устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры с высоким уровнем тепловыделений
Классы МПК: | H05K7/20 варианты выполнения, облегчающие охлаждение, вентиляцию или подогрев |
Автор(ы): | Исмаилов Т.А. (RU), Евдулов О.В. (RU), Аминов Г.И. (RU), Юсуфов Ш.А. (RU) |
Патентообладатель(и): | Дагестанский государственный технический университет (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-06-24 публикация патента:
27.07.2004 |
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых тепловых режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры с высоким тепловыделением. Технический результат заключается в повышении интенсивности теплотвода и надежности термостабилизации. Сущность изобретения заключается в том, что теплообменник, по которому протекает охлаждающая жидкость, повторяет по форме контур гребня и к его основанию с хорошим тепловым контактом теплопоглощающим спаем присоединена основная термоэлектрическая батарея, тепловыделяющий спай которой присоединен к радиатору. Участки теплообменника, образующие промежутки между зубьями гребня, имеют тепловой контакт с теплопоглощающими спаями дополнительных термоэлектрических батарей, тепловыделяющие спаи которых сопряжены с радиаторами. Зубья гребня вершинами и на три четверти их ребра размещены в тонкостенном металлическом контейнере с рабочим веществом. На контейнере установлен элемент радиоэлектронной аппаратуры. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры с высоким уровнем тепловыделений, содержащее тонкостенный металлический контейнер с рабочим веществом, имеющим стабильную температуру плавления, совпадающую с температурой статирования размещенного на нем элемента радиоэлектронной аппаратуры, и находящийся в нем теплообменник, выполненный в виде металлической трубки, по которой протекает посредством нагнетателя охлаждающая жидкость, отличающееся тем, что теплообменник повторяет форму контура гребня, к основанию которого с хорошим тепловым контактом присоединена своим теплопоглощающим спаем основная термоэлектрическая батарея, тепловыделяющим спаем приведенная в тепловой контакт с радиатором, а зубья которого частично размещены в тонкостенном металлическом контейнере с рабочим веществом, причем так, что в контейнере находятся вершина и три четверти ребра зубьев, участки же теплообменника, образующие промежутки между зубьями гребня, приведены в тепловой контакт с теплопоглощающими спаями дополнительных термоэлектрических батарей, сопряженных своими тепловыделяющими спаями с радиаторами; питание основной и дополнительных термоэлектрических батарей производится источником постоянного тока.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых тепловых режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с высокими тепловыделениями.Прототипом предлагаемого устройства является прибор, описанный в [1]. Устройство содержит тонкостенный металлический контейнер с плавящимся рабочим веществом, крышка которого выполнена в виде плоской поверхности, с внутренней стороны которой расположены металлические штыри, погруженные в плавящееся рабочее вещество, а с внешней элемент РЭА, теплообменник, представляющий собой тонкостенную металлическую трубку, по которой протекает охлаждающая жидкость. Та часть теплообменника, которая находится в контейнере с плавящимся рабочим веществом, выполнена в форме спирали, окружающей металлические штыри крышки с зазором между трубкой и штырем 10-15 мм. Протекание жидкости по теплообменнику осуществляется посредством нагнетателя, охлаждение жидкости - термоэлектрической батареей, питаемой от источника электрической энергии.Недостатком указанного прибора является то, что по мере протекания жидкости по теплообменнику ее температура постоянно увеличивается за счет поглощения тепла, исходящего от рабочего вещества, и на выходе из теплообменника температура жидкости весьма ощутимо превышает ее температуру на входе в теплообменник. По длине теплообменника имеет место градиент температуры, наличие которого приводит к снижению интенсивности отвода тепла от рабочего вещества и к снижению надежности работы термостабилизирующего устройства.С целью повышения интенсивности теплоотвода от контейнера с плавящимся рабочим веществом, а следовательно, и надежности термостабилизирующего устройства предлагается конструкция, приведенная на фиг.1.Устройство содержит тонкостенный металлический контейнер 1 с рабочим веществом 2, на котором установлен элемент РЭА 3, теплообменник 4, выполненный в виде тонкостенной металлической трубки, по которой протекает охлаждающая жидкость. Теплообменник повторяет форму контура гребня, к основанию которого с хорошим тепловым контактом своим теплопоглощающим спаем присоединена основная термоэлектрическая батарея 5, тепловыделяющий спай которой присоединен к радиатору 6, а зубья частично размещены в тонкостенном металлическом контейнере 1 с рабочим веществом 2, причем так, что в контейнере находятся вершина и три четверти ребра зубьев. Участки теплообменника 4, образующие промежутки между зубьями гребня, приведены в тепловой контакт с теплопоглощающими спаями дополнительных термоэлектрических батарей 7, горячими спаями сопряженных с радиаторами 8. Протекание жидкости по теплообменнику осуществляется посредством нагнетателя 9. Питание основной 5 и дополнительных 7 термоэлектрических батарей производится источником постоянного тока. Для снижения до минимума влияния колебаний температуры окружающей среды применяется теплоизоляция 10.Устройство работает следующим образом.Тепло, поступающее от элемента РЭА 3, передается тонкостенному металлическому контейнеру 1 и через поверхность соприкосновения рабочему веществу 2. Далее одновременно происходит прогрев рабочего вещества 2 до температуры плавления и процесс плавления. При плавлении рабочего вещества 2 температура тонкостенного металлического контейнера 1 и соответственно температура элемента РЭА 3 будет поддерживаться при постоянном значении, равном температуре плавления рабочего вещества 2. При этом охлажденная основной 5 и дополнительными 7 термоэлектрическими батареями жидкость, протекающая через теплообменник 4, не будет давать рабочему веществу 2 расплавиться полностью, тем самым сохраняя необходимый температурный режим элемента РЭА 3 на сколь угодно длительное время. Радиаторы 6 и 8 служат для съема излишка теплоты с тепловыделяющих спаев основной 5 и дополнительных 7 термоэлектрических батарей.Использование дополнительных термоэлектрических батарей 5 устраняет недостаток, связанный с уменьшением интенсивности отвода тепла от рабочего вещества 2 протекающей в теплообменнике 4 жидкостью. Дополнительные термоэлектрические батареи 6 осуществляют дополнительное промежуточное охлаждение протекающей жидкости, что практически устраняет градиент температуры по длине теплообменника 4 и повышает количество теплоты, отводимое охлаждающей жидкостью, а также надежность работы термостабилизирующего устройства.Литература1. Пат. 2180161, Н 05 К 7/20, Н 01 L 23/34 Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры с высокими тепловыделениями. / О.В.Евдулов, Т.А.Исмаилов, Ш.А.Юсуфов, Г.И.Аминов (РФ), №2000123232; Заявл. 07.09.2000; Опубл. 27.02.2002, Бюл. №6.Класс H05K7/20 варианты выполнения, облегчающие охлаждение, вентиляцию или подогрев