基于脉动热管的热交换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于脉动热管的热交换装置和具有至少一个热交换装置的用于冷却电子部件的冷却装置。
【背景技术】
[0002]在EP2444 770A1中公开了基于脉动热管的热交换装置。该热交换装置包括在热交换装置的第一端与第二端之间延伸的蒸发器通道和冷凝器通道。第一热传递元件布置在热交换装置的第一端附近以用于将热负荷传送至所述蒸发器通道中的流体。类似地，第二热传递元件布置在热交换装置的第二端附近以用于将热负荷从冷凝器通道中的流体传送至其他冷却介质例如空气。该热交换装置包括在连接部分的第一端的第一流体分配元件和在连接部分的第二端的第二流体分配元件。第一分配元件和第二分配元件将来自第一组通道中的一个或多个预定通道的流体引导至第二组通道中的一个或多个预定通道内。每个第一流体分配元件和第二流体分配元件包括至少一个板以提供第一组通道和相邻的第二组通道之间的连接。根据EP 2444 770A1中的热交换装置具有以下缺点:生产成本昂贵，原因在于使用过多的部件。此外，它仅具有有限的热性能。
[0003]因此，本发明的目的在于提供一种易于制造并降低其生产成本的热交换装置。进一步的目的是提供一种具有改进的热性能的热交换装置。进一步的技术目的在于提供一种改进的热交换装置，该改进的热交换装置的冷却性能可以容易地适应于根据应用领域以及根据需要待冷却的电子元件的不同冷却要求。本发明的再一个目的是提供一种热交换装置，该热交换装置工作方向自由，意味着热交换装置在不受它的方位影响的情况下工作，所以该热交换装置适应不同的冷却要求。
【发明内容】
[0004]该技术目的通过独立权利要求的主题实现。进一步的示例性实施例根据从属权利要求和以下描述而显而易见。
[0005]根据本发明的一个方面，提议一种热交换装置。热交换装置基于脉动热管，所述脉动热管包括多个管以提供所述热交换装置的第一流体分配元件和第二流体分配元件之间的流体路径。所述多个管中的每个管包括成组的通道。所述第一流体分配元件和所述第二流体分配元件中的每者至少包括第一类型的板，其中每个第一类型的板包括开口以用于针对所述多个管提供对准功能，并且其中所述第一类型的板具有相同的厚度。所述第一流体分配元件包括第二类型的板，并且其中所述第二类型的板包括开口以用于提供所述多个管之间的流体路径。所述第二类型的板定位在第一流体分配元件的所述第一类型的板的与所述第二流体分配元件相反的一侧。
[0006]本发明的热交换装置的优点在于，它更易于制造，而且它的生产成本降低，原因在于需要较少数量的不同部件。
[0007]热交换装置适用于冷却在宽范围的技术领域中的电子设备例如适用于在低压和中压应用中使用的开关装置和/或驱动器。上面提到的术语“中压”理解为约1000伏至高达约36000伏的额定电压(直流或在交流的情况下的rms电压)。低于1000伏的电压在下文中简称为“低压”。
[0008]本发明的热交换装置可用于冷却单个电子装置，例如安装在热交换装置上的功率半导体装置。然而，也可以堆叠多个热交换装置以用于冷却多个半导体装置。
[0009]改进的热交换装置的另一优点在于热交换装置以任意朝向工作。
[0010]本发明的另一个优点在于该热交换装置可以优选由空气冷却。然而，可以使用其他的冷却介质例如水或油。
[0011]根据本发明的一个实施方式，所述第二流体分配元件包括多个第一类型的板，其中所述第一类型的板彼此叠置，并且其中所述第一类型的板的所述开口还提供各管的所述成组的通道之间的恒定面积的流动通道。能够堆叠多个第一类型的板的优点在于，由热交换装置冷却的量可以是独立地并且容易地适应应用领域的冷却要求。此外，多个第一类型的板优选以相同的几何形状成型。
[0012]根据本发明的还一个实施方式，在所述第二流体分配元件中，所述多个第一类型的板直接彼此叠置。
