MXPA04012515A

MXPA04012515A - Eliminador de calor con fluido forzado.

Info

Publication number: MXPA04012515A
Application number: MXPA04012515A
Authority: MX
Inventors: Lightner Donald
Original assignee: Modine Mfg Co
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2005-07-12
Also published as: FR2867844A1; FR2869100A1; US7017655B2; CN1629595A; KR20050061306A; US20050133212A1

Abstract

Se provee un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor el cual incluye una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforacion. Las placas se laminan conjuntamente para formar una apilamiento de tal forma que se forma una pluralidad de camaras cerradas por medio de la alineacion de una primera porcion de las perforaciones dentro del bloque, y se forman una pluralidad de pasos por medio de una alineacion de una segunda porcion de las perforaciones dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos se coloca en comunicacion de fluido con cuando menos dos de las camaras. Una placa deflectora se coloca dentro de una porcion del apilamiento para formar un limite de camara y definir asi un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las camaras a traves de cuando menos un paso. Un puerto de entrada de fluido se define en una primera placa exterior y se coloca en comunicacion de fluido con una de las camaras, y un puerto de salida de fluido tambien se definen una segunda placa exterior y se coloca en comunicacion de fluido con otra de las camaras.

Description

ELIMINADOR DE CALOR CON FLUIDO FORZADO Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a dispositivos intercambiadores de calor y más particularmente a dispositivos adaptados para retirar el calor de los circuitos electrónicos, sistemas y similares . Antecedentes de la Invención Se ha sugerido que una computadora es un motor termodinámico que absorbe la entropía de los datos, convierte esa entropía en calor y desecha el calor al ambiente. La capacidad de la tecnología de administración térmica anterior de extraer el calor de desecho de los circuitos semiconductores y emitirlo al ambiente con un costo razonable, ha limitado la densidad y las velocidades del reloj de los sistemas electrónicos . Una característica típica de los dispositivos de transferencia de calor para los sistemas electrónicos en la atmósfera es el reductor de calor final. En los dispositivos de transferencia térmica para circuitos electrónicos hoy en día frecuentemente un chip semiconductor está colocado de tal manera que hace contacto con una placa dispersora térmica pasiva, que conduce el calor desde el chip a uno de varios tipos de ventiladores. Los ventiladores a su vez, transportan el calor a la atmósfera por medio de convección de aire natural o forzada. Ya que la potencia que tiene que ser disipada por los dispositivos semiconductores aumenta con el tiempo, surge un problema que es que la conductividad térmica de los materiales disponibles se vuelve demasiado baja para conducir el calor desde el dispositivo semiconductor a ventiladores con una calda de temperatura aceptable. La densidad de potencia térmica que surge de los dispositivos semiconductores actuales es tal alta que aún las placas dispersoras sólidas de cobre o plata no son adecuadas . La energía térmica algunas veces puede ser transportada por medio de un circuito intermedio de fluido recirculante. El calor de un objeto caliente se conduce a un fluido de transferencia térmica, el fluido se bombea por algunos medios a un lugar diferente, en donde el calor es extraído del fluido hacia un ventilador de convección y finalmente a la atmósfera. Por ejemplo las patentes norteamericanas no. 5,125,451 y 5,274,920 de Matthews, proporcionan un intercambiador térmico de flu o laminar microscópico para enfriar un dispositivo generador de calor tal como un circuito integrado semiconductor. El intercambiador de calor consiste de una pluralidad de placas delgadas que han sido laminadas entre si para formar un bloque. Las placas consisten de tiras de película delgada de cobre que tienen cada una porción en receso microscópica grabada en la cara de la placa. Esas porciones recesadas son grabadas químicamente para darles una dimensión de poca profundidad, en el orden de cincuenta mieras de profundidad, antes de la laminación. Ya sea antes o después de que las placas son laminadas entre si, se cortas orificios a través de las placas en lados opuestos de las porciones recesadas de tal forma que cuando la pila es laminada los orificios se laminan para formar un par de colectores para la distribución de refrigerante. Cada uno de los colectores es esencialmente un tubo que penetra en el bloque. Los tubos se conectan por medio de la pluralidad de canales microscópicos formados en las porciones recesadas durante el proceso de laminación. Al ajustar de manera selectiva el grosor de os canales y la tasa de flujo del refrigerante permite que el bloque funcione como intercambiador de calor. Una plantilla semiconductora simplemente se coloca o pega a la superficie del bloque para efectuar el retiro del calor. Una ventaja significante de las estructuras tales como las que describe Matthews es limitada área de superficie disponible para el contacto con el refrigerante y la transferencia térmica por conducción. El área de superficie disponible adicional o una trayectoria de flujo de refrigerante en serpentín adicional, si se proporcionan, mejorarían grandemente la transferencia de calor característica de esos dispositivos. Desafortunadamente, el tamaño microscópico de los dispositivos de Matthew y las técnicas de grabado usadas para manufacturar esos dispositivos, no proporcionan ningún aumento significativo en el área de superficie interna o en las trayectorias de flujo complejas, limitando así la cantidad de energía térmica que puede ser retirado por un solo dispositivo. Además esas estructuras no se prestan fácilmente para el uso de las estructuras internas para la creación de turbulencia en el refrigerante a medida que fluye a través del dispositivo. Aunque la creación de turbulencia en el refrigerante a medida que fluye a través de un dispositivo de transferencia térmica es una técnica bien conocida para mejorar la transferencia térmica, otros han encontrado que el desempeño térmico mejorado puede lograrse al configurar el dispositivo enfriador de fluido para que produzca un flujo de fluido laminar.

