Радиатор для охлаждения радиоэлементов Советский патент 1988 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

5 7

fU

4ib

СО

00 00

10

15

20

25

11431083

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к средствам, обеспечивающим отвод тепла от.радиоэлементов, радиаторам для охлаждения радиоэлементов.

Цель изобретения - повьппение эффективности охлаждения.

На фиг. 1 схематически показан, радиатор для озшаждения электрора- дноэлементов, п.ервьй вариант вьтолне- ;ния его сребренной поверхности; на 1ФИГ, 2 же, второй вариант; на фиг. 3 - то же, третий вариант; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на 1ФИГ. 5 - радиатор, четвертый вариант :рыполнения оребренной поверхности; ;На фиг. б то же, при размещении |Витков спирали в пазах радиатора в 1одиом варианте; на фиг. 7 - вид Б на фиг. 5 (другой вариант размещения виткбв спирали оребрения корпуса радиатора). . I Радиатор для охлаждения радио - лементов (фиг. 1) содержит корпус 1 с оребрением, полость которого запол- keHa теплопоглощающим рабочим веществом 2, В качестве рабочего вещества применяются легкоплавкие вещества, растворы и эвтектические сплавы, точка плавления выбирается из необ- |ходимых условий работы радиоэлемента 13, установленного на корпусе 1 радиатора. Емкость полости корпуса 1 выбирается из расчета длительности работы радиоэлемента 3 в зависимости от физических свойств рабочего щества, а потребное количество ра- . ;бочего вещества прямо пропорционально количеству тепла, которое необходимо отвести от радиоэлемента 3, и ;обратно пропорционально теплоте плав ления выбранного рабочего вещества. В отверстии 4 корпуса 1 размещен и закреплен, например, при помощи пайки . или сварки компенсатор изменения . теплопоглощающего рабочего вещества 2, сильфон 5, в торце которого установлена упругая мембрана б, .образующие .оболочку, полость которой заполнена теплопоглощающим рабочим веществом 7 с большим коэффициентом объемного расширения, чем у рабочего реществ а 2, В качестве вещества 7, применяются или жидкости (вода, спир30

35

40

50

Размеры мембраны б и величину хода ее эффективной площади выбира ют исходя из объема рабочего вещес ва 2 и его коэффициента объемного расширения, а величину перемещения эффективной площади сильфона 5 выби рают, кроме того, исходя из объема и коэффициента объемного расширения рабочего вещества 7 и времени сраба тывания коммутационного элемента 8 (например, .микровыключателя) , элект рически подсоединенного, например, к источнику 9 питания и радиоэлементу 3. Кроме того, эффективная площадь сильфона 5 может быть механ чески соединена с движком резистора 10 (или какого-либо другого датчика электрически соединенного, например с устройством 11 контроля и сигнали зации состояния теплопоглощающего рабочего вещества.

Микровыключатель В и резистор 10 жестко закреплены с возможностью регулирования положения относительн сильфона 5 или на .корпусе 1 радиато ра или на несущей конструкции РЭА (не показано).

Б радиаторе на фиг. 1 показано объемное оребре ние, например, в вид пластин или штырей.

В радиаторе на фиг. 2 показано штыревое оребрение, где в качестве штырей применены малогабаритные силь фоны 5 с мембранами б, заполненные теплопоглощающим рабочим веществом

Б радиаторе на фиг. 3j 4 показан оребрение в виде пустотелой спирали 12, выполненной, например, из медной тонкостенной трубки. На витках спирали 12 выполнены пазы 13, вскр вающие полость спирали. Витки спира 12 припаяны или приварены к корпусу В радиаторе на фиг. 5 вместо опорно сильфона 5 установлены малогабаритн сильфоны (штыри) 5 с мембраной б и рабочим веществом 7, В радиаторе на фиг. б, 7 витки спирали 12 размещен в пазах 14 корпуса 1.

На фиг. 3, 5 элементы 8-11 услов но не показаны,.

Устройство работает следующим образом.

При включении радиоэлемента 3 температура контактируемого с ним

ТЫ, жидкие растворы.и т.п.) или плас- корпуса 1 растет, а тепло отводится

(хладотекуние) теплопоглощаю- щие вещества (парафин, воск, церезин

и т. п „) .; ,

окружающую среду через поверхность корпуса 1 и его оребрение и поглоща ется рабочим веществом 2, Темпера10

15

0

5

.

0

5

0

0

Размеры мембраны б и величину хода ее эффективной площади выбирают исходя из объема рабочего вещества 2 и его коэффициента объемного расширения, а величину перемещения эффективной площади сильфона 5 выбирают, кроме того, исходя из объема и коэффициента объемного расширения рабочего вещества 7 и времени срабатывания коммутационного элемента 8 (например, .микровыключателя) , электрически подсоединенного, например, к источнику 9 питания и радиоэлементу 3. Кроме того, эффективная площадь сильфона 5 может быть механически соединена с движком резистора 10 (или какого-либо другого датчика), электрически соединенного, например, с устройством 11 контроля и сигнализации состояния теплопоглощающего рабочего вещества.

Микровыключатель В и резистор 10 жестко закреплены с возможностью регулирования положения относительно сильфона 5 или на .корпусе 1 радиатора или на несущей конструкции РЭА (не показано).

Б радиаторе на фиг. 1 показано объемное оребре ние, например, в виде пластин или штырей.

