FR2920946A1

FR2920946A1 - Heat evacuation device for e.g. power transistor, of airborne equipment in aircraft, has connector thermally connected to exterior heat evacuation device, and with removable part inserted in fixed part that is fixed on printed circuit board

Info

Publication number: FR2920946A1
Application number: FR0706357A
Authority: FR
Inventors: Claude Sarno; Georges Moulin; Pierre Flamand
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2009-03-13
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: FR2920946B1

Abstract

The device has heat exchangers comprising evaporators (5, 6) e.g. thermal radiators, fixed on electronic components (3, 4), respectively. Heat pipes (7, 8) respectively connect the evaporators to a condenser (9) that serves as a heat connector e.g. male-female type connector. The connector is thermally connected to an exterior heat evacuation device e.g. metallic piece. The connector has a fixed part that is fixed on a printed circuit board (2), and a removable part inserted in the fixed part at the connected state of the connector. The fixed part is made of elastic and deformable material.

Description

DISPOSITIF PERMETTANT D'EVACUER LA CHALEUR PRODUITE PAR DES COMPOSANTS FIXES SUR DES CARTES ENFICHABLES DISPOSEES DANS UN BOITIER La présente invention se rapporte à un dispositif permettant d'évacuer la chaleur produite par des composants fixés sur des cartes enfichables disposées dans un boîtier, en particulier pour des équipements aéroportés. De nombreux équipements électroniques comportent, enfermées dans des boîtiers, des modules ou cartes de circuits imprimés amovibles dont certains composants produisent une énergie thermique élevée qu'il est nécessaire d'évacuer hors de ces boîtiers afin d'éviter tout endommagement de ces composants, ces cartes devant être faciles à mettre en place et à retirer. Il existe actuellement trois solutions principales pour évacuer cette énergie thermique hors des boîtiers, qui sont schématiquement représentées en figure 1 a : - le système Direct Air Flow ou D.A.F. (flux d'air direct). L'air de refroidissement est directement soufflé à travers le boîtier, sur les composants. le système Conduction Cooled ou C. C. (refroidissement par conduction) : la chaleur produite par les composants est évacuée par conduction soit par le circuit imprimé lui-même, soit par l'intermédiaire d'un drain, jusqu'à un échangeur thermique dans les parois du boîtier. - le système air or Liquid Flow Through ou L.F.T . (flux traversant d'air ou de liquide) : un flux de liquide circule dans les cartes à l'intérieur d'un serpentin, ou bien un flux de gaz traverse l'âme centrale des cartes de circuits imprimés. The present invention relates to a device for evacuating the heat produced by components fixed on plug-in cards arranged in a housing, in particular a device for discharging the heat produced by fixed components. for airborne equipment. Many electronic equipment includes, in boxes, modules or removable printed circuit boards whose components produce a high thermal energy that must be removed from these housings to prevent damage to these components, these cards to be easy to set up and remove. There are currently three main solutions for evacuating this heat energy out of the housings, which are schematically represented in FIG. 1a: the Direct Air Flow system or D.A.F. (direct airflow). The cooling air is blown directly through the housing, onto the components. the Conduction Cooled or CC system: the heat produced by the components is removed by conduction either by the printed circuit itself or by means of a drain, to a heat exchanger in the walls of the case. - the system air or Liquid Flow Through or L.F.T. (flow through air or liquid): a flow of liquid flows in the cards inside a coil, or a flow of gas passes through the central core of the printed circuit boards.

Toutes ces solutions présentent des inconvénients, en particulier lorsqu'il s'agit d'équipements aéroportés : D.A.F.: le flux d'air impose aux composants des équipements ainsi refroidis une contrainte et une pollution, et a une efficacité limitée en cas de hot spot (chaleur produite concentrée en un point). Dans ce dernier cas, la puissance thermique que le flux d'air peut évacuer est limitée, sauf si on adjoint un très grand radiateur aux composants concernés, ce qui est rarement réalisable lorsque le boîtier a des dimensions limitées, comme cela peut être le cas pour des équipements embarqués. C.C. : cette technique est plus performante que D.A.F. mais nécessite un drain pour des puissances thermiques élevées à évacuer, et donc des circuits monofaces avec des composants d'un seul côté ou des bifaces mais qui présentent des difficultés de liaison des signaux électriques entre les deux faces, du fait de la présence du drain. Cette technique a aussi une efficacité limitée pour les points chauds en milieu de carte. Les cartes monofaces sont complexes à réaliser et plus onéreuses. All these solutions have drawbacks, in particular when it comes to airborne equipment: DAF: the airflow imposes a constraint and pollution on the components of the equipment thus cooled, and has a limited efficiency in the case of a hot spot (produced heat concentrated in one point). In the latter case, the thermal power that the airflow can evacuate is limited, unless we add a very large radiator components concerned, which is rarely achievable when the housing has limited dimensions, as may be the case for embedded equipment. C.C .: This technique is more efficient than D.A.F. but requires a drain for high thermal powers to evacuate, and therefore single-sided circuits with components on one side or bifaces but which have difficulties in connecting the electrical signals between the two faces, because of the presence of the drain . This technique also has limited efficiency for mid-point hot spots. Single-sided cards are complex to make and more expensive.

