes de rayonnement 39 sont inclinés par rapport à la conduite de connexion 51, il est vraisemblable que le réfrigérant liquide condensé s'écoulera plus facilement dans les passages de réfrigérant.42 à partir du-côté de la partie d'admission 44 dans la direction de la partie de décharge 45. Par conséquent, la quantité du réfrigérant qui se trouve sur la surface inférieure des passages 42 est réduite, et par conséquent, le réfrigérant vaporisé peut être condensé d'une façon efficace. En conséquence, la quantité nécessaire du réfrigérant est réduite, et le coût du dispositif de refroidissement peut être rendu minimum. Etant donné que l'intérieur de l'élément extrudé 7 est divisé en la multitude de passages de vapeur 9 par les parois de cloisonnement 31, le réfrigérant vaporisé traversant les passages 9 peut être rendu régulier. En outre, au moyen des parois de cloisonnement 31, la zone effective d'ébullition peut être augmentée, et les performances de rayonnement du
dispositif de refroidissement peuvent être améliorées.
En outre, la résistance du réservoir de réfrigérant 3 contre des pressions positives et négatives peut être améliorée et la déformation de la paroi du réservoir 3 à
laquelle sont fixés les modules 2 peut être évitée.
Etant donné que le radiateur peut être construit en laminant la multitude de tubes de rayonnement, chacun ayant la même forme creuse et en connectant l'ensemble des tubes de rayonnement à l'unité de connexion réunie au réservoir de réfrigérant, la capacité du radiateur peut être changée facilement en laminant des tubes de rayonnement supplémentaires, chacun ayant la même forme creuse, sur l'ensemble des tubes de rayonnement lorsque le nombre des corps chauffants fixés au réservoir est accru et que la quantité totale de la génération de la chaleur est augmentée. Ainsi, il est possible de fournir un radiateur ayant une capacité qui correspond à la
quantité de la chaleur dégagée à un faible coût.
Etant donné que le réservoir de réfrigérant 3 comporte intérieurement le passage de communication inférieur 38 qui fait communiquer les passages de vapeur avec le passage de liquide condensé dans l'extrémité inférieure du réservoir 3, le réfrigérant liquide condensé est fourni continuellement à partir du passage de liquide condensé aux passages de vapeur. Par conséquent, le noyage (interférence mutuelle lorsque le réfrigérant vaporisé et le réfrigérant liquide se
déplacent) peut être évité.
Etant donné que les tubes de rayonnement 39 sont reliés par l'intermédiaire de l'élément de connexion 51 au réservoir de réfrigérant 3, la direction ou la position dans lesquelles les tubes 39 sont installés peuvent être changées en modifiant la forme de l'élément 51. Ainsi, le degré de liberté lors de la conception du dispositif de refroidissement est plus grand. De cette façon, on peut réduire les dimensions du
dispositif de refroidissement.
Comme les surfaces inférieures des tubes de rayonnement 39 sont inclinées à parti r des chambres d'admission 44 dans la direction des chambres de décharge 45, le réfrigérant liquide condensé peut circuler régulièrement dans les passages 42 entre l'une et l'autre chambre. En conséquence, la quantité du réfrigérant liquide condensé qui se trouve sur les surfaces intérieures des passages 42 est réduite, et le
réfrigérant vaporisé peut être efficacement condensé.
Etant donné que le réservoir 3 comporte l'élément extrudé 7, il est possible qu'il corresponde
facilement à la modification du nombre des modules.
Ainsi, on peut améliorer la productivité.
Etant donné qu'on a prévu les parois de cloisonnement formées en une pièce avec l'élément extrudé et que l'intérieur de la chambre de réfrigérant est divisé, les passages de vapeur 9 et le passage 10 du
liquide condensé peuvent être réalisés facilement.
Comme la multitude de passages 9 peuvent communiquer avec la sortie 35 du réservoir en coupant simplement l'extrémité supérieure de la paroi de cloisonnement 31 de l'élément extrudé, la circulation du réfrigérant peut être contrôlée à faible coût, sans
avoir à utiliser des pièces spéciales.
Les passages de vapeur et le passage du liquide condensé peuvent communiquer entre eux dans la partie inférieure de la chambre de réfrigérant en coupant les extrémités inférieures des parois de cloisonnement de l'élément extrudé et en joignant un élément de fermeture à l'extrémité inférieure de l'élément extrudé. Par conséquent, l'élément de fermeture peut avoir une forme simple (être, par exemple, une simple plaque plate), et cet élément de
fermeture devient facile à fabriquer.
