CN101876517A - 多行热虹吸热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

多行热虹吸热交换器
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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，本发明的目的还还在于提供包括这种本发明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。根据本发明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发明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，本发明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。特别地本发明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匀的管道处理(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道元件的相等对准的实施例。
还有利的是，由共同歧管连接第一组和第二组的第一管道元件与第二管道元件的至少一端，因为需要仅一个歧管来连接第一管道元件组与第二管道元件组的第一端并且可降低生产成本。
也可有利地由第一歧管来流体连接第一组第一管道元件的至少一端，由第二歧管流体来流体连接第二管道元件组的相对应端部，以及流体连接第一歧管与第二歧管。这允许根据管道要求来调适个别管道组的最大灵活性。举例而言，两个歧管将会允许使用具有不同长度的第一管道元件与第二管道元件，由此该两个歧管与返回管线相连接或者其也允许相似管道元件组用于第一管道元件与第二管道元件组，这简化了制造过程且基本上有助于(若适用)通过增加冷却器以及MPE轮廓的生产量而降低总成本。
特别有利的是，将吸热板安装于第一管道元件组/堆叠上。所述吸热板形成安装平面或平台用于在上面固定功率电子模块或待冷却的任何其它发热装置。吸热板经由与电子模块和与第一管道元件的较大热接触表面而从电子模块传输热到在第一管道元件内运行的制冷剂。还有利的是，吸热板覆盖着其热连接到的第一管道元件长度的小于一半，以便允许冷却空气流通过没有被吸热板覆盖着的第一组第一通道元件的其余部分。换言之，在由热虹吸热交换器、第一管道元件和第二管道元件中至少一个所限定的纵向上，吸热板覆盖着第一管道元件的小于大约一半。术语“长度”应被理解为在纵向轴线的方向上伸展。可通过在吸热板中提供凹槽来实现另外的优点，凹槽至少部分地包围和封闭着管道元件，凹槽具有与管道形状相对应的形状。因此，实现了在第一管道元件与吸收板之间的优选地较大的热接触表面。
特别有利的是，第一区域并不与吸收板相重合。但在此实施例中，第二管道元件优选地在纵向轴线的方向上相对于吸热板移位一段距离。由于用于放热的第二组第二管道元件的第二区域被堆叠在与第一区域相邻的层/堆叠中，则在第一区域中的吸收板将会阻挡在第二区域中传递的所有空气流且将阻止任何冷却效果，推定空气流通往热交换器使得其首先撞击冷凝器堆叠。因此，也有利的是，第二区域覆盖着完整的第二管道元件组。因此，完整的第二管道元件组与最后一个特点相结合地仅覆盖住未被吸热板覆盖的第一区域。这保证了在整个第二管道元件组上的最佳冷却效果，且并不增大第一管道元件组的高度和宽度的热虹吸热交换器的高度和宽度。这可通过以下条件来实现：参考纵向，第二管道元件比第一管道元件更短，且第二管道元件具有与第二管道元件的一端流体连接且还与第二歧管流体连接的中间歧管，第二歧管与较长的第一管道元件的相对应端部连接。因此放热装置和第二组管道元件可排布于第一组管道元件的相同侧上。附带地说，在本说明书中术语“宽度”被理解为对于所有实施例而言关于纵向轴线而在垂直的方向上延伸。
提供中间歧管允许增加设计自由度，因为由第一管道元件形成的冷凝器部段和由第二管道元件形成的蒸发器部段可包括不同数目的管道。因此，可实现对冷凝器部段与蒸发器部段的单独优化，例如因为第一管道元件相对于第二管道元件以移位的方式(即以交错开的方式)布置以(例如)增加空气流动的流动阻力。但是，考虑到热效率，则必须小心保持第一管道元件的预冷凝速率在可感测的合理边界内。此外，替代地，这些实施例允许将至少一个发热电气和/或电子功率构件布置于至少一个热虹吸热交换器的相对侧上，从而使得它们可从冷凝器部分看到。这些实施例的优点在于优化的、即很小的厚度。在发热电气和/或电子功率构件的厚度经测量小于带有第二管道元件的冷凝器部分的厚度的情况下，当在周围流动(ambient flow)的方向上观察时，可实现提供一种具有仅吸热部分与放热部分的厚度的热虹吸热交换器装置的实施例。取决于实施例，提供发热电气/电子功率构件，且发热电气/电子功率构件热连接在放热部分的两侧上。
