Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения содержит канал с базой, на поверхности которой выполнена углубленная узкая канавка с помехой на участке стенки канавки, проходящей в осевом направлении на заданную длину. Кожух установлен поверх базы и накрывает канавку, в результате чего образован канал для протекания по нему жидкости, полностью не перекрытый помехой. Причем в базе или кожухе содержатся отверстия для впуска и выпуска жидкости. Отверстие для впуска жидкости сообщается с одним концом канала, а отверстие для выпуска - вторым концом канала. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится к технологии осуществления жидкостного охлаждения посредством каналов, конкретнее к охладительному устройству для жидкостного охлаждения с каналом, в котором содержатся помехи для повышения эффективности охлаждения.

Уровень техники

Эффективность жидкостного охлаждения повышают с помощью канала в соответствии с известным уровнем техники. Например, в патенте Тайваня 200826435 раскрыта система охлаждения, которая содержит двигатель или ведущий вал, характеризующийся уменьшенными производственными затратами и окруженный охладительной трубой, и обеспечивает охлаждение с помощью охлаждающей жидкости, подаваемой в охладительную трубу для циркуляции в ней. В патенте Тайваня I487251 раскрыт двигатель, корпус которого содержит теплорассеивающий внутренний канал, отличающийся тем, что указанный внутренний канал встроен в стенку корпуса и выполнен с возможностью приема охлаждающей жидкости для осуществления охлаждения.

Как показано выше, в конструкции известных охладительных устройств для жидкостного охлаждения большое значение придают самому наличию канала в охладительном устройстве для жидкостного охлаждения, но никаких улучшений внутренней структуры канала не предусмотрено, что необходимо для повышения эффективности охлаждения.

Раскрытие изобретения

Одной целью настоящего изобретения является создание охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом, отличающегося наличием ребер в канале, выполненных с возможностью изменения потока охлаждающей жидкости в канале для обеспечения возможности поглощения охлаждающей жидкостью большего количества тепла, чтобы циркуляция охлаждающей жидкости способствовала отводу тепла, в результате чего повышается эффективность охлаждения.

Другой целью настоящего изобретения является создание охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом, отличающегося наличием ребер в канале, выполненных с возможностью увеличения площади контакта между стенкой канала и охлаждающей жидкостью для обеспечения возможности быстрого поглощения охлаждающей жидкостью тепла, чтобы циркуляция охлаждающей жидкости способствовала отводу тепла, в результате чего повышается эффективность охлаждения.

Для достижения вышеуказанных и прочих целей настоящим изобретением предложено охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом, содержащее: базу, на поверхности которой выполнена углубленная узкая канавка с помехой, расположенной на участке стенки канавки и проходящей в осевом направлении канавки на заданную длину; и кожух, установленный поверх базы и накрывающий канавку, в результате чего образован канал для протекания по нему жидкости, полностью не перекрытый помехой, причем одно из базы и кожуха содержит отверстие для впуска жидкости и отверстие для выпуска жидкости, причем отверстие для впуска жидкости сообщается с одним концом канала, а отверстие для выпуска жидкости сообщается с другим концом канала. Таким образом, помехи в канале выполнены с возможностью изменения потока охлаждающей жидкости в канале и увеличения площади контакта между стенкой канала и охлаждающей жидкостью, в результате чего повышается эффективность охлаждения.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлен вид в перспективном изображении собранного охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 2 представлен покомпонентный вид охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 3 представлен разрез охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом, сделанный по линии 3-3, показанной на ФИГ. 1.

На ФИГ. 4 представлена схема работы охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 5 представлен вид в перспективном изображении участка другого охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, на котором показана его база.

На ФИГ. 6 представлен вид в перспективном изображении участка еще одного охладительного устройства для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, на котором показана его база.

Подробное раскрытие предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

Технические признаки настоящего изобретения описаны ниже и проиллюстрированы в настоящем документе с помощью предпочтительных вариантов осуществления в связи с прилагаемыми чертежами.

Как показано на ФИГ. 1–3, в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения охладительное устройство 10 для жидкостного охлаждения с каналом по существу содержит базу 11 и кожух 21.

В соответствии с первым вариантом осуществления база 11 представлена на примере ведущего вала станка. На поверхности базы 11 выполнена углубленная узкая канавка 12. Канавка 12 содержит нижнюю стенку 121 и две боковые стенки 122. Канавка 12 проходит через поверхность базы 11 по траектории, содержащей проходящие поочередно вперед и назад S-образные кривые; таким образом, канавка 12 содержит множество продольных отрезков 12S, параллельных оси базы 11, и множество поперечных отрезков 12T, перпендикулярных оси ведущего вала. Внутри каждого из множества продольных отрезков 12S выполнена помеха 14, причем расположение помех 14 ограничено нижней стенкой 121. Помехи 14 проходят в осевом направлении канавки 12.