LFT : cette technique nécessite la disponibilité de liquide à bord de l'aéronef, et présente donc des risques de fuite de liquide à la déconnexion. Par ailleurs, il existe dans le domaine des PC, et surtout des PC portables, une technique de refroidissement basée sur des systèmes de type à changement de phase ou caloducs. De tels systèmes (voir figure lb) sont constitués en général de trois parties : un évaporateur E, qui est la partie chaude, que l'on vient connecter sur le composant à refroidir C, un ou des tubes T de géométrie variable et un condenseur C qui constitue la partie froide. Ces systèmes fonctionnent comme des systèmes à conduction, le changement de phase étant globalement équivalent à un drain à matériau à très haute conductivité (supérieur à 1000w/m/K). LFT: this technique requires the availability of liquid on board the aircraft, and therefore has the risk of leakage of liquid upon disconnection. Moreover, there exists in the field of PCs, and especially laptops, a cooling technique based on phase change type systems or heat pipes. Such systems (see FIG. 1b) generally consist of three parts: an evaporator E, which is the hot part, which is connected to the component to be cooled C, one or more tubes T of variable geometry and a condenser C which constitutes the cold part. These systems function as conduction systems, the phase change being globally equivalent to a very high conductivity material drain (greater than 1000w / m / K).

L'inconvénient de tels systèmes, que l'on envisage d'utiliser dans le monde aéronautique, est que la partie froide est constituée en général d'un système à ailettes A sur lequel vient souffler un ventilateur V. Or, le degré d'intégration des coffrets avioniques ne permet pas l'installation du ventilateur et des ailettes dans un pas de carte 12 à 20 mm. De plus, la fiabilité et la maintenance à exercer sur les ventilateurs est prohibitive, et enfin, dans la chaîne thermique complète, ce maillon peut représenter jusqu'à 60'?/o de la résistance thermique équivalente totale. La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'évacuer la chaleur produite par des composants fixés sur des cartes enfichables disposées dans un boîtier sans polluer ou stresser ces composants, sans limiter la quantité de chaleur à évacuer sans nécessiter de radiateurs trop encombrants ni l'emploi de dispositifs de ventilation, peu fiables, ou sans imposer l'utilisation de circuits imprimés monofaces complexes à réaliser, et sans nécessiter une arrivée de liquide de refroidissement au niveau des composants à refroidir, tout en permettant de mettre en place et de retirer facilement ces cartes et d'optimiser la résistance thermique totale. Selon l'invention, le dispositif d'évacuation thermique pour des composants fixés sur des supports enfichables et amovibles disposés dans un boîtier est caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque support un échangeur thermique comprenant un évaporateur fixé sur chaque composant à refroidir et au moins un condenseur conformé en connecteur thermique et relié à un dispositif extérieur d'évacuation thermique, ce connecteur étant en deux parties accouplables, dont une partie est fixée sur ledit support et l'autre partie est appliquée contre la première à l'état connecté du connecteur, et reliée thermiquement au dispositif extérieur d'évacuation thermique. Il est question dans la présente description de cartes de circuits imprimés portant chacune un ou plusieurs éléments devant être refroidis par des moyens extérieurs au boîtier, mais il est bien entendu que ces éléments ne sont pas nécessairement fixés sur des cartes de circuits imprimés, et qu'ils peuvent être fixés sur d'autres types de supports enfichables et amovibles. Pour simplifier la description, il ne sera question par la suite que de composants fixés sur des cartes de circuits imprimés. The disadvantage of such systems, which is considered to be used in the aeronautical world, is that the cold part is generally constituted by a finned system A on which a fan V blows. However, the degree of integration of avionics cabinets does not allow the installation of the fan and fins in a card pitch 12 to 20 mm. In addition, the reliability and maintenance to be exerted on the fans is prohibitive, and finally, in the complete heat chain, this link can represent up to 60% of the total equivalent thermal resistance. The present invention relates to a device for discharging the heat produced by components fixed on plug-in cards arranged in a housing without polluting or stressing these components, without limiting the amount of heat to be removed without requiring radiators too bulky use of ventilation devices, unreliable, or without imposing the use of complex single-sided printed circuits to be made, and without requiring a coolant supply at the level of the components to be cooled, while allowing to put in place and remove easily these cards and optimize the total thermal resistance. According to the invention, the thermal evacuation device for components fixed on plug-in and removable supports arranged in a housing is characterized in that it comprises for each support a heat exchanger comprising an evaporator fixed on each component to be cooled and cooled. less a condenser shaped as a thermal connector and connected to an external thermal discharge device, this connector being in two parts that can be coupled, a part of which is fixed on said support and the other part is applied against the first in the connected state of the connector, and thermally connected to the external thermal discharge device. In the present description, reference is made to printed circuit boards each carrying one or more elements to be cooled by means outside the housing, but it is understood that these elements are not necessarily fixed on printed circuit boards, and that they can be attached to other types of plug-in and removable media. To simplify the description, it will be discussed later that components fixed on printed circuit boards.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrée par le dessin annexé, sur lequel : - la figure la, déjà décrite ci-dessus, représente schématiquement trois modes de réalisation de dispositifs de refroidissement de l'art antérieur, - la figure lb, déjà décrite ci-dessus, représente une réalisation typique d'un échangeur caloduc intégré dans un PC, - les figures 2 et 3 sont des vues en perspective schématiques de boîtiers d'équipements électroniques renfermant une cartes de circuits imprimés respectivement équipés de deux modes de réalisation différents du dispositif d'évacuation thermique conforme à l'invention, la figure 4 est une vue schématique en coupe au niveau d'une carte de circuits imprimés fixée dans un boîtier d'équipements électroniques et montrant les détails de réalisation d'un connecteur thermique conforme à la présente invention, dont la partie amovible est refroidie soit par circulation de liquide, soit par contact avec une structure froide (éventuellement un autre caloduc) ou avec un radiateur à ailette. - les figures 5 à 11 sont des vues schématiques en perspective de différents modes de réalisation d'un connecteur thermique conforme à l'invention, et - les figures 12 à 14 sont des vues en perspective de deux modes de réalisation dans lesquels le connecteur thermique fait partie