Пристрій для охолодження

1. Пристрій для охолодження, що містить основу, радіатор у вигляді ребер із теплопровідного матеріалу, встановлених із забезпеченням теплового контакту з основою, при цьому кінці ребер скріплені несучими елементами, щонайменше CM ю S о> 6152 [Thermaltake Orb's: кулеры «от кутюр». - Компьютерное Обозрение, 2001г., №7, с.36-38, рис. на с.37], який взято за прототип. Кулер Super Orb (DUO462-3), містить у своему складі основу, встановлений на ній високий радіатор та два високообертові вентилятори, утоплені всередину радіатора. Радіатор виконано у вигляді вертикально орієнтованих тонких пластинчатих ребер, закріплених між двома несучими елементами (верхнім та нижнім), виконаними у вигляді кілець. Діаметр кулера 69мм, висота 74мм. Діаметр вентиляторів 43мм, висота кожного з них - 25мм. Частота обертів 5500 та 5000об/хв, відповідно. Перший вентилятор має 11 лопатів, другий - 7. Вентилятори забезпечують силу повітряного потоку 23,1 та 21,0 кубічних футів на хвилину (один кубічний фут дорівнює 28,32л). Недоліками пристрою-прототипу є високий рівень шуму, який утворюється вентиляторами кулера: він досягає ЗО та 28дБ від кожного вентилятора, відповідно. Крім того, значна висота ребер (біля 70мм) та їх малий переріз призводять до того, що віддалені від нагрітої основи кінці ребер мають низьку відносно основи температуру внаслідок термічного опору матеріалу ребер, що знижує ефективність охолодження. В основу технічного рішення, що заявляється, поставлено задачу створити такий пристрій для охолодження, конструкція якого забезпечила б підвищення температури віддалених від нагрітої основи кінців ребер і за рахунок цього досягти підвищення ефективності охолодження. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пристрої для охолодження, який містить у своєму складі основу, радіатор у вигляді ребер із теплопровідного матеріалу, встановлених із забезпеченням теплового контакту з основою, а кінці ребер скріплені несучими елементами, вентилятор для створення повітряного потоку скрізь радіатор, щонайменш один з несучих елементів, найбільш віддалено розташований відносно основи, виконано у вигляді теплової труби, встановленої із забезпеченням теплового контакту з основою. Ребра виконані у вигляді проволоки, пластин або штирів із теплопровідного матеріалу. Суть та принцип дії запропонованого пристрою для охолодження пояснюється кресленнями. На Фіг. 1 наведено загальний вигляд пристрою для охолодження . На Фіг.2 - пристрій для охолодження з піднесеним уверх вентилятором для кращого пояснення конструкції та принципу роботи. Пристрій для охолодження (див. Фіг.1) містить у своєму складі основу 1, до якої при використанні пристрою приєднуються електронні компоненти або поверхні, які потрібно охолодити, наприклад, мікропроцесор. Рекомендована область для прикріплення компонентів к основі 1 на Фіг. 1 та Фіг.2 позначена прямокутником. До основи і прикріплено із забезпеченням теплового контакту радіатор, виконаний у вигляді ребер 2 із теплопровідного матеріалу. Ребра 2 можуть представляти собою ділянки проволоки або ділянки плоских пластин чи штирів або їх комбінацію. Найбільш ефективним є використання проволоки субміліметрового діамет ра, від 0,005 до 0,5мм [див. статтю Хольвинская Л. М.. Николаенко Т. Ю., Николаенко Ю. Е. Исследование эффективности проволочного радиатора новой конструкции // Технология и конструирование в радиоэлектронной аппаратуре. - 2003. - №5. -С.28-32]. Основа 1 і ребра 2 можуть бути виконані із любого теплопровідного матеріалу, наприклад, із меді або алюмінію, чи його сплавів. Кінці ребер 2 скріплені несучими елементами: нижнім несучим елементом 3 та верхнім несучим елементом 4. Обидва або один із несучих елементів виконані у вигляді теплової труби. При виконанні одного несучого елемента у вигляді теплової труби таким несучим елементом є верхній несучий елемент 