(57)【要約】【課題】極端な温度で作動する航空機または他の輸送手段に搭載された電子部品を過熱から保護する冷却装置が提供される。【解決手段】構造冷却板アッセンブリ１４は、パネル１６の両面１８、２０に取り付けられた冷却板２２、２４であって、パネル１６を通って延在する流体通路を通して流体連通する冷却板２２、２４を備える。開示の構造冷却板アッセンブリ１４は、パネル１６の１つの面１８にある１つの冷却板２２からパネルの反対側の面２０にあるもう１つの冷却板２４まで延在する管６０を備える。開示の通路は、冷却板２２、２４間、および発熱装置２６を支持する構造パネル１６を通る冷却媒体の流体連通を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに逆向きの第１および第２の面を有する支持構造と、
支持構造の第１の面に配置された第１の冷却板と、
支持構造の第２の面に配置された第２の冷却板と、
支持構造を通って延在し、第１の冷却板と第２の冷却板の間に流体を連通させる導管と、
を備えることを特徴とする冷却板アッセンブリ。
【請求項２】
導管は、支持構造を通って延在する管を含むことを特徴とする請求項１記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項３】
前記管は、第１の冷却板の一部および第２の冷却板の一部に溶接されることを特徴とする請求項２記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項４】
第１、第２の冷却板それぞれは、支持構造の第１、第２の面のうちの対応する面に取り付けられた下部板を含み、導管は、第１、第２の冷却板それぞれの下部板に結合されることを特徴とする請求項１記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項５】
支持構造は、第１、第２の面それぞれの表面シート間に挟まれた内部構造を有することを特徴とする請求項１記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項６】
内部構造は、第１の面と第２の面の間に配置されたフレームおよびセル構造を有することを特徴とする請求項５記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項７】
第１、第２の冷却板それぞれは、第１の冷却回路と、第１の冷却回路とは別の第２の冷却回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項８】
導管は、支持構造を通して第１の冷却板の第１の冷却回路と第２の冷却板の第１の冷却回路の間に流体を連通させる第１の導管を含み、第２の導管は、支持構造を通して第１の冷却板の第２の冷却回路と第２の冷却板の第２の冷却回路の間に流体を連通させることを特徴とする請求項７記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項９】
第１、第２の導管それぞれに近接する冷却板のそれぞれを通る開口部と、各前記開口部を覆うように配置され、該開口部をシールするふた部材とを備えることを特徴とする請求項８記載の冷却板アッセンブリ。
【請求項１０】
第１の面および第２の面を有するパネルと、
パネルの第１の面に支持された第１の流体回路と、
パネルの第２の面に支持された第２の流体回路と、
パネルを通って延在し、第１の流体回路と第２の流体回路の間に流体連通を提供する、少なくとも１つの流体導管と、
を備えることを特徴とする支持構造。
【請求項１１】
パネルは、前記第１の面において第１の表面シートで覆われ、前記第２の面において第２の表面シートで覆われた中間層を備えることを特徴とする請求項１０記載の支持構造。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの流体導管は、一端が第１の流体回路に溶接され、第２の端部が第２の流体回路に溶接された管を含むことを特徴とする請求項１０記載の支持構造。
【請求項１３】
支持構造は、パネル内に配置された挿入部材を備え、第１、第２の流体導管は、挿入部材を通って延在することを特徴とする請求項１２記載の支持構造。
【請求項１４】
第１の流体回路は、第１の冷却板に画成され、第２の流体回路は、第２の冷却板に画成されることを特徴とする請求項１０記載の支持構造。
【請求項１５】
第１、第２の冷却板それぞれは、第１の冷却板に画成された第１の流体回路および第２の冷却板に画成された第２の冷却回路に加えて、２つめの流体回路を備えることを特徴とする請求項１４記載の支持構造。
【請求項１６】
