BRPI0618408B1

BRPI0618408B1 - montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica, veículo aéreo e método para proporcionar refrigeração redundante de uma montagem eletrônica

Info

Publication number: BRPI0618408B1
Application number: BRPI0618408A
Authority: BR
Inventors: Hartung David
Original assignee: Ge Aviation Systems Llc
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2018-09-11
Also published as: WO2007047388A3; BRPI0618408A2; JP5021657B2; US7307840B2; CN101288356B; CN101288356A; EP1938678A2; US20070086161A1; JP2009512218A; WO2007047388A2; EP1938678B1; DE602006015077D1; CA2624745C; CA2624745A1

Abstract

método de refrigeração por fluxo redundante de ar para eletrônica de alta confiabilidade. uma montagem eletrônica de sistema de refrigeração que inclui um chassis modular de montagem que possui uma divisória de chassis modular de montagem. o sistema conduz energia térmica a partir da parte frontal do chassis modular de montagem até a parte posterior do chassis modular de montagem, e direciona o fluxo de ar propelido pelo primeiro propulsor de ar através da divisória do chassis modular de montagem em frente à divisória do chassis modular de montagem com o propósito de resfriar a montagem eletrônica por meio de transferéncia de calor por convecção. o sistema direciona o fluxo de ar propelido pelo segundo propulsor, através da divisória do chassis modular de montagem na parte posterior da divisória do chassis modular de montagem, com o propósito de transferir a energia térmica conduzida a partir da montagem eletrônica da parte frontal da divisória do chassis modular de montagem para a parte posterior da divisória do chassis modular de montagem até o fluxo de ar propelido pelo segundo propulsor de ar por meio de transferência condutiva de calor, de forma a resfriar a montagem eletrônica.

Description

(54) Título: MONTAGEM DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE MONTAGEM ELETRÔNICA, VEÍCULO AÉREO E MÉTODO PARA PROPORCIONAR REFRIGERAÇÃO REDUNDANTE DE UMA MONTAGEM ELETRÔNICA (51) Int.CI.: H05K 7/20 (30) Prioridade Unionista: 14/10/2005 US 11/249,263 (73) Titular(es): GE AVIATION SYSTEMS LLC (72) Inventor(es): DAVID HARTUNG (85) Data do Início da Fase Nacional: 11/04/2008

1/18 “MONTAGEM DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE MONTAGEM ELETRÔNICA, VEÍCULO AÉREO E MÉTODO PARA PROPORCIONAR REFRIGERAÇÃO REDUNDANTE DE UMA MONTAGEM ELETRÔNICA”

Antecedentes da Invenção [001] As montagens eletrônicas, que incluem circuitos integrados que dissipam um a grande quantidade de energia, geram calor ao operar. É tipicamente necessário dissipar tal calor ou, mais precisamente, transferir a energia térmica para longe da montagem eletrônica, de forma a assegurar que a montagem eletrônica não venha a se sobre-aquecer, ao ponto de falhar devido à degradação de alguns ou todos os circuitos eletrônicos da montagem. Em algumas aplicações, a mera radiação térmica, assim como a convecção do ar em suspensão livre, induzida por componentes, podem ser utilizados para “resfriar” a montagem eletrônica de forma eficaz. Além do mais, podem ser utilizadas estruturas, tais como os dissipadores térmicos, para conduzir a energia térmica para longe das montagens eletrônicas.

[002] Porém, algumas montagens eletrônicas são projetadas de tal forma, e/ou algumas montagens eletrônicas são utilizadas em grande proximidade a outras montagens eletrônicas, e/ou em ambientes circundantes de tal forma que não seja possível dissipar, ou de alguma outra forma transferir quantias suficientes de energia térmica para longe da montagem eletrônica, com o propósito de assegurar que a montagem eletrônica não se sobre-aqueça durante seu uso sem o benefício da utilização de uma corrente de ar que esteja direcionada sobre a montagem eletrônica, de forma a obter transferência térmica por convecção do calor para longe da montagem eletrônica e para dentro da corrente de ar. Por exemplo, computadores compactos do tipo mainframe freqüentemente utilizam ventiladores de refrigeração para sugar o ar para o interior do gabinete do computador onde se encontram instalados os componentes eletrônicos. Ventiladores de refrigeração ou outros métodos de

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2/18 indução de fluxo de ar sobre componentes eletrônicos são freqüentemente utilizados com a proposta de resfriar montagens eletrônicas instaladas em aeronaves comerciais e/ou militares. Considerando-se isto, uma típica aeronave comercial moderna possui instalados em seu interior, por exemplo, dentro da fuselagem da aeronave, uma tremenda quantia de componentes eletrônicos altamente sofisticados. Devido ao fato de a disponibilidade de espaço ser muito limitada no interior de uma aeronave, tais componentes são tipicamente amontoados de tal forma que um sistema de refrigeração por corrente/fluxo de ar torna-se necessário para resfriar as montagens eletrônicas de forma a assegurar que as mesmas não se sobreaqueçam nas temperaturas ambientes às quais se encontram expostas. (Segmentos interiores de uma fuselagem de aeronave podem se tornar muito quentes, em especial quando a aeronave se encontra estacionada ao sol, ou em alguma pista de pouso/decolagem situada nas latitudes ao sul do globo terrestre).

