CN112474592B - 一种机载设备自清洁降温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载设备自清洁降温装置及方法，包括背板、第一隔离圈、第二隔离圈和MOFs材料，第一隔离圈沿背板的周向边缘设置在背板的一侧面；第二隔离圈与第一隔离圈同轴设置在第一隔离圈内侧，且第一隔离圈和第二隔离圈均沿垂直于背板的方向向外凸出延伸，两者的延伸方向相同；第一隔离圈的内壁与第二隔离圈的外壁之间相距一定距离，MOFs材料填充在第一隔离圈的内壁与第二隔离圈的外壁之间，MOFs材料为ZIF‑8和/或Cu‑BTC；背板上设置有多个贯穿其相对两侧的排气孔；第二隔离圈上设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔。优点是：能够有效降低机载显控器工作时内部的电子器件的温度，清洁电子器件表面吸附的灰尘，保证机载显控器的正常工作。

Description

一种机载设备自清洁降温装置及方法

技术领域

本发明涉及降温清洁技术领域，尤其涉及一种机载设备自清洁降温装置及方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，电子器件为了满足更多的性能、通信以及控制的要求，内部的功耗也在快速升高，而内部的功耗增高会带来电子器件的温度过高，从而影响其本身的性能，甚至会造成电子器件的损坏，另一方面，电子器件因为本身容易产生静电从而会吸引空气中的大量灰尘，而灰尘的存在会进一步增加内部的散热的阻力，对性能造成更坏的影响，而目前电子器件的散热方式主要通过流体对流换热的方式进行冷却，通过风扇进行风冷或者通过液体进行液冷，以上两种方式在冷却效率或者设计复杂度上存在着一定的问题，而对于内部灰尘堆积影响电子器件性能方面的问题，基本只能依靠定期的清理工作。

对于机载显控器设备来说，保证其内部电子器件的正常工作对于一个飞行器来说至关重要，一些设备在温度过高的情况下，显示屏的图像会出现卡滞、不流畅甚至黑屏的现象，对飞机的飞行安全造成影响。因此如何高效控温，清洁内部灰尘从而保证飞机飞行安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机载设备自清洁降温装置及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种机载设备自清洁降温装置，包括背板、第一隔离圈、第二隔离圈和MOFs材料，所述第一隔离圈沿所述背板的周向边缘设置在所述背板的一侧面；所述第二隔离圈设置在所述第一隔离圈的内侧，且所述第一隔离圈和所述第二隔离圈均沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，两者的延伸方向相同；所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间相距一定距离，所述MOFs材料填充在所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间，所述MOFs材料为Z I F-8和/或Cu-BTC；所述背板上设置有多个贯穿其相对两侧的排气孔；所述第二隔离圈上设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔。

优选的，所述自清洁降温装置包括隔板；所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间设置有至少两个隔板，所述隔板与所述第一隔离圈的内壁、第二隔离圈的外壁以及背板对应接触固定；以将所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成至少两个相邻的冷却区，所述MOFs材料填充在所述冷却区内；所述第二隔离圈上对应每个冷却区分别设置有多个通气孔。

优选的，所述背板呈矩形，所述背板的一侧面沿其周向四边分别设置有一挡板，所述挡板沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，各挡板的延伸方向相同；相邻两个挡板之间固定连接，以形成第一隔离圈；所述第一隔离圈的内侧对应各挡板分别设置有一侧板，所述侧板沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，所述侧板的延伸方向与所述挡板相同；相邻两个侧板之间固定连接，以形成第二隔离圈；四个侧板与四个挡板一一对应平行；各所述侧板上分别设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔；所述第一隔离圈与所述第二隔离圈同轴设置。

优选的，所述第二隔离圈上各个相邻两个侧板之间的连接处，分别设置有一向外凸出延伸的隔板，各所述隔板的延伸端分别与所述第一隔离圈上各个相邻两个挡板之间的连接处对应接触固定，令所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成四个相同的冷却区，每个冷却区均由相对应的挡板、侧板以及相邻的两个隔板组成。

优选的，所述侧板上沿其延伸方向均匀间隔设置有至少三排相互平行的通气孔组，每排通气孔组包括多个均匀间隔设置的通气孔；相邻两排通气孔组之间的距离为8-12mm。

优选的，位于背板的长边的侧板上每排通气孔组包括5-9个通气孔；位于背板的短边的侧板上每排通气孔组包括2-6个通气孔；通气孔的半径为2-4mm,同一组通气孔组中的相邻两个通气孔之间的距离为15-45mm。

