RU2214702C2

RU2214702C2 - Cooler for radio electron hardware

Info

Publication number: RU2214702C2
Application number: RU2001125221/09A
Authority: RU
Inventors: Т.А. Исмаилов; О.В. Евдулов; М.М. Абдурахманова
Original assignee: Дагестанский государственный технический университет
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2003-10-20

Abstract

FIELD: radio electronics, cooling of radio electron equipment operating under thermal cycling. SUBSTANCE: cooler for radio electron hardware includes thin-walled metal vessel divided by metal partitions positioned in parallel with plane of arrangement of cooled radio elements into individual compartments filled with fusible filling agents with different melting points growing towards plane of installation of cooled radio elements. Partitions protrude beyond side surfaces of metal vessel and are brought into thermal contact with heat absorbing junctions of thermoelectric modules forming upper stages of cascade thermoelectric battery. Heat-sink is connected to heat releasing junction of cascade thermoelectric battery. Cascade thermoelectric battery is energized from electric energy source. EFFECT: removed restrictions for length of pause in operation of radio element thanks to intensification of cooling process and hardening of fusible filling agents when operation of radio element is interrupted. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к охлаждению радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры, работающих при циклических тепловых воздействиях. The invention relates to electronic equipment, in particular to the cooling of electronic equipment, and can be used to cool elements of electronic equipment operating under cyclic thermal effects.

Прототипом предлагаемого изобретения является прибор, описанный в [1]. Прибор содержит полое металлическое основание для размещения охлаждаемых радиоэлементов, основание снабжено металлическими перегородками, установленными параллельно плоскости установки охлаждаемых элементов и разделяющими его внутреннюю полость на изолированные отсеки, заполненные плавящимися наполнителями с различными температурами плавления и расположенные в порядке возрастания температур плавления их плавящихся наполнителей в направлении к плоскости установки охлаждаемых радиоэлементов. При эксплуатации радиоэлементов основная часть рассеиваемого ими тепла поглощается за счет скрытой теплоты плавления наполнителя. После окончания работы радиоэлементов происходит остывание наполнителей и его затвердевание вследствие теплообмена с окружающей средой. The prototype of the invention is the device described in [1]. The device contains a hollow metal base for placement of cooled radio elements, the base is equipped with metal partitions installed parallel to the plane of installation of the cooled elements and dividing its internal cavity into insulated compartments filled with melting fillers with different melting points and arranged in order of increasing melting temperatures of their melting fillers in the direction to installation planes of cooled radioelements. When operating radioelements, the bulk of the heat dissipated by them is absorbed due to the latent heat of fusion of the filler. After the end of the operation of the radioelements, the fillers cool down and solidify as a result of heat exchange with the environment.

Особенностью охлаждающего устройства такого типа является значительное превалирование длительности перерыва между включениями радиоэлементов над временем работы радиоэлементов в "пиковом" режиме, что является существенным недостатком при необходимости отвода тепла от радиоэлементов с незначительным временем перерыва в работе. A feature of this type of cooling device is the significant prevalence of the break between switching on the radio elements over the operating time of the radio elements in the "peak" mode, which is a significant drawback if it is necessary to remove heat from the radio elements with an insignificant interruption time.

Для устранения указанного недостатка предлагается устройство, конструкция которого показана на чертеже. To eliminate this drawback, a device is proposed, the design of which is shown in the drawing.