Lorsque le dispositif de refroidissement sert au refroidissement d'une multitude de corps chauffants, une multitude de chambres de réfrigérant peut être formée dans le réservoir de réfrigérant 3 pour les corps chauffants respectifs. En faisant communiquer les chambres de réfrigérant les unes avec-les autres', le réfrigérant peut circuler uniformément dans l'ensemble du réservoir de réfrigérant, et la détérioration de performances de rayonnement provoquée par une distribution irrégulière du réfrigérant dans le
réservoir peut être évitée.
En conférant au réservoir de réfrigérant une forme plate, la quantité du réfrigérant qui y est utilisée peut être réduite. Par conséquent, même si l'on utilise un réfrigérant coûteux du type fluorocarbone, le
coût peut être rendu minimal.
Les passages de vapeur et le passage du liquide condensé peuvent être formés par des plaques de commande de la circulation du réfrigérant qui sont
disposées à l'intérieur de la chambre de réfrigérant.
Dans ce cas, en plus de l'effet permettant d'éviter le noyage, si l'on dispose des plaques de commande de l'écoulement du réfrigérant pour qu'elles soient en contact avec les surfaces intérieures de la chambre de réfrigérant, la rigidité de cette chambre peut être améliorée, et la zone de rayonnement de la chambre peut être accrue de sorte que les performances de rayonnement
peuvent être améliorées.
Non seulement le réservoir de réfrigérant, mais encore le radiateur peuvent comporter un élément extrudé obtenu par extrusion intégrale avec le réservoir de réfrigérant. De cette façon, il est possible de réduire le coût du radiateur et d'omettre les travaux d'assemblage du radiateur et du réservoir de réfrigérant de sorte que le coût total du dispositif de
refroidissement peut être réduit.
Le radiateur 4 comporte une multitude d'éléments de plaque ayant des parties réunies et est formé en réunissant les parties réunies des éléments de plaque. Comme la partie réunie est formée en cambrant
l'élément de plaque, le radiateur est facile à réaliser.
En traversant les fentes 392, le réfrigérant liquide condensé tombe dans la partie inférieure du passage de réfrigérant 42. La zone dans laquelle le réfrigérant condensé et liquéfié circule est formée au côté inférieur du passage de réfrigérant 42, et le côté supérieur de ce passage peut être une zone dans laquelle circule le réfrigérant en phase gazeuse. Par conséquent, on peut empêcher que le réfrigérant n'obstrue les passages de réfrigérant 42. Il en résulte qu'il est possible d'éviter que l'aire minimale de la section transversale du trajet d'écoulement dans laquelle peuvent passer les passages 393 du réfrigérant en phase gazeuse soit réduite et aussi empêcher la détérioration
des performances de rayonnement.
Comme représenté en figure 34, les fentes 392 sont formées dans l'ailette intérieure 391 à des positions différentes les unes des autres; cependant, les fentes 392 peuvent être formées sensiblement aux mêmes positions que celles indiquées en figure 36. De
cette façon, il est aisé de former les fentes 392.
En outre, comme représenté en figures 37A, 37B et 37C, l'ailette intérieure 391 peut être constituée de deux éléments ondulés, qui sont décalés l'un de l'autre, et la fente 392 peut être ménagée entre
les deux éléments ondulés, décalés.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de
variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

Claims (24)

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température, et pour sortir un mélange gaz-liquide du réfrigérant gazeux et du réfrigérant liquide; et - un radiateur (4) communiquant avec le réservoir de réfrigérant (3) pour recevoir le réfrigérant gaz- liquide mélangé provenant du réservoir de réfrigérant (3), afin de transférer la chaleur de ce mélange à un milieu à basse température et condenser le réfrigérant gazeux et afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant (3) le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé; caractérisé en ce que le radiateur (4) comporte un passage de rayonnement (42) afin de condenser le réfrigérant gazeux, et un moyen empêchant la réduction de la zone du rayonnement de condensation (461, 421, 411) pour éviter la réduction de la zone de rayonnement de ce passage de rayonnement, dans lequel le
réfrigérant gazeux est condensé.
