СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ БЛОКОВ АППАРАТУРЫ Российский патент 2006 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

Изобретение относится к охлаждающим и рассеивающим тепло устройствам и может быть использовано для централизованного охлаждения различного рода устройств.

Известен способ, касающийся системы распределения тепловой энергии, и система распределения тепловой энергии (заявка на изобретение РФ №96117245, F 24 F 5/00, 1998.11.20). Система распределения тепловой энергии, в которой тепловая энергия, поглощенная теплоносителем и централизованно генерируемая для обогрева зданий, приспособлена для распределения с помощью одной трубы или одной группы труб по нагревательным устройствам, размещенным в зданиях, и, соответственно, энергия охлаждения, централизованно вырабатываемая охладительным агрегатом поглотительного типа, приспособлена для распределения с помощью второй трубы или группы труб по охлаждающим устройствам в зданиях, согласно изобретению, в целях устранения или значительного сокращения объема устройств охлаждения конденсаторной воды, охладительный агрегат размещен таким образом, чтобы осуществлять конденсацию посредством оборотной жидкости, поступающей из оборотной трубы системы передачи отопления или охлаждения, и, по меньшей мере, часть жидкости, используемой для конденсации, возвращается непосредственно в обратную трубу. Недостатком данного способа является невозможность его использования для охлаждения блоков аппаратуры.

Известна система охлаждения блоков аппаратуры на самолете, принятая за прототип (а.с. СССР №1807659, B 64 D 13/08, 2004.11.10). Система охлаждения блоков аппаратуры на самолете, содержащая регуляторы подачи воздуха с термочувствительными устройствами, установленные в воздуховодах, подводящие участки, которые совместно подключены к источнику охлаждающего воздуха, а выходные сообщены с атмосферой, согласно изобретению, с целью повышения надежности и эффективности, регуляторы подачи воздуха с термочувствительными устройствами установлены в выходных участках воздуховодов и выполнены в виде регулятора прямого действия, причем термочувствительное устройство регулятора установлено перед его исполнительным устройством. Недостатком данного изобретения является низкая эффективность охлаждения.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности охлаждения блоков аппаратуры.

Технический результат достигается тем, что система охлаждения блоков аппаратуры, содержащая секции радиаторов, подводящие участки, регуляторы подачи охлаждающего агента, связывающие термочувствительные элементы с заслонками, согласно изобретению снабжена источниками питания, насосом и холодильником, связанными подводящими участками через тройники и запорные устройства с теплопроводящими трубками, помещенными между пластин радиатора, между которыми предварительно с воздушным зазором размещен легкоплавкий металл, при этом заслонки установлены на входе в секцию радиаторов и связаны с термочувствительными элементами, закрепленными на теплопроводящих трубках каждой секции радиаторов, причем запорные устройства, связывающие тройники и теплопроводящие трубки, выполнены в виде телескопических звеньев, фиксируемых друг в друге шариками и стопорным кольцом, а каждое звено снабжено центратором, пружиной, внешней и внутренней перегородками, запорным клапаном с прокладкой с совмещенными радиальными отверстиями, которые смещены относительно радиальных отверстий внутренней перегородки, при этом центраторы, жестко закрепленные на запорных клапанах звеньев выполнены в виде стержней с выпуклой и вогнутой полусферами на концах, а в качестве охлаждающего агента используют раствор калийно-натриевых хлоридов.

Изобретение характеризуется также тем, что подводящие участки выполнены теплоизолированными.

Изобретение характеризуется также тем, что в качестве теплоизолирующего материала используют изоляцию из пористой керамики с теплоотражающим покрытием.

Изобретение характеризуется также тем, что в качестве легкоплавкого металла используют металлический калий.

Изобретение характеризуется также тем, что в качестве легкоплавкого металла используют натрий.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность охлаждения блоков аппаратуры.

