RU132238U1

RU132238U1 - CELL RADIATOR (OPTIONS)

Info

Publication number: RU132238U1
Application number: RU2013117521/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Панин
Original assignee: Сергей Александрович Панин
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-09-10

Abstract

1. Сотовый радиатор, выполненный из теплорассеивающего материала, содержащий основание и множество пустотелых ячеек, отличающийся тем, что на поверхности основания закреплены ребра, соединенные между собой поперечными пластинами, при этом поперечные пластины соединены между собой связующими пластинами, формируя таким образом сотовую структуру.2. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что ребра закреплены на внешней поверхности основания.3. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что основание является полым.4. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что основание является цельным.5. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что основание имеет поперечную платформу.6. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что ребра расположены на по меньшей мере части основания.7. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что термонагруженный элемент расположен на свободной от ребер поверхности основания.8. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что кромки поперечных и связующих пластин выполнены заостренными.9. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна поперечная пластина имеет рельефную поверхность.10. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно ребро имеет рельефную поверхность.11. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна связующая пластина имеет рельефную поверхность.12. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна поперечная пластина является изогнутой.13. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно ребро является изогнутым.14. Сотовый радиатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна связующа�1. A honeycomb radiator made of heat dissipating material, containing a base and a plurality of hollow cells, characterized in that fins are connected to the surface of the base and connected by transverse plates, while the transverse plates are interconnected by connecting plates, thereby forming a honeycomb structure. . A cell radiator according to claim 1, characterized in that the fins are fixed on the outer surface of the base. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base is hollow. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base is solid. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base has a transverse platform. A cell radiator according to claim 1, characterized in that the fins are located on at least a portion of the base. A cell radiator according to claim 1, characterized in that the thermally loaded element is located on the surface of the base free from ribs. A cell radiator according to claim 1, characterized in that the edges of the transverse and connecting plates are made pointed. A cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one transverse plate has a relief surface. A cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one fin has a relief surface. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one connecting plate has a relief surface. A cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one transverse plate is curved. A radiator according to claim 1, characterized in that at least one fin is curved. Cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one binder

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к теплоотводящей технике, может использоваться в теплообменных системах газового и жидкостного охлаждения, а также для отведения тепла от термонагруженных твердых элементов.The utility model relates to heat dissipation technology, can be used in heat exchange systems of gas and liquid cooling, as well as for heat removal from thermally loaded solid elements.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство, содержащее теплообразующие элементы, теплоотводы, радиаторы с ребрами, установленные на внешней поверхности стенки корпуса блока, отличающееся тем, что стенки корпуса и/или ребра радиаторов, выведенные сквозь стенки корпуса внутрь блока с возможностью контакта с теплообразующими элементами, выполнены под уклоном по отношению к основанию корпуса блока (патент на изобретение № RU 2389164, МПК Н05К 7/20, опубликовано 10.05.2010).A device is known that contains heat-generating elements, heat sinks, radiators with fins mounted on the outer surface of the wall of the block body, characterized in that the wall of the body and / or fins of radiators, brought out through the walls of the body into the block with the possibility of contact with heat-generating elements, are made at a slope of in relation to the base of the block body (patent for invention No. RU 2389164, IPC Н05К 7/20, published on 05/10/2010).

Недостатком является недостаточная площадь радиатора и наличие основания радиатора, которое увеличивает сопротивление воздушному потоку.The disadvantage is the insufficient radiator area and the presence of a radiator base, which increases the resistance to air flow.

Прототипом заявляемой полезной модели является устройство, в котором конструкция внешнего сотового радиатора включает в себя основание и теплорассеивающий корпус, сформированный на основании. Теплорассеивающий корпус включает в себя множество пустотелых ячеек, при этом смежные ячейки соединены вместе и каждая ячейка имеет, по меньшей мере, две прорези отверстия для сообщения соединенных смежных ячеек между собой. Таким образом, ячейка обеспечивает большую рассеивающую площадь, и каждая прорезь обеспечивает дополнительную циркуляцию воздушного потока и рассеивает воздушный поток так, что увеличивается время и возможность воздушного потока соприкасаться с теплорассеивающей поверхностью, и соответственно увеличивается эффективность рассеивания тепла (заявка на патент США № US 20130032322 А1, МПК F28F 7/00, опубликовано 07.02.2013).The prototype of the claimed utility model is a device in which the design of the external cellular radiator includes a base and a heat dissipating housing formed on the base. The heat-dissipating casing includes a plurality of hollow cells, wherein adjacent cells are connected together and each cell has at least two slots for communicating connected adjacent cells to each other. Thus, the cell provides a large scattering area, and each slot provides additional airflow circulation and scatters the air flow so that the time and the possibility of the air flow in contact with the heat dissipating surface are increased, and the heat dissipation efficiency is increased (US Patent Application No. US 20130032322 A1 , IPC F28F 7/00, published 02/07/2013).