Por ejemplo en la patente norteamericana no. 6, 634, 421 otorgada a Ognibene et al., se describe un dispositivo refrigerante de fluido que incluye una pluralidad de miembros de placas frías, cada una con una pluralidad de porciones de placas no perforadas y porciones perforadas colocadas en línea con cuando menos un conector que conecta las porciones de placa entre sí en un extremo. Los miembros de placa fríos están colocados apilados, con respectivas porciones de placa de cada miembro de placa frío que está acoplado con las porciones perforadas formadas en sus miembros de placa fría adyacentes en la pila. El dispositivo de enfriamiento de fluido parece que proporciona la transferencia de calor por medio de un flujo de desarrollo laminar en un espacio angosto, lo que puede aumentar el desempeño térmico del dispositivo enfriador del fluido mientas que mantiene una baja caída de presión. Ninguna de las técnicas anteriores ha demostrado ser universalmente apropiada para lograr la trans erencia térmica eficiente en los sistemas electrónicos . Sumario de la Invención La presente invención proporciona un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que incluye una pluralidad de placas que definen cada uno cuando menos una perforación. Las placas se laminan entre si para formar un apilamiento en el cual (i) una pluralidad de cámaras cerradas se forman por medio de una alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del bloque, y (ii) una pluralidad de pasos se forman por medio de una alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro de la pila de tal forma que cuando menos uno de los pasos está en comunicación de fluido entre cuando menos dos de las cámaras. Medios para definir una trayectoria de flujo de fluido refrigerante en forma de circuito, tal como una placa deflectora, están colocado dentro de una porción del apilamiento para formar un limite de la cámara y asi definir el circuito de la trayectoria de flujo de fluido refrigerante entre las cámaras a través de cuando menos uno de los pasos. Medios para que el fluido entre al apilamiento frecuentemente se define en una primera de las placas exteriores y se colocan en comunicación de fluido con una de las cámaras, y medios para que el fluido salga del apilamiento también se define en una segunda placa exterior y están colocados en comunicación de fluido con otra de las cámaras . En una modalidad de la invención un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor incluye una pluralidad de placas separadoras, en donde cada una define una primera perforación y una segunda perforación que están colocadas en relación separada entre si. Una pluralidad de placas de canal también se proveen en donde cada una define una abertura central de tal forma que la pluralidad de placas separadoras y la pluralidad de placas de canal pueden laminarse entre si para formar un apilamiento en el cual se formen una pluralidad de cámaras encerradas por medio de la alineación de la abertura central y las primeras perforaciones adyacentes y otra pluralidad de cámaras encerradas se forman por medio de la alineación de la abertura central y las primeras perforaciones adyacentes de las primeras perforaciones y otra pluralidad de cámaras encerradas se forman por medio de alineación de las segundas perforaciones adyacentes dentro del apilamiento. Una pluralidad de pasos se forman por medio de la intersección de las perforaciones centrales con las cámaras dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está en comunicación de fluido con cuando menos dos de las cámaras. Una placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente a un borde lateral está colocada dentro de una porción del api1amiento para formar un limite de cámara que está separado del borde lateral para asi definir un circuito de la trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de pasajes seleccionados . En otra modalidad de la invención, un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor incluye una pluralidad de placas que define cada una cuando menos una perforación. Las placas se laminan entre si para formar un apilamiento de tal forma que se forman una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento y una pluralidad de pasos se forman por medio de una alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro del apilamiento. Cuando menos uno de los pasos se coloca en una comunicación del fluido con cuando menos dos de las cámaras. Cuando menos uno de los pasos está en comunicación de fluido con cuando menos dos de las cámaras. Una placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente al borde lateral está colocada dentro de una porción del apilamiento para formar un limite de cámara que está separada del borde lateral definiendo un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de los pasos.