2 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux grâce à la chaleur transférée à partir du milieu à haute température, et pour sortir un mélange gaz-liquide du réfrigérant gazeux et du réfrigérant liquide; et - un radiateur (4) en communication fluidique avec le réservoir de réfrigérant, dans lequel le réfrigérant gaz-liquide mélangé circule à partir du réservoir de réfrigérant, afin de transférer la chaleur de ce réfrigérant mélangé à un milieu à basse température et condenser le réfrigérant gazeux et afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé; caractérisé en ce que le radiateur (4) comprend: - un passage d'admission (44, 461) dans lequel circule le réfrigérant gaz-liquide mélangé provenant du réservoir de réfrigérant (3), - un passage de décharge (45, 471) pour envoyer au réservoir de réfrigérant (3) le réfrigérant gaz-liquide mélangé, et - une multitude de passages de rayonnement (421, 42) faisant communiquer le passage d'admission (44, 461) et le passage de décharge (45, 471), le passage d'admission (44, 461) ayant une partie de grand diamètre ayant un diamètre (rl) et une partie de petit diamètre 'ayant un diamètre (r2) inférieur au diamètre (rl), qui sont formées en alternance dans le sens de
circulation du réfrigérant gaz-liquide mélangé.
3 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage de décharge (45, 471) comporte une partie de grand diamètre présentant un certain diamètre et une partie de petit diamètre présentant un diamètre inférieur à celui de la partie à grand diamètre, qui sont formées en alternance dans le sens de circulation du réfrigérant vaporisé, et - les passages de rayonnement (421, 422) sont interconnectés entre la partie à grand diamètre du passage d'admission (44, 461) et la partie à grand
diamètre du passage de décharge (45, 471).
4 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, dans lequel chacun du passage d'admission (44, 461) et du passage de décharge (45, 471) comprend une multitude de parties à grand diamètre et de parties à petit diamètre, et - les passages de rayonnement (421, 422) servent à réaliser l'interconnexion entre une partie spécifiée parmi les parties à grand diamètre du passage d'admission (44, 461) et une partie spécifiée parmi les parties à grand diamètre du passage de décharge (45,
471), respectivement.
- Dispositif de refroidissement selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le réservoir de réfrigérant comporte intérieurement un passage de vapeur (9) dans lequel le réfrigérant vaporisé qui a été vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température et le réfrigérant liquide s'élèvent vers le passage d'admission (44, 461), et un passage de liquide condensé (10) dans lequel descend le réfrigérant liquide condensé qui a été refroidi et condensé dans le radiateur (4) en provenance
du passage de décharge (45, 471).
6 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réfrigérant s'écoule dans les passages de rayonnement (29 en figure
22) dans des directions différentes les unes des autres.
7 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 6, comprenant en outre: - une partie de connexion (4 en figure 22) pour réaliser la liaison entre le réservoir de réfrigérant (3) et le radiateur (5 en figure 22), caractérisé en ce que la multitude de passages de rayonnement (29 en figure 22) sont formés en
parallèle avec la partie de connexion (4 en figure 22).
8 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le radiateur (5 en figure 22) comporte une multitude de passages d'admission (27 en figure 22) qui sont formés à des
positions différentes.
9 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la multitude de passages d'admission (27 en figure 22) sont formés sur
une partie centrale du réservoir de réfrigérant (3).
- Dispositif de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le radiateur (5 en figure 22) comporte une multitude de passages de décharge (28 en figure 22) qui sont formés à des positions différentes. 11 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la multitude de passages d'admission (27 en figure 22) sont disposés sur les deux extrémités latérales du réservoir de
réfrigérant (3).
