RU108264U1 - COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS - Google Patents
COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU108264U1 RU108264U1 RU2011117047/07U RU2011117047U RU108264U1 RU 108264 U1 RU108264 U1 RU 108264U1 RU 2011117047/07 U RU2011117047/07 U RU 2011117047/07U RU 2011117047 U RU2011117047 U RU 2011117047U RU 108264 U1 RU108264 U1 RU 108264U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- base
- heat transfer
- radiator
- heat pipes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использовано для нормализации температуры электронных компонентов, в частности центральных процессорных устройств (ЦПУ) современных компьютеров, особенно промышленных компьютеров, предназначенных для установки в уличных условиях или в помещениях при неблагоприятных условиях внешней среды: повышенной запыленности, повышенной влажности, а также при повышенных температурах. Сущность полезной модели состоит в том, что в охлаждающем устройстве для электронных компонентов, содержащем корпус, на наружной поверхности одной из вертикальных стенок которого, являющейся радиатором, имеются теплорассеивающие ребра, а внутри корпуса размещен базовый теплопередающий блок, предназначенный для контактирования с теплонагруженными электронными компонентами, к базовому теплопередающему блоку присоединены тепловые трубки с капиллярно-пористой структурой, связанные с радиатором, согласно полезной модели, часть тепловых трубок расположена выше базового теплопередающего блока (восходящие тепловые трубки), а другая часть - ниже базового теплопередающего блока (нисходящие тепловые трубки); при оптимальных вариантах выполнения заявляемого устройства радиус пор внутренней структуры восходящих и нисходящих тепловых трубок различен и выбран из условия компенсации влияния сил гравитации на характеристики теплопередачи; радиус пор внутренней структуры восходящих и нисходящих трубок выбирается из следующего условия:The utility model relates to radio electronics and can be used to normalize the temperature of electronic components, in particular, central processing units (CPUs) of modern computers, especially industrial computers, designed for installation in outdoor or indoor conditions under adverse environmental conditions: increased dust, high humidity , as well as at elevated temperatures. The essence of the utility model is that in a cooling device for electronic components containing a housing, on the outer surface of one of the vertical walls of which is a radiator, there are heat-dissipating fins, and inside the housing there is a base heat transfer unit designed for contact with heat-loaded electronic components, heat pipes with a capillary-porous structure connected to a radiator are connected to the base heat transfer unit, according to a utility model, part of the heat tubing located above the base of the heat transfer unit (ascending heat pipes) and the other part - the lower base of the heat transfer unit (downstream heat pipes); with optimal embodiments of the inventive device, the pore radius of the internal structure of the ascending and descending heat pipes is different and selected from the conditions for compensating the influence of gravitational forces on heat transfer characteristics; the radius of the pores of the internal structure of the ascending and descending tubes is selected from the following conditions:
где ρ - плотность теплоносителя; g - ускорение силы тяжести; RH - радиус пор в капиллярной структуре нисходящих тепловых трубок; RB - радиус пор в капиллярной структуре восходящих тепловых трубок; hB - высота расположения теплоотводящей части восходящих тепловых трубок над базовым основанием; hH - высота расположения теплоотводящей части нисходящих тепловых трубок ниже базового основания; радиатор является неотъемлемой частью корпуса или выполнен в виде отдельной детали; базовый теплопередающий блок и остальные теплопередающие блоки состоят из двух частей, имеющих со стороны стыковки частей друг с другом пазы для установки тепловых трубок или выполнены сплошными и имеют отверстия для установки тепловых трубок или выполнены сплошными и имеют пазы для установки тепловых трубок со стороны контакта с теплонагруженными электронными компонентами или радиатором; зазоры между частями базового теплопередающего блока и других теплопередающих блоков и тепловыми трубками заполнены теплопроводящей пастой любого типа или легкоплавким припоем; между базовым теплопередающим блоком теплонагруженными электронными компонентами, а также остальными теплопроводящими блоками и радиатором нанесена теплопроводящая паста любого типа; часть внутреннего пространства корпуса со стороны радиатора заполнена теплоизоляционным материалом.where ρ is the density of the coolant; g is the acceleration of gravity; R H is the radius of the pores in the capillary structure of the downward heat pipes; R B is the radius of the pores in the capillary structure of the ascending heat pipes; h B is the height of the heat sink portion of the ascending heat pipes above the base base; h H is the height of the heat sink part of the descending heat pipes below the base base; the radiator is an integral part of the housing or is made as a separate part; the base heat transfer unit and the remaining heat transfer units consist of two parts that have grooves for installing heat pipes on the side of the parts joining each other or are solid and have holes for installing heat pipes or are solid and have grooves for installing heat pipes from the side of contact with the heat loaded electronic components or a radiator; the gaps between the parts of the base heat transfer unit and other heat transfer units and heat pipes are filled with heat-conducting paste of any type or fusible solder; between the base heat transfer unit heat-loaded electronic components, as well as other heat transfer units and the radiator, heat transfer paste of any type is applied; part of the internal space of the casing from the side of the radiator is filled with insulating material.