Система охлаждения блоков аппаратуры поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема системы охлаждения блоков аппаратуры, на фиг.2 изображен разрез по линии А-А, увеличение, на фиг.3 изображено звено запорного устройства, на фиг.4 изображено звено запорного устройства, на фиг.5 изображено запорное устройство в зафиксированном виде, на фиг.6 показан разрез Б-Б подводящего участка в теплоизолирующем материале, увеличено, где:

1 - подводящие участки;

2 - заслонки;

3 - термочувствительные элементы;

4 - регуляторы подачи охлаждающего агента;

5 - источники питания;

6 - тройники;

7 - охлаждающий агент, например раствор натриевых, калийных или калийно-натриевых хлоридов;

8 - теплопроводящие трубки;

9 - насос;

10 - холодильник;

11 - радиаторы блоков аппаратуры;

12 - пластины радиаторов блоков аппаратуры;

13 - легкоплавкий металл, помещенный с зазором 25 внутри пластин радиаторов 12;

14 - запорные устройства, предотвращающие утечки охлаждающего агента при монтаже системы охлаждения, закрепленные, например, с помощью резьбового соединения на теплопроводящих трубках 8 и тройниках 6;

15 - пружины (одинаковой жесткости);

16 - внешние перегородки с отверстиями;

17 - внутренние перегородки с отверстиями;

18 - телескопические звенья запорных устройств 14, входящие друг в друга;

19 - запорные клапана с отверстиями;

20 - прокладки с отверстиями;

21 - стержень с вогнутой полусферой на конце;

22 - стержень с выпуклой полусферой на конце;

23 - стопорное кольцо;

24 - шарики-фиксаторы;

25 - воздушный зазор;

26 - пористая керамика;

27 - теплоотражающее покрытие.

Система охлаждения блоков аппаратуры содержит подводящие участки 1, соединяющие насос 9 и холодильник 10 с теплопроводящими трубками 8 через тройники 6 и запорные устройства 14, закрепленные на их концах. Насос 9 и холодильник 10 соединены с источниками питания 5. Запорные устройства 14 необходимы для предотвращения утечек охлаждающего агента 7 при монтаже системы охлаждения. При изготовлении в пластины 12 радиаторов помещают легкоплавкий металл 13, например металлический калий или натрий, с воздушным зазором 25 для компенсации его теплового расширения при нагревании. После этого между пластинами 12 радиаторов размещают теплопроводящие трубки 8, контактирующие с ними, для обеспечения наилучшей теплопроводности. Источники питания 5 связывают с регуляторами 4 подачи охлаждающего агента, термочувствительными элементами 3, закрепленными на теплопроводящих трубках 8, и заслонками 2. Заслонки 2 устанавливают на входе в секции радиаторов 11. Запорные устройства 14 состоят из двух телескопических звеньев 18, входящих друг в друга. Звенья 18 содержат внешнюю 16 и внутреннюю 17 перегородки с отверстиями, а также помещенные между ними пружины 15 одинаковой жесткости для обеспечения одинаковых усилий отжима. В полости, образованной перегородками 16 и 17, помещают запорный клапан 19 с радиальными отверстиями, смещенными относительно отверстий во внутренней перегородке 17. Между запорным клапаном 19 и внутренней перегородкой 17 помещают прокладки 20 с отверстиями, совмещенными с отверстиями запорного клапана 19 для предотвращения утечек, вызванных неточностностью прилегания. Входящие друг в друга телескопические звенья 18 запорного устройства 14 содержат стержень 21 с вогнутой полусферой на конце и стержень 22 с выпуклой полусферой на конце для обеспечения возможности самоцентрации при монтаже системы охлаждения. Для обеспечения быстроты сборки предлагается оснащать звенья 18 стопорными кольцами 23 и шариками-фиксаторами 24, обеспечивающими быструю и надежную фиксацию звеньев 18 относительно друг друга при работе системы. После этого полученную замкнутую циркуляционную систему заполняют охлаждающим агентом 7, раствором, например, натриевых, калийных или калийно-натриевых хлоридов, для обеспечения наибольшей теплоемкости раствора, связанной с высокой теплоемкостью хлоридов. Для снижения тепловыделения возможна теплоизоляция подводящих участков 1 с помощью пористой керамики 26 и теплоотражающего покрытия 27.

