RU2580675C2 - Cooling device for heat dissipating equipment - Google Patents

Cooling device for heat dissipating equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2580675C2
RU2580675C2 RU2014111525/07A RU2014111525A RU2580675C2 RU 2580675 C2 RU2580675 C2 RU 2580675C2 RU 2014111525/07 A RU2014111525/07 A RU 2014111525/07A RU 2014111525 A RU2014111525 A RU 2014111525A RU 2580675 C2 RU2580675 C2 RU 2580675C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
removable
radial
ribs
stationary
holes
Prior art date
Application number
RU2014111525/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014111525A (en
Inventor
Алексей Валентинович Щелчков
Виталий Алексеевич Алтунин
Игорь Александрович Попов
Борис Ергазович Байгалиев
Марсель Зуфарович Яркаев
Анатолий Борисович Яковлев
Евгений Николаевич Платонов
Лариса Александровна Обухова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority to RU2014111525/07A priority Critical patent/RU2580675C2/en
Publication of RU2014111525A publication Critical patent/RU2014111525A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580675C2 publication Critical patent/RU2580675C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: cooling.
SUBSTANCE: invention relates to cooling devices and can be used in electric power elements with high heat release. Disclosed cooling device includes housing 7, dielectric plate 2, mounting platform 3 with inner hollow shape at cooled element 1 (device), radial fins 4 with heat exchange intensifiers, fan 8 installed in upper part of housing. Between radial fins 4 are provided removable chamber 10 with liquid low-boiling coolant, wherein radial fins 4 are components of stationary 21 and removable fins 22 and each removable chamber 10 is provided with a viewing window 16, filler 11 and drain neck portion 14 with sealed screw cap 12, outlet tube 13 and side flanges 18 with holes for bolting. In said stationary radial fins 21 are integrally formed with mounting platform and on ends of each stationary fin, a groove for installing removable radial fins 22 and holes 18 for bolting stationary edges and two removable side flanges of adjacent chambers.
EFFECT: technical result is improving efficiency of device by means of heat exchange intensification, increasing device reliability.
3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам охлаждения полупроводниковых приборов, и может быть использовано в силовых электротехнических элементах, а также электросиловых элементах с высоким тепловыделением.The invention relates to electrical engineering, in particular to cooling devices for semiconductor devices, and can be used in power electrical elements, as well as electric power elements with high heat dissipation.

Известен «Охладитель для полупроводниковых приборов» (Климов В.Л., а.с. СССР №983838, МПК H01L 23/36, Н05К 7/20, бюл. №47 от 23.12.82), содержащий радиатор с вертикальными полыми цилиндрическими ребрами, между которыми расположены закрытые камеры, заполненные жидким легкокипящим охладителем.The well-known "Cooler for semiconductor devices" (Klimov V.L., USSR AS No. 983838, IPC H01L 23/36, Н05К 7/20, bull. No. 47 dated 12/23/82), containing a radiator with vertical hollow cylindrical fins between which there are closed chambers filled with liquid low-boiling cooler.

Недостатками этого устройства являются слабая эффективность теплоотвода закрытых камер, т.к. конструктивное выполнение устройства не обеспечивает в полном объеме его функциональные возможности в процессе испарения, конденсации и возврата жидкого конденсата обратно в полость камеры, а также отсутствие возможности оперативного контроля за необходимым уровнем жидкого охладителя в каждой индивидуальной закрытой камере; отсутствие возможности дозаправки жидкого охладителя (при необходимости); отсутствие возможности слива жидкого охладителя (например, при ремонте или при замене на другой тип жидкого охладителя или их смесей); отсутствие возможности замены одной неисправной закрытой камеры на исправную (или новую) или замены нескольких (или всех) закрытых камер; отсутствие надежного охлаждения при различных наклонах и поворотах всей системы, что в целом снижает эффективность и надежность устройства охлаждения.The disadvantages of this device are the poor heat dissipation of closed chambers, as the constructive implementation of the device does not provide its full functionality in the process of evaporation, condensation and return of liquid condensate back to the chamber cavity, as well as the lack of the possibility of operational control of the required level of liquid cooler in each individual closed chamber; lack of the possibility of refueling a liquid cooler (if necessary); the inability to drain the liquid cooler (for example, during repair or when replacing with another type of liquid cooler or mixtures thereof); the inability to replace one defective closed camera with a working (or new) one or replace several (or all) closed cameras; lack of reliable cooling at various tilts and turns of the entire system, which generally reduces the efficiency and reliability of the cooling device.

