Радіатор

1. Радіатор, що містить у своєму складі основу з теплопровідного матеріалу та ребра у вигляді петлеподібних теплорозсіювальних елементів, що закріплені із забезпеченням теплового контакту на основі, який відрізняється тим, що теплорозсіювальні петлеподібні елементи виконано у вигляді теплових тр уб. 2. Радіатор по п. 1, який відрізняється тим, що петлеподібні елементи мають незамкнену форму. (19) (21) 2004042550 (22) 06.04.2004 (24) 15.11.2004 (46) 15.11.2004, Бюл. № 11, 2004 р. (72) Кравець Володимир Юрійович, Паламарчук Олексій Якович, Руденко Олександр Ігоревич, Ніколаєнко Юрій Єгорович (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 3 3525 4 збільшення розмірів петлеподібних елементів приРадіатор працює наступним чином. На основу зводило б до підвищення максимальної кількості 1 на стороні, протилежній стороні із розміщеними теплоти, що розсіює радіатор. ребрами, щільно, із забезпеченням теплового конПоставлена задача вирішується за рахунок тотакту, установлюють один або декілька електронго, що у радіаторі, який містить у своєму складі них елементів (на Фігурах 1 і 2 електронні елеменоснову з теплопровідного матеріалу та ребра у ти 4 показано пунктирною лінією), що підлягають вигляді петлеподібних теплорозсіюючіх елементів, охолодженню. Контактуючі поверхні змащують що закріплені із забезпеченням теплового контакту теплопровідною пастою, наприклад, типу КПТ-8. на основі, теплорозсіюючі петельноподібні елеТеплота, що виділяється при роботі електронних менти виконано у вигляді теплових труб , причому елементів 4, передається від корпуса елементів петельноподібні елементи мають незамкнену через прошарок теплопровідної пасти до основи 1 форму. радіатора і до корпусу теплорозсіюючого петельТака конструкція радіатора забезпечує ноподібного елемента 2 (теплової труби) та шару збільшення тепловіддаючої поверхні радіатора 3 капілярно-пористої структури на дільницях, що шляхом збільшення розміру теплорозсіюючих певмонтовані в основу 1. Підведення та відведення тель без збільшення термічного опору, завдяки теплоти на Фіг. 3 показано суцільними стрілками. чому із збільшенням розмірів петлеподібних елеПід впливом теплоти рідкий теплоносій у шарі ментів збільшується її поверхня та підвищується 3 капілярно-пористої структури всередині теплової максимальна кількість теплоти, що розсіюється труби починає випаровуватися та кипіти, поглирадіатором. наючи підведену теплоту. Температура насиченої Конструкція та принцип дії запропонованого пари та тиск у зоні випаровування підвищуються і радіатора пояснюються кресленнями. пара рухається (на Фіг. 3 рух пари показано пункНа Фіг. 1 показана одна з можливих консттирними стрілками) до більш холодних зон теплорукцій радіатора для охолодження електронного вої труби (зон конденсації), де пара конденсується елемента (або групи елементів), загальний вигляд, на внутрішній поверхні корпуса теплової труби і а на Фіг. 2 - вид на радіатор збоку по Фіг. 1. На Фіг. віддає їй заховану теплоту пароутворення. Кон3 показано розріз радіатору А-А по Фіг. 2. На Фіг. 4 денсат під дією капілярних сил перекачується по на фотографії наведено зовнішній вигляд виготовшару 3 капілярно-пористої структури знову до зони леного експериментального зразка радіатора. випаровування. Цикл кипіння-конденсації та переРадіатор (див. Фіг. 1) містить у своєму складі дачі теплоти повторюється. Температура пари, а основу 1, що виконана, наприклад, у вигляді плавідповідно і температура поверхні зон конденсації стини прямокутної форми з теплопровідного матеплової труби, є однаковою незалежно від довтеріалу, наприклад, із міді. На основі 1 із забезпежини теплової труби. ченням теплового контакту встановлено ребра, що Теплота від нагрітої до температури, близької виконані у вигляді петлеподібних