Полезная модель обеспечивает такой новый технический эффект: повышение однородности температурного поля по высоте радиатора и снижение температуры в области присоединения отводящей части тепловых трубок с одновременным упрощением конструкции охлаждающего устройства, вследствие чего улучшаются функциональные возможности устройства и повышается надежность его работы. The utility model provides such a new technical effect: increasing the uniformity of the temperature field along the height of the radiator and lowering the temperature in the area of connection of the outlet part of the heat pipes while simplifying the design of the cooling device, thereby improving the functionality of the device and increasing the reliability of its operation.
Description
Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована для нормализации температуры электронных компонентов, в частности центральных процессорных устройств (ЦПУ) современных компьютеров, особенно промышленных компьютеров, предназначенных для установки в уличных условиях или в помещениях при неблагоприятных условиях внешней среды: повышенной запыленности, повышенной влажности, а также при повышенных температурах.The utility model relates to radio electronics and can be used to normalize the temperature of electronic components, in particular, central processing units (CPUs) of modern computers, especially industrial computers, designed for installation in outdoor or indoor conditions under adverse environmental conditions: increased dust, high humidity , as well as at elevated temperatures.
Известно устройство для охлаждения деталей компьютера (см. патент РФ №2348963, МПК G06F 1/20 (2006.01), опубл.: 10.03.2009), содержащее теплопередающий блок, соединенный с возможностью передачи тепла с тепловыделяющими деталями для приема выделяемого тепла теплорассеивающими деталями; по меньшей мере, одну тепловую трубку, содержащую участок для соединения с теплопередающим блоком, соединенную с возможностью передачи тепла с теплопередающим блоком, и участок для соединения с теплорассеивающими ребрами, согнутый с получением изогнутой формы; и множество теплорассеивающих ребер.A device is known for cooling computer parts (see RF patent No. 2348963, IPC G06F 1/20 (2006.01), publ.: March 10, 2009), comprising a heat transfer unit connected to transmit heat with heat-generating parts to receive heat dissipated by heat-dissipating parts; at least one heat pipe comprising a portion for connecting to a heat transfer unit, coupled to transfer heat to a heat transfer unit, and a portion for connecting to heat dissipating ribs, bent to form a curved shape; and many heat dissipating ribs.
Однако описанное устройство имеет следующие недостатки: при отведении большого количества тепла такое устройство нуждается в принудительном обдуве при помощи вентилятора, наличие которого повышает уровень шума и снижает надежность системы. Кроме этого, так как отвод тепла осуществляется ребрами, находящимися внутри корпуса компьютера, внутренний объем воздуха быстро нагревается и возникает необходимость обеспечения эффективной циркуляции воздуха через вентиляционные отверстия в наружных стенках корпуса, что делает невозможным защиту конструкции компьютера от попадания внутрь пыли и влаги, что негативно сказывается на его надежности.However, the described device has the following disadvantages: when removing a large amount of heat, such a device requires forced airflow using a fan, the presence of which increases the noise level and reduces the reliability of the system. In addition, since heat is removed by fins located inside the computer case, the internal air volume heats up quickly and there is a need to ensure effective air circulation through the ventilation holes in the external walls of the case, which makes it impossible to protect the computer structure from dust and moisture, which is negative affects its reliability.