优选的，所述背板上设置有四个排气孔，各所述排气孔均匀间隔的设置在所述背板的中央；所述排气孔的半径为4-6mm；相邻两个排气孔在平行于所述背板的长边方向的间距为65-95mm；相邻两个排气孔在平行于所述背板的短边方向的间距为35-65mm。

优选的，所述第二隔离圈内侧为存放区，所述机载显控器的电子器件放置在所述存放区内；所述机载显控器的显示屏对应覆盖在所述存放区远离所述背板的一侧，且各所述第二隔离圈的延伸端与所述显示屏对应接触固定；所述隔板和所述第一隔离圈的延伸端均与机载显控器的壳体接触固定。

本发明的目的还在于提供一种机载设备自清洁降温方法，所述自清洁降温方法使用上述任一所述的自清洁降温装置实现，所述自清洁降温方法为，当机载显控器内部电子器件热功率过高，导致机载显控器内部温度过高时，冷却区内的MOFs材料会将其内部的CO₂气体脱附，脱附同时吸收周围的热量，以达到降温的效果；由于冷却区内MOFs材料脱附CO₂气体导致气压增大，气体将会通过通气孔进入存放区，进而喷向电子设备，以将电子设备上吸附的灰尘带走，之后裹挟灰尘的气体通过排气孔排出自清洁降温装置，实现自清洁降温的作用。

本发明的有益效果是：能够有效降低机载显控器工作时内部的电子器件的温度，清洁电子器件表面吸附的灰尘，保证机载显控器的正常工作。

附图说明

图1未安装挡板和MOFs材料的自清洁降温装置的结构示意图；

图2是未安装挡板的自清洁降温装置的结构示意图；

图3自清洁降温装置的结构示意图；

图4未安装挡板和MOFs材料的自清洁降温装置的另一视角结构示意图；

图5是未安装挡板的自清洁降温装置的另一视角结构示意图；

图6自清洁降温装置的另一视角结构示意图；

图7是未安装挡板和MOFs材料的自清洁降温装置的侧视图；

图8是未安装挡板和MOFs材料的自清洁降温装置的另一侧视图；

图9是自清洁降温装置的仰视图；

图10是自清洁降温装置与机载显控器装配的俯视图；

图11是侧板与隔板之间的装配图。

图中：1、侧板；2、背板；3、隔板；4、显示屏；5、MOFs材料；6、挡板；7、排气孔；8、通气孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1至图11所示，本实施例中，提供了一种机载设备自清洁降温装置，包括背板2、第一隔离圈、第二隔离圈和MOFs材料5，所述第一隔离圈沿所述背板2的周向边缘设置在所述背板2的一侧面；所述第二隔离圈设置在所述第一隔离圈的内侧，且所述第一隔离圈和所述第二隔离圈均沿垂直于所述背板2的方向向外凸出延伸，两者的延伸方向相同；所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间相距一定距离，所述MOFs材料5填充在所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间，所述MOFs材料5为ZI F-8和/或Cu-BTC；所述背板2上设置有多个贯穿其相对两侧的排气孔7；所述第二隔离圈上设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔8。

本实施例中，所述自清洁降温装置包括隔板3；所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间设置有至少两个隔板3，所述隔板3与所述第一隔离圈的内壁、第二隔离圈的外壁以及背板2对应接触固定；以将所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成至少两个相邻的冷却区，所述MOFs材料5填充在所述冷却区内；所述第二隔离圈上对应每个冷却区分别设置有多个通气孔8。

本实施例中，在实际制造的时候背板2的形状不加以限制，背板2可以是圆形或者是矩形或者是不规则的形状。第一隔离圈和第二隔离圈的形状是相同的，第一隔离圈的尺寸大于第二隔离圈的尺寸，第二隔离圈设置在第一隔离圈的内侧，且两者相距一定距离。第一隔离圈和第二隔离圈的形状根据背板2的外周边缘轮廓进行设置。同时必须保证第一隔离圈的内壁与第二隔离圈的外壁之间相距一定距离，形成一定的填充空间，再将MOFs材料5填充进去，就可以形成自清洁降温装置。

