Теплообмінник охолодження комп`ютерних систем

1. Теплообмінник охолодження комп'ютерних систем, циліндрична порожнина якого містить теплопровідну основу з безліччю перпендикулярних до неї штирів, розміщених рівномірно та прилегло до циліндричної кришки, і патрубки циркуляції охолодного середовища, який відрізняється тим, що зазначені штирі виконані конічними і розміщені прилегло відносно кришки своїми малими основами. 2. Теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що патрубки циркуляції виконані у кришці, один для підведення, а другий - для відведення охоло 3 16165 4 Близький принцип використовується в прирезультату і спільності істотних ознак, а, головне, строї теплообмінника відповідно до деклараційнояк пристрій, що може бути далі удосконалений. го патенту України №47769, що належить НТУ Перед авторами стояла задача створити такий "Київський політехнічний інститут" [заявлений теплообмінник, що, при його застосуванні для 10.09.2001, опублікований 15.07.2002, кл. МПК6 охолодження, зокрема, комп'ютерних систем, заН05К7/20]. безпечував би, будучи компактним, високу функціЦей відомий пристрій у перших двох приклаональну ефективність охолодження. дах його виконання представляє із себе циліндр, При цьому зазначений технічний результат лорозділений на верхню і нижню порожнини за догічно залежить від декількох взаємозалежних між помогою перетинання плоскою перегородкою. собою технічних результатів, а саме: Верхня частина, як патрубок, призначена для цирзабезпечення зниження гідравлічного опору куляції охолодного середовища. при підвищенні турбулентності охолодного сереУ нижній частині пристрою зазначена перегодовища за рахунок оптимізації геометрії і розтародка циліндра, як верхня основа, утворює разом шування штирів на основі; із продовженням стінки згаданого циліндра зазабезпечення міцності та жорсткості пристрою мкнуту знімну циліндричну кришку з капілярнов роботі при високій технологічності його виготовпористого матеріалу. лення також за рахунок оптимізації геометрії. Знизу циліндрична кришка встановлена на чоПоставлена задача вирішується тим, що у вітирикутну теплопровідну основу, що призначена домому теплообміннику охолодження комп'ютердля установки на об'єкт теплознімання. них систем, що містить круглу основу з безліччю При цьому своєю нижньою кільцевою крайкою перпендикулярних до останнього штирів, розміщезазначена капілярно-пориста циліндрична кришка них з дотиком щодо циліндричної кришки, і засобів зверху і навколо обмежує круглу донну частину підведення і відводу охолодного середовища, цієї основи кріплення. зроблене удосконалення. В обох прикладах саме ця кругла донна частиУдосконалення полягає в тому, що зазначені на основи здійснює відвід тепла, як частина тепштирі виконані конічними, зокрема у вигляді окрелопровідної чотирикутної основи, оскільки на помих усічених конусів. Така оптимізація їхньої геоверхні цієї круглої частини донної основи і заодно метрії вирішує питання технологічності при виливз ним, усередині циліндричної кришки, виконана ку основи заодно зі штирями. безліч виступів типу радіальних ребер, чи безліч Зазначені штирі розташовуються з дотиком окремих голчастих, або циліндричних штирів. Вони своїми малими основами щодо циліндричної крирозміщені перпендикулярно до поверхні цієї кругшки лої донної частини і своєю вершиною стикаються з При цьому засоби підведення і відводу охоловерхньою основою циліндричної кришки. дного середовища виконані в кришці у вигляді рівУ показаних прикладах виконання і штирі, і ренобіжних до її вертикальної осі двох окремих патбра пропонується виконувати з капілярнорубків, розміщених діаметрально протилежно друг пористого матеріалу. Передбачається, що циліндщодо друга. ричний корпус виконаний у вигляді замкнутої криПідвищення турбулентності охолодного серешки, але повідомлений через пори з підведенням і довища забезпечується особливо ефективно, яквідводом охолодного середовища. Знизу показащо штирі розміщені на основі рівномірно, однаконий тепловий потік Q від об'єкта знімання тепла та вими групами в непарній кількості у вигляді окрейого охолодження. мих секторів між ліній радіусів основи. При цьому зверху через один загальний циліПри цьому всі окремі деталі - основа зі штиряндричний патрубок, співвісний зі своєю нижньою ми, корпус - кришка переважно виконувати з одночастиною - основою і донною частиною з штирями, го матеріалу, щоб уникнути значного термічного чи ребрами, здійснюється підведеннявпливу на місця їхнього з'єднання. відсмоктування охолодного середовища. Слід заТехнічне рішення, що