一种液体冷却电阻类器件的散热器制造技术

本发明专利技术涉及电阻领域，具体为一种液体冷却电阻类器件的散热器，包括散热腔体，所述散热腔体的前后端分别固设有前端法兰、过渡管道和后端法兰；所述散热腔体由散热基板和盖板拼合构成；所述散热基板内侧壁自下而上水平固设有多根矩形肋，所述矩形肋的两端与散热腔体的内腔端面均存在间距；所述矩形肋之间自下而上平行固设有多根微形肋，所有相邻的微形肋之间水平固设有多个用于产生涡流的三角翼型板；所述散热基板外侧壁安装有电阻类器件。本发明专利技术克服了传统电阻类器件散热装置的不足，利用矩形肋、微型肋和三角翼型板充分发挥冷却液的特性，使电阻类器件能够高效散热，保证其正常工作，且符合其高频、小型化、智能化、高可靠性的发展方向。发展方向。发展方向。

【技术实现步骤摘要】
一种液体冷却电阻类器件的散热器


[0001]本专利技术涉及电阻领域，具体为一种液体冷却电阻类器件的散热器。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术和铁路动机车前沿技术的不断延伸与应用，变流装置作为铁路动机车的核心零部件，其中所用到的电阻类器件也正朝着高频、小型化、智能化、高可靠性的方向发展。在变流装置中，为了提高功率密度，大多采用平面无感功率电阻类器件，正常工作时电阻内部温度较高，如何高效的散热成为影响电阻长周期稳定工作的重要因素。
[0003]平面无感功率电阻在应用时，底部陶瓷基板涂敷导热硅脂后贴合于散热器表面，工作时热量通过导热硅脂传递至散热器，现有散热器通过冷却液或强迫风冷方式进行热交换来保证电阻的工作温度。
[0004]现有技术一中采用的液体冷却散热方式，其具体安装方式为：将平面无感功率电阻底部陶瓷基板涂敷导热硅脂后贴合于散热器表面，散热器作为独立部件固定安装，散热器内部设置液体流道，进、出水口采用快插水接头，通过分支管路接入变流装置主冷却管路，散热器吸收的电阻热量与流动的冷却液进行热交换。存在以下缺点:1）散热器尺寸较大，重量重，占用变流装置空间较大，并且需要独立安装固定，不利于功率密度较高的动机车变流装置使用；2）散热器采用分支管路接入主冷却管路，与其他液冷散热装置为并联关系，自身流阻影响整个液冷系统流量分配，设计时需考虑其他分支管路流阻，否则将出现水路短路现象；3）散热器内部流道单一，没有充分发挥冷却液的特性，无法实现电阻类器件的高效散热；4）散热器采用的快速插拔水接头内部含有橡胶密封圈，在变流装置高级修程时需进行更换，新件采购成本及维护成本较高，与主冷却管路相连后不易拆卸，降低了整体可维修维护性；5）散热器采用的橡胶分支管路，安装结构复杂，液体进出口采用的快速插拔水接头造价昂贵，整体成本上升。
[0005]现有技术二中采用的强迫风冷散热方式，其具体安装方式为：平面无感功率电阻底部陶瓷基板涂敷导热硅脂后贴合于散热器表面，散热器选用带翅型风冷散热器，散热器内部埋置导热率较高的热管，散热器一侧表面垂直布置散热翅片，安装时散热器表面（带散热翅片一侧）贴合于独立风道外表面，其表面垂直散热翅片完全伸入独立风道中，独立风道顶部/底部布置冷却风机驱动风道内空气与散热翅片进行换热，翅片增大了散热器与风道内一次冷却空气的换热面积，从而达到冷却电阻类器件的目的。存在以下缺点：1）风冷带翅片型散热器整体尺寸较大，重量重，占用变流装置空间较大，并且需要布置独立风道对其进行冷却，不利于功率密度较高的动机车变流装置使用；2）风冷带翅片型散热器安装于变流装置内不易拆卸，散热器散热基板于风道壁面
安装平面度要求较高，维修维护时无法保证其密封性能达到最佳；3）散热器内部埋置热管，加之散热器整体尺寸较大，导致采购成本增加；4）变流装置布置独立风道后需增加冷却风机，占用空间增大且成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术以保证电阻工作可靠性为出发点，为了解决现有技术的散热器不适应其小型化智能化等的发展方向等问题，并保证其高效散热，提出了一种适用于变流装置的液体冷却电阻类器件的散热器。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种液体冷却电阻类器件的散热器，包括散热腔体，所述散热腔体的前端进口处固设有前端法兰，所述散热腔体的后端出口固设有过渡管道，所述过渡管道端部固设有后端法兰；所述散热腔体由散热基板和盖板拼合构成；所述散热基板内侧壁自下而上平行固设有多根矩形肋，所述矩形肋的两端与散热腔体的内腔前后端面均存在间距，所述矩形肋水平布置；所述散热基板内侧壁位于相邻的矩形肋之间自下而上平行固设有多根微形肋，位于最上方矩形肋的散热基板内侧壁自下而上也平行固设有多根微形肋，同理，位于最下方矩形肋的散热基板内侧壁自下而上也平行固设有多根微形肋，所述微形肋与矩形肋平行；所有相邻的微形肋之间水平固设有多个用于产生涡流的三角翼型板；所述散热基板外侧壁设置有多个用于安装电阻类器件的预留孔，所述散热腔体通过前端法兰和后端法兰密封固设于主冷却管路上（该结构描述以图1为基准方向
