DE20119565U1 - Wärmeaustauscher-Rippenplatten zur Vergrößerung der Wirbelbildung in einem Arbeitsfluid - Google Patents

Description

WANG CHING FONG 16741

Wärmeaustauscher-Rippenplatten zur Vergrößerung der Wirbelbil-

dung in einem Arbeitsfluid.

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Wärmeabführung, insbesondere Rippenplatten zur Verstärkung der Wirbelbildung einem Arbeitsfluid (im allgemeinen Wasser oder Luft), wobei die Rippenplatten eine Anzahl konkaver und konvexer Abschnitte aufweisen, welche die Wirbelbildung des Arbeitsfluids verstärken und dadurch die wärmeabführende Wirkung erhöhen.

Aus dem Taiwanesischen Patent TW 4 46 129 mit der Bezeichnung „Wärmeabführende Struktur zur Erhöhung der Wärmeabführungswirkung" ist eine Struktur mit einem Sitz und einem wärmeabführenden Abschnitt bekannt. Der Sitz ist oberhalb einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (Zentraleinheit) zur Absorption von Wärme aus der Zentraleinheit durch Wärmekonvektion angeordnet, um zu verhindern, daß die Arbeitstemperatur der Zentraleinheit kontinuierlich ansteigt. Das bekannte Merkmal besteht darin, daß ein unteres Ende des Sitzes eine Verlängerung aufweist, welche mit einem Stück wäremeleitenden Material kombiniert ist. Der wäremabführende Abschnitt umfaßt sich zu beiden Seiten des Sitzes erstreckende Rippen sowie eine Anzahl von wärmeabführenden Rippen zwischen den beiden sich erstrekkenden Rippen. Die sich erstreckenden Rippen dehnen sich nach außen hin aus. Mindestens eine Rippe ist mit einem wellenartigen Biegeabschnitt ausgestattet. Zwischen den sich erstreckenden Rippen und den wärmeabführenden Rippen wird ein Luftkanal gebildet. Dadurch kann Wärme von der Zentraleinheit von den wärmeableitenden Metallstücken an den Sitz abgeführt werden.

Danach wird sie durch die Rippen des wärmeabführenden Abschnittes und die sich erstreckenden Rippen weiter abgeführt. Als Ergebnis wird die Arbeitstemperatur der Zentraleinheit innerhalb eines Normalbereichs gehalten.

Der oben beschriebene wärmeabführende Sitz ist annähernd mit demjenigen, der schon früher bekannt war, identisch. Die Verbesserung besteht darin, daß sich eine Anzahl von Rippen von dem Sitz aus erstreckt und sich von den oberen Abschnitten zweier Seiten ausdehnt und daß eine Anzahl wellenartiger Rippen zwischen den sich erstreckenden Rippen ausgebildet ist. Der sich ausdehnende Abschnitt besitzt Sprialrillen zum Befestigen von Gebläsen an einem oberen Ende des wärmeabführenden Sitzes. Jedoch weist er lediglich eine geringe Zunahme an Wärmeabführung gegenüber der zuvor bekannten Vorrichtung auf. Der Grund dafür besteht darin, daß Sitz und Rippen praktisch aus einem Material für die Wärmekonvektion bestehen. Lediglich die oberhalb des Sitzes fixierten Gebläse besitzen die Verbesserung des Wärmeübergangs.

Der Nachteil der obigen bekannten Vorrichtung besteht darin, daß lediglich die Unterteile der Rippen an dem Sitz befestigt und die Rippen mit gleichen Abständen angeordnet sind. Demzufolge weisen die Rippen unterhalb des Gebläses nur eine schlechte wärmeabführende Wirkung auf, während diese Rippen eine große Fläche beanspruchen (vgl. Fig. 3 des Standes der Technik). Dies führt dazu, daß die Zentraleinheit leicht überhitzt wird. Darüber hinaus wird, weil die Mitte des Gebläses fast keine Luftströmung aufweist, Wärme in diesem Bereich aus anderen Kanälen an den Rand des Gebläses geführt. Somit ist die Wärmeabführung nicht vollkommen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von wärmeaustauschenden Rippenplatten, um die Wirbelbildung im Arbeitsfluid zu verstärken.

Gegenstand der Erfindung ist die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgeitiäße Rippenplatte besitzt eine Anzahl konkaver und konvexer Abschnitte. Die Anzahl konkaver und konvexer Abschnitte ist alternierend in Längs- und Querrichtung angeordnet. Dadurch wird die wärmeabführende Fläche stark vergrößert. Wenn Wärme abgeführt wird, wird die Wärme des wärmeabführenden Sitzes räumlich zweidimensional übertragen. Außerdem wird durch Kontakt der konvexen Abschnitte eine dreidimensionale Wärmeübertragung herbeigeführt. Wenn Wärme vom Sitz auf die Rippenplatten übertragen wird, bilden die konkaven und konvexen Abschnitte darüber hinaus Wärmewiderstände, so daß sie die Wärmeübertragung des Arbeitsfluids behindern und dadurch die turbulente Strömung vergrößern. Dadurch wird die Wärmekonvektion zwischen dem Arbeitsfluid und den Rippenplatten vergrößert.

