Устройство отвода тепла

Изобретение относится к отводу тепла от теплонагруженных элементов радиоэлектронных блоков, например бортового оборудования летательных аппаратов. Технический результат - улучшение отвода тепла от теплонагруженных элементов радиоэлектронных блоков за счет более равномерного распределения теплопроводящего покрытия в самом устройстве отвода тепла, причем покрытие становится более тонким, в результате чего оно более эффективно отводит тепло от теплонагруженных элементов. Технический результат достигается тем, что распределение теплопроводящего покрытия предусмотрено непосредственно на контактной поверхности ребер за счет их соединения с основанием разъемно, через упругий элемент, и соприкосновения поверхности каждого ребра, снабженного каналами, с корпусом теплонагруженного элемента по всем неровностям. В процессе прижатия упругого элемента к корпусу теплонагруженного элемента потоки теплопроводящего покрытия, следуя по пути наименьшего сопротивления, оказываются в каналах ребер, что способствует равномерному и тонкому распределению теплопроводящего покрытия, соединяя даже плохо согласованные поверхности теплонагруженных элементов. 5 ил.

 

Изобретение относится к области электроники, а именно к отводу тепла от теплонагруженных элементов радиоэлектронных блоков, например бортового оборудования летательных аппаратов.

Известно устройство отвода тепла (патент США №6663964, Н05К 7/20, В32В 9/00, F16L 59/02, опубл. 16.12.2003). Отличительной его особенностью является теплопроводящее покрытие, у которого при комнатной температуре, когда теплонагруженные элементы не работают, отсутствует текучесть. Во время работы теплонагруженных элементов из-за увеличения температуры теплопроводящий материал размягчается, появляется текучесть, в результате которой происходит распределение теплопроводящего материала между теплонагруженными элементами и устройством отвода тепла.

Недостатком этого устройства является неравномерность распределения теплопроводящего покрытия из-за неодинакового выделения тепла различными теплонагруженными элементами. К тому же, температура теплонагруженного элемента убывает при удалении от его центра к периферии, что приводит к неравномерному распределению теплоотводящего покрытия. Т.е. горячая зона - в центре, а зоны с более низкой температурой - по краям, что приводит к тому, что текучесть проявляется только в центральной части.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство отвода тепла по патенту РФ №2303862, Н05К 7/20, H01L 23/36 G06F 1/20, опубл. 07.27.2007, выполненное из металла или металлического сплава, содержащее охлаждающее ребро, которое соединено с металлическим корпусом эксплуатационного средства. Охлаждающий элемент разъемно соединен с корпусом крепежными средствами и снабжен теплопроводящим и электроизолирующим покрытием.

Недостатком такого устройства является увеличение теплового сопротивления в местах стыка охлаждающего элемента и теплонагруженного элемента в случае различной формы поверхности стыка теплоотвода и монтажной поверхности корпуса теплонагруженного элемента (например, одна вогнутая, другая плоская). Тогда при циклических тепловых нагрузках распределение теплопроводящего покрытия непосредственно на рабочей поверхности теплонагруженного элемента становится неравномерным.

Техническим результатом изобретения является улучшение отвода тепла от теплонагруженных элементов радиоэлектронных блоков за счет более равномерного распределения теплопроводящего покрытия в самом устройстве отвода тепла, причем покрытие становится более тонким, в результате чего оно более эффективно отводит тепло от теплонагруженных элементов.

Технический результат достигается тем, что в устройстве отвода тепла, имеющем основание, снабженное охлаждающими ребрами и разъемно соединенное с корпусом теплонагруженного элемента через теплопроводящее покрытие, ребра соединены с основанием разъемно через упругий элемент, и тем, что поверхность соприкосновения каждого ребра с корпусом теплонагруженного элемента выполнена в виде прямоугольника, причем ребра снабжены каналами.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1 - устройство отвода тепла в начальный момент его работы;

фиг.2 - устройство отвода тепла в конечный момент его работы;

фиг.3 - устройство отвода тепла в изометрии;

фиг.4 - устройство отвода тепла в изометрии с несколькими теплонагруженными элементами;

фиг.5 - устройство отвода тепла в сечении с несколькими теплонагруженными элементами,

где:

1 - основание;

2 - отверстие в основании для установки ребер;

3 - упругий элемент;

4 - охлаждающее ребро;

5 - ступенька охлаждающего ребра;

6 - поверхность соприкосновения охлаждающего ребра с корпусом теплонагруженного элемента;

7 - корпус теплонагруженного элемента;

8 - печатная плата;

9 - каналы;

10 - теплопроводящее покрытие;

11 - отверстие основания для крепления на плате;

12 - отверстие в плате для крепления основания;

13 - крепежный элемент;

14 - отверстие упругого элемента, соосное отверстию основания.