Наиболее близким техническим решением и взятым в качестве прототипа является «Устройство охлаждения элементов тепловыделяющей аппаратуры (Коченков А.Г., Лопатин А.А., Щелчков А.В. и др.: патент на изобретение РФ №2334378, МПК Н05Л 7/20, БИ №26 от 20.09.2008), содержащее корпус, плато - диэлектрическую плиту, установочную площадку с охлаждаемым прибором, радиальные ребра с интенсификаторами теплообмена, выполненными в виде выпуклостей на одной стороне и лунок - на другой, кольцевой дефлектор, установленный на ребра между корпусом и платой, вентилятор, установленный в верхней части корпуса.The closest technical solution and taken as a prototype is the “Cooling device for elements of fuel equipment (Kochenkov A.G., Lopatin A.A., Schelchkov A.V. et al.: RF patent for invention №2334378, IPC Н05Л 7/20 , BI No. 26 of 09/20/2008), comprising a housing, a plateau-dielectric plate, an installation pad with a cooled device, radial ribs with heat transfer intensifiers made in the form of bulges on one side and holes on the other, an annular deflector mounted on the ribs between case and board, fan, mouth tained in the upper housing part.

Недостатками этого устройства являются малая эффективность охлаждения из-за конструктивного ограничения функциональных возможностей, заложенных в устройстве, а именно отсутствие между ребрами закрытых камер с жидким легкокипящим охладителем; отсутствие конструктивно возможного обеспечения охлаждения номенклатуры элементов с высоким тепловыделением (например, отличных по габаритам, по форме или сразу и то и другое); отсутствие возможности смены ребра (например, при его поломке); недостаточная эффективность ребра из-за конструктивного наличия на одной его стороне только выпуклостей, а на другой стороне - только лунок, что снижает поверхностную интенсификацию теплообмена, а в целом - эффективность и надежность устройства.The disadvantages of this device are the low cooling efficiency due to the structural limitations of the functional capabilities inherent in the device, namely the absence of closed chambers with a liquid low boiling cooler between the ribs; the lack of structurally possible cooling of the nomenclature of elements with high heat dissipation (for example, different in size, in shape or immediately, and both); the lack of the ability to change the ribs (for example, if it breaks); insufficient rib efficiency due to the structural presence of only bulges on one side of it and only holes on the other side, which reduces the surface intensification of heat transfer, and in general the efficiency and reliability of the device.

Решаемой задачей изобретения является повышение эффективности устройства путем интенсификации теплоотдачи и качественного отвода пара и его конденсата через радиальные ребра и теплоотводные трубки съемных камер за счет расширения функциональных возможностей и повышения надежности устройства.The object of the invention is to increase the efficiency of the device by intensifying heat transfer and high-quality removal of steam and its condensate through radial ribs and heat pipes of removable cameras by expanding the functionality and increasing the reliability of the device.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности устройства путем интенсификации теплообмена за счет расширения функциональных возможностей и повышения надежности устройства.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the device by intensifying heat transfer by expanding the functionality and increasing the reliability of the device.

Технический результат достигается тем, что в устройстве охлаждения элементов тепловыделяющей электроаппаратуры, содержащем корпус, диэлектрическую плиту, установочную площадку с внутренней полой формой под охлаждаемый элемент, радиальные ребра с интенсификаторами теплообмена, выполненными в виде выпуклостей на одной стороне и лунок на другой, кольцевой дефлектор, установленный на ребра между корпусом и диэлетрической плитой, вентилятор, установленный в верхней части корпуса, согласно которому между радиальными ребрами установлены съемные камеры с жидким легкокипящим охладителем с возможностью организации процесса кипения, испарения, конденсации и возврата жидкого конденсата обратно в полость камеры, при этом радиальные ребра выполнены составными из стационарных и съемных ребер, а каждая съемная камера конструктивно имеет наклонную верхнюю стенку в виде конусного удлинения и снабжена окном визуализации с горизонтальной пунктирной линией контроля уровня заправки жидким легкокипящим охладителем, заливной и сливной горловинами с герметичными винтовыми крышками, отводящей трубкой и боковыми фланцами с отверстиями для болтового соединения, при этом радиальные стационарные ребра выполнены заодно с установочной площадкой, а на концах каждого стационарного ребра выполнен паз для установки радиального съемного ребра, и отверстия для болтового крепления съемного ребра, а также двух боковых фланцев соседних съемных камер.The technical result is achieved by the fact that in the cooling device of the elements of the heat-generating electric equipment, comprising a housing, a dielectric plate, an installation pad with an internal hollow shape for the cooled element, radial ribs with heat transfer intensifiers, made in the form of bulges on one side and holes on the other, an annular deflector, mounted on the ribs between the housing and the dielectric plate, a fan installed in the upper part of the housing, according to which between the radial ribs are installed removable chambers with a liquid low-boiling cooler with the possibility of organizing the process of boiling, evaporation, condensation and return of liquid condensate back to the chamber cavity, while the radial ribs are made up of stationary and removable ribs, and each removable chamber has a structurally inclined upper wall in the form of a conical extension and equipped with a visualization window with a horizontal dashed line for controlling the level of filling with a liquid low-boiling cooler, a filler and a drain neck with sealed screw caps , a discharge tube and side flanges with holes for bolting, while the radial stationary ribs are made integral with the installation platform, and at the ends of each stationary rib there is a groove for installing a radial removable rib, and holes for bolting the removable rib, as well as two side flanges neighboring removable cameras.