或者，很有利的是，使用具有大约相同长度的第一管道元件与第二管道元件且直接地连接顶部歧管与底部歧管。如果第一管道元件与第二管道元件具有大约相同的长度，那么相似的管道元件均可用于这两组，这降低了生产管道组(即，堆叠)的成本。
另一优点在于，第一组第一管道元件与第二组第二管道元件具有相同布置，即，(例如)对准和/或取向。因此，可以在相同过程中生产这些组且可进一步节省生产成本。
特别地有利的是，第二管道元件，即至少两个相邻的第二管道元件由布置于至少两个相邻的第二管道元件之间的空间中的冷却翅片来进行热接触，用以增加从第二管道元件的释放的热量。但也能构想到其它冷却助件(cooling aids)，诸如网格。
用于在相同管道组的管道元件之间提供所希望的侧向距离以及提供相同管道组的管道元件所希望的对准的一种良好助件可由量规(即，卡规)实现，其用作管道元件的距离和对准的模板。为此目的，量规的一实施例为(例如)适合于连接(例如，借助于钎焊)到管道元件的片型(sheet type)。所述量规具有梳状外观，其具有键槽/凹槽用于接纳管道元件。假定一组管道具有两个量规，这两个量规连接到端面歧管，这些量规有助于实现热交换器装置的容易的可制造性。取决于要求，具有用于接纳管道的呈长形孔形式的凹口的一或多个量规也是合适的。这个实施例可(例如)通过板料冲压而获得。尽管与梳状实施例相比，它们需要将管道不同地插入到它们的长形孔内，但优点仍是相同的。总之，提供具有至少两个用于接纳相对应数目管道元件的凹口的至少一个量规不仅改进了热交换器装置的结构刚度，而且也有助于实现热交换器装置的高效可制造性。所述至少一个量规在结构上连接到第一组管道元件与第二组管道元件中的至少一个。可构想到一或多个该量规的变型，例如具有U形截面的量规，其中凹口穿透支架、量规二者，其至少部分地集成到歧管内、或其与歧管完全分开。在本发明热交换器装置的另一实施例中，量规的特征为具有凹口用于接纳第一组和第二组管道元件这二者的管道元件。
上文所述的本发明的热虹吸热交换器被提出为重力型热虹吸。但其并不限于第一管道元件与第二管道元件的严格垂直对准。对准可有变化，例如，如果通过绕着由顶部歧管、底部歧管和/或中间歧管的形状所限定的虚拟横向轴线旋转它们来修正它们的取向，只要它们的功能保持不受影响、且只要第一管道元件的蒸发部段并不会在干的条件下运行。
关于本发明的电气和/或电子装置，由下面这样的电气和/或电子装置来解决这个目的：其包括热连接到根据本发明的至少一个热虹吸热交换器的至少一个发热电气和/或电力电子构件。例如由半导体构件、电阻器、印刷电路等来形成发热电气和/或电子功率构件。
附图说明
随后将利用附图来描述根据本发明的热虹吸热交换器的不同示范性实施例。在附图中：
图1示出当朝向第一组第一管道元件观察时根据本发明的热虹吸热交换器的第一实施例的示意性三维图解；
图2是穿过图中的吸热板的截面A所截取的截面图；
图3是当朝向第二组第二管道元件观察时根据本发明的热虹吸热交换器的第一实施例的示意性三维图解；
图4示出当朝向第二组第二管道元件观察时根据本发明的热虹吸热交换器的第二实施例的示意性三维图解。
具体实施方式
图1、图2和图3示出本发明的第一实施例。图1示出示范性热虹吸热交换器1的三维视图。热虹吸热交换器1包括两组多端口挤压管2和3作为管道元件。应当指出的是本发明并不限于堆叠仅两组管道元件。第一多端口挤压管4.1至4.15的第一组2作为第一管道元件布置于第一顶部歧管5与第一底部歧管6之间，其中顶部与底部表示热虹吸热交换器1的一般使用模式。提供第一多端口挤压管4.1至4.15用于汽化包含于第一多端口挤压管4.1至4.15中且从所连接的底部歧管6供应的制冷剂。
歧管5和6是平行布置的圆柱体。但其它歧管截面也是可能的，例如，矩形，只要它们的功能保持不受影响。第一多端口挤压管4.1至4.15中的每一个包括若干流体分开的子管，所述子管在第一多端口挤压管4.1至4.15的顶端与底端处开放。第一多端口加压管4.1至4.15连接到歧管5与6，从而使得第一多端口挤压管4.1至4.15的子管在它们的顶端与底端处的开口分别向顶部歧管5与底部歧管6内开放，并且从而防止了任何制冷剂液体或蒸汽泄漏。
第一多端口挤压管4.1至4.15在歧管5和6的圆形外壁处布置成大约垂直于歧管5和6的圆柱体轴线。成直角的(即，垂直的)布置并不限制本发明，因为其它角度排列也是可能的。