Известна также система пассивного охлаждения моноблочного компьютера (см. патент РФ на полезную модель №64400, МПК G06F 3/00 (2006.01), G06F 15/00 (2006.01), опубл. 27.06.2007), под пассивной системой охлаждения имеется в виду то, что моноблочный компьютер не содержит специальных электромеханических блоков, предназначенных для его охлаждения, тепло, выделяемое такими элементами моноблочного компьютера как процессор, chipset и т.д. отводится либо непосредственно от их корпуса, либо с помощью радиаторов за счет излучения и естественной конвекции, без принудительного обдува (принудительной конвекции) или циркуляции охлаждающей жидкости.A passive cooling system for a monoblock computer is also known (see RF patent for utility model No. 64400, IPC G06F 3/00 (2006.01), G06F 15/00 (2006.01), publ. 06/27/2007), by passive cooling system we mean that a monoblock computer does not contain special electromechanical units designed to cool it, the heat generated by such elements of a monoblock computer as a processor, chipset, etc. it is diverted either directly from their housing, or by means of radiators due to radiation and natural convection, without forced airflow (forced convection) or circulation of the coolant.
Однако описанное устройство имеет следующие недостатки: отвод тепла от тепловыделяющих элементов исключительно при помощи радиаторов имеет ограничения, связанные с тем, что из-за конечной теплопроводности материала радиатора тепловое поле неравномерно распределяется по поверхности радиатора, не позволяя, без дополнительных мер, таких как применение тепловых трубок, эффективно использовать всю его площадь. Таким образом, охлаждение с использованием описанного устройства недостаточно эффективно и не может быть применено для охлаждения современных высокопроизводительных процессоров и других элементов, характеризующихся высоким тепловыделением.However, the described device has the following disadvantages: heat removal from the heat-generating elements exclusively by means of radiators has limitations due to the fact that, due to the finite heat conductivity of the radiator material, the thermal field is unevenly distributed over the surface of the radiator, without allowing, without additional measures, such as the use of heat tubes, effectively use its entire area. Thus, cooling using the described device is not efficient enough and cannot be used for cooling modern high-performance processors and other elements characterized by high heat dissipation.
Известно также охлаждающее устройство для электронных компонентов, описанное в принятом нами за прототип патенте (см. патент США №7177154, МПК Н05К 7/20 (2006.01), опубл. 13.02.2007), содержащее корпус, на наружной поверхности одной из вертикальных стенок которого, являющейся радиатором, имеются теплорассеивающие ребра, внутри корпуса размещен базовый теплопередающий блок, предназначенный для контактирования с теплонагруженными электронными компонентами; к базовому теплопроводящему блоку присоединены тепловые трубки с капиллярно-пористой структурой или пульсирующие (змеевидные) тепловые трубки, связанные с радиатором, при этом тепловые трубки направлены только в одну сторону (в сторону ближайшего к ЦПУ края системной платы). В этом устройстве предполагается использование тепловых трубок с капиллярно-пористой структурой в случае, когда нагретый конец трубки находится на одном уровне с охлаждаемым концом или ниже и использование пульсирующих тепловых трубок в противном случае. Для равномерного распределения теплового поля по поверхности радиатора в описанном устройстве использованы дополнительные тепловые трубки, проходящие вдоль радиатора между его ребрами.Also known is a cooling device for electronic components, described in the patent adopted by us for the prototype (see US patent No. 7177154, IPC Н05К 7/20 (2006.01), publ. 13.02.2007), comprising a housing on the outer surface of one of the vertical walls of which which is a radiator, there are heat-dissipating fins, a basic heat transfer unit is placed inside the case, designed for contact with heat-loaded electronic components; heat pipes with a capillary-porous structure or pulsating (serpentine) heat pipes connected to a radiator are connected to the base heat-conducting block, while the heat pipes are directed only in one direction (towards the edge of the system board closest to the CPU). This device assumes the use of heat pipes with a capillary-porous structure in the case where the heated end of the pipe is at the same level with the cooled end or lower and the use of pulsating heat pipes otherwise. For a uniform distribution of the thermal field over the surface of the radiator, the described device uses additional heat pipes passing along the radiator between its ribs.
