ПРИБОРНЫЙ ШКАФ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Российский патент 2000 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к конструированию приборных шкафов с принудительным охлаждением для радиоэлектронной аппаратуры.

Тенденция повышения мощности радиоэлектронных приборов, целесообразность применения в них принудительного воздушно-автономного охлаждения вызвала проблему выполнения все возрастающих требований по уровням шума, излучаемого приборами спецтехники, например, подводных лодок. Суть проблемы заключается в том, что при увеличении мощности прибора для улучшения его теплоотдачи необходимо увеличение расхода (скорости) воздуха, что вызывает повышение уровней шума до требуемых возможно, в основном, за счет применения звукопоглощающих средств, а они являются теплоизоляторами и, следовательно, уменьшают теплоотдачу приборного шкафа, что ограничивает увеличение мощности прибора. Разрешение технического противоречия при решении задачи снижения уровней шума и повышения эффективности охлаждения приборов с воздушно-автономным охлаждением требует поиска новых конструкторских решений.

Известна охлаждаемая конструкция приборного шкафа, содержащая используемый для вентиляции корпус с ребрами охлаждения, частично расположенными внутри него (заявка ФРГ N 3710198, 1988).

Известен также закрытый шкаф для электрорадиоэлектронной аппаратуры с принудительным охлаждением (авт.св. НРБ N 39800, 1985), являющийся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому решению.

Указанная конструкция содержит корпус с размещенной в нем электрорадиоэлектронной аппаратурой, переднюю и заднюю крышки, на корпусе с внешней и внутренней стороны имеются ребра, охлаждаемые вентиляторами.

Недостатком этой конструкции являются значительные уровни излучаемого шума.

Из авт. св. N 1707798, 1992 известен приборный шкаф с принудительным охлаждением, содержащий корпус с ребрами, охлаждаемыми вентиляторами, размещенную внутри корпуса электрорадиоэлектронную аппаратуру, переднюю и заднюю крышки и установленные на поверхности корпуса теплообменники.

Данное решение также имеет указанные выше недостатки.

Технический результат достигается снижением уровней излучаемого приборным шкафом шума без ухудшения эффективности охлаждения электрорадиоэлектронной аппаратуры.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в приборном шкафу с принудительным охлаждением, содержащим корпус с ребрами, охлаждаемыми вентиляторами, размещенную внутри него электрорадиоэлектронную аппаратуру, а также переднюю и заднюю крышки и установленные на поверхности корпуса теплообменники, согласно изобретению установленные на поверхности корпуса теплообменники контактируют с ребрами, расположенными параллельно крышкам, имеют поперечные сечения в виде треугольников, при этом корпус снаружи, а крышки изнутри и снаружи покрыты звукопоглощающим материалом.

Для повышения теплоотдачи приборного шкафа теплообменники выполнены трубчатыми и трубки теплообменников установлены в канавках, расположенных на основаниях ребер по оси их симметрии.

Для упрощения приборного шкафа и повышения его технологичности теплообменники выполнены Г-образной формы.

В предложенной конструкции обеспечение пониженных уровней шума и высокой эффективности охлаждения при одновременном применении вентиляторов, интенсифицирующих теплообмен внутри корпуса, и звукопоглощающего, а следовательно, и теплоизолирующего покрытия возможно только благодаря введению теплообменников, контактирующих с ребрами, что позволило заменить отвод тепла от наружных поверхностей шкафа посредством воздушной конвекции и излучения значительно более эффективным принудительным отводом тепла средой, циркулирующей в теплообменниках, и снять, таким образом, отмеченное выше противоречие.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2, при этом на фиг. 1 схематично изображен вид спереди приборного шкафа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Приборный шкаф содержит корпус 1 для размещения электрорадиоаппаратуры 2 и блока вентиляторов 3, переднюю 4 и заднюю 5 крышки, два водяных теплообменника 6 Г-образной формы из алюминиевого сплава, и расположенных - один на наружных поверхностях одного основания и левой стенки корпуса, второй - на наружных поверхностях другого основания и правой стенки. Корпус 1 также выполнен из алюминиевого сплава, имеет на внутренней поверхности ребра 7, оси которых расположены параллельно поверхностям крышек 4, 5. Поперечные сечения ребер 7 выполнены в виде треугольников, на их основаниях по оси симметрии ребер в канавках 8 расположены трубки 9 теплообменников 6. Корпус 1 снаружи, а крышки 4 и 5 изнутри и снаружи покрыты звукопоглощающим материалом 10 - мастикой ВМ-1.