Недостатком прототипа является сильное сопротивление воздушному потоку и медленное обновление воздуха, за счет того, что один конец ячеек закрыт основанием радиатора и циркуляции воздушного потока осуществляется через узкие прорези в стенках ячеек.The disadvantage of the prototype is the strong resistance to air flow and slow air renewal due to the fact that one end of the cells is closed by the base of the radiator and the air flow is circulated through narrow slots in the cell walls.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности рассеивания тепла.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of heat dissipation.

Технический результат достигается за счет увеличения площади теплообменной поверхности, уменьшения сопротивления воздушному потоку, поступающему к теплоотводящей поверхности, послойного разделения воздушного потока, быстрого обновления среды в зоне охлаждения и сокращения пути тепла из внутренней теплонагруженной зоны к внешней поверхности.The technical result is achieved by increasing the area of the heat exchange surface, reducing the resistance to the air flow coming to the heat sink surface, layer-by-layer separation of the air flow, quickly updating the medium in the cooling zone and reducing the heat path from the inner heat-loaded zone to the outer surface.

Технический результат достигается тем, что сотовый радиатор, выполненный из теплорассеивающего материала, содержит основание и множество пустотелых ячеек, при этом на поверхности основания закреплены ребра, соединенные между собой поперечными пластинами, при этом поперечные пластины соединены между собой связующими пластинами, формируя таким образом сотовую структуру.The technical result is achieved by the fact that a honeycomb radiator made of heat dissipating material contains a base and a plurality of hollow cells, while fins are connected to the surface of the base, interconnected by transverse plates, while the transverse plates are interconnected by connecting plates, thereby forming a honeycomb structure .

При этом ребра закреплены на внешней поверхности основания. При этом основание является полым.In this case, the ribs are fixed on the outer surface of the base. In this case, the base is hollow.

При этом основание является цельным. При этом основание имеет поперечную платформу.In this case, the base is solid. In this case, the base has a transverse platform.

При этом ребра расположены на по меньшей мере части основания. При этом термонагруженный элемент расположен на свободной от ребер поверхности основания.In this case, the ribs are located on at least part of the base. In this case, the thermally loaded element is located on the surface of the base free from ribs.

При этом кромки поперечных и связующих пластин выполнены заостренными.In this case, the edges of the transverse and connecting plates are made pointed.

При этом по меньшей мере одна поперечная пластина имеет рельефную поверхность.In this case, at least one transverse plate has a relief surface.

При этом по меньшей мере одно ребро имеет рельефную поверхность. При этом по меньшей мере одна связующая пластина имеет рельефную поверхность.In this case, at least one rib has a relief surface. At the same time, at least one tie plate has a raised surface.

При этом по меньшей мере одна поперечная пластина является изогнутой. При этом по меньшей мере одно ребро является изогнутым. При этом по меньшей мере одна связующая пластина является изогнутым. При этом вертикальная ось по меньшей мере одно ребра образует угол с осью основания.In this case, at least one transverse plate is curved. In this case, at least one rib is curved. At the same time, at least one tie plate is curved. In this case, the vertical axis of at least one rib forms an angle with the axis of the base.

При этом вертикальная ось по меньшей мере одной поперечной пластины образует угол с осью основания.The vertical axis of the at least one transverse plate forms an angle with the axis of the base.

При этом вертикальная ось по меньшей мере одной связующей пластины образует угол с осью основания.In this case, the vertical axis of at least one tie plate forms an angle with the axis of the base.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 изображает вид сверху сотового радиатора для охлаждения газов и жидкости.Figure 1 depicts a top view of a cellular radiator for cooling gases and liquids.

Фиг.2 изображает вид сотового радиатора для охлаждения газов и жидкости в поперечном разрезе.Figure 2 depicts a view of a cellular radiator for cooling gases and liquids in cross section.

Фиг.3 изображает вид сверху сотового радиатора для охлаждения термонагруженных твердых элементов.Figure 3 depicts a top view of a cellular radiator for cooling thermally loaded solid elements.

Фиг.4 изображает вид сотового радиатор для охлаждения термонагруженных твердых элементов в поперечном разрезе.Figure 4 depicts a view of a cellular radiator for cooling thermally loaded solid elements in cross section.

Фиг.5 изображает вид сверху одного из вариантов осуществления сотового радиатора с горизонтальным пластин.Figure 5 depicts a top view of one of the embodiments of a cellular radiator with horizontal plates.

