Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1983 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры, преимущественно мощной РЭА. Известен шкаф для принудительного воздушного охлаждения вставных блоков, в котором воздух от расположенных внизу воздуходувок,направляетсяпо нижнему горизонтальному каналу и поступает в несколько вертикальных каналов. От вертикальных каналов от- ходят узкие горизонтальные каналы, размещенные под охлаждаемыми блоками Эти узкие горизонтальные каналы снаб жены отверстиями, через которые выхо дит охлаждеющий воздух, отверстия в каналах могут перекрываться заслонка ми. Все каналы имеют прямоугольное сечение fl. Однако указанная конструкция шкафа не обеспечивает плотности компоновки из-за наличия большого количес ва .горизонтальных каналов. К недоста кам следует также отнести невысокую эксплуатационную надежность. Это объ ясняется тем, что при выходе из стро одного из горизонтальных каналов или при поломке, механизма поворота засло JHOK условия охлаждения ряда блоков или блока резко ухудшается. Ухудш-ени условий охлаждения может привести к йыходу из строй указанных блоков. Известен шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры содержащий герметичный корпус, воздуховод с бло ком вентиляции и размещенные в верхней части шкафа воздухожидкостные теплообменники. Шкаф снабжен вертикальной перегородкой, разделяющей: шкаф на отсеки сообщанщиеся друг с другом, в которых силовые элементы размещены в отсеках сверху вниз в порядке уменьшения тепловыделения каждого элемента 2. К недостаткам указанного шкафа следует отнести то, что силовые элементы расположенные последними по ходу движения потока воздуха, находятся в худших тепловых условиях, чем первые. Это может приводить к перегревам отдельных элементов, а в целом к снижению надежности работы шкафа. Цель изобретения - повышение плот ности компановки и повышение эффек тивности охлаждения: Поставленная цель достигается тем что шкаф для охлаждения РЭА,содержащий герметичный корпус,теплообменную камеру с вентиляторами,трубопроводы для лодачи охлаждающего воздуха и ра диоэлектронные блоки,дополнительно с дерсквФ расположенную под охлаждаемыми блоками распределительную камеру, разделенную перегородками на изолированные один от другого периферийный и центральный отсеки, .каждый из которых соединен с теплообменной камерой посредством трубопроводов, причем по крайней мере один из трубопроводов, соединяющих центральный отсек с теплообменной камерой, выполнен в виде двух эластичных сильфонов, которые соединены между собой перфорированной втулкой, разделенной поперечной перегородкой, при этом на входе каждого сильфона -установлен вентилятор. На фиг.1 изображен шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры с замкнутым циклом охлаждения, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Шкаф для охлаждения имеет герметичный корпус 1, в котором размещена РЭА с различным уровнем тепловыделения (от 60 Вт до 10 кВт). Все охлаждаемые блоки 2 размещены рядами один над другим с зазором, образующими горизонтальные каналы 3 для прохода воздуха. Вертикальные каналы 4 образованы вертикальными зазорами между блоками 2 и внутренней поверхностью стенок корпуса 1. Шкаф имеет теплообменную камеру 5, установленную над охлаждаемыми блоками 2, и распределительную камеру б, расположенную под охлаждаемы- ми блоками 2. В теплообменной камере 5 размещены воздухожидкостные теплообменники, ростоящие из оребренных труб 7, по которым циркулирует охлаждающая жидкость (вода или антифриз 65 ГОСТ 159-52), и вентиляторы 8 и 9,имеющие электрическую связь с датчиками 10 температуры через блок 11 управления вентиляторами. Теплообменная камера 5 соединена с внутренним объемом шкафа посредст- всм окон 12 (фиг.1). Распределительная камера 6 разделена поперечными 13 и продольными перегородками 14 на изолированные один от другого периферийный 15 и центральный 16 отсеки. Отсек 15 размещен под охлаждаемыми блоками 2 и соединен с внутренним объемом шкафа посредством окон 17. Отсек 15 соединен с теплообменной камерой 5 посредством трубопроводов 18 (фиг.2). Отсек 16 соединен с теплообменной камерой 5 посредством трубопровода 19 и двух трубопроводов 20, выполненых в виде эластичных сильфонов. Между верхними 21 и нижними 22 секциями установлены разделенные поперечной перегородкой 23 тонкостенные перфорированные втулки 24. Отверстия 25 перфорации нгшравлены в сторону охлаждаемых блоков 2. На входе нижних секций 22 в отсеке 16 установлены вентиляторы 26. Шкаф для охлаждения РЭА работает следующим образом. При включенииРЭА на полную мощность все элементы и блоки его обдуваются преимущественно принудительным воздушным потоком, проходящим по трем замкнутым контурам. Первый контур - теплообменная камера 5 с оребренными трубами 7, из которюй вентиляторы 8 (фиг 1.2) вытягивают воздух и направляют его в вертикальные трубопроводы 18, отсек 15 распределительной камеры б, окна 17, внутренний объем цкафа с блоками 2, окна 12 и теплообменная камера 5. Второй контур - теплообменная камера 5, из которой вентиляторы 9 вы.