intégrante d'un connecteur électrique de rack. On a représenté en figure 2 un boîtier 1 contenant plusieurs cartes de circuits imprimés, dont un seul, référencé 2, a été représenté sur le dessin. Cette carte 2 comporte des éléments électroniques, dont seuls deux, référencés 3 et 4 et nécessitant une évacuation thermique, ont été représentés. Ces deux éléments 3 et 4 sont par exemple des transistors de puissance ou des circuits numériques de type processeurs. Ils sont associés chacun à un évaporateur, par exemple un radiateur thermique, respectivement référencés 5 et 6. Ces deux évaporateurs sont reliés chacun par un caloduc, 7, 8 respectivement, à un condenseur ou connecteur thermique 9. Les caloducs 7 et 8 sont des conducteurs thermiques à haute conductivité thermique, par exemple en cuivre. Des détails de réalisation du condenseur sont décrits ci-dessous en référence aux figures 4 à 11. On a représenté en figure 3 un boîtier d'équipements électroniques comportant en particulier une carte 11 de circuits imprimés sur laquelle sont fixés quatre composants à refroidirl2 à 15. Les composants 12 et 13 d'une part, et les composants 15 et 15 d'autre part sont reliés par un réseau de drains 16, 17 respectivement à un connecteur thermique 18. Les drains 16 et 17 peuvent par exemple être constitués de micro-canaux usinés dans l'âme centrale du drain métallique qui peut être en cuivre ou en aluminium métallisé. Ils peuvent également être intégrés dans le circuit imprimé, par exemple dans une structure époxy de type FR4, ou encore rapportés au-dessus de ce même circuit. Ces drains peuvent avantageusement être des caloducs contenant un liquide à changement de phase. Le boîtier 19 de la figure 4 comporte en particulier une carte de circuits imprimés 20 sur laquelle sont fixés par exemple deux composants à refroidir 21, 22 et un connecteur thermique 23. Les caloducs reliant les évaporateurs des composants 21, 22 au connecteur thermique 23, ainsi que les évaporateurs eux-mêmes, ne sont pas représentés sur la figure. Le connecteur thermique 23 comporte une partie fixe 24 rapportée sur la carte 20 et une partie amovible 25 enfichée dans la partie 24, mais pouvant en être extraite très simplement. Par la suite, la partie du connecteur thermique rapportée sur la carte de circuits imprimés sera dénommée partie fixe, et l'autre sera la partie amovible. Sur cette figure 4, on a représenté trois variantes du dispositif d'évacuation vers l'extérieur du boîtier 19 de la chaleur produite par les composants contenus dans ce boîtier et transmise par les caloducs correspondants au connecteur 23. Selon la première variante de réalisation du dispositif d'évacuation thermique vers l'extérieur du boîtier, la partie 25 du connecteur 23 peut être par exemple reliée à des tubes 26, 27 dans lesquels circule un fluide de refroidissement qui peut être un liquide ou un gaz. Le tube 26 est le tube d'arrivée de fluide et le tube 27 est le tube de départ de ce fluide. L'avantage d'une telle solution est qu'elle permet de retirer les cartes sans déconnecter l'arrivée et la sortie fluide (comme dans LFT), tout en permettant de dissiper des puissances plus importantes que DAF et CC. The present invention will be better understood on reading the detailed description of several embodiments, taken as non-limiting examples and illustrated by the appended drawing, in which: FIG. 1a, already described above, represents schematically three embodiments of cooling devices of the prior art, - Figure lb, already described above, represents a typical embodiment of a heat exchanger integrated in a PC, - Figures 2 and 3 are perspective views. schematics of electronic equipment housings enclosing a printed circuit board respectively equipped with two different embodiments of the thermal discharge device according to the invention, Figure 4 is a schematic sectional view at a circuit board printed matter in a case of electronic equipment and showing the details of making a thermal connector conforming to the the present invention, the removable portion is cooled either by liquid flow, or by contact with a cold structure (possibly another heat pipe) or with a finned radiator. FIGS. 5 to 11 are diagrammatic perspective views of various embodiments of a thermal connector according to the invention, and FIGS. 12 to 14 are perspective views of two embodiments in which the thermal connector is an integral part of an electrical rack connector. FIG. 2 shows a housing 1 containing a plurality of printed circuit boards, only one of which, referenced 2, has been shown in the drawing. This card 2 comprises electronic elements, of which only two, referenced 3 and 4 and requiring thermal evacuation, have been represented. These two elements 3 and 4 are, for example, power transistors or digital circuits of the processor type. They are each associated with an evaporator, for example a heat radiator, respectively referenced 5 and 6. These two evaporators are each connected by a heat pipe, 7, 8, respectively, to a condenser or thermal connector 9. The heat pipes 7 and 8 are thermal conductors with high thermal conductivity, for example copper. Details of the construction of the condenser are described below with reference to FIGS. 4 to 11. FIG. 3 shows a box of electronic equipment comprising in particular a circuit board 11 on which four components to be cooled are fixed 2 to 15 The components 12 and 13, on the one hand, and the components 15 and 15, on the other hand, are connected by a network of drains 16, 17 respectively to a thermal connector 18. The drains 16 and 17 may, for example, be made of micro -channels machined in the central core of the metal drain which can be copper or aluminum metallized. They can also be integrated in the printed circuit, for example in a FR4 type epoxy structure, or reported above this same circuit. These drains may advantageously be heat pipes containing a phase change liquid. The housing 19 of FIG. 4 comprises in particular a printed circuit board 20 on which are fixed for example two components to be cooled 21, 22 and a thermal connector 23. The heat pipes connecting the evaporators of the components 21, 22 to the thermal connector 23, as well as the evaporators themselves, are not shown in the figure. The thermal connector 23 has a fixed portion 24 attached to the card 20 and a removable portion 25 plugged into the portion 24, but can be extracted very simply. Subsequently, the part of the thermal connector reported on the printed circuit board will be referred to as a fixed part, and the other part will be the removable part. In this FIG. 4, three variants of the device for evacuating the housing 19 from the heat produced by the components contained in this housing and transmitted by the heat pipes corresponding to the connector 23 are shown. According to the first variant embodiment of FIG. thermal discharge device to the outside of the housing, the portion 25 of the connector 23 may for example be connected to tubes 26, 27 in which circulates a cooling fluid which may be a liquid or a gas. The tube 26 is the fluid inlet tube and the tube 27 is the starting tube of this fluid. The advantage of such a solution is that it allows to remove the cards without disconnecting the arrival and fluid output (as in LFT), while allowing to dissipate higher powers than DAF and CC.

