Радиатор электронных приборов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

: 93! ..г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Заявлено 020980 (21)2976733/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.0782. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 300782 (51) bA. Кп.

Н 01 J 7/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 621 ° 385 (088. 8) t

М.М. Знльеерман, В.И. Героев н В,И. Роднов q p Кдя (72) Авторы изобретения, С. СОЮЗ

ПА ГЕБТНОТЕХПHЧБСКАЯ

БИБЛИОТЕК (71) Заявитель (54) РАДИАТОР ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции радиатора для принудительного охлаждения воздухом анода электронных приборов.

Известен радиатор для принудительного охлаждения воздухом анода электронных приборов, выполненный в виде пластин, радиально расположенных по внешней цилиндрической поверхности анода (13.

Недостатками такого радиатора являются сравнительно невысокие теплотехнические показатели, ввиду отсутствия высокой турбулентности потока охлаждающего воздуха, а также большие значения массы радиатора.

Кроме того, при изготовлении радиатора пластинчатого типа имеют место значительные отходы материала при вырубке пластин из ленты, а для пайки пластин радиатора с телом анода требуются специальные дорогостоящие оправки из жаропрочных материалов,, имеющие ограниченный срок службы и требующие замены через каждые несколько десятков паек.

Известен радиатор с оребрением, используемый для принудительного воздушного охлаждения анода, например, мощных полупроводниковых триодов.

Этот радиатор выполнен в виде спирали из посеребренной проволоки, намотанной на корпус. Спираль присоединена к корпусу рядами по его периметру, через интервалы по высоте корпуса радиатора, а витки каждого ряда расположены симметрично друг относи10 тельно друга (2)

Однако этот радиатор работает эффективно только при направлении потока охлаждающего воздуха перпендикулярно плоскости рядов спирали и, соответственно, вдоль оси корпуса ради атора, а такое направление потока осуществить не всегда удается, что определяется конструкцией аппаратуры, в которой работает электронный прибор..

При поперечном же потоке охлаждающего воздуха по отношению к корпусу радиатора и, следовательно, параллельном плоскости рядов спирали, эффективность охлаждения анода значительно снижается. Связано это с тем, что в

2 этом случае охлаждающий поток воздуха проходит в основном по неоребренным участкам радиатора, имеющим значительно меньшее аэродинамическое сопротивление, чем оребренные участзо947923

Известен также радиатор электронных приборов, содержащий металлический корпус и соединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом, Однако этот радиатор, хотя и обла10

0,45 — 0,55

О, 45 — 0,55

320 ся расстояния, на которое витки спирали каждого ряда должны входить в промежутки между витками спирали сосед>0 . него ряда, установлены. эксперименталь-" ным путем. Также экспериментальным путем установлено расстояние, на которое витки спирали в каждом из двух соседних рядов должны быть сдвинуты друг относительно друга. Выход за указанные числовые значения приводит к резкому снижению достигаемого положительного эффекта; либо вообще к .его отсутствию.

Резкое увеличение достигаемого по-60 ложительного эффекта при выполнении указанных соотношений во многом мож0,3 — О, 7

0,3 — 0,7

240

0,2 - 0,8

0,2 — 0,8.210

0,1 — 0,9

0,1 — 0,9

190 но объяснить тем, что при этом обеспечивается практически равномерное распределение по сечению радиатора 65 расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которых охватывает корпус по периметру (3(. дает универсальностью охлаждения, те. одинаково эффективно функционирует при продольном, так и при поперечном, относительно корпуса, направлении потока охлаждающего воздуха, но имеет ряд недостатков.

В частности, такой радиатор имеет сравнительно большие габариты, так как высота его достаточно велика.

Кроме того, в таком радиаторе недостаточна турбулентность потока охлаждающего воздуха, что приводит к невысокой эффективности охлаждения.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения и уменьшение габаритов радиатора.

Поставленная цель достигается тем,что в радиаторе электронных приборов, содержащем металлический корпус и соединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом, расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которых охватывает корпус по периметру, витки спирали в соседних рядах смещены .друг относительно друга в аэимутальном направлении на 0 45-0,55 шага спирали и вдоль оси корпуса на 0,450,55 размера витков в этом направлении.

Выполнение витков спирали каждого ряда, входящими в промежутки между витками спирали соседнего ряду, позволяет значительно уменьшить габариты радиатора при сохранении той же полной тепловой нагрузки. При этом также значительно повышается турбу-. лентность потока охлаждающего воздуха, что в конечном счете ведет к повышению эффективности охлаждения.

