用于冷却物体的方法、冷却设备和冷却设备的应用技术

公开了一种用于冷却至少一个物体(1)的方法。该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却物体的方法、冷却设备和冷却设备的应用


[0001]本专利技术涉及一种用于通过放置在基板的空腔中的湍流器冷却至少一个物体的方法。本专利技术进一步涉及一种冷却设备和冷却设备的应用。

技术介绍

[0002]功率电子器件，诸如整流器、逆变器、变频器、半导体、晶体管等等在使用期间经常生成大量热量，并因此冷却这些设备以确保其功能并防止损坏是已知的。
[0003]从EP 2 207 201 B1已知，将需要冷却的电子部件放置在板的顶部上，其中板的底侧由液体冷却，该液体通过分配元件沿着板引导。但在此种布置中的热传递不是特别有效。
[0004]因此，从US 9,638,477 B1已知，将电子设备放置在板上，该板包括从板的底部延伸的湍流器。然后将板定位在歧管上，使得该湍流器向下延伸到歧管中的空腔中，并且在空腔中建立冷却液流。将湍流器与板形成为一体确保良好的导热性，但这种设计复杂且成本高昂。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种用于冷却物体的更简单且成本有效的技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种用于冷却至少一个物体的方法。该方法包括以下步骤：
[0007]·
在基板中形成至少一个空腔，使得该至少一个空腔从基板的连接表面延伸并延伸到该基板中，
[0008]·
在至少一个空腔中布置湍流器，
[0009]·
将至少一个物体连接到连接表面，使得该至少一个物体使湍流器变形并迫使该湍流器进入空腔中，以及
[0010]·r/>生成通过空腔的冷却流体流以冷却至少一个物体。
[0011]将湍流器形成为单独的零件是有利的，因为具有与在冷却流体流中生成湍流相关的有效设计的湍流器由此可以在单独的工艺中制造，例如通过冲孔、冲压或类似工艺，其中湍流器可以以简单的机械工艺快速且有效地制造。并且通过将物体连接到连接表面，使得该物体使湍流器变形并压缩该湍流器是有利的，因为湍流器由此牢固地压靠在物体和空腔底部上，由此确保物体和湍流器之间的良好热传导，同时确保冷却流体不能在湍流器上方或下方流动，也就是说，所有的冷却流体被引导通过湍流器，从而提高了物体所附接的冷却设备的效率。
[0012]在一个方面，该方法进一步包括在物体和基板之间布置垫圈的步骤。
[0013]在物体和基板之间布置垫圈是有利的，因为这降低了冷却流体在物体和基板之间泄漏出的风险。
[0014]在一个方面，至少一个物体紧密连接到基板。
[0015]将物体紧密连接到基板是有利的，因为这降低了冷却流体在物体和基板之间泄漏出的风险，并且确保了基板和物体之间良好的热传导。
[0016]在一个方面，湍流器延伸出空腔，使得至少一个物体使湍流器变形并迫使该湍流器进入空腔中。
[0017]形成湍流器，使得其略高于空腔的深度，并从而从空腔中伸出是有利的，因为当具有平坦底侧的物体的底部部分紧密连接到连接表面时，该物体由此将压缩湍流器，也就是说，这确保了物体的简单设计。
[0018]在一个方面，当至少一个物体连接到连接表面时，该至少一个物体的至少底部部分延伸到空腔中，使得该至少一个物体的底部部分使湍流器变形并迫使该湍流器进入空腔中。
[0019]形成物体，使得当该物体连接到连接表面时，底部部分突出到空腔中，并从而压缩湍流器并使其变形是有利的，因为略微低于空腔深度的湍流器由此也可以被压缩，以确保冷却流体、湍流器和物体之间的良好热传导。
[0020]在一个方面，至少一个物体包括接触面，该接触面被布置为连接到连接表面，并且其中，底部部分从接触面突出。
[0021]由此实现了本专利技术的有利实施例。
[0022]在一个方面，连接表面中的至少一部分朝向至少一个空腔向下倾斜，使得至少一个物体中的至少一部分弯曲成向下的弧形，借此当该至少一个物体连接到连接表面时，该至少一个物体使湍流器变形并迫使该湍流器进入空腔中。
[0023]围绕空腔形成连接表面中的至少一些，使得其朝向该空腔向下倾斜是有利的，因为这将导致物体跨空腔至少略微向下弯曲，借此当物体连接到连接表面时该物体使湍流器变形并压缩该湍流器。这是有利的，因为由此以简单的方式确保物体牢固地压靠在湍流器上，并且在于简单地通过对围绕空腔的边缘进行机加工，容易对现有的冷却系统进行这种修改。
[0024]在一个方面，至少一个物体通过至少一个连接装置连接到连接表面。
[0025]通过连接装置将物体连接到连接表面是有利的，因为该物体由此可以容易地连接和断开连接。
[0026]应当指出，在该上下文中，术语“连接装置”应理解为适用于将物体连接到连接表面的任何种类的连接器。也就是说，该术语包括任何种类的螺钉、螺栓、铆钉或其他连接器。
[0027]在一个方面，至少一个连接装置包括螺栓。
[0028]通过螺栓将物体连接到连接表面是有利的，因为螺栓非常适合生成压缩湍流器并在物体和连接表面之间形成紧密连接所需的向下力。
[0029]在一个方面，当至少一个物体连接到连接表面时，该至少一个物体完全覆盖至少一个空腔。
[0030]当物体连接到连接表面时、形成物体以使其完全覆盖空腔是有利的，因为不需要进一步的密封布置或其他布置。
[0031]在一个方面，至少一个物体包括发热功率电子器件。
[0032]功率电子器件生成大量的热量，并因此需要有效的冷却，并因此通过本专利技术冷却发热功率电子器件是特别有利的。此外，功率电子器件在尺寸上相对稳定，并因此适合通过根据本专利技术的方法进行冷却。
[0033]在一个方面，至少一个物体包括中间板。
[0034]使物体包括中间板是有利的，因为这使得例如精细的功率电子器件可以在一个过程中连接到中间板，并且可以在另一个单独的过程中执行连接到连接表面的中间板的更有力的连接。此外，即使例如连接到板的发热功率电子器件在设计上变化，中间板也使得能够实现物体在连接表面上的标准化连接。
