具有肋式冷却体的冷却装置制造方法及图纸

技术编号:3751675 阅读:187 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术描述了一种具有肋式冷却体的冷却装置(10),肋式冷却体(12)具有基底(16)和冷却肋(18),这些冷却肋沿相同方向从基底突起并且通过间隙空间(22)彼此保持间隔。为了获得最佳冷却效果,肋式冷却体(12)与流动介质转向体(14)组合,流动介质转向体具有指状肋(20),这些指状肋伸入冷却肋(18)之间的间隙空间(22),从而在肋式冷却体(12)与流动介质转向体(14)之间形成流道(24),流道是针对沿横向环流流过冷却肋(18)和指状肋(20)的冷却介质而设置的。根据本发明专利技术的冷却装置具有明显改善的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有肋式冷却体的冷却装置,所述肋式冷却体具有基底和冷却肋,这些冷却肋沿相同方向从所述基底突起并且通过间隙空间彼此保持间隔。
技术介绍
这种冷却装置例如应用在电子的功率半导体模块中,以便从该模块的电子功率半导体结构元件导出损耗功率。 冷却装置的肋式冷却体通常由挤压型材或者冲挤型材制成,冷却介质沿肋式冷却体的冷却肋的纵向流过该肋式冷却体。耗散热的热传递通常垂直于该方向也就是说从基底出发朝向冷却肋的方向进行。 在已知的肋式冷却体中,流过间隙空间的冷却介质是以不均匀的方式加热的。与远离待冷却的功率结构元件的区域相比,在待冷却的功率结构元件附近,冷却剂被更大程度地加热,从而在冷却介质中出现了温度变化曲线的不期望的分层结构(Schichtenbildimg)。该分层结构意味着,在冷却肋的根部区段附近冷却介质的加热程度比冷却介质的平均加热程度更大。结果是,已知冷却装置(其具有沿其纵向被穿流的肋式冷却体)的冷却功率不能满足需要。在肋间距较小(与此相关,散热表面有利地是较大的)的肋式冷却体中存在由于污染以及由此造成的阻塞而导致局部温度过高的危险,这是因为在阻塞的地方至少部分地阻塞该间隙空间,并且被阻塞的间隙空间丧失了冷却效果。
技术实现思路
考虑到上述这些情况,本专利技术的任务在于实现开头所述类型的冷却装置,该冷却装置具有明显改善的冷却效果。 根据本专利技术,该任务通过权利要求1的特征来解决,也就是说解决方法在于,所述肋式冷却体与流动介质转向体组合,所述流动介质转向体具有指状肋,这些指状肋伸入所述肋式冷却体的所述冷却肋之间的间隙空间,从而在所述肋式冷却体和所述流动介质转向体之间形成流道,所述流道是针对沿横向环流流过所述肋式冷却体的所述冷却肋和所述流动介质转向体的所述指状肋的冷却介质而设置的。 在已知肋式冷却体中,冷却介质沿冷却肋纵向流过相邻冷却肋之间的间隙空间,而在本专利技术的冷却装置中,冷却介质横向于冷却肋和指状肋流过由该冷却肋和指状肋限定的流道。由此避免上面提及的温度分层结构。此外通过本专利技术构造方式避免了局部通道污染的负面效果。因而明显改善本专利技术冷却装置的冷却效果。 已被证实的特别有利之处在于,在本专利技术冷却装置中,所述流道的在一侧通过所述指状肋顶端区段限定的横截面与剩余的流道的横截面相比较小,因为由此在所述流道的由指状肋顶端区段在一侧限定的区段中,流动速度加大,并因而增强在该区域中、即冷却肋根部区域中的热传递,进而改善冷却效果。 在冷却肋根部区域中,在冷却介质与冷却装置之间的温差最大的区域中冷却效果因此为最佳。 通过充分利用全部体积流量获得将冷却介质的加热降至最小程度的优点。例如,在体积流量为201/min并且待导出的功率损耗为3kW情况下,由50%水和50%乙二醇组成的冷却介质的变热例如仅为2. 5K。 在本专利技术冷却装置方面,已证实的有利之处在于,所述肋式冷却体的这些冷却肋具有下述的横截面轮廓,所述横截面轮廓从所述肋式冷却体基底开始朝向所述冷却肋的顶端縮小。所述流动介质转向体的这些指状肋可以具有下述横截面轮廓,所述横截面轮廓具有至少近似恒定的壁厚。 根据本专利技术,所述流动介质转向体在一侧可以构成有用于冷却介质的流入通道,而在对置的另一侧构成有用于冷却介质的流出通道。同样,所述流动介质转向体可以在其彼此对置的两侧具有各一个流入通道并且在中间区域具有流出通道。附图说明 根据附图所示的本专利技术冷却装置的实施例的以下说明得到其他细节、特征和优点,图中以局部立体视图示出本专利技术冷却装置。具体实施例方式附图示出冷却装置10的结构,其具有肋式冷却体12和流动介质转向体14。肋式冷却体12具有基底16和冷却肋18,这些冷却肋18以材料一体化且相互保持间隔方式沿相同方向从基底16突起。 