Радиатор электронных приборов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Заявлено 020980 (21)2976733/18-21с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Опубликовано 300782, Бюллетень Мо 28Дата опубликования описания 300782 Д 1 М, Кп,з Н 01 Ю 7/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РАДИАТОР ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции радиатора для принудительного охлаждения воздухом анода электронных приборов.Известен радиатор для принудительного охлаждения воздухом анода электронных приборов, выполненный в виде пластин, радиально расположенных по внешней цилиндрической поверхности анода 13.Недостатками такого радиатора являются сравнительно невысокие теплотехнические показатели, ввиду отсутствия высокой турбулентности потока охлаждающего воздуха, а также большие значения массы радиатора. Кроме того, при изготовлении радиатора пластинчатого типа имеют место значительныеотходы материала при вырубке пластин из ленты, а для пайки пластин радиатора с телом анода требуются специальные дорогостоящие оправки из жаропрочных материалов имеющие ограниченный срок службы и требующие замены через каждые несколько десятков паек.Известен радиатор с оребрением, используемый для принудительного воздушного охлаждения анода, например,мощных полупроводниковых триодов.Этот радиатор выполнен в виде спирали из посеребренной проволоки, намотанной на корпус. Спираль присоединена к корпусу рядами по его периметру, через интервалы по высоте корпуса радиатора, а витки каждого рядарасположены симметрично друг относительно друга (2).Однако этот радиатор работает эффективно только при направлении потока охлаждающего воздуха перпендикулярно плоскости рядов спирали и, соответственно, вдоль оси корпуса ради атора, а такое направление потока осуществить не всегда удается, что определяется конструкцией аппаратуры, вкоторой работает электронный прибор.При поперечном же потоке охлаждающеговоздуха по отношению к корпусу радиатора и, следовательно, параллельномплоскости рядов спирали, эффективность охлаждения анода значительноснижается. Связано это с тем, что в 25 этом случае охлаждающий поток воздуха проходит в основном по неоребренным участкам радиатора, имеющим значительно меньшее аэродинамическоесопротивление, чем оребренные участ947923 10 30 0,45 - 0,55 0,45 - 0,55 320 ли каждого ряда должны входить в промежутки между витками спирали соседю .него ряда, установлены. эксперименталь- " ным путем. Также экспериментальным путем установлено расстояние, на которое витки спирали в каждом из двух соседних рядов должны быть сдвинуты друг относительно друга, Выход за указанные числовые значения приводит к резкому снижению достигаемого положительного эффекта; либо вообще к .его отсутствию.Резкое увеличение достигаемого положительного эффекта при выполнении указанных соотношений во многом мож 0,3 - О,7 0,3 - 0,7 240 0,2 - 0,8 0,2 - 0,8 210 0,1 - 0,9 0,1 - 0,9 190 но объяснить тем, что при этом обеспечивается практически равномерное распределение по сечению радиатора 65 Известен также радиатор электронных приборов, содержащий металлический корпуси соединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом,расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которыхохватывает корпус по периметру 33. Однако этот радиатор, хотя и обладает универсальностью охлаждения,те. одинаково эффективно Функционирует при продольном, так и при поперечном, относительно корпуса, направлении потока охлаждающего воздуха, но имеет ряд недостатков,В частности, такой радиатор имеет сравнительно большие габариты, так как высота его достаточно велика. Кроме того, в таком радиаторе недостаточна турбулентность потока охлаждающего воздуха, что приводит к невысокой эффективности охлаждения.Цель изобретения - повышение эфФективности охлаждения и уменьшение габаритов радиатора.Поставленная цель достигается тем,что в радиаторе электронныхприборов, содержащем металлический корпус и соединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом, расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которых охватывает корпус по периметру, витки спирали в соседних рядах смещены друг относительно друга в аэимутальном направлении на 0,45-0,55 шага спирали и вдоль оси корпуса на 0,45- 0,55 размера витков в этом направлении.Выполнение витков спирали каждого ряда, входящими в промежутки между витками спирали соседнего ряду, позволяет значительно уменьшить габариты радиатора при сохранении той же полной тепловой нагрузки. При этом также значительно повышается турбу-. лентность потока охлаждающего воздуха, что в конечном счете ведет к повышению эффективности охлаждения.