На каждом радиальном съемном ребре выполнены на обеих сторонах и лунки, и выпуклости.On each radial removable rib, holes and bulges are made on both sides.

Установочная площадка с радиальными стационарными и съемными ребрами выполнена из меди или медных сплавов.The installation site with radial stationary and removable ribs is made of copper or copper alloys.

Научной новизной предлагаемого устройства является повышение эффективности устройства путем интенсификации теплообмена за счет:The scientific novelty of the proposed device is to increase the efficiency of the device by intensifying heat transfer due to:

1) наличия съемных камер с окнами визуализации, с наклонными верхними стенками, с отводящими трубками;1) the presence of removable cameras with visualization windows, with inclined upper walls, with outlet tubes;

2) наличия и лунок и выпуклостей на обеих сторонах каждого радиального съемного ребра;2) the presence of both holes and bulges on both sides of each radial removable rib;

3) конструктивной особенности съемной камеры, позволяющей интенсифицировать теплоотвод от охлаждаемого элемента путем создания оптимальных условий кипения, парообразования и конденсации используемой охлаждающей жидкости;3) design features of the removable chamber, which allows to intensify the heat sink from the cooled element by creating optimal conditions for boiling, vaporization and condensation of the used coolant;

4) расширения функциональных возможностей устройства по охлаждению нагреваемых съемных деталей различной формы и размеров;4) expanding the functionality of the device for cooling heated removable parts of various shapes and sizes;

5) возможности наклона при различных углах и поворота всего устройства совместно с охлаждаемым элементом;5) the ability to tilt at various angles and rotate the entire device together with the cooled element;

6) повышения надежности, ресурса и ремонтопригодности всего устройства из-за наличия составных, съемных и заменяемых деталей.6) increase the reliability, resource and maintainability of the entire device due to the presence of composite, removable and replaceable parts.

Для пояснения технической сущности рассмотрим чертежи:To clarify the technical nature, consider the drawings:

фиг. 1 - общий вид устройства - вид сверху (без вентилятора);FIG. 1 - general view of the device - top view (without fan);

фиг. 2 - вид сбоку устройства по сечению (А-А);FIG. 2 is a side view of the device in cross section (A-A);

фиг. 3 - съемная камера с легкокипящим жидким охладителем - вид сбоку (с внешней стороны бокового фланца);FIG. 3 - removable chamber with a low-boiling liquid cooler - side view (from the outside of the side flange);

фиг. 4 - съемная камера с легкокипящим жидким охладителем - вид со стороны внутренней вогнутой боковой стенки;FIG. 4 - removable chamber with a low-boiling liquid cooler - view from the side of the inner concave side wall;

фиг. 5 - съемная камера с легкокипящим жидким охладителем - вид со стороны наружной выпуклой боковой стенки;FIG. 5 - removable chamber with a low-boiling liquid cooler - view from the side of the outer convex side wall;

фиг. 6 - установочная площадка с радиальными стационарными ребрами - вид сверху (внутренняя часть - в виде окружности);FIG. 6 - installation site with radial stationary ribs - top view (the inner part is in the form of a circle);

фиг. 7 - съемное ребро - вид сверху;FIG. 7 - removable rib - top view;

