SU860176A1 - Охладитель, преимущественно дл охлаждени полупроводниковых приборов - Google Patents

Description

(54) ОХЛАДИТЕЛЬ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

I

Изобретение относитс  к полупроводниковой технике, в частности к охлаждению полупроводниковых приборов и может быть использовано в преобразовательных устройствах преимущественно с жидкостной системой охлаждени .

Известен охладитель дл  полупроп водниковых приборов, выполненный в виде цилиндрического полого корпуса с каналами дл  подачи и отвода охлаждающего потока и теплоотвод щей оребренной йоверхностью. Оребрение -Свплоотвод щей поверхности выполнено в виде специальной системы плоских циганщрических перегородок, охватываю iHHX друг друга и образующих на теплоотвод щей поверхности систему последовательно соединенных между собой охлаждающих каналов со встречно-направленным движением в них охлаждающего потока. При этом подвод щий и отвод щий каналы выполнены с одной.

стороны корттуса и разделены общей перегородкой| 1 .

Недостатком этого устройства  вл етс  значительное динамическое сопротивление , которое возникает при движении охлаждающего потока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  охладитель , преимущественно дл  охлаждени  полупроводниковых приборов, держащий корпус, снабженный подвод щим и отвод ащм каналами и расположенным между ними распределительньм элементом, выполненным в виде взаим но пересекающихс  каналов, и два пределительные камеры, образованные внутренней поверхностью корпуса, филежащей к подвод щему и отвод щему каналам, и поверхностью распределительного элемента j.

20

Claims (2)