Указанные соотношения, касающиеся расстояния, на которое витки спира 15 25 35 40 45 совершенно одинаковых по величинеканалов охлаждения. Отметим, что если витки спираликаждого ряда входят в промежутки между витками спирали соседнего рядана расстояние большее 0,55 высотыспирали, то тогда значительно увеличивается аэродинамическое сопротивление значительной части каналов охлаждения, турбулентность охлаждающеговоздуха в этих каналах резко снижается, все это в конечном счете приводитк появлению неравномерности охлаждения. При этом сильно снижается эффективность охлаждения. Аналогичный вывод можно сделать и в случае, есливитки спирали каждого ряда будут входить в промежутки между витками спирали соседнего ряда на расстояниеменьшее 0,45 высоты спирали. Крометого, такой радиатор будет иметь ибольшие габариты,Эти выводы иллюстрируются результатами измерений мощности, рассеиваемой радиаторами рассматриваемого типа при различных параметрах оребрения (таблица). Верхнее значение параметров оребрения означает смещение со-,седних рядов спирали вдоль корпуса,нижнее значение - смещение по азимуту.947923 Продолжение таблицы 0,1 - 0,90,45 - 0,55 245 0 15 20 25 30 0,1 - 0,9 0,3 - 0,7 220 0,1 - 0,9 0,2 - 0,8 205 0,45 - 0,550,1 - 0,9 240 0,3 - 0,7 0,1 - 0,9 215 0,2 - 0,8 0,1 - 0,9 205 35 формула изобретения Радиатор электронных приборов,содержащий металлический корпус исоединенную с ним проволочную спираль с равномерным шагом, расположенную вдоль оси корпуса равномерными рядами, каждый из которых охватывает корпус по периметру, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности охлажденияи уменьшения габаритов радиатора,витки спирали в соседних рядахсмещены друг относительно друга,вазимутальном направлении на 0,450,55 шага спирали и вдоль оси корпу"са на 0,45-0,55 размера витков вэтом направлении.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Царев Б,М. Расчет и конструиирование электронных ламп, М., Энергияи, 1967, с. 319-320.2. Авторское свидетельство СССР9 132727, кл. Н 01 С. 23/36, 1960.З.Патент СССР В 639,кл. Н 01 ) 1/42, опублик, 1925 (прототип). 65 Из таблицы видно, что наибольшая мощность рассеивается с помощью ра диатора, параметры оребрения которого соо ветствуют предлагаемоМу изобретению.Необходимо отметить, что указанные выше обстоятельства, ведущие к отрицательным последствиям, имеют место для поперечного, относительно.корпуса, направления потока охлаждающего воздуха. Те же обстоятельства, которые приводят в конечном счете к резкому снижению эффективности охлаждения, имеют место и в случае невыполнения соотношения, качающегося сдвига витков спирали в каждом из двух соседних рядов друг относительно друга.55 Только в этом случае снижение эффективности охлаждения, возникающее вследствие неравномерного по всему сечению. радиатора процесса охлаждения, имеет место для продольного от носительно корпуса, направления потока охлаждающего воздуха.На фиг. 1 изображен радиатор, вид сбоку; на Фиг., 2 - то же,.вид сверху. Радиатор электронного прибора содержит медный корпус 1, на котором навита спираль 2 из биметаллической проволоки круглого сечения, включающая медь, плакированную никелем, и припаянную к корпусу 1 нескольКими рядами. Витки спирали 2 каждого ряда входят в промежутки между витками спирали 2 соседнего ряда на расстояние, составляющее 0,5 высоты Ь спирали 2, витки спирали 2 в каждом из двух соседних рядов сдвинуты на расстояние, составляющее 0,5 шага с спирали 2. В экспериментальном образце величина шага с спирали 2 выбрана равной 8 мм, а высота 6 спирали 2-4 мм.Эксперименты показывают, что по сравнению с известным предлагаежй радиатор при тех же тепловых нагрузках имеет ряд достоинств, В частности, такой радиатор имеет меньшие габариты. Например, если известный радиатор при прочих равных условиях,. имеет высоту 50 мм, то предлагаемый30 мм, т.е. габариты уменьшаются примерно в 1,7 раза. Повышение эффективности охлаждения в предлагаемом радиаторе по сравнению с известным можно выразить уменьшением расхода воздуха, необходимого для охлаждения при одной и той же мощности, выделяющейся на аноде. В частности, расход воздуха для известного радиатора составляет 100 м 9/ч, а для предлагаемого - 70 м /ч, т.е. вЭ14 раза, меньше.947923 г Составитель А. Захароведактор Е. Кинив Техред Л. Пекарь ректор дписн аказ 5 ПП 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил бб 3/7 б Тираж 761ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ра комитета СССи открытийшская наб д