Cuando menos un núcleo de aleta está colocado dentro de cuando menos un paso para mejorar la conducción térmica entre las estructuras y el fluido refrigerante se hace fluir a través del apilamiento. En otra modalidad de la invención, un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor incluye una pluralidad de placas que define cada una cuando menos una perforación. Las placas se laminan entre si para formar un apilamiento de tal forma que se forman una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento y una pluralidad de pasos se forman por medio de una alineación de una segunda porción de las per oraciones dentro del apilamiento. Cuando menos uno de los pasos se coloca en una comunicación del fluido con cuando menos dos de las cámaras. Cuando menos dos placas deflectoras están dispuestas en una relación separada entre sí dentro del apilamiento. Cada placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente a un borde lateral. Las placas deflectoras están colocadas en el apilamiento para formar cuando dos límites de cámara que están separadas del borde lateral, para así definir un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las dos cámaras a través de los pasos. Un puerto de entrada de fluido definido en una primera de las capas exteriores y colocado en comunicación de fluido con una de las cámaras y un puerto de salida de fluido definido en una segunda placa exterior de las placas y colocado en comunicación de fluido con cada una de las cámaras . Breve Descripción de los Dibujos Estas y otras característica y ventajas de la presente invención serán descritas completamente o se harán obvios por medio de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención, que deberán ser consideradas junto con los dibujos anexos en los cuales números de referencia iguales se refieren a partes similares y en los cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva de un eliminador de calor de fluido forzado de acuerdo con la presente invención; La figura 2 es una vista en perspectiva parcialmente en líneas punteadas, de un apilamiento de placas separadoras, placas de canal y placas deflectoras colocadas de acuerdo con la presente invención; La figura 3 es una vista en perspectiva del apilamiento de placas mostradas en la figura 2; La figura 4 es una vista superior transversal del eliminador de calor de fluido forzado mostrado en las figuras 1 a 3 tomada a lo largo de las lineas 4-4 en la figura 2, que ilustran un posible arreglo de circuido de flujo de fluido; La figura 4A es una vista superior transversal similar a la mostrada en la figura 4, que ilustra una pluralidad de placas separadoras que tienen varias formas y tamaños de las perforaciones primera y segunda; La figura 4B es una vista en sección transversal similar a la mostrada en la figura 4A, que ilustra un arreglo alternativo de las placas separadoras de acuerdo con la invención; La figura 5 es una vista en perspectiva parcialmente separada de un eliminador de calor de fluido forzado con un dispositivo dispersador del calor y semiconductor acoplado térmicamente a una superficie superior; La figura 6 es una vista parcialmente transversal de un elminador de calor de fluido forzado con un dispersor de calor del tipo tubería de calor y un dispositivo semiconductor acoplado térmicamente a la superficie superior. La figura 7 es una vista en perspectiva desmembrada de una modalidad alternativa de un eliminador de calor de fluido forzado que muestra una pluralidad de placas deflectoras insertadas entre pares seleccionados de placas de canal para proporcionar más circuitos de trayectoria de fluido a través del eliminador de calor; La figura 8 es una vista superior transversal substancialmente similar a las figuras 4, 4A y AB que muestra un eliminador de fluido forzado formado del arreglo de las placas mostrado en la figura 7, pero ilustrando otro circuito de la trayectoria de fluido a través del eliminador de calor; La figura 9 es una vista en perspectiva parcialmente explotada de otra modalidad alternativa del eliminador de calor de fluido forzado formado de acuerdo con la presente invención, incorporando uno o más núcleos de aleta; La figura 10 es una vista en perspectiva parcialmente desmembrada parcialmente separada de un eliminador de calor por fluido forzado incluyendo una pluralidad de núcleos de aleta, tal como se muestra en la figura 9; Las figuras 11-13 comprende vistas extremas de una variedad de núcleos de aleta plegados que pueden usarse en conexión con modalidades alternativas de la presente invención; La figura 14 es una vista en perspectiva parcialmente desmembrada de un eliminador de calor con fluido forzado formado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La figura 15 es una porción separada parcialmente desmembrada de un eliminador de calor con fluido forzado mostrado en la figura 14; y La figura 16 es una vista en perspectiva de un eliminador de calor por fluido formado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención formando una porción de un sistema de transferencia térmica bombeado . Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Esta descripción de las modalidades preferidas se pretende sea leido en conexión con los dibujos anexos, que deben considerarse parte de toda la descripción escrita de esta invención. Las figuras dibujadas no necesariamente están a escala y ciertas caracteristicas de la invención pueden mostrase en escala exagerada o en una forma algo esquemática con el interés de que sea más clara y concisa. En la descripción los términos relativos tales como horizontal", "vertical", "arriba", "abajo", "superior" e "inferior" asi como sus derivados (por ejemplo "horizontalmente", "inferiormente", "superiormente", etc.) deberán considerarse como referidas a la orientación en las que se describen o se muestran en la figura del dibujo que se este describiendo. Esos términos relativos son por conveniencia de descripción y normalmente no pretenden requerir una orientación particular. Los términos que incluyen "hacia dentro" y whacia fuera", "longitudinal" o "lateral" y similares deben interpretarse referidos entre si o. relativos a un eje longitudinal, o un eje o centro de rotación, según sea apropiado. Los términos concernientes a uniones, acoplamientos y similares, tales como "conectado a" e "inteconectados" se refieren a una relación en la cual las estructuras se fijan o unen entre si ya sea directa o indirectamente por medio de estructuras participantes asi como uniones o relaciones móviles o rígidas, a menos que se describa expresamente otra cosa. El término "conectado operativamente" es tal unión, acoplamiento o