фиг. 8 - съемное ребро - вид сбоку;FIG. 8 - removable rib - side view;

где 1 - охлаждаемый элемент;where 1 is the cooled element;

2 - диэлектрическая плита;2 - dielectric plate;

3 - установочная площадка с радиальными стационарными ребрами охлаждения;3 - installation site with radial stationary cooling fins;

4 - радиальное составное ребро;4 - radial composite rib;

5 - лунка (показана на примере горизонтального разреза одного из съемного ребра 22, приведенного на фиг. 1);5 - hole (shown in the example of a horizontal section of one of the removable ribs 22 shown in Fig. 1);

6 - выпуклость (показана на примере горизонтального разреза одного съемного ребра 22, приведенного на фиг. 1);6 - convexity (shown by the example of a horizontal section of one removable rib 22 shown in Fig. 1);

7 - корпус;7 - case;

8 - вентилятор;8 - fan;

9 - кольцевой дефлектор;9 - annular deflector;

10 - съемная камера;10 - removable camera;

11 - заливная горловина;11 - filler neck;

12 - винтовая герметичная крышка заливной горловины;12 - screw tight cover of a jellied mouth;

13 - отводящая трубка;13 - outlet pipe;

14 - сливная горловина;14 - a drain mouth;

15 - винтовая герметичная крышка сливной горловины;15 - screw tight cover of a drain mouth;

16 - окно визуализации;16 - visualization window;

17 - боковой фланец съемной камеры;17 - side flange of the removable camera;

18 - отверстие для болтового соединения бокового фланца съемной камеры и съемного ребра к стационарному ребру;18 - hole for bolting the side flange of the removable chamber and the removable rib to the stationary rib;

19 - внутренняя вогнутая боковая стенка съемной камеры;19 - inner concave side wall of the removable camera;

20 - наружная выпуклая боковая стенка съемной камеры;20 - the outer convex side wall of the removable camera;

21 - радиальное стационарное ребро;21 - stationary radial rib;

22 - радиальное съемное ребро.22 - radial removable rib.

Перед началом работы всего устройства его необходимо собрать, закрепить и установить на охлаждаемый элемент 1 (см. фиг 1, 2) до начала его нагрева. При сборке необходимо слева и справа от стационарного ребра 21 установить две соседние съемные камеры 10, а в паз радиального стационарного ребра 21 установить радиальное съемное ребро 22, затем через отверстия 18 болтами и гайками плотно закрепить все четыре детали (см. фиг. 1-8). Дальнейшую сборку необходимо производить в такой же последовательности. При полной сборке получится конструкция, показанная на фиг. 1, где обеспечивается плотный контакт между соприкасаемыми поверхностями стационарных и съемных деталей. Собранную конструкцию можно установить на охлаждаемый элемент 1 (см. фиг. 1).Before starting the operation of the entire device, it must be assembled, secured and installed on the cooled element 1 (see Fig. 1, 2) before it starts to heat up. During assembly, it is necessary to install two adjacent removable chambers 10 to the left and right of the stationary rib 21, and to install the radial removable rib 22 in the groove of the radial stationary rib 21, then tighten all four parts tightly with bolts and nuts through the holes 18 (see Fig. 1-8 ) Further assembly must be carried out in the same sequence. When fully assembled, the structure shown in FIG. 1, which provides tight contact between the contacting surfaces of stationary and removable parts. The assembled structure can be installed on the cooled element 1 (see Fig. 1).