在第一堆叠/组2内的第一多端口挤压管4.1至4.15排布成一个单行且彼此平行。第一组2额外地由框架元件7和8稳定住，框架元件7和8安装于歧管5和6的圆柱体的接地区域上。在本文中出于描述目的，术语“接地”、“上部”、“下部”、“左”、“后”、“右”、“前”、“竖直”、“水平”和其衍生词应关于本发明如在附图中的取向以易于理解本发明。因此，这些术语不应限制为如附图所示般确切地这样一种取向，除非相反地加以清楚地规定。
吸热板9在与第一底部歧管6紧邻的第一多端口挤压管4.1至4.15的第一组2的区域中优选地通过焊接而连接到第一多端口挤压管4.1至4.15。需要冷却的任何装置可安装于吸热板9上。若需要，在不背离本发明要旨的情况下，吸热板可具有特定形貌(topography)特点，例如，在移位水平处的台阶式区。示范性热虹吸热交换器1特别便于针对功率电子模块用于进行最佳热传输，功率电子模块通常焊接到吸热板9上。图2示出在图1所示吸热板7的高度处热虹吸热交换器1的截面图A。吸热板9具有凹槽10.1至10.15，每个凹槽的形状对应于多端口挤压管4.1至4.15的轮廓形式、且呈与多端口挤压管相同的排布，从而使得吸热板9可容易地利用凹槽插塞于第一多端口挤压管4.1至4.15上。凹槽1.0至10.15在垂直于该组/该堆叠管道(即，作为第一多端口挤压管4.1至4.15)的行的方向上具有相同深度，从而在凹槽10.1至10.15中形成第一多端口挤压管4.1至4.15与吸热板9表面的最佳热接触表面、且凹槽10.1至10.15在三个侧面上包围着第一多端口挤压管4.1至4.15。在本申请中且在凹槽10.1至10.15的情形下，“包围”的意义不仅包括了由凹槽10.1至10.15包住第一多端口挤压管4.1至4.15，而且也包括了在与第一多端口挤压管4.1至4.15有最大接触的情况下围绕着第一多端口挤压管4.1至4.15，这仍允许将吸热板9插塞于第一多端口挤压管4.1至4.15上。吸热板9焊接到第一多端口挤压管4.1至4.15，以形成从吸热板9分别到第一多端口挤压管4.1至4.15的最佳热传导、或到第一多端口挤压管4.1至4.15内的制冷剂的最佳热传导。
图2示出第一多端口挤压管4.1至4.15的平行布置。第一多端口挤压管4.1至4.15的总轮廓基本上具有矩形截面，其中，此处，类矩形(quasi-rectangular)截面的较小侧为圆形的。侧向扁平侧大于MPE的圆形端侧，且第一多端口挤压管4.1至4.15彼此平行排布，从而使得较大侧部彼此面对以保证在第一多端口挤压管4.1至4.15之间有最大空间。这有助于高冷却空气流动速度，且空气流动可经过最大的表面。这对于其中不存在吸热板9的区域是尤其重要的。优选地，第一多端口挤压管4.1至4.15的扁平侧具有与歧管5和6的圆柱形直径大约相同的大小、或略微小一点。必须考虑冷却要求、冷却空气流动的可用冷却能力、以及制冷剂在液态和汽化状态的性质，来选择第一多端口挤压管4.1至4.15的轮廓厚度(即，较小侧的大小)。制冷剂的性质也确定了在第一多端口挤压管4.1至4.15中的子管11的形式、数目和大小。
如在图2中可以看出，第二多端口挤压管12.1至12.15的第二组3作为第二管道元件具有与第一多端口挤压管4.1至4.15的组2相同的轮廓与排布。但是，它们在功能性方面有所不同，因为提供它们用于对制冷剂进行冷凝。
图3示出关于图1从另一观察点看到的热虹吸热交换器1的三维视图。观察者现观看的是第二多端口挤压管12.1至12.15的第二组3。第二多端口挤压管12.1至12.15的第二组3，顶部歧管13以及底部歧管14被构造成与第一多端口挤压管4.1至4.15的第二组2、顶部歧管5以及底部歧管6相同。第一顶部歧管5与第二顶部歧管13彼此连接、且第一底部歧管6与第二底部歧管14连接，以交换制冷剂。因此，在此实例中，两组管道元件直接地将它们的顶部歧管与底部歧管连接起来。由安装于第一组的顶部歧管5与底部歧管6之间的吸热板9来执行从功率发出装置吸热。
两组2与3之间的唯一差别在于，吸热板9仅焊接到第一组2上，且翅片19仅安装于第二组3上在第二多端口挤压管12.1至12.15之间以及在框架元件15和16与第二多端口挤压管12.1和12.15之间以扩大组3的冷却表面。
框架元件15和16以及第一实施例的结构方面有效的框架元件7和8有助于热虹吸热交换器增强机械刚度。如果这些框架元件的特征为具有诸如螺孔的这样的固定器件以用于将热虹吸热交换器固定于上级结构中、且可帮助对管道进行侧向屏蔽以抵御侧部冲击，则可实现额外优点。取决于实施例，管道和歧管的结构刚度可满足需求从而可省略掉这些框架元件，诸如在热虹吸热交换器的第二实施例中所示。