流动介质转向体14具有指状肋20,这些指状肋20伸入间隙空间22,这些间隙空间22形成在冷却肋18之间。因而在肋式冷却体12和流动介质转向体14之间形成流道24,流道24是针对沿横向环流流过肋式冷却体12的冷却肋18和流动介质转向体14的指状肋20的冷却介质而设置的。为实现此目的,流动介质转向体14在一侧设有冷却介质的流入通道26,而在对置的另一侧设有冷却介质的流出通道28。在肋式冷却体12和流动介质转向体14之间的流道24内的冷却介质流入方向在附图左侧通过箭头30表示,并且冷却介质流出方向在右侧通过箭头32表示。 通过双箭头34示出的流道24横截面在指状肋20顶端部分36的区域中比剩余的流道24的横截面更小,从而在这里沿横向流经流道24的冷却介质的流动速度更快。由此在冷却肋18根部38的区域中热量导出较好,因而获得冷却装置10的最佳冷却效果。 为了加大指状肋20的相邻顶端区段36之间的流道的横截面,肋式冷却体12的冷却肋18具有下述的横截面轮廓,该横截面轮廓从基底16 (也就是从根部38)开始朝向各自的指状肋20顶端40縮小。流动介质转向体14的这些指状肋20例如具有下述横截面轮廓,其具有至少近似恒定的壁厚。 耗散热沿箭头42所示的方向传递至电子功率模块(未示出)的冷却装置10。例如利用固定螺栓来固定该未示出的功率模块,该固定螺栓可以拧入形成在肋式冷却体12中的螺纹盲孔44中。 按照适当方式将肋式冷却体12的冷却肋18配备给功率芯片(未示出),也就是设置在功率半导体模块的功率芯片所处的位置处,从而促进有效冷却。流动介质转向体14借助于密封件46与肋式冷却体12密封连接附图标记列表10冷却装置12(冷却装置IO的)肋式冷却体14(冷却装置10的)流动介质转向体16(肋式冷却体12的)基底18(肋式冷却体12的基底16上的)冷却肋20(流动介质转向体14的)指状肋22(冷却肋18之间的)间隙空间24(肋式冷却体12和流动介质转向体14之间的)流道26(冷却装置10的)流入通道28(冷却装置10的)流出通道30箭头/冷却介质的流入方向32箭头/冷却介质的流出方向34双箭头/ (顶端区段36处的流道24的)横截面36(指状肋20的)顶端区段38(冷却肋18的)根部40(冷却肋18的)顶端42箭头/(向冷却装置io的)热传递44(肋式冷却体12中的)螺纹盲孔46(肋式冷却体12与流动介质转向体14之间的)密封件权利要求具有肋式冷却体(12)的冷却装置,所述肋式冷却体(12)具有基底(16)和冷却肋(18),所述冷却肋(18)沿相同方向从所述基底突起并且通过间隙空间(22)彼此保持间隔,其特征在于,所述肋式冷却体(12)与流动介质转向体(14)组合,所述流动介质转向体(14)具有指状肋(20),所述指状肋(20)伸入所述肋式冷却体(12)的所述冷却肋(18)之间的所述间隙空间(22)内,从而在所述肋式冷却体(12)与所述流动介质转向体(14)之间形成流道(24),所述流道(24)是针对沿横向环流流过所述肋式冷却体(12)的所述冷却肋(18)和所述流动介质转向体(14)的所述指状肋(20)的冷却介质而设置的。2. 根据权利要求l所述的冷却装置,其特征在于,所述流道(24)的在一侧通过所述指 状肋(20)的顶端区段(36)限定的横截面(34)与剩余的所述流道(24)的横截面相比较小。3. 根据权利要求l所述的冷却装置,其特征在于,所述肋式冷却体(12)本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有肋式冷却体(12)的冷却装置,所述肋式冷却体(12)具有基底(16)和冷却肋(18),所述冷却肋(18)沿相同方向从所述基底突起并且通过间隙空间(22)彼此保持间隔,其特征在于,所述肋式冷却体(12)与流动介质转向体(14)组合,所述流动介质转向体(14)具有指状肋(20),所述指状肋(20)伸入所述肋式冷却体(12)的所述冷却肋(18)之间的所述间隙空间(22)内,从而在所述肋式冷却体(12)与所述流动介质转向体(14)之间形成流道(24),所述流道(24)是针对沿横向环流流过所述肋式冷却体(12)的所述冷却肋(18)和所述流动介质转向体(14)的所述指状肋(20)的冷却介质而设置的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:克劳斯巴克豪斯路德维希哈格尔
申请(专利权)人:赛米控电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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