Радиатор с плавающимся наполнителем

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ(23) Приоритет осударстоеииый кометеСооото Мииистрое СССоо делам иэооретенийи открытий Бюллетень31 3) Оп 53) УДК 621 З 82(088,8) иковано 25.0 4 б) Дата опубликовани описания 28,09.77(71) Заявите ПЛАЧЯШИМСЯ НАПОЛНИТЕЛЕ 1 АТ Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к охлаждению эле ментов радиоэлектронной аппаратуры, напри мер интегральных схем, работающих при кратковременных тепловых воздействиях,Для обеспечения заданного температурного режима, при котором радиоэлектронная аппаратура сохраняет работоспособность и необходимые параметры, употребляются различные системы охлаждения: воз душные, жидкостные, термоэлектрические, а также системы, основанные на фазовых превращениях. (испарительные, системы с фазовым превращением твердых веществ и системы с охлаждением посредством тепловых трубок). Для охлаждения малогабаритных устройств с незначительным временем работы, а также при наличии пиковых нагрузок чаще других применяются системы с фазовым преврашением твердых веществ, основанные на использовании теплоты плавления. Охлаждающие устройства такого типа представляют собой контейнеры, заполненные твердым веществом, например параФином. 2 Образование газовой полости при затвер евашш вещества внутри объема, также отппательно сказывается на теплообмене,Между поверхностью контейнера и охлаждаемым элементом обеспечен надежный контакт, гарантирующий передачу тепла 111Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являелся радиатор с плавящимся наполнителем, помещенным внутри металлической оболочки, на которой расположены охлаждаемые элементы 121.Недостатком таких конструкций является то, что скорость движения границы раздела фаз при плавлении веществ особенно при использовании неметаллических материалов с плохой теплопроводностью, бывает не достаточной для снижения скорости разо-. грева электроэлементов иэ-за теплового сопротивления в расплаве и отсутствия постоянного теплового контакта между рабочим веществом и металлической оболочкой корпуса радиатора, как в жидкой,так и в твердой фазах.Кро е того, также радиаторы имеют недостаточно интенсивное перемщцение жидкойфазы из-за малых конвективных токов тепла в закрытом объеме и особенно при отсутствии гравитационных сил. 5Бель изобоетения - повысить эффективность работы радиатора.Это достигается тем, что по всей длине, по крайней мере, ченутренней стенки,установлены биметаллические, пружины, код 10пы которых поджаты к указанной стенкескобами, неподвижно закренленными в ободочке, а к центру каждой пружины присоечмивиы перфорированные теплопроводациепластины, плошадь которых равна площади 15укаэанной стенки.На фиг. 1 показан предлагаемый радиатор; рододьный разрез; на фиг. 2 - тоЖе, пдиеречный разрез.Радиатор свстоит из корпуса 1 и крышки 2, соединенных между собой и образующих ободочку 3, которая заполнена плавящююя веществом 4.На корпусе 1 радиатора становлена,например, интегральная схема 5, соединенная своими выводами 6 с контактными дорожками 7, нанесенными на электроизольциоиный слой (на чертеже не обозначен).На внутренних стенках оболочки 3 установлены бюеталлические пружины 8, кон-З 0гы которых прижаты к оболочке скобамн 9.Пружины 8 соединены заклепкой 1 О спластиной 11, снабженной отверстиями 12Герметизация корпуса 1 и крышки 2 до.стигается с помощью.резинового шнура 13; Збобхватывающего весь периметр радиатораи уплотненного хомутом 14,Крепление корпуса 1 с крышкой 2 и окобы 9 с оболочкой 3 на чертеже не показа 40Повышение эффективности работы радиатора достигается путем обеспечения непосредственного теплового контакта плавяпегося вещества с металлической оболочкой 45 радиатора прь любой температуре вещества и повышения скорости движения границы раздела фю прн плавлении во время крач ковременного теплового воздействия на радиатор, 50Радиатор работает следующим образом.Тепло поступавшее непосредстве.но отинтегральной схемы 5 и дополнительно через выводы 6 и контактные дорожки 7, 55 передается на корис радиатора 1 и на кршку 2.Биметаллические пружины 8, имеющиетепловой контакт с оболочкой 3, под дейстРвием полученного тепла прогибаются, на 4чу друг другу и перемешают перфорированные пластины 1 1 к центру оболочки.Далее тепло через поверхности соприкосновения и заклепку 10 распространяе 1 ся на пластины 11, а затем передается на . раницы раздела фаз плавящемуся веществу 4, которое приобретая жидков состояние по всей плошади оболочки проходит за пластины 11 через отверстия 12 по мере сбли-. жения пластин, В процессе изгиба пружины б ;тепловой контакт с оболочкой 3 поддерживается ее концами, прижатыми к оболочке скобами 9 и имеющими возможность перемещаться под ними а контакт пружины 8 с оболочкой 3 осуществляется дополнительно через боковые поверхности, соприкасающиеся с оболочкой по всей длине перемещения пластин 11.Таким образом, увеличение скорости плавления вещества обеспечивается путем непосредственного теплового контакта пружин 8 с плавюпимся веществом 4, а также под действием давления пружин 8 до полного получения жидкой фазы.Возвращение пластин 11 в исходное состояние осуществляется по мере уменьшения потока тепла от интегральной схемы 8 и по мере остывания плавюцегося ешества, Тепло в этом случае отводится из зоны и передается оболочке и радиатору также через пластины 11 Р пружннй 8,Температурные характеристики плавящегося вещества и биметаллических пружин подбираются конструктивно. о целью обеспечения возврата пластин в исходное положение в состоянии жидкой фазы вещества.При движении пластин к центру оболочки во время плавления и прохода расплавленного вещества через отверстия происходит дополнительное перемещение жидкости, что также способствует конвективному теплообмену и увеличению скорости плавления.Образование нежелательнойазовой полости в оболочке у верхней пластины устройства в твердой фазе устраняется путем заполнения полости элементами конструкции биметаллическими пружинами, скобами, пластинами), чем обеспечивается контакт с веществом в твердой фазе и теплопроводюпими деталями радиатора.Таким образом, предлагаемая конструкция радиатора повышает скорость плавления веще;тва, а следовательно, термостабилизирует температурный режим интегральной схемы, снижает скорость ее разогрева при кратковременнЫх тепловых нагрузках, Благодаря этому обеспечена надежность работ радиоэлектронной аппаратуры и наибольшая эффективность при ее эксплуатации,570131 11 ИИИПИ ЗакаФили 67/46 ж 976 Подписное ал ППП Пат ф атент, г. Ужгород, ул, Проектии формула изобретения Радиатор с плавящимся наполнителем, помещенным внутри металлической оболочки, на которой расположены охлаждаемые элементы, отличающийс я тем, что, с целью повышения его эффективностй в работе, по всей длине, по крайней мере внутренней стенки, установлены биметаллические пружины, концы которых поджаты к указанной щФ стенке скобами, неподвижно закрепленными 6в оболочке, а к центру каждой пружины при соединены перфорированные теплопроводяшне пластины, площадь которых равна площади указанной стенки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Иванов О, А. Охлаждение аппаратуры РЛС. Воениздат, 1975, с. 38-40.2. Патент США % ЬЭ 28642, кл, Э 17-100, опублик, 1968.