第１の冷却板に取り付けられ、第１、第２の流体回路に流体媒体を連通させる第１の入口と、第１の冷却板に取り付けられ、第２の流体回路に第２の流体媒体を連通させる第２の入口とを備えることを特徴とする請求項１５記載の支持構造。
【請求項１７】
第１の冷却板および第２の冷却板の少なくとも一方をパネルに配置させる少なくとも１つの位置合わせピンを備えることを特徴とする請求項１４記載の支持構造。
【請求項１８】
発熱装置用の支持構造を組み立てる方法であって、
第１の面および第２の面を有するパネルを組み立て、
第１の冷却板をパネルの第１の面に取り付け、
第２の冷却板をパネルの第２の面に取り付け、
第１の冷却板と第２の冷却板の間にパネルを通る冷却媒体用の通路を形成するようにパネルの第１の面と第２の面の間の空間に管を挿入する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記管の各端部を第１、第２の冷却板の対応する一方にシールするステップを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
シールを形成するように、前記管の一端を第１の冷却板に溶接しかつ前記管の第２の端部を第２の冷却板に溶接するステップを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、電子部品を冷却する冷却構造に関する。より詳細には、本開示は、両面冷却板支持アッセンブリを含む冷却構造に関する。
【０００２】
本開示の主題は、アメリカ航空宇宙局と結ばれた契約第ＮＮＪ０６ＴＡ２５Ｃ号による政府の支援によりなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
極端な温度で作動する航空機または他の輸送手段に搭載された電子部品は一般に、冷却装置によって過熱から保護される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかの環境では、空気流は、電子部品により生成される熱負荷に対処するのに利用可能でないか、あるいは十分ではない。このような用途では、電子部品から熱を除去するように内部を冷却流体が流れる冷却板が使用される。冷却板は、電子部品に隣接して取り付けられており、流体供給システムに繋がる適切な導管を通して流体流が供給される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示の構造冷却板アッセンブリは、パネルの両面に取り付けられた冷却板であって、パネルを通る流体通路を通して流体連通する冷却板を備える。開示の構造冷却板アッセンブリは、パネルの１つの面にある１つの冷却板からパネルの反対側の面にあるもう１つの冷却板まで延在する管を備える。開示の通路は、冷却板間、および発熱装置を支持する構造パネルを通る冷却媒体の流体連通を提供する。
【０００６】
本願で開示されたこれらと他の特徴は、以下の説明および図面から最もよく理解可能であり、以下は、図面の簡単な説明である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例の両面構造冷却板アッセンブリの概略図である。
【図２】実施例の両面構造冷却板アッセンブリの断面図である。
【図３】実施例の両面構造冷却板アッセンブリの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、実施例の支持アッセンブリ１０が、発熱装置２６を熱的に制御しかつ冷却する構造冷却板アッセンブリ１４を支持する固定構造１２を備える。開示の実施例では、発熱装置２６は、作動中に熱を生成する電子装置である。理解されるように、電子装置が実施例として記載されているが、開示の構造冷却板アッセンブリ１４は、温度管理を必要とする任意の用途で有用である。
【０００９】
実施例の構造冷却板アッセンブリ１４は、第１の面１８と、第２の面２０とを有するパネル１６を備える。第１の面１８には第１の冷却板２２が取り付けられ、第２の面２０には第２の冷却板２４が取り付けられる。第１、第２の冷却板２２、２４それぞれは、装置２６により生成される熱を除去しかつ制御するように内部を冷却媒体が流れる通路を画成する。パネル１６、そして、第１、第２の冷却板２２、２４は、少なくとも１つのマウント２８によって固定構造１２に支持される。固定構造１２は、キャビネット、壁、隔壁、または装置２６に所定の位置を提供する他の固定構造とすることができる。さらに、冷却板２２、２４が実施例として開示されているが、任意の熱交換装置が利用可能でもあり、実施例の開示から利益が得られる。
【００１０】
