Сборный штыревой радиатор

Полезная модель относится к теплоотводящим радиаторам и к способам их изготовления и может быть использована для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, светодиодных светильников и т.п.
Известны такие радиаторы, см., например, пат. № RU 2037988, состоящий из пластины с перпендикулярно торчащими штырями ромбовидного сечения, образующими наклонные к набегающему потоку линии.
Недостатком устройства является то, что увеличить теплоотводящую площадь штырей путем наличия на них дополнительного оребрения технологически сложно или невозможно, т.к. метод изготовления радиаторов способом литья или литья под давлением не позволяет получить металлические ребра менее определенной толщины, а толстые ребра увеличивают вес и стоимость радиаторов и уменьшают воздушные промежутки, что мешает конвекции.
Задача и технический результат полезной модели - увеличение теплоотводящей поверхности радиатора без увеличения его габаритов.
Для этого сборный штыревой радиатор имеет теплоотводящую пластину с распложенными на ней штыревыми поверхностями теплоотдачи, но отличается тем, что радиатор является сборным: он содержит теплоотводящую пластину, воспринимающую тепло от охлаждаемого элемента и имеющую перпендикулярные штыри, на которых крепятся субрадиаторы с ребрами охлаждения, имеющие внутреннюю полость, в которую могут входить указанные штыри.
Одно из значений латинской приставки «суб» - «второстепенный». То есть пластина со штырями является как бы основным радиатором, а крепящиеся на штырях маленькие радиаторы с более тонкими, чем штыри, ребрами являются как бы второстепенными, вторичными. Таким образом, достигается значительное увеличение площади теплоотвода без увеличения габаритов и с незначительным увеличением веса и стоимости получившегося радиатора.
Крепление субрадиаторов на штырях выполнено с натягом, и сделано это с двумя целями: во-первых, так просто и быстро производить сборку радиатора - субрадиаторы одеваются на штыри просто рукой или с применением дополнительного простого рычажного приспособления (можно просто использовать сверлильный станок или любой пресс), если натяг достаточно велик. Можно использовать для сборки ударное механическое воздействие. А во-вторых, при креплении с натягом обеспечивается плотный, практически без зазоров контакт наружной поверхности штыря с внутренней поверхностью субрадиатора, что улучшает теплопередачу между ними.
Возможны и другие способы крепления субрадиаторов на штырях. Например, на круглой цилиндрической поверхности штыря может иметься наружная резьба, а на внутренней поверхности субрадиатора должна быть нарезана такая же резьба достаточной длины. Возможно крепление субрадиатора тремя винтами, для чего в нем имеются соответствующие отверстия, в которые винты могут ввертываться без предварительного нарезания резьбы. Но эти способы значительно усложнят технологию производства и сборки радиатора.
Полость в субрадиаторах или повторяет в сечении форму штырей, например, может быть круглой, треугольной, квадратной, прямоугольной, овальной, или по сравнению с формой штырей имеет дополнительные радиальные щели. Щели могут быть сделаны для того, чтобы используя упругость материала субрадиатора, обеспечить нужный натяг при меньшей точности изготовления.
Разумеется, наилучшая теплопередача между штырем и субрадиатором будет, если штырь будет входить в полость субрадиатора на всю длину внутренней полости последнего. Но это увеличит вес и стоимость радиатора, поэтому штырь может входить на определенную оптимальную длину. Расчет этой оптимальной длины очень сложен из-за взаимного влияния поверхностей охлаждения, но можно ориентировочно предположить, что оптимум лежит примерно в пределах 25-65% длины субрадиатора.
Разумеется, для лучшей теплопередачи между штырем и субрадиатором может быть применена так называемая термопаста, термопроводящий клей, силиконовая паста или синтетические отверждаемые смолы, например, эпоксидная, полиэфирная, фенолоформальдегидная.
Теплоотводящая пластина со штырями изготавливается из алюминия методам литья, и субрадиаторы изготовлены также из алюминия методом экструзии.
При вертикальном расположении теплоотводящей пластины штыри и субрадиаторы могут быт расположены на обеих сторонах теплоотводящей пластины.
На прилагаемой фотографии на фиг. 1 показан фрагмент сборного штыревого радиатора, где 1 - теплоотводящая пластина с перпендикулярными штырями круглой цилиндрической формы (не видны), на которых с натягом и с применением эпоксидной смолы закреплены субрадиаторы 2.
На фиг. 2 показан субрадиатор 2. На торце каждого субрадиатора видно его внутреннее отверстие круглой формы 3 с тремя радиальными прорезями 4 для лучшей упругости посадки.