本实施例中，所述第二隔离圈内侧为存放区，自清洁降温装置使用的时候，需要将所述机载显控器的电子器件放置在所述存放区内；并将所述机载显控器的显示屏4对应覆盖在所述存放区远离所述背板2的一侧，且各所述第二隔离圈的延伸端与所述显示屏4对应接触固定；所述隔板3和所述第一隔离圈的延伸端均与机载显控器的壳体接触固定；实现自清洁降温装置与机载显控器之间的装配。

本实施例中，降温清洁装置的形状可以根据机载显控器显示屏4的形状进行设置，下面以机载显控器的显示屏4为矩形为例，具体说明自清洁降温装置的具体结构形状。

当机载显控器的显示屏4的形状为矩形，则所述背板2也要设置为矩形，所述背板2的一侧面沿其周向四边分别设置有一挡板6，所述挡板6沿垂直于所述背板2的方向向外凸出延伸，各挡板6的延伸方向相同；相邻两个挡板6之间固定连接，以形成第一隔离圈；所述第一隔离圈的内侧对应各挡板6分别设置有一侧板1，所述侧板1沿垂直于所述背板2的方向向外凸出延伸，所述侧板1的延伸方向与所述挡板6相同；相邻两个侧板1之间固定连接，以形成第二隔离圈；四个侧板1与四个挡板6一一对应平行；各所述侧板1上分别设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔8；所述第一隔离圈与所述第二隔离圈同轴设置。

四个挡板6组成矩形的第一隔离圈，四个1侧板组成矩形的第二隔离圈，第一隔离圈和第二隔离圈的形状都是矩形，但是尺寸可以根据实际情况进行选择，以便更好的满足实际需求。

本实施例中，所述第二隔离圈上各个相邻两个侧板1之间的连接处，分别设置有一向外凸出延伸的隔板3，各所述隔板3的延伸端分别与所述第一隔离圈上各个相邻两侧挡板6之间的连接处对应接触固定，令所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成四个相同的冷却区，每个冷却区均由相对应的挡板6、侧板1以及相邻的两个隔板3组成。

本实施例中，侧板1的设置是为了将机载显示器的电子器件与MOFs材料5隔离开，并同时满足MOFs材料5与电气器件之间的气体交换。所述侧板1上沿其延伸方向均匀间隔设置有至少三排相互平行的通气孔组，每排通气孔组包括多个均匀间隔设置的通气孔8；相邻两排通气孔组之间的距离为8-12mm；位于背板2的长边的侧板1上每排通气孔组包括5-9个通气孔8；位于背板2的短边的侧板1上每排通气孔组包括2-6个通气孔8；通气孔8的半径为2-4mm,同一组通气孔组中的相邻两个通气孔8之间的距离为15-45mm。通气孔组的数量、通气孔8的数量、通气孔8之间的距离、通气孔8的半径，都是可以根据实际情况进行设置的，以便更好的满足实际需求。

参照图7和图8，具体的，每块侧板1上分别布设了三排通气孔组，每排通气孔组都包括多个半径为2mm的通气孔8，每排通气孔组之间的距离为10mm，同一排的相邻的两个通气孔8之间的距离为30mm；沿背板2的长边设置的侧板1上每排通气孔组包括7个通气孔8；沿背板2的短边设置的侧板1上每排通气孔组包括4个通气孔8。沿背板2的短边设置的侧板1的长度为150mm，宽度为40mm，厚度为2mm；沿背板2的长边设置的侧板1的长度为600mm，宽度为40mm，厚度为2mm。

位于背板2的长边的侧板1上每排通气孔8组包括7个通气孔8；位于背板2的短边的侧板1上每排通气孔8组包括4个通气孔8；通气孔8的半径为2mm,同一组通气孔8组中的相邻两个通气孔8之间的距离为30mm。

本实施例中，所述背板2上设置有四个排气孔7，各所述排气孔7均匀间隔的设置在所述背板2的中央；所述排气孔7的半径为4-6mm；相邻两个排气孔7在平行于所述背板2的长边方向的间距为65-95mm；相邻两个排气孔7在平行于所述背板2的短边方向的间距为35-65mm。排气孔7的数量、排气孔7的半径和排气孔7之间的间距，都是可以根据实际情况进行设置的，以便更好的满足实际需求。

参考图9，具体的，所述背板2上设置有四个排气孔7，各所述排气孔7均匀间隔的设置在所述背板2的中央；所述排气孔7的半径为4mm；相邻两个排气孔7在平行于所述背板2的长边方向的间距为80mm；相邻两个排气孔7在平行于所述背板2的短边方向的间距为50mm。