Устройство состоит из тонкостенной металлической емкости 1, разделенной металлическими перегородками 2, расположенными параллельно плоскости размещения охлаждаемых радиоэлементов 3, на изолированные отсеки, заполненные плавящимися наполнителями 4 с различными температурами плавления, возрастающими в направлении к плоскости установки охлаждаемых радиоэлементов 3. Перегородки 2 выступают за боковые поверхности металлической емкости 1 и приведены в тепловой контакт с теплопоглощающими спаями термоэлектрических модулей 5, образующих верхние каскады каскадной термоэлектрической батареи. Термоэлектрические модули 5 размещены на теплопоглощающем спае нижнего базового каскада 6 каскадной термоэлектрической батареи по краям. Центральная область нижнего базового каскада 6 каскадной термоэлектрической батареи теплопоглощающим спаем приведена в контакт с поверхностью металлической емкости 1, противоположной размещению охлаждаемых радиоэлементов 3. К тепловыделяющему спаю каскадной термоэлектрической батареи присоединен радиатор 7. Питание каскадной термоэлектрической батареи осуществляется источником электрической энергии 8. The device consists of a thin-walled metal container 1, separated by metal partitions 2, parallel to the plane of placement of the cooled radioelements 3, into insulated compartments filled with melting fillers 4 with different melting points, increasing in the direction of the plane of installation of the cooled radioelements 3. Partitions 2 protrude from the side surfaces metal container 1 and are brought into thermal contact with heat-absorbing junctions of thermoelectric modules 5, forming a external cascades of a cascade thermoelectric battery. Thermoelectric modules 5 are placed on the heat-absorbing joint of the lower base cascade 6 of the cascade thermoelectric battery at the edges. The central region of the lower base cascade 6 of the cascade thermoelectric battery by heat-absorbing junction is brought into contact with the surface of a metal container 1 opposite to the placement of the cooled radio elements 3. A radiator 7 is connected to the heat-generating junction of the cascade thermoelectric battery 7. The cascade thermoelectric battery is powered by an electric energy source 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Тепло, поступающее от радиоэлемента 3, передается металлической емкости 1 и через поверхность соприкосновения плавящимся наполнителям 4. Далее одновременно происходит прогрев наполнителей 4 до температуры плавления и процесс плавления. Температура оболочки металлической емкости 1 и, соответственно, радиоэлемента 3 не будет существенно возрастать по сравнению с температурой плавления наполнителя 4, находящегося в самом верхнем отсеке, пока существуют обе фазы (твердая и жидкая). После окончания цикла работы радиоэлемента 3 происходит остывание наполнителей 4 и их затвердевание за счет отвода тепла каскадной термоэлектрической батареей. Использование каскадной термоэлектрической батареи в предлагаемом исполнении позволит интенсифицировать процесс охлаждения и затвердевания наполнителей 4. Основной отвод тепла от металлической емкости 1 с наполнителями 4 осуществляется нижним базовым каскадом 6 каскадной термоэлектрической батареи. Термоэлектрические модули 5, образующие верхние каскады каскадной термоэлектрической батареи, создают дополнительный теплосъем для интенсификации процесса охлаждения наполнителей 4. Отвод тепла от тепловыделяющего спая каскадной термоэлектрической батареи производится радиатором 7. Питание каскадной термоэлектрической батареи осуществляется источником постоянного электрического тока 8. The heat coming from the radio element 3 is transferred to the metal container 1 and through the contact surface of the melting fillers 4. Then, at the same time, the fillers 4 are heated to the melting temperature and the melting process. The temperature of the shell of the metal container 1 and, accordingly, of the radio element 3 will not increase significantly compared with the melting temperature of the filler 4, located in the uppermost compartment, while both phases exist (solid and liquid). After the end of the cycle of operation of the radio element 3, the fillers 4 cool and solidify due to heat removal by the cascade thermoelectric battery. The use of cascade thermoelectric batteries in the proposed design will intensify the process of cooling and solidification of fillers 4. The main heat removal from the metal tank 1 with fillers 4 is carried out by the lower base cascade 6 of the cascade thermoelectric battery. Thermoelectric modules 5, forming the upper cascades of the cascade thermoelectric battery, create additional heat removal to intensify the process of cooling the fillers 4. Heat is removed from the heat-generating junction of the cascade thermoelectric battery by the radiator 7. The cascade thermoelectric battery is powered by a constant electric current source 8.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1148063, кл. Н 01 L 23/42, 1985.Sources of information
1. USSR copyright certificate 1148063, cl. H 01 L 23/42, 1985.

Claims

An electronic equipment cooler containing a hollow metal base for accommodating cooled radioelements, equipped with metal partitions mounted parallel to the installation plane of the cooled radioelements and dividing its internal cavity into isolated compartments filled with melting fillers with different melting points and arranged in order of increasing melting temperatures of their melting fillers in direction to the plane of installation of the cooled radio elements, about characterized in that the metal partitions protrude beyond the side surfaces of the metal container and are brought into thermal contact with the heat-absorbing junctions of the thermoelectric modules forming the upper cascades of the cascade thermoelectric battery placed on the heat-absorbing junction of the lower base cascade along the edges, the central region of which is heat-contacted, and are brought into contact with the surface metal container, the opposite of the placement of cooled radio elements, and heat is brought into contact with ra iatorom; cascade thermoelectric battery is powered by a source of electrical energy.