具有被冷却剂从中流过的管子的冷却器制造技术

本发明专利技术涉及一种冷却器，该冷却器具有至少一个被冷却剂从中流过的管子（２），该管子（２）被导热的材料（１）所包围，其中所述至少一个管子（２）的管壁沿流动方向呈波纹状。波纹状的结构的优点是，相对于直壁的管子在流速较低的情况下从层流过渡到涡流并且在管子长度相同时热传导面积更大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种冷却器，该冷却器具有至少 一 个被冷却剂从中流 过的管子，该管子被导热的材料包围。
技术介绍
所述的冷却器比如用于对产生热量的部件进行冷却，对所述部件 的功能来说环境空气的加热是不期望的。所述部件比如是大功率电子 系统中的布线电阻、大功率半导体或电解电容器。在此，冷却器通常 用作电子部件的装配支架。面状地具有良好的热接触地将部件安置到 所述冷却器上，从而调节从所述部件到冷却器的热传导。在这种情况 下产生这样的要求，也就是将热量尽可能直接输出给冷却剂。如果是 这种情况，所述部件具有极佳的热阻抗，并且在冷却器中仅仅对相应 的部件环境进行微小的加热。在冷却器中将热量输出给在管子中流动的冷却剂。通常在这种情 况下设置封闭的回路，在该回路中冷却剂借助于泵进行循环并且通过 换热器得到冷却。在此人们致力于将冷却剂量保持在微小的程度上， 用于保证冷却功率与设备体积之间的最大比例。根据现有技术，已知一些实施方式，在这些实施方式中将焊接的特种钢管浇入铝中，比如生产商五"^WcA;/Mrtg Fe"/gwwg ro/A^ 五y 6flc/i，/)-W6W BeW/ie/Mor/ "諷gto由cZi.rfg,就采取这种做法。为了优化冷却功率，致力于在冷却器和冷却剂之间有很好的热传 导。因此，根据现有技术，在管子内部布置涡流元件，用于保证涡流。 层流由于较低的导热系数是不利的。所述的涡流元件经常导致这样的情况，即在所述管子的内部形成 一些区，少量的冷却剂在这些区的内部循环或者在这些区的内部出现 微小的流动速度。这随着时间的推移导致残渣和残留物的沉积，这些 残渣和残留物从冷却剂中沉淀下来并且附着在管子内壁及涡流元件 上。其结果是，热传导效果变差并且流动阻力上升直至管子被完全堵 塞。在没有涡流元件的情况下，必须选择如此高的通流速度，从而从层流过渡到涡流。不过，由此由于必须提高泵功率而降4氐冷却i殳备的 总效率并且意外地提高噪声发射。
技术实现思路
本专利技术的任务是，为开头所述类型的冷却器说明一种相对于现有 技术的改进方案。该任务按本专利技术用一种具有至少一个被冷却剂从中穿流的管子的 冷却器来得到解决，所述管子被导热的材料所包围，其中所述至少一 个管子的管壁沿流动方向呈波紋状。波紋状的结构的好处是，相对于 直壁的管子在流速较低的情况下从层流过渡到涡流。这样就不再需要 渴流元件。此外，热传导面积在管子长度相同的情况下相对于直壁的 管子更大，由此将更多的热量输出给冷却剂。按照本专利技术的一种有利的实施方式，所述至少一个管子构造为具 有平行波紋的波紋管。这种波紋管可以以不同的材料以很低的成本获 得。此外，平行波紋的优点是，可以以简单的方式将管子弯曲。如果将所述至少一个管子构造为具有螺旋波紋的螺旋管，那就产 生另一种有利的实施方式。这样的管子将波紋管的优点以及与连接件 连接简单的优点结合在了一起，所述连接件具有合适的内螺紋并且在 没有进一步的预备工作的情况下旋紧到所述螺旋管的端部上。此外， 在螺旋管中可以更好地进行冲洗以排出可能的冷却剂残渣。此外，有利的是，所述至少一个管子由耐腐蚀的特种钢或由铜制 成。利用特种钢来保证所述冷却器的高使用寿命，即使所述冷却剂具 有促进腐蚀的内含介质。在使用一种如已知的一样具有微小的腐蚀作 用的冷却剂的情况下，铜的使用也是有利的，因为其导热能力优于特 种钢。在此有利的是，规定将铝或铜或黄铜或锌用作将管子包围的材料。 这些材料十分适合于铸造并且具有高导热能力，从而将安装在冷却器 上的部件的废热直接输出给所述冷却剂。按照本专利技术的另一种有利的实施方式，所述至少一个由导热的材 料制成的管子作为管状的空腔形成。