Resumo da Invenção [003] A presente invenção determina que no evento da ocorrência de o fluxo de ar através/sobre as montagens eletrônicas cessar por completo ou for reduzido (por exemplo, devido a uma falha de um ventilador de refrigeração ou outro propulsor de ar), as montagens eletrônicas podem se sobreaquecer e falhar, ou pode tornar-se necessário desligar as montagens eletrônicas, para que se evite a ocorrência de danos às mesmas. Tal situação é tipicamente inaceitável enquanto a aeronave se encontra a voar. A pesar de tal fato, é desejável o uso de fluxos de ar com o propósito de se resfriar montagens eletrônicas. Portanto, o presente inventor determinou que há uma necessidade de se desenvolver um sistema de refrigeração de montagens eletrônicas, que assegure que as montagens eletrônicas não se sobreaqueçam na eventualidade de falha do dispositivo que fica a gerar o fluxo de ar através/sobre as montagens eletrônicas, e/ou na eventualidade de o fluxo de ar

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3/18 ser de outra forma interrompido por completo ou efetivamente reduzido.

[004] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, há um sistema de refrigeração de montagem eletrônica, que compreende um chassis modular de montagem eletrônica, que inclui uma divisória de chassis modular de montagem, um primeiro propulsor de ar, um segundo propulsor de ar, e uma montagem eletrônica localizada na parte frontal da divisória de chassis modular de montagem, onde o sistema de refrigeração de montagem eletrônica encontra-se adaptado para conduzir energia térmica a partir da montagem eletrônica, desde a parte frontal da divisória de chassis modular de montagem até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem, onde o sistema de refrigeração de montagem eletrônica encontra-se adaptado para direcionar o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar pela divisória de chassis modular de montagem, situado em frente à divisória de chassis modular de montagem, para de forma eficaz resfriar a montagem eletrônica através de transferência por convecção do calor, e onde o sistema de refrigeração de montagem eletrônica está adaptado para direcionar o ar propelido pelo segundo propulsor de ar através da divisória de chassis modular de montagem, situado na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem, de forma a transferir a energia térmica conduzida a partir da montagem eletrônica desde a parte frontal da divisória de chassis modular de montagem até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem, para o ar propelido pelo segundo propulsor de ar por meio de transferência condutiva de calor, para de forma eficaz refrigerar a montagem eletrônica.

Breve Descrição dos Desenhos [005] A Figura 1 retrata uma forma de realização da presente invenção como utilizada em um veículo aéreo.

[006] A Figura 2 retrata uma visão em close da divisória da

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Figura 1.

[007] A Figura 3 retrata uma outra forma de realização da presente invenção que utiliza um apoio.

[008] A Figura 4 retrata uma outra forma de realização da presente invenção que utiliza um apoio e aletas.

[009] A Figura 5 retrata uma outra forma de realização da presente invenção que utiliza um apoio.

[0010] A Figura 6 retrata uma outra forma de realização da presente invenção que utiliza um apoio.

[0011] A Figura 7 retrata uma outra forma de realização da presente invenção, de acordo com a qual o chassis modular de montagem eletrônica se encontra efetivamente em uma forma modularizada auto-contida.

[0012] A Figura 8 retrata uma outra forma de realização da presente invenção que utiliza um apoio e aletas, sendo que o apoio e/ou a divisória é/são feito(a)/feitos de um material de alta impedância.

[0013] A Figura 9 apresenta outra forma de realização da presente invenção de acordo com a qual montagens eletrônicas múltiplas se encontram instaladas no chassis modular.

[0014] A Figura 10 apresenta uma outra forma de realização da presente invenção.

[0015] As Figuras de 11 a 15 apresentam formas adicionais de realização da presente invenção.

Descrição Detalhada das Formas Preferenciais de Realização [0016] Em uma primeira forma de realização da presente invenção, como pode ser visto na Figura 1, há um sistema de refrigeração de montagem eletrônica 100 que inclui uma chassis modular de montagem 110 com uma montagem eletrônica 120, tal qual, por exemplo, um componente de circuito integrado de alta dissipação de potência, montado em uma divisória de

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5/18 chassis modular de montagem 200. Em tal forma de realização da presente invenção, o chassis modular de montagem eletrônica 110 está situado em uma via de passagem 170 de forma que o fluxo de ar passa sobre / em volta de / através de uma parte ou por toda a extensão do chassis modular de montagem eletrônica 110. Na forma de realização da presente invenção da Figura 1, o circuito integrado de alta dissipação de potência / montagem eletrônica 120 encontra-se instalado diretamente sobre a divisória do chassis modular de montagem 200, e a divisória de chassis modular de montagem está configurada para conduzir a energia térmica gerada pela montagem eletrônica 120 através da divisória 200, e devido ao fluxo de ar 410 na via de passagem 170, a montagem eletrônica 120 pode ser resfriada através de transferência da energia térmica por convecção do calor (conduzida a partir da montagem eletrônica 120 até a divisória 200) para longe da divisória 200. Ou seja, devido às propriedades de condutividade térmica da divisória 200 e devido ao fluxo de ar na via de passagem de ar 170 ao longo da divisória 200 que tem o efeito de resfriar o circuito integrado através de transferência por convecção de calor (como facilmente passa a energia térmica da montagem eletrônica 120, de forma que a mesma possa ser resfriada de forma eficaz durante a operação).