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即散热器的使用状态，如图5、图6所示）。
[0008]实际操作时，冷却液体（冷却液体可以为水、乙二醇等具备良好散热性能的混合液体或单一液体）从前端法兰进入散热腔体，电阻类器件通过预留孔固设于散热器上（散热基板外侧壁），实现电阻类器件的固定安装，散热基板内侧设置有矩形肋、微型肋与三角翼型板，进一步发挥冷却液的效果，使电阻类器件最大程度散热。在散热腔体的多根矩形肋的分流下，分别进入多个通道中，增大冷却液体与散热基板之间的换热面积；在相邻的矩形肋、矩形肋与散热腔体内侧壁之间设置有微型肋，微型肋形成的微通道，进一步增大冷却液体与散热基板之间的换热面积，微型肋通道中布置三角翼型板，三角翼型板不仅可以改变通道中液体的流动方向还可以有效增强通道中微型肋与流体之间的换热效果，其强化换热的机理为以下方面：首先在微型肋之间布置三角翼型板可以扩展微型肋与液体的接触面积，从而增强微型肋与流体的换热性能；其次，在微型肋之间布置三角翼型板可以有效破坏该区域微型肋表面的流动边界层和热边界层，从而增强微型肋与流体的换热能力。最后冷却液体从散热腔体后端进入过渡管道，从后端法兰流出。所述散热器通过前端法兰和后端法兰固设于主冷却管路上，相比传统的电阻散热器，不分取管路流量，不对分支管路散热产生影响；且不再使用快速插拔水接头作为液体进出口的连接媒介，降低了整体设计成本。
[0009]进一步优选的，所述矩形肋的宽度为散热腔体的内腔宽度的0.8
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1倍。当矩形肋的的宽度为散热腔体的内腔宽度的一倍时，矩形肋的另一侧与盖体内侧壁无缝隙接触；当矩形肋的宽度为散热腔体的内腔宽度的0.8倍时，矩形肋的另一侧与盖体内侧壁之间具有间距。
[0010]进一步优选的，所述微形肋的宽度为矩形肋宽度的0.1
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0.3倍。微型肋仅在散热基板内侧凸出一部分，适应其小型化的发展方向。
[0011]进一步优选的，所述矩形肋和微形肋的长度相同，为散热腔体的内腔长度的0.7
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0.9倍。通道与微通道的长度相同，尽可能地增大冷却液体与散热基板之间的换热面积，适应其发展方向。
[0012]具体的，所述矩形肋的布置数量为五根。矩形肋将散热腔体分为六条通道。
[0013]进一步优选的，所述三角翼型板为直角三角板，且直角面朝迎流面设置。微型通道中布置的三角翼型板的垂直面为迎流面，使得液体的流动状态发生改变，在来流方向产生了纵向涡，纵向涡冲刷散热腔体表面进一步增强了液体的换热能力，尾部涡区为三角翼型板的斜面可以消除涡产生器带来的死涡区。
[0014]进一步优选的，所述前端法兰、散热基板、盖板、过渡管道及后端法兰之间采用TIG焊接。整体板材采用铝材质，焊接方式为TIG焊接方式（钨极氩弧焊），整体式的设计安装方便快捷，极大提高了散热器的可维修维护性。本领域技术人员可知，钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，焊接时氩气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体冷却电阻类器件的散热器，其特征在于：包括散热腔体（1），所述散热腔体（1）的前端进口处固设有前端法兰（7），所述散热腔体（1）的后端出口固设有过渡管道（8），所述过渡管道（8）端部固设有后端法兰（9）；所述散热腔体（1）由散热基板（2）和盖板（3）拼合构成；所述散热基板（2）内侧壁自下而上平行固设有多根矩形肋（4），所述矩形肋（4）的两端与散热腔体（1）的内腔前后端面均存在间距，所述矩形肋（4）水平布置；所述散热基板（2）内侧壁位于相邻的矩形肋（4）之间自下而上平行固设有多根微形肋（5），位于最上方矩形肋（4）的散热基板（2）内侧壁自下而上也平行固设有多根微形肋（5），同理，位于最下方矩形肋（4）的散热基板（2）内侧壁自下而上也平行固设有多根微形肋（5），所述微形肋（5）与矩形肋（4）平行；所有相邻的微形肋（5）之间水平固设有多个用于产生涡流的三角翼型板（6）；所述散热基板（2）外侧壁设置有多个用于安装电阻类器件（12）的预留孔，所述散热腔体（1）通过前端法兰（7）和后端法兰（9）密封固设于主冷却管路（10）上。2.根据权利要求1所述的一种液体冷却电阻类器件的散热器，其特征在于：所述矩形肋（4）的宽度为散热腔体（1）的内腔宽度的0.8

【专利技术属性】
技术研发人员：高升，宋智龙，赵娜，侯钧川，张景全，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：