Устройство отвода тепла имеет основание 1 (фиг.1, 2) с отверстиями 2 для разъемного соединения через упругий элемент 3 с охлаждающими ребрами 4, имеющими форму усеченного конуса, снабженного ступенькой 5. Поверхность 6 соприкосновения каждого ребра 4 с корпусом 7 теплонагруженного элемента, расположенного на печатной плате 8, выполнена в виде прямоугольника (например, квадрата) с каналами 9 (паз, отверстие и т.п.) На эту поверхность нанесено теплопроводящее покрытие 10. Каналы 9 (фиг.3) служат для массопереноса теплопроводящего покрытия 10 (например, пасты), что способствует более равномерному и более тонкому распределению этого покрытия по всей поверхности 6 соприкосновения.

Для крепления основания 1 к плате 8 они имеют соответственно отверстия 11 и 12 под крепежные элементы 13. Упругий элемент 3 снабжен отверстиями 14 соосно отверстиям 11 основания 1.

Поверхность теплонагруженного элемента может иметь отклонение от плоскостности, в частности, может быть вогнутой, т.е. иметь вид чаши. В случае необходимости отводить тепло от нескольких теплонагруженных элементов (фиг.4, 5) охлаждающие ребра устанавливаются в несколько отверстий, выполненных в соответствии с местоположением теплонагруженных элементов.

Предлагаемая конструкция позволяет заполнить неровности поверхности теплонагруженного элемента множеством ребер при минимальной толщине теплопроводящего слоя, т.е. заполняется любая неровность, что улучшает отвод тепла. Упругий элемент 3 создает определенное усилие, что при циклических тепловых нагрузках способствует удерживанию теплового контакта с теплонагруженным элементом.

При монтаже устройства отвода тепла на печатную плату 8 с теплонагруженными элементами под воздействием упругого элемента 3 на ступеньку 5 ребра 4 происходит соприкосновение последнего по всем неровностям с корпусом 1 теплонагруженного элемента. По истечении некоторого времени даже при комнатной температуре потоки пасты 10, следуя по пути наименьшего сопротивления, оказываются в каналах 9 ребер 4, что уменьшает толщину слоя пасты 10. При подключении теплонагруженного элемента происходит выделение тепла, которое отводится через тонкий слой пасты 10, теплопроводность которого по определению значительно выше, чем толстого слоя, к ребрам 4 устройства отвода тепла. Далее ребра 4 рассевают тепло в окружающую среду.

Проведенные испытания показали работоспособность заявляемого устройства. Оно обладает новизной, изобретательским уровнем, промышленно применимо и решает поставленную техническую задачу: повышает теплоотдачу за счет более равномерного и тонкого распределения теплопроводящей пасты и эффективно отводит тепло даже от плохо согласованных поверхностей теплонагруженных элементов.

Устройство отвода тепла, имеющее основание, снабженное охлаждающими ребрами и разъемно соединенное с корпусом теплонагруженного элемента через теплопроводящее покрытие, отличающееся тем, что ребра соединены с основанием разъемно через упругий элемент, а поверхность соприкосновения каждого ребра, снабженного каналами, с корпусом теплонагруженного элемента выполнена в виде прямоугольника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоэлектронных блоках для решения задач эффективного рассеивания тепла. .

Изобретение относится к области компьютерной техники и, в частности, к серверным платформам, предназначенным для проведения высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах охлаждения тепловыделяющих блоков радиоэлектронной аппаратуры. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для эффективного рассеивания тепла в радиоэлектронных блоках, эксплуатируемых в условиях жестких механико-климатических воздействий (высокая температура и влажность, динамические удары и т.п.).

Изобретение относится к радиоэлектронике. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке герметичной радиоаппаратуры. .

Изобретение относится к устройствам для обслуживания и поддержания в рабочем состоянии электрических батарей, в частности аккумуляторных батарей, а именно: свинцовых стартерных электролитных аккумуляторных батарей, емкостью до 200 А/ч.

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре и может быть использовано в электронных блоках, содержащих источники тепла, которое надо отводить, и работающих в условиях воздействия атмосферных осадков и действия брызг.

Изобретение относится к теплообменнику (2) для водоохлаждаемых сетевых шкафов и к способу охлаждения сетевых шкафов, в частности серверных шкафов. .

Изобретение относится к области конструирования аппаратуры, в частности к алгоритмам последовательности размещения модулей в цифровых радиоэлектронных средствах.

Изобретение относится к соединению устройств ввода-вывода или устройств центрального процессора или передаче информации или других сигналов между этими устройствами.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для нормализации температуры процессоров современных компьютеров. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для нормализации температуры процессоров современных компьютеров. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики систем охлаждения различных комплексов, применяемых в радиолокации, связи, навигации, телевидении и других областях техники.

Изобретение относится к фильтрующему вентилятору с устройством для быстрого крепления. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к приборным узлам со шкафами распределительного устройства. .

Изобретение относится к конструктивным элементам различных электрических приборов и устройств, облегчающих охлаждение, в частности к охлаждающему элементу (1) из металла или металлического сплава, содержащему, по меньшей мере, одно охлаждающее ребро (4), которое соединено с металлическим корпусом (11) эксплуатационного средства.

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора
Наверх