Далее необходимо осуществить заправку съемных камер 10 (см. фиг. 1, 3-5) жидким легкокипящим охладителем. Заправка осуществляется через заливную горловину 11 (см. фиг. 1, 3, 4) до уровня, показанного на окне визуализации 16 (см. фиг. 5) в виде горизонтальной пунктирной линии. После заправки камер 10 (см. фиг. 1, 3-5) герметичность обеспечивается закруткой герметичных винтовых крышек 12, 15 совместно с отводящими трубками 13 на заливной 11 и сливной 14 горловинах соответственно (см. фиг. 1-5). Заправку можно осуществлять как до установки всего устройства на охлаждаемый элемент 1, так и после (см. фиг. 1, 2). После заправки всех съемных камер необходимо осуществить общий контроль их герметичности - путем наклона всей системы на различные углы, переворачиванием и выдержкой в каждом состоянии в течение нескольких минут. Контроль герметичности можно осуществлять до и после установки устройства на охлаждаемый элемент 1 - в зависимости от конструкции всего объекта (двигателя, прибора, техносистемы и т.д.), куда входит охлаждаемый элемент 1 (см. фиг. 1).Next, it is necessary to refuel the removable chambers 10 (see Fig. 1, 3-5) with a liquid low-boiling cooler. Refueling is carried out through the filler neck 11 (see Fig. 1, 3, 4) to the level shown on the visualization window 16 (see Fig. 5) in the form of a horizontal dashed line. After refueling the chambers 10 (see Figs. 1, 3-5), tightness is ensured by tightening the screw caps 12, 15 together with the discharge pipes 13 on the filler 11 and drain 14 necks, respectively (see Fig. 1-5). Refueling can be carried out both before installing the entire device on the cooled element 1, and after (see Fig. 1, 2). After refueling all the removable cameras, it is necessary to carry out a general control of their tightness - by tilting the entire system to various angles, turning and holding in each state for several minutes. The tightness control can be carried out before and after the installation of the device on the cooled element 1 - depending on the design of the entire object (engine, device, technology, etc.), which includes the cooled element 1 (see Fig. 1).

Рассмотрим работу устройства в статике, т.е. перед началом нагрева охлаждаемого элемента 1 (см. фиг. 1). В таком режиме все детали устройства, включая охлаждаемый элемент и охлаждающую жидкость в съемных камерах, находятся при температуре, равной температуре окружающей среды. Давление в съемных камерах является нормальным. Все соприкасаемые детали плотно прилегают друг к другу. Вентилятор 8 (см. фиг. 2) находится в неподвижном (выключенном) состоянии, поэтому движения наружного охлаждающего воздуха не происходит.Consider the operation of the device in statics, i.e. before heating the cooled element 1 (see Fig. 1). In this mode, all parts of the device, including the cooled element and coolant in removable chambers, are at a temperature equal to the ambient temperature. Pressure in removable cameras is normal. All contacting parts fit snugly together. The fan 8 (see. Fig. 2) is in a stationary (off) state, so the movement of the external cooling air does not occur.