[0013]根据本发明的又一个实施方式，所述第二流体分配元件包括所述第二类型的板，其中，所述第二类型的板包括开口。这具有这样的优点:沿相邻管的通道之间的流体路径提供恒定面积的流动通道。
[0014]根据本发明的再一个实施方式，所述第二类型的板的所述开口以所述第二类型的板的所述开口的中心点由周期性形成的折线而几何互连的方式布置在所述第二类型的板中，其中所述周期性形成的折线包括多个拐角点，并且其中每个开口的所述中心点位于所述周期性形成的折线的多个拐角点中的一个拐角点上。
[0015]根据本发明的另一个实施方式，所述第二流体分配元件的所述第二类型的板定位在第二流体分配元件的所述第一类型的板的与所述第一流体分配元件相反的一侧。
[0016]根据本发明的又一个实施方式，所述第一类型的板可以具有相同的厚度。根据本发明的还一个实施方式，所述第一类型的板和所述第二类型的板可以具有相同的厚度。
[0017]根据本发明的又一个实施方式，第一流体分配元件和/或所述第二流体分配元件包括至少一个盖板以用于封闭所述流体路径。一个盖板或彼此叠置上的多个盖板防止冷却液体的泄露。此外，盖板可具有用于入口的开口，所述入口用于引入或排出冷却介质。
[0018]根据本发明的再一个实施方式，所述多个管平行布置。但是，管的排列并不限于平行取向。其它方位也是可能的，并且不限制本发明的在此所描述的积极影响。
[0019]根据本发明的还一个实施方式，所述热交换装置包括用于将热负荷传递至所述多个管中的流体的第一热传递元件和用于将热负荷从所述多个管中的流体传递至外部冷却介质的第二热传递元件，其中所述第一热传递元件布置在所述第一流体分配元件的端部区域中或布置在所述第二流体分配元件的端部区域中，并且其中所述第二热传递元件布置在所述第一热传递元件的相反侧。外部冷却介质可以是例如被引导到所述热交换装置以及从所述热交换装置引导的气流。
[0020]根据本发明的另一个实施方式，所述第一热传递元件包括多个槽以用于接收所述多个管中的所述管的一部分，并且所述管的所述一部分完全嵌入在所述槽中。多个槽布置在第一热传递元件的内部。应当指出，在本发明的优选实施方案中，所有管都嵌入。槽的一个优点可以通过热交换装置的下面有用的应用进行说明:当多个热交换装置设置成与元件堆叠，嵌入在第一热传递元件内的槽中的管在夹紧装置被施用到该堆叠时不会损坏。
[0021 ]根据本发明的又一个实施方式，所述第一流体分配元件或所述第二流体分配元件至少包括两个板，所述两个板带有开口以用于连接位于所述第一分配元件或所述第二流体分配元件的相反侧的所述多个管中的所述管。这具有的优点是:还可以以闭环模式操作所述热交换装置。
[0022]根据本发明的另一个实施方式，所述第二类型的板具有相同的厚度。
[0023]根据本发明的又一个实施方式，所述第二类型的板的厚度与所述第一类型的板的厚度相同。
[0024]根据本发明的还一个实施方式，所述第一类型的板的厚度和/或所述第二类型的板的厚度至少大约与管的厚度相同，其中，所述管的厚度定义为所述管的宽度，其中所述管的所述宽度正交于所述管的通道的堆叠方向以及所述管的流体路径方向。
[0025]根据本发明的另一个实施方式，在所述第一分配元件中，至少一个所述第一类型的板和所述第二类型的板直接彼此叠置。
[0026]根据本发明的再一个实施方式，在所述第二流体分配元件中，至少一个所述第一类型的板和所述第二类型的板直接彼此叠置。
[0027]根据本发明的另一个实施方式，可以构造第一冷却装置，其中该冷却装置包括至少一个热交换装置;至少一个开关装置;并且其中所述开关装置与所述至少一个热交换装置物理接触以用于将热负荷从所述开关装置传送至至少一个热交换装置。这样的冷却装置可以通过在热交换装置上安装功率半导体装置诸如IGCT、IGBT部件或任何其它功率半导体开关装置而建造。
[0028]根据本发明的再