背板2在设计上满足机载显控器内部与外界的气体交换，防止显控器内部温度过低而影响MOFs材料5吸热效能，同时防止侧板1外侧的MOFs材料5反应吸收热量过多而造成温度过低；而且背板2的设置也避免了，电子器件上的灰尘无法顺利通过排气孔7排出。

背板2为长方形，长280mm，宽190mm，厚度4mm，背板2上设置有四个排气孔7在背板2上均匀排列，其中第一个排气孔7的位置位于左上角，半径为4mm，距离背板2上侧长边距离为70mm，第一个排气孔7距离左侧短边距离为100mm；第二个排气孔7位于右上角，半径为4mm，距离第一个排气孔7沿长边方向距离为80mm，距离右侧短边距离为100mm，距离上侧长边为70mm；第三个排气孔7位于左下角,半径为4mm，距离第一排气孔7沿短边距离为50mm，距离下侧长边为70mm，距离左侧短边为100mm；第四个排气孔7位于右下角，半径为4mm，距离第三个排气孔7沿长边方向距离为80mm，距离第二排气孔7沿短边距离为50mm，距离右侧短边为100mm，距离下侧长边70mm。

参考图11，本实施例中，隔板3的延伸方向与所述背板2的对角线重叠，这样可以保证隔板3的两端分别连接在第一隔离圈中相邻两挡板6的连接处与第二隔离圈中相邻两侧板1的连接处。不会产生偏斜，从而导致冷却区大小不一。

隔板3在设计上是为了进一步固定侧板1，同时避免侧板1外层形成一个闭环而影响与机载显控器内部气体交换效率；四个隔板3与侧板1相连，位于机载显控器的四个角，与相邻两个侧板1呈135°夹角并与背板2相互垂直，隔板3为长方形，长为40mm，宽为28.28mm，厚度2mm。

参考图10，本实施例中，机载显示器的显示屏4与背板2平行且相对设置，位于机载显控器的电子器件的上下两端，电子器件通常位于显示屏4的背面，显示屏4为长方形，长为240mm，宽为150mm，厚度4mm。

本实施例中，冷却区位于侧板1与挡板6之间，并且由隔板3分割成四块区域，每个冷却区的MOFs材料5是一种可以脱附大量CO₂，并且脱附过程能吸收大量热量的材料。所述MOFs材料5为Z I F-8和/或Cu-BTC。

本实施例中，参考图3和图6，挡板6按照大小不同可分为较大尺寸的挡板6和较小尺寸的挡板6，较大尺寸的挡板6与较小尺寸的挡板6各有两块，所有的外围挡板6都与显示屏4和背板2垂直。较大尺寸的挡板6为长280mm、宽40mm、厚2mm的矩形，与沿背板2的长边设置的隔板3平行放置，且与沿背板2的长边的隔板3相距20mm；较小尺寸的挡板6为长190mm、宽40mm、厚2mm的矩形，与沿背板2的短边设置的隔板3平行放置，且与沿背板2的短边设置的隔板3相距20mm。

本实施例中，自清洁降温装置的装配过程为：先将四个侧板1组装好，之后将MOFs材料5填充在侧板1外侧，并放入隔板3分隔为四个相邻的冷却区，并将机载显控器的电子器件放置在侧板1围成的存放区内，将背板2和显示屏4紧贴着侧板1与隔板3的上下两侧对应安装，实现降温清洁装置与机载显控器的装配。

自清洁降温装置的工作原理为：当受高温环境影响导致自清洁降温装置内部的机载显控器的电子器件工作温度过高，或者是电子器件工作发热导致其温度过高时，外侧的四个冷却区的MOFs材料5则会脱附大量CO₂，在脱附过程中吸热，通过侧板1上的通气孔8将热量排出，进而控制电子器件周围或其本身的温度在适当的范围内；同时由于外侧的CO₂产生使得冷却区的气压升高，通过通气孔8向存放区内部排气，进一步对内部电子器件进行对流换热降温并同时将内部的电子器件进行清洗，产生的气体和带出的灰尘通过排气孔7排出，从而达到对机载显控器内部的降温清洁功能。