12 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, afin de refroidir un milieu à haute température, comprenant: un réservoir de réfrigérant (3) pour enfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température, et ayant une sortie (35)-pour sortir un réfrigérant gaz-liquide mélangé constitué d'un réfrigérant gazeux et d'un réfrigérant liquide; et - un radiateur (4) en communication fluidique avec le réservoir de réfrigérant (3), dans lequel le réfrigérant gaz-liquide mélangé circule à partir du réservoir de réfrigérant (3), afin de transférer la chaleur du réfrigérant gaz-liquide mélangé à un milieu à basse température et condenser le réfrigérant gazeux et afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant (3) le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé, le radiateur (4) ayant un diamètre intérieur (rl), caractérisé en ce que le radiateur (4) comporte: - une partie de retour de réfrigérant liquide (341) comportant une chambre d'admission (461) ayant une ouverture de petit diamètre (411), ce diamètre (r2) étant inférieur au diamètre intérieur (rl), et communiquant avec la sortie (35) du réservoir de réfrigérant (3), dans le but d'endiguer le réfrigérant
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liquide par-l'ouverture de- petit diamètre (411), et un passage de retour (421) communiquant avec une chambre de retour de décharge afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant (3) le réfrigérant liquide endigué; et - une multitude de passages de rayonnement (42) connectés à l'ouverture de petit diamètre (411) de la partie de retour (341) du réfrigérant liquide en communication avec la sortie (35) du réservoir par l'intermédiaire de la chambre d'admission (461), les passages de rayonnement (42) recevant le réfrigérant gazeux du réfrigérant gaz-liquide mélangé afin d'y condenser le réfrigérant gazeux et de renvoyer au réservoir de réfrigérant (3) le réfrigérant liquide condense. 13 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 12, caractérisé en ce que: - la chambre d'admission (461) de la partie de retour de réfrigérant liquide (341) présente une surface inférieure, et - la partie la plus basse de l'ouverture de petit diamètre (411) est plus haute que la surface
inférieure selon une hauteur prédéterminée.
14 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que l'ouverture de petit diamètre (411) est obtenue par poinçonnage d'une forme sensiblement elliptique ou rectangulaire. - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé
en ce que: - le réservoir de réfrigérant (3) comporte une entrée (36) par l'intermédiaire de laquelle le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé circulent à partir du radiateur (4) jusque dans le réservoir de réfrigérant (3), et - la partie de retour de réfrigérant liquide (341) comporte une chambre de décharge (471) formée intégralement avec l'entrée (36) du réservoir de
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réfrigérant, et le passage de retour (421) et les passages de rayonnement (42) communiquent avec le réservoir de réfrigérant par l'intermédiaire de la
chambre de décharge (471).
16 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le réservoir de réfrigérant (3) comporte intérieurement des passages de vapeur (4) dans lesquels le réfrigérant gazeux ayant été vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température et le réfrigérant liquide s'élèvent dans la direction de la sortie (35) du réservoir de réfrigérant, et un passage de liquide condensé (10) dans lequel descend le réfrigérant liquide ayant été refroidi et condensé dans le radiateur et renvoyé par l'intermédiaire de l'entrée (36) du réservoir de réfrigérant. 17 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que: - chacun des passages de rayonnement (42) comprend une surface inférieure, - la surface inférieure est inclinée à partir de la sortie (35) du réservoir de réfrigérant
vers l'entrée (36) de ce réservoir.
18 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température, et pour envoyer un réfrigérant gaz-liquide mélangé constitué du réfrigérant gazeux et du réfrigérant liquide; et - un radiateur (4) en communication fluidique avec le réservoir de réfrigérant, dans lequel s'écoule le réfrigérant gaz-liquide mélangé provenant du réservoir de réfrigérant, afin de transférer la chaleur du réfrigérant gaz-liquide mélangé à un milieu à basse température et de condenser le réfrigérant gazeux et afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé, caractérisé en ce que le radiateur comporte: - un passage d'admission (461, 411, 44) formé sur le côté entrée du réfrigérant mélangé et ayant une partie d'un premier grand diamètre (461), une partie de petit diamètre (411) et une partie d'un second grand diamètre (44) disposées dans cet ordre, dans le sens de l'écoulement du réfrigérant gaz-liquide mélangé, chaque valeur du premier et du second diamètre étant plus grande que celle de la partie de petit diamètre, - un passage de retour (421) communiquant avec la partie du premier grand diamètre (461) de façon à être traversé par le réfrigérant liquide endigué par la partie de petit diamètre, - une multitude de passages-de rayonnement (42) communiquant avec la partie du second grand diamètre (44), les passages de rayonnement (42) recevant le réfrigérant gazeux du mélange gaz-liquide, qui a traversé la partie réduite, pour y condenser le réfrigérant gazeux, et - un passage de décharge (45, 471) communiquant avec le passage de retour (421) et les passages de rayonnement (42) pour renvoyer au réservoir de réfrigérant le réfrigérant liquide endigué et le
réfrigérant liquide condense.
