一种咖啡机中的可控硅散热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种咖啡机中的可控硅散热装置，属于咖啡机【技术领域】。它解决了现有咖啡机中的可控硅散热效果差的问题。本咖啡机中的可控硅散热装置在咖啡机内设有水箱和锅炉，本装置包括线路板及安装在线路板上的晶闸管及引线，还包括散热体，晶闸管及线路板均与散热体固连，在散热体背离晶闸管的端面上设置有若干散热翅片，散热翅片外表面上包裹有一层黑色膜层，在散热体内开设有截面呈“L”字形冷水管路，冷水管路由相连通且平行于晶闸管横向管路及平行于线路板的竖向管路组成，在散热体两端安装有与竖向管路相通的冷水进水管和冷水出水管，冷水进水管与水箱相通，冷水出水管与锅炉相通。本实用新型具有结构简单、散热效果好的优点。
【专利说明】一种咖啡机中的可控娃散热装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于咖啡机【技术领域】，涉及一种散热装置，特别是一种咖啡机中的可控硅散热装置。
【背景技术】
[0002]可控硅是可控硅整流器的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管，是比较常用的半导体器件之一。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。
[0003]现有的咖啡机一般都配备加热装置，用加热装置将外部注入的冷水在加热水道中被加热、温度升高后成为热水，经出水口流出以制备咖啡。为了保证每一杯调制的咖啡温度非常接近，咖啡机内的热水需要持续被加热以保证恒定的温度，而可控硅作为加热装置中的重要元件，因此需要长时间保证工作，而可控硅在工作时会产生热量，如果热量不能及时散出，很容易造成可控硅因温度过高而损坏，从而达到不控制的目的。
[0004]因此有人在线路板上直接安装散热片，为了保证散热效果，需要在线路板上固设多块散热片才能起到一定的散热效果，该结构设计不仅使得线路板只能抵靠散热片进行散热，散热效果不佳，而且由于散热片是直接焊接安装在主线路板，使得散热片占用了主线路板一大块面积，因此在设计时必须增大主线路板的面积，以使主线路板上预留有安装散热片的空间。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、散热效果好的可控硅散热装置。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种咖啡机中的可控硅散热装置，在咖啡机内设有水箱和锅炉，本可控硅散热装置包括线路板及垂直安装在线路板上的晶闸管及引线，其特征在于，还包括散热体，所述晶闸管及线路板均与散热体固连，在散热体背离晶闸管的端面上设置有若干均匀分布的散热翅片，所述散热翅片外表面上包裹有一层黑色膜层，在散热体内开设有截面呈“L”字形冷水管路，所述的冷水管路由相连通且平行于晶闸管横向管路及平行于线路板的竖向管路组成，在散热体两端安装有与竖向管路相通的冷水进水管和冷水出水管，所述冷水进水管与水箱相通，所述冷水出水管与锅炉相通。
[0007]在上述的咖啡机中的可控硅散热装置中，所述黑色膜层的厚度为0.01-0.1 μ m。
[0008]在上述的咖啡机中的可控硅散热装置中，所述的散热翅片两侧面均为由若干横向平行且相连的弧形凸起所构成的波纹面。
[0009]在上述的咖啡机中的可控硅散热装置中，在散热体面朝线路板的端面上开设有一卡槽，所述的线路板通过螺钉插固在卡槽内且线路板外侧壁与散热体面朝线路板的端面齐平。
[0010]在上述的咖啡机中的可控硅散热装置，所述的晶闸管通过螺钉固设于散热体上端面上，所述的横向管路开设在散热体的上端部。
[0011]与现有技术相比，本实用新型通过将线路板及晶闸管安装在散热体上，并在散热体上设置散热翅片及冷水管路，利用散热翅片跟外界接触，通过辐射，对流，把热量从散热翅片带出去，稳定保证散热体内部的温度，保证晶闸管及线路板能正常运行；同时利用流动的冷水可以快速地将晶闸管产生的热量带走，起到快速降温的目的，而且冷水在经过散热体后温度升高，可将该升温后的冷水应用至咖啡机锅炉中，起到预加热作用，可以缓解后面锅炉加热的压力，能更快达到需要的温度，起到节能作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型另一视角的使用状态图。
[0014]图3是本实用新型的爆炸结构示意图。
[0015]图4是本实用新型中散热体的剖视结构状态图。
[0016]图5是本实用新型与水箱及锅炉连通时的结构示意图。
[0017]图中，1、线路板；2、晶闸管；3、引线；4、散热体；41、冷水管路；411、横向管路；412、竖向管路；42、散热翅片；421、波纹面；43、卡槽；5、冷水进水管；6、冷水出水管；7、水箱；8、锅炉；9、流量计；10、电磁泵。
【具体实施方式】
[0018]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0019]如图1至图5所示，本可控硅散热装置设置在咖啡机内，并在咖啡机内设有水箱7和锅炉8，其中水箱7用于存储冷水,锅炉8用于加热冲煮咖啡用的水。
[0020]本可控硅散热装置包括散热体4、线路板I及垂直安装在线路板I上的晶闸管2及引线3，晶闸管2及线路板I均与散热体4固连，在散热体4背离晶闸管2的端面上设置有多个均匀分布的散热翅片42，在散热体4内开设有截面呈“L”字形冷水管路41，其中冷水管路41由相连通且平行于晶闸管2横向管路411及平行于线路板I的竖向管路412组成，在散热体4两端安装有与竖向管路412相通的冷水进水管5和冷水出水管6,其中冷水进水管5与水箱7相通，冷水出水管6与锅炉8相通。
[0021]当咖啡机在工作时，锅炉8需要对咖啡机中的热水保持持续加温的状态时，晶闸管2处于持续工作状态，在此状态下，晶闸管2不停的产生热量，通过散热体4使得晶闸管2所产生的热量传递至散热体4上的散热翅片42上，然后根据散热翅片42跟外界接触，通过辐射，对流，把热量从散热翅片42带出去，稳定保证晶闸管2及线路板I的温度，保证晶闸管2能正常运行。同时散热体4整体采用铝合金材质制成，可进一步增强散热效果，优化结构，便于生产。而且将散热翅片42设置在散热体4背离晶闸管2的端面上，保证了散热翅片42所散发出来的热量不会环绕积蓄在晶闸管2的四周，进一步的保证了晶闸管2的降温散热效果。
[0022]同时通过冷水进水管5将水箱7内的冷水引入至散热体4内，利用流动的冷水可以快速地将晶闸管2产生的热量带走，起到快速降温的目的，而且冷水在经过散热体4后温度升高，可将该升温后的冷水通过冷水出水管6输送至至咖啡机锅炉8中，起到预加热作用，可以缓解后面加热的压力，能更快达到需要的温度。
[0023]同时将散热翅片42设计在散热体4上并与线路板I分开设计，使得散热翅片42不占用主线路板(即主控制板)的面积，而且也便于在散热体4上安装冷水管路。
[0024]进一步的，在散热翅片42外表面上包裹有一层黑色膜层，该黑色膜层能快速吸收晶闸管2工作时所产生的热量，并使该热量能及时快速的通过散热翅片42散发出去，提高散热效果，延长晶闸管2的使用寿命。该黑色膜层是可通过如下实施例形成，从而增大散热翅片42的表面黑度系数，提高辐射能力，改善散热效果。
[0025]实施例1
[0026]前处理:将散热翅片在55°C下用碱性化学脱脂液处理2min，然后在50°C下在40g/L的NaOH溶液中碱蚀lmin，接着在10mL/L的H2SO4和6mL/L的HNO3酸蚀液中对残留碱进行中和出光，Imin后取出水洗、烘干；其中脱脂液的化学成分为:NaOH:8g/L,Na2CO3:20g/L,Na3PO4.12H20:8g/L，表面活性剂 lg/L ；
[0027]氧化着色:将前处理过的散热翅片在65°C下在铬酸盐中氧化处理5min，然后再进行发黑处理；其中铬酸盐的化学成分为=Na2CrO4:15g/L、Na2CO4:3g/L、NaOH:3g/L、Na3PO4:9g/L ;发黑处理中 Co (CH3COO)2:17g/L，氧化剂 KMnO4:7g/L，催化剂 NiSO4:1.0g/L，用 5g/LHNO3调节pH至4-5，温度为75°C，发黑处理1min ；
[0028]封闭:对着色后的散热翅片采用水解盐法进行封闭处理，其中水解盐的化学成分为=NiSO4:4g/L、NaAc.3H20:4g/L、CoSO4.7H20:0.6g/L、H3BO3:4g/L,处理温度为 85°C，pH为4-6，处理时间为lOmin，即可得厚度为0.01 μ m的黑色膜层，其主要成分为A1203、MnO2,N1。
[0029]实施例2
[0030]前处理:将散热翅片在58°C下用碱性化学脱脂液处理3min，然后在50_60°C下在45g/L的NaOH溶液中碱蚀lmin，接着在15mL/L的H2SO4和8mL/L的HNO3酸蚀液中对残留碱进行中和出光，2min后取出水洗、烘干；其中脱脂液的化学成分为:NaOH:9g/L, Na2CO3:22g/L，Na3PO4.12H20:10g/L，表面活性剂 lg/L，
[0031]氧化着色:将前处理过的散热翅片在70°C下在铬酸盐中氧化处理7min，然后再进行发黑处理；其中铬酸盐的化学成分为=Na2CrO4:18g/L、Na2CO4:3.5g/L、NaOH:4g/L、Na3PO4:9.5g/L ;发黑处理中 Co (CH3COO)2:19g/L,氧化剂 KMnO4:8g/L,催化剂 NiSO4:1.6g/L，用8g/L HNO3调节pH至4-5，温度为80°C，发黑处理13min ；
[0032]封闭:对着色后的散热翅片采用水解盐法进行封闭处理其中水解盐的化学成分为=NiSO4:4.5g/L、NaAc.3Η20:5g/L,CoSO4.7Η20:0.7g/L、H3B03:4.5g/L，处理温度为 88。。，pH为4-6，处理时间为12min，即可得厚度为0.05 μ m的黑色膜层，其主要成分为Α1203、Μη02、N1。
[0033]实施例3
[0034]前处理:将散热翅片在60°C下用碱性化学脱脂液处理4min，然后在60°C下在50g/L的NaOH溶液中碱蚀2min，接着在20mL/L的H2SO4和10mL/L的HNO3酸蚀液中对残留碱进行中和出光，3min后取出水洗、烘干；其中脱脂液的化学成分为:Na0H:10g/L，Na2CO3:23g/L，Na3PO4.12H20:12g/L，表面活性剂 lg/L ；
[0035]氧化着色:将前处理过的散热翅片在75°C下在铬酸盐中氧化处理8min，然后再进行发黑处理；其中铬酸盐的化学成分为=Na2CrO4:20g/L、Na2CO4:4g/L、NaOH:5g/L、Na3PO4:10g/L ;发黑处理中 Co (CH3COO)2:20g/L，氧化剂KMnO4:10g/L，催化剂NiSO4:2.2g/L，用 1g/L HNO3调节pH至4-5，温度为85°C，发黑处理15min ；
[0036]封闭:对着色后的散热翅片采用水解盐法进行封闭处理，其中水解盐的化学成分为=NiSO4:5g/L、NaAc.3Η20:6g/L,CoSO4.7Η20:0.8g/L,H3BO3:5g/L，处理温度为 90。。，pH 为4-6，处理时间为13min，即可得厚度为0.1 μ m的黑色膜层，其主要成分为A1203、Mn02、N1。
[0037]将实施例1-3中制得的黑色膜层分别进行滴定试验和浸泡试验的性能测试，测试结果表I所示。
[0038]其中所述滴定试验:用5% NaOH溶液滴定实施例1_3中的黑色膜层，记录气泡冒出和基体露出时间。
[0039]其中所述浸泡试验:将黑色膜层置于5 % NaCl溶液中，放置7d，观察膜层腐蚀褪色情况。
[0040]表1:本实用新型实施例1-3制得的黑色膜层的性能测试结果
[0041]
能气泡冒出时基底露出时腐蚀褪色碱蚀活化后的实施系卜^、| 间(S)间(S)情况表面
[0042]
实施例141119无表面平整—_实施例40 —122— 无表面平整—实施例338120无表面平整对比伊————凹凸不平对比例15—30— 有局部凹凸不▼对比例31431有丨局部凹凸不I
[0043]对比例I为散热翅片铝合金基体，对比例2中为通过现有技术中普通的加工工艺在散热翅片表面生成彩色膜层；对比例3中为铝合金通过现有技术中普通的加工工艺在散热翅片表面生成黄色膜层。
