Корпус-радиатор монитора

Полезная модель относится к элементам электронных приборов - корпусам мониторов, размещаемых на транспортных средствах (далее - ТС), в том числе в рекламно-информационных целях, и используемых в условиях, требующих повышенной пыле- и влагозащищенности, при различных метеоусловиях.
Корпусы устройств, используемых для наружной рекламы и информирования, обычно выполняют антивандальными и устойчивыми к воздействию атмосферных условий. При работе данных устройств в теплое время в таких корпусах образуется нагретый воздух, который ухудшает качество работы используемых дисплеев, например, жидкокристаллических или LED, снижая их яркость и уменьшая срок службы. Поэтому в данных устройствах зачастую применяют принудительную вентиляцию, как, например, в мобильной рекламной конструкции (патент RU 118785, опубл. 27.07.2012) [1], которая включает в себя устройство охлаждения - кондиционер или вентилятор, в том числе снабженные автоматическими жалюзи.
Известные рекламные устройства, включающие в себя дисплеи, работа которых нагревает внутреннее пространство корпуса, содержат, как правило, специальные дополнительные устройства для охлаждения, которые не обладают высокой надежностью и требуют частой замены, а также увеличивают расход электроэнергии. Содержащие устройства принудительной вентиляции корпусы не обладают герметичностью, необходимой при эксплуатации мониторов на открытом воздухе, допуская проникновение влаги и пыли, способных вывести из строя электронику.
Также известно использование конструктивных особенностей самого корпуса рекламного устройства для его охлаждения. Так, в патенте FR 2891940, опубл. 13.04.2007 [2], система информирования, включающая плоский экран, модули управления и питания, оснащена корпусом, содержащим наклонные элементы, расположенные в верхней и нижней стенках корпуса, которые имеют вход для наружного воздуха и выход для горячего, что обеспечивает свободную циркуляцию воздуха внутри корпуса. Данное решение представляется недостаточно эффективным для охлаждения устройства в теплое время года при высокой температуре окружающей среды, кроме того допускает проникновение в корпус влаги и пыли, отрицательно влияющих на работу электроники, особенно в уличных условиях.
Известно, что для охлаждения различной электронной техники: радиоэлектронного устройства, модуля радиопомех, переносной электронной вычислительной машины (RU 2674521, опубл. 11.12.2018 [3]; RU 2474056, опубл. 27.01.2013 [4]; RU 54223, опубл. 10.06.2006 [5]) - используют корпус, поверхность которого является радиатором.
Также, как и в патенте RU 108665, опубл. 20.09.2011 [6], согласно которому промышленная электронная вычислительная машина содержит корпус, на наружной поверхности одной из стенок которого, являющейся радиатором, имеются теплорассеивающие ребра, размещенные в корпусе, по крайней мере системная плата с процессором, контроллер температуры с функциями управления подачей питания, а также нагреватель. При этом процессор размещен на базовом теплопередающем блоке, к которому присоединены тепловые трубки, связанные с радиатором.
Указанные выше устройства [3, 4, 5, 6] имеют свое специальное назначение и не предназначены для постоянного функционирования в открытой окружающей среде с разными метеоусловиями, в том числе в качестве рекламных устройств, размещаемых на транспортных средствах.
Технический результат, достигаемый использованием заявляемой полезной модели, заключается в эффективности охлаждения монитора, используемого в открытой окружающей среде, требующего повышенной пыле- и влагозащищенности.
Для достижения указанного технического результата предлагается корпус-радиатор монитора, размещаемого на транспортном средстве, содержащий скрепленные между собой стенки, предназначенный для размещения в нем по меньшей мере одного дисплея, соединенного с необходимыми для его работы модулями управления, питания и контроля, содержащий по меньшей мере одну стенку с выполненным в ней окном для дисплея, отличающийся тем, что по меньшей мере одна не используемая для размещения дисплея стенка корпуса выполнена из теплопроводящего материала и является стенкой-радиатором, содержащей наружные ребра охлаждения, а также примыкающие к внутренней поверхности стенки-радиатора теплоотводящие элементы, при этом наружные ребра охлаждения по меньшей мере одной стенки-радиатора расположены вдоль направления движения транспортного средства, теплоотводящие элементы по меньшей мере одной стенки-радиатора соединены со стенкой по меньшей мере одного дисплея.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, а также поперечным разрезом корпуса, представленным на фиг. 2, где:
1 - стенка с выполненным в ней окном для дисплея;
2 - стенки-радиаторы;
3 - наружные ребра охлаждения;
4 - наружные ребра охлаждения, располагаемые вдоль движения ТС;
5 - теплоотводящие элементы;
6 - стенка дисплея.
Корпус-радиатор монитора содержит стенку с выполненным в ней окном для дисплея 1, стенки-радиаторы 2, содержащие наружные ребра охлаждения 3, включая ребра охлаждения 4, расположенные вдоль направления движения ТС, а также теплоотводящие элементы, соединяющие стенки-радиаторы 2 со стенкой дисплея 6.
Полезная модель работает следующим образом.
