Радиатор с плавающимся наполнителем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 570131 о (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.03.76 (21) 2344618/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.77. Бюллетень № Зl (4б) Дата опубликования описания 28,09,77

2 (51) М. Кл.

Н 01 l 23/ 36

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нэооретеннй и открытий (53) УДК 621 382 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Садовников (71) Заявитель (54) РАДИАТОР С ПЛАЧЯШИМСЯ НАПОЛНИТЕЛЕМ

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к охлаждению элементов радиоэлектронной аппаратуры, например интегральных схем, работающих при кратковременных тепловых воздействиях.

Для обеспечения заданного температурного режима, при котором радиоэлектронная аппаратура сохраняет работоспособность и необходимые параметры, употребляются различные системы охлаждения: воз- то душные, жидкостные, термоэлектрические, а также системы, основанные на фазовых превращениях, (испарительные, системы с фазовым превращением твердых веществ и системы с охлаждением посредством теп- и ловых трубок). Для охлаждения малогабаритных устройств с незначительным временем работы, а также при наличии пиковых нагрузок чаще других применяются системы с фазовым преврашением твердых веществ, основанные на использовании теплоты плавления. Охлаждающие устройства такого типа представляют собой контейнеры, заполненные твердым веществом, например парафином. 25

Между поверхностью контейнера и охлаждаемым элементом обеспечен надежный контакт, гарантирующий передачу тепла 111

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являет ся радиатор с плавящимся наполнителем, помещенным внутри металлической оболочки, на которой расположены охлаждаемые элементы (2).

Недостатком таких конструкций является то, что скорость движения границы раздела фаз при плавлении веществ, особенно при использовании неметаллических материалов. с плохой теплопроводностью, бывает не-! достаточной для снижения скорости разо-. грева электроэлементов и=-ь-за теплового сопротивления в расплаве и отсутствия постоянного теплового контакта между рабочим веществом и металлической оболочкой корпуса радиатора, как в жидкой,так и в твердой фазах.

Образование газовой полости при затвердевашш вещества внутри объема, также отртптательно сказывается на теплообмене, 570131

Кро е того, также радиаторы имеют недостаточно интенсивное перемицение жидкой фазы из-аа малых конвективных токов тепла в закрытом объеме и особенно при отсутствии гравитационных сил. 5

Бель изобоетения — повысить эффективность работы радиатора.

Это достигается тем, что по всей длине, по крайней мере, внутренней стенки, установлены биметаллические, пружины, код 10 цы которых поджаты к указанной стенке скобами, неподвижно закренленными в оболочке, а к центру каждой пружины присоемнвны перфорированные теплопроводящие пластины, площадь которых равна площади 15 укаэанной стенки.

На фиг. 1 показан предлагаемый радиатор, (родольный разрез; на фиг. 2 - то

Же, пдиеречный разрез.

Радиатор свстоит из корпуса 1 и крыш- 20 ки 2, соединвнных между собой и образующих оболочку 3, которая заполнена плавящньн:я веществом 4.

На корпусе 1 радиатора „становлена, например, интегральная схема 5, соединен- 2 ная своими выводами 6 с контактными дорожками 7, нанесенными на электроизольциоиный слой (на чертеже не обозначен).

На внутренних стенках оболочки 3 уотановлены биметаллические пружины 8, кон-30 цы которых прижаты к оболочке скобами 9.

Пружины В,соединены заклепкой 1Î с пластиной 11, снабженной отверстиями 12

Герметизация корпуса 1 и крышки 2 достигается с помощью. резинового шнура 13 З обхватывающего весь периметр радиатора и уплотненного хомутом 14.

Крепление корпуса 1 с крышкой 2 и ско бы 9 с оболочкой 3 на чертеже не показаны. 40

Повышение эффективности работы радиатора достигается путем обеспечения непосредственного теплового контакта плавяпегося вещества с металлической оболочкой 45 радиатора прь любой температуре вещества и повышения скорости движения границы раздела фю прн плавлении во время крач ковременного теплового воздействия на ðàдиа гор. 50

Радиатор работает следующим образом.

Тепло, поступаюшее непосредстве .но от интегральной схемы 5 и ополннтельно через выводы 6 и контаитные дорожки 7, передается на кори с радиатора 1 и на кр шку 2.

Биметаллические пружины 8, имеющие тепловой контакт с оболочкой 3, под дейст

I вием иоиуч нного тепла прогибаются, на- 00

4 чу друг другу и перемещают перфорированные пластины 11 к центру оболочки.

Далее тепло через поверхности соприкосновения и заклепку 10 распространяет» ся на пластины 11, а затем передается на . раницы раздела фаз плавящемуся веществу

4, которое приобретая жидков состояние по всей плошади оболочки проходит за пластины ll через отверстия 12 по мере сбли-жения пластин. В процессе изгиба пружины

6 тепловой контакт с оболочкой 3 поддерживается ее концами, прижатыми к оболочке скобами 9 и имеющими возможность перемещаться под ними, а контакт пружины

8 о оболочкой 3 осуществляется дополнительно через боковые поверхности, соприкасающиеся с оболочкой по всей длине перемещения пластин 11.

Таким образом, увеличение скорости плавления вещества обеспечивается путем непосредственного теплового контакта пружин 8 с плавящимся веществом 4, а также под действием давления пружин 8 до полного получения жидкой фазы.

Возвращение пластин 11 в исходное состояние осуществляется по мере уменьшения потока тепла от интегральной схемы

8 и по мере остывания плавящегося ещества. Тепло в этом случае отводится из зоны и передается оболочке и радиатору также через пластины 11 )Р пружннй 8.

Температурные характеристики плавящегося вещества и биметаллических пружин подбираются конструктивно,. с целью обеспечения возврата пластин в исходное положение в состоянии жидкой фазы вещества.

При движении пластин к центру оболочки во время плавления и прохода расплавленцого вещества через отверстия происходит дополнительное перемещение жидкости, что также способствует конвективному теплообмену и увеличению скорости плавления.

Образование нежелательной i азовой полости в оболочке у верхней пластины устройства в твердой фазе устраняется путем заполнения полости элементами конструкции (биметаллическими пружинами, скобами, пластинами), чем обеспечивается контакт с веществом в твердой фазе и теплопроводящими деталями радиатора.

Таким образом, предлагаемая конструкция радиатора повышает скорость плавления вещества, а следовательно, термостабилизирует температурный режим интегральной схемы, снижает скорость ее разогрева при кратковременнЫх тепловых нагрузках.

Благодаря этому обеспечена надежность pa6omr. радиоэлектронной аппаратуры и наибольшая эффективность при ее эксплуатации.

570131

11ИИИПИ Заказ 3067/46 Тираж 976 Подписное

Фи пиал ППП Пат атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Радиатор с плавящимся наполнителем, поллэщенным внутри металлической оболочки, на которой расположены охлаждаемые элементы, отличающийс я тем, что, с целью повышения его эффективностй в работе, по всей длине, по крайней мере внутренней стенки, установлены биметаллические пружины, концы которых поджаты к указанной щ

Ф стенке скобами, неподвижно закрепленными

6 в оболочке, а к центру каждой пружины присоединены перфорироващ ые теплопроводящие пластины, площадь которых равна площади указанной стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Иванов О, А. Охлаждение аппаратуры РЛС. Воениздат, 1975, с. 38-40.

2. Патент США % ЬЭ28642, кл. S17-100, опублик, 1 968.