При работе аппаратуры 2 нагретый воздух перемешивается в корпусе 1 вентиляторами блока 3, охлаждается на ребрах 7, от которых тепло передается на трубки 9 теплообменников 6 и далее принудительно отводится водой. Звуковая энергия распространяется внутри приборного шкафа от вентиляторов к поверхностям корпуса, часть ее отражается обратно во внутрь шкафа, часть проходит через корпус, теплообменника 6 и, в основном, затухает при прохождении через звукопоглощающий материал 10. Расположение ребер параллельно крышкам и выполнение их поперечных сечений в виде треугольников дает возможность направить большую часть внутренней отраженной звуковой энергии посредством ее многократного отражения от боковых поверхностей ребер на крышки, в которых она значительно теряется за счет их покрытия с двух сторон звукопоглощающим материалом. Установка трубок 9 в канавках 8, расположенных на основаниях поперечных сечений ребер 7 по оси их симметрии, увеличивает площадь контакта стенки корпуса с трубками теплообменников и до минимума сокращает путь передачи тепла от корпуса до теплоносителя воды, что повышает теплоотдачу приборного шкафа. Выполнение теплообменников 6 Г-образной формы, устанавливаемых каждый на две поверхности корпуса (боковую стенку, одно или другое основания) сокращает число теплообменников с четырех до двух, дает возможность их выполнения одинаковыми, что упрощает конструкцию приборного шкафа и повышает его технологичность.

Использование предлагаемого приборного шкафа по сравнению с существующим позволило за счет установки на поверхности корпуса теплообменников, контактирующих с ребрами, расположения ребер параллельно крышкам, выполнения ребер с поперечными сечениями в виде треугольников, покрытия корпуса снаружи, а крышек изнутри и снаружи звукопоглощающим материалом значительно снизить уровни излучаемого приборным шкафом шума без ухудшения эффективности его охлаждения благодаря потери звуковой энергии при прохождении через теплообменники (три среды: металл - вода - металл), звукопоглощающий материал и отражения, в основном, звуковой энергии от внутренних поверхностей корпуса на крышки, а также отводу тепла от ребер водой теплообменников.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к конструированию приборных шкафов с принудительным охлаждением для радиоэлектронной аппаратуры. Задачей изобретения является снижение уровней излучаемого приборным шкафом шума без снижения эффективности его охлаждения. Приборный шкаф с принудительным охлаждением содержит корпус с ребрами, охлаждаемыми вентиляторами, размещенную внутри него электрорадиоэлектронную аппаратуру, а также переднюю и заднюю крышки. На поверхности корпуса установлены теплообменники, контактирующие с ребрами. Ребра расположены параллельно крышкам, имеют поперечные сечения в виде треугольников. При этом корпус снаружи, а крышки изнутри и снаружи покрыты звукопоглощающим материалом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Приборный шкаф с принудительным охлаждением, содержащий корпус с ребрами, охлаждаемыми вентиляторами, размещенную внутри корпуса электрорадиоэлектронную аппаратуру, переднюю и заднюю крышки и установленные на поверхности корпуса теплообменники, отличающийся тем, что установленные на поверхности корпуса теплообменники контактируют с ребрами, расположенными параллельно крышкам, имеют поперечные сечения в виде треугольников, при этом корпус снаружи, а крышки изнутри и снаружи покрыты звукопоглощающим материалом. 2. Приборный шкаф по п.1, отличающийся тем, что теплообменники выполнены трубчатыми и трубки теплообменников установлены в канавках, расположенных на основаниях ребер по оси их симметрии. 3. Приборный шкаф по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплообменники выполнены Г-образными.