теплорозсіюючіх до температури пари, зовнішньої поверхні петельелементів 2. Теплорозсіюючі петельноподібні ноподібного елементу (теплової труби) в зоні конелементи виконано у вигляді мідних теплових труб денсації розсіюється конвекцією повітря (природ(див. Фіг. 3) з зовнішнім діаметром 4 мм і шаром 3 ною або примусовою) у оточуючий простір. товщиною, наприклад, від 0,3 мм до 0,4 мм метаТаким чином, завдяки високим коефіцієнтам ловолокнистої капілярно-пористої структури на їх тепловіддачі при кипінні та конденсації та передачі внутрішній поверхні. Теплові труби заповнені теплоти від нагрітих поверхонь основи 1 шляхом рідким теплоносієм, наприклад, етиловим спирвисокоефективного замкненого випаровувальнотом. Теплорозсіючі петельноподібні елементи 2 конденсаційного циклу забезпечується ефективне, мають незамкнену зверху форму. з мінімальними втратами, відведення теплоти від Для забезпечення теплового контакту електронних елементів 4 до оточуючого повітря, закріплення теплорозсіюючіх петлеподібних еленезалежно від довжини петлеподібних елементів, ментів на основі може бути виконано, наприклад, та забезпечується нормальний тепловий режим за допомогою паяння. електронних елементів. В лабораторії теплових труб НТУУ "КПІ" було Для підвищення ефективності охолодження виготовлено та досліджено експериментальний може використовуватися обдув радіатора за дозразок описаного варіанта радіатора, зовнішній помогою вентилятора. При цьому теплота від тепвигляд якого показано на Фіг. 4. На мідній основі лових труб відводиться примусовою конвекцією. розмірами 45х45х3 мм було припаяно 10 теплоЗаявлена конструкція радіатора, у порівнянні розсіювачих петлеподібних елементів, виконаних у із прототипом, дозволяє збільшувати без обмевигляді мідних теплових труб діаметром 4 мм, тежень кількість теплоти, що розсіює радіатор, при плоносій - етиловий спирт. Теплові труби по довзбільшенні поверхні теплообміну шляхом жині мали петельноподібну форму у вигляді прязбільшення довжини петлеподібних елементів, що мокутника з закругленням кутів, розімкнену зверху. дозволяє використати такий радіатор для забезВисота петлеподібних елементів - в межах від 55 печення нормального теплового режиму більш мм до 60 мм, їх ширина - від 45 мм до 50 мм. Довпотужних електронних елементів та підвищити жина незамкненого зазору - від 5 мм до 10 мм. ефективність охолодження та надійність роботи В інших варіантах виконання форма теплоелектронних елементів в умовах експлуатації. розсіювачих петлеподібних елементів може бути Дослідження виготовленого експериментальіншою, наприклад, О-подібна із зазором у ного радіатора (див. Фіг. 4) показали, що він у довільному місці елемента, П-подібна, U-подібна, порівнянні з петельно-дротяним радіатором має С-подібна, у вигляді спіралі тощо. суттєву перевагу по теплопередаючим характери 5 3525 6 стикам. Так, при однакових геометричних розмірах свідчать про переваги радіатора з тепловими труі умовах відведення теплоти, пропонуємий бами. Вага петельно-дротяного радіатора прирадіатор перевищує теплопередаючі показники близно у два рази вище ніж у пропонуємого. петельно-дротяного приблизно у п'ять разів. Тобто Таким чином, запропонований радіатор є новін спроможний відвести від потужного електронвим і промислово придатним. Він забезпечує ного пристрою у п'ять разів більший тепловий потік підвищення ефективності охолодження та ніж петельно-дротяний. Це означає, що при однакількості теплоти, що відводиться, при збільшенні ковій потужності температура пристрою буде площі тепловіддаючої поверхні шляхом значно нижча при застосуванні радіатора з теплозбільшення розмірів теплорозсіюючіх петлевими трубами. Одночасно вагові показники також подібних елементів радіатора. Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601