Радиоэлектронное устройство электронно-вычислительной техники Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к средствам охлаждения и к конструктивным элементам общего назначения, функционально не участвующим в вычислительных операциях, от- несенных к каркасам, электронных вычислительных машин и может найти применение в радиоэлектронной промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и улучшение массо-габаритных характеристик.

На фиг.1 и 2 схематично изображен общий вид радиоэлектронного устройства ЭВТ в разных исполнениях; на фиг.З и 4 - их несущеохлаждающие секции; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - узел III на фиг.З; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.9 - разрез Г-Г на фиг.8.

Схематично изображенное радиоэлектронное устройство на фиг. 1 .содержит ячейки 1 с ЭРЭ. Ее особенность-двухстороннее

расположение ячеек 1 при многоярусном размещении ячеек 1.

Изображенная схематично яа фиг.2 ЭВМ содержит ячейки 2 с ЭРЭ. Ее особенность - цилиндрическое расположение ячеек 2 при многоярусном их размещении.

Изображенный на фиг.З, 4 секции каркас содержит несущие и охлаждающие секции, которые содержат входной (нагнетательный) магистральный трубопровод 3 и выходные (всасывающие) магистральные трубопроводы 4 и 5. Между трубопроводами 3 и 4, а также 3 и 5 размещены секции 6, представляющие из себя вилочную конструкцию, состоящую из стержней 7. Между стержнями 7 размещены междустержневые пространства 8. Каждый из стержней 7 совмещает в одном корпусе два канала - входной 9 и выходной 10. В пределах секции 6 все каналы между собой соединены последовательно, а к магистральным трубопроводам 3, 4, 5 секции соединены параллельно. Трубопроводы 3, 4, 5

00

го ю

со

о

так же, как и каналы 9 и 10 секций 6, заполнены хладоносителем, направление движения которого указано стрелками.

Изображенные на фиг.5,6 разрезы А-А и Б-Б содержат те же позиции, что и фиг.З и 4. Дополнительно на фиг.5 изображены: перегородки 11 между каналами 9 и 10 стержней 7, одна из наружных стенок 12 стержней 7, а также отвод 13 входного канала 9 стержня 7, механически и гидравлически связывающий секции 6, см. фиг.З, с входным (нагнетающим) магистральным трубопроводом 3. Поз. 14 изображает отвод выходного канала 10 стержня 7; см. фиг.З, секции 6, механически и гидравлически связывающий секции б с выходным (всасывающим) магистральным трубопроводом 4. Кроме того, на фиг.5 изображены многослойная плата 15 ячейки 1, см. фиг. 1, с наружным тепяопрово- дящим слоем 16. На теплопроводящем слое Ремонтированы микросхемы 17со штыревыми выводами 18.

Изображенный на фиг.б разрез Б-Б содержит те же позиции, что и фиг. 1-5, и показывает продольный разрез секции 6, фиг.З. и присоединение ее к магистральным трубопроводам 3 и 5. Направление движения хладоносителя показано стрелками.

Изображенный на фиг.7 узел Ш отличается от изображенного на фмг.5 и 6 конструкцией секции 19. Она состоит из двух боковых стенок 20. ограниченных по периметру стенками 21-24. Внутри секции 19 размещены перегородки 25, разделяющие внутренний объем секции 19 на последовательно соединенные между собой каналы 26. Хладоноситель, направление которого показано стрелками, поступает в секцию из входного (напорного) магистрального трубопровода 27, а после прохода по каналам секции 19 поступает в выходной (всасывающий) магистральный трубопровод 28.

Изображенный на фиг.8 разрез 8-В содержит те же позиции, что и фиг.7. Дополнительно на фиг.8 изображены отверстие 29 в входном (напорном) магистральном трубопроводе 27, через которое хладоноситель поступает в секцию, а также отверстие 30 в выходном (всасывающем) магистральном тру- . бопроводе 28. через которое хладоноситель удаляется из секции. Межканальные отверстия 31 предназначены для протекания хладоносителя из одного канала в другой.

На изображенном на фиг.9 разрезе Г-Г в дополнении к ранее упоминаемым позициям обозначены 32 - ячейка с ЭРЭ. 33 - многослойная плата ячейки с ЭРЭ, 34-микросхема ячейки с ЭРЭ.

