RU2314663C2

RU2314663C2 - Device for cooling elements of radio-electronic equipment working in the mode of short term repeated heat exhausts

Info

Publication number: RU2314663C2
Application number: RU2005112476/09A
Authority: RU
Inventors: Тагир Абдурашидович Исмаилов (RU); Тагир Абдурашидович Исмаилов; Олег Викторович Евдулов (RU); Олег Викторович Евдулов; Микаил Гаджимагомедович Вердиев (RU); Микаил Гаджимагомедович Вердиев; Ариф Менафович Менафов (RU); Ариф Менафович Менафов
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2008-01-10

Abstract

FIELD: radio-electronic equipment engineering, in particular, cooling of radio-electronic equipment, possible use for providing required thermal functioning mode to elements of radio-electronic equipment which operate under conditions of cyclic thermal influences.

SUBSTANCE: in accordance to the invention, inside a container with working substance an evaporator is positioned - thin-walled metallic vessel, evaporation temperature of which is less than melting temperature of working substance. Evaporator by means of pipelines is connected to condenser, made also in form of thin-walled metallic vessel, positioned in additional container, which is filled with substance having fixed temperature and large melting heat, where melting heat is less than evaporation temperature of heat carrier. Evaporator and condenser may have internal and external ribbing.

EFFECT: increased functioning time of an element of radio-electronic equipment within given temperature spectrum.

1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к охлаждению радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано для обеспечения необходимого теплового режима функционирования 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 provide the necessary thermal regime for the operation of elements of electronic equipment operating under cyclic thermal effects.

Прототипом изобретения является прибор, описанный в [1]. Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры представляет собой тонкостенную металлическую емкость, заполненную рабочим веществом, на которую с хорошим тепловым контактом устанавливаются тепловыделяющие элементы. Тепло, рассеиваемое аппаратурой, поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества.The prototype of the invention is the device described in [1]. A device for cooling electronic equipment is a thin-walled metal container filled with a working substance, on which fuel elements are installed with good thermal contact. The heat dissipated by the equipment is absorbed due to the latent heat of fusion of the working substance.

Недостатком данной конструкции является ограниченный промежуток времени, в течение которого температура тепловыделяющего элемента радиоэлектронной аппаратуры поддерживается в заданном диапазоне, определяемом в основном количеством и теплофизическими характеристиками рабочего вещества, мощностью рассеяния элемента радиоэлектронной аппаратуры, условиями теплообмена с окружающей средой.The disadvantage of this design is the limited period of time during which the temperature of the fuel element of electronic equipment is maintained in a predetermined range, determined mainly by the quantity and thermophysical characteristics of the working substance, the power dissipation of the element of electronic equipment, and the conditions of heat exchange with the environment.

Целью изобретения является увеличение времени функционирования элемента радиоэлектронной аппаратуры в заданном температурном диапазоне.The aim of the invention is to increase the operating time of an element of electronic equipment in a given temperature range.

Цель достигается тем, что внутри контейнера с рабочим веществом помещен испаритель - тонкостенная металлическая емкость, частично заполненная легко испаряющимся теплоносителем, температура испарения которого меньше температуры плавления рабочего вещества. Испаритель посредством трубопроводов соединен с конденсатором, выполненным также в виде тонкостенной металлической емкости, размещенной в дополнительном контейнере, заполненном веществом, имеющим фиксированную температуру и большую теплоту плавления, причем температура плавления меньше температуры испарения теплоносителя. А испаритель и конденсатор могут иметь внутреннее и наружное оребрение.The goal is achieved by the fact that an evaporator is placed inside the container with the working substance - a thin-walled metal container partially filled with an easily evaporating coolant, the evaporation temperature of which is less than the melting temperature of the working substance. The evaporator is connected via pipelines to a condenser, also made in the form of a thin-walled metal container, placed in an additional container filled with a substance having a fixed temperature and high heat of fusion, the melting temperature being lower than the temperature of evaporation of the coolant. And the evaporator and condenser can have internal and external fins.

