устройство для отвода тепла от элементов радиоэлектронной аппаратуры с повторно-кратковременными тепловыделениями

Формула изобретения

Устройство для отвода тепла от элементов радиоэлектронной аппаратуры с повторно-кратковременными тепловыделениями, содержащее тонкостенную металлическую емкость, заполненную плавящимся рабочим веществом, на одну из торцевых поверхностей которой устанавливается элемент радиоэлектронной аппаратуры, отличающееся тем, что металлический контейнер имеет форму прямоугольного параллелепипеда, с двух противоположных боковых граней меньшей площади которого в верхней и нижней частях имеются выступы, толщина которых соответствует толщине металлического контейнера, а высота и длина выступов равны соответственно 1/4 высоты и длины металлического контейнера, при этом выемки, образованные выступами, в совокупности с кожухом, выполненным из высокотеплопроводного материала и крепящимся на металлическом контейнере по краям выступов, формируют воздухопровод, представляющий собой трубу прямоугольного сечения высотой, соответствующей высоте выемок, и огибающей три боковые грани металлического контейнера - одну грань большей площади и две грани - меньшей, на входе и выходе которой установлены вентиляторы, запитываемые от источника электрической энергии, причем один из вентиляторов работает на вдув воздушного потока в воздухопровод, а второй - на его выдув.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к области охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), работающих в режиме с повторно-кратковременными тепловыделениями.

В настоящее время одним из эффективных средств отвода тепла от элементов РЭА, работающих в режиме с повторно-кратковременными тепловыделениями, является применение в устройствах для их охлаждения и термостабилизации плавящихся рабочих веществ, обладающих относительно большой теплотой фазовых превращений и надежной многократной обратимостью фазовых превращений [1, 2]. К наиболее распространенному типу таких конструкций относятся конструкции, у которых охлаждаемые элементы РЭА располагаются вне объема с рабочим плавящимся веществом на плоской поверхности разделяющей герметичной оболочки и имеют с ней хороший тепловой контакт [1]. При эксплуатации РЭА основная часть рассеиваемого ею тепла поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества. После окончания работы аппаратуры происходит остывание рабочего вещества и его затвердевание вследствие теплообмена с окружающей средой.

Важной особенностью теплоотводящего устройства такого типа является значительное превалирование длительности перерыва между включениями аппаратуры над временем работы элемента РЭА в “пиковом” режиме, что является существенным недостатком при необходимости отвода тепла от элемента РЭА с незначительным временем перерыва в работе.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Для устранения данного недостатка предлагается устройство, содержащее тонкостенный металлический контейнер, заполненный плавящимся рабочим веществом, на одну из торцевых поверхностей которого устанавливается элемент РЭА, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда, с двух противоположных боковых граней (меньшей площади) которого в верхней и нижней части имеются выступы. Выемки, образованные данными выступами в совокупности с огибающей три боковые поверхности металлического контейнера трубы, образуют воздухопровод, на входе и выходе которого установлены вентиляторы, питаемые от источника электрической энергии. Система, состоящая из воздухопровода с установленными на его входе и выходе вентиляторами, позволит интенсифицировать процесс охлаждения и затвердевания рабочего вещества в паузе работы элемента РЭА за счет увеличения коэффициента теплоотдачи от поверхности металлического контейнера в окружающую среду за счет организации принудительного обдува области металлического контейнера, ограниченной выемками. Тем самым может быть уменьшено время паузы в работе элемента РЭА, необходимое для затвердевания рабочего вещества

Конструкция устройства показана на фиг.1 и 2.

Устройство содержит тонкостенный металлический контейнер 1, заполненный рабочим веществом 2, на одной из торцевых поверхностей которого размещается элемент РЭА 3. Металлический контейнер 1 имеет форму прямоугольного параллелепипеда, с двух противоположных боковых граней (меньшей площади) которого в верхней и нижней части имеются выступы 4. Толщина выступов 4 соответствует толщине металлического контейнера 1, а высота и длина выступов равны соответственно 1/4 его высоты и длины. Выемки в совокупности с кожухом 5, выполненным из высокотеплопроводного материала и крепящемся на металлическом контейнере 1 по краям выступов 4, образуют воздухопровод 6. Воздухопровод 6 имеет форму трубы прямоугольного сечения высотой, соответствующей высоте выемок и огибающей три боковые грани металлического контейнера 1 (одну грань большей площади и две грани - меньшей), на входе 7 и выходе 8 которой установлены вентиляторы 9, запитываемые от источника электрической энергии (на фиг.1 не показан). Причем один из вентиляторов работает на вдув воздушного потока в воздухопровод, а второй - на его выдув.

Устройство работает следующим образом.

В процессе цикла работы элемента РЭА 3 тепло, поступающее от него, передается металлической емкости 1 и через поверхность соприкосновения рабочему веществу 2. Происходит прогрев рабочего вещества 2 до температуры плавления и процесс плавления. Температура оболочки металлической емкости 1 и, соответственно, элемента РЭА 3 не будет существенно возрастать по сравнению с температурой плавления рабочего вещества 2, пока существуют обе фазы (твердая и жидкая). По окончании цикла работы элемента РЭА 3 остывание и затвердевание рабочего вещества 2 происходит за счет теплообмена с окружающей средой. Система, состоящая из воздухопровода 6 с установленными на его входе 7 и выходе 8 вентиляторами 9, запитываемыми от источника электрической энергии, позволит интенсифицировать этот процесс за счет увеличения коэффициента теплоотдачи от поверхности металлического контейнера 1 в окружающую среду за счет организации принудительного обдува области металлического контейнера 1, ограниченной выемками.

При организации отвода тепла от элементов РЭА 3 с повышенным уровнем тепловыделений предусматривается принудительный воздушный теплосъем при питании вентиляторов 9 электрической энергии в цикле работы элемента РЭА 3.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. М., Энергия, 1975.

2. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М., Высшая школа, 1984.