К недостаткам конструкции можно отнести то, что зоны отвода теплоты тепловых трубок сконцентрированы в одной (верхней или нижней) части радиатора. Это приводит к неоднородности температурного поля по его высоте и повышению температуры в области присоединения отводящей части тепловых трубок по сравнению со всей поверхностью радиатора. Толщина теплового пограничного слоя по высоте радиатора увеличивается. В верхней части радиатора тепловой пограничный слой имеет большую толщину, чем в нижней части радиатора. Даже при условии изотермичности поверхности охлаждения это приводит к снижению коэффициентов теплоотдачи в верхней части и, соответственно, к ухудшению отвода теплоты от радиатора в окружающую среду. Температура зон отвода теплоты тепловых трубок повышается, что в конечном итоге приводит к росту температуры объекта охлаждения (ЦПУ) и ухудшению его функциональных возможностей. Для устранения этого недостатка и возникла необходимость использования в конструкции двух различных видов тепловых трубок (как показано выше), а также размещения дополнительных трубок, проходящих вдоль радиатора между его ребрами, что существенно усложняет конструкцию описанного устройства и приводит к снижению ее надежности при эксплуатации.The design flaws include the fact that the heat removal zones of the heat pipes are concentrated in one (upper or lower) part of the radiator. This leads to an inhomogeneity of the temperature field along its height and an increase in temperature in the area of attachment of the outlet part of the heat pipes compared to the entire surface of the radiator. The thickness of the thermal boundary layer increases along the height of the radiator. In the upper part of the radiator, the thermal boundary layer has a greater thickness than in the lower part of the radiator. Even if the cooling surface is isothermal, this leads to a decrease in the heat transfer coefficients in the upper part and, accordingly, to a deterioration in the removal of heat from the radiator to the environment. The temperature of the heat removal zones of the heat pipes rises, which ultimately leads to an increase in the temperature of the cooling object (CPU) and the deterioration of its functionality. To eliminate this drawback, there was a need to use two different types of heat pipes in the design (as shown above), as well as to place additional pipes passing along the radiator between its ribs, which significantly complicates the design of the described device and reduces its reliability during operation.
Задачей настоящей полезной модели является повышение однородности температурного поля по высоте радиатора и снижение температуры в области присоединения отводящей части тепловых трубок с одновременным упрощением конструкции охлаждающего устройства, вследствие чего улучшаются функциональные возможности устройства и повышается надежность его работы.The objective of this utility model is to increase the uniformity of the temperature field along the height of the radiator and reduce the temperature in the area of the connecting part of the heat pipes, while simplifying the design of the cooling device, thereby improving the functionality of the device and increasing the reliability of its operation.
Для решения этой задачи в охлаждающем устройстве для электронных компонентов, содержащем корпус, на наружной поверхности одной из вертикальных стенок которого, являющейся радиатором, имеются теплорассеивающие ребра, а внутри корпуса размещен базовый теплопередающий блок, предназначенный для контактирования с теплонагруженными электронными компонентами, к базовому теплопередающему блоку присоединены тепловые трубки с капиллярно-пористой структурой, связанные с радиатором, согласно полезной модели, часть тепловых трубок расположена выше базового теплопередающего блока (восходящие тепловые трубки), а другая часть - ниже базового теплопередающего блока (нисходящие тепловые трубки); при оптимальных вариантах выполнения заявляемого устройства радиус пор внутренней структуры восходящих и нисходящих тепловых трубок различен и выбран из условия компенсации влияния сил гравитации на характеристики теплопередачи; радиус пор внутренней структуры восходящих и нисходящих трубок выбирается из следующего условия:To solve this problem, in a cooling device for electronic components containing a housing, on the outer surface of one of the vertical walls of which is a radiator, there are heat-dissipating fins, and inside the housing there is a base heat transfer unit intended for contacting heat-loaded electronic components to the base heat transfer unit heat pipes with a capillary-porous structure connected to the radiator are connected, according to a utility model, some of the heat pipes are located above the base of the heat transfer unit (ascending heat pipes) and the other part - the lower base of the heat transfer unit (downstream heat pipes); with optimal embodiments of the inventive device, the pore radius of the internal structure of the ascending and descending heat pipes is different and selected from the conditions for compensating the influence of gravitational forces on the heat transfer characteristics; the radius of the pores of the internal structure of the ascending and descending tubes is selected from the following conditions:
