КОРПУС ОХЛАЖДЕНИЯ БЛОКА РЭА

Полезная модель относится к теплотехнике и предназначена для охлаждения тепловыделяющих элементов РЭА, для улучшения теплового режима их работы.
Известен групповой теплоотвод с жидкостным охлаждением (патент RU 2093923), содержащий корпус из высокотеплопроводного материала с каналами для охлаждающей жидкости. Недостатком группового теплоотвода является сложность и низкая технологичность конструкции.
Известно теплоотводящее устройство (патент RU 145017 U1), содержащее составную металлическую панель, в которую запрессована металлическая теплопроводящая трубка, снабженная средствами для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Устройство не обеспечивает одновременный и эффективный теплоотвод от всех охлаждаемых элементов РЭА, так как они находятся на разном расстоянии от средства подачи охлаждающей жидкости и к наиболее удаленным элементам жидкость будет поступать уже подогретой. Кроме того, при выполнении контакта между панелью и трубкой возникает дополнительное тепловое сопротивление, которое влияет на систему охлаждения. Недостатком теплоотводящего устройства является также достаточно трудоемкая технология его изготовления.
Прототипом предлагаемого устройства является корпус охлаждения блока РЭА, содержащий взаимно перпендикулярно и взаимно параллельно расположенные распределительные и коллекторные каналы для охлаждающей жидкости, содержащие заглушки по краям панели, на входе и выходе коллекторных каналов установлены штуцеры. В панели выполнены сквозные окна (патент RU 142996 U1).
Использование коллекторных каналов позволяет подводить к каждому охлаждаемому элементу поток охлаждающей жидкости одинаковой температуры, что повышает эффективность теплоотвода от охлаждаемой аппаратуры и положительно сказывается на основных ее параметрах и надежности работы.
Из недостатков прототипа следует отметить следующее.
Для повышения эффективности охлаждения элементов РЭА необходимо увеличить поток охлаждающей жидкости. Для этого сечение коллекторных и распределительных каналов, которые находятся в массиве панели необходимо увеличить, что приведет к увеличению толщины панели корпуса охлаждения блока РЭА, и следовательно к снижению эффективности теплообмена.
Техническим результатом разрабатываемой полезной модели является повышение эффективности теплообмена между элементами РЭА и панелью без увеличения толщины панели.
Технический результат достигается за счет того, что корпус охлаждения блока РЭА, содержащий панель из высокотеплопроводного материала с крышками, с установленными на панели элементами РЭА, в которой выполнены распределительные и коллекторные каналы для охлаждающей жидкости, на входе и выходе коллекторных каналов установлены штуцеры, причем панель для охлаждения элементов РЭА содержит микроканалы и полости для охлаждающей жидкости, соединенные с распределительными каналами, а коллекторные и распределительные каналы содержат изогнутые участки, при этом полости и распределительные каналы содержат элементы, в виде зубцов, канавок, выступов, создающих турбулентность.
На фиг. изображена предлагаемая конструкция панели корпуса охлаждения блока РЭА.
Корпус охлаждения блока РЭА содержит панель, изготовленную, например из алюминия - 1. В которой выполнены штуцеры для подачи и отвода охлаждающей жидкости - 2, коллекторные каналы - 3, распределительные каналы с элементами, создающими турбулентность - 4, микроканалы - 5, полости для охлаждающей жидкости с элементами, создающими турбулентность - 6, изгибы распределительных и коллекторных каналов - 7, места расположения охлаждаемых элементов - 8, элементы, создающие турбулентность - 9 (вариант выполнения в полости 6).
Конструкция работает следующим образом.
Охлаждающая жидкость через входной штуцер 2 подается в коллекторный канал 3 панели 1. По коллекторному каналу 3 охлаждающая жидкость распределяется по распределительным каналам 4, микроканалам 5, полостям для охлаждающей жидкости 6 и изгибам 7 и охладив панель 1 и, следовательно, охлаждаемые элементы РЭА собирается в противоположный коллекторный канал 3 и выводится через выходной штуцер 2.
Предлагаемая панель может быть изготовлена методом объемной печати, например методом лазерного спекания или электронно-лучевого спекания. Использование технологии объемной печати позволяет выполнять элементы охлаждения, такие как микроканалы, коллекторные и распределительные каналы различного сечения и содержащими изогнутые участки, что позволяет огибать конструктивные элементы панели, такие как крепежные отверстия и окна. Полости для охлаждающей жидкости могут быть выполнены с учетом конструкции охлаждаемых элементов РЭА, и по форме могут повторять проекции охлаждаемых элементов на панели. Таким образом, под тепловыделяющими элементами увеличивается объем охлаждающей жидкости, что позволяет повысить эффективность охлаждения тепловыделяющих элементов без увеличения толщины панели.
В конструкции такой панели заглушки коллекторных и распределительных каналов отсутствуют, что дополнительно приводит к повышению надежности конструкции.
На внутренней поверхности распределительных каналов и полостей выполнены элементы, в виде зубцов, канавок, выступов - 9, которые приводят к турбулентности, возникающей в потоке охлаждающей жидкости, что устраняет застой жидкости и позволяет дополнительно повысить эффективность теплообмена между охлаждающей жидкостью и панелью, то есть увеличивает теплоотвод от элементов РЭА, установленных на панели, не увеличивая при этом толщину панели. Элементы для создания турбулентности могут быть расположены в различных местах распределительных каналов и полостей, иметь различную форму и размеры. Элементы, создающие турбулентность в микроканалах не формируются, так как при высокой плотности теплового потока в микроканалах происходит закипание жидкости, а образовавшийся пар выталкивается новой порцией жидкости в распределительный канал, где происходит конденсация пара. За счет фазовых переходов, кипения жидкости и конденсации пара эффективность теплоотвода значительно повышается.
Размер элементов, создающих турбулентность в распределительных каналах, с учетом масштаба выполнения не позволяет отобразить их на фигуре. Вариант расположения элементов создающих турбулентность в полости показан на сечении А.
Предлагаемая конструкция позволяет значительно повысить эффективность охлаждения тепловыделяющих элементов за счет получения максимально возможного, без нарушения прочностных характеристик панели, объема охлаждающей жидкости под элементами РЭА и создания в ней турбулентного потока.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить эффективность теплообмена между элементами РЭА и панелью за счет создания микроканалов, полостей и изогнутых участков в коллекторных и распределительных каналах и создания турбулентного потока охлаждающей жидкости в распределительных каналах и полостях без увеличения толщины панели.
Кроме того за счет отсутствия заглушек повышается надежность конструкции.