Die verschiedenen Ziele und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden anhand der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, worin bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. I₁. Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 4 eine Seitenansicht der weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch zwei aneinandergrenzende Rippenplatten der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 6 die Strömung von Arbeitsfluid bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 7 eine Seitenansicht zweier Rippenplatten, die in Berührung mit einer flachen Platte stehen.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte wäremaustauschende Rippenvorrichtung zur Verstärkung der Wirbelbildung im Arbeitsfluid gemäß der Erfindung kann dazu verwendet werden, Wärme in den Zentraleinheiten von Rechnern und anderen Wärmequellen zu absorbieren und sie von einer Anzahl von Rippenplatten aus abzuführen, so daß die Zentraleinheiten oder anderen Wärmequellen bei Normaltemperatur betrieben werden können.

Die Rippenplatten 10 werden durch Stanzen (oder Extrudieren) hergestellt und weisen eine Anzahl konkaver Abschnitte 11 und konvexer Abschnitte 12 auf. Die konkaven Abschnitte 11 und konvexen Abschnitte 12 sind alternierend in Längs- und Querrichtung angeordnet. Die beiden Oberflächen jeder Rippenplatte 10 besitzen konkave Abschnitte 11 und konvexe Abschnitte 12. An derselben Stelle werden an den beiden gegenüberliegenden Oberflächen zugleich ein konkaver Abschnitt 11 und ein entsprechender konvexer Abschnitt 12 ausgebildet. Dadurch wird die wärmeabführende Fläche erfindungsgemäß stark vergrößert. Die Geschwindigkeit bei der Wärmeabführung kann auf diese Weise stark erhöht werden. Die vorzugsweise - konische Form - der konkaven und konvexen Abschnitt 11, 12 bewirkt, daß das Arbeitsfluid Wirbel bildet und aufgrund dessen der Wärmeübergang und die Wärmeabführung von den Rippenplatten 10 verstärkt werden.

Gemäß Fig. 3 ist aus einer Anzahl von Rippenplatten 10, die fest an einen Sitz 20 montiert sind, eine Wärmeabführun-gsein-

heit 100 gebildet. Bei dieser Ausführungsform berühren sich die konkaven Abschnitte 11 angrenzender Rippenplatten 10, wie insbesondere aus der Seitenansicht der Einheit 100 in Fig. 4 und dem Längsschnitt gemäß Fig. 5 ersichtlich. Die Wärme von der wärmeabführenden Einheit 100 wird zweidimensional übertragen. Außerdem wird durch die Berührung der konkaven Abschnitte 12 ein dreidimensionaler Wärmeübergang ausgebildet. Außerdem dienen, wenn die Wärme vom Sitz 20 aus auf die Rippenplatten 10 abgeführt wird, die konkaven Abschnitte 11 und konvexen Abschnitte 12 als Strömungswiderstände, so daß die turbulente Strömung verstärkt wird (vgl. Fig. 6).' Dadurch wird die Wärmekonvektion zwischen dem Arbeitsfluid und den Rippenplatten verstärkt. Gemäß der Erfindung können die konvexen Abschnitte einer Rippenplatte in Berührung mit einem flachen Abschnitt einer weiteren Rippenplatte stehen. Gemäß der Erfindung sind ferner mindestens zwei Rippenplatten miteinander über die konvexen Abschnitte verbunden, wobei die Verbindung durch Stauchen, Verschweißen oder Verkleben erfolgt.

Gemäß Fig. 7 sind gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei Rippenplatten mit konkaven und konvexen Abschnitten über eine flache Platte miteinander verbunden.

Wenngleich die Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, daß sich nicht auf die dabei beschriebenen Einzelheiten beschränkt ist. Verschiedene Veränderungen und Austausche können gemäß dem Wissen des Fachmannes durchgeführt werden. Sie alle sind von dem Schutzbereich der Ansprüche umfaßt.

Claims (6)

1. Wärmeaustauschende Rippenvorrichtung zur Verstärkung der Wirbelbildung in einem Arbeitsfluid, umfassend eine Anzahl Rippenplatten (10) mit jeweils einer Anzahl konkaver Abschnitte (11) und konvexer Abschnitte (12);
wobei die konvexen Abschnitte (12) einer Rippenplatte (10) die konvexen Abschnitte (12) der angrenzenden Rippenplatte (10) berühren,
eine Anzahl Rippenplatten (10) zu einem einteiligen Körper (5) zusammengefaßt ist,
wobei für die Wärmeübertragung ein Arbeitsfluid die Wärme dreidimensional überträgt,
für die Übertragung von Wärme von einem Sitz auf die Rippenplatten (10), die konkaven Abschnitte (11) und konvexen Abschnitte, (12) als Strömungswiderstände ausgebildet sind, so daß die turbulente Strömung verstärkt und dadurch die Wärmekonvektion zwischen dem Arbeitsfluid und den Rippenplatten (10) erhöht wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Abschnitt (11) und der konvexe Abschnitt (12) eine konische. Form aufweisen.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rippenplatte (10) mit konkaven Abschnitten (11) und konvexen Abschnitten (12) mit einer weiteren Rippenplatte (10) mit konkaven Abschnitten (11) und konvexen Abschnitten (12) in Berührung steht.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rippenplatte (10) mit konkaven und konvexen Abschnitten in Kontakt mit einer flachen Platte steht.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß konvexe Abschnitte (12) einer Rippenplatte (10) mit konvexen Abschnitten (12) einer weitere Rippenplatte (10) in Berührung stehen und eine Anzahl Rippenplatte miteinander verbunden und in ihrer Gesamtheit mit einem wärmeabführenden Sitz (20) verbunden ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rippenplatten (10) an ihren konvexen Abschnitten (12) durch Stauchen, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind.