多行热虹吸热交换器制造技术

本发明专利技术涉及多行热虹吸热交换器，其中一种热虹吸热交换器包括用于吸热的第一组（２）第一管道元件和用于放热的第二组第二管道元件（１２．１，．．．，１２．１５）。第一组的第一端由至少一个歧管（５，１３）连接到该第二组的第一端、且该第一组的第二端由至少一个另一歧管（６，１４）连接到该第二组的第二端，由此至少一个第一组第一管道元件与至少一个第二组第二管道元件（１２．１，．．．，１２．１５；２４．１．，．．．，２４．２１）至少部分地布置为使得堆叠形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据独立权利要求所述的热虹吸热交换器和包括这种热虹吸热交换 器的电气和/或电子装置。
技术介绍
热虹吸热交换器是用于冷却功率电子模块的强效冷却装置。其提高冷却性能同时 降低重量、体积和所需空气压降。热虹吸热交换器使用制冷剂的相变来除去电子模块的热， 即，利用功率电子模块的热来使制冷剂汽化。制冷剂_蒸汽在管的闭合环路中上升且被传 导至优选地主动冷却的冷凝器，其中蒸汽冷凝回液体制冷剂。重新冷凝的制冷剂往回通往 冷却回路的蒸发部分。US 6，357，517披露了用于功率电子模块的热虹吸热交换器。电子模块安装于竖 直排列的蒸汽通道上且制冷剂在分开的冷凝液体通道中冷凝。因此，上升的蒸汽不会干扰 正下沉和正冷凝的制冷剂。现有技术水平的热虹吸热交换器的缺点在于它们以很少的量定 制。因而对用于不同功率电子模块条件而言，对蒸汽通道和冷凝液体通道的大小进行的个 别调适将进一步减少热虹吸热交换器的数量。较大或许多蒸汽通道或冷凝液体通道分别了 增强热虹吸热交换器的冷却能力，但也增加了生产成本和体积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热虹吸热交换器，与现有技术装置相比，如果主要因 素改变，例如，所需冷却性能、大小和/或空间特性改变，这种热虹吸热交换器需要较少的 重新设计工作，本专利技术的目的还还在于提供包括这种本专利技术热虹吸热交换器的电气和/或 电子装置。这个目的由根据权利要求1所述的热虹吸热交换器来解决。根据本专利技术的热虹吸 热交换器包括用于吸热的第一组第一管道元件和用于放热的第二组第二管道元件。第一组 第一管道元件的第一端通过至少一个歧管而流体连接到第二组第二管道元件的第一端，且 第一组第一管道元件的第二端通过至少一个歧管而流体连接到第二组第二管道元件的第 二端，从而使得热虹吸热交换器可在闭合环路中流动通过所述第一管道元件和所述第二管 道元件。至少一个第一组第一管道元件和至少一个第二组(3，22)第二管道元件被至少部 分地布置成堆叠。如果第一歧管与第二歧管的至少某些组能够由联接器，特别是由可拆卸的联接器 而流体连接，则取决于热要求，堆叠变得更加容易。若需要，联接器是自锁联接器，其允许预 填充了液体制冷剂的两个相邻组的管道元件的连接以便提高堆叠的可制造性和有助于在 本热虹吸热交换器之前对每一个个别组的管道元件进行预测试。若需要，管道元件组的堆 叠可包括形成蒸发器部段的至少一个第一组管道和形成蒸发器部段的至少一个第二组管 道，例如，一个第一组与两个第二组。换言之，热虹吸热交换器的特征在于至少两组第一组 和第二组管道由联接器，特别是由可拆卸的联接器彼此流体连接。用于吸热的第一组第一管道元件和用于放热的第二组第二管道元件分开，第一管 道元件的数目和第二管道元件的数目且特别地每一组中它们的截面可个别地适应于特定 要求。与现有技术装置相比，两组管道元件的堆叠布置减小了本专利技术热虹吸热交换器的所 需空间需求或更具体地减小了其宽度。蒸发部段和冷凝部段的分开改进了冷却性能。此外，与现有技术装置相比，本专利技术的热虹吸热交换器在可能的变化方面较为灵 活，因为每次必须调适主要因素(例如，所需的冷却性能，(例如)形成对于热虹吸热交换 器的主要约束的大小和/或空间)以满足这些改变的条件时，无需实质上的重新设计。特 别地本专利技术允许仅改变下列核心特征中的一或多个特征，推定管道的种类和/或类型(例 如，特定MPE轮廓)应保持不受影响。所述核心特征由第一管道元件和/或第二管道元件 的长度、以及堆叠或组的宽度(即，例如每一组的管道数目以及放热管道组的数目)形成。 如果管道使用相同轮廓，若批量购买且由于均勻的管道处理(例如通过对端面部分进行铣 削)，则可进一步降低生产成本。从属权利要求涉及另外的有利实施例。特别地有利地使用多端口挤压管作为所述第一管道元件和/或作为第二管道元 件。多端口挤压管(multiport extrueded tube)，也被称作MPE，是很有效的标准冷却管道 元件，对于许多使用条件，诸如对于汽车工业中所使用的冷却装置，其以很大量生产。因此， 单独的多端口挤压管用作第一管道元件和/或第二管道元件，这通过防止定制管道元件而 降低了成本、且同时允许使用很有效且高度专业化的管道元件。 在一实施例中，在组内的第一管道元件和/或第二管道元件是平行的。因此，新鲜 冷却空气流动可到达管道元件中的每一个、且不会被(空气将会不得不从中经过的)另外 的管道元件减速，如果管道元件在该组内没有平行布置。假定具有第二管道元件的冷凝器 部段由(例如)风扇所提供的强制空气流动而加以冷却，则证明对于二者而言，将空气流动 设置于热虹吸热交换器装置的冷凝器侧上是有利的。首先，空气流动较冷，且因此如果其在 与位于蒸发部分上方(即，在被提供用于与至少一个电气和/或电子功率构件成热联接的 安装区处的吸热板上方)的蒸发器管道部段接触之前撞击冷凝器管道，则会在热方面更有 效和/或高效。第二，可使得位于蒸发部分上方的蒸发器管道部段中蒸汽发生的不希望的 预冷凝保持为很低，因为在富含制冷剂的蒸汽与冷凝器管道的内壁之间的温差较小，这是 由于空气由布置于蒸发器管道上游的冷凝器管道预热。作为替代和/或作为补充，当在纵 向轴线上观察时，第二管道元件最有效的冷凝器部段位于第一管道元件的最有效的蒸发器 部段上方，推定(例如)来自风扇的冷却流动在接触第一管道元件之前首先撞击第二管道 元件。换言之，在由第一管道元件和/或第二管道元件中至少一个所限定的纵向轴线的方 向上，最有效的冷凝器部段与最有效的蒸发器部段相对彼此移位一段距离。优选地，当从冷 却流动方向观察时，移位被限定成使得最有效的冷凝器部段与最有效的蒸发器部段至少大 部分不重叠。热虹吸热交换器的尺寸应使得在吸热部分上方的第一管道元件的长度最小， 以便防止或至少在较大程度上阻碍已在第一管道元件中的制冷剂蒸汽的过度冷凝。作为替 代和/或作为补充，在由堆叠、管道和热虹吸热交换器装置中至少一个所限定的纵向轴线 上，位于蒸发部分上方的第一管道元件的蒸发器管道部段的长度应平衡，从而使得位于蒸 发部分上方的所述蒸发器管道部段中的冷凝速率尽可能低、而不会过度地有损于冷凝器管 道(即，第二管道元件)中的合理冷凝速率。作为选择，在位于蒸发部分上方的所述蒸发器管道部段中的第一管道元件可由片 状流动保护器屏蔽避开所述空气流动，片状流动保护器排布于第一管道元件与第二管道元 件之间且在纵向延伸。取决于实施例，参考它们的纵向轴线，这些流动保护器的特征是可具 有新月截面。作为其替代，第一流体输送部分由合适涂层(例如，油漆或清漆(laquer))与 周围(例如，强制空气流动)热隔离开。与在相邻和重叠层中排布的第一管道元件组和第二管道元件组的布置(即，它们 在堆叠中相叠合地(congruently)排列)相结合，在组内的第一管道元件与第二管道元件 的平行布置是特别有利的，因为新鲜冷却空气流动可有效地冷却用于放热的所有第二管道 元件、且不会被第二行平行排布的第一管道元件显著减速。而且，如果使用相似的管和歧 管，可实现更为经济的生产。尽管术语“相叠合”被理解为在由第一组和/或第二组限定的 虚拟平面的方向上的总延伸方面是叠合全等的，其不应限于具有相同数目的管道元件组和 它们的管本文档来自技高网...

【技术保护点】
热虹吸热交换器，其包括吸热的第一管道元件（４．１，．．．，４．１５；２３．１．，．．．，２３．２１）的至少一个第一组（２，２１）和放热的第二管道元件（１２．１，．．．．，１２．１５；２４．１．，．．．，２４．２１）的至少一个第二组（３，２２），所述第一组（２，２１）的第一端由至少一个歧管（５，１３；２５）流体连接到所述第二组（３，２２）的第一端、且所述第一组（２，２１）的第二端由至少另一歧管（６，１４；２６，２８）流体连接到所述第二组（３，２２）的第二端，由此所述至少一个第一组（２，２１）与所述至少一个第二组（３，２２）至少部分地布置为使得堆叠形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B阿戈斯蒂尼，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]