实施例二

本实施例中，提供了一种机载设备自清洁降温方法，所述自清洁降温方法使用自清洁降温装置实现，所述自清洁降温方法为，当机载显控器内部电子器件热功率过高，导致机载显控器内部温度过高时，冷却区内的MOFs材料5会将其内部的CO₂气体脱附，脱附同时吸收周围的热量，以达到降温的效果；由于冷却区内MOFs材料5脱附CO₂气体导致气压增大，气体将会通过通气孔8进入存放区，进而喷向电子设备，以将电子设备上吸附的灰尘带走，之后裹挟灰尘的气体通过排气孔7排出自清洁降温装置，实现自清洁降温的作用。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明提供了一种机载设备自清洁降温装置及方法，能够有效降低机载显控器工作时内部的电子器件的温度，清洁电子器件表面吸附的灰尘，保证机载显控器的正常工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种机载设备自清洁降温装置，其特征在于：包括背板、第一隔离圈、第二隔离圈和MOFs材料，所述第一隔离圈沿所述背板的周向边缘设置在所述背板的一侧面；所述第二隔离圈设置在所述第一隔离圈的内侧，且所述第一隔离圈和所述第二隔离圈均沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，两者的延伸方向相同；所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间相距一定距离，所述MOFs材料填充在所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间，所述MOFs材料为ZIF-8和/或Cu-BTC；所述背板上设置有多个贯穿其相对两侧的排气孔；所述第二隔离圈上设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔；

所述背板呈矩形，所述背板的一侧面沿其周向四边分别设置有一挡板，所述挡板沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，各挡板的延伸方向相同；相邻两个挡板之间固定连接，以形成第一隔离圈；所述第一隔离圈的内侧对应各挡板分别设置有一侧板，所述侧板沿垂直于所述背板的方向向外凸出延伸，所述侧板的延伸方向与所述挡板相同；相邻两个侧板之间固定连接，以形成第二隔离圈；四个侧板与四个挡板一一对应平行；各所述侧板上分别设置有多个贯穿其相对两侧的通气孔；所述第一隔离圈与所述第二隔离圈同轴设置；

所述侧板上沿其延伸方向均匀间隔设置有至少三排相互平行的通气孔组，每排通气孔组包括多个均匀间隔设置的通气孔；相邻两排通气孔组之间的距离为8-12mm；

所述背板上设置有四个排气孔，各所述排气孔均匀间隔的设置在所述背板的中央；所述排气孔的半径为4-6mm；相邻两个排气孔在平行于所述背板的长边方向的间距为65-95mm；相邻两个排气孔在平行于所述背板的短边方向的间距为35-65mm；

所述自清洁降温装置包括隔板；所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间设置有至少两个隔板，所述隔板与所述第一隔离圈的内壁、第二隔离圈的外壁以及背板对应接触固定；以将所述第一隔离圈的内壁与所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成至少两个相邻的冷却区，所述MOFs材料填充在所述冷却区内；所述第二隔离圈上对应每个冷却区分别设置有多个通气孔；所述第二隔离圈上各个相邻两个侧板之间的连接处，分别设置有一向外凸出延伸的隔板，各所述隔板的延伸端分别与所述第一隔离圈上各个相邻两个挡板之间的连接处对应接触固定，令所述第一隔离圈的内壁和所述第二隔离圈的外壁之间的空间分割成四个相同的冷却区，每个冷却区均由相对应的挡板、侧板以及相邻的两个隔板组成；

所述第二隔离圈内侧为存放区，机载设备为机载显控器；所述机载显控器的电子器件放置在所述存放区内；所述机载显控器的显示屏对应覆盖在所述存放区远离所述背板的一侧，且各所述第二隔离圈的延伸端与所述显示屏对应接触固定；所述隔板和所述第一隔离圈的延伸端均与机载显控器的壳体接触固定；

所述机载设备自清洁降温装置利用自清洁降温方法进行自清洁降温，所述自清洁降温方法为，当机载显控器内部电子器件热功率过高，导致机载显控器内部温度过高时，冷却区内的MOFs材料会将其内部的CO₂气体脱附，脱附同时吸收周围的热量，以达到降温的效果；由于冷却区内MOFs材料脱附CO₂气体导致气压增大，气体将会通过通气孔进入存放区，进而喷向电子器件，以将电子器件上吸附的灰尘带走，之后裹挟灰尘的气体通过排气孔排出自清洁降温装置，实现自清洁降温的作用。

2.根据权利要求1所述的机载设备自清洁降温装置，其特征在于：位于背板的长边的侧板上每排通气孔组包括5-9个通气孔；位于背板的短边的侧板上每排通气孔组包括2-6个通气孔；通气孔的半径为2-4mm,同一组通气孔组中的相邻两个通气孔之间的距离为15-45mm。

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