4, як такий, що найбільш віддалено розташований відносно основи 1. У наведеному на Фіг. 1 та па Фіг.2 варіанті виконання пристрою - обидва несучі елементи (нижній несучий елемент 3 та верхній несучий елемент 4) виконані у вигляді зігнутих теплових труб (див. Фіг.2), які встановлені із забезпеченням теплового контакту з основою 1, наприклад, припаяні до неї. Капілярна структура теплових труб може бути виконана у вигляді канавок, пористого шару із спечених волокон, порошків тощо. Теплоносієм теплових труб може бути вода, аміак, етиловий спирт тощо. Вибір теплоносія здійснено виходячи з температурного робочого діапазону пристрою та сумісності з матеріалом корпуса та капілярної структури. Усередині радіатора встановлено щонайменш один вентилятор 5 із лопатями 6 для створення повітряного потоку скрізь радіатор. Вентилятор 5 своїм корпусом 7 закріплено на верхньому несучому елементі 4. В інших варіантах виконання може бути встановлено два або більше вентиляторів. В інших варіантах виконання може бути декілька рядів радіаторних ребер, закріплених декількома несучими елементами. Нижній несучий елемент може бути виконаний у вигляді кільця або пластини із суцільного теплопровідного матеріалу, яка є одночасно і основою радіатора. Пристрій для охолодження працює наступним чином. Теплота, що виділяється в електронному компоненті, наприклад мікропроцесорі (на Фіг. 1 та Фіг.2 електронний компонент не показано), який встановлено із забезпеченням теплового контакту з основою 1 в області, позначеної прямокутником, або теплота от нагрітої іншим чином поверхні, яку потрібно охолодити і до якої прикріплено основу 1, за рахунок теплового контакту передається основі 1 та нагріває її. Від нагрітої основи 1 теплота за рахунок теплового контакту передається ділянкам нижнього несучого елементу 3 та верхнього несучого елементу 4, які контактують з основою 1 і є випаровувальними зонами теплових труб. Принцип роботи теплових труб широко відомий [див., наприклад, книгу Семена М.Г., Гершуни А.Н., Зарипов В.К., Тепловые трубы с металловолокнистыми капиллярными структурами, - Вища школа, 1984 . - 215с.]: теплота практично без втрат передається з більш нагрітої ділянки теплової труби до більш холодної за допомогою високоефективного замкненого випаровувально-конденсаційного циклу теплоносія. За допомогою теплових труб (несучих елементів 3 та 4) теплота від основи 1 із 6152 мінімальними втратами передається до нижніх і верхніх КІНЦІВ ребер 2 і нагріває їх до температури, близької до температури основи 1, завдяки високій ефективній теплопровідності теплових труб При включенні вентилятора 5 починає обертатися крильчатка вентилятора з лопатями 6, що забезпечує подачу охолоджуючого потоку повітря із оточуючого середовища всередину радіатора та на нагріті ребра 2 (рух охолоджуючого повітря показано на Фіг 2 стрілками) Ребра 2 розсіюють теплоту примусовою конвекцією повітря та частково випромінюванням КІЛЬКІСТЬ теплоти, що розсіюється при примусовій конвекції, прямо пропорційна значенню різниці температур нагрітих ребер та охолоджуючого повітря Оскільки температура ребер (а ВІДПОВІДНО І різниця температур між ребрами та повітрям) у заявленому пристрої для охолодження вища, ніж у пристроі-прототипі, то і ефективність охолодження заявленого пристрою вище, ніж пристріяпрототипу Підвищення ефективності охолодження дозволяє при забезпеченні однакової температури електронного компонента, що охолоджується, зменшити, у порівнянні з прототипом, габаритні розміри пристрою для охолодження або, при однакових з прототипом габаритних розмірах пристрою для охолодження зменшити температуру електронного компоненту, що підвищує надійність його роботи Запропонований пристрій для охолодження є новим і промислове придатним ФІГ.1 Комп'ютерна верстка Д Шеверун Фіг. 2 Підписне Тираж 28 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 - 4 2 , 01601