第１、第２の冷却板２２、２４は、装置２６により生成される熱を除去するように内部を冷却媒体が流れる通路または回路を備える。装置２６は、熱エネルギーが流体媒体に伝達されるよう各冷却板２２、２４と熱的に接触するように取り付けられる。開示の実施例では、装置２６は、対応する冷却板２２、２４に取り付けられる。しかしながら、冷却板を装置２６と熱的に接触させる他の取り付け構成も本開示の予想の範囲内にある。
【００１１】
冷却媒体は、第１の冷却板２２に取り付けられた第１、第２の入口３０、３２から供給される。冷却媒体は、装置２６により生成される熱の除去を促進する流体、空気、および気体の組み合わせと共に、冷却流体、空気、または気体を含むことができる。本実施例では、冷却板２２、２４それぞれは、２つの別々の冷却回路を備えており、従って、２つの入口３０、３２が設けられる。冷却媒体は次いで、パネル１６を通る通路（図２、図３）を通って第２の冷却板２４に向けられる。第２の冷却板２４は、冷却循環システムの他の部分を通るように冷却媒体を向ける第１、第２の出口３４、３６を備える。
【００１２】
理解されるように、冷却システムは、冷却媒体により吸収される熱を散逸させる熱交換器と、冷却媒体の循環を促進するポンプとを備える。さらに、実施例の構造冷却板アッセンブリ１４は、所望の温度制御能力を提供するように別々の回路の各回路内のさまざまな種類の流体などのさまざまな冷却媒体の使用を提供する。さらに、実施例の構造冷却板アッセンブリ１４は、２つの別々の冷却回路を備えるが、１つまたは３つ以上の冷却回路も開示の装置と共に使用する予想の範囲内にある。
【００１３】
図２を参照すると、実施例のパネル１６は、上部表面シート３８と、下部表面シート４０とを備える。実施例の表面シート３８、４０は、いくつかの中間の内部構造の上面および下面に付着する金属シートである。金属シートが実施例として開示されているが、表面シート３８、４０の構造を提供するのに他の材料も利用できる。実施例のパネル１６は、上部表面シート３８と下部表面シート４０の間に挟まれた複数のオープンセルを備えるハニカム部４２を含む。ハニカム部４２のオープンセル構造は、所望の構造健全性および強度を提供しながら、パネル１６の全重量を低減する。また、フレーム構造４４が、パネル１６の外縁の周りに中実構造を提供するように２つの表面シート３８、４０間に配置される。フレーム構造４４は、留め具が挿入されることができる位置も提供する。
【００１４】
実施例の表面シート３８、４０は、ハニカム部４２およびフレーム構造４４を含む内部構造に接着剤により接着される。実施例の接着剤は、構造冷却板アッセンブリ１４の作動環境の範囲に亘ってハニカム部４２、フレーム構造４４、および表面シート３８、４０の間に所望の結合を提供するように選択される。
【００１５】
挿入部材４６が、管６０が延在する領域でパネル１６内に配置される。パネル１６は、パネル１６上に冷却板２２、２４を互いに配置する位置合わせピン４５を含むこともできる。冷却板２２、２４をパネル１６の所望の位置に固定しかつ保持する他の位置合わせおよび固定部材も含まれることができる。
【００１６】
図２を継続して参照しながら図３を参照すると、第１、第２の冷却板２２、２４それぞれは、２つの別々の流体回路を備える。第１の冷却板２２の流体回路は、回路板４８、５０（図３）によって画成され、第２の冷却板２４の流体回路は、回路板５２、５４によって画成される。回路板は、上部板５６と下部板５８の間に挟まれる。上部板５６は、装置２６が取り付けられる表面を提供する。さらに、上部板５６は、取り付けられた装置から冷却板２２、２４内を流れる流体媒体に熱エネルギーの伝達させる材料から構成される。
【００１７】
本実施例では、第１の完全な流体回路が、第１の冷却板２２の回路板５０と第２の冷却板２４の回路板５４とによって画成される。第２の完全な流体回路が、第１の冷却板２２の回路板４８と第２の冷却板２４の回路板５２とによって画成される。第１、第２の流体回路の特定の構成が、装置２６から熱を吸収する所望の熱容量を提供するように配置される。
【００１８】
流体媒体は、第１の冷却板２２からパネル１６の開口部６４を通って第２の冷却板２４に向けられる。本実施例では、開口部６４は、冷却板２２、２４の板５８にシールされる管６０を受け入れる。管６０は、冷却板および対応する流体回路の間の導管として流体連通を提供する。
【００１９】
管６０は、挿入部材４６内に形成された、パネル１６内の開口部を通して設置される。さらなる開口部６４が、管６０の挿入を可能とするように冷却板２２、２４に設けられる。実施例の管６０は、第１、第２の冷却板２２、２４の板５８との接合面６６で溶接される。溶接された接合面６６は、挿入部材４６の少なくとも一部分も管６０に溶接されるように下方に延在することができる。開示の実施例では、管６０は、電子ビーム溶接法を用いてシールされる。電子ビームは、所望の流体密シールを提供するように接合面６６に沿ってエネルギーを向ける。冷却板２２、２４の開口部６４は、溶接処理の利用を可能とする。