где ρ - плотность теплоносителя; g - ускорение силы тяжести; RH - радиус пор в капиллярной структуре нисходящих тепловых трубок; RB - радиус пор в капиллярной структуре восходящих тепловых трубок; hB - высота расположения теплоотводящей части восходящих тепловых трубок над базовым основанием; hH - высота расположения теплоотводящей части нисходящих тепловых трубок ниже базового основания; радиатор является неотъемлемой частью корпуса или выполнен в виде отдельной детали; базовый теплопередающий блок и остальные теплопередающие блоки состоят из двух частей, имеющих со стороны стыковки частей друг с другом пазы для установки тепловых трубок или выполнены сплошными и имеют отверстия для установки тепловых трубок или выполнены сплошными и имеют пазы для установки тепловых трубок со стороны контакта с теплонагруженными электронными компонентами или радиатором; зазоры между частями базового теплопередающего блока и других теплопередающих блоков и тепловыми трубками заполнены теплопроводящей пастой любого типа или легкоплавким припоем; между базовым теплопередающим блоком теплонагруженными электронными компонентами, а также остальными теплопроводящими блоками и радиатором нанесена теплопроводящая паста любого типа; часть внутреннего пространства корпуса со стороны радиатора заполнена теплоизоляционным материалом.where ρ is the density of the coolant; g is the acceleration of gravity; R H is the radius of the pores in the capillary structure of the downward heat pipes; R B is the radius of the pores in the capillary structure of the ascending heat pipes; h B is the height of the heat sink portion of the ascending heat pipes above the base base; h H is the height of the heat sink part of the descending heat pipes below the base base; the radiator is an integral part of the housing or is made as a separate part; the base heat transfer unit and the remaining heat transfer units consist of two parts that have grooves for installing heat pipes on the side of the parts joining each other or are solid and have holes for installing heat pipes or are solid and have grooves for installing heat pipes from the side of contact with heat-loaded electronic components or a radiator; the gaps between the parts of the base heat transfer unit and other heat transfer units and heat pipes are filled with heat-conducting paste of any type or fusible solder; between the base heat transfer unit heat-loaded electronic components, as well as other heat transfer units and the radiator, heat transfer paste of any type is applied; part of the internal space of the casing from the side of the radiator is filled with insulating material.
Причинно-следственная связь между предлагаемой совокупностью признаков и достигаемым техническим эффектом состоит в следующем.The causal relationship between the proposed set of features and the achieved technical effect is as follows.
Эффективность теплоотвода достигается тем, что одна часть тепловых трубок, теплоотдающие поверхности которых равномерно расположенных по поверхности радиатора, расположена выше базового теплопередающего блока (восходящие тепловые трубки), а другая - ниже базового теплопередающего блока (нисходящие тепловые трубки), при этом эффективная площадь отвода теплоты радиатором увеличивается и температура базового теплопередающего блока, с которым контактирует теплонагруженных электронный компонент, например ЦПУ, снижается, следовательно, нормализуется температурный режим охлаждаемого электронного компонента, что увеличивает надежность работы всего устройства. Зоны отвода теплоты тепловых трубок, которые расположены ниже теплопередающего блока находятся в лучших условиях по теплоотдаче по сравнению с теми, которые размещены выше, поскольку толщина теплового пограничного слоя в этой части радиатора меньше, чем в верхней. Однако при передаче тепловой энергии против сил гравитации эффективность работы тепловых трубок несколько снижается (увеличивается общее тепловое сопротивление и снижается максимальный тепловой поток), что может незначительно сказаться на равномерности отвода теплоты от теплонагруженного электронного компонента. Для компенсации снижения эффективности работы тепловых трубок, которые расположены ниже базового теплопередающего блока, они конструктивно выполнены таким образом, чтобы компенсировать силы гравитации, которые препятствуют движению теплоносителя внутри капиллярной структуры к зоне подвода теплоты (базовому теплопередающего блоку). Это достигается тем, что радиус пор капиллярной структуры в нисходящих тепловых трубках выбран таким образом, чтобы капиллярный напор в них был выше, чем в восходящих тепловых трубках.The heat sink efficiency is achieved by the fact that one part of the heat pipes, the heat transfer surfaces of which are evenly spaced on the surface of the radiator, is located above the base heat transfer unit (ascending heat pipes), and the other is lower than the base heat transfer unit (descending heat pipes), while the effective area of heat removal the radiator increases and the temperature of the base heat transfer unit, with which the heat-loaded electronic component, for example, the CPU, is in contact, decreases, therefore, ormalizuetsya temperature conditions of the electronic component being cooled, which increases the reliability of the entire device. The heat removal zones of the heat pipes that are located below the heat transfer unit are in better conditions for heat transfer compared to those located above, since the thickness of the thermal boundary layer in this part of the radiator is less than in the upper one. However, during the transfer of thermal energy against the forces of gravity, the efficiency of the heat pipes decreases slightly (the total thermal resistance increases and the maximum heat flux decreases), which may slightly affect the uniformity of heat removal from the heat-loaded electronic component. To compensate for the decrease in the efficiency of the heat pipes, which are located below the base heat transfer unit, they are structurally designed in such a way as to compensate for the gravitational forces that impede the movement of the coolant inside the capillary structure to the heat supply zone (base heat transfer unit). This is achieved by the fact that the pore radius of the capillary structure in the descending heat pipes is selected so that the capillary pressure in them is higher than in the ascending heat pipes.