conexiones que permiten que las estructuras pertinentes operen tal como se desea en virtud de esa relación. En las reivindicaciones,, aquellas cláusulas de medios más f ncionamiento se pretende que cubran las estructuras, descritas, sugeridas o obvias por medio de la descripción escrita o los dibujos para realizar la función descrita, incluyendo no solo los equivalentes estructurales sino también las estructuras equivalentes. Refiriéndonos a las figuras 1 a 5, un eliminador de calor por fluido forzado 5 formado de acuerdo con una de las modalidades de la invención comprenden una primera placa extrema 8, una segunda placa extrema 10, una pluralidad de placas separados 12, una pluralidad de placas de canal 14, y una o más placas deflectoras 16, que están todas apilada so laminadas entre si para formar un bloque monolítico (figura 2) . Más particularmente la primera placa extrema 8, la segunda placa extrema 10, una pluralidad de placas separadoras 12, una pluralidad de placas de canal 14 y placas deflectoras 16 cada una comprende una lamina poligonal de material térmicamente conductor, por ejemplo acero inoxidable, cobre o sus aleaciones, o aluminio o sus aleaciones, y tienen substanci'almente el mismo tamaño y forma. Frecuentemente, todas esas placas comprenden un perfil rectangular. La primer aplaca extrema 8 y la segunda placa extrema 10 definen cuando menos una perforación 19, que tienen dimensiones y formas para aceptar un puerto para una boquilla 21,22 respectivamente. Se entenderá que los puertos de boquilla 21,22 pueden también estar localizados en cualquier otro lugar en el eliminador de calor por fluido forzado 5, por ejemplo en la superficie superior o lado superior del bloque monolítico (figura 2) o como se muestra en la figura 14. Cada placa separadora 12 define una superficie conductora térmica central 23 con un par de perforaciones separadas 244,25 colocadas adyacentes a los bordes laterales de la superficie 23. Las porciones de borde interior de la placa separadora 12 que definen perforaciones 24,25 pueden tener una variedad de formas, por ejemplo rectangulares, ovaladas o poligonales, y pueden o no tener la misma forma y tamaño generales, Así, las perforaciones 24, 25 pueden comprender una variedad de formas y tamaños, y no necesitan ajustarse a cualquier tamaño o forma, por ejemplo una perforaciones puede ser más grande y tener una forma diferente que otra. Al variar las formas de las perforaciones 24,25, es posible provocar turbulencia en la forma de remolinos en el flujo del refrigerante (figuras 4A y 4B) . Cada placa de canal 14 comprende una abertura central ancha 28 que esta rodeada por un par de vigas separadas que se extienden-longitudinalmente 30 y un par de vigas que se extienden transversalmente 31. La abertura central ancha 28 de cada placa de canal 14 frecuentemente es significantemente más grande que las perforaciones 24,25 de las placas separadoras 12. Se proveen una o más placas deflectoras 16 que tienen una sola perforación 35 definida adyacente a un borde lateral 36. Un eliminador de calor por fluido forzado 5 formado de acuerdo con una modalidad de la invención se ensambla de la siguiente manera. Una pluralidad de placas separadoras 12 y placas de canal 14 se colocan de tal forma que la placa separadora 12 es colocada entre un par de placas de canal adyacentes 14. De esta manera se forma un apilamiento de placas separadoras 12 y placas de canal 14 entre la primera placa extrema 8 y una segunda placa extrema 10 (figuras 2,3,4,7 y8 ) . Como resultado de este arreglo una pluralidad de perforaciones 24 colocadas en una relación coaxialmente alineada entre si, y separadas por un grosor de cada placa de canal que intervienen 14. De igual manera una pluralidad de perforaciones 25 están colocadas en una relación coaxialmente alineadas entre su y separadas por el grosor de cada placa de canal participante 14. Juntas, las perforaciones 24,25 y los orificios centrales 28 forman dos o más cámaras 41 (a-e) dentro del apilamiento de placas, y una pluralidad de pasos transversales 39. Esta estructura apilada entonces se lamina entre si, por ejemplo por medio de cualquier tipo de soldadura en algunas variaciones de la invención por medio de adhesivos para formar una estructura sellada laminada o apilada. Se entenderá que como una consecuencia de la abertura central ancha 28, ninguna porción de la placa de canal 14 obstruye de manera apreciable los espacios vacíos que se definen dentro del eliminador de calor 5 por medio de las relaciones coaxiales de las perforaciones 24 y 25 (figuras 3 y 4) . También se entenderá que al variar el tamaño de la abertura de las perforaciones 24 y 25, junto con la longitud por ejemplo de las cámaras 41 a-d en las figuras 4A y 4B, proporcionara un nivel mayor de turbulencia y formación de remolinos en el fluido refrigerante a medida que atraviesa el interior del apilamiento. Para facilitar la manufactura y el ensamble una manera alternativa de crear cámaras con diferentes tamaños y formas es simplemente invertir la orientación de cada tercera placa separadora de tal forma que una perforación 24 es seguida por una perforación 25, como se muestra en la figura 4B. Esa turbulencia se sabe que aumenta la tasa y eficiencia de la transferencia de calor. Adicionalmente, una pluralidad de pasos paralelos 39 (figura 4, 4A, 4B y 8) se definen entre cada par de placas separadoras 12 por medio de vigas que se extienden longitudinalmente 30 y vigas que se extienden transversalmente 31 de cada placa de canal 14. Como consecuencia de la alineación de las perforaciones 24, 25 y los extremos de las placas separadoras 12, y la inclusión de solo una placa deflectora 16, cuatro o más cámaras cerradas 41a, 41b, 41 y 41d (y 41e en la figura 8) son definidos dentro del eliminador de calor 5. La presencia de una o más placas deflectoras 16 dentro del apilamiento actúa selectivamente para subdividir •aquellos espacios huecos o cámaras 41a-d. Las placas deflectoras 16 pueden localizarse centralmente dentro del apilamiento de placas separadoras 14 y las placas de canal 14, y orientadas de tal forma que la perforación 35 se coloca dentro de las cámaras 41b y 41c (figura 3) . La introducción de dos o más placas deflectoras 16 (figura 7 y 8) actuara para subdividir más los espacios huecos que se definen dentro del eliminador de calor 5 por medio de la relación coaxial de las perforaciones 24 y 25 en las cámaras 41a-e para proporcionar una trayectoria de flujo de fluido que se asemeje más a un circuito a través del eliminador de calor (figura 8) . Como se usa aquí el término "circuito" significa una serpentina o trayectoria oscilantes