Система охлаждения блоков аппаратуры работает следующим образом. В процессе работы различного рода блоков аппаратуры, например при работе оргтехники в офисных помещениях, происходит выделение значительного количества тепла, поглощаемого радиаторами 11 блоков аппаратуры и радиаторными пластинами 12 с помещенными внутри них с воздушным зазором 25 легкоплавкими металлами 13. При достижении температуры плавления легкоплавкого металла, например для металлического калия равной 64°С, он расплавляется и за счет разности температур начинает перемещаться по внутреннему пространству пластин 12 радиаторов, интенсивно поглощая тепло при фазовом переходе и рассеивая его за счет циркуляции и теплообмена с теплопроводящими трубками 8 и циркулирующим внутри них охлаждающим агентом 7. Охлаждающий агент 7 циркулирует по системе с помощью насоса 9, отбирает тепло от пластин 12 радиатора и отводит его к холодильнику 10, в котором охлаждается и циркулирует далее. Для регулировки расхода охлаждающего агента 7, а следовательно, интенсивности охлаждения используют заслонки 2, управляемые регуляторами 4 подачи охлаждающего агента и термочувствительными элементами 3. За счет того, что запорные устройства 14 выполнены в виде телескопических звеньев, фиксируемых друг в друге шариками 24 и стопорным кольцом 23, а каждое звено снабжено пружинами 15 одинаковой жесткости, расположенными между внешней 16 и внутренней 17 перегородками с отверстиями, при этом в образованной полости размещают запорный клапан 19 и прокладку 20 с радиальными отверстиями, смещенными относительно отверстий во внутренней перегородке 17, при этом на каждом запорном клапане 19 жестко закреплены центраторы, выполненные в виде стержней 21 и 22 с выпуклой и вогнутой полусферами на конце, практически исключаются утечки охлаждающего агента 7 при монтаже системы.

Применение системы охлаждения блоков аппаратуры обеспечивает следующие преимущества:

- повышение эффективности охлаждения блоков аппаратуры;

- расширение области применения данного вида устройств;

- снижение шума охлаждающих устройств при их работе.

Изобретение относится к охлаждающим системам и может быть использовано для централизованного охлаждения различного рода устройств. Устройство содержит секции радиаторов, подводящие участки, регуляторы подачи охлаждающего агента, связывающие термочувствительные элементы с заслонками, источники питания, насос и холодильник, связанные подводящими участками через тройники и запорные устройства с теплопроводящими трубками, помещенными между пластин радиатора. Заслонки установлены на входе в секцию радиаторов и связаны с термочувствительными элементами, закрепленными на теплопроводящих трубках каждой секции радиаторов. Запорные устройства, связывающие тройники и теплопроводящие трубки, выполнены в виде телескопических звеньев, фиксируемых друг в друге шариками и стопорным кольцом, а каждое звено снабжено центратором, пружиной, внешней и внутренней перегородками, запорным клапаном с прокладкой с совмещенными радиальными отверстиями, которые смещены относительно радиальных отверстий внутренней перегородки. Центраторы, жестко закрепленные на запорных клапанах звеньев, выполнены в виде стержней с выпуклой и вогнутой полусферами на концах, а в качестве охлаждающего агента используют раствор калийно-натриевых хлоридов. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения блоков аппаратуры, снижении шума охлаждающего устройства при работе, расширении области применения устройства. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система охлаждения блоков аппаратуры, содержащая секции радиаторов, подводящие участки, регуляторы подачи охлаждающего агента, связывающие термочувствительные элементы с заслонками, отличающаяся тем, что система снабжена источниками питания, насосом и холодильником, связанными подводящими участками через тройники и запорные устройства с теплопроводящими трубками, помещенными между пластин радиатора, между которыми предварительно с воздушным зазором размещен легкоплавкий металл, при этом заслонки установлены на входе в секцию радиаторов и связаны с термочувствительными элементами, закрепленными на теплопроводящих трубках каждой секции радиаторов, причем запорные устройства, связывающие тройники и теплопроводящие трубки, выполнены в виде телескопических звеньев, фиксируемых друг в друге шариками и стопорным кольцом, а каждое звено снабжено центратором, пружиной, внешней и внутренней перегородками, запорным клапаном с прокладкой с совмещенными радиальными отверстиями, которые смещены относительно радиальных отверстий внутренней перегородки, при этом центраторы, жестко закрепленные на запорных клапанах звеньев, выполнены в виде стержней с выпуклой и вогнутой полусферами на концах, а в качестве охлаждающего агента используют раствор калийно-натриевых хлоридов.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что подводящие участки выполнены теплоизолированными.3. Система по п.2, отличающаяся тем, что в качестве теплоизолирующего материала используют изоляцию из пористой керамики с теплоотражающим покрытием.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве легкоплавкого металла используют металлический калий.5. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве легкоплавкого металла используют натрий.