仅在基本上表示翅片19，但翅片遍布于第二多端口挤压管12.1至12.15的完整长度上。或者，翅片19可仅涉及组3的部分，组3的该部分在相对应组2中未被吸热板9覆盖。无论如何减小了吸热板9的该部分中的冷却效果，因为空气流动不能经过吸热板9。
本发明第一实施例的第一组2的第一区域17被限定为第一组2的整个长度且因此，第二组3的第二区域18是第二组3的整个区域。当看作前面投影时，区域17或18分别是顶部歧管5和13与底部歧管6和14的两个平行轴线所跨越的层的有限面积。两组2和3以堆叠方式布置。第一区域与第二区域彼此完全重叠，即，在此实施例中，第一组2完全覆盖第二组3且第二组3完全覆盖第一组2。两组2和3的堆叠布置具有以下优点：热虹吸热交换器1的宽度和高度保持较小，且只有由组2和3的厚度(其由歧管和/或管道轮廓的尺寸限定)限定的相对较薄的总厚度的大小加倍。两组2和3的相同大小也允许顶部歧管5和13分别直接连接到彼此和连接到底部歧管6和14，而无需任何另外的管或另一连接元件。
在第一组管道元件中用于进行汽化的管道元件和在第二组管道元件中用于进行冷凝的管道元件实行这种单独或分开布置的情况下，每组管道元件可适应特定要求。举例而言，用于汽化的第一组管道元件可扩大以实现更高的热通量密度，而不会减少冷凝面积。使用这两个分开的组的堆叠布置，可对这些组进行个别调适且并不显著地扩大构造空间。
在下文中，将借助于图1至图3来描述热虹吸热交换器1的功能性。热虹吸热交换器1必须被布置用于进行操作从而使得顶部歧管相对于底部歧管具有势能；即，顶部歧管布置于底部歧管上方。优选地，第一多端口挤压管4.1至4.15竖直排布，即，它们沿循着重力方向。
焊接于吸热板9上的电子功率模块产生热，热在在吸热板9与电子功率模块之间的接触表面上传导至吸热板9。吸热板9的升高的温度(即，吸收的热能)加热第一多端口挤压管4.1至4.15，其中它们与吸热板9接触。由于第一多端口挤压管4.1至4.15的子管11包括制冷剂，则来自吸热板9的热能使液体制冷剂汽化为制冷剂-蒸汽。基本上，制冷剂-蒸汽在竖直第一多端口挤压管4.1至4.15中上升至第一顶部歧管5、且还达到所连接的第二顶部歧管13。由于第二顶部歧管13与第二多端口挤压管12.1至12.15的子管11相连接，则制冷剂-蒸汽流入到第二多端口挤压管12.1至12.15的子管11内。
热虹吸热交换器1(例如)由风扇主动地冷却，风扇在附图中未示出。风扇被安装成生成大约垂直朝向第二多端口挤压管12.1至12.15和相对于第二组3侧部上的该行第二多端口挤压管12.1至12.15大约垂直/成直角的一种空气流动。因此，空气流动在所有第二多端口挤压管12.1至12.15之间经过，第二多端口挤压管12.1至12.15与空气流动相接触的表面由翅片19扩大。因此，由制冷剂-蒸汽加热的第二多端口挤压管12.1至12.15被风扇的空气流动冷却，风扇的空气流动运送走翅片19和第二多端口挤压管12.1至12.15的热。当制冷剂的温度降低至汽化温度时，制冷剂-蒸汽冷凝回到其液相。液体制冷剂在底部歧管14和6上方往回传导至第一多端口挤压管4.1至4.15，在那里，回路再次开始。
图4示出根据本发明的第二实施例。同样，热虹吸热交换器20也具有第一多端口挤压管23.1至23.21的第一组21和第二多端口挤压管24.1至24.21的第二组22。作为两个顶部歧管5和13和两个底部歧管6和14的替代，热虹吸热交换器20仅示出一个共同的顶部歧管25和一个共同的底部歧管26。歧管25和26具有立方体的形式。但，也能构想到其它形状。多端口挤压管具有与第一实施例种的多端口挤压管相同的轮廓。
第一多端口挤压管23.1至23.21和第二多端口挤压管24.1至24.21的顶端安装成各自相对于顶部歧管25的一侧大约成直角/垂直，从而使得第一多端口挤压管23.1至23.21以及第二多端口挤压管24.1至24.21这二者的子管向顶部歧管25内呈流体开放。第一多端口挤压管23.1至23.21排布成第一行，而第二多端口挤压管24.1至24.21排布成相邻层中的第二行。第一组21的二十一个第一多端口挤压管23.1至23.21排布到第二组22的二十一个第二多端口挤压管24.1至24.21上，从而使得每对相对应的第一多端口挤压管23.i与第二多端口挤压管24.i(其中i＝1，…，21)排布在一层中，该层相对于第一多端口挤压管23.1至23.21行的层或第二多端口挤压管24.1至24.21行的层成直角。相对应的第一多端口挤压管23.i和第二多端口挤压管24.i的层可(例如)由多端口挤压管的轮廓的较大侧的相对应侧壁加以限定。因此，当位于组2侧部上的风扇形成以相对于两行多端口挤压管中的每一行成直角的方向、朝向第二多端口挤压管24.i的空气流动时，第一多端口挤压管23.i位于第二多端口挤压管24.i的滑流(slipstream)中。