тягивают воздух и направляют его в верхние секции 21 двусекционных эластичных трубопроводов 20, далее через отверстия 25 во внутренний объем шкафа с блоками 2. Третий контур - теплообменная камера 5, из которой вентиляторы 26 по вертикальному трубопроводу 19 вытягивают воздух в отсек 16 камеры 6 и направляют в нижние секции 22 двусекционных трубопроводов 20, далее через отверстия 25 в нижней части втулки 24 во внутренний объем шкафа с блоками 2, окна 12 и теплообменная камера 5. Скорости вращения крыльчаток вентиляторов 9 и 26, установленных по обе стоЕЮны каждого двусекционного эластичного трубопровода 20, изменяются по синусоидальному закону. Каждая пара вентиляторов 9 и::26 работает в противофазе. При повышении скорости вращения верхнего вентилятора Р происходит увеличение динамического давления на перегородку 23 втулки 24 со стороны верхнего вентилятора. При этом втулке 24 .придается вертика льное движение вниз в сторону камеры 6. Нижнее положение втулки 24 соо ветствует максимальному числу, оборот верхнего вентилятора 9 и минимальном нижнего 26, верхнее положение втулки 24 соответствует максимальному числу оборотов нижнего вентилятора 26 и ми нимальному верхнего 9. Таким образом, создается горизонтальный принудительный поток охлажда мцего воздуха, который, последователь но обдувает блоки 2 и проходит между отдельными блоками 2, не оставляя ме вых зон. Регулируемая скорость возвратнопоступательного движения перфорирова ной втулки 24 изменяется в пределах от 0,01 до 0,2 м/с. Общая скорость горизонтального возушного потока, выходящего из отвертий 25 перфорированной втулки 24, зменяется в пределах от 2,5 до 10 м/с. Использование циркуляции охлаждаюего воздуха по второму и третьему контурам позволяет снизить перегрев нагретых зон, примерно на 8-10 С. Датчики 10 температуры, установленные на входе в теплообменную камеру 5, дают сигнал о средней температуре внутри шкафа, а датчики 10 температуры, установленные на наиболее отвёт ственных блоках 2, дают сигнал о состоянии указанных блоков. . Когда блоки 2 работают не на полную мощность, вентиляторы 9и 26 автоматически отключаются. В этом случае циркуляция воздуха идет по первому замкнутому кругу. Циркуляция воздуха по первому контуру возможна даже и при отключении .всех вентиляторов за счет естественной конвекции. Благодаря отказу от горизонтальных трубопроводов, подводящих воздух к каждому, блоку, и сложных радиаторов кострукция шкафа позволяет значительно повысить эффективность использования объема заполнения с одновременным уменьшением габаритов, т.е. повысить плотность компоновки. Отсутствие горизонтальных трубопроводов и сложных радиаторов позволяет значительно упростить конструкПредлагаемая конструкция шкафа повышает срок службы радиоэлектронной аппаратуры и обеспечивает его надежную работу. Наличие двусекционных эластичных трубопроводов с перфориро- ванньми втулками позволяет получить горизонтальный принудительный поток воздуха, который создает последовательный локальный обдув блоков по высоте шкафа, не оставляя мертвый, зон, что создает требуемые тепловые режимы .для нормальной работы блоков и других .элементов. Кроме того шкаф обладает высокой тепловой и аэродинамической эффективностью. Расположение теплообменной камеры в верхней части шкафа С герметичным корпусом и размещение в нижней части шкафа распределительной камеры, соединенной с теплообменной камерой посредством трубопроводов, позволило орга.низовать эффективную циркуляцию воздуха по -трем замкнутым контурам внутри шкафа

ШКАФ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ РАДИО ЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ, содержащий герметичный корпус и расположенные в нем теплообменную камеру с вентиляторами, трубопроводы для подачи ГЪо / о- (J/o . « ГГ ff охлаждающего воздуха и радиоэлектронные блоки, отличающийся тем, что, с целью повЕииения плотности компановки и эффективности охлаждения, он снабжен распределительной камерой, разделенной перегородками на .изолированные один от другого центращьный и переферийный отсеки, которые соединены трубопроводами с теппообменной камерой, причем по крайней мере, один из трубопроводов, сбединяю1ЦИХ центральный отсек с теплообменной камерой, выполнен в виде двух эластичных сильфонов, соединенных между собой посредством перфорированной втулки с поперечной перегородкой, этом на входе каждого эластичного сильфона установлен вентилятор. (Л г « г1/ Uо о Ох хо о /о