Рассмотрим работу устройства в динамике. При таком режиме начнет нагреваться охлаждаемый элемент 1 (см. фиг. 1, 2). Тепло будет передаваться во всех направлениях. Произойдет нагрев установочной площадки 3 с радиальными стационарными ребрами 21, корпусов съемных камер 10 с жидким легкокипящим охладителем, радиальных съемных ребер 22 (см. фиг. 1, 2). Эти детали начнут работу по отводу тепла от охлаждаемого элемента 1 (см. фиг. 1, 2). Одновременно с этими процессами должен быть включен вентилятор 8 (см. фиг. 2), который должен обеспечивать дополнительную интенсификацию охлаждения всего устройства путем вынужденной конвекции окружающего воздуха, прокачивая его снизу-вверх через кольцевой дефлектор 9, омывая все нагретые наружные открытые стенки радиальных съемных ребер 22 (см. фиг. 1, 2, 7, 8), верхних стенок съемных камер 10 (см. фиг. 1), наружных стенок 20 съемных камер 10 (см. фиг. 5) и боковых фланцев 17 (см. фиг. 5), отводящих трубок 13 с заливными 11 (см. фиг. 4) и сливными 14 (см. фиг. 5) горловинами, с герметичными винтовыми крышками 12, 15 (см. фиг. 4, 5). При больших плотностях теплового потока возможно закипание охлаждающей жидкости в съемных камерах 10 (см. фиг. 1, 3-5). В таком случае будет происходить парообразование с некоторым повышением давления. Пар начнет свое движение через заливную горловину 11 (см. фиг. 3, 4) вверх по отводящей трубке 13 (см. фиг. 1, 3-5), в которой будет происходить процесс конденсации, а также слив капель конденсата обратно в съемную камеру 10 (см. фиг. 1, 3, 4) через сливную горловину 14 (см. фиг. 5). Наличие отводящей трубки 13 (см. фиг. 1, 3-5) позволит интенсифицировать процесс теплоотвода от нагретых внутренних стенок 19 съемных камер 10 (см. фиг. 4). Наличие лунок и выпуклостей на обеих сторонах каждого радиального съемного ребра будет значительно интенсифицировать теплоотдачу от их нагретой поверхности к воздуху в условиях естественной конвекции воздуха (при выключенном вентиляторе), а в условиях вынужденной конвекции воздуха (при включенном вентиляторе) эта интенсивность будет увеличиваться еще больше. Наличие наклонной верхней стенки съемной камеры 10 и отводящей трубки 13 (см. фиг. 1, 3-5) позволяет осуществлять теплоотвод при различных углах наклона и поворотах всего устройства (см. фиг. 2).Consider the operation of the device in dynamics. In this mode, the cooled element 1 will begin to heat up (see Fig. 1, 2). Heat will be transmitted in all directions. The installation site 3 with the radial stationary fins 21, the bodies of the removable chambers 10 with a liquid low boiling cooler, the radial removable fins 22 will be heated (see Figs. 1, 2). These parts will begin work on the removal of heat from the cooled element 1 (see Fig. 1, 2). Simultaneously with these processes, fan 8 should be turned on (see Fig. 2), which should provide additional intensification of cooling of the entire device by forced convection of ambient air, pumping it from the bottom up through the annular deflector 9, washing all heated outer open walls of the radial removable ribs 22 (see FIG. 1, 2, 7, 8), the upper walls of the removable chambers 10 (see FIG. 1), the outer walls 20 of the removable chambers 10 (see FIG. 5) and side flanges 17 (see FIG. 5), outlet pipes 13 with filler 11 (see Fig. 4) and drain 14 (see Fig. 5) throat ins sealed with screw caps 12, 15 (see. FIGS. 4, 5). At high heat flux densities, it is possible to boil coolant in removable chambers 10 (see Figs. 1, 3-5). In this case, vaporization will occur with some increase in pressure. The steam will begin to move through the filler neck 11 (see Fig. 3, 4) upstream of the discharge pipe 13 (see Fig. 1, 3-5), in which the condensation process will take place, as well as the condensate dropping back into the removable chamber 10 (see Figs. 1, 3, 4) through the drain neck 14 (see Fig. 5). The presence of the discharge tube 13 (see. Fig. 1, 3-5) will intensify the process of heat removal from the heated inner walls 19 of the removable chambers 10 (see. Fig. 4). The presence of holes and bulges on both sides of each radial removable rib will significantly intensify the heat transfer from their heated surface to air under conditions of natural air convection (with the fan turned off), and in conditions of forced air convection (with the fan turned on) this intensity will increase even more. The presence of an inclined upper wall of the removable chamber 10 and the discharge tube 13 (see Figs. 1, 3-5) allows for heat removal at various tilt angles and rotations of the entire device (see Fig. 2).

Преимущество заявляемого изобретения по сравнению с известными аналогами благодаря конструктивным особенностям, а именно:The advantage of the claimed invention in comparison with the known analogues due to design features, namely:

1) между радиальными ребрами установлены съемные камеры с жидким легкокипящим охладителем с возможностью организации процесса кипения, испарения, конденсации и возврата жидкого конденсата обратно в полость камеры;1) removable chambers with a liquid low-boiling cooler are installed between the radial ribs with the possibility of organizing the process of boiling, evaporation, condensation and return of liquid condensate back to the chamber cavity;

2) каждая съемная камера снабжена окном визуализации с горизонтальной пунктирной линией контроля уровня заправки жидким легкокипящим охладителем, заливной и сливной горловинами с герметичными винтовыми крышками, отводящей трубкой и боковыми фланцами с отверстиями для болтового соединения;2) each removable camera is equipped with a visualization window with a horizontal dashed line for controlling the level of filling with a liquid low-boiling cooler, a filler and a drain neck with tight screw caps, a discharge tube and side flanges with holes for bolting;

3) каждая съемная камера конструктивно имеет наклонную верхнюю стенку в виде конусного удлинения;3) each removable chamber structurally has an inclined upper wall in the form of a conical extension;

4) радиальные ребра выполнены составными из стационарных и съемных ребер;4) radial ribs are made of composite of stationary and removable ribs;

5) радиальные стационарные ребра выполнены заодно с установочной площадкой и на концах каждого стационарного ребра выполнен паз для установки радиального съемного ребра и отверстия для болтового крепления съемного ребра, а также двух боковых фланцев соседних съемных камер;5) the radial stationary ribs are made integral with the installation platform and at the ends of each stationary rib there is a groove for installing the radial removable ribs and holes for bolting the removable ribs, as well as two side flanges of adjacent removable chambers;

6) на каждой стороне радиального съемного ребра выполнены и лунки, и выпуклости;6) both holes and bulges are made on each side of the radial removable rib;

7) установочная площадка с радиальными стационарными и съемными ребрами выполнена из меди или медных сплавов.7) the installation site with radial stationary and removable ribs is made of copper or copper alloys.