[0017] Como pode ser visto na Figura 1, os dutos 150 e 160 respectivamente permitem que o ar entre e saia do interior do chassis modular de montagem 110. O ar que está a entrar pela passagem 150 e portanto a entrar no chassis de montagem eletrônica 110 também tem o efeito de resfriar a montagem eletrônica 120 através da transferência por convecção do calor, na medida em que o ar passa pela montagem eletrônica 120.

[0018] Na forma de realização da presente invenção apresentada na figura 1, os fluxos de ar encontram-se separados um do outro, sendo propelidos por ventiladores separados (também referidos como propulsores de ar). Portanto, se um dos dois fluxos de ar porventura for interrompido, ou de

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6/18 alguma forma reduzido (como devido à falha de um dos dois ventiladores), o outro fluxo de ar ainda continuará de maneira suficiente para, de forma eficaz, resfriar a montagem eletrônica 120 durante a operação, obtendo assim um nível de redundância no sistema de refrigeração de montagem eletrônica.

[0019] Uma situação de exemplo, a qual detalha como uma forma de realização da presente invenção pode ser utilizada, será agora descrita, seguida por uma discussão mais detalhada de algumas das formas de realização da presente invenção.

[0020] Em uma primeira situação exemplar, na qual a forma de realização da presente invenção da Figura 1 é utilizada, há uma necessidade de resfriar, por convecção, um circuito integrado de alta dissipação de potência, de forma a permitir ambas uma refrigeração por convecção primária, assim como uma alternativa de refrigeração por convecção redundante e separada a ser utilizada. Em tal situação exemplar, vários percursos separados de fluxo de ar são utilizados de forma a fornecer ar para resfriar o circuito integrado. Tais percursos são separados uns dos outros e possuem propulsores de ar separados para propelir o ar ao longo dos percursos, de forma que se um dos fornecimentos de ar vier a falhar, o circuito integrado ainda será resfriado de forma eficaz.

[0021] Referindo-se à Figura 1, como será prontamente visto, a via de passagem de ar 170 encontra-se separada da via de passagem de ar formada pelo duto 150, o interior do chassis modular de montagem110 e do duto 160. Em uma primeira forma de exemplo de realização da presente invenção, um propulsor de ar 400, tal qual um ventilador, propele ar em volta de todo o chassis modular de montagem eletrônica 110, ou de parte do chassis modular de montagem eletrônica 110, e um propulsor de ar 300, novamente tal qual um ventilador, propele ar através do chassis modular de montagem eletrônica 110. Tais propulsores de ar são separados um do outro, e portanto

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7/18 se um dos propulsores de ar vier a falhar, e o fluxo de ar que flui através ou em volta do chassis modular de montagem eletrônica 110 de forma respectivamente interrompido, ou de outra forma reduzido para um nível insuficiente para se manter a refrigeração da montagem eletrônica, o outro propulsor de ar respectivamente continuará a propelir ar através ou em volta do chassis modular de montagem eletrônica 110. Novamente, em uma primeira forma exemplar de realização da presente invenção, o projeto de um sistema de refrigeração de montagem eletrônica é tal que a montagem eletrônica 120 será suficientemente resfriada, enquanto o chassis modular de montagem eletrônica fica exposto a apenas um dos fluxos de ar (por exemplo, se um dos dois propulsores de ar falhar).

[0022] Referindo-se novamente à Figura 1, uma forma de realização da presente invenção que pode ser utilizada em tal situação inclui um chassis modular de montagem eletrônica 110, que se situa em um percurso de ar 170 formado por, por exemplo, um duto de ar abordo de uma aeronave comercial. Tal chassis modular de montagem eletrônica 110 pode ser colocado dentro do duto de ar 170 por se abrir uma porta de duto de ar 130 e anexar o chassis modular de montagem eletrônica 110 à porta de duto de ar 130, utilizando-se prendedores 140. Como pode ser visto na Figura 1, a chassis modular de montagem eletrônica 110 fica montada na porta de duto de ar 130. Antes de se fechar a porta de duto de ar 130, o chassis modular de montagem eletrônica pode ser conectado aos dutos 150 e 160 (sendo que os dutos 150 e 160 podem ser inseridos através de aberturas pelas paredes do duto 170) de um modo que efetivamente veda qualquer passagem de ar, de forma que o ar possa fluir através do duto 150, através do chassis modular de montagem eletrônica 110, assim como através do duto 160, portanto entrando e saindo do duto 170 sem efetivamente “vazar” para dentro do duto 170. Uma vez que é fechada a porta de duto de ar 130, esta pode ser selada de forma a vedar