19 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 18, caractérisé en ce que: - la partie du premier diamètre (461) présente une surface inférieure, et - la portion la plus basse de la partie de petit diamètre (411) est plus haute que la surface
inférieure selon une hauteur prédéterminée.
- Dispositif de refroidissement selon la revendication 18 ou la revendication 19, caractérisé en ce que la partie de petit diamètre (411) est formée par
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poinçonnage pour obtenir-une ouverture sensiblement
elliptique ou sensiblement rectangulaire.
21 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé
en ce que: - le réservoir de réfrigérant (3) comporte une sortie (35) pour sortir un réfrigérant gaz-liquide mélangé constitué d'un réfrigérant gazeux et d'un réfrigérant liquide et une entrée (36) par l'intermédiaire de laquelle le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé circulent entre le radiateur (4) et le réservoir de réfrigérant (3), et - le réservoir de réfrigérant (3) comporte intérieurement un passage de vapeur (9) dans lequel le réfrigérant gazeux qui a été vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température et le réfrigérant liquide s'élèvent vers la sortie (35) du réservoir de réfrigérant, et un passage de liquide condensé (10) communiquant avec l'entrée (36) du réservoir de réfrigérant, dans lequel descend le réfrigérant liquide ayant été refroidi et condensé dans
le radiateur (4).
22 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé
en ce que: - chacun des passages de rayonnement (42) présente une surface inférieure, - le passage de décharge (45, 471) comprend une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre qui sont formées en alternance dans la direction dans laquelle s'écoule le réfrigérant gazeux, et - la portion la plus basse de la partie de petit diamètre du passage de décharge est plus basse que
la portion la plus basse du passage de rayonnement (42).
23 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, pour refroidir un milieu à haute température, comprenant:
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- un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température; et - un radiateur (4) communiquant avec le réservoir de réfrigérant (3) pour recevoir le réfrigérant gaz-liquide mélangé provenant du réservoir de réfrigérant (3), et pour transférer la chaleur du réfrigérant gaz-liquide mélangé à un milieu à basse température et condenser le réfrigérant gazeux et pour renvoyer au réservoir de réfrigérant le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé, caractérisé en ce que le réservoir de réfrigérant comporte intérieurement un passage de vapeur (9) dans lequel le réfrigérant gazeux ayant été vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température et le réfrigérant liquide s'élèvent, et un passage de liquide condensé (10) dans lequel descend le réfrigérant liquide ayant été refroidi et condensé dans le radiateur (4); - le radiateur (4) comporte un passage d'admission ayant une multitude de chambres communicantes d'admission (461, 44) et communiquant avec le passage de vapeur (9), un passage de décharge ayant une multitude de chambres communicantes de décharge (471, 45) et communiquant avec le passage de liquide condensé (10), une multitude de passages de rayonnement (421, 42) chacun pour interconnecter une chambre spécifiée parmi les chambres communicantes d'admission et une chambre spécifiée parmi les chambres communicantes de décharge, respectivement, et une ouverture de limitation (411, 41) formée entre les chambres contiguës de la multitude de chambres communicantes d'admission afin de supprimer la circulation du réfrigérant liquide entre l'une et l'autre des chambres communicantes d'admission adjacentes.
24 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'ouverture de limitation est formée par poinçonnage pour obtenir une forme sensiblement elliptique ou sensiblement rectangulaire. - Dispositif de refroidissement selon la revendication 23 ou la revendication 24, caractérisé en ce que: - chacun des passages de rayonnement (42) présente une surface inférieure, et cette surface inférieure est inclinée à partir du passage d'admission vers le passage de décharge. 26 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé
en ce que: - le radiateur est construit en réunissant une multitude d'éléments en forme de plaque (40), chacun ayant une partie réunie, et la partie réunie est formée en cambrant
l'élément en forme de plaque (40) pour l'élever.
27 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant liquide qui est partiellement en ébullition et vaporisé en réfrigérant gazeux par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température, et pour sortir un mélange gaz-liquide du réfrigérant gazeux et du réfrigérant liquide, et - un radiateur communiquant avec le réservoir de réfrigérant (3) pour recevoir le réfrigérant gaz-liquide mélangé provenant du réservoir de réfrigérant (3), afin de transférer la chaleur de ce mélange à un milieu à basse température et condenser le réfrigérant gazeux et afin de renvoyer au réservoir de réfrigérant le réfrigérant liquide et le réfrigérant liquide condensé,
66 2746492
caractérisé en ce que le radiateur (4) comporte un passage de rayonnement (42) afin de condenser le réfrigérant gazeux, et un moyen de réduction de la quantité d'adhérence (461, 421, 411) afin de réduire la quantité du réfrigérant liquide ayant circulé à partir du réservoir de réfrigérant (3) jusque dans le radiateur (4) et adhérant à la surface
intérieure du passage de rayonnement (42).
