устройство для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры, работающих в режиме повторно-кратковременных тепловыделений

Формула изобретения

Устройство для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры, работающих в режиме повторно-кратковременных тепловыделений, содержащее тонкостенный металлический контейнер, заполненный рабочим веществом с фиксированной температурой плавления, лежащей в диапазоне рабочих температур элемента радиоэлектронной аппаратуры, установленного с хорошим тепловым контактом на его поверхности, отличающееся тем, что внутри контейнера с рабочим веществом помещен испаритель - тонкостенная металлическая емкость, частично заполненная легко испаряющимся теплоносителем, температура испарения которого меньше температуры плавления рабочего вещества, при этом испаритель посредством трубопроводов соединен с конденсатором, выполненным также в виде тонкостенной металлической емкости, размещенной в дополнительном контейнере, заполненном веществом, имеющим фиксированную температуру и большую теплоту плавления, причем температура плавления меньше температуры испарения теплоносителя, а испаритель и конденсатор могут иметь внутреннее и наружное оребрения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к охлаждению радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано для обеспечения необходимого теплового режима функционирования элементов радиоэлектронной аппаратуры, работающих при циклических тепловых воздействиях.

Прототипом изобретения является прибор, описанный в [1]. Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры представляет собой тонкостенную металлическую емкость, заполненную рабочим веществом, на которую с хорошим тепловым контактом устанавливаются тепловыделяющие элементы. Тепло, рассеиваемое аппаратурой, поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества.

Недостатком данной конструкции является ограниченный промежуток времени, в течение которого температура тепловыделяющего элемента радиоэлектронной аппаратуры поддерживается в заданном диапазоне, определяемом в основном количеством и теплофизическими характеристиками рабочего вещества, мощностью рассеяния элемента радиоэлектронной аппаратуры, условиями теплообмена с окружающей средой.

Целью изобретения является увеличение времени функционирования элемента радиоэлектронной аппаратуры в заданном температурном диапазоне.

Цель достигается тем, что внутри контейнера с рабочим веществом помещен испаритель - тонкостенная металлическая емкость, частично заполненная легко испаряющимся теплоносителем, температура испарения которого меньше температуры плавления рабочего вещества. Испаритель посредством трубопроводов соединен с конденсатором, выполненным также в виде тонкостенной металлической емкости, размещенной в дополнительном контейнере, заполненном веществом, имеющим фиксированную температуру и большую теплоту плавления, причем температура плавления меньше температуры испарения теплоносителя. А испаритель и конденсатор могут иметь внутреннее и наружное оребрение.

Конструкция устройства приведена на чертеже. Устройство содержит тонкостенный металлический контейнер 1, заполненный рабочим веществом 2 с фиксированной температурой плавления, лежащей в диапазоне рабочих температур элемента радиоэлектронной аппаратуры 3, установленного с хорошим тепловым контактом на его поверхности. Внутри контейнера 1 с рабочим веществом 2 помещен испаритель 4 - тонкостенная металлическая емкость, частично заполненная легко испаряющимся теплоносителем 5, температура испарения которого меньше температуры плавления рабочего вещества 2. Испаритель 4 посредством трубопроводов 6 и 7 соединен с конденсатором 8, выполненным также в виде тонкостенной металлической емкости, размещенной в дополнительном контейнере 9, заполненном веществом 10, имеющим фиксированную температуру и большую теплоту плавления. Температура плавления вещества 10 должна быть меньше температуры испарения теплоносителя 5. Теплоизоляция 11 предназначена для устранения дополнительных теплопритоков из окружающей среды. Испаритель 4 и конденсатор 8 могут иметь внутреннее и наружное оребрение.

Устройство работает следующим образом.

Тепло, поступающее от элемента радиоэлектронной аппаратуры 3, передается тонкостенному металлическому контейнеру 1 и через поверхность соприкосновения рабочему веществу 2. За счет теплоподвода происходит прогрев рабочего вещества 2 до температуры плавления и далее процесс плавления. Тепло, рассеиваемое элементом радиоэлектронной аппаратуры 3, поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества 2. Так как температура испарения теплоносителя 5, находящегося в испарителе 4 и имеющего непосредственный тепловой контакт с рабочим веществом 2, меньше температуры плавления последнего, то через определенный промежуток времени, в основном определяемый временем прогрева рабочего вещества 2 до температуры плавления, он начинает интенсивно испаряться. Образующийся в процессе испарения теплоносителя 5 пар по трубопроводу 6 перемещается в конденсатор 8, где конденсируется с выделением тепла, за счет которого вещество 10, находящееся в дополнительном контейнере 9, переходит в жидкое состояние. Образовавшийся конденсат стекает по трубопроводу 7 в испаритель 4, и вышеописанный процесс повторяется. Для устранения дополнительных теплопритоков из окружающей среды предусмотрена теплоизоляция 11.

Увеличение времени функционирования элемента радиоэлектронной аппаратуры 3 в заданном температурном диапазоне достигается за счет использования дополнительного теплоотвода от контейнера 1 с рабочим веществом 2 в контейнер 9 с рабочим веществом 10, осуществляемого посредством испарительной системы, включающей в себя испаритель 4 и конденсатор 8, соединенные трубопроводами 6 и 7.

Литература

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