заявляється, ілюструзначити, що технічні ознаки засобів підведення ється фігурами, де на: відводу охолодного середовища в даному відомоФіг.1 представлений загальний вид у зборі тему пристрої конструктивно не конкретизовані. плообмінника охолодження комп'ютерних систем, Описаний вище пристрій по деклараційному що заявляється; патенту №47769 у прикладі, де виділена кругла Фіг.2 показані окремі деталі, як обов'язкові вхіоснова з безліччю перпендикулярно розташованих дні, перед зборкою теплообмінника, що заявлящодо останнього штирів у вигляді тіл обертання, ється; зокрема у вигляді трубчастих циліндрів, прийнято Фіг.3 даний вид зверху на основу теплообмінавторами як прототип. ника, що заявляється, зі штирями, розміщеними Саме останнє технічне рішення достатньо трьома однаковими секторами, причому показано близьке по конструкції що заявляється, хоча можпроекції двох патрубків підведення і відводу, розна припустити, що капілярно-пористі стінки цилінміщених на загальній діаметральній лінії і симетдричного корпуса тільки погіршують теплообмін. рично між собою, але над різними групами штирів; Крім того, відомий пристрій недостатньо технолоФіг.4 показано діаметральний перетин А-А осгічний і трудомісткий у виробництві, якщо виконунови, що проходить через середину одного сектовати згадані штирі і частину пристрою додатково з ра до вертикальної осі, тобто на одній радіальній пористо-капілярного матеріалу. частині діаметру, а потім на іншій радіальній часПроте воно розглядається авторами як найтині, що проходить по лінії розділу двох інших секбільш близьке по постановці задачі, технічному торів, що перетинає ряд зазначених штирів; 5 16165 6 Фіг.5 дано вид зверху по стрілці В Фіг.2 на верхні 6 конічних штирів 4 прилягали до внутрішкришку теплообмінника; ньої поверхні 8 кришки 7. Фіг.6 показана кришка теплообмінника в діаУ кришці 7, діаметрально протилежно один метральному перетині Б-Б. одному щодо її вертикальної осі, виконані два Пропоноване технічне рішення теплообмінниотвори 9 і 10, куди введені з ущільненнями 11 і 12 ка комп'ютерних систем представлено на конкретдва патрубки 13 відводу і 14 підведення охолодної ному прикладі його виконання, а саме : рідини. теплообмінник (див. Фіг.1) має основу 1, викоВ оптимальному варіанті вертикальна вісь панану в основному у вигляді круглого диска, нижня трубка 14 підведення пересікається з радіусом поверхня 2 якого призначена для встановлення на (половиною діаметра) основи 1, що проходить поверхні необхідного знімання тепла. через осі штирів 4, а вертикальна вісь патрубка 13 Верхня поверхня 3 основи 1 покрита безліччю відводу пересікається з іншою половиною діаметперпендикулярних до неї штирів 4, виконаних заора основи 1 між двома рядами штирів 4. Це дозводно з основою 1. ляє оптимізувати минаючий потік охолодної рідини Штирі 4 розміщені між собою рівномірними за рахунок її турбулентності. На Фіг.3 умовно відгрупами, у даному окремому випадку у вигляді значені проекції патрубків 13 та 14 на поверхню 3 трьох однакових секторів основи, тобто в 120° кооснови 1 зі штирями 4. жний. У такий спосіб охолодне середовище підвоРадіуси розділу між секторами, обрані умовно, диться від будь-якого джерела до патрубка 14, перетинають вертикальні осі ряду штирів 4, роззіштовхується з рядами штирів 4, особливо тими, міщених уздовж кожного з трьох згаданих радіусів що розміщено вздовж по радіусу основи, який перозділу. ретинає вісь патрубка 14. Тим самим потік турбуЗ тим же успіхом можна було б прийняти раділізується та розходиться по поверхні 3 основи 1, усами 5 розділу секторів у 120° кожний ті, котрі обмиваючи його штирі та здійснюючи знімання проходять між двома сусідніми рядами штирів 4 на тепла. Далі охолодне середовище проходить зокрівній відстані від них. рема між рядами штирів 4 до вихідного патрубка Як видно на фігурах, верхні поверхні 6 кожного 13 на вихід для віддачі тепла вже від охолодного штиря менше місця його приєднання до поверхні 3 середовища будь-яким відомим способом. основи 1, тобто штирі виконані у вигляді усічених Пристрій був випробуваний на дослідних зразконусів. Це полегшує виконання основи 1 процеках і показав стабільну ефективність знімання тепсом його виливки чи штампування. ла високонавантажених електронних, зокрема Основа 1 покрита кришкою7. Обидві деталі комп'ютерних, систем при одночасному забезпескріплені між собою таким чином, щоб верхні поченні технологічності виготовлення цього пристрою. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 16165 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601