28 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant, pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant devant être vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température; - un radiateur (4) communiquant avec le réservoir de réfrigérant (3) afin de condenser le réfrigérant gazeux vaporisé dans le réservoir (3) en réfrigérant liquide; caractérisé en ce que: - le radiateur (4) comporte: une partie communicante d'admission (44) dans laquelle circule le réfrigérant; - une partie communicante de décharge (45) d'o sort le réfrigérant; - un passage de réfrigérant (42) disposé de manière à être incliné à partir pratiquement de l'horizontale, afin d'interconnecter la partie communicante d'admission (44) et la partie communicante de décharge (45); - une ailette de condensation (391) disposée dans le passage de réfrigérant (42) pour condenser le réfrigérant gazeux et obtenir le réfrigérant liquide condensé, l'ailette de condensation (391) comportant une multitude de fentes (392) par l'intermédiaire desquelles le réfrigérant liquide condensé tombe sur la surface
inférieure du passage de réfrigérant (42).
29 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 27, caractérisé en ce que: - le passage de réfrigérant (42) comporte un passage de réfrigérant en phase liquide (394) formé dans sa partie inférieure, dans lequel circule le réfrigérant liquide condensé, et un passage de réfrigérant en phase gazeuse (393) formé sur le passage de réfrigérant en phase liquide (394), dans lequel circule le réfrigérant gazeux, et l'ailette de condensation (391) est disposée dans le passage de réfrigérant en phase liquide
(394).
- 30 - Dispositif de refroidissement selon la revendication 28 ou la revendication 29, dans lequel le passage de réfrigérant (42) est formé d'une façon telle que le réfrigérant s'écoule entre la partie communicante d'admission (44) et la partie communicante de décharge (45), et l'ailette de condensation (391) a une forme ondulée pour s'étendre dans le sens d'écoulement
du réfrigérant.
31 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 28 à 30, caractérisé
en ce que le passage de réfrigérant (42) est formé d'une façon telle que le réfrigérant s'écoule depuis la partie communicante d'admission (44) dans la direction de la partie communicante de décharge (45), et - les fentes (392) sont formées à des positions différentes les unes des autres dans l'ailette de condensation (391) par rapport au sens d'écoulement
du réfrigérant.
32 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé
en ce que: - le radiateur (4) est obtenu en réunissant une multitude d'éléments en forme de plaque (40), chacun ayant une partie réunie, et
68 2746492
- la partie réunie est obtenue par cambrage
de l'élément en forme de plaque (40) afin de l'élever.
33 - Dispositif de refroidissement selon
l'une quelconque des revendications 28 à 32, caractérisé
en ce que: - le passage de réfrigérant (42) présente une surface inférieure, et - la surface inférieure est inclinée depuis la partie communicante d'admission (44) dans la
direction de la partie communicante de décharge (45).
34 - Dispositif de refroidissement par réfrigérant en ébullition et se condensant pour refroidir un milieu à haute température, comprenant: - un réservoir de réfrigérant (3) pour renfermer un réfrigérant devant être vaporisé par la chaleur transférée à partir du milieu à haute température; et - un radiateur (4) communiquant avec le réservoir de réfrigérant (3) pour condenser le réfrigérant gazeux vaporisé dans le réservoir de réfrigérant (3) en réfrigérant liquide; caractérisé en ce que le radiateur (4) comporte: - une partie communicante d'admission (44) formée sur le côté entrée du réfrigérant, dans laquelle circule le réfrigérant; - une partie communicante de décharge (45) formée sur le côté sortie du réfrigérant, à partir de laquelle le réfrigérant sort; - un passage de réfrigérant (42) disposé de manière à être incliné à partir pratiquement de l'horizontale et ayant une multitude de petits passages formés verticalement, pour faire l'interconnexion entre la partie d'admission (44) et la partie de décharge, les petits passages présentant une multitude d'ouvertures pour faire tomber le réfrigérant liquide condensé dans
un petit passage inférieur.
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