专利名称：一种新型的晶闸管水冷散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子设备领域，具体涉及涉及一种新型的晶闸管水冷散热器。
背景技术：
目前国内外还没有类似的技术实用新型。传统的6英寸晶闸管水冷散热器流道设 计通常有两种典型的设计方式1.流道采用阿基米德螺旋线设计方法，流道内采用增加导 流柱(肋柱)实现增强对流换热。2.流道采用大空腔设计方法，流道内布置多层网格肋片 实现流体三维空间流道，以达到增强换热的目的。不同的流道设计和内部肋片布置方式对散热器的流阻和热阻性能有很大影响，第 一种方式设计出来的散热器往往具有很好的热性能，同时散热器表面的均温性很好，可以 很好满足晶闸管元件对散热表面均温性的要求，但由于流动的流程较长，造成阻力较大，从 而导致换流阀水冷系统总压降较大，为并联水路的泄露带来可能。这种散热器适用于流量 较小的冷却情况，在流量大的条件下，流体通过散热器需要很高的泵压力。第二种方式设计 出来的散热器由于内部流动的复杂性和三维特性，往往具有很好的较小的流动阻力，但流 体流动较快来不及充分换热就被排出散热器，从而具有较大的热阻。同时在流道方形空腔 内会出现四个流动死区，恶化了局部对流换热，另外靠近散热器出水侧的散热器表面温度 较高，导致散热器表面温度不均勻性较大。这种散热器适用于流量较大的冷却情况，在流量 小的条件下，流体通过散热器流速过低，局部位置对流换热条件很差。
实用新型内容本实用新型提供了一种新颖的晶闸管水冷散热器流道设计，如图1所示。该水冷 散热器流道设计方法采用了螺旋流道和网格型肋片相结合的设计方法，该方法优点是散热 器流阻和热阻较小，散热器表面温度均勻一致，内部流体充分换热，没有流动死区和热量局 部积累，热阻和流阻性能可以根据设计要求通过调整螺旋水道圈数和网格肋片密度来实 现。本实用新型提出的一种新型的晶闸管水冷散热器，其特征在于该散热器包括螺 旋流道和设置在螺旋流道内的各网格肋片，所述相邻两个网格肋片构成的顶端夹角θ为 30° -90°。其中，所述具有螺旋线的流道和多层网格肋片相结合的流道，冷却流体从螺旋线 的流道一侧流入，经过沿流道布置的多层网格肋片均勻分流和充分交换热量以后，在螺旋 中心区域汇集从而冷却晶闸管中心位置具有最高温度的区域，然后再次沿螺旋线的流道流 出螺旋线流道的另外一侧。其中，所述具有螺旋线的流道中具有的螺旋线圈数和网格肋片的层数可按散热要 求和流量要求进行调节，流阻大时可以减小螺旋线圈数和网格肋片层数，流阻小时可增大 螺旋线圈数和网格肋片层数。[0008]其中，所述网格肋片的层数为1-5层，厚度为l-10mm。本实用新型技术方案的优点是1.热阻和流阻小，散热器表面均温性好。2.适用性强可以适应不同散热要求、不同流量要求的场合。
图1是依据本实用新型的晶闸管水冷散热器流道结构示意图；其中，1-螺旋流道，2-网格肋片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的水冷散热器作进一步详细的说明。本实用新型主要对换流阀6英寸晶闸管水冷散热器流道进行了革新设计，主要由 图1所示的2部分组成螺旋流道1和网格肋片2。流体从螺旋线流道一侧流入，经过沿流 道布置的网格肋片均勻分流和充分交换热量以后，在螺旋中心区域汇集冷却晶间管中心最 高温度区域，然后再次沿螺旋线流道流出螺旋流道另外一侧。为了使散热效果达到最佳，相 邻两个网格肋片形成的顶端夹角θ为30° -90°。这种流道和肋片布置方式充分发挥了 阿基米德螺旋线流道设计和多层网格空腔设计的优点1.流体流动受螺旋线流道约束，不 会出现流动“短路”而带来的流体不充分换热。2.流道内流体流动避免了单一的绕螺旋线 流动的情况，通过多层网格布置，实现了三维流体旋流，即流体在网格内不但有螺旋线周向 流动，还出现了绕网格上下的“爬流”，强化了流道上下的对流换热。3.充分利用了螺旋流 道散热器热阻小和网格型散热器流阻小的优点，通过调整螺旋水道圈数和网格肋片密度可 以满足不同流量条件下热阻和流阻要求，这种散热器流道设计适用范围广阔。4.由于整体 采用螺旋流道，散热器表面温度分布均勻，可以满足晶闸管对散热元件苛刻的要求。此处已经根据特定的示例性实施例对本实用新型进行了描述。对本领域的技术人 员来说在不脱离本实用新型的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实 施例仅仅是例证性的，而不是对本实用新型的范围的限制，本实用新型的范围由所附的权 利要求定义。
权利要求1.一种新型的晶间管水冷散热器，其特征在于该散热器包括螺旋流道和设置在螺旋 流道内的各网格肋片，所述相邻两个网格肋片构成的顶端夹角θ为30° -90°。
2.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于所述具有螺旋线的流道和多层网格 肋片相结合的流道，冷却流体从螺旋线的流道一侧流入，经过沿流道布置的多层网格肋片 均勻分流和充分交换热量以后，在螺旋中心区域汇集从而冷却晶间管中心位置具有最高温 度的区域，然后再次沿螺旋线的流道流出螺旋线流道的另外一侧。
3.如权利要求1或2所述的水冷散热器，其特征在于所述具有螺旋线的流道中具有 的螺旋线圈数和网格肋片的层数可按散热要求和流量要求进行调节，流阻大时可以减小螺 旋线圈数和网格肋片层数，流阻小时可增大螺旋线圈数和网格肋片层数。
4.如权利要求3所述的水冷散热器，其特征在于所述网格肋片的层数为1-5层，厚度 为 I-IOmm0
专利摘要本实用新型属于电力电子设备领域，具体涉及涉及一种新型的晶闸管水冷散热器。该水冷散热器包括螺旋流道和设置在螺旋流道内的各网格肋片，所述相邻两个网格肋片构成的顶端夹角为30°-90°，该方法优点是散热器流阻和热阻较小，散热器表面温度均匀一致，内部流体充分换热，没有流动死区和热量局部积累，热阻和流阻性能可以根据设计要求通过调整螺旋水道圈数和网格肋片密度来实现。
文档编号H01L23/473GK201838571SQ201020506460
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者周建辉, 查鲲鹏, 汤广福, 魏晓光 申请人:中国电力科学研究院