где σ - коэффициент поверхностного натяжения теплоносителя; RH - радиус пор в капиллярной структуре нисходящих тепловых трубок; RB - радиус пор в капиллярной структуре восходящих тепловых трубок.where σ is the coefficient of surface tension of the coolant; R H is the radius of the pores in the capillary structure of the downward heat pipes; R B is the radius of the pores in the capillary structure of the ascending heat pipes.
Для того чтобы тепловые трубки (восходящие и нисходящие) одинаково передавали тепловую энергию, необходимо выполнение следующего условия:In order for the heat pipes (ascending and descending) to equally transmit thermal energy, the following condition must be met:
где σ - коэффициент поверхностного натяжения теплоносителя; ρ - плотность теплоносителя; g - ускорение силы тяжести; hB - высота расположения теплоотводящей части восходящих тепловых трубок над базовым основанием; hH - высота расположения теплоотводящей части нисходящих тепловых трубок ниже базового основания; RH - радиус пор в капиллярной структуре нисходящих тепловых трубок; RB - радиус пор в капиллярной структуре восходящих тепловых трубок. Например, если радиус пор капиллярной структуры у восходящих тепловых трубок равен 45 мкм (что соответствует пористости 90%), а их зона отвода теплоты располагается выше базового основания на 0,1 м, и зона отвода теплоты нисходящих тепловых трубок ниже базового основания на 0,1 м, то радиус пор капиллярной структуры нисходящих тепловых трубок должен составлять 25 мкм (пористость 75%). В этом случае достигаются одинаковые условия для отвода теплоты как восходящими, так и нисходящими тепловыми трубками.where σ is the coefficient of surface tension of the coolant; ρ is the density of the coolant; g is the acceleration of gravity; h B is the height of the heat sink portion of the ascending heat pipes above the base base; h H is the height of the heat sink part of the descending heat pipes below the base base; R H is the radius of the pores in the capillary structure of the downward heat pipes; R B is the radius of the pores in the capillary structure of the ascending heat pipes. For example, if the pore radius of the capillary structure of the ascending heat pipes is 45 μm (which corresponds to a porosity of 90%), and their heat removal zone is 0.1 m above the base base, and the heat removal zone of the descending heat pipes is 0 lower than the base base, 1 m, the pore radius of the capillary structure of the descending heat pipes should be 25 μm (porosity 75%). In this case, the same conditions are achieved for the removal of heat by both ascending and descending heat pipes.
Существенно, что эффективное охлаждение электронных компонентов осуществляется без необходимости обеспечения воздухообмена между внутренним объемом корпуса и внешней средой, что позволяет выполнить корпус защищенным от проникновения внутрь пыли и влаги.It is essential that effective cooling of electronic components is carried out without the need for air exchange between the internal volume of the housing and the external environment, which allows the housing to be protected against penetration of dust and moisture.
На фиг.1 показано предлагаемое охлаждающего устройство для электронных компонентов при снятой противоположной радиатору стенке, вид спереди; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1, вариант выполнения устройства с теплоизоляционным материалом.Figure 1 shows the proposed cooling device for electronic components with the opposite wall of the radiator removed, front view; figure 2 is a section along aa in figure 1; figure 3 is a section along BB in figure 1; figure 4 is a section bB in figure 1, an embodiment of a device with heat-insulating material.