Работает заявляемая система охлаждения следующим образом. Имеющийся в системе охлаждения насос своим нагнетательным напорным патрубком связан с параллельно подсоединяемыми к нему входными (напорными), магистральными трубопроводами 3, фиг.З, 4, 5 и .7, 8, 9. Пройдя по последовательно связанным между собой каналам охлаждающе-несущих секций 6 фиг.З, 4, 7, фиг.б, 6 и 19 фиг.7, 8. 9, хладоноситель поступает в выходные (всасываю0 щие) магистральные трубопроводы 4, 5 фиг.З, 4. 5, б и 28. фиг.7, 8, 9. Далее по параллельно соединенным выходным (всасывающим) магистральным трубопроводам хладоноситель поступает в теплообменник,

5 где он отдает то тепло, которое получил в охлаждающе-несущих секциях/Из теплообменника хладоноситель поступает во всасывающий патрубок насоса, а после насоса опять во входные (напорные), магистраль0 ные трубопроводы.

Предложенная схема охлаждения также может работать как холодильная установка, в качестве испарителей, в которой будут использованы охлаждающе-несущие секции б

5 фиг.З. 4, 7 фиг.5. 6 и 19 фиг.7. 8. 9.

Технико-экономическая эффективность заявляемой системы охлаждения электронной вычислительной машины вытекает из совмещения функций охлаждения ЭРЭ яче0 ек и несущей конструкции, заменяющей каркас ЭВМ. Расположение ячеек с ЭРЭ вертикально с минимальными зазорами между ними повысит плотность их размещения при повышении эффективности охлаж5 дения ЭРЭ ячеек. При использовании ячеек, у которых наружный, обращенный к охлаждающе-несущей секции, слой имеет теплопроводный, например, из алюминия, материал основания, а ЭРЭ смонтированы

0 на нем через окна, выполненные в остальных слоях, их охлаждение будет осуществляться без каких-либо дополнительных элементов, например, теплоотводных шин, что повысит эффективность охлаждения

5 ЭРЭ.

Предложенная систама позволяет охлаждать ЭРЭ, смонтированные на платах как с применением штыревой, фиг.3-6, так и пленарной, фиг.3-9, пайки. Кроме того.

0 охлаждающе-несущие секции-, фиг.7-9, позволяют охлаждать многослойные платы со сверхпроводящими проводниками и тепло- проводящими материалами оснований. Предложенная система дает возмож5 ность принять в качестве хладоносителя весь диапазон применяемых в современных ЭВМ хладагентов, начиная от дистиллированной воды и кончая жидким азотом.

По сравнению с погружаемыми в жидкий и газообразный хладоноситель ячейками с ЭРЭ, предлагаемая система охлаждения более ремонтопригодна,

И, наконец, система охлаждения позволяет повысить ремонтопригодность ЭВМ с погружением ячеек с ЭРЭ в жидкий или газообразный хладоноситель. Если выполнить ЭВМ по предлагаемой автором компа- новке, особенно фиг.1, закрыть ЭВМ герметичным корпусом, внутреннее пространство которого заполнить газообраз- ным хл а доносителем, а по внутренним каналам охлаждающе-несущих секций прокачивать хладоноситель, по параметрам аналогичный внешнему, можно на какое-то время при снятом наружном корпусе и от- сутствии наружного хладоносителя производить замену ячеек с ЭРУ без останова ЭВМ, а также производить регулировочные и наладочные работы на работающей ЭВМ: охлаждаемой только внутренней системой охлаждения, что повысит ее ремонтопригодность на режимах охлаждения, близких к эксплуатационным.

Формула изобретения 1. Радиоэлектронное устройство элект- ронно-вычислительной техники, содержащее несущие элементы, связанные с несущими элементами теплообменники с входными, выходными каналами с каналами для прохождения хладоносителя. ячейки с электрорадиоэлементами, размещенные на несущих элементах с теплообменниками, и магистральные трубопроводы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и улучшения массо-габаритных характеристик, несущие элементы и теплообменники выполнены в виде единых секций с перегородками, образующими указанные выше каналы теплообменников, которые последовательно соединены между собой, каждая секция параллельно посредством ее входного и выходного каналов подсоединена к входному и выходному магистральным трубопроводам соответственно, при этом на каждой секции с двух ее сторон установлены ячейки с электрорадиоэлементами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что секции выполнены в форме вил, причем электрорадиоэлементы расположены в зоне стержней указанных выше вил.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит ячейки с элек трорадиоэлементами, размещенные на каркасе в виде несущих элементов с теплообменниками, выполненными в виде секции в виде вилок-, которые имеют входной магистральный трубопровод и выходные магистральные трубопроводы. 1 з.п. ф-лы. 9 ил.

/

//

//

/

//////

/

/

/

///////

//

//

//

////

Фиг./

Ч

/

/

/

/

о со

о сч

00

Фиг. 8

Фиг. 7

Г-Г