РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК

Устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в транзисторной аппаратуре связи.
Известен радиоэлектронный блок по а.с. СССР №1274166, кл. МКИ Н05К 7/20, опубл. 30.11.1986 г., Бюл. №44, содержащий корпус, внутри которого размещены радиаторы с плоскими ребрами, на основаниях каждого из которых закреплены мощные тепловыделяющие элементы.
К недостатком этого устройства можно отнести высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное значительными потерями давления воздуха на входе и выходе в радиатор, а также при течении вдоль плоских ребер.
Упомянутый недостаток частично устранен в радиоэлектронном блоке (свидетельство на полезную модель №985, опубл. 16.10.1995 г., Бюл. №10), который является наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому и принимается за ближайший аналог.
Это устройство содержит корпус с входным и выходным отверстиями, во внутренней полости которого расположены электронные модули с мощными тепловыделяющими элементами, закрепленными на основании радиатора с плоскими ребрами, и воздуховод с сопловыми насадками, торцевые поверхности которых расположены с минимальным зазором относительно вершин плоских ребер радиатора.
При поступлении воздуха в воздуховод, он достигает сопловых насадок, ускоряется в них и через щелевые отверстия направляется перпендикулярно основанию радиатора. За счет приобретенного в сопловых насадках динамического напора воздух в виде струй проникает до основания радиатора и растекается вдоль него в противоположных направлениях. После встречи смежных струй друг с другом воздух вновь разворачивается на девяносто градусов, выходит из радиатора и через каналы между сопловыми насадками и промежуточный патрубок подводится к выходному отверстию блока.
Данное устройство обладает недостаточно эффективным отводом тепла. Это обусловлено тем, что при выбранной схеме охлаждения основной поток воздуха протекает через зону радиатора, расположенную со стороны выходного отверстия блока, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением.
Поэтому применение эффективных радиаторов с плоскими ребрами в виде
припаянных к основанию медных пластин с толщиной ребер от 1 мм до 0,1 мм и межреберным зазором от 3 мм до 0,5 мм не дает существенного теплотехнического эффекта.
Кроме того, упомянутые электронные блоки нельзя устанавливать в шкаф с аппаратурой по типовой схеме друг над другом. При работе каждый блок будет отводить теплый воздух через выходное отверстие в верхней панели непосредственно во внутреннюю полость шкафа, что приведет к ухудшению условий эксплуатации расположенных над ним смежных блоков.
Предлагаемая конструкция решает задачу повышения эффективности охлаждения радиатора путем изменения схемы подачи и отвода воздуха от сопловых насадок. Поставленная задача решается за счет выполнения воздуховода и сопловых насадок клиновидной формы с поперечным сечением, увеличивающимся в направлении движения воздуха, установки сопловых насадок во внутренней полости воздуховода на его входном сечении и совмещения выходных отверстий корпуса блока и воздуховода. При поступления воздуха к зоне воздуховода, часть потока начинает разворачиваться и входить в сопловые насадки. Другая часть потока продолжает перемещаться по сужающемуся каналу, сохраняя постоянную скорость воздуха по поперечному сечению. Таким образом, по длине щелевых отверстий сопловых насадок поддерживается равномерное распределения поступающего воздуха. За счет приобретенного в сопловых насадках динамического напора воздух в виде струй проникает до основания радиатора и растекается вдоль него в противоположных направлениях. После встречи смежных струй воздух вновь разворачивается на девяносто градусов, выходит из радиатора и через расширяющиеся каналы между сопловыми насадками отводится к выходному сечению воздуховода, совмещенному с выходным отверстием блока.
Реализация конструкции позволяет:
- увеличить эффективность отвода тепла от радиатора за счет использования всей поверхности оребрения;
- исключить неравномерность температурного поля радиатора;
- резко повысить эффективность охлаждения радиатора за счет увеличения числа плоских ребер путем уменьшения их толщины и межреберного зазора;
- увеличить компактность блока;
- снять ограничения на установку блоков в шкафах с аппаратурой.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1а представлена конструкция блока, на фиг.1б - поперечный разрез А-А блока.
Устройство (фиг.1a и 1б) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, во внутренней полости 4 которого размещены мощные тепловыделяющие элементы 5, закрепленные на основании радиатора 6 с плоскими ребрами 7 и воздуховод 8 с сопловыми насадками 9, торцевые поверхности которых снабжены щелевыми отверстиями 10 и расположены с минимальным зазором относительно вершин плоских ребер 7 радиатора 6. Воздуховод 8 и сопловые насадки 9 выполнены клиновидной формы с поперечным сечением, увеличивающимся в направлении движения воздуха. Во внутренней полости 11 воздуховода 8 на его входном сечении 12 установлены сопловые насадки 9. Выходное сечение 13 воздуховода 8 и выходное отверстие 3 корпуса 1 блока совмещены.
Воздуховод 8 может быть выполнен коробчатой формы или образован боковыми стенками корпуса 1 и наклонной перегородкой. Выходное отверстие 3 блока может быть соединено непосредственно с вентилятором 14 или подключено к вытяжному коллектору (на фиг.1 не показан). На фиг.1а представлен вариант размещения воздуховода 8 внутри корпуса 1 радиоэлектронного блока, на выходном отверстии 3 которого установлен вентилятор 14, а входное отверстие 2 корпуса 1 снабжено воздушным фильтром 15.
Устройство работает следующим образом. При включении вентилятора 14 воздух через входное отверстие 2 корпуса 1 через фильтр 15 всасывается во внутреннюю полость 4 блока и поступает на входное сечение 12 воздуховода 8. После чего часть потока продолжает перемещаться по сужающемуся каналу, сохраняя постоянную скорость по поперечному сечению воздуховода 8. Внутри сопловых насадок 9 воздух ускоряется и в зоне торцевых поверхностей через щелевые отверстия 10 в виде струй подается перпендикулярно к основанию радиатора 6. При достижении основания радиатора 6 каждая из струй воздуха разделяется на два потока, которые разворачиваются на девяносто градусов и растекаются в противоположных направлениях. После встречи смежных струй друг с другом воздух вновь разворачивается на девяносто градусов, омывает боковую поверхность ребер, поглощая рассеиваемое ею тепло, и выходит из радиатора. Далее нагретый воздух попадает в расширяющиеся каналы 16 между сопловыми насадками 9, отводится к выходному сечению 13 воздуховода 8 и через выходное отверстие 3 корпуса 1 блока удаляется наружу.