【００２０】
いったん管６０が所定の場所に溶接されると、冷却板２２、２４の開口部６４は、ふた部材６２で覆われる。実施例のふた部材６２は、各冷却板２２、２４の回路板間の境界部に形成された出っ張り部６８上に載置される。ふた部材６２は次いで、所定の位置にシールされかつ保持されるように所定の位置に溶接される。
【００２１】
溶接処理は熱を生成し、この熱は、パネル１６内に放射され、それによって、表面シートをハニカム部４２およびフレーム構造４４に結合するのに利用される接着剤に作用し得る。従って、本実施例では、挿入部材４６は、管６０が組み立てられる位置に提供される。本実施例の挿入部材４６は、管６０用の開口部を画成する。さらに、挿入部材は、管の溶接接合面６６に近接する表面シート３８、４０には結合されない。その代わり、挿入部材４６は、上面１８の一部分７０と、下面の対応する一部分（図示せず）とを画成する。
【００２２】
管６０は、パネル１６を通って延在するので、付加的な外部の入口、出口、接続部、導管、管は必要とされない。従って、管６０は、露出された流体導管のいくつかを除去する堅固な流体連通通路を第１の冷却板２２と第２の冷却板２４の間に提供する。
【００２３】
実施例の構造冷却板アッセンブリ１４は、最初にパネル１６を組み立てることにより作成される。実施例のパネル１６は、上部表面シート３８および下部表面シート４０をハニカム部４２およびフレーム構造４４に結合することにより組み立てられる。管６０が延在することになる位置に挿入部材４６が配置され、接着剤を用いて結合される。図３に示すように、挿入部材４６は、表面シート３８で覆われない部分７０を提供する。この構成によって、上部表面シート３８の接着剤で結合される部分を、溶接処理中に熱に曝される領域から離間させることができる。
【００２４】
第１、第２の冷却板２２、２４は次いで、所望の回路構成を備えるように組み立てられる。実施例の冷却板２２、２４それぞれは、パネルを通る流体通路により接続されることになる流体回路を分離する２つの回路板を備える。冷却板２２、２４はパネル１６に取り付けられる。開口部６４が次いで、形成されるか、または各冷却板２２、２４を通って位置合わせされ、そして互いに位置合わせされる。本実施例では、冷却板２２、２４は、挿入部材４６を通る通路と位置合わせされる開口部６４を有する。いったん冷却板２２、２４が位置合わせされると、管６０が挿入される。
【００２５】
管６０は、管６０の第１の端部および第２の端部それぞれが、対応する各冷却板２２、２４の板５８と実質的に面一になる境界面を形成するように挿入される。電子ビーム溶接法が次いで、各板５８、インサート４６、および管６０の接合面に連続溶接部を形成するように実施される。連続溶接部は、所望の強度を提供しかつ所望の流体密シールを提供する。開示の実施例では、２つの管６０が所定の位置に挿入されて溶接される。理解されるように、他の本数の管も都合に応じて冷却板２２、２４間に所望の流体通路を提供するのに利用できる。
【００２６】
開示の実施例では、冷却板２２、２４は２つの完全な別々の流体回路を画成する。従って、第１の冷却板２２の流体回路板４８、５０および第２の冷却板２４の流体回路板５２、５４が、対応する一方の管６０を通して流体媒体を導くように配置される。これによって、上部冷却板２２の入口３０、３２の一方から始まり、対応する一方の流体回路板４８、５０を通り、一方の管６０を通り、第２の冷却板２４の対応する流体回路板５２、５４を通り、一方の出口３４、３６（図１）から出る完全な流体回路が形成される。第２の完全な流体回路は、第１の流体回路に使用されない流体回路板を通って同様に画成される。
【００２７】
従って、実施例の構造冷却板アッセンブリ１４は、支持構造内に形成されるとともに露出流体導管および接続部の数を低減する両面温度制御構造を提供する。さらに、開示の構造冷却板アッセンブリ１４の一体構造によって、組み立てが容易になるとともに、全体のパッケージの大きさおよび重量が低減される。
【００２８】
本発明の実施例を開示したが、当業者ならば、特定の変更が本発明の範囲内に含まれるであろうこと理解するであろう。それゆえ、本発明の範囲および内容を決定するには添付の特許請求の範囲を検討する必要がある。
【図１】
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【図２】
2011211202.tif 000004
【図３】
2011211202.tif 000005