Указанные соотношения, касающие15

45 совершенно одинаковых по величине каналов охлаждения.

Отметим, что если витки спирали каждого ряда входят в промежутки между витками спирали соседнего ряда на расстояние большее 0,55 высоты спирали, то тогда значительно увеличивается аэродинамическое сопротивление значительной части каналов охлаждения, турбулентность охлаждающего воздуха в этих каналах резко снижается, все это в конечном счете приводит к появлению неравномерности охлаждения. При этом сильно снижается эффективность охлаждения. Аналогичный вывод можно сделать и в случае, если витки спирали каждого ряда будут входить в промежутки между витками спирали соседнего ряда на расстояние меньшее 0,45 высоты спирали. Кроме того, такой радиатор будет иметь и большие габариты.

Эти выводы иллюстрируются результатами измерений мощности, рассеиваемой радиаторами рассматриваемого типа при различных параметрах оребрения (таблица). Верхнее значение параметров оребрения означает смещение со-, седних рядов спирали вдоль корпуса, нижнее значение — смещение по азимуту.

947923

Продолжение таблицы

0,1 — 0,9

0,45 — 0,55

245

0,1 — 0,9

0,3 — 0,7

220

0,1 — 0 9

0,2 — 0,8

205

0,45 — 0,55

0,1 — 0,9

240

0,3 — 0,7

0,1 — 0,9

215

0,2 — 0,8

0,1 — 0,9

205

Формула изобретения

Радиатор электронных приборов, содержащий металлический корпус и соединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом, расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которых охватывает корпус по периметру, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и уменьшения габаритов радиатора, витки спирали в соседних рядах смещены друг относительно друга,в азимутальном направлении на 0,450,55 шага спирали и вдоль оси корпуса на 0,45-0,55 размера витков в этом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Царев Б.М. Расчет и конструии рование электронных ламп. М., Энергияи, 1967, с. 319-320.

2. Авторское свидетельство СССР

9 132727, кл. H 01 L 23/36, 1960.

З.Патент СССР В 639, кл. Н 01 J 1/42, опублик. 1925 (прототип).

Из таблицы видно, что наибольшая мощность рассеивается с помощью ра- 40 диатора, параметры оребрения которо1Q coo âåòñòâóþò предлагаемоМу изобретению.

Необходимо отметить, что указанные выше обстоятельства, ведущие к отрицательным последствиям, имеют место для поперечного, относительно корпуса, направления потока охлаждающего воздуха. Те же обстоятельства, которые приводят в конечном счете к резкому снижению эффективности охлаждения, имеют место и в случае невыполнения соотношения, качающегося сдвига витков спирали в каждом из двух соседних рядов друг относительно друга.55

Только в этом случае снижение эффективности охлаждения, возникающее вследствие неравномерного по всему сечению. радиатора процесса охлаждения, имеет место для продольного от- 60 носительно корпуса, направления потока охлаждающего воздуха.

На фиг. 1 изображен радиатор, вид сбоку; на фиг.. 2 — то же,-вид сверху.

Радиатор электронного прибора содержит медный корпус 1, на котором навита спираль 2 из биметаллической проволоки круглого сечения, включающая медь, плакированную никелем, и припаянную к корпусу 1 нескольКими рядами. Витки спирали 2 каждого ряда входят в промежутки между витками спирали 2 соседнего ряда на расстояние, составляющее 0,5 высоты Ь спирали 2, витки спирали 2 в каждом из двух соседних рядов сдвинуты на расстояние, составляющее 0,5 шага t спирали 2. В экспериментальном образце величина шага t спирали 2 выбрана равной 8 мм, а высота h спирали2-4 мм.

Эксперименты показывают, что по сравнению с известным предлагаемый радиатор при тех же тепловых нагрузках имеет ряд достоинств. В частности, такой радиатор имеет меньшие габариты. Например, если известный радиатор при прочих равных условиях,. имеет высоту 50 мм, то предлагаемый

30 мм, т.е. габариты уменьшаются примерно в 1,7 раза. Повышение эффективности охлаждения в предлагаемом радиаторе по сравнению с известным можно выразить уменьшением расхода воздуха, необходимого для охлаждения при одной и той же мощности, выделяющейся на аноде. В частности, расход воздуха для известного радиатора составляет 100 м9/ч, à для предлагаемого — 70 м /ч, т.е. в

1,4 раза, меньше.

947923

Составитель A. Захаров

Редактор Е. Кинив Техред Л. Пекарь Корректор В. Буткга

Заказ 5663/76 тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4