Les deux autres variantes comportent des pièces massives, extérieures au boîtier, en matériau bon conducteur thermique reliées par caloduc à la partie 25 du connecteur thermique, ces pièces étant refroidies de façon appropriée (par courant d'air, par un liquide, en contact avec une masse métallique importante,...). La deuxième variante comporte une pièce métallique 28 ayant au moins une surface plane mise en bon contact thermique avec une masse métallique (non représentée, pouvant par exemple être, dans une application aéronautique, la structure de l'aéronef ), cette pièce 28 étant reliée par un caloduc 29 à la partie 25 du connecteur 23. La troisième variante comporte un radiateur 30 à ailettes relié par un caloduc 31 à la partie 25 du connecteur 23. Dans le cas où un même système comporte plusieurs connecteurs thermiques selon l'invention, ces différents connecteurs peuvent être tous reliés à la même variante de dispositif d'évacuation thermique vers l'extérieur du boîtier (26-27 ou 28 ou 30) ou bien on peut utiliser concurremment deux variantes différentes ou même les trois. Dans toutes ces variantes, le connecteur thermique doit assurer un excellent contact thermique entre la partie boîtier et le monde extérieur. Ceci peut être obtenu par les différents moyens décrits ci-dessus et présentant les caractéristiques avantageuses suivantes quant au contact entre les deux parties du connecteur : Bon état des surfaces en contact thermique, De préférence, la pression appliquant les deux parties l'une contre l'autre est exercée par un mécanisme approprié (ressort par exemple) afin de réduire 15 la résistance thermique entre ces deux parties, Avantageusement, on utilise au niveau du contact entre ces deux parties des matériaux conducteurs d'interface permettant d'améliorer l'échange. On a représenté sur les figures 5 à 11 différents modes de réalisation non limitatifs des parties fixe et amovible du connecteur thermique conforme à 20 l'invention. Au moins les surfaces en contact mutuel de ces parties fixes et amovibles sont en métal bon conducteur thermique ; leurs liaisons aux composants à refroidir d'une part et aux dispositifs d'évacuation thermique vers l'extérieur du boîtier d'autre part ne sont pas représentées sur ces figures. Dans la plupart de ces modes de réalisation, ces connecteurs sont de type mâle-femelle, mais il est bien entendu que 25 les surfaces de contact entre les deux parties du connecteur peuvent être planes (comme représenté en figure 6) ou de toute autre forme, pourvu qu'elles assurent le meilleur contact thermique possible en présentant un volume le plus réduit possible (ou tout au moins un volume compatible avec l'espace disponible dans les équipements dans lesquels sont utilisés ces connecteurs thermiques) et qu'elles 30 permettent avantageusement un démontage rapide. The other two variants comprise solid parts, external to the housing, made of a good thermal conductor material connected by heat pipe to the part 25 of the thermal connector, these parts being suitably cooled (by air flow, by a liquid, in contact with the a large metallic mass, ...). The second variant comprises a metal part 28 having at least one plane surface placed in good thermal contact with a metal mass (not shown, which may for example be, in an aeronautical application, the structure of the aircraft), this part 28 being connected by a heat pipe 29 to the part 25 of the connector 23. The third variant comprises a finned radiator 30 connected by a heat pipe 31 to the part 25 of the connector 23. In the case where the same system comprises several thermal connectors according to the invention, these different connectors can all be connected to the same variant of thermal evacuation device to the outside of the housing (26-27 or 28 or 30) or two different variants or even all three can be used concurrently. In all these variants, the thermal connector must provide excellent thermal contact between the housing part and the outside world. This can be achieved by the various means described above and having the following advantageous characteristics as to the contact between the two parts of the connector: Good state of the surfaces in thermal contact, Preferably, the pressure applying the two parts against each other Another is exerted by a suitable mechanism (spring for example) in order to reduce the thermal resistance between these two parts. Advantageously, at the contact between these two parts, conductive interface materials are used to improve the exchange. . FIGS. 5 to 11 show different non-limiting embodiments of the fixed and removable parts of the thermal connector according to the invention. At least the surfaces in mutual contact of these fixed and removable parts are made of good metal thermal conductor; their connections to the components to be cooled on the one hand and thermal evacuation devices to the outside of the housing on the other hand are not shown in these figures. In most of these embodiments, these connectors are of the male-female type, but it should be understood that the contact surfaces between the two parts of the connector may be flat (as shown in FIG. 6) or any other form. provided they provide the best possible thermal contact by having the smallest possible volume (or at least a volume compatible with the space available in the equipment in which these thermal connectors are used) and that they advantageously allow quick disassembly.