Конструкция устройства приведена на чертеже. Устройство содержит тонкостенный металлический контейнер 1, заполненный рабочим веществом 2 с фиксированной температурой плавления, лежащей в диапазоне рабочих температур элемента радиоэлектронной аппаратуры 3, установленного с хорошим тепловым контактом на его поверхности. Внутри контейнера 1 с рабочим веществом 2 помещен испаритель 4 - тонкостенная металлическая емкость, частично заполненная легко испаряющимся теплоносителем 5, температура испарения которого меньше температуры плавления рабочего вещества 2. Испаритель 4 посредством трубопроводов 6 и 7 соединен с конденсатором 8, выполненным также в виде тонкостенной металлической емкости, размещенной в дополнительном контейнере 9, заполненном веществом 10, имеющим фиксированную температуру и большую теплоту плавления. Температура плавления вещества 10 должна быть меньше температуры испарения теплоносителя 5. Теплоизоляция 11 предназначена для устранения дополнительных теплопритоков из окружающей среды. Испаритель 4 и конденсатор 8 могут иметь внутреннее и наружное оребрение.The design of the device is shown in the drawing. The device comprises a thin-walled metal container 1 filled with a working substance 2 with a fixed melting temperature lying in the operating temperature range of an element of electronic equipment 3 installed with good thermal contact on its surface. Inside the container 1 with the working substance 2, an evaporator 4 is placed - a thin-walled metal container partially filled with an easily evaporating coolant 5, the evaporation temperature of which is lower than the melting temperature of the working substance 2. The evaporator 4 is connected via pipelines 6 and 7 to the condenser 8, also made in the form of a thin-walled metal containers placed in an additional container 9 filled with a substance 10 having a fixed temperature and high heat of fusion. The melting point of the substance 10 should be less than the evaporation temperature of the coolant 5. Thermal insulation 11 is designed to eliminate additional heat influx from the environment. The evaporator 4 and the condenser 8 may have internal and external fins.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Тепло, поступающее от элемента радиоэлектронной аппаратуры 3, передается тонкостенному металлическому контейнеру 1 и через поверхность соприкосновения рабочему веществу 2. За счет теплоподвода происходит прогрев рабочего вещества 2 до температуры плавления и далее процесс плавления. Тепло, рассеиваемое элементом радиоэлектронной аппаратуры 3, поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества 2. Так как температура испарения теплоносителя 5, находящегося в испарителе 4 и имеющего непосредственный тепловой контакт с рабочим веществом 2, меньше температуры плавления последнего, то через определенный промежуток времени, в основном определяемый временем прогрева рабочего вещества 2 до температуры плавления, он начинает интенсивно испаряться. Образующийся в процессе испарения теплоносителя 5 пар по трубопроводу 6 перемещается в конденсатор 8, где конденсируется с выделением тепла, за счет которого вещество 10, находящееся в дополнительном контейнере 9, переходит в жидкое состояние. Образовавшийся конденсат стекает по трубопроводу 7 в испаритель 4, и вышеописанный процесс повторяется. Для устранения дополнительных теплопритоков из окружающей среды предусмотрена теплоизоляция 11.The heat coming from the element of electronic equipment 3 is transferred to a thin-walled metal container 1 and through the contact surface to the working substance 2. Due to the heat supply, the working substance 2 is heated to the melting temperature and then the melting process. The heat dissipated by the element of electronic equipment 3 is absorbed due to the latent heat of fusion of the working substance 2. Since the evaporation temperature of the heat carrier 5 located in the evaporator 4 and having direct thermal contact with the working substance 2 is lower than the melting temperature of the latter, after a certain period of time, mainly determined by the heating time of the working substance 2 to the melting temperature, it begins to evaporate intensively. The steam formed during the evaporation of the coolant 5 through the pipeline 6 is transferred to the condenser 8, where it condenses with the release of heat, due to which the substance 10, located in the additional container 9, becomes liquid. The resulting condensate flows down the pipe 7 to the evaporator 4, and the above process is repeated. To eliminate additional heat influx from the environment, thermal insulation 11 is provided.

Увеличение времени функционирования элемента радиоэлектронной аппаратуры 3 в заданном температурном диапазоне достигается за счет использования дополнительного теплоотвода от контейнера 1 с рабочим веществом 2 в контейнер 9 с рабочим веществом 10, осуществляемого посредством испарительной системы, включающей в себя испаритель 4 и конденсатор 8, соединенные трубопроводами 6 и 7.An increase in the operating time of an element of electronic equipment 3 in a given temperature range is achieved through the use of additional heat removal from the container 1 with the working substance 2 to the container 9 with the working substance 10, carried out by means of an evaporation system including an evaporator 4 and a condenser 8 connected by pipelines 6 and 7.

ЛитератураLiterature

1. Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. М.: Энергия, 1975.1. Alekseev V.A. Cooling of electronic equipment using melting substances. M .: Energy, 1975.

Claims

A device for cooling elements of electronic equipment operating in the mode of intermittent heat release, containing a thin-walled metal container filled with a working substance with a fixed melting temperature lying in the operating temperature range of an element of electronic equipment installed with good thermal contact on its surface, characterized in that an evaporator is placed inside the container with the working substance - a thin-walled metal container partially filled easily a reusable coolant whose evaporation temperature is lower than the melting temperature of the working substance, while the evaporator is connected via pipelines to a condenser, also made in the form of a thin-walled metal container, placed in an additional container filled with a substance having a fixed temperature and high heat of fusion, the melting temperature being lower than the temperature heat carrier vapor, and the evaporator and condenser may have internal and external fins.