Фиг.6 изображает вид одного из вариантов осуществления сотового радиатора с горизонтальным пластин в поперечном разрезе.FIG. 6 is a cross-sectional view of one embodiment of a cellular radiator with horizontal plates.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

В соответствии с фиг.1 и 2, примерный вариант осуществления сотового радиатора состоит из основания 1, вокруг внешней поверхности, которого закреплены ребра 2 радиатора. На ребрах 2 радиатора закреплены поперечные пластины 3, имеющие кромки 4, кромки могут быть заостренными. Смежные поперечные пластины 3, находящиеся в одной секции радиатора, соединены между собой связующими пластинами 5, образуя таким образом сотовую структуру.In accordance with figures 1 and 2, an exemplary embodiment of a cellular radiator consists of a base 1, around the outer surface, which is attached to the fins 2 of the radiator. On the ribs 2 of the radiator are fixed transverse plates 3 having edges 4, the edges can be pointed. Adjacent transverse plates 3 located in one section of the radiator are interconnected by connecting plates 5, thus forming a honeycomb structure.

Основание 1 радиатора имеет полость 6, через которую проходит охлаждаемый газ или жидкость.The radiator base 1 has a cavity 6 through which the cooled gas or liquid passes.

В соответствии с фиг.3 и 4, альтернативный вариант осуществления сотового радиатора состоит из основания 11, к которому прикреплены ребра 12 радиатора, которые, по существу, являются связующими пластинами, которые могут быть выполнены, например, с заостренными кромками 13, при этом сотовая структура радиатора образуется из ребер 12 и поперечных пластин 14.In accordance with FIGS. 3 and 4, an alternative embodiment of a honeycomb radiator consists of a base 11 to which ribs 12 of the radiator are attached, which are essentially connecting plates that can be made, for example, with pointed edges 13, while the honeycomb the radiator structure is formed of fins 12 and transverse plates 14.

Основание 1 радиатора имеет поперечную платформу 15, на которой размещается термонагруженный твердый элемент 16.The radiator base 1 has a transverse platform 15 on which a thermally loaded solid element 16 is placed.

В соответствии с фиг.5 и 6, альтернативный вариант осуществления сотового радиатора состоит из основания 21, к которому прикреплены ребра 22 радиатора. На ребрах 22 радиатора закреплены имеющие заостренные кромки (не отображено) связующие пластины 24, образуя таким образом сотовую структуру. В данном альтернативном варианте осуществления сотового радиатора термонагруженный твердый элемент 25 закреплен на основании 21 радиатора снизу.According to FIGS. 5 and 6, an alternative embodiment of a cellular radiator consists of a base 21 to which fins 22 of the radiator are attached. On the ribs 22 of the radiator are fixed with pointed edges (not shown) of the connecting plate 24, thus forming a honeycomb structure. In this alternative embodiment of the cell radiator, a thermally loaded solid element 25 is fixed to the bottom 21 of the radiator.

Соты, образованные поперечными и связующими пластинами могут иметь разнообразные поперечные сечения, например, соты могут иметь круглое, шестигранное, прямоугольное и т.п. поперечные сечения.Honeycombs formed by cross and tie plates can have various cross sections, for example, honeycombs can have round, hex, rectangular, and the like. cross sections.

Внутренние поверхности поперечных пластин 3, 14, 23 и связующих пластин 5, 12, 24 гладкие, но для увеличения площади теплообменной поверхности радиатора поперечные пластины 3, 14, 23 и связующие пластины 5, 12, 24 могут быть выполнены с рельефной поверхностью. Для уменьшения сопротивления воздушному потоку, поперечные пластины могут быть выполнены изогнутыми, например, в форме дуги (фиг.2), трапеции, треугольника и т.п., а также расположены под углом к основанию 21 радиатора (фиг.6). Радиатор может быть выполнен в виде куба, сферы, полусферы, цилиндра, полуцилиндра, параллелепипеда, эллипса и т.п.The inner surfaces of the transverse plates 3, 14, 23 and the connecting plates 5, 12, 24 are smooth, but to increase the heat exchange surface of the radiator, the transverse plates 3, 14, 23 and the connecting plates 5, 12, 24 can be made with a relief surface. To reduce resistance to air flow, the transverse plates can be made curved, for example, in the form of an arc (Fig. 2), trapezoid, triangle, etc., and are also located at an angle to the base 21 of the radiator (Fig. 6). The radiator can be made in the form of a cube, sphere, hemisphere, cylinder, half cylinder, parallelepiped, ellipse, etc.

