SU1667278A1 - Cooling device for electric and radio components - Google Patents

Cooling device for electric and radio components Download PDF

Info

Publication number
SU1667278A1
SU1667278A1 SU894685958A SU4685958A SU1667278A1 SU 1667278 A1 SU1667278 A1 SU 1667278A1 SU 894685958 A SU894685958 A SU 894685958A SU 4685958 A SU4685958 A SU 4685958A SU 1667278 A1 SU1667278 A1 SU 1667278A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat
active
radio
compartment
thermal
Prior art date
Application number
SU894685958A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Ивановна Жилина
Original Assignee
Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта filed Critical Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority to SU894685958A priority Critical patent/SU1667278A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1667278A1 publication Critical patent/SU1667278A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к электрорадиоэлектронике, в частности к устройствам дл  охлаждени  электрорадиоэлементов, предназначено дл  обеспечени  нормальных тепловых режимов работы элементов, подвергаемых кратковременным тепловым перегрузкам. Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей - достигаетс  путем увеличени  диапазона рабочих температур. Устройство содержит два контура: внешний - пассивный и внутренний - активный. Пассивный контур обеспечивает отвод тепла от электрорадиоэлемента за счет кондукции, конвекции и излучени  при работе электрорадиоэлемента в номинальном режиме. Активный контур подключаетс  терморегулирующим элементом в случае, если пассивный контур не обеспечивает нормальный тепловой режим электрорадиоэлемента. Конструкци  активного контура позвол ет осуществить дополнительный отвод тепла за счет капилл рного эффекта, эффекта Пельтье и поглощени  тепла при эндотермической реакции. Дл  этого герметичный корпус активного контура выполнен из отсеков, стенки которых выполнены из разнородных металлов, обладающих различными значени ми термоЭДС, по периметру спа  металлов герметичный корпус разделен перегородкой на два отсека, заполненных активными теплопоглощающими веществами, которые при наличии температурной и контактной разности потенциалов обеспечивают отвод и поглощение тепла, создава  нормальный тепловой режим работы электрорадоэлементов при многократных термоциклах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to electronic and radio electronics, in particular to devices for cooling electrical radio elements, is intended to provide normal thermal modes of operation of elements subjected to short-term thermal overloads. The purpose of the invention — extending operational capabilities — is achieved by increasing the range of operating temperatures. The device contains two circuits: external - passive and internal - active. The passive circuit provides heat removal from the electrical radio element due to conduction, convection and radiation when the electrical radio element is operating in nominal mode. The active circuit is connected with a thermostatic element in case the passive circuit does not ensure the normal thermal condition of the electrical radio element. The design of the active circuit allows additional heat removal due to the capillary effect, the Peltier effect, and heat absorption during the endothermic reaction. For this, the sealed enclosure of the active circuit is made of compartments, the walls of which are made of dissimilar metals with different thermoelectric power values. and heat absorption, creating a normal thermal mode of operation of electrical elements with multiple thermal cycles. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике, предназначено дл  обеспечени  теплового режима радиоэлементов, термоэлементов, радиоэлектронных аппаратов, работающих с кратковременными тепловыми перегрузками , и может быть использовано в других отрасл х, где требуетс  обеспечение теплового режима при циклических тепловых перегрузках .The invention relates to radio engineering, is intended to provide thermal conditions for radio elements, thermoelements, radioelectronic devices operating with short-term thermal overloads, and can be used in other areas that require thermal regime during cyclic thermal overloads.

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей путем увеличени  диапазона рабочих температур.The purpose of the invention is to enhance operational capabilities by increasing the range of operating temperatures.

На чертеже представлена конструкци  устройства дл  охлаждени  электрорадиоэлементов .The drawing shows the structure of a device for cooling radio electronic elements.

Устройство дл  охлаждени  тепловыдел ющего электрорадиоэлемента 1 содержит пассивный внешний охлаждающий контур в виде внешнего кожуха 2 из теплопроводногоA device for cooling a heat-generating electro-radioelectric element 1 comprises a passive external cooling circuit in the form of an external casing 2 made of heat-conducting