Пример 1.
Заявляемый корпус-радиатор монитора используют на легковых автомобилях в рекламно-информационных целях. Габаритные размеры корпуса-радиатора монитора составляют 330 мм × 1193 мм, корпус монтируют на крышу автомобиля, при этом его длинную сторону располагают вдоль крыши. Корпус изготавливают, например, из алюминия, в лицевой и задней стенках корпуса выполняют окна для двух дисплеев, а верхнюю, нижнюю и боковые стенки корпуса методом литья под давлением снабжают ребрами охлаждения высотой 20 мм, шириной 1,8 мм, с шагом 5 мм. При этом ребра охлаждения верхней и нижней стенок корпуса расположены вдоль движения ТС - они вытянуты длинной стороной вдоль крыши автомобиля. Боковые стенки корпуса перпендикулярны направлению движения автомобиля, расположить ребра охлаждения вдоль направления движения не представляется возможным - их выполняют вытянутыми в любом направлении, например, перпендикулярно крыше автомобиля.
Теплоотводящие элементы, выполненные, например, в виде медных трубок, прикрепляют к внутренней поверхности боковой стенки-радиатора, например, посредством прижимателя. Медные трубки соединяют стенку-радиатор со стенками двух дисплеев и отводят тепло, образующееся при работе дисплеев, напрямую к боковой стенке-радиатору. Стенки корпуса скрепляют между собой посредством крепежных соединений, например, болтов. В корпусе размещены два дисплея, например, ЖК-монитора с LED подсветкой, а также необходимые для их работы устройства: контроллеры, блоки питания, датчики яркости, платы управление яркостью, нагрева и охлаждения, модули 3G, 4G, а также GPS/ГЛОНАС, WiFi сканер или WiFi сниффер, также в корпусе могут разместить беспроводной встроенный узел WiFi. Корпус-радиатор монитора отводит внутреннее тепло работающих устройств посредством медных трубок и рассеивает его снаружи за счет контакта поверхности рёбер охлаждения с воздушным потоком автомобиля, находящегося в движении.
Пример 2.
Заявляемый корпус-радиатор монитора используют для рекламы на общественном транспорте, например, автобусе. Габаритные размеры монитора при этом могут составлять 1870 мм × 970 мм. Корпус изготавливают, например, из алюминия, лицевую стенку корпуса снабжают окном для дисплея, а заднюю, верхнюю и боковые стенки корпуса методом литья под давлением снабжают ребрами охлаждения высотой 11 мм, шириной 1,5 мм, при этом расстояние между ребрами составляет 4 мм. Корпус монтируют с наружной стороны на задней поверхности автобуса при помощи болтов, при этом ребра охлаждения на задней, верхней, боковых стенках корпуса расположены вдоль движения ТС - перпендикулярно задней поверхности автобуса. В корпус помещены дисплей, например, светодиодный, необходимые для его работы устройства: контроллер, блок питания, платы управления яркостью, нагрева и охлаждения, модули 3G, 4G а также GPS/ГЛОНАС, WiFi радар и беспроводной встроенный узел WiFi. Теплоотводящие элементы, выполненные, например, в виде контурных тепловых труб прикрепляют к внутренней поверхности боковых стенок-радиаторов при помощи, например, теплосъемника. Данные элементы соединяют стенки-радиаторы со стенкой дисплея и отводят тепло, образующееся при работе дисплея, напрямую к стенкам-радиаторам.
Подбор материала, формы заявленного корпуса, а также размеров и количества ребер охлаждения и теплоотводящих элементов выполняется исходя из условий тепловыделения используемого монитора.
Стенки-радиаторы заявляемого корпуса выполняются из материла, обладающего высокой теплопроводностью, и таким образом теплый воздух от работающих внутри корпуса устройств рассеивается напрямую через них. В отличие от решений [3, 4, 5, 6], которые также содержат стенки-радиаторы, но не предназначены для использования в открытой окружающей среде - в заявленном корпусе, эксплуатируемом на воздухе, существенное значение имеет расположение наружных ребер охлаждения. Указанные ребра по меньшей мере одной стенки корпуса расположены вдоль движения ТС, что напрямую влияет на эффективность охлаждения. В заявленном решении не требуется принудительной вентиляции для охлаждения размещенных в мониторе устройств - эту функцию выполняют потоки воздуха при движении ТС. Расположение ребер охлаждения по меньшей мере одной стенки корпуса вдоль направления движения ТС обеспечивает максимальный контакт потока воздуха с поверхностью стенки-радиатора, что позволяет максимально рассеять тепло, образующееся при работе монитора. Теплоотводящие элементы, соединяющие стенку дисплея со стенками-радиаторами корпуса, быстро и эффективно отводят тепло, не ухудшая герметичности корпуса, поскольку заявленный корпус лишен разного рода отверстий для циркуляции воздуха.
Таким образом, использование заявленного корпуса-радиатора монитора, размещенного на транспортном средстве, позволяет обеспечить его эффективное охлаждение в открытой окружающей среде при различных атмосферных воздействиях.