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8/18 qualquer passagem de ar, assim a permitir que o ar flua ao longo do duto 170 e passe em volta/sobre o duto 150, do chassis modular de montagem eletrônica 110, e do duto 160, sem de forma substancial penetrar quaisquer dos componentes que acabam de ser mencionados. Durante a operação, os ventiladores 300 e 400 respectivamente propelem ar através ou em volta do chassis modular de montagem eletrônica 110. Em tal situação exemplar, o projeto é feito de tal forma que se o propulsor de ar 400 vier a falhar e/ou o fluxo de ar 410 propelido pelo propulsor de ar 400 vier a para de fluir (ou a se desacelerar de forma significativa) a passar pela divisória 200 do chassis modular de montagem eletrônica 110 por algum motivo (por exemplo, tal como um enorme vazamento ou ruptura em uma parede do duto 170), ar 310 ainda poderia fluir através do chassis modular de montagem eletrônica 110 por via dos dutos 150 e 160e este fluxo de ar não seria efetivamente impactado pela falha do ar 410 em fluir a passar pelo chassis modular de montagem eletrônica 110. Por outro lado, na eventualidade de que, por exemplo, o propulsor de ar 300 vier a falhar e portanto a parar de propelir o ar (ou vier a reduzir a velocidade do ar) através do chassis modular de montagem eletrônica 110, tal falha não causaria impacto negativo de forma significativa no fluxo de ar 410 que está sendo propelido de forma a passar pelo lado de fora do chassis modular de montagem eletrônica 110. Em resumo, desde que o sistema de refrigeração de montagem eletrônica seja projetado de forma adequada, a montagem eletrônica 120 continuará a ser resfriada de forma suficiente, e portanto permanecerá a operar.

[0023] Algumas informações específicas das várias formas de realização da presente invenção serão agora descritas.

[0024] A Figura 2 retrata uma forma exemplar de realização da divisória de chassis modular de montagem 200 do chassis modular de montagem eletrônica 110 da Figura 1. Aqui, a montagem eletrônica 120

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9/18 encontra-se em comunicação térmica condutiva efetiva com a divisória de chassis modular de montagem 200. Ou seja, na medida que a montagem eletrônica 120 se aquece devido à operação da mesma, esta conduz energia térmica a partir da montagem eletrônica 120 até a divisória 200 (desde que, é claro, as diferenças de temperatura entre estes dois componentes permitam a ocorrência de transferência de calor por condução) em taxas suficientes de forma que a montagem eletrônica 120 possa ser resfriada devido ao fluxo de ar na parte posterior da divisória. Nesta forma de realização da presente invenção, o sistema de refrigeração de montagem eletrônica está adaptado de forma a conduzir energia térmica de forma eficaz de um primeiro lado 210 da divisória de chassis modular de montagem até um segundo lado 220 da divisória de chassis modular de montagem. Na forma de realização da presente invenção da Figura 2, isto significa que energia térmica pode ser conduzida do lado 210 através da divisória 200 até o lado 220 da divisória de chassis modular de montagem 200. Como pode ser visto na Figura 2, uma primeira corrente de ar 410 propelida por um primeiro propulsor de ar 400 é direcionada a passar pela superfície 225 da divisória de chassis modular de montagem 200 no segundo lado 220 da divisória 200. Nesta forma de realização da presente invenção, o projeto da divisória 200, ao ser combinado com a montagem eletrônica 120, é feito de forma a permitir que energia térmica possa ser transferida a partir da montagem eletrônica 120 através da divisória 200 de modo suficiente para que o sobreaquecimento do circuito integrado possa ser prevenindo de forma eficaz, mesmo que seja interrompido o fluxo de ar 310, ou que o fluxo de ar seja reduzido no primeiro lado 210 da divisória 200, enquanto fluxo suficiente de ar 410 flua no segundo lado 220 da divisória 200. Adicionalmente, e ainda referindo-se à Figura 2, uma corrente de ar 310 é direcionada sobre o lado 210 da divisória 200 sobre o circuito integrado 120, de maneira suficiente para de forma eficaz impedir o sobreaquecimento do circuito

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10/18 integrado, mesmo que a segunda corrente de ar 410 seja inexistente ou esteja presente de forma reduzida. Portanto, na eventualidade de uma corrente de ar falhar, ou ser de alguma forma reduzida, o circuito integrado ou outra montagem eletrônica 120 ainda não se sobreaquecerá.

[0025] A Figura 3 retrata outra forma de realização da presente invenção, na qual a montagem eletrônica 120 se situa sobre um apoio de montagem eletrônica 500, que se encontra anexa à divisória de chassis modular de montagem. Nesta forma de realização da presente invenção, o sistema de refrigeração de montagem está adaptado para conduzir energia térmica através do apoio de montagem eletrônica 500, e através da divisória de chassis modular de montagem, para longe do apoio de montagem eletrônica 500. Na Figura 4, as aletas 600 se estendem por sobre a divisória 200. Na Figura 4, as aletas 600 se conectam diretamente à montagem eletrônica 120 e passam pelo apoio de montagem eletrônica 500. Porém, em outras formas de realização da presente invenção, as aletas 600 não se encontram diretamente conectadas à montagem eletrônica 120, mas ao invés disso se encontram conectadas diretamente ao apoio de montagem eletrônica 500 que por sua vez fica conectado diretamente à montagem eletrônica 120 (observe que aqui o termo “conectado” compreende uma conexão de forma termicamente condutiva). Como pode ser vista na Figura 4, o material vedante 205 se encontra interposto em uma abertura da divisória 200. Em algumas formas de realização da presente invenção, o material vedante 205 pode ser um material de alta condutividade térmica (por exemplo, um material de baixa impedância térmica), enquanto que em outras formas de realização da presente invenção, o material vedante 205 pode não ser uma material de alta condutividade térmica (por exemplo, pode ser um material de alta impedância térmica).