материала, терморегулирующий элемент 3, активный контур, выполненный в виде герметичного корпуса из двух отсеков 4 и 5, которые выполнены из металлов с различными значени ми термоэлектродвижущей силы и контактируют между собой в месте спа  6, отсек 4 - тепловоспринимающий - заполнен активным теплопоглощающим веществом 7, отделен от теплопоглощающего отсека 5 перегородкой 8 из газопроницаемого и нетеплопроводного материала, отсек 5 заполнен активным веществом 9. Коэффициенты теплопоглощени  веществ 7 и 9 различаютс  между собой. Металл стенок отсека 4 имеет большее значение термо- ЭДС, чем металл стенок отсека 5. Терморе- гулирующий элемент 3 размещен между кожухог 2 внешнего пассивного охлаждающего контура и отсеком 4 герметичного корпуса активного контура с обеспечением теплового контакта с ними. Установочна  площадка 10 дл  размещени  электрорадиоэлементов 1 расположена на внешнем кожухе 2 со стороны размещени  терморегулирующего элемента 3 с обеспечением теплового контакта с ними соответственно . Причем терморегулирующий элемент 3 расположен со стороны основани  11 герметичного корпуса отсека 4.material, thermostatic element 3, active circuit, made in the form of a sealed enclosure of two compartments 4 and 5, which are made of metals with different values of thermoelectromotive force and are in contact with each other at the place of spa 6, compartment 4 - heat absorbing - is filled with active heat absorbing substance 7 , is separated from the heat-absorbing compartment 5 by a partition 8 of gas-permeable and non-heat-conducting material, the compartment 5 is filled with the active substance 9. The heat absorption coefficients of substances 7 and 9 differ from each other. The metal of the walls of compartment 4 has a greater thermo-emf value than the metal of the walls of compartment 5. The thermoregulatory element 3 is placed between the case 2 of the external passive cooling circuit and the compartment 4 of the sealed body of the active circuit with ensuring thermal contact with them. The installation platform 10 for the placement of the radio-electronic elements 1 is located on the outer casing 2 on the placement side of the thermostatic element 3 with ensuring thermal contact with them, respectively. Moreover, the thermostatic element 3 is located on the side of the base 11 of the hermetic housing of the compartment 4.

При проведении экспериментальных исследований корпус активного контура выполн ли с использованием пары разнородных металлов Zn-Cu, кожух 2 пассивного контура - из Ai, терморегулирующий элемент 3 - из тиганоникелевого сплава.When conducting experimental studies, the active contour case was made using a pair of dissimilar Zn-Cu metals, the casing 2 of the passive contour was made of Ai, and the thermostatic element 3 was made of a nickel-nickel alloy.

В качестве перегородки 8 использована мембрана из нетеплопроводного и газопроницаемого материала, например пластина цеолита. Теплонагруженным электрорадиоэлементом 1  вл етс  термобатаре  (ТЭ- МО-3).A membrane of a non-heat-conducting and gas-permeable material, such as a zeolite plate, is used as a partition 8. The thermally loaded electrical radio element 1 is a thermopile (TE-MO-3).

Определ ющей характеристикой при выборе материалов стенок отсеков 4, 5 герметичного корпуса активного .конгура  вл етс  рпзность их коэффициентов термоЭДС, при которых возникающа  в месте спа  6 температурна  и контактна  разность потенциалов должна способствовать интенсивному перемещению активного теплопоглощающего вещества из тепловос- принимающего отсека 4 в теплопоглощаю- щий отсек 5 с соответствующими процессами охлаждени , т.е. термоЭДС металла корпуса тепловоспринимающего отсека 4 должна быть выше термоЭДС металла корпуса теплопоглощающего отсека 5.The decisive characteristic when choosing materials for compartment walls 4, 5 of the hermetic body of an active kongur is the efficiency of their thermoelectric coefficient, at which the temperature and contact potential difference arising at the place of spa 6 should facilitate intensive movement of the active heat-absorbing substance from the heat-absorbing compartment 4 to the heat absorber - a storage compartment 5 with corresponding cooling processes, i.e. The thermopower of the metal body of the heat-receiving compartment 4 must be higher than the thermopower of the metal of the body of the heat-absorbing compartment 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При включении электрорадиоэлементов 1 выдел емое ими тепло отводитс When the radio electronic elements 1 are turned on, the heat they dissipate is removed