1. Недостаток известно1о охладител  небольша  площадь охлаждени , котора  образована поверхностью перего эодок и частью свободной от перегородок теплоотвод щей поверхности кор пуса, а таюке недостаточна  турбулентность потока, движущегос  между плоскими параллельными стенками перегородок . Цель изобретени  - повышение эф фективности тегшоотвода. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в охладителе преимущественно дл  охлаждени  полупроводниковых приборов, содержащем корпус, снабженный подвод щим и отвод щим каналами и расположенными между ними распределительным элементом, выпол|ненным в виде взаимно пересекающихс  каналов, и две распределительные камеры , образованные внутренней поверх ностью корпуса, прилежал1ей к подвод  щему и отвод щему каналам, и поверхностью распределительного элемента, подвод щий и ОТВОДЯ1ЦИЙ каналы расположены соосно а взаимно пересекающиес  каналы распределительного элемен та расположешэ под острым углом один относительно другого и симметрично относительно оси подвод щего и отвод щего каналов. На чертеже изображен предлагаемый охладитель. Охладитель содержит корпус 1, сна женный Подвод щим 2 и отвод щим 3 каналами, между которыми расположен распределительный элемент 4, выполненный в форме правильного шестигра ника, в теле которого параллельно двум его боковым смежным гран м, вы полнены охлаждающие каналы 5 и 6, образующие систему параллельных вза имно пересекающихс  канало-в и ребер ромбовидного сечени  в виде п-го чи ла р дов с шагом 1 между собой. При этом подвод щий и отвод щий каналы 2 и 3 в корпусе 1. расположены проти двух противлежащих боковых граней шестигранника (не параллельных охлаждающим каналам 5 и 6 ) перпендику л рно им и выполнены на некотором рассто нии от оребренной поверхности элемента 4, образу  распределительные камеры 7 и 8. Устройство работает следующим об разом. Охлаждающий поток через подвод щ канал 2 под давлением подаетс  в по лость камЬры 7 расшир етс  в ней и по каналам 5 и 6 равномерно распредел етс  по всей поверхности распре литального элемента 4, омыва  и охл , дан на своем пути выступающие ромбо видные ребра, а затем поступает в камеру 8 и через канал 3 отводитс  за пределы охлаждающего устройства. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение эффективности охлаждени  за счет увеличени  турбулентности потока Б объеме оребренной поверхности при одновременном снижении динамического сопротивлени  и увеличеьгии поверхности охлаждени  вследствие того, что взаимно перекрывающиес  охлаждаю1цие каналы образуют развитую по площади охлаждающую поверхность в виде большого количества охлаждаемых ребер, выполненных в форме ромба, установленных острым углом в направлении движени  охлаждающего потока, что позвол ет легко рассекать струи набегающего потока на большое количество элементарных струй, не создава  при обтекании ребер этими стру ми больших тормоз щих завихрений. При этом увеличение числа охлаждающих каналов приводит к увеличению числа ребер , что увеличивает поверхность оклад , усиливает турбулентнный режим потока, а также за счет увеличени  суммарного проходного сечени  каналов снижает динамическое сопротивление этого потока, что подтверждаетс  результатами испытаний. Снижение динамического сопротивлени  достигаетс  также и за счет незначительной длины пути охлаждающего потока, oпpeдeл e 4pго практически рассто нием между подвод ш;им и отвод щим каналами. Повышению эффективности охлаждений способствует также равномерное распределение охлаждающего потока по охлаждающим каналам 5 и 6 (и тем самым по всей поверхности охлаждающего элемента ) , которое достигаетс  благодай |( тому, что длина пути охлаждакнцего пог тока из камеры 7 в камеру 8 (или наоборот ) по любому кратчайшему направлению каналов 5 и 6 всегда равна )1, где п - число р дов охлаждающих ребер на пути потока; 1 длина пути потока вдоль одной грани ромбовидного ребра, и при равных сечени х охлаждающих каналов 5 и 6 дл  всех потоков, движущихс  по ним, создаютс  равные аэродинамические уело ВИЯ, что обеспечивает равномерное рас пределение потока по всей поверхноси распределительного элемента, т.е. создаютс  равные услови  охлаждени  всех ребер, что также способствует псвьшению эффективности охлаждени .. 5 Выполнение охлаждающего элемента в виде других геометрических форм (четырехгранника, п тигранника, цилиндра и т.д.) также возможно, но по сравнению с охлаждающим элементом , выполненным в форме шестигранника , такие поверхиости менее эффективны (имеетс  в виду при одной и той же площади охлаждени , форме охлаждающих ребер, массе, а также геометрических размерах подвод щего и отвод щего каналов и расходе охлаждающей жидкости). Так при выполнении распределительного элемента в форме пр моугольного четырехгранни- ка или квадрата две грани которого расположены перпендикул рно потоку, эффективность его оказываетс  на 15-20% ниже из-за неравномерности распределени  охлаждающего потока по поверхности распределительного элемента, а динамическое сопротивление потоку вследствие неравномерности его распределени  возрастает на Ю-15%. При выполнении распределительного элемента в форме ромб острые углы которого расположены по направлению движени  охлаждающего п тока, эффективность снижаетс  незначительно на 5-10% резко возрастает динамическое сопротивление потоку на 2540% (в зависимости от скоростного ре жима охлаждающего потока j|, в основно из-за увеличени  длины пути охлаждающего потока в зоне поверхности рас пределительного элемента ( поток прох дит по большой диагонали ромба ) а также из-за значительного сужени  жи вого сечени  распределительного элемента в зоне подвод щего и отвод щег каналов. При выполнении распределите 66. ного элемента в форме п тигранника, цилиндра и т.д. эффективность охлаждени  снижаетс  на 10-15% из-за неравномерности распределени  потока по поверхности распределительного элемента , что в свою очередь приводит к увеличению динамического сопротивлени  потоку на 10-12%. Формула изобретени  - Охладитель, преимущественно дл  охлаждени  полупроводниковых приборов , содержащий корпус, снабженный подвод щим и отвод щим каналами и расположеншдм между ними распределительным злементом, выполненным в виде взаимно пересекающихс  каналов, и две распределительные камеры, образован{э 1е внутренней поверхностью корпуса, прилежащей к подвод щему и отвод щему каналам, и поверхностью распределительного элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени , подвод о й и отвод щий каналы расположены соосно, и взаимно пересекают щиес  каналы распределительного элемента расположены под острым углом один относительно другого и симметрично относительно оси подвод щего и отвод щего каналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 1479193, кл. Н 01 L 23/34 опублик. 1977.
2. 2.Патент Франции № 1537101, кл. F 28 F 13/00, опублик. 1976 (прототип).

   1рйд

   (П рЙ)