frecuentemente caracterizada por uno o más cambios en dirección de 180° en una dirección de flujo a lo largo de una trayectoria de flujo a través del apilamiento de placas- Claramente, una pluralidad de placas deflectoras 16 puede usarse en un eliminador de calor 5 para crear una variedad de circuitos de trayectorias de flujo de refrigerante. En esta estructura las placas deflectoras 16 están colocadas dentro del apilamiento de tal forma que sus bordes laterales 36 (a-c) se encuentran separados lateral y longitudinalmente para formar una trayectoria de fluido en forma de serpentina a través del apilamiento (figuras 7 y 8) . Durante la operación uno o más dispositivos semiconductores 43 (figuras 5 y 6) se colocan en comunicación de transferencia térmica con una porción del eliminador de calor 5, ya sea directamente o con un substrato intermedio, por ejemplo una tablilla de un circuito impreso, una tubería de calor o una placa fría 44. Frecuentemente el dispositivo 43 se coloca en una superficie superior 45 que se define por medio del apilamiento laminado de placas separadoras 12, placas de canal 14, y placas deflectoras 16 o un alojamiento 46 que rodea el apilamiento. Un dispersor de calor de una tubería de calor convencional 48 puede también colocarse en acoplamiento de transferencia térmica entre el dispositivo semiconductor 43 y una superficie superior 45 según se requiera para una aplicación particular (figura 6) . Cuando solo una placa deflectora 16 ha sido incorporada en la estructura apilada y laminada, un fluido refrigerante, por ejemplo agua o mezcla de agua/glicol (etileno o porpileno) se bombea a través de un primer puerto de salida 21 a aproximadamente 0.35-7.5 litros por minuto (0.10-2 galones por minuto). Es claro que otros fluidos refrigerantes tales como fluorinertes y similares pueden usarse con resultados adecuados. El fluido refrigerante entra al eliminador de calor 5 y llena la cámara 41a (figura 4) . Se entenderá que una porción de una placa deflectora 16, que está separada de una sola perforación 35 y borde lateral 36, bloquea el fluido refrigerante impidiendo que entre directamente a la cámara 4Id desde la cámara 41a. A medida que se forma la presión dentro de la cámara 41a el fluido refrigerante fluye de manera transversal a través del apilamiento, a través de primer una pluralidad de pasos 39 (el flujo de fluido generalmente se muestra como flechas de flujo 49 en las figuras 4,4A, 4B y 8) y llena la cámara 41b, el fluido refrigerante pasa a través de las perforaciones 35 de la placa deflectora 16 y llena la cámara 41c. A medida que la presión de fluido se acumula dentro de la cámara 41c, el fluido refrigerante atraviesa una segunda pluralidad de los pasos 39 para llenar la cámara 41d. El fluido refrigerante sale del eliminador de calor 5 a través de un segundo puerto de salida 22. Si debe producirse un eliminador de calor de múltiples pasos de varios serpentines 5, esto es en el cual el fluido refrigerante fluye por una trayectoria con más circuitos que la que se acaba de describir todo lo que se necesita hacer es introducir placas deflectoras adicionales 16a-c para subdividir posteriormente el apilamiento, por ejemplo en las cámaras 41a-e, como se muestra en las figuras 7 y 8. En esta modalidad se entenderá que la posición de las perforaciones 35a-c dentro del eliminador de calor 5 alternara, de lado a lado de tal forma que los limites de la cámara creados por cada placa deflectora 16(a-c) están separadas de sus bordes laterales respectivos 36 (a-c) . Este arreglo estructural define además una trayectoria de flujo 49 como una trayectoria más tortuosa a través del eliminador de calor 5. En otra modalidad alternativa, se proveen superficie de conducción térmica adicionales entre placas separadoras adyacentes 12 al introducir un núcleo de aleta 50 en uno o más pasos 39 (figuras 9 y 10) . Cada núcleo de aleta 50 incluye una pluralidad de paredes de aleta substancialmente paralelas 53 que están separadas entre si por medio de rebordes planos alternantes 55 y pasos 57 (figura 11) . Cada par de paredes de aleta 53 están separados por medio de un reborde plano 55 para formar cada paso 57 entre ellas. Asi cada núcleo de aleta 50 comprende una lamina continua de material conductor térmico doblado en rebordes planos alternantes 55 y pasos 57 definidos en las paredes de aleta separadas 53 que tienen bordes extremos periféricos 59. Cada reborde plano 55 proporciona una superficie superior plana que es más adecuada para la soldadura de cualquier tipo o unir térmicamente de otra forma el reborde plano 55 a las superficies frontales 23. Ventajosamente, la introducción de los núcleos de aleta 50 en el paso 39 sirve para reducir la sección transversal hidráulica de cada paso 39 para aumentar asi la presión ejercida por el fluido refrigerante contra las superficies 23. Este arreglo ayuda a aumentar la transferencia térmica conductiva desde el eliminador de calor 5 al fluido refrigerante fluido. Es claro que rebordes puntiagudos o redondeados 61 (figuras 12 y 13) también puede incorporarse en el núcleo de aleta 50, y las paredes de aleta 63 puede tener una orientación divergente o convergente, más bien que substancialmente paralelo entre si. También la inclusión de estructuras de lanza y desplazamiento en el núcleo de aleta 50 para ayudar a aumentar la formación de turbulencias en el fluido refrigerante y mejorar el desempeño del dispositivo. Un ejemplo de ese dispositivo de lanza y desplazamiento se describen en la patente norteamericana no. 6,546,774 patente que se incorpora como referencia. Refiriéndonos a las figuras 14 y 15, una modalidad alternativa del eliminador de calor 69 formado de acuerdo con la invención comprende un alojamiento 70, una pluralidad de placas paralelas separadas 72, y una pluralidad de núcleos de aleta 50. Más particularmente el alojamiento 70 incluye una pared vertical periférica 75, una pared de fondo 77 y una tapa 79. Un par de aberturas separadas 80, 81, se definen por medio de una porción de la pared periférica 75, para formar una entrada y una salida del alojamiento 70. Frecuentemente un distribuidor de entrada 85 y un distribuidor de salida 86 se definen entre las porciones de borde de las placas paralelas 72 y las porciones internas de la pared periférica 75. Las aberturas separadas 80, 81 están colocadas en la pared periférica 75 para estar en comunicación de fluido con el distribuidor de entrada 80 y el de salida 86. Las placas paralelas 72 se proyectan hacia arriba desde la pared de fondo 77 en una relación separada entre si para definir una pluralidad de canales coextensivos 90 entre ellos. Las placas