在该第二实施例中，在纵向轴线的方向上，第一多端口挤压管23.1至23.21比第二多端口挤压管24.1至24.21更长。在第一多端口挤压管23.1至23.21没有第二多端口挤压管24.1至24.21伴随着的区域中，吸热板27焊接到第一多端口挤压管23.1至23.21，类似于第一实施例的吸热板9。额外的吸热板27从布置着第二组22的侧部热连接到第一多端口挤压管23.1至23.21。因此，电子功率模块(在图4中未示出)(例如)利用螺钉在组22的方向上紧固于吸收板27上，这额外地节省了构造空间而无损冷却能力。电子功率模块并不在组21的外侧上突伸出热虹吸热交换器20的虚构侧影(如在第一实施例中)，而是装配于热虹吸的凹口部分中，其中在第一实施例中，第二多端口挤压管12.1至12.21延伸而无损任何显著冷却效果，因为风扇的空气流不能经过吸热板9。
第二多端口挤压管24.1至24.21的底端连接到、并且流体开放至中间歧管28内，中间歧管28布置于顶部歧管25与底部歧管26之间。中间歧管28具有圆柱体形状，该圆柱体的轴线与由第二端口挤压管24.1至24.21限定的纵向轴线成直角。第二多端口挤压管24.1至24.21在中间歧管28的顶侧处安装于圆形壳体壁上。中间歧管28在返回管线29上与底部歧管26成流体连接。返回管线29在中间歧管28的底侧处安装于圆形壁上，优选地紧邻着电子功率模块的接地区之一从而使得其并不干扰构造空间。或者，中间歧管28可布置成朝向管29的开口略微倾斜，以辅助流体从中间歧管28流向底部歧管26的流动。这使得第二多端口挤压管关于纵向轴线从24.1相对于24.21变得更长。
第一多端口挤压管23.1至23.21的底端安装于底部歧管26上、与底部歧管26的一侧成直角。因此，顶部歧管25与底部歧管26彼此平行布置。第一多端口挤压管23.1至23.21的子管各自流体开放到底部歧管26内。根据本发明第二实施例的热虹吸热交换器20的功能性类似于热虹吸热交换器1，除了中间歧管28收集经冷凝的制冷剂并且在管29上向底部歧管26引导制冷剂。
第一多端口挤压管23.1至23.21的组21的第一区域30被限定为吸热板27与顶部歧管25之间的区域。第二多端口挤压管24.1至24.21的组22的第二区域31被限定为完整的组22，即，限定为由顶部歧管25与中间歧管28封闭的表面。第一区域与第二区域重叠且布置于相邻的层中。因此，热虹吸热交换器20具有第一行第一多端口挤压管23.1至23.21和第二行第二多端口挤压管24.1至24.21。该第二行布置于与第一行相邻的层中且使得第二行覆盖着第一行的第一区域30。
本发明并不限于具有仅一行多端口挤压管的一组第一多端口挤压管。这组第一多端口挤压管可示出甚至两行或两行以上的第一多端口挤压管。这组第一多端口挤压管应示出至少一行多端口挤压管。对于该组第二多端口挤压管相应地同样如此。
该组第一多端口挤压管和该组第二多端口挤压管中的至少一个应布置于顶部歧管与底部歧管之间而无需任何中间歧管。在此情形下，中间歧管是一种布置于顶部歧管或底部歧管和顶部歧管或底部歧管之间的歧管。不带中间歧管的该组优选地是在蒸发器侧上的该组。
吸热板9，歧管5、6、13、14、25、26和28，以及多端口挤压管4.1至4.15、12.1至12.15，23.1至23.21和24.1至24.21的材料通常为铝或任何铝合金，其结合了良好的热传导性质和较小的重量。
本发明并不限于所描述的歧管形式。对布置的所有几何描述并不限于数学上的确切定义、而是也包括了差不多与所描述布置相对应的生产和布置的不精确性。
本发明并不限于所描述的实施例。所描述的实施例的特征可以按每种有利方式组合。

Claims (17)

1.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。
2.根据权利要求1所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一管道元件(4.1，...，4.15；23.1.，...，23.21)和/或所述第二管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21)是多端口挤压管。
