ADDITIVELY MANUFACTURED STRUCTURES FOR GRADIENT THERMAL CONDUCTIVITY

• Main Authors: PRUETT, James A, MAYBERRY, Travis L, ARTHUR, Michael J
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 05.12.2019
• Subjects: BLASTING; DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OFGENERAL APPLICATION; HEAT EXCHANGE IN GENERAL; HEATING; LIGHTING; MECHANICAL ENGINEERING; WEAPONS

A manifold structure is provided to cool a heat-dissipating surface and includes an inlet fluid passage, an outlet fluid passage, and at least one cooling channel that is connected between the inlet fluid passage and the outlet fluid passage and extends along a length of the heat-dissipating surface. Additively manufactured fins are arranged in the cooling channel. The fins are configured to provide a geometry transition area between fins having a first geometry and fins having a second geometry, and a material transition area between fins formed of a first material and fins formed of a second material. The manifold structure is configured to provide a gradient convection coefficient by way of the geometry transition area and a gradient thermal conductivity by way of the material transition area across the length of the heat-dissipating surface. L'invention concerne une structure de collecteur pour refroidir une surface de dissipation de chaleur. La structure comprend un passage de fluide d'entrée, un passage de fluide de sortie, et au moins un canal de refroidissement qui relie le passage de fluide d'entrée au passage de fluide de sortie et s'étend le long d'une longueur de la surface de dissipation de chaleur. Des ailettes fabriquées de manière additive sont agencées dans le canal de refroidissement. Les ailettes sont configurées pour fournir une zone de transition géométrique entre des ailettes d'une première géométrie et des ailettes d'une seconde géométrie, et une zone de transition matérielle entre des ailettes d'un premier matériau et des ailettes d'un second matériau. La structure de collecteur est configurée pour fournir un coefficient de convection de gradient au moyen de la zone de transition géométrique, et une conductivité thermique de gradient au moyen de la zone de transition matérielle sur la longueur de la surface de dissipation de chaleur.