paralelas 72 pueden formarse desde una porción de la pared de fondo 77 para ser partes integrales de la pared de fondo 77 o pueden formarse por separado y luego fijarse por cualquier tipo de soldadura o con los adhesivos térmicos apropiados. Durante la operación el fluido refrigerante entra al eliminador de calor 69 por medio de un aparato apropiado (no mostrado) localizado dentro de la abertura de entrada 80, y llena el distribuidor de entrada 85. A medida que se forma presión dentro del distribuidor de entrada 85, el fluido refrigerante fluye transversalmente a través de núcleos de aleta 50 localizados dentro de canales 90 y llena el distribuidor de salida 86. El fluido refrigerante entonces sale por el eliminador de calor 79 por medio de un aparato apropiado (no mostrado) localizado dentro de la abertura de salida 81. Los canales 90 tienen los tamaños y formas para recibir cada una un núcleo de aleta 50. Aquí otra vez la introducción de los núcleos de aleta 50 en los canales 90 sirve para reducir la sección transversal hidráulica de cada canal 90 asi aumentando la presión hidráulica ejercida por el fluido refrigerante contra las placas paralelas 72. Este arreglo ayuda a aumentar la transferencia térmica conductiva al fluido refrigerante que fluye. Otra vez, los rebordes puntiagudos o redondeados 61 (figuras 12 y 13) pueden incorporarse en el núcleo de aleta 50, y paredes de aleta 63 también pueden tener una orientación divergente o convergente, y no ser substancialmente paralelas entre si. Refiriéndonos a la figura 16, los eliminadores de calor 5 y 69 pueden también formar una porción evaporadora de un sistema de administración térmica bombeada de fase sencilla o doble 100. Tal sistema frecuentemente incluye una o más bombas 102 colocadas a lo largo de conductos de fluido 104, tal como un condensador 107 en un sistema de circuito cerrado. Los eliminadores de calor 5 y 69 forman una región de cambio de fase del sistema. Debe entenderse que la presente invención de ninguna manera está limitada solo a las construcciones particulares descritas aquí y mostradas en los dibujos, pero también comprende cualquier modificación o. equivalente dentro del alcance de las reivindicaciones .

Claims

REIVINDICACIONES 1 , Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo que genera calor el cual comprende: una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforación, las placas están laminadas con untamente para formar un apilamiento en el cual una pluralidad de cámaras encerradas se forman por medio por medio de la alineación de una primera porción de perforaciones dentro del apilamiento y una pluralidad de pasos que se forman por medio de la alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro de ese apilamiento de tal forma cuando menos uno de los pasos está colocado en comunicación de fluido con cuando menos dos de esas cámaras; medios para definir una circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de la segunda pluralidad de pasos; y medios para que el fluido entre al apilamiento arreglado en comunicación de fluido con una de las cámaras y medios para que el fluido salga del apilamiento colocado en comunicación de fluido con la otra cámara. 2. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas separadoras que definen cada una perforaciones primera y segunda colocadas en una relación separada entre si. 3- Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 2 en el cual la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas de canal que definen cada una abertura central que es mayor que la primera perforación y la segunda perforación de las placas separadoras, en el cual la pluralidad de placas separadora y la pluralidad de placas de canal se laminan conjuntamente para formar un apilamiento. 4. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 3 en el cual se forma una primera cámara por medio de la alineación de primeras perforaciones adyacentes y cuando menos se forma otra cámara cerrada por medio de la alineación de segundas perforaciones adyacentes. 5. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 4 en el cual una pluralidad de pasos se forman por medio de una intersección de la abertura central con la primera cámara cerrada y cuando menos otra cámara cerrada dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos un paso queda en comunicación de fluidos entre esas cámaras . 6. Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que comprende: una pluralidad de placas que definen cuando menos una perforación, las placas están laminadas conjuntamente para formar un apilamiento en el cual se forma una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento,· y una pluralidad de pasos se forman por medio de la alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está colocado en comunicación de fluido con cuando menos dos de esas cámaras; y una placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente a un borde lateral, colocado dentro de una porción del apilamiento para formar un limite de cámara que esté separado del borde lateral para definir un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de la perforación deflectora y la pluralidad de pasos. 7. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 6 en el cual la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas separadoras definiendo cada una primera perforación y una segunda perforación colocadas en relación separada entre si . 8. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 7 en el cual la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas de canal que definen cada una perforación central en el cual la pluralidad de placas separadoras y la pluralidad de placas de canal se laminan con untamente para formar el apilamiento. 9. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 8 en el cual la primera cámara cerrada se forma por medio de la alineación de primeras perforaciones adyacentes y cuando menos se forma otra cámara cerrada por medio de la alineación de segundas perforaciones adyacentes. 10. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 9 en el cual una pluralidad de pasos se forman por medio de una intersección de la abertura central con la primera cámara cerrada y cuando menos otra cámara cerrada dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos un paso queda en comunicación de fluidos entre esas cámaras . 11. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende una primera placa. extrema laminada a un primer extremo del apilamiento y una segunda placa extrema laminada a un segundo extremo de la pila, cada placa extrema tiene una perforación colocada en comunicación de fluido con la cámara. 12. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 11 en la cual la primera placa extrema y la segunda placa extrema incluyen cada una un puerto de salida. 13. Un intercam iador de calor de acuerdo con la reivindicación 7 en el cual cada placa separadora define una superficie central térmicamente conductora, y además la primera perforación y la segunda perforación están localizadas adyacentes a los bordes laterales de la superficie. 14. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 13 en el cual las porciones de borde interior de cada una de las placas separadoras que definen la primera perforación y la segunda perforación comprende formas seleccionadas del grupo que consiste de rectangular, oval y poligonal. 15. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 14 en el cual la primera perforación y la segunda perforación presentan cuando menos una de las siguientes características (i) substancialmente el mismo tamaño y forma, y (ii) substancialmente diferentes tamaños y formas para provocar turbulencia en la forma de remolinos en el fluido refrigerante que fluye a través del apilamiento. 16. Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que comprende: una pluralidad de placas separadoras que definen cada una perforación primera y segunda, las cuales están en una relación separada entre si; una pluralidad de placas de canal que definen cada una, una abertura central estando la pluralidad de placas separadoras y la pluralidad de placas de canal están laminadas conjuntamente para formar un apilamiento en el cual se forma una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las primeras perforaciones y una pluralidad de cámaras cerradas se forman por medio de la alineación de segundas perforaciones adyacentes dentro del apilamiento, y además una pluralidad de pasos se forman por medio de la intersección de las aberturas centrales con las cámaras en el apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está colocado en comunicación de fluido con cuando menos dos de esas cámaras; una placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente a un borde lateral, y colocado dentro de una porción del apilamiento para formar un limite de cámara que esté separado del borde lateral para definir un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de la perforación deflectora y algunos pasajes seleccionados de la pluralidad de pasos; y un puerto de entrada de fluido definido en una primera placa exterior y colocado en comunicación de fluido con una de las cámaras y un puerto de salida de fluido definido en una segunda placa exterior y colocado en comunicación del fluido con otra de las cámaras . 17. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 16 en el cual el apilamiento define cuando menos una superficie exterior y una placa fría está colocada en un acoplamiento de transferencia térmica con cuando menos una superficie exterior . 18. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 17 en el cual la placa fría consiste de una tubería de calor. 19. Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que comprende: una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforación,- esas placas se laminan conjuntamente para formar un apilamiento en el cual se forman una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento, y una pluralidad de pasos se forman por medio de una alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos se colocan en comunicación de fluido con cuando menos dos cámaras ; cuando menos dos placas deflectoras que definen cada uno una perforación deflectora adyacente a un borde lateral, y colocada en una relación separada entre si en el apilamiento para formar cuando menos un par de limites de cámara y asi definir un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras. 20. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 19 en el cual todas las placas deflectoras están colocadas dentro del apilamiento de tal forma que los bordes laterales y están separados longitudinalmente entre si. 21. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 19 en el cual la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas separadoras que definen cada una primera perforación y una segunda perforación colocadas en una relación separada entre si. 22. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 19 en el cual la pluralidad de placas incluye una pluralidad de placas de canal que definen cada una abertura central en donde la pluralidad de placas separadoras y la pluralidad de placas de canal se laminan conjuntamente para formar un apilamiento. 23. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual se forma cuando menos una primera cámara cerrada por medio de la alineación de primeras perforaciones adyacentes y se forma cuando menos una segunda cámara cerrada por medio de la alineación de segundas perforaciones adyacentes. 24. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 21 en el cual se forman una pluralidad de pasos se forman por medio de la intersección de las aberturas centrales de las placas de canal apiladas con la primera cámara cerrada y cuando menos una segunda cámara cerrada tal que se forma un paso en comunicación de fluido entre las cámaras . 25. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 20 que comprende una primera placa extrema laminada al primer extremo del apilamiento y una segunda placa extrema laminada a un segundo extremo del apilamiento, y cada placa extrema tiene un pasaje colocado en comunicación de fluido con una cámara. 26. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 25 en el cual las placas extremas primera y segunda incluyen un puerto de salida. 27. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 21 en el cual cada una de las placas separados definen una superficie central conductora térmica, y además la primera perforación y la segunda perforación están colocadas adyacentes a los bordes laterales de la superficie. 28. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 27 en el cual la primera perforación y la segunda perforación presentan cuando menos una de las siguientes características (i) substancialmente el mismo tamaño y forma, y (ii) substancialmente diferentes tamaños y formas para provocar turbulencia en la forma de remolinos en el fluido refrigerante que fluye a través del apilamiento. 29. Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que comprende: una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforación, estando la pluralidad de placas de placas laminadas con untamente para formar un apilamiento en el cual se forma una pluralidad de cámaras cerradas por medio de la alineación de una primera porción de las primeras perforaciones y una pluralidad de pasos se forman por medio de la alineación de la segunda porción de las perforaciones adyacentes dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está colocado en comunicación de fluido con cuando menos dos de esas cámaras ; una placa deflectora que define una perforación deflectora adyacente a un borde lateral, y colocado dentro de una porción del apilamiento para formar un limite de cámara que esté separado del borde lateral para definir un circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de la perforación deflectora y algunos pasajes seleccionados de la pluralidad de pasos; y cuando menos un núcleo de aleta colocado dentro del cuando menos un paso. 30. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 29 que comprende una pluralidad de placas deflectoras que definen cada una perforación deflectora adyacente al borde lateral, y colocada en una relación separada entre si adyacente dentro del apilamiento para formar cuando menos dos lineas de cámara y asi definir una circuito de trayectoria de flujo de fluido entre las cámaras a través de las perforaciones deflectoras. 31. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 30 en el cual todas las placas deflectoras están colocadas dentro del apilamiento de tal forma que los bordes laterales están separados entre si de forma lateral y longitudinal. 32. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 29 en el cual el núcleo de aleta incluye una pluralidad de paredes de aleta substancialmente paralelas que están separadas entre si por medio de crestas y depresiones alternantes. 33. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 32 en el cual las paredes de aleta están separadas por medio de un reborde plano para formar cada valle. 34. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 32 en el cual el núcleo de aleta consiste de una lámina continua de material térmicamente conductor plegado en depresiones y crestas alternantes que definen paredes de aletas separadas. 35. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 32 en el cual cada reborde proporciona una superficie superior plana para realizar soldadura fuerte, blanda o autógena. 36. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 29 en el cual el núcleo de aleta tiene una dimensión tal que reduzca la sección transversal hidráulica del paso aumentando asi la presión hidráulica ejercida por un fluido refrigerante que fluye a su través . 37. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 29 en el cual el núcleo de aleta incluye una pluralidad de paredes de aleta que están separadas entre si por medio de crestas y depresiones puntiagudos alternantes. 38. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 29 en el cual el núcleo de aleta incluye una pluralidad de paredes de aleta que están separadas entre si por medio de crestas y depresiones redondeados alternantes . 39. Un intercambiador de calor para enfriar un dispositivo generador de calor que comprende: una pluralidad de placas paralelas separadas que definen un espacio entre cada una de las placas; y cuando menos un núcleo de aleta colocado entre cada una de las placas. 40. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 39 que además comprende un alojamiento que incluye una pared periférica y una pared de fondo, y la pluralidad de placas paralelas separadas se proyectan hacia fuera desde la pared de fondo . 41. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 40 en el cual la pared periférica define un par de aberturas separadas para formar una entrada a y una salida desde el alojamiento. 42. Un i tercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 40 que incluye un distribuidor de entrada y un distribuidor de salida definido entre las porciones de borde extremo de las placas paralelas y porciones internas de la pared periférica. 43. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 42 en el cual la pared periférica define un par de aberturas separadas para formar una entrada al distribuidor de entrada y una salida del distribuidor de salida. 44. Un sistema de administración térmica con bomba que comprende : un evaporador que incluye una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforación, las placas se laminan co juntamente para formar un apilamiento en el cual se forma una pluralidad de cámaras cerradas por medio de una alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento, y una pluralidad de pasos se forman por medio de la alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está en comunicación de fluido con cuando menos dos de las cámaras; medios para definir un circuito de trayectoria de fluido entre las cámaras a través de la pluralidad de pasos; medios para que el fluido entre al apilamiento colocado en comunicación de fluido con una de las cámaras y medios para que el fluido salga del apilamiento colocado en comunicación de fluido con otra de las cámaras ; cuando menos un condensador; y cuando menos una bomba colocada junto a un conducto de fluido que se comunica entre el evaporador y el condensador. 45. Un sistema de administración térmica con bomba que comprende : un evaporador que incluye una pluralidad de placas que definen cada una cuando menos una perforación, las placas se laminan con ntamente para formar un apilamiento en el cual se forma una pluralidad de cámaras cerradas por medio de una alineación de una primera porción de las perforaciones dentro del apilamiento, y una pluralidad de pasos se forman por medio de la alineación de una segunda porción de las perforaciones dentro del apilamiento de tal forma que cuando menos uno de los pasos está en comunicación de fluido con cuando menos dos de las cámaras ; medios para definir un circuito de trayectoria de fluido entre las cámaras a través de la pluralidad de pasos; medios para que el fluido entre al api1amiento colocado en comunicación de fluido con una de las cámaras y medios para que el fluido salga del apilamiento colocado en comunicación de fluido con otra de las cámaras; y cuando menos un núcleo de aleta colocado dentro del cuando menos un paso; cuando menos un condensador; y cuando menos una bomba colocada junto a un conducto de fluido que se comunica entre el evaporador y el condensador. 46. Un sistema de administración térmica con bomba que comprende : un evaporador que incluye una pluralidad de placas paralelas separadas que definen un espacio entre cada una de las placas y que tienen cuando menos un núcleo de aleta clocado entra cada una de las placas; cuando menos un condensador; y cuando menos una bomba colocada junto a un conducto de fluido que se comunica entre el evaporador y el condensador.