3.根据权利要求1或2所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组(2，21)内的所述第一管道元件(4.1，...，4.15；23.1.，...，23.21)布置成彼此平行和/或所述第二组(3，22)内的所述第二管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21)布置成彼此平行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组(21)的至少一端与所述第二组(22)的至少一端由共同歧管(25)流体连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组(2，21)的所述至少一端由第一歧管(5，6，26)流体连接和/或所述第二组(3，22)的至少一端由第二歧管(13，14；28)流体连接，其中所述第一歧管(5，6，26)与所述第二歧管(13，14；28)流体连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组(2，21)中的至少一个包括至少一个热连接的吸热板(9，27)。
7.根据权利要求6所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述吸热板包括凹槽(10.1，...，10.15)，所述凹槽(10.1，...，10.15)至少部分地封闭所述第一管道元件(4.1，...，4.15；23.1.，...，23.21)。
8.根据权利要求6或7所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述吸热板(9，27)在由所述热虹吸热交换器、所述第一管道元件(4.1，...，4.15；23.1.，...，23.21)和所述第二管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21)中的至少一个限定的纵向上覆盖着所述第一管道元件(4.1，...，4.15；23.1.，...，23.21)的小于大约一半。
9.根据权利要求1至9中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述至少一个第一组(2)与所述至少一个第二组(3)在堆叠中全等叠合地布置，特别地在管道元件的数目与对准方面全等。
10.根据权利要求1至10中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一管道元件(4.1，...，4.15)和所述第二管道元件(12.1，...，12.15)具有大约相同的长度。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第二管道元件(24.1.，...，24.21)比所述第一管道元件(23.1.，...，23.21)更短。
12.根据权利要求11所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第二管道元件(24.1.，...，24.21)在所述纵向轴线的方向上相对于所述吸热板(9；27)移位大约一定距离。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组(2，21)与所述第二组(3，22)具有管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21；24.1.，...，24.21)的相同布置。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，至少两个第二管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21)由位于它们之间的翅片(19)、特别是由布置于两个相邻第二管道元件(12.1，...，12.15；24.1.，...，24.21)之间的翅片(19)而热连接。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于至少一个量规，所述量规在结构上连接到所述第一组管道元件与所述第二组管道元件中的至少一个。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的热虹吸热交换器，其特征在于，所述第一组管道与第二组管道中的至少两组由联接器、特别是由可拆卸的联接器而彼此流体连接。总之，向至少一个量规提供至少两个凹口用于接纳相对应数目的管道元件不仅改进所述热交换装置的结构刚度而且也有助于所述热交换装置的高效可制造性。
17.一种电气和/或电子装置，其包括热连接到根据权利要求1至16中任一项所述的至少一个热虹吸热交换器的至少一个发热的电气和/或电子功率构件。
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