[0026] É digno de nota que, em algumas formas de realização da presente invenção, o apoio de montagem eletrônica é um componente

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11/18 separado da divisória 200, enquanto que em outras formas de realização da presente invenção o apoio de montagem eletrônica está integrado à divisória 200. Apenas a título de exemplo e não para demonstrar limitações, a Figura 5 retrata um exemplo desta ultima versão de apoio de montagem eletrônica 500.

[0027] Como pode ser visto na Figura 5, um mecanismo de tipo parafuso pode ser utilizado em algumas formas de realização da presente invenção para se montar uma placa de circuito dentro da montagem modular. É claro, as guias de módulo / plano de fundo podem também ser utilizados de forma a assegurar o alinhamento correto de pinos conectores, assim como para proteger os conectores durante a instalação. Além do mais, as montagens modulares podem ser afixadas a um plano de fundo por meio de uma montagem com parafusos, em algumas formas de realização da presente invenção.

[0028] A Figura 6 retrata outra forma exemplar de realização da presente invenção que utiliza um apoio de montagem eletrônica 500, onde o apoio de montagem eletrônica forma uma parte da divisória 200. Em tal forma de realização da presente invenção, o apoio de montagem eletrônica 500 está configurado de forma a conduzir energia térmica da montagem eletrônica 120 a partir de um lado da divisória (o lado frontal da divisória) até o outro lado da divisória (a parte posterior da divisória), e portanto o chassis modular de montagem eletrônica está assim adaptado para conduzir energia térmica de um primeiro lado da divisória de chassis modular de montagem a um outro lado da divisória de chassis modular de montagem.

[0029] Outra forma de realização da presente invenção pode ser vista na Figura 7. A operação principal da Figura 7 é essencialmente a mesma da Figura 1. Porém, a forma de realização da presente invenção da Figura 7 difere da forma de realização da Figura 1, por via de exemplo, pois ao invés de situar o chassis modular de montagem eletrônica 110 em um duto 170, ou ao

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12/18 invés de expô-lo a uma corrente de ar / fluxo de ar 410 exterior que o envolva quase que inteiramente, ou que envolva o chassis de modo parcial, o chassis modular de montagem eletrônica 110 é bifurcado em duas partes / cavidades que são de forma eficaz mutuamente vedadas a qualquer possibilidade de passagem de ar de uma para a outra. Estas duas partes são separadas pelo menos pela divisória 200. A primeira parte / cavidade 212 contém a montagem eletrônica 120. A segunda parte 222 se localiza na parte posterior da divisória 200. Um duto 150 direciona o ar oriundo de um propulsor de ar 300, tal qual por exemplo, um compressor 300 e/ou um tanque de ar comprimido e/ou um ventilador, etc., para dentro da parte / cavidade 212 do chassis modular de montagem eletrônica 110. Tal fluxo de ar sai pelo duto 160. Assim é permitido ao ar que flua a passar pela montagem eletrônica 120, e portanto, que resfrie a montagem eletrônica 120 de forma eficaz.

[0030] O duto 170 direciona o ar oriundo do propulsor de ar 400 que pode ser, por exemplo, um compressor e/ou um tanque de ar comprimido e/ou um ventilador, etc., separado do propulsor de ar 300, para dentro da parte 222 do chassis modular de montagem eletrônica 110. Este ar sai pelo duto 175. Portanto, é permitido que o ar flua a passar pela divisória 200. Como será prontamente compreendido, devido ao fato de o sistema de refrigeração de montagem eletrônica ser adaptado de forma a permitir que energia térmica seja conduzida a partir do lado da divisória 200 onde a montagem eletrônica 120 está situada (o lado da frente) até o lado oposto da divisória (o lado posterior da divisória), a refrigeração redundante é realizada de forma eficaz, como descrito em referencia à forma de realização da presente invenção da Figura 1.

[0031] A forma de realização da presente invenção da Figura 7 pode ser utilizada em um sistema altamente modularizado, no qual a chassis modular de montagem eletrônica 110 possa de forma substancial estar situado em qualquer lugar (por exemplo, o chassis modular de montagem eletrônica

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13/18 não precisa estar instalado em um duto que fica a propelir ar frio sobre o chassis modular de montagem eletrônica) e dutos / mangueiras de ar podem estar conectados ao chassis modular de montagem eletrônica.

[0032] Como pode ser visto na Figura 7, o chassis modular de montagem eletrônica 110 pode incluir um dispositivo de entrada / saída 700 em comunicação elétrica com a montagem eletrônica 120. A Figura 7 também retrata os encaixes 140 que permitem que o chassis modular de montagem eletrônica 110 seja conectado a uma estrutura que tenha encaixes tipo macho / fêmea adaptados aos encaixes 140. Portanto, em uma forma de realização da presente invenção que utilize um dispositivo de acordo com a Figura 7, o chassis modular de montagem eletrônica 110 pode ser instalado, por exemplo, em um veículo aéreo em três simples passos: primeiro, conectando-se o chassis modular de montagem eletrônica à estrutura do veículo aéreo utilizando encaixes 140; segundo, conectando-se fontes de ar ao chassis modular de montagem eletrônica 110 em dois lugares; e terceiro, colocando-se o dispositivo de entrada / saída em comunicação elétrica com outros componentes, em especial como outros componentes elétricos, do veículo aéreo. Em um passo adicional opcional, mangueiras de exaustão podem ser conectadas ao chassis modular de montagem eletrônica nos dutos 160 e 175. Tal forma de realização da presente invenção, como a mostrada na Figura 7, possibilita que o chassis modular de montagem eletrônica 110 possa ser substituído com facilidade, o que pode portanto drasticamente reduzir o peso, de forma que uma montagem de dutos de grande porte como a mostrada na Figura 1 não seja utilizada.