在这种情况下不使用自身的管子， 而是在铸造过程中将具有波紋状的管内壁的形状的铸芯放入铸型中。 而后在由导热的材料制成的铸造本体中，形成具有所述铸芯的形状的 空腔。另一种方案在于，将所述冷却器构造为双构件的，并且具有由管子中轴线确定的分界缝。然后，借助于切屑加工的方法如此制造所 述管形的空腔，从而在每个冷却器半体中产生波紋状的沟槽。在组合 在一起的冷却器中，这两条沟槽形成所述管状的空腔。此外，有利的是，所述冷却器具有基本上为板状的几何形状。这 样所述冷却器可以简单地进行制造并且具有平坦的装配面用于安装散 热的部件。对于布置所述至少一个管子的情况来说，有利的是，将这个管子 蛇曲形地进行布置。这样该管子在所述冷却器的内部形成多个冷却圈， 由此更好地将热量输出给冷却剂。此外在所述冷却闺之间为装配孔留 下足够的空间位置。如果将所述至少一个管子螺旋形地进行布置，则产生另一种有利 的布置方案。在这种情况下，比如所述管子在螺旋的中心处构造有半 圆弧，使得所述管子的两个平行延伸的管段螺旋状地向外延伸并且在 所述冷却器的边缘上设有连接件。如在蛇曲形的布置方案中一样，由 此在所述冷却器内部产生足够的管子长度用于很好地将热量输出给冷 却剂。此外，有利的是，规定将水-防冻剂-混合物用作冷却剂。 一种这样 的混合物一方面可以十分容易地获得，并且另一方面适合于防冻地使 用冷却器。附图说明下面以示范性的方式在参照附图的情况下对本专利技术进行解释。其中图1是冷却器的正视图和侧视图， 图2是波紋管的纵向横截面图， 图3是螺旋管的纵向横截面图。 具体实施例方式图1示出了具有蛇曲形布置的管子2的冷却器的一种示范性的实 施方式，其中管壁按本专利技术沿流动方向为波紋状。该管子在此在端部 具有连接件3、 4。在此通过第一连接件3将经过冷却的冷却剂泵入所 述冷却器中。在该冷却器内部，所述管子2形成多个冷却團，方法是 在笔直的管段之间布置半弧形，使得笔直的先后相随的管段彼此平行 延伸。所述彼此平行延伸的管段的定向在这种情况下在所述冷却器内部可以变化，由此与布置在冷却器上的部件的位置和散热相匹配。具 有较高的散热要求的部件在此直接布置在一个或多个管段上面，与此 相反，具有较低的散热要求的部件也可以放置在处于两个管段之间的 区域中。所述冷却剂在流经布置在所述冷却器内部的管子2时吸收热量， 并且通过第二连接件4从所述冷却器中流出来，通常通过泵输送给换 热器，借助于该换热器对冷却剂进行冷却。所述管子2示范性地构造为由耐腐蚀的特种钢制成的波紋管。也 存在着这样的可能性，即给冷却器配设多根管子2并且通过这种方式 设置多个冷却回路。在这种情况下，每个冷却回路具有自己的温度水 平以及自已的流速，由此最佳地与设置在冷却器上的部件的冷却要求 相匹配。管子2蛇曲形地布置在一个平面中，并且浇铸在导热的材料1比 如铝中。由此从所述导热的材料1中仅仅伸出所述管子2的具有连接 件4、 5的端部。在处于所述平行延伸的管段之间的区域中设置了孔5，所述孔5用 作用于安装部件的装配孔。不过，借助于孔5，所述冷却器本身也能够 安装在相应的支架上。在将部件安装在所述冷却器上时应该注意，从所述部件到所迷冷 却器要有良好的热传导。必要时，可以在处于部件和冷却器之间的缝 隙中设置导热的物质。为确定最佳的冷却条件，有意义的是，用不同的管子布置方式按 经验进行试验。在这种情况下，在试验装置中首先对所述冷却器进行 均匀的加热，并且随后通过冷却剂的循环进行冷却。在冷却过程中， 温度变化作为时间及在冷却器表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
冷却器，具有至少一个被冷却剂从中流过的管子（２），该管子（２）被导热的材料（１）所包围，　其特征在于，所述至少一个管子（２）的管壁沿流动方向呈波纹状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I霍弗曼，H诺尔，W赖谢尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]