внешним охлаждающим пассивным контуром в окружающую среду за счет теплопроводности , конвекции и излучени  до тех пор, пока температура электрорадиоэлемента 1 не станет приближатьс  к допустимой по услови м эксплуатации. Когда температура электрорадиоэлемента 1 приблизитс  к заданному допустимому уровню, терморегулирующий элемент 3, управл ющий величиной теплового сопротивлени , подключает к отводу тепла внутренний активный контур. Разность термоЭДС металлов отсеков 4 и 5, а именно тепловоспринимающего отсека 4 и теплопоглощающего отсека 5 активного контура, приводит к возникновению разности их температур и контактной разности потенциалов в месте спа  6, обусловливающих перемещение активного теплопоглощающего вещества 7 из тепловоспринимающего отсека 4 через перегородку 8 в теплопоглощающий отсек 5, заполненный активным теплопоглощающим веществом 9. В ходе перемещени  активного вещества 7 из отсека 4 через перегородку 8 в отсек 5 снижаетс  температура в отсеке 4 за счет реализации капилл р- ного эффекта (эффекта Пельтве) при использовании электропроводных активных веществ, а в отсеке 5 идет поглощение тепла в ходе эндотермической реакции при соединении активных веществ 7 и 9. Как только температура электрорадиоэлемента снизитс  до допустимого уровн , активный контур отключаетс , дальнейший отвод тепла осущесвтл етс  внешним охлаждающим пассивным контуром. При возникновении температурных перегрузок процесс повтор етс . Скорость отвода тепла, врем  функционировани  активного контура определ ютс  типом используемых активных веществ 7, 9 и рабочими объемами тепловоспринимающего и теплопоглощающего отсеков 4, 5 соответственно.an external cooling passive circuit into the environment due to thermal conductivity, convection and radiation until the temperature of the electrical radio element 1 approaches the permissible condition of operation. When the temperature of the electrical radio element 1 is close to the preset permissible level, the thermostatic element 3, which controls the thermal resistance value, connects to the heat removal the internal active circuit. The difference in thermoEMF of compartment 4 and 5 metals, namely, the heat-receiving compartment 4 and the heat-absorbing compartment 5 of the active circuit, leads to a difference in their temperatures and contact potential difference in the spa 6, causing the transfer of the active heat-absorbing substance 7 from the heat-absorbing compartment 4 through the partition 8 to the heat-absorbing compartment 5 filled with active heat-absorbing substance 9. During the movement of the active substance 7 from compartment 4 through partition 8 into compartment 5, the temperature in compartment 4 decreases through the implementation of the capillary effect (Peltve effect) using electrically conductive active substances, and in compartment 5 heat is absorbed during the endothermic reaction when the active substances 7 and 9 are combined. As soon as the temperature of the electric radio element decreases to an acceptable level, the active circuit is turned off, heat is removed by an external cooling passive circuit. When temperature overloads occur, the process is repeated. The rate of heat removal, the time of operation of the active circuit are determined by the type of active substances 7, 9 and the working volumes of the heat receiving and heat absorbing compartments 4, 5, respectively.

При проведении экспериментальных исследований в отсеке 5 обеспечивалось смешение МНзЫОзСН20, сопровождающеес  поглощением тепла.When conducting experimental studies in compartment 5, the mixture of MNZYOzS20, accompanied by heat absorption, was provided.

В прототипе, где корпус выполнен из однородного металла, единственной возможностью обеспечить ход эндотермической реакции  вл етс  температурное воздействие, распростран ющеес  на весь охлаждающий объем, а прогрев активных веществ до критических температур приводит к изменению их физических и химических свойств, ограничению ресурса работы устройства примерно на два пор дка по сравнению с предлагаемым.In the prototype, where the body is made of a homogeneous metal, the only way to ensure the endothermic reaction is the temperature effect that spreads over the entire cooling volume, and heating the active substances to critical temperatures leads to a change in their physical and chemical properties, limiting the service life of the device two orders of magnitude compared to the proposed.

Изобретение исключает температурное воздействие на весь охлаждающий объем,The invention eliminates the temperature effects on the entire cooling volume,

что обеспечивает устойчивость свойств активных веществ при многократных температурных циклах, повышает срок службы устройства. Дополнительный пассивный контур, контактирующий с активным контуром через терморегулирующий элемент, исключает непроизводительный расход активных веществ в случа х, когда нормальный тепловой режим работы электрорадиоэлемента обеспечиваетс  работой пассивного охлаждающего контура.which ensures the stability of the properties of active substances during multiple temperature cycles, increases the service life of the device. An additional passive circuit in contact with the active circuit through the thermostatic element eliminates unproductive consumption of active substances in cases when the normal thermal operation mode of the radio radio element is provided by the operation of the passive cooling circuit.

Claims (2)