Предлагаемый сотовый радиатор работает следующим образом. При нагревании радиатора, частицы теплого воздуха в сотах поднимаются вверх и создают зону низкого давления в нижней части радиатора. Полученное при этом тепло в дальнейшем постепенно отводится (рассеивается), за счет многократных столкновений с более отдаленными, соседними частицам воздуха. При креплении на поверхность частицы холодного воздуха движутся вдоль поверхности к основанию радиатора. Острые кромки пластин радиатора разрезают воздух на слои (самый холодный воздух находится внизу и, соответственно, поступает к основанию радиатора, где требуется наиболее сильное охлаждение) и распределяют по сотам, в которых происходит теплообмен. Затем холодный воздух нагревается, и также послойно, а выходит из радиаторных сот и образует воздушный поток нагретого воздуха. Поскольку процесс теплообмена определяется в первую очередь параметрами пограничного слоя охлаждающего воздуха, такими как его температура, влажность, скорость обтекания, то большая площадь теплообменной поверхности и скорость движения слоев воздуха в сотах радиатора являются основными критериями для создания высокоэффективного радиатора.The proposed cellular radiator operates as follows. When the radiator is heated, particles of warm air in the cells rise up and create a low pressure zone in the lower part of the radiator. The resulting heat is then gradually removed (dissipated) due to repeated collisions with more distant, neighboring air particles. When attached to the surface, cold air particles move along the surface to the base of the radiator. The sharp edges of the radiator plates cut the air into layers (the coldest air is at the bottom and, accordingly, flows to the base of the radiator, where the strongest cooling is required) and distributed over the cells in which heat exchange takes place. Then the cold air is heated, and also in layers, and leaves the radiator cells and forms an air stream of heated air. Since the heat transfer process is determined primarily by the parameters of the boundary layer of cooling air, such as its temperature, humidity, flow rate, the large area of the heat exchange surface and the speed of the air layers in the radiator cells are the main criteria for creating a highly efficient radiator.

Радиатор может быть интегрирован в корпус радиоэлектронного компонента и устройства (например, вентиляционные отверстия корпусов радиоэлектронных устройств совпадают с сотами радиатора), ламп светоизлучающих диодов (СИД ламп), модулей СИД, СИД светильников, СИД прожекторов, трубы отопления (радиатор отопления), охлаждающие конструкции холодильников и кондиционеров, систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания и т.п.The radiator can be integrated into the housing of the electronic component and device (for example, the ventilation openings of the housings of the electronic devices coincide with the radiator cells), light emitting diode lamps (LED lamps), LED modules, LED lamps, LED spotlights, heating pipes (heating radiator), cooling structures refrigerators and air conditioners, an internal combustion engine cooling system, etc.

В данной конструкции сотовый радиатор выполнен из теплорассеивающего полимерного композита (ТРПК), который за счет маленькой шероховатости поверхности не создает большого сопротивления для частиц воздуха, и способствует меньшему осаждению частиц пыли на пластины радиатора, что увеличивает скорость потоков воздуха, а, следовательно, способствует более эффективному теплообмену. Также ТРПК позволяет изготавливать радиаторы, методом литья под давлением, с толщиной пластин до 0,3 мм. Большое количество сот, которые можно разместить на радиаторе, несмотря на маленькую толщину пластин, создают чрезвычайно прочную конструкции.In this design, the honeycomb radiator is made of a heat-dissipating polymer composite (TRPC), which, due to the small surface roughness, does not create much resistance for air particles, and contributes to less deposition of dust particles on the radiator plates, which increases the speed of air flow and, therefore, contributes to more efficient heat transfer. TRPC also allows the manufacture of radiators by injection molding, with plate thicknesses up to 0.3 mm. A large number of cells that can be placed on the radiator, despite the small thickness of the plates, create an extremely strong structure.

Claims

1. A cellular radiator made of heat dissipating material, containing a base and a plurality of hollow cells, characterized in that fins are connected to the surface of the base and connected by transverse plates, while the transverse plates are interconnected by connecting plates, thereby forming a honeycomb structure.

2. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the fins are fixed on the outer surface of the base.

3. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base is hollow.

4. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base is solid.

5. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the base has a transverse platform.

6. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the fins are located on at least a portion of the base.

7. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the thermally loaded element is located on the surface of the base free from ribs.

8. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the edges of the transverse and connecting plates are made pointed.

9. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one transverse plate has a relief surface.

10. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one fin has a raised surface.

11. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one connecting plate has a relief surface.

12. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one transverse plate is curved.

13. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one fin is curved.

14. The cell radiator according to claim 1, characterized in that at least one connecting plate is curved.

15. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the vertical axis of at least one of the ribs forms an angle with the axis of the base.

16. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the vertical axis of the at least one transverse plate forms an angle with the axis of the base.

17. The cell radiator according to claim 1, characterized in that the vertical axis of at least one connecting plate forms an angle with the axis of the base.