Les figures 5 et 6 se rapportent à un type de contact simple entre ces deux parties, sans ressorts. En figure 5, les deux parties sont cylindriques. L'une d'elles, la partie 32, est un cylindre creux dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la deuxième partie 33. L'extrémité 34 de la partie 33, destinée à s'engager dans la partie 32, est conformée en cône de façon à permettre un guidage facile lors de cet engagement. Dans le cas de la figure 6, les deux parties 35, 36 du connecteur thermique sont des barres méplates appliquées l'une contre l'autre par leurs surfaces les plus grandes en étant insérées dans un logement (non représenté) les maintenant serrées l'une contre l'autre. La partie 35 étant fixée dans ce logement, on facilite l'introduction de la partie 36 dans ce logement en pratiquant à son extrémité destinée à y être introduite un chanfrein 37 sur sa face appliquée contre la partie 35. Les figures 7 et 8 montrent des variantes des connecteurs des figures 5 et 6 respectivement pour lesquelles la pression de contact entre les deux parties de ce connecteur est améliorée grâce à des ressorts ou dispositifs analogues. Sur la partie supérieure de la figure 7, on a représenté un connecteur thermique similaire à celui de la figure 5 et se composant de deux parties 38 (partie fixe), 39 (partie amovible), la différence étant que la partie fixe 38 est un cylindre fendu longitudinalement (fente 40). Un ressort 41 (ou plusieurs) ou dispositif analogue est fixé sur le cylindre 38 de façon à réduire la largeur de la fente 40,afin que le cylindre 38 exerce une forte pression contre la partie 39, améliorant ainsi le contact thermique entre ces deux parties du connecteur thermique. La partie inférieure de la figure 7 illustre une variante du mode de réalisation représenté sur sa partie supérieure. Selon cette variante, on fixe à l'intérieur de la partie 38 une tige 42 dont l'axe est confondu avec celui du cylindre formé par la pièce 38. Cette tige 42 a un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie 39 et dépasse de l'extrémité de la partie 38 par laquelle est introduite la partie 39. La tige 42 forme ainsi un moyen de guidage de la partie 39 facilitant son introduction dans la partie 38. Figures 5 and 6 relate to a type of simple contact between these two parts, without springs. In Figure 5, the two parts are cylindrical. One of them, the part 32, is a hollow cylinder whose inside diameter is slightly greater than the outside diameter of the second part 33. The end 34 of the part 33, intended to engage in the part 32, is shaped cone so as to allow easy guidance during this engagement. In the case of Figure 6, the two parts 35, 36 of the thermal connector are flat bars applied against each other by their largest surfaces being inserted into a housing (not shown) keeping them tight. one against the other. The portion 35 being fixed in this housing, it facilitates the introduction of the portion 36 in this housing by practicing at its end intended to be introduced a chamfer 37 on its face against the portion 35. Figures 7 and 8 show variants of the connectors of Figures 5 and 6 respectively for which the contact pressure between the two parts of this connector is improved by means of springs or similar devices. On the upper part of FIG. 7, there is shown a thermal connector similar to that of FIG. 5 and consisting of two parts 38 (fixed part), 39 (removable part), the difference being that the fixed part 38 is a longitudinally split cylinder (slot 40). A spring 41 (or more) or similar device is fixed on the cylinder 38 so as to reduce the width of the slot 40, so that the cylinder 38 exerts a strong pressure against the part 39, thus improving the thermal contact between these two parts of the thermal connector. The lower part of Figure 7 illustrates a variant of the embodiment shown on its upper part. According to this variant, there is fixed inside the portion 38 a rod 42 whose axis coincides with that of the cylinder formed by the piece 38. This rod 42 has a diameter slightly smaller than the inside diameter of the portion 39 and exceeds the end of the portion 38 through which is introduced the portion 39. The rod 42 thus forms a guide means of the portion 39 facilitating its introduction into the portion 38.