[0035]在一个方面，该方法包括将中间板连接到连接表面并且随后将功率电子器件连接到中间板的步骤。
[0036]在单独的过程中将中间板连接到连接表面是有利的，因为这由此可以通过否则可能损坏功率电子器件的过程，例如，诸如钎焊或熔焊来完成。此外，这确保了可以在不暴露空腔的情况下更换功率电子器件，也就是说，不必排空和重新填充冷却流体。
[0037]在一个方面，该方法包括通过焊接将中间板连接到连接表面的步骤。
[0038]焊接确保牢固且紧密的连接，该连接同时确保良好的热传导。
[0039]在一个方面，至少一个物体使湍流器变形，使得该湍流器的高度减小0.1％和30％之间，优选地减小0.5％和20％之间，并且最优选地减小1％和10％之间。
[0040]如果湍流器被压缩过多，则其效率可能会受到影响，并且安装物体需要过大的力。然而，如果湍流器被压缩得太少，则热传导就会减小。因此，本高度减小范围在可用性和效率之间呈现出有利的关系。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷却至少一个物体(1)的方法，其中所述方法包括以下步骤
·
在基板(3)中形成至少一个空腔(2)，使得所述至少一个空腔(2)从所述基板(3)的连接表面(4)延伸并延伸到所述基板(3)中，
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在所述至少一个空腔(2)中布置湍流器(5)，
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将所述至少一个物体(1)连接到所述连接表面(4)，使得所述至少一个物体(1)使所述湍流器(5)变形并迫使所述湍流器(5)进入所述空腔(2)中，以及
·
生成穿过所述空腔(2)的冷却流体流以冷却所述至少一个物体(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述物体(1)和所述基板(3)之间布置垫圈(6)的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一个物体(1)紧密连接到所述基板(3)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述湍流器(5)延伸出所述空腔(2)，使得所述至少一个物体(1)使所述湍流器(5)变形，并迫使所述湍流器(5)进入所述空腔(2)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当所述至少一个物体(1)连接到所述连接表面(4)时，所述至少一个物体(1)的至少底部部分(7)延伸到所述空腔(2)中，使得所述至少一个物体(1)的所述底部部分(7)使所述湍流器(5)变形并迫使所述湍流器(5)进入所述空腔(2)中。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个物体(1)包括接触面(8)，所述接触面(8)被布置为连接到所述连接表面(4)，并且其中所述底部部分从所述接触面(8)突出。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个物体(1)通过至少一个连接装置(9)连接到所述连接表面(4)。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个连接装置(9)包括螺栓。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当所述至少一个物体(1)连接到所述连接表面(4)时，所述至少一个物体(1)完全覆盖所述至少一个空腔(2)。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个物体(1)包括发热功率电子器件(17)。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个物体(1)包括中间板(10)。12.根据权利要求10和11所述的方法，其中所述方法包括将所述中间板(10)连接到所述连接表面(4)并随后将所述功率电子器件(17)连接到所述中间板(10)的步骤。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法包括通过焊接将所述中间板(10)连接到所述连接表面(4)的步骤。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个物体(1)使所述湍流器(5)变形，使得所述湍流器(5)的所述高度(H)减小0.1％和30％之间，优选地减小0.5％和20％之间，并且最优选地减小1％和10％之间。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述连接表面(4)中的至少一部分朝向所述至少一个空腔(2)向下倾斜，使得所述至少一个物体(1)中的至少一部分弯曲成向下的弧形，借此当所述至少一个物体(1)连接到所述连接表面(4)时，所述至少一个物体(1)使
所述湍流器(5)变形并迫使所述湍流器(5)进入所述至少一个空腔(2)中。16.一种冷却设备(14)，包括基板(3)，所述基板(3)具有从所述基板(3)的连接表面(4)延伸并延伸到所述基板(3)中的至少一个空腔(2)，并且其中冷却流体通道(11)将所述至少一个空腔(2)与所述基板(3)的冷却流体入口(12)和冷却流体出口(13)连接，湍流器(5)，所述湍流器(5)布置在所述至少一个空腔(2)中，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：索伦，
申请(专利权)人：希卓斯贝克玛公司，
类型：发明
国别省市：