Все это позволит получить эффективное устройство путем повышения теплообмена за счет расширения функциональных возможностей и повышения надежности (работоспособности, ресурса), а также экономичности не только охлаждаемых элементов с большим тепловыделением, но и новых техносистем в целом, куда входят эти охлаждаемые элементы.All this will make it possible to obtain an effective device by increasing heat transfer by expanding the functionality and increasing reliability (availability, resource), as well as the economy of not only cooled elements with high heat generation, but also of new technical systems in general, which include these cooled elements.

Claims (3)

1. Устройство охлаждения элементов тепловыделяющей электроаппаратуры, содержащее корпус, диэлектрическую плиту, установочную площадку с внутренней полой формой под охлаждаемый элемент, радиальные ребра с интенсификаторами теплообмена, выполненными в виде выпуклостей на одной стороне и лунок на другой, кольцевой дефлектор, установленный на ребра между корпусом и диэлектрической плитой, вентилятор, установленный в верхней части корпуса, отличающееся тем, что между радиальными ребрами установлены съемные камеры с жидким легкокипящим охладителем с возможностью организации процесса кипения, испарения, конденсации и возврата жидкого конденсата обратно в полость камеры, при этом радиальные ребра выполнены составными из стационарных и съемных ребер, а каждая съемная камера конструктивно имеет наклонную верхнюю стенку в виде конусного удлинения и снабжена окном визуализации с горизонтальной пунктирной линией контроля уровня заправки жидким легкокипящим охладителем, заливной и сливной горловинами с герметичными винтовыми крышками, отводящей трубкой и боковыми фланцами с отверстиями для болтового соединения, при этом радиальные стационарные ребра выполнены заодно с установочной площадкой, а на концах каждого стационарного ребра выполнен паз для установки радиального съемного ребра и отверстия для болтового крепления съемного ребра, а также двух боковых фланцев соседних съемных камер.1. A cooling device for elements of a heat-generating electric equipment, comprising a housing, a dielectric plate, an installation pad with an internal hollow shape for the cooled element, radial ribs with heat transfer intensifiers made in the form of bulges on one side and holes on the other, an annular deflector mounted on the ribs between the housing and a dielectric plate, a fan installed in the upper part of the housing, characterized in that between the radial ribs there are removable chambers with liquid low-boiling lacquer with the possibility of organizing the process of boiling, evaporation, condensation and return of liquid condensate back to the cavity of the chamber, while the radial ribs are made up of stationary and removable ribs, and each removable chamber is structurally inclined upper wall in the form of a conical extension and is equipped with a visualization window with horizontal dashed line for controlling the level of filling with a liquid low-boiling cooler, filler and drain mouths with sealed screw caps, outlet pipe and side flanges with holes for bolted connection, wherein the radial ribs are integrally fixed to the mounting platform and at the ends of each stationary fin is configured for setting a radial groove removable ribs and holes for bolting the removable rib and two side flanges of adjacent chambers removable. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на каждом радиальном съемном ребре выполнены на обеих сторонах и лунки, и выпуклости.2. The device according to p. 1, characterized in that on each radial removable rib is made on both sides of the hole, and the bulge. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что установочная площадка с радиальными стационарными и съемными ребрами выполнена из меди или медных сплавов. 3. The device according to p. 1, characterized in that the installation site with radial stationary and removable ribs is made of copper or copper alloys.
RU2014111525/07A 2014-03-25 2014-03-25 Cooling device for heat dissipating equipment RU2580675C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111525/07A RU2580675C2 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Cooling device for heat dissipating equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111525/07A RU2580675C2 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Cooling device for heat dissipating equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014111525A RU2014111525A (en) 2015-09-27
RU2580675C2 true RU2580675C2 (en) 2016-04-10

Family

ID=54250828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014111525/07A RU2580675C2 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Cooling device for heat dissipating equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580675C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018009178A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heat spreader to structurally support an outer housing
RU201540U1 (en) * 2020-07-31 2020-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт программных систем им. А.К. Айламазяна Российской академии наук Device for immersion two-phase cooling of electronic products
RU217997U1 (en) * 2023-01-20 2023-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (ФГБОУ ВО "ЧГУ им. И.Н. Ульянова") Cooler for power semiconductor modules