Le connecteur thermique de la figure 8 est une variante améliorée de celui de la figure 6. La partie amovible 43 est similaire à la partie amovible 36. Elle se présente également sous forme de barreau méplat dont les deux grandes faces sont parallèles entre elles et dont l'extrémité 44 s'engageant dans la partie fixe est chanfreinée de façon à en faciliter l'insertion dans la partie fixe. La partie fixe 45 est formée de deux barreaux méplats 46, 47 parallèles entre eux et reliés entre eux par des ressorts 48 de façon que la distance entre ces deux barreaux 46, 47 soit légèrement inférieure à l'épaisseur de la partie 43 (épaisseur mesurée entre ses deux grandes faces) et permette de serrer fortement le barreau 43 entre les deux barreaux 46, 47. Selon le mode de réalisation de connecteur thermique de la figure 9, la partie amovible de ce connecteur est un barreau 49 à section droite trapézoïdale se rétrécissant vers son extrémité antérieure (qui est dirigée vers la partie fixe 50 lorsqu'on l'insère clans cette partie fixe). Ce barreau est inséré non pas longitudinalement dans la partie fixe 50, mais transversalement, c'est-à-dire selon une direction perpendiculaire à ses grandes surfaces. A cet effet, il est muni sur sa face postérieure d'une poignée 49A. La partie fixe 50 comporte deux plaques planes 51, 52 reliées par des ressorts 53 à un support approprié 54, qui a par exemple, comme représenté sur le dessin, une section droite en U . Les plaques 51, 52 sont disposées de façon à être fermement appliquées contre les faces obliques correspondantes du barreau 49 par l'action de ressorts 53 lorsque ce barreau est inséré entre elles en position de contact. Les plaques 51, 52 sont reliées par des caloducs (ou, en variante, des échangeurs thermiques) 55, 56 respectivement à un radiateur approprié (non représenté), par exemple tel que le radiateur 30 de la figure 4. On a représenté en figure 10 une première variante du connecteur de la figure 9. La partie amovible 57 de ce connecteur est un barreau à section droite en forme de rectangle dont une face se prolonge par un triangle dont la base, accolée à cette face a la même largeur que cette face. Le sommet de ce triangle qui est opposé à cette base peut être tronqué, comme représenté sur le dessin. Les faces obliques 57A du barreau 57 déterminées par ce triangle constituent son extrémité antérieure destinée à s'engager dans la partie fixe 58 du connecteur pour réaliser une connexion de type mâle-femelle. En variante, la partie amovible de ce connecteur peut être la même que la partie 49. La partie fixe 58 du connecteur est ici une pièce moulée en matériau déformable et élastique, qui n'a pas nécessairement une bonne conductivité thermique. Cette pièce 58 a une forme de barreau comportant sur une de ses faces une saignée longitudinale 59 à section droite en forme de V complémentaire de la forme triangulaire de la partie antérieure de la pièce 57. Les dimensions de la saignée 59 et de l'extrémité antérieure de la partie 49 sont telles cette extrémité antérieure s'engage à force dans la saignée avant de buter sur son fond. Afin de diminuer la résistance thermique entre les deux parties 57 et 58, et donc d'assurer une bonne évacuation de la chaleur du barreau 58 vers l'extérieur par l'intermédiaire de la partie amovible 57, on munit les extrémités de la pièce 58, à partir des faces obliques de la saignée 59, d'un grand nombre de liaisons thermiques 61. Selon un exemple, ces liaisons sont des tubes à haute conductivité qui peuvent être soit des films de carbone, soit des caloducs souples, soit d'autres matériaux souples et déformables à haute conduction. Ces liaisons peuvent être couronnées chacune par une terminaison 60, dénommée ici cabochon, assurant un meilleur glissement lors de l'insertion. Ces cabochons dépassent légèrement de la surface des faces obliques de la saignée 59 et sont reliées à des échangeurs, qui sont dans le présent exemple, des plaques métalliques 62, 63 disposées sur deux faces opposées du barreau 58 (faces perpendiculaires à celle dans laquelle est pratiquée la saignée 59). De façon avantageuse, les plaques 62, 63 sont reliées par des caloducs 64 à un radiateur extérieur approprié (non représenté), par exemple tel que le radiateur 30 de la figure 4. La deuxième variante du connecteur de la figure 9, représentée en figure 11, est similaire à celle de la figure 10, la différence résidant dans le fait que la pièce 65 constituant la partie fixe du connecteur est réalisée en matériau non déformable (au moins lorsqu'on insère la partie amovible dans la partie fixe du connecteur, dans des conditions normales d'utilisation). Sur cette figure Il, les mêmes éléments que ceux de la figure 10 sont affectés des mêmes références numériques, et on ne décrira ici que les éléments qui diffèrent de ceux du connecteur de la figure 10. Afin d'assurer une forte pression des cabochons 60 contre les faces obliques 57A du barreau 57, au lieu des caloducs rigides 61 du connecteur de la figure 10, on utilise ici des caloducs déformables élastiques 66 reliant thermiquement ces pastilles aux plaques correspondantes 62, 63 ou des matériaux à très forte conductivité thermique comme les fibres de carbone ou des structures à bases de nanotubes de carbone. Ces structures doivent être légèrement élastiques pour assurer la compressibilité et le contact lors de l'insertion. Ces caloducs ou tubes conducteurs 66 formant ressorts permettent ainsi d'obtenir un bon contact thermique entre les deux parties du connecteur thermique. Bien entendu, les formes et dimensions des modes de réalisation de connecteur thermique décrits ci-dessus en référence aux figures 5 à 11 doivent être adaptés à celles des emplacements disponibles pour leur mise en place. En outre, les formes des surfaces de contact entre la partie amovible et la partie fixe du connecteur ne sont pas limitées à une forme plane ou cylindrique, et peuvent par exemple être des portions de sphère, d'ellipsoïde, d'hyperboloïde, etc. De façon avantageuse, on emploie pour les modes de réalisation des connecteurs thermiques décrits ci-dessus des TIM ( Thermal Interface Materials ou matériaux d'interface thermiques) dont on peut ou non garnir les surfaces en regard des deux parties en contact. Ces matériaux peuvent se présenter sous différentes formes (graisses, pâtes, gels, films...) que l'on applique entre les deux parties à connecter thermiquement. The thermal connector of FIG. 8 is an improved variant of that of FIG. 6. The removable part 43 is similar to the removable part 36. It is also in the form of a flattened bar whose two large faces are parallel to each other and whose the end 44 engaging in the fixed part is chamfered so as to facilitate insertion into the fixed part. The fixed part 45 is formed of two flat bars 46, 47 parallel to each other and interconnected by springs 48 so that the distance between these two bars 46, 47 is slightly less than the thickness of the part 43 (measured thickness between its two large faces) and allows to strongly tighten the bar 43 between the two bars 46, 47. According to the embodiment of thermal connector of Figure 9, the removable portion of this connector is a bar 49 with trapezoidal cross-section is narrowing towards its anterior end (which is directed towards the fixed part 50 when inserted into this fixed part). This bar is inserted not longitudinally in the fixed part 50, but transversely, that is to say in a direction perpendicular to its large surfaces. For this purpose, it is provided on its rear surface with a handle 49A. The fixed part 50 comprises two flat plates 51, 52 connected by springs 53 to a suitable support 54, which for example, as shown in the drawing, a U-shaped cross section. The plates 51, 52 are arranged to be firmly applied against the corresponding oblique faces of the bar 49 by the action of springs 53 when the bar is inserted between them in the contact position. The plates 51, 52 are connected by heat pipes (or, alternatively, heat exchangers) 55, 56 respectively to a suitable radiator (not shown), for example such as the radiator 30 of Figure 4. It is shown in FIG. A first variant of the connector of Figure 9. The removable portion 57 of this connector is a rectangle-shaped cross section bar whose one face is extended by a triangle whose base, contiguous to this face has the same width as this face. The top of this triangle that is opposite to this base can be truncated, as shown in the drawing. The oblique faces 57A of the bar 57 determined by this triangle constitute its anterior end intended to engage in the fixed portion 58 of the connector to make a male-female type connection. Alternatively, the removable portion of this connector may be the same as the portion 49. The fixed portion 58 of the connector is here a molded piece of deformable and elastic material, which does not necessarily have good thermal conductivity. This piece 58 has a bar shape having on one of its faces a longitudinal groove 59 V-shaped cross-section complementary to the triangular shape of the front portion of the piece 57. The dimensions of the groove 59 and the end Anterior part 49 are such that this anterior end engages force in the bleeding before abut on its bottom. In order to reduce the thermal resistance between the two parts 57 and 58, and thus to ensure a good evacuation of the heat of the bar 58 towards the outside via the removable part 57, the ends of the piece 58 are provided. , from the oblique faces of the groove 59, a large number of thermal bonds 61. In one example, these links are high conductivity tubes that can be either carbon films or flexible heat pipes, or other flexible and deformable materials with high conduction. These links may each be crowned with a termination 60, here called cabochon, ensuring better sliding during insertion. These cabochons slightly exceed the surface of the oblique faces of the groove 59 and are connected to exchangers, which are in the present example, metal plates 62, 63 disposed on two opposite faces of the bar 58 (faces perpendicular to that in which is bleeding 59). Advantageously, the plates 62, 63 are connected by heat pipes 64 to a suitable external radiator (not shown), for example such as the radiator 30 of FIG. 4. The second variant of the connector of FIG. 9, represented in FIG. 11, is similar to that of FIG. 10, the difference residing in the fact that the part 65 constituting the fixed part of the connector is made of non-deformable material (at least when the removable part is inserted into the fixed part of the connector, under normal conditions of use). In this figure 11, the same elements as those of FIG. 10 are assigned the same numerical references, and only the elements which differ from those of the connector of FIG. 10 will be described here. In order to ensure a strong pressure of the cabochons 60 against the oblique faces 57A of the bar 57, instead of the rigid heat pipes 61 of the connector of FIG. 10, elastic deformable heat pipes 66 are used here thermally connecting these pellets to the corresponding plates 62, 63 or materials with a very high thermal conductivity such as the carbon fibers or structures based on carbon nanotubes. These structures must be slightly elastic to ensure compressibility and contact during insertion. These heat pipes or conducting tubes 66 forming springs thus make it possible to obtain good thermal contact between the two parts of the thermal connector. Of course, the shapes and dimensions of the thermal connector embodiments described above with reference to FIGS. 5 to 11 must be adapted to those of the locations available for their placement. In addition, the shapes of the contact surfaces between the removable portion and the fixed portion of the connector are not limited to a planar or cylindrical shape, and may for example be portions of sphere, ellipsoid, hyperboloid, etc. Advantageously, for the embodiments of the thermic connectors described above, thermal interface materials (TIM) are used which may or may not be lined with the facing surfaces of the two parts in contact. These materials can be in different forms (greases, pastes, gels, films ...) that are applied between the two parts to thermally connect.