Предлагаемое устройство содержит корпус 1, на наружной поверхности одной из вертикальных стенок которого, являющейся радиатором 2, имеются теплорассеивающие ребра 3, а внутри корпуса 1 размещен базовый теплопередающий блок 4, предназначенный для контактирования с теплонагруженными электронными компонентами 5, в данном случае ЦПУ, установленным на системной плате 6, к базовому теплопередающему блоку 4 присоединены в данном конкретном примере четыре тепловые трубки 7 с капиллярно-пористой структурой, связанные с радиатором 2 через соответственно четыре теплопередающих блока 8. Часть тепловых трубок 7 расположена выше базового теплопередающий блока 4 (восходящие тепловые трубки), а другая часть - ниже базового теплопередающий блока 4 (нисходящие тепловые трубки), при этом радиус пор внутренней структуры восходящих и нисходящих тепловых трубок 7 различен и выбран из условия компенсации влияния сил гравитации на характеристики теплопередачи.The proposed device includes a housing 1, on the outer surface of one of the vertical walls of which is a radiator 2, there are heat-dissipating fins 3, and inside the housing 1 there is a basic heat transfer unit 4 designed for contact with heat-loaded electronic components 5, in this case, a CPU mounted on system board 6, four heat pipes 7 with a capillary-porous structure connected to the radiator 2 through the corresponding heat sink 7 are connected to the base heat transfer unit 4 in this particular example four heat transfer units 8. Part of the heat pipes 7 is located above the base heat transfer unit 4 (ascending heat pipes), and the other part is lower than the base heat transfer unit 4 (descending heat pipes), while the pore radius of the internal structure of the ascending and descending heat pipes 7 is different and selected from the conditions of compensation of the influence of gravitational forces on the characteristics of heat transfer.
Радиатор 2 с ребрами 3 может являться неотъемлемой частью корпуса 1 или быть выполненным в виде отдельной детали (как показано на фиг.1-3), соединенной с корпусом 1 при помощи винтов 9, либо состоять из множества составных частей. Базовый теплопередающий блок 4 может быть закреплен внутри корпуса 1 при помощи монтажных стоек 10 или любым другим образом.The radiator 2 with fins 3 can be an integral part of the housing 1 or be made in the form of a separate part (as shown in Fig.1-3) connected to the housing 1 using screws 9, or consist of many components. The base heat transfer unit 4 can be fixed inside the housing 1 using mounting racks 10 or in any other way.
Базовый теплопередающий блок 4 и остальные теплопередающие блоки 8 могут состоять из двух частей, имеющих со стороны стыковки частей друг с другом пазы для установки тепловых трубок 7, или быть сплошными и иметь отверстия для установки тепловых трубок 7, либо быть сплошными и иметь пазы для установки тепловых трубок 7 со стороны контакта с теплонагруженными электронными компонентами 5 или радиатором 2. Части базового теплопередающего блока 4 могут скрепляться между собой и с монтажными стойками 10 при помощи винтов 11. Части остальных теплопередающих блоков 8 могут скрепляться между собой и с радиатором 2 при помощи винтов 12. Для улучшения теплопередачи, между частями базового теплопередающего блока 4 или теплопередающих блоков 8 и тепловыми трубками 7 зазоры заполнены теплопроводящей пастой любого типа или легкоплавким припоем. Между базовым теплопроводящим блоком 4 и теплонагруженными электронными компонентами 5, а также остальными теплопроводящими блоками 8 и радиатором 2 нанесена теплопроводящая паста любого типа.The base heat transfer unit 4 and other heat transfer units 8 may consist of two parts having grooves for installing heat pipes 7 from the side of the parts joining each other, or be continuous and have holes for installing heat pipes 7, or be continuous and have grooves for installation heat pipes 7 from the side of contact with heat-loaded electronic components 5 or radiator 2. Parts of the base heat transfer unit 4 can be fastened together and with mounting racks 10 using screws 11. Parts of the remaining heat transfer units 8 can be fastened together and with a radiator 2 using screws 12. To improve heat transfer, between the parts of the base heat transfer unit 4 or heat transfer units 8 and heat pipes 7, the gaps are filled with any type of heat-conducting paste or low-melting solder. Between the base heat-conducting block 4 and the heat-loaded electronic components 5, as well as the rest of the heat-conducting blocks 8 and the radiator 2, heat-conducting paste of any type is applied.