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU983838A1 (en) * 1980-11-27 1982-12-23 Предприятие П/Я Г-4213 Cooler for semiconductor devices
US4590538A (en) * 1982-11-18 1986-05-20 Cray Research, Inc. Immersion cooled high density electronic assembly
RU2334378C1 (en) * 2007-05-16 2008-09-20 Азат Геннадьевич Коченков Device of cooling of elements of heat-removing electrical equipment
EP2161745A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-10 Converteam Technology Ltd Stack assemblies containing semiconductor devices
RU2389164C1 (en) * 2008-08-11 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко (ОАО "ЭЛАРА") Radio-electronic block
EA201001075A1 (en) * 2010-07-16 2011-02-28 Александр Николаевич Соколов COOLING DEVICE FOR ELECTRICAL EQUIPMENT
US8125776B2 (en) * 2010-02-23 2012-02-28 Journée Lighting, Inc. Socket and heat sink unit for use with removable LED light module

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU983838A1 (en) * 1980-11-27 1982-12-23 Предприятие П/Я Г-4213 Cooler for semiconductor devices
US4590538A (en) * 1982-11-18 1986-05-20 Cray Research, Inc. Immersion cooled high density electronic assembly
RU2334378C1 (en) * 2007-05-16 2008-09-20 Азат Геннадьевич Коченков Device of cooling of elements of heat-removing electrical equipment
RU2389164C1 (en) * 2008-08-11 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко (ОАО "ЭЛАРА") Radio-electronic block
EP2161745A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-10 Converteam Technology Ltd Stack assemblies containing semiconductor devices
US8125776B2 (en) * 2010-02-23 2012-02-28 Journée Lighting, Inc. Socket and heat sink unit for use with removable LED light module
EA201001075A1 (en) * 2010-07-16 2011-02-28 Александр Николаевич Соколов COOLING DEVICE FOR ELECTRICAL EQUIPMENT

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018009178A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heat spreader to structurally support an outer housing
CN109074852A (en) * 2016-07-06 2018-12-21 惠普发展公司,有限责任合伙企业 The radiator of shell is supported in structure
US10667432B2 (en) 2016-07-06 2020-05-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heat spreader to structurally support an outer housing
RU201540U1 (en) * 2020-07-31 2020-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт программных систем им. А.К. Айламазяна Российской академии наук Device for immersion two-phase cooling of electronic products
RU217997U1 (en) * 2023-01-20 2023-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (ФГБОУ ВО "ЧГУ им. И.Н. Ульянова") Cooler for power semiconductor modules

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014111525A (en) 2015-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10410954B2 (en) Cooling module, water-cooled cooling module and cooling system
CN105676574B (en) A kind of liquid cooling heat radiation system and laser projection device
CN103528035A (en) Heat dissipation method and device for integrated heat pipe of large-power LED
RU2580675C2 (en) Cooling device for heat dissipating equipment
KR102263866B1 (en) Thermoelectric generator using waste heat
JP5786132B2 (en) Electric car
CN201368434Y (en) Heat dissipation structure for high power semiconductor device
CN207530085U (en) A kind of water-filled radiator shell of new energy car battery
CN207381825U (en) A kind of hermetic type equipment cabinet radiator and gas insulation switch cabinet
WO2016104727A1 (en) Cooling device
CN108733181A (en) Cooled plate mechanism for cabinet
CN201145244Y (en) Self-refrigeration cooling LED lamp
CN104180316A (en) High-power lamp
CN203871119U (en) Heat dissipating device for oil-immersed transformer
CN203851394U (en) Sealing shell of underwater power supply
US3205938A (en) Cooling means for electrical apparatus
US20190086157A1 (en) Cooling system, cooler, and cooling method
CN210183785U (en) Logistics real-time tracking device based on satellite-ground interaction
KR101917484B1 (en) Piping structure, cooling device using same, and refrigerant vapor transport method
CN113310036A (en) Direct-sealed heat pipe radiator for high-power LED lamp and manufacturing method
US20190029144A1 (en) Cooling device for a power converter
CN108919915A (en) Water-cooled plate mechanism for cabinet
CN210087556U (en) Low-temperature rear engine base of wind driven generator
CN209781167U (en) Vacuum pump circulating water sealed cooling device
KR100427932B1 (en) Radiator using heat pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180326