Кожух 21 установлен поверх базы 11 и накрывает канавку 12, в результате чего образован канал C для протекания по нему жидкости. Множество помех 14 полностью не перекрывают канал C. Канал C выполнен с возможностью протекания по нему жидкости 99 (показанной на ФИГ. 4). На практике множество помех 14 находятся на заданном расстоянии от кожуха 21, в результате чего образуется пространство S. Охлаждающая жидкость 99 протекает по каналу C вдоль множества помех 14 и через пространство S. Благодаря наличию пространства S охлаждающая жидкость 99 беспрепятственно протекает по каналу C. В случае отсутствия пространства S охлаждающая жидкость 99, протекающая через множество препятствий 14 для попадания в канал C, преодолевает сопротивление и, следовательно, может только медленно протекать через множество помех 14.

База 11 содержит отверстие 16 для впуска жидкости и отверстие 18 для выпуска жидкости. Отверстие 16 для впуска жидкости сообщается с одним концом канала C. Отверстие 18 для выпуска жидкости сообщается со вторым концом канала C. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения отверстие 16 для впуска жидкости и отверстие 18 для выпуска жидкости расположены на кожухе 21 и сообщаются с двумя концами канала C соответственно. В соответствии же с первым вариантом осуществления отверстие 16 для впуска жидкости и отверстие 18 для выпуска жидкости расположены на базе 11. Охлаждающая жидкость 99 поступает в отверстие 16 для впуска жидкости, протекает по каналу C и выходит из отверстия 18 для выпуска жидкости.

В соответствии с первым вариантом осуществления каждая из помех 14 содержит множество ребер 141, при этом каждая помеха 14 и база 11 являются единым целым. На практике при изготовлении базы 11 на станке канавку 12 и множество ребер 141 выполняют за один установ; таким образом, помимо множества ребер 141, выполненных на базе 11 как единое целое, между кожухом 21 и верхними концами множества ребер 141 еще и образовано пространство S. Множество ребер 141 является узким и проходит в осевом направлении канавки 12 и параллельно осевому направлению канавки 12. Ребра в множестве ребер 141 являются параллельными и находятся на заданном расстоянии друг от друга. Множество ребер 141 расположено на продольных отрезках 12S канавки 12 соответственно и, таким образом, разделено на секции; в результате соседние секции множества ребер 141 отделены одним указанным поперечным отрезком 12T канавки 12.

Расстояние между каждым указанным ребром 141 и каждой из двух боковых стенок 122 больше расстояния между двумя соседними указанными ребрами 141. Таким образом, охлаждающая жидкость 99 при прохождении по каналу C перемещается через зазор между каждой из двух боковых стенок 122 и соответствующим одним из ребер 141.

Выше описана конструкция первого варианта осуществления. Ниже приведено описание работы первого варианта осуществления.

Перед эксплуатацией охладительного устройства 10 для жидкостного охлаждения с каналом необходимо с отверстием 16 для впуска жидкости соединить впускную трубу для охлаждающей жидкости 99 (не показана), с отверстием 18 для выпуска жидкости соединить выпускную трубу для охлаждающей жидкости 99 (не показана) и подать охлаждающую жидкость 99 для наполнения канала C охлаждающей жидкостью 99. Таким образом, как только начнется процесс подачи охлаждающей жидкости 99, охлаждающая жидкость 99 будет поступать в канал C через впускную трубу, а затем выходить через выпускную трубу. Специалистам в данной области техники хорошо известны внешняя впускная труба и выпускная труба, а также циркуляционные устройства, и, следовательно, понятны принципы их работы; таким образом, для лаконичности изложения они не показаны на чертежах.

Как показано на ФИГ. 4, работа охладительного устройства 10 для жидкостного охлаждения с каналом подразумевает подачу охлаждающей жидкости 99 так, чтобы она непрерывно поступала в канал C через отверстие 16 для впуска жидкости и протекала через помехи 14. Дальнейшая работа охладительного устройства 10 для жидкостного охлаждения с каналом проиллюстрирована ниже на примере охлаждающей жидкости 99, протекающей через одну указанную помеху 14. При протекании охлаждающей жидкости 99 через одну указанную помеху 14 она не только протекает через пространство S сверху, но и протекает через зазоры между множеством ребер 141. Поскольку множество ребер 141 расположено на базе 11, охлаждающая жидкость 99 поглощает тепло, передающееся от внутренней части базы 11 на поверхность базы 11. Поскольку площадь поперечного сечения между множеством ребер 141 мала, охлаждающая жидкость 99 протекает через помехи 14 медленно, в результате чего происходит эффективное поглощение тепла на множестве ребер 141. Охлаждающая жидкость 99 быстро протекает через пространство S, что способствует перемещению нижней части охлаждающей жидкости 99 через помехи 14. Таким образом, обеспечивают не только эффективный отвод тепла от множества ребер 141, но и эффективное протекание охлаждающей жидкости 99 по каналу C и эффективный вывод охлаждающей жидкости 99 из канала C, в результате чего повышается эффективность охлаждения.

