Шкаф радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в приборостроениидля размещения функциональных модулей с повышенным тепловыделением элементов схемы.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения устройства,

На фиг.1 представлена общая схема компоновки предложенного устройства; на фиг.2 и 3 - схема установки теплостоков и тепловых труб с холодильным эффектом.

Шкаф для радиоэлектронной аппаратуры содержит корпус 1 и поэтажно расположенные каркасы 2 с теплостоками 3 и направляющими 4 для установки функциональных модулей 5. Теплостоки 3 выполнены в виде составных переборок из теплопроводящего материала или плоских тепловых труб, а функциональный модуль содержит горизонтальную, изолирующую перегородку 6. В отверстиях верхних тепло- стоков 3 установлены низкотемпературные испарители 7 тепловых труб с холодильным эффектом, а в отверстиях нижних теплостоков - высокотемпературные испарители 8. Конденсаторы 9 тепловых труб закреплены на наружной стороне боковых стенок каркаса 2. ;

Устройство работает следующим образом. Функциональные модули 5, скомпонованные таким образом, что наиболее нагретые и термоустойчивые элементы размещаются в нижней части модуля. Соответственно термочувствительные элементы, подлежащие охлаждению размещаются в верхней части модуля. При включении схемы тепловой поток от теплонагруженных элементов в нижней части модуля, передается на нижний теплосток 3 и далее на высокотемпературный испаритель 8 тепловой трубы. Теплоизолирующая горизонтальная перегородка 6 и воздушный зазор между верхним и нижним теплостоками 3 препятствуют переносу теплоты в верхний отсек функционального модуля 5. Через испаритель 8 поток переносится в конденсатор 9, а его корпус, являющийся одновременно радиатором, переносит его в окружающую прибор среду.

Как показали экспериментальные исследования температуры тепловыделяющих элементов, например диодов марки 2Д-112- 25, установленных на платах с внутриблоч- ными ради аторами без системы охлаждения могут достигать в стационарном режиме эксплуатации прибора 110- 125°С. С учетом термических .сопротивлений между элементом и платой - подложкой, теплостоком и высокотемпературным испарителем тепловой трубы с холодильным эффектом, температура теплосто- ка будет составлять порядка 100-105°С. При этой температуре начинается генерация пара из водоаммиачного раствора в высокотемпературном испарителе 8, а следовательно и искусственное охлаждение низкотемпературного испарителя 7. Подробно принцип работы тепловой трубы с холодильным эффектом описан в работе

БУРДО О.Г. Автономные теплоиспользую- щие генераторы холода.- Холодильная техника, № 3, 1988,- с. 25-29. В результате реализации холодильного цикла в тепловой трубе осуществляется отвод теплоты из вы5 соко- и низкотемпературных отсеков, Причем холодильный эффект достигается за счет утилизации тепла, отводимого от тепло- нагруженных высокотемпературных элементов. Суммарный тепловой поток

0 порядка 15-20 Вт отводится в окружающую среду через конденсаторы 9 тепловых труб, корпус которых одновременно выполняет роль теплосбрасывающего радиатора.

Повышение эффективности предложен5 ной системы охлаждения шкафа для радиоэлектронной аппаратуры обеспечивается за счет:.

1. Полной автономности системы охлаждения приборного шкафа.

0 2, Эффекта искусственного охлаждения в зоне низкотемпературных испарителей тепловой трубы с холодильным эффектом, возникающего за счет утилизации тепла, отводимого от теплонагруженных высокотем5 пературных элементов. И поэтому обеспечивается функционирование наиболее термочувствительных элементов при температурах ниже уровня температуры окружающей среды, Кроме того, достигается

0 уменьшение габаритов устройств за счет повышения плотности монтажа и увеличения КПД системы охлаждения в целом. Формула изобретения 1. Шкаф радиоэлектронной аппаратуры,

5 содержащий корпус, установленные в корпусе поэтажно один над другим каркасы, с теплостойкими направляющими для функциональных модулей и функциональные модули с элементами схемы с разным уровнем

0

5

тепловыделения, установленные в направляющих каркасов с обеспечением теплового контакта с теплостоками, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и улучшения массогаба- ритных характеристик, теплостоки каркасов

снабжены испарительными теплообменниками и выполнены в виде установленных между направляющими каркасов, перпендикулярно относительно них пар пластинок из теплопроводного материала, попарно

размещенных в одной плоскости и разделенных между собой в центральной части воздушным зазором, каждый функциональный модуль снабжен поперечной теплоизо- лирующей перегородкой, разделяющий указанный выше модуль в его центральной части на два отсека с разным уровнем тепловыделения, причем функциональные модули установлены между теплостоками каркаса и размещены своими теплоизоли- рующими перегородками в воздушных зазорах между пластинками теплостоков, высокотемпературные испарители теплообменников размещены в нижних пластинках теплостоков, а низкотемпературные испарители теплообменников - в верхних пластинках теплостоков соответственно, а конденсаторы теплообменников установлены на внешних сторонах боковых стенок каркасов.

2. Шкаф по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплообменников испарительного типа использованы тепловые трубы, в пластинках теплостоков выполнены сквозные отверстия, при этом испари0 тельные части тепловых труб размещены в указанных отверстиях, а конденсаторные части тепловых труб - с внешней стороны боковых стенок каркасов.

3. Шкаф по п.2, отличающийся

5 тем, что в качестве тепловых труб использованы плоские трубы.

Область использования изобретения: изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в приборах автоматизированных систем управления техническими средствами. Сущность изобретения заключается в том, что изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения и .уменьшить габариты устройств. К корпусу 1 для радиоэлектронной аппаратуры поэтажно крепятся каркасы 2 с А-А теплостоками 3 и направляющими 4 для установки функциональных модулей 5. Горизонтальнаятеплоизолирующая перегородка 6 делит объем функциональных модулей на высоко- и низкотемпературные отсеки. Размещенные в них . теплоактивные элементы схемы передают значительную часть теплового потока на теплопроводящие мосты и платы или рассеивают в окружающую среду. Большая часть потока при этом передается теплостокам 3, которые переносят его на испарители 8 и 7 тепловых труб с холодильным эффектом, конденсаторы которых 9 закреплены на внешних сторонах каркаса. Холодильный эффект в тепловых труоах достигается за счет утилизации тепла, отводимого от тепло- нагруженных высокотемпературных эле ментов, размещенных в высокотемпературном отсеке модулей, Суммарный тепловой поток порядка 15-20 Вт на каждую тепловую трубу отводится в окружающую среду через конденсаторы тепловых труб с холодильным эффектом, корпус которых одновременно выполняет роль тепло- сбрасывающего радиатора. 2 з.п. ф., 3 ил. ел С 00 о со

91/7./

Б-Б

Фиг 3