Итак, предлагаемое устройство обладает большим ресурсом работы вследствие реализованной возможности регулировани  расхода активных веществ и управлени  интенсивностью теплообмена температурной и контактной разностью потенциалов , исключени  непроизводительного расхода активных веществ путем отключени  активного контура, сохранени  стабильности свойств активных веществ. Формула изобретени  1. Устройство дл  охлаждени  электрорадиоэлементов , содержащее герметичный корпус с основани ми, выполненными из двух герметично соединенных между собой по общей параллельной основани м корпуса перегородке из газопроницаемого и нетеплопроводного материала отсеков, которые заполнены активными теплопогло- щающими материалами с разными коэффициентами теплопоглощени , стенки которых выполнены из теплопроводных материалов , и установочную площадку дл  размещени  электрорадиоэлементов, о т- л и чающеес  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем увеличени  диапазона рабочих температур, оно снабжено внешним кожухом из теплопроводного материала и термо- регулирующим элементом, а в качестве теплопроводных материалов остальных стенок отсеков корпуса использованы металлы с разными значени ми их термоэлектродвижущей силы соответственно, причем герметичный корпус установлен внутри внешнего кожуха, терморегулирующий элемент размещен между внешним кожухом и отсеком герметичного корпуса, остальные стенки которого выполнены из металла с большим значением ею термоэлектродвижущей силы , с обеспечением теплового контакта между ними соответственно, а установочна  площадка дл  размещени  электрорадиоэлементов расположена нв внешнем кожухе в месте размещени  терморегулирующего элемента с обеспечением теплового контакта с ними.Thus, the proposed device has a long service life due to the realized possibility of controlling the consumption of active substances and controlling the heat exchange intensity of temperature and contact potential differences, eliminating unproductive consumption of active substances by turning off the active circuit, preserving the stability of the properties of active substances. Claim 1. Device for cooling of radio-radioelements, containing a hermetic body with bases made of two hermetically interconnected at a common parallel base of the body of a partition of gas-permeable and non-heat-conducting material compartments that are filled with active heat absorbing materials with different heat absorption coefficient, walls which are made of heat-conducting materials, and the installation site for the placement of radio electronic elements, about t-l and that with to expand the operational capabilities by increasing the temperature range, it is provided with an outer casing of thermally conductive material and a thermo-regulating element, and metals with different values of their thermoelectromotive force, respectively, are used as thermally conductive materials of the remaining walls of the housing sections A thermostatic element is placed between the outer casing and the compartment of the hermetic case, the rest of which is made They are made of metal with a high value of thermoelectromotive force, with thermal contact between them, respectively, and the installation platform for placing radio-electronic elements is located in the outer casing at the location of the thermostatic element with thermal contact. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что терморегулирующий элемент размещен со стороны основани  герметичного корпуса его соответствующего отсека.2. The device according to claim 1, wherein the thermostatic element is located on the base side of the sealed enclosure of its corresponding compartment. V V V V VV v v v v v v v v vvv v v v vv V V V V V V VV v v v v v v vv v v v v vvv v v v v о о о о о о о о о о ° о о оoh oh oh oh oh oh oo о оoh oh 5five
SU894685958A 1989-04-26 1989-04-26 Cooling device for electric and radio components SU1667278A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894685958A SU1667278A1 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Cooling device for electric and radio components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894685958A SU1667278A1 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Cooling device for electric and radio components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1667278A1 true SU1667278A1 (en) 1991-07-30

Family

ID=21445069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894685958A SU1667278A1 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Cooling device for electric and radio components

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1667278A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дульнев Г.Н. Тепломассообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высша школа, 1984. с.69. Авторское свидетельство СССР fsfc 658799, кл. Н 05 К 7/20. 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4145708A (en) Power module with isolated substrates cooled by integral heat-energy-removal means
US5436793A (en) Apparatus for containing and cooling an integrated circuit device having a thermally insulative positioning member
US3993123A (en) Gas encapsulated cooling module
US5987890A (en) Electronic component cooling using a heat transfer buffering capability
US6338251B1 (en) Mixed thermoelectric cooling apparatus and method
JPH0715964B2 (en) Cooling device for compact three-dimensional electronic device
JP5702280B2 (en) Laminated thermoelectric module
EP0000244B1 (en) Apparatus for cooling heat generating electrical components
US20110300420A1 (en) Temperature controlled battery pack assembly and methods for using the same
US5343360A (en) Containing and cooling apparatus for an integrated circuit device having a thermal insulator
CN111132520A (en) Electronic device
SU1667278A1 (en) Cooling device for electric and radio components
US20040132503A1 (en) Thermal management for telecommunication devices
SU1674834A1 (en) Thermoelectric medical dressing
RU2161384C1 (en) Apparatus for temperature stabilization of electronic equipment
Sailaja et al. A Review on Heating and Cooling system using Thermo electric Modules
RU2790357C2 (en) Thermoelectric device for removal of heat from ree elements
KR950002256Y1 (en) Cooler used heat pump
RU2788992C2 (en) Thermoelectric device for removal of heat from ree elements
RU2788108C2 (en) Thermoelectrical device for heat removal from ree elements
RU2788038C2 (en) Thermoelectrical device for heat removal from ree elements
RU2788036C2 (en) Thermoelectrical device for heat removal from ree elements
RU2133084C1 (en) Thermoelectric semiconducting device for heat transfer and temperature stabilization of microassemblies
RU60271U1 (en) THERMOELECTRIC MODULE
CN219960737U (en) Video camera