[0044]综上所述，对比例I中散热翅片铝合金基本的表面由于碱蚀活化作用而变得凹凸不平；本实用新型实施例1-3中通过特定加工工艺生成的黑色膜层表面平整，均匀且致密，无颗粒核浮着，明显具有高腐蚀性的非晶型结构。且通过对比可得，本实用新型生成的黑色膜层比彩色膜层、黄色膜层的耐腐蚀性能强。
[0045]进一步的，散热翅片42两侧面均为由多个横向平行且相连的弧形凸起所构成的波纹面421，通过波纹面421可进一步的提高散热翅片42的散热面积，提高及加快散热翅片42的散热效果及速度。
[0046]进一步的，散热翅片42与散热体4连为一体，该设计不仅方便加工生产，而且保证散热体4在吸收晶闸管2所产生的热量时能及时快速的传递至散热翅片42上，提高及加快晶闸管2的散热效果。
[0047]进一步的，在散热体4面朝线路板I的端面上开设有一卡槽43，线路板I通过螺钉插固在卡槽43内且线路板I外侧壁与散热体4面朝线路板I的端面齐平，将线路板I插固在卡槽43内，便于将线路板I安装定位在散热体4上。
[0048]进一步的，晶闸管2通过螺钉固设于散热体4上端面上，所述的横向管路411开设在散热体4的上端部，晶闸管2作为一个主要的发热体，其产生的高温基本靠散热体4吸收并散发出去，将晶闸管2安装在散热体4上端面，并使冷水管路41中的横向管路411开设在散热体4的上端部，使得冷水在通过横向管路411时，能快速及时的将积累在散热体4上的热量带走，加快散热体4的散热效果，同时也保证了散热体4上用于安装晶闸管2的部位处的温度能快速下降，使得晶闸管2上温度能快速降低及保持在较低的温度上。
[0049]进一步的，在冷水进水管5和水箱7之间连通有流量计9，由于水箱7内流入至散热体4内的冷水在吸收晶闸管2所产生的热量后经冷水出水管6流入至锅炉8内，通过流量计9可记录水箱7所输送出去的水量，从而预知锅炉8内水量情况。
[0050]进一步的，在冷水出水管6与锅炉8之间连通有电磁泵10，通过电磁泵10可将冷水出水管6内流出的温水输送至锅炉8内，可以缓解后面锅炉8加热的压力，能更快达到需要的温度，起到节能作用。
[0051]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种咖啡机中的可控硅散热装置，在咖啡机内设有水箱和锅炉，本可控硅散热装置包括线路板及垂直安装在线路板上的晶闸管及引线，其特征在于，还包括散热体，所述晶闸管及线路板均与散热体固连，在散热体背离晶闸管的端面上设置有若干均匀分布的散热翅片，所述散热翅片外表面上包裹有一层黑色膜层，在散热体内开设有截面呈“L”字形冷水管路，所述的冷水管路由相连通且平行于晶闸管横向管路及平行于线路板的竖向管路组成，在散热体两端安装有与竖向管路相通的冷水进水管和冷水出水管，所述冷水进水管与水箱相通，所述冷水出水管与锅炉相通。
2.根据权利要求1所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，所述黑色膜层的厚度为 0.01-0.1 μ H1
3.根据权利要求1或2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，所述的散热翅片两侧面均为由若干横向平行且相连的弧形凸起所构成的波纹面。
4.根据权利要求1或2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，在散热体面朝线路板的端面上开设有一卡槽，所述的线路板通过螺钉插固在卡槽内且线路板外侧壁与散热体面朝线路板的端面齐平。
5.根据权利要求1或2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，所述的晶闸管通过螺钉固设于散热体上端面上，所述的横向管路开设在散热体的上端部。
【文档编号】A47J31/24GK203987627SQ201420421966
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】刘新发 申请人:宁波美侬咖啡机有限公司