一种咖啡机中的可控硅散热装置制造方法
【专利摘要】本发明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。本发明具有结构简单、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] 本发明属于咖啡机【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] 本发明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] 本发明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坚向管路组成，在散热体两端安装有与坚向管路相通的冷水 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，所述黑色膜层的加工工艺包括如下步 骤：
[0008] S1、前处理：将散热翅片在55_60°C下用碱性化学脱脂液处理2_4min，然后在 50-60°C下在NaOH溶液中碱蚀l-2min，接着在酸蚀液中对残留碱进行中和出光，l-3min后 取出水洗、烘干；
[0009] S2、氧化着色：将前处理过的散热翅片在65-75°C下在铬酸盐中氧化处理5-8min， 然后再进行发黑处理；发黑处理中C〇(CH3COO)2 :17-20g/L，氧化剂KMn04 :7-10g/L，催化剂 NiS04 : 1· 0-2. 2g/L，用 5-10g/L ΗΝ03 调节 pH 至 4-5,温度为 75-85°C，发黑处理 10_15min ;
[0010] S3、封闭：对着色后的散热翅片进行封闭处理即可得黑色膜层，处理温度为 85-90°C，pH 为 4-6,处理时间为 10-13min。
[0011] 在上述黑色膜层的加工工艺的前处理中，化学脱脂处理可以除去散热翅片表面的 油污，以保证碱蚀均匀，防止散热翅片产生花斑，接着的碱蚀可以除去散热翅片表面残存的 自然黑色膜层及变质合金层，并调整基体表面，使之均匀一致。而酸蚀液不仅可以中和残留 碱，同时还可溶去挂灰附着物，使散热翅片露出光洁的活性表面。
[0012] 步骤S2氧化着色分两步进行，第一步采用传统的铬酸盐氧化工艺，对经前处理的 散热翅片及时进行化学氧化，以免再次污染或生成新的自然黑色膜层，经该处理，可得到耐 蚀性基本达标的黑色膜层。第二步为对经氧化处理后的散热翅片着黑色。分步进行可使散 热翅片氧化着色形成的黑色膜层着色均匀。其中所述的着色剂为可以市售的普通的着色 剂。
[0013] 步骤S3的封闭处理可以使散热翅片在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉 淀，将微孔堵塞，进一步提高散热翅片的耐蚀性，并增加其光泽度。
[0014] 通过上述步骤可生产颜色鲜艳、结合力好、耐蚀性强、有很好的防蚀效果的黑色膜 层，且该方法设备简单，投资小，操作简单，便于批量生产。
[0015] 作为优选，步骤S1中所述脱脂液的化学成分为：NaOH :8-10g/L，Na2C03 :20-23g/L， Na3P04. 12H20 :8-12g/L，表面活性剂lg/L。其中表面活性剂为可以市售的普通的表面活性 剂。
[0016] 作为优选，步骤S1碱蚀中所述NaOH溶液的浓度为40_50g/L。
[0017] 作为优选，步骤S1中所述的酸蚀液为H2S04和ΗΝ0 3，其中，所述H2S04的体积浓度为 10-20mL/L，ΗΝ0 3 的体积浓度为 6-10mL/L。
[0018] 作为优选，步骤S2中所述铬酸盐的化学成分为：Na2Cr04 :15-20g/L、Na2C04 :3-4g/ L、NaOH :3-5g/L、Na3P04 :9-10g/L。
[0019] 作为优选，步骤S3中所述封闭处理采用水解盐法，所述水解盐溶液的化学成分 为：NiS0 4 :4-5g/L、NaAc · 3H20 :4-6g/L、CoS04 · 7H20 :0· 6-0. 8g/L、H3B03 :4-5g/L。
[0020] 在上述的咖啡机中的可控硅散热装置中，所述黑色膜层的主要成分为Al20 3、Mn02、 NiO。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 与现有技术相比，本发明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；且散热翅片通过特 定的加工工艺使其表面生产一层黑色膜层，大大提高其抗腐蚀性能；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】
[0026] 图1是本发明的结构示意图。
[0027] 图2是本发明另一视角的使用状态图。
[0028] 图3是本发明的爆炸结构示意图。
[0029] 图4是本发明中散热体的剖视结构状态图。
[0030] 图5是本发明与水箱及锅炉连通时的结构示意图。
[0031] 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、坚向管路；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】
[0032] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。
[0033] 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。
[0034] 本可控硅散热装置包括散热体4、线路板1及垂直安装在线路板1上的晶闸管2及 引线3,晶闸管2及线路板1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1的坚向管路412组成， 在散热体4两端安装有与坚向管路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。
[0035] 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1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。
[0036] 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。
[0037] 同时将散热翅片42设计在散热体4上并与线路板1分开设计，使得散热翅片42 不占用线路板1的的面积，节省线路板1的面积及空间，而且也便于在散热体4上安装冷水 管路。
[0038] 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。
[0039] 实施例1
[0040] 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H 2S04和6mL/L的ΗΝ03酸蚀液中对残留碱进 行中和出光，lmin后取出水洗、烘干；其中脱脂液的化学成分为：NaOH :8g/L，Na2C03 :20g/L， Na3P04· 12H20 :8g/L，表面活性剂 lg/L· ;
[0041] 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
【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坚向管路组成， 在散热体两端安装有与坚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 加工工艺包括如下步骤： 51、 前处理：将散热翅片在55-60°C下用碱性化学脱脂液处理2-4min，然后在50-60°C 下在NaOH溶液中碱蚀l-2min，接着在酸蚀液中对残留碱进行中和出光，l-3min后取出水 洗、烘干； 52、 氧化着色：将前处理过的散热翅片在65-75°C下在铬酸盐中氧化处理5-8min，然 后再进行发黑处理；发黑处理中C〇(CH 3COO)2 :17-20g/L，氧化剂KMn04 :7-10g/L，催化剂 NiS04 : 1· 0-2. 2g/L，用 5-10g/L ΗΝ03 调节 pH 至 4-5,温度为 75-85°C，发黑处理 10_15min ; 53、 封闭：对着色后的散热翅片进行封闭处理即可得黑色膜层，处理温度为85-90°C， pH为4-6,处理时间为10-13min。
3. 根据权利要求2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，步骤S1中所述脱 脂液的化学成分为：NaOH :8-10g/L，Na2C03 :20-23g/L，Na3P04. 12H20 :8-12g/L，表面活性剂 lg/L ;碱蚀中所述NaOH溶液的浓度为40-50g/L ;所述的酸蚀液为H2S04和HN03，其中，所述 H 2S04的体积浓度为10-20mL/L，ΗΝ03的体积浓度为6-10mL/L。
4. 根据权利要求2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，步骤S2中所述铬 酸盐的化学成分为：Na2Cr0 4 :15-20g/L、Na2C04 :3-4g/L、NaOH :3-5g/L、Na3P04 :9-10g/L。
5. 根据权利要求2所述的咖啡机中的可控硅散热装置，其特征在于，步骤S3中所述封 闭处理采用水解盐法，所述水解盐溶液的化学成分为：NiS0 4 :4-5g/L、NaAc · 3H20 :4-6g/L、 C〇S04 · 7H20 :0· 6-0. 8g/L、H3B03 :4-5g/L。
6. 根据权利要求2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 主要成分为A1203、Mn0 2、NiO。
7. 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 m。
8. 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。
9. 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，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。
10. 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】A47J31/24GK104188531SQ201410367657
【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