Для предотвращения возврата тепла от радиатора 2 во внутреннюю часть корпуса 1, часть внутреннего пространства корпуса 1 со стороны радиатора 2 может быть заполнена теплоизоляционным материалом 13, например силиконовой композицией с наполнителем, как показано на фиг.4.To prevent the return of heat from the radiator 2 to the inner part of the housing 1, part of the inner space of the housing 1 from the side of the radiator 2 can be filled with heat-insulating material 13, for example, a silicone composition with a filler, as shown in Fig.4.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Различное электронное оборудование, как например функциональные блоки промышленного компьютера, устанавливаются внутрь корпуса 1 таким образом, что наиболее теплонагруженные электронные компоненты 5, например ЦПУ, контактируют с базовым теплопередающим блоком 4. Тепло, выделяемое электронными компонентами 5, передается при помощи восходящих и нисходящих тепловых трубок 7, работающих с равной эффективностью (вследствие выбора пористости их внутренней структуры из условия компенсации влияния сил гравитации на характеристики теплопередачи), теплопередающим блокам 8, контактирующим с разными частями радиатора 2, что позволяет равномерно распределить тепловое поле по его высоте. Далее тепло отводится с поверхности радиатора 2 и поверхности его ребер 3 в окружающую среду путем излучения, естественной или вынужденной конвекции. Эффективный отвод тепла от наиболее теплонагруженных электронных компонентов 5 наружу корпуса 1 позволяет нормализовать не только их температурный режим, но также уменьшить температуру воздуха во всем внутреннем объеме корпуса 1, тем самым обеспечив более благоприятные условия для работы всех функциональных блоков, повысив надежность их работы.The work of the proposed device is as follows. Various electronic equipment, such as the functional blocks of an industrial computer, are installed inside the housing 1 so that the most heat-loaded electronic components 5, for example, a CPU, are in contact with the base heat transfer unit 4. The heat generated by the electronic components 5 is transmitted using ascending and descending heat pipes 7, working with equal efficiency (due to the choice of the porosity of their internal structure from the condition for compensating the influence of gravitational forces on the heat transfer characteristics aci), heat transferring units 8 in contact with different parts of the radiator 2, which allows you to evenly distribute the heat field along its height. Next, heat is removed from the surface of the radiator 2 and the surface of its ribs 3 into the environment by radiation, natural or forced convection. Effective heat removal from the most heat-loaded electronic components 5 to the outside of the housing 1 allows to normalize not only their temperature regime, but also to reduce the air temperature in the entire internal volume of the housing 1, thereby providing more favorable conditions for the operation of all functional blocks, increasing the reliability of their work.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117047/07U RU108264U1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117047/07U RU108264U1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU108264U1 true RU108264U1 (en) | 2011-09-10 |
Family
ID=44758177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117047/07U RU108264U1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU108264U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196009U1 (en) * | 2019-09-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "ЭМЗ "АВАНГАРД-КОНВЕРСИЯ" | Subway Car DC Voltage Converter |
-
2011
- 2011-04-29 RU RU2011117047/07U patent/RU108264U1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196009U1 (en) * | 2019-09-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "ЭМЗ "АВАНГАРД-КОНВЕРСИЯ" | Subway Car DC Voltage Converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2561769C (en) | Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices | |
| US7958935B2 (en) | Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices | |
| JP3854920B2 (en) | Heat dissipation structure of electronic equipment | |
| US20150000871A1 (en) | Housing with heat pipes integrated into enclosure fins | |
| CN111213439B (en) | Electronic device | |
| JP5252204B2 (en) | Cooling system | |
| US20070227707A1 (en) | Method, apparatus and system for providing for optimized heat exchanger fin spacing | |
| US9318410B2 (en) | Cooling assembly using heatspreader | |
| US9335800B2 (en) | Cooler for computing modules of a computer | |
| JP2014502785A (en) | Electronic device having a housing provided with a plurality of heat generating components | |
| RU108264U1 (en) | COOLING DEVICE FOR ELECTRONIC COMPONENTS | |
| CN113892307A (en) | Decoupled conduction/convection dual heat sink for on-board memory microcontroller | |
| RU2474888C2 (en) | Cooling device for electronic components | |
| US20110100607A1 (en) | Heat dissipating cavity of looped heat pipe | |
| JP2014049712A (en) | Heat radiator | |
| RU2389164C1 (en) | Radio-electronic block | |
| KR101180494B1 (en) | Heat-dissipating device for graphic card | |
| EP3209102A1 (en) | Communication system and communication device therefor | |
| TWM524499U (en) | Heat dissiapation module | |
| JP2006013043A (en) | Heat-piped heatsink | |
| CN210694693U (en) | Refrigerant cooling radiator structure | |
| CN114383216B (en) | Radiating assembly, heating device and air conditioner | |
| RU138093U1 (en) | RADIATOR AND PCB MOUNTING DEVICE | |
| WO2020118628A1 (en) | Vibration-reducing structure, installation method, and electronic device | |
| RU2667360C1 (en) | Method for providing passive heat receptor of mobile device processing unit or laptop computer based on diamond-copper composite material and device for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20111016 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20121110 |