On a représenté en figure 12 un rack 67 (boîtier d'équipements électroniques enfichable dans un logement correspondant d'une baie pouvant généralement recevoir plusieurs tels boîtiers, la baie et le logement n'étant pas représentés). Ce rack comporte sur sa face arrière 67A un connecteur électrique 68 (de type mâle dans cet exemple) s'entichant dans un connecteur électrique (de type femelle, non représenté) disposé au fond du logement de la baie recevant ce rack. Les détails du connecteur électrique sont mieux visibles sur les figures 13 (vue de face) et 14 (vue arrière). Dans l'exemple représenté sur le dessin, le connecteur 68 comporte deux alvéoles 68A, 68B, seule l'alvéole 68B étant occupée par des broches de contact électrique, l'alvéole 68A étant inoccupée. Selon l'invention, on dispose le connecteur thermique dans l'alvéole inutilisée 68A. Ce connecteur thermique peut être du type de l'un de ceux décrits ci-dessus, sa forme étant, bien entendu, adaptée à celle de l'alvéole, ou tout au moins ce connecteur doit pouvoir se loger facilement dans l'alvéole. De façon avantageuse, la partie amovible du connecteur thermique est la coque de blindage du connecteur électrique (de type femelle, comme mentionné ci- dessus) qui vient s'insérer dans les alvéoles 68A et 68B lorsque le rack 67 est mis en place dans sa baie, cette coque pouvant être ajustée ou ayant généralement des dimensions telles qu'elle est contact étroit avec la paroi périphérique interne 68C de l'alvéole 68A et la paroi périphérique interne de l'alvéole 68B. Ce contact étroit assure ainsi un bon contact thermique entre cette coque et les parois correspondantes des alvéoles et est généralement suffisamment efficace du fait que la largeur des parois 68C et 68D est assez grande pour assurer une relativement grande surface d'échange thermique entre les deux parties du connecteur (connecteur électrique et thermique). FIG. 12 shows a rack 67 (electronic equipment box that can be plugged into a corresponding slot of a rack that can generally receive several such boxes, the rack and the housing being not shown). This rack has on its rear face 67A an electrical connector 68 (male type in this example) meshing in an electrical connector (female type, not shown) disposed at the bottom of the housing of the bay receiving this rack. The details of the electrical connector are best seen in Figures 13 (front view) and 14 (rear view). In the example shown in the drawing, the connector 68 comprises two cells 68A, 68B, only the cell 68B being occupied by electrical contact pins, the cell 68A being unoccupied. According to the invention, the thermal connector is disposed in the unused cell 68A. This thermal connector may be of the type of one of those described above, its shape being, of course, adapted to that of the cell, or at least this connector must be easily housed in the cell. Advantageously, the removable portion of the thermal connector is the shielding shell of the electrical connector (female type, as mentioned above) which is inserted into the cells 68A and 68B when the rack 67 is put in place in its housing. bay, this shell being adjustable or generally having dimensions such that it is in close contact with the inner peripheral wall 68C of the cell 68A and the inner peripheral wall of the cell 68B. This close contact thus ensures good thermal contact between this shell and the corresponding walls of the cells and is generally sufficiently effective because the width of the walls 68C and 68D is large enough to ensure a relatively large heat exchange surface between the two parts. connector (electrical and thermal connector).