В радиаторе на фиг. 2 показано штыревое оребрение, где в качестве штырей применены малогабаритные силь- фоны 5 с мембранами б, заполненные теплопоглощающим рабочим веществом 7.

Б радиаторе на фиг. 3j 4 показано оребрение в виде пустотелой спирали 12, выполненной, например, из медной тонкостенной трубки. На витках спирали 12 выполнены пазы 13, вскрывающие полость спирали. Витки спирали 12 припаяны или приварены к корпусу 1. В радиаторе на фиг. 5 вместо опорного сильфона 5 установлены малогабаритные сильфоны (штыри) 5 с мембраной б и рабочим веществом 7, В радиаторе на фиг. б, 7 витки спирали 12 размещены в пазах 14 корпуса 1.

На фиг. 3, 5 элементы 8-11 условно не показаны,.

Устройство работает следующим образом.

При включении радиоэлемента 3 температура контактируемого с ним

корпуса 1 растет, а тепло отводится

окружающую среду через поверхность корпуса 1 и его оребрение и поглощается рабочим веществом 2, Температура корпуса 1 растет до достижения температуры плавления рабочего вещества 2, Одновременно поглощается тепло рабочим веществом 7 и отводится в окружающую среду через стенки и гофры сильфона 5.

Тепло, отводимое от радиоэлемента 3, затрачивается на нагрев окружающей среды и на плавление рабочего вещества 2 практически при стабильной температуре радиоэлемента 3, так как теплосъем с него очень интенсивен, и стабильность температуры держится до

отключение охлаждаемого элемента в аварийной ситуации при его перегреве

Формула изобретения

1, Радиатор для охлаждения радиоэлементов, содержащий полый корпус с оребрением, заполненный теплопог- лощающим рабочим веществом, и компенсатор изменения объема теплопог- лощающего рабочего вещества,.установленный с возможностью теплового контакта с ним, отличающий

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к средствам отвода тепла от радиоэлементов. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения - обеспечивается за счет того, что в радиаторе, содержащем полый корпус (ПК) 1 с оребрением, заполненный теплопоглощающим рабочим веществом (ТРВ) 2, компенсатор изменения объема ТРВ 2 выполнен в виде оболочки, состоящей из сильфона 5 и мембраны 6 заполненной ТРВ 2, в качестве которого может быть использована жидкость или пластичный материал. Кроме того, оребрение ПК . 1 может быть выполнено в виде оболочек из сильфонов 5 с мембранами 6, заполненных другим ТРВ 7 с большим коэффициентом объемного расширения, чем в ТРБ 2. Изобретение позволяет обеспечить поглощение тепла ТРВ 2 и 7 и отвод тепла в окружающую среду стенками сильфонов 5. Радиатор имеет улучшенные массогабаритные характеристики и обеспечивает .контроль за состоянием ТРВ 2, 7 и отключение радиоэлемента 3 при его перегреве. 2 3.п. ф-лы, 7 ил. (Л с

полного расплавления рабочего вещест- 5 с я тем, что, с целью повьшения эф

35

ва. При изменении температуры изменяются объемы рабочих веществ 2 и 7, вызывая перемещение эффективных площадей мембраны 6 и сильфона 5, упруго компенсируя изменение объемов рабочих 2о веществ 2 и 7.

Изменение длины сильфона 5 позволяет использовать его как передаточный механизм и контролировать состоя- 25 ние (температуру) рабочего вещества 2, подсоединяя, например, его эффективную площадь к движку резистора 10, Изменение сопротивления резистора 10 преобразовывается в сигна-зо лы для оператора или автоматики через устройство 11.

При полном расплавлении рабочего вещества 2 эффективная площадь сильфона 5 упирается в шток приводного механизма (не показаны) микровыключателя 8 и производит отключение ис- ; точника 9 питания от радиоэлемента 3, информируя об аварийной ситуации в результате перегрева данного радиоэлемента 3. После отключения радиоэлемента 3 температура на нем снижается, рабочие вещества 2 и 7 остывают и сокращаются в объеме, возвращая эффективные площади мембраны 6 сильфона 5 в исходное состояние, необходимое для работы радиоэлемента 3, контролируя состояние через устройство 11. Предлагаемый радиатор более эффективен в части отвода тепла в окружающую среду, поэтому соответственно он более эффективен в . части длительности непрерывной работы охлаждаемого электрорадиоэлемента, требует меньше времени для охлаждения рабочего вещества, уменьшаются габариты и вес радиатора, повышается надежность и точность контроля состояния рабочего вещества и

40

45

50

55

фективности охлаждения, компенсатор изменения объема теплопоглощающего рабочего вещества выполнен в виде оболочки из сильфона с мембраной в его торце, полость которой заполнена теплопоглощающим рабочим веществом,

5

5 о

0

5

0

5

фективности охлаждения, компенсатор изменения объема теплопоглощающего рабочего вещества выполнен в виде оболочки из сильфона с мембраной в его торце, полость которой заполнена теплопоглощающим рабочим веществом,

514310836

8, Радиатор по п. 6, отлича- ими вырезами с возможностью теплового 10 щ и и с я тем, что полые .витки контакта их теплопоглощающего рабо- спирали заполнены теплопоглощающим - чего вещества с теплопоглощающим ра- эабочим веществом и установлены сво- . бочим веществом полого корпуса.

(иР.1 fO

Вид А

сригЛ

fu.S

Г4

ffJus.7