[发明专利]冷却系统

说明书

提供了一种冷却系统（2），其包括靶材料（4）和集气室或集管结构（6）。多个喷嘴结构（8）联接到集气室或集管结构（6），该集气室或集管结构提供来自每个喷嘴结构（8）的均匀的流动流。喷嘴结构（8）远离靶材料（4）的中心成角度以及沿靶材料（4）的行进方向成角度，以便通过以下步骤来改善冷却均匀性：提供从喷嘴结构（8）中的每个到靶材料（4）的边缘的独立流体路径，从而减少来自相邻喷嘴结构（8）的流体流的相互作用。

优先权信息

本申请要求2018年2月17日提交的临时申请序列号62/631,667的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及冷却系统领域，且特别地涉及带材冷却设备。

背景技术

大多数常规冷却系统使用对流，因此必须引导冷却流体撞击在工件（work）上。每单位表面积的冷却速率是由靶材料的温度、冷却流体的温度及其公共边界处的传热系数决定的。用于引导冷却流体的常规方法包括在集气室中所切割的面向工件的孔或槽。也可使用管或箱式集管（header）代替集气室。这些设备易于制造，但是在不显著增加所供应的流体能量的情况下就无法实现更高的传热系数以及工件中的所得的不稳定性（颤动）。针对给定的流体能量，已使用管喷嘴来增加边界处的流体速度，由此改善传热系数。

现有技术为之存在的最新设计增强是，通过使管喷嘴远离工件的中心线成角度来减少工件不稳定性（颤动）。这通过提供在撞击后流体的更均匀的流动路径来降低流体流动的随机性，因此限制了工件上的气动力的时间差异。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种冷却系统。冷却系统包括靶材料和集气室或集管结构。多个喷嘴结构联接到集气室或集管结构，该集气室或集管结构提供来自每个喷嘴结构的均匀的流动流。喷嘴结构远离靶材料的中心成角度以及沿靶材料的行进方向成角度，以便通过以下来改善冷却均匀性：提供从喷嘴结构中的每个到靶材料的边缘的独立流体路径，从而减少来自相邻喷嘴结构的流体流的相互作用。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于执行冷却系统的操作的方法。该方法包括：提供靶材料和提供集气室或集管结构。而且，该方法包括：定位联接到集气室或集管结构的多个喷嘴结构，该集气室或集管结构提供来自每个喷嘴结构的均匀的流动流。喷嘴结构远离靶材料的中心成角度以及沿靶材料的行进方向成角度，以便通过以下来改善冷却均匀性：提供从喷嘴结构中的每个到靶材料的边缘的独立流体路径，从而减少来自相邻喷嘴结构的流体流的相互作用。

附图说明

图1A至图1B是图示利用具有减小的横截面的喷嘴的本发明的实施例的示意图；

图2A至图2B是图示利用成角度的喷嘴的本发明的实施例的示意图；以及

图3是图示具有锥形（tapered）且成角度的喷嘴的本发明的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明描述了一种喷嘴设计，其用于减小在排放部处的横截面并提供来自每个喷嘴的均匀的流动流，无论与集气室或集管装置内的流体流动的动力学如何都是如此。除了远离靶材料的中心（侧向地）成角度之外，喷嘴还沿靶材料的行进方向或远离行进方向（纵向地）成角度。该特征通过以下来改善冷却均匀性：提供从每个喷嘴到工件的边缘的独立流体路径，由此减少来自相邻喷嘴的流体流的相互作用（混合）。