Устройство для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры с повторно-кратковременными тепловыделениями

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к области охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), работающих в режиме с повторно-кратковременными тепловыделениями. Целью изобретения является снятие ограничений на продолжительность паузы в работе элемента РЭА. Цель достигается за счет интенсификации процесса остывания и затвердевания рабочего вещества в перерыве работы элемента РЭА посредством термоэлектрической батареи (ТЭБ). Устройство состоит из тонкостенной металлической емкости, заполненной рабочим веществом, на которую устанавливаются с обеспечением хорошего теплового контакта тепловыделяющие элементы РЭА. К противоположной стороне металлической емкости припаяна своим первым спаем термоэлектрическая батарея, приведенная своим вторым спаем в тепловой контакт с воздушным радиатором. ТЭБ посредством электрических проводов через устройство управления соединена с аккумулятором электрической энергии. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к области охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), работающих в режиме с повторно-кратковременными тепловыделениями.

В настоящее время одним из эффективных средств отвода тепла от элементов РЭА, работающих в режиме с повторно-кратковременными тепловыделениями, является применение в устройствах для их охлаждения и термостабилизации плавящихся рабочих веществ, обладающих относительно большой теплотой фазовых превращений и надежной многократной обратимостью фазовых превращений [1, 2]. К наиболее распространенному типу таких конструкций относятся конструкции, у которых охлаждаемые элементы РЭА располагаются вне объема с рабочим плавящимся веществом на плоской поверхности, разделяющей герметичной оболочки, и имеют с ней хороший тепловой контакт [1]. Обычно на термостабилизируемой поверхности устройства устанавливаются мощные транзисторы, диоды, различные типы интегральных микросхем, отдельные электронные устройства и приборы. При этом как наружная, так и внутренняя поверхности герметичной оболочки могут иметь оребрение для интенсификации теплообмена соответственно с рабочим веществом и окружающей средой. При эксплуатации РЭА основная часть рассеиваемого ею тепла поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества. После окончания работы аппаратуры происходят остывание рабочего вещества и его затвердевание вследствие теплообмена с окружающей средой.

Важной особенностью охлаждающего устройства такого типа является значительное превалирование длительности перерыва между включениями аппаратуры над временем работы элемента РЭА в "пиковом" режиме, что является существенным недостатком при необходимости отвода тепла от элемента РЭА с незначительным временем перерыва в работе.

Для устранения указанного недостатка предлагается устройство, конструкция которого показана на чертеже.

Устройство состоит из тонкостенной металлической емкости 1, заполненной рабочим веществом 2, на которую устанавливаются с обеспечением хорошего теплового контакта тепловыделяющие элементы РЭА 3. К противоположной стороне металлической емкости 1 припаяна своим первым спаем термоэлектрическая батарея (ТЭБ) 4, приведенная своим вторым спаем в тепловой контакт с воздушным радиатором 5. ТЭБ 4 посредством электрических проводов 6 через устройство управления 7 соединена с аккумулятором электрической энергии 8.

Устройство работает следующим образом.

В процессе цикла работы элемента РЭА 3 тепло, поступающее от него, передается металлической емкости 1 и через поверхность соприкосновения рабочему веществу 2. Происходят прогрев рабочего вещества 2 до температуры плавления и процесс плавления. Температура оболочки металлической емкости 1 и, соответственно, элемента РЭА 3 не будет существенно возрастать по сравнению с температурой плавления рабочего вещества 2, пока существуют обе фазы (твердая и жидкая). ТЭБ 4 в цикле работы элемента РЭА 3 за счет разности температур между ее первым и вторым спаем работает в режиме генератора и подпитывает аккумулятор электрической энергии 8. Процесс подпитки аккумулятора электрической энергии 8 продолжается до окончания цикла работы элемента РЭА 3. После прекращения работы элемента РЭА 3 происходит переключение ТЭБ 4 из режима генератора электрической энергии в режим холодильной машины. Питание ТЭБ 4 осуществляется аккумулятором электрической энергии 8. Процесс переключения ТЭБ 4 из режима генератора электрической энергии в режим холодильной машины осуществляется устройством управления 7.

Остывание рабочего вещества 2 и его затвердевание в паузе работы элемента РЭА 3 осуществляются за счет отвода тепла ТЭБ 4, работающей в режиме холодильной машины. Уменьшение времени затвердевания рабочего вещества 2 достигается за счет увеличения интенсивности теплоотвода.

Литература 1. Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. - М.: "Энергия", 1975.

2. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: "Высшая школа", 1984.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры с повторно-кратковременными тепловыделениями, содержащее тонкостенную металлическую емкость, заполненную плавящимся рабочим веществом, отличающееся тем, что оно снабжено термоэлектрической батареей, своим первым спаем приведенной в тепловой контакт с металлической емкостью со стороны, противоположной размещению элемента радиоэлектронной аппаратуры, а вторым - с радиатором, работающей в режиме генератора электрического тока во время цикла работы элемента радиоэлектронной аппаратуры и в режиме холодильной машины при перерыве в работе элемента радиоэлектронной аппаратуры, причем процесс переключения термоэлектрической батареи из режима генератора электрической энергии в режим холодильной машины производится посредством устройства управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1