Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры Советский патент 1984 года по МПК F25B19/04 F28D15/02 

XX X X .хх.лхХ-мУ- Я5с- S

ххххххххххх xxx cx c xxxxxxx oxj

/////7Л /./.

гюея

УУ

ери г. /

Изобретение относится к устройствам, используемым для охлаждения аппаратуры, преимущественно полупроводниковой техники, в частности, для отвода тепла от мощных полупроводниковых приборов при использовании хладагента с высоким коэффипиентом электропроводности.

Известно устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры, например полупроводниковых приборов, содержащее корпус и токопроводящие пластины, которые изолированы керамическими прокладками от корпуса, а в качестве хладагента используется жидкость 1.

Недостаток этого устройства заключается в малой механической прочности вследствие разрушения керамических прокладок при осевых нагрузках. )рые возникают фи использовании жидк;;сти хладагента с высоким коэффипир;;го.м --лектроироводности.

Известно ycTptjiicTBO для охлаждения полу 1роволпиковых приборов, содержаniee ермстичную камеру, частично запол1:с11ную легкокипящей жидкостью для осуществления теплонереноса путем изменения агрегатного состояния теплоносителя. В зоне кипения па стенке камеры размещен по.лупроводниковый прибор, а в зоне конденсации камера имеет развитую внен1нюю попе рхность 2J.

;1едостатки данного устройства заклю,;;ются в отсутствии электрической изоляции между гпмупроводниковым прибором и корiiycoM и в необходимости использования в связи с этим в качестве хладагента воздуха, что приводит к значительным весогабаритным характеристикам, ограничиваюп1им использование устройства в преобразовательных агрегатах.

По основному авт. св. № 741021 известно устройство для охлаждения тепловыделяюн1ей аппаратуры, содержащее корпус и рйс оложенные внутри него стержень и стакан, имеющий перфорированные стенки и честко присоединенный к патрубку подвода хладагента, при этом стержень установлен перпендикулярно к оси корпуса и на наружной юверхности последнего раз.мещепы токопроводящие пластины 3.

Недостаток данного устройства заключается в неэффективности его работы вследствие малой поверхпости теплообмена.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Цель достигается тем, что в уетройстве д;1я охлаждения тенловыделяющей аппаратур.ь. содержащем корпус и расположенные внутри него стержень и стакан, имеющий перфорированные стенки и жестко присоединенный к патрубку подвода хладагента, при этом стержень установлеп перпендикулярно к оси корпуса и па наружной поверхности последнего размещены токопровощяие пластины, стержень выполнен полым, с капиллярной структурой на внутренней поверхности, е продольными ребрами на наружной, и заполнен легкокипящей жидкостью, а одна из стенок стакана выполнена гофрированной, огибающей ребра.

На фиг. 1 изображено устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I.

Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры, содержит корпус 1, стержень 2, стакан 3 с перфорированными стенками 4, присоединенными к патрубку 5 для подвода хладагента, токопроводящие пластины 6, патрубок 7 для отвода хладагента, керамическую прокладку 8.

Стержень 2 выполнен полым с капилляррюй структурой 9 на внутренней поверхности, ребрами 10 на наружной и заполнен легкокипяпшй жидкостью 11, стенка 2 стакана выполнена гофрированной, огибающей ребра 13, а на одной из пластин 6 установлена охлаждаемая тепловыделяющая аппаратура 14.

Устройство работает следующим образом.

Хладагент через патрубок 5 поступает в корпус 1 и, вытекая из отверстий перфорированных стенок стакана в виде струй, отбирает тепло от аппаратуры 14, прижатой к стенке корпуса 1 через токопроводящую пласгипу 6 и кера.мическую прокладку 8. При этом внутри стержня имеют .место: кипение ле1т окипищей жидкости, осуществляемое па теплопередающих стенках корпуса, и конденсация ее на поверхностях стержня, омываемых хладагентом. Наличие на внутренней поверхпости стержня капиллярно-пористой структуры 9 позволяет эффективно работать устройству при любой ориентации его в пространстве. Ребра 10, которыми снабжен стержень на наружной поверхности, значительно увеличивают поверхность теплообмена.

С целью у.мень пения гидравлического сонротивлепия зазор .между перфорированной стенкой стакана и полым стержнем выполнен неравномерным, причем минимальный зазор имеет место в зоне перфорации стенки, расположенной между ребрами стакана, и он принят равпы.м (3-2)d, где d - диа.метр отверстий в перфорированной стенке.

Стержень с ребрами воспринимает сжимающие усилия н препятствует разрущению керамической прокладки.

По сравнению с известными предлагаемое устройство имеет тепловое сопротивление на 20-30°/о меньщее, чем позволяет повысить нагрузку тепловыделяющей аппаратуры (полупроводниковых приборов) и вследствие сократить количество приборов в силовых блоках преобразователей

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖ,Д1:НИЯ ТЕПЛОВЬ ЛГ; Ю ДЕЙ АППАРАТУ РЫ но авт. св. ЛЬ 741021, огличак ;т. TeN;, что, с целью интенс 1ф|к:11И1 тсм.аооГ ме;:а. сте|) Bhiio.iiiCii с капиллярной CTj)KT) рой i;; внутренней понерхноск;, с продоль;:Ь:%п1 ребрам;: на наружной i: заHO.iHc:. ле кокння::1ей жид1;о1тьк) л од::;; 11.5 С:, O;a: aiia выполнена j-fi;:,p:ipoiuiHliin;. i.rii6aioiueH ребра.