[0033] Em ainda outras formas de realização da presente invenção, o ar pode ser reciclado através do chassis modular de montagem eletrônica. Ou seja, o sistema de refrigeração de montagem eletrônica pode ser um sistema fechado no qual o fluxo de ar é reciclado através da parte 212, e o

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14/18 mesmo se aplica no fluxo de ar através da cavidade 220. Em tal forma de realização da presente invenção, o ar reciclado pode ser direcionado, após passar pelo chassis 110, através de dutos que possuem suficientes propriedades de transferência de calor, ao ponto de fazer com que o ar aquecido a sair do chassis modular de montagem eletrônica seja resfriado de forma eficaz antes de voltar a entrar na montagem modular, assegurando assim que a montagem eletrônica não se sobreaquecerá devido à temperatura do ar, que está sempre a aumentar.

[0034] A Figura 8 retrata ainda outra forma de realização da presente invenção na qual uma montagem eletrônica está posicionada em um apoio de montagem eletrônica 500, que por sua vez encontra-se conectado a uma divisória de chassis modular de montagem 200. Na forma de realização da presente invenção retratada na Figura 8, o apoio de montagem eletrônica 500 e/ou a divisória 200podem ser de um material que possui propriedades de baixa condutividade térmica (por exemplo, alta impedância). Tal forma de realização da presente invenção pode utilizar uma montagem de aletas 610, para conduzir calor para longe da montagem eletrônica 120, através da divisória de chassis modular de montagem 200 para o outro lado 220 da divisória de chassis modular de montagem 200, onde ela pode ser resfriada pela corrente de ar 410. Tal forma de realização da presente invenção pode ser utilizada em situações nas quais, por exemplo, referindo-se a questões relacionadas ao processo de embalagem, a montagem eletrônica fica situada a certa distância da divisória 200. Em outras formas de realização da presente invenção, um projeto de acordo com a Figura 8 pode ser utilizado para incrementar a condutividade térmica, mesmo quando o apoio de montagem eletrônica 500, assim como a divisória 200, estão adaptados para conduzir energia térmica originada da montagem eletrônica 120 até o lado afastado 220 da divisória 200.

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15/18 [0035] É digno de nota que o termo “duto” é aqui utilizado de forma a ter amplo significado. Tal termo engloba ambos o conceito tradicional de duto (por exemplo, uma tubulação central de ar condicionado que possa ser utilizada em um sistema central de ar condicionado) assim como conceitos de dutos não tradicionais. De acordo com algumas formas de realização da presente invenção, o termo “duto” engloba qualquer dispositivo ou montagem que permita que ar seja direcionado de um local até outro, ao ser propelido por um propulsor de ar, de forma que a transferência de calor por convecção possa ser obtida.

[0036] A frase “efetivamente vazando”, e derivações da mesma como aqui utilizadas, significa que o vazamento é suficientemente pequeno ou sem conseqüência, para que a invenção seja praticada de forma que a montagem eletrônica seja resfriada de modo eficaz como aqui revelado. Desta forma, uma montagem eletrônica será considerada como sendo resfriada de forma eficaz / transferência efetiva de calor (ou derivações das frases aqui utilizadas) será considerada como a ocorrer quando a montagem eletrônica puder operar por um período suficiente de tempo em uma temperatura ambiente esperada, sem que ocorra o sobreaquecimento da mesma.

[0037] É digno de nota que as formas de realização da presente invenção das Figuras de 1 a 8 podem todas ser consideradas utilizáveis em um sistema de refrigeração de montagem eletrônica, sistema este que esteja adaptado para direcionar ar propelido pelo primeiro propulsor de ar, a passar pela divisória de chassis modular de montagem, em frente à divisória de chassis modular de montagem, de forma a resfriar a montagem eletrônica de forma eficaz através de transferência por convecção de calor, sendo que o sistema de refrigeração de montagem eletrônica esteja adaptado para direcionar o ar propelido pelo segundo propulsor de ar, a passar pela divisória de chassis modular de montagem na parte posterior da divisória de chassis

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16/18 modular de montagem, de forma a transferir a energia térmica conduzida a partir da montagem eletrônica desde a parte frontal da divisória de chassis modular de montagem, até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem, até o ar conduzido pelo segundo propulsor de ar por transferência condutiva de calor, para de forma eficaz resfriar a montagem eletrônica.