Следовательно, в соответствии с первым вариантом осуществления помехи 14 в канале C выполнены с возможностью изменения потока охлаждающей жидкости 99 для обеспечения возможности поглощения охлаждающей жидкостью 99 большего количества тепла с последующим отводом тепла посредством циркуляции охлаждающей жидкости 99. В соответствии с первым вариантом осуществления помехи 14 в канале C увеличивают площадь контакта между каждым ребром 141 и охлаждающей жидкостью 99, в результате чего тепло может быстро поглощаться охлаждающей жидкостью 99 и затем отводиться посредством циркуляции охлаждающей жидкости 99, что приводит к повышению эффективности охлаждения.

Множество ребер 141 помех 14 имеют одинаковую высоту, но могут быть выполнены и разновысотными. В силу своей высоты каждое из множества ребер 141 выполнено с возможностью увеличения площади контакта с охлаждающей жидкостью 99, причем эта высота при необходимости может быть изменена. Вышеописанная конструкция следует из ФИГ. 3, поэтому не представлена на чертежах.

Как показано на ФИГ. 5, охладительное устройство 10’ для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения отличается от охладительного устройства 10 для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения техническими признаками, описанными ниже.

Канавка 12’ проходит через базу 11’ по винтовой траектории и, следовательно, имеет винтовую форму. Помехи 14’ непрерывно проходят от одного конца канавки 12’ до второго конца.

Прочие структурные признаки, функции и преимущества в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления являются по существу такими же, как и в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления, однако для лаконичности изложения они повторно не описаны.

Как показано на ФИГ. 6, охладительное устройство 10’’ для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения отличается от охладительного устройства 10 для жидкостного охлаждения с каналом в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения техническими признаками, описанными ниже.

База 11’’ представлена на примере панелеобразной конструкции, а не ведущего вала станка; следовательно, база 11’’ рассеивает тепло или охлаждает источник тепла, прикрепленный к базе 11’’ снизу.

Прочие структурные признаки и преимущества в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления являются по существу такими же, как и в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления, однако для лаконичности изложения они повторно не описаны.

В соответствии с тремя вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления помехи представлены на примере ребер. Однако в отношении вышеописанных трех предпочтительных вариантов осуществления также могут быть применены любые другие типы помех, такие как помехи, образованные столбиками, проходящими вверх от нижней стенки канавки, или выпуклостями, проходящими вверх от нижней стенки канавки, хотя по своим характеристикам они уступают вышеописанным ребристым помехам касательно площади рассеяния тепла и равномерности потока. Тем не менее вышеупомянутые помехи в виде столбиков и выпуклостей входят в объем прилагаемой формулы настоящего изобретения.

1. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом, содержащее:

базу, на поверхности которой выполнена углубленная узкая канавка с помехой, расположенной на участке стенки канавки и проходящей в осевом направлении канавки на заданную длину, причем помеха содержит множество ребер и является единым целым с базой; и

кожух, установленный поверх базы и накрывающий канавку, в результате чего образован канал для протекания по нему жидкости, полностью не перекрытый помехой,

причем одно из базы и кожуха содержит отверстие для впуска жидкости и отверстие для выпуска жидкости, причем отверстие для впуска жидкости сообщается с одним концом канала, а отверстие для выпуска жидкости сообщается с другим концом канала.

2. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 1, в котором помеха находится на заданном расстоянии от кожуха, в результате чего образуется пространство.

3. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 1, в котором канавка содержит нижнюю стенку и две боковые стенки, причем помеха расположена на нижней стенке.

4. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 1, в котором множество ребер помехи является узким, проходит в осевом направлении канавки и расположено параллельно осевому направлению канавки.

5. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 4, в котором ребра в множестве ребер помехи являются параллельными и находятся на заданном расстоянии друг от друга.

6. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 5, в котором множество ребер разделено на секции так, что соседние секции множества ребер находятся на заданном расстоянии друг от друга.

7. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 5, в котором канавка содержит нижнюю стенку и две боковые стенки, причем помеха расположена на нижней стенке так, что расстояние между помехой и каждой из двух боковых стенок больше расстояния между двумя соседними указанными ребрами.

8. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 5, в котором множество ребер помехи имеют разную высоту.

9. Охладительное устройство для жидкостного охлаждения с каналом по п. 1, в котором отверстие для впуска жидкости и отверстие для выпуска жидкости расположены на базе.