Claims

1. Thermal evacuation device for components fixed on plug-in and removable supports arranged in a housing, characterized in that it comprises for each support (2, 11, 20) a heat exchanger comprising an evaporator (5, 6) fixed on each component to be cooled (3, 4, 21, 22) and at least one condenser (9, 18, 24) shaped as a thermal connector (23, 32-33, 35-36, 38-39-43-45, 49-51-52, 57-58-65) and connected to an external thermal discharge device (28, 30), this connector being in two parts that can be coupled, one part of which is fixed on said support and the other part is applied against the first in the connected state of the connector, and thermally connected to the external thermal discharge device.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the thermal connector, the thermal contact between the two constituent parts is reinforced by at least one spring (41, 48, 53, 66).

3. Device according to claim 1, characterized in that the thermal connector providing a male-female type connection, and that the female part (65) is of deformable and elastic material.

4. Device according to claim 3, characterized in that the contact surface of the female part with the male part comprises connections (61,66) of very good thermal conductor material which are connected by heat pipes (6) 1 to exchangers (62, 63), themselves connected to an external radiator.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the facing surfaces of the two parts in contact with the thermal connector may be lined with thermal interface materials.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said supports are printed circuit boards.

7. Device according to one of the preceding claims, used for a rack (67) plug in a bay and having at least one electrical connector (68) having cells (68A and 68B), the electrical connector of the rack plugging into a corresponding electrical connector disposed at the bottom of the housing of the bay receiving this rack, characterized in that the removable part of the thermal connector is the shielding shell of the electrical connector which is inserted into the cells of the electrical connector when the rack (67) is set up in his bay.

8. Device according to claim 7, characterized in that the shell is in close contact with the inner peripheral walls of the cells (68A, 68B).