[0038] É digno de nota que, enquanto as formas de realização da presente invenção da Figura 1 retratam os fluxos de ar basicamente viajando paralelos um ao outro, outras formas de realização da presente invenção podem utilizar fluxos de ar que sejam perpendiculares e/ou ortogonais um ao outro. Apenas por via de exemplo, com referencia à Figura 1, ao invés de fazer com que o fluxo de ar 310 flua como retratado, o fluxo de ar 310 poderia entrar e sair do módulo 110 para dento / para fora da página, respectivamente. Adicionalmente ainda por via de exemplo, o fluxo de ar 310 poderia entrar no módulo 110 pelo topo e sair pela parte de baixo, ou vice-versa, ou o fluxo de ar 410 poderia ser direcionado a partir do topo até a parte de baixo, ou vice versa.

[0039] É digno de nota que algumas formas de realização da presente invenção podem ser praticadas sem um pleno acima e/ou abaixo do chassis modular de montagem eletrônica para o primeiro fluxo de ar, sendo que um pleno para o fluxo de ar secundário, ou também um ventilador de fornecimento alternativo de ar poderia utilizar um pleno. Por via de exemplo, um pleno mais baixo poderia ser utilizado para fluxo de ar em elevação. Para instalação em aeronaves, um capô de superfície ao topo pode ser utilizado para proteger contra a invasão de água e outros materiais externos para dentro do módulo eletrônico. É possível se obter um espaço reduzido de chassis se o projeto utilizar apenas um fluxo de ar.

[0040] Em algumas formas de realização da presente invenção, o módulo será aterrado para que se obtenha baixa impedância entre o módulo e o solo. Por exemplo, em algumas formas de realização da presente invenção,

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17/18 um vínculo de 5 miliohm como o solo será utilizado.

[0041] A Figura 11 retrata outra forma de realização da presente invenção, de acordo com a qual um chassis modular de montagem eletrônica 1110 é mostrado com ar percorrendo através do chassis e ar percorrendo sobre o chassis. A Figura 12 retrata um corte seccional de uma parte de um chassis modular de montagem eletrônica 1120 de acordo com outra forma de realização da presente invenção, na qual uma divisória 1200 separa o fluxo de ar não impactante do fluxo de ar impactante. A Figura 13 retrata um corte seccional de uma parte de um chassis modular 1130 de acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, na qual uma divisória 1200 e um dissipador de calor / difusor 1235 separam o fluxo de ar impactante do fluxo de ar não impactante.

[0042] A Figura 14 retrata um corte seccional de uma parte de um módulo 1140 e de uma parte de um módulo 1150, de acordo com outra forma de realização da presente invenção, na qual uma superfície de embalagem externa exterior adjacente (por exemplo, uma parede de outro chassis modular) do módulo 1150 serve como guia de superfície / limite superior para o ar não impactante do módulo 1140. A Figura 15 retrata um corte seccional de uma parte de um módulo 1160 e de uma parte de um módulo 1170 de acordo com mais outra forma de realização da presente invenção, na qual a região entre os módulos serve como guia de superfície / limite para o ar não impactante. Isto é, na forma de realização da presente invenção da Figura 15, o ar não impactante é compartilhado entre o módulo 1170 e o módulo 1160.

[0043] É digno de nota que outras formas de realização da presente invenção podem ser utilizadas com veículos de terra assim como veículos aquáticos também. É adicionalmente é digno de nota que algumas ou todas as formas de realização da presente invenção podem ser utilizadas com os ensinamentos do pedido de patente norte americano intitulado Método Para

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18/18 a Refrigeração de Equipamentos Eletrônicos Que Contém Controle de Interferência Eletromagnética e Peso Reduzido, de David Hartung, apresentada na mesma data que o presente pedido de patente.

[0044] Considerando-se o quanto descrito na presente invenção, aquele que possui domínio da arte irá concordar que há outras formas de realização da presente invenção, assim como outras modificações possíveis dentro do escopo e espírito da presente invenção. De tal forma, todas as modificações realizáveis por alguém que possui domínio da arte da atual invenção e dentro do escopo e espírito da presente invenção, deverão ser incluídas como formas de realização adicionais da presente invenção.

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Claims

Reivindicações

1. MONTAGEM DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE

MONTAGEM ELETRÔNICA (100), a qual compreende:

um chassis modular de montagem eletrônica (110) que inclui uma divisória de chassis modular de montagem (200);

um primeiro propulsor de ar (300); um segundo propulsor de ar (400); e uma montagem eletrônica (120) situada em frente à divisória de chassis modular de montagem (200);

em que o sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) encontra-se adaptado para conduzir energia térmica originada da montagem eletrônica (120), a partir da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200) até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200);

caracterizada pelo fato de que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) encontra-se adaptada para direcionar o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), em frente à divisória de chassis modular de montagem (200), através da transferência de calor por convecção; e em que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) encontra-se adaptada para direcionar o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200), para transferir a energia térmica conduzida da montagem eletrônica (120), a partir da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200) até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200), para o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) por

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2/6 meio de transferência condutiva de calor;

em que o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), em frente à divisória de chassis modular de montagem (200), é separado, de forma a estar vedada qualquer possibilidade de passagem de ar, do ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200).

2. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o chassis modular de montagem eletrônica (110) inclui uma primeira cavidade (212) e uma segunda cavidade (222), separadas no mínimo pela divisória de chassis modular de montagem (200), de modo a vedar a qualquer possibilidade de passagem de ar, sendo que a montagem eletrônica (120) se situa na primeira cavidade (212); sendo que a primeira cavidade (212) inclui uma abertura adaptada para receber ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300), e sendo que a segunda cavidade (222) inclui uma abertura adaptada para receber ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400).
3. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a montagem (100) adicionalmente inclui primeiro (150) e segundo (170) dutos, respectivamente estendendo-se no mínimo desde os primeiro (300) e segundo (400) propulsores de ar.
4. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a primeira cavidade (212) inclui uma abertura adaptada para permitir que o ar propelido para dentro da primeira cavidade (212) pelo primeiro propulsor de ar (300) saia pela primeira cavidade (212), e que a segunda cavidade (222) inclui uma abertura adaptada para permitir que o ar propelido para dentro da segunda cavidade (222) pelo segundo propulsor de ar (400) saia pela segunda cavidade (222).

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5. MONTAGEM (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a montagem eletrônica (120) se encontra em comunicação por condução térmica com pelo menos um entre (i) a superfície traseira, da perspectiva da montagem eletrônica (120), da divisória de chassis modular de montagem (200), e (ii) um componente localizado na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200).
6. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a montagem eletrônica (120) se encontra em comunicação térmica condutiva com a superfície posterior da divisória de chassis modular de montagem (200), e que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) se encontra adaptada de forma a direcionar o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) contra a superfície posterior da divisória de chassis modular de montagem (200).
7. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a montagem eletrônica (120) se encontra em comunicação térmica condutiva com um componente localizado na parte traseira da parede da divisória de chassis modular de montagem (200).
8. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a montagem eletrônica (120) se encontra em comunicação térmica condutiva com um componente localizado na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200), e que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) se encontra adaptada para direcionar ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) contra o componente localizado na parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200).
9. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que um apoio (500) adaptado com o propósito de

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4/6 apoiar a montagem eletrônica (120) se encontra localizado entre a montagem eletrônica (120) e a divisória (200), sendo que o apoio (500) está adaptado de forma a conduzir energia térmica a partir da montagem eletrônica (120) até a divisória (200).
10. MONTAGEM (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) não entra em contato com a montagem eletrônica (120).
11. MONTAGEM (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) se encontra adaptada para resfriar a montagem eletrônica (120) por direcionar o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200), sem direcionar ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200) pela parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200), e sendo que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) se encontra adaptada para resfriar a montagem eletrônica (120) por direcionar ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), da parte posterior do chassis modular (110), sem direcionar o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300) a passar pela divisória de chassis modular de montagem (200), da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200).
12. VEÍCULO AÉREO, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma fuselagem; e uma montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

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13. VEÍCULO AÉREO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) compreende um duto de ar (170) em comunicação de ar com o segundo propulsor de ar (400), estando o duto de ar (170) adaptado para direcionar ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) passando pela divisória de chassis modular de montagem (200) com o propósito de transferir a energia térmica conduzida da montagem eletrônica (120) a partir da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200) até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200) até o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) por meio de transferência condutiva de calor.
14. VEÍCULO AÉREO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a divisória de chassis modular de montagem (200) se localiza dentro do duto de ar (170).
15. VEÍCULO AÉREO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) compreende um primeiro duto de ar (150) em comunicação de ar com o primeiro propulsor de ar (300), sendo que o primeiro duto de ar (150) se encontra adaptado a direcionar o ar propelido pelo primeiro propulsor de ar (300), passando pela divisória de chassis modular de montagem (200), a partir da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200), para resfriar a montagem eletrônica (120) por meio de transferência de calor por convecção, sendo que a montagem de sistema de refrigeração de montagem eletrônica (100) compreende um segundo duto de ar (170) em comunicação de ar com o segundo propulsor de ar (400), sendo que o segundo duto de ar (170) se encontra adaptado a direcionar o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) passando pela divisória de chassis modular de montagem (200), pela parte posterior da divisória de chassis modular de

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6/6 montagem (200) de forma a transferir a energia térmica conduzida da montagem eletrônica (120) a partir da parte frontal da divisória de chassis modular de montagem (200) até a parte posterior da divisória de chassis modular de montagem (200) para o ar propelido pelo segundo propulsor de ar (400) por meio de transferência condutiva de calor.
16. VEÍCULO AÉREO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o chassis modular de montagem eletrônica (110) se encontra anexo direta ou indiretamente à fuselagem.
17. MÉTODO PARA PROPORCIONAR REFRIGERAÇÃO REDUNDANTE DE UMA MONTAGEM ELETRÔNICA (120), caracterizado pelo fato de que compreende:

direcionar uma primeira corrente de ar (310) contra uma montagem eletrônica (120), a primeira corrente de ar (310) a ser gerada por um primeiro propulsor de ar (300), sendo que apenas a primeira corrente de ar (310) é suficiente para resfriar a montagem eletrônica (120);

direcionar uma segunda corrente de ar (410) a cruzar uma superfície em comunicação térmica condutiva com a montagem eletrônica (120), a segunda corrente de ar (410) a ser gerada por um segundo propulsor de ar (400) separado do primeiro propulsor de ar (300), sendo que apenas a segunda corrente de ar (410) é suficiente para resfriar a montagem eletrônica (120); mantendo uma separação entre as duas correntes de ar (310, 410), a separação de modo a vedar qualquer possibilidade de passagem de ar.

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