CN102802384A - Igbt水冷式散热器 - Google Patents

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李昂
王硕
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CNR Dalian Locomotive Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种IGBT水冷式散热器，包括进出水接头、平基板和槽基板，进出口接头上设有两个可供快速插拔水管的导向柱和两个进出水口，进出口接头下端固定有平基板，平基板下端固定有槽基板，其特征在于：平基板上分别设有与槽基板上主流道两端相连通的进水口和出水口，主流道内设有至少两块可将主流道分割成多条分流道的流道挡板，分流道的个数比流道挡板的个数多1个。本发明通过改变液体流道在槽基板上的流通形式，即在槽基板的主流道上加工出很多细的流道挡板从而形成多条分流道，增大了散热面积，增加了流体的扰动，使冷却介质流过细小的流通水道，强化传热，有效地提高了散热器散热效率，从而达到了大功率IGBT的较高的冷却要求。

Description

IGBT水冷式散热器
技术领域
本发明涉及换热技术领域，具体地说是涉及一种IGBT水冷式散热器。
背景技术
最近几年来，我国铁路牵引用电力机车发展迅速，电力机车所用到的电器元件种类越来越多，变压器和主变流器的电器元件在工作中会产生热损耗，散发出大量的热量，为了保证变压器、主变流器正常工作，必须采用合适的散热器，以满足机车上不同电机、电器在不同工况下的运行需要。水冷式冷凝器又称水冷却式散热器，全部采用全水冷的结构型式，在这种冷凝器中，制冷剂冷却凝结放出的热量被冷却水带走，相比空气式风冷结构提高了传热效率提高了散热量。但这种水冷式冷凝器最常见的流道型式是单一流道，在相同尺寸的水板内，单一流道不是很长就是流道很宽，流道很长增加了弯道阻力，虽然可以增大散热面积提高散热量，但同时带来了阻力大的弊端；流道宽虽然对减小阻力起到了很大的帮助，但是宽的流道必然减小散热面积，难以满足大功率IGBT散热要求。
发明内容
根据上述提出的技术问题，为电力机车上的IGBT电子元件提供一种安全可靠、散热效率高、制造工艺稳定的水冷式散热器。本发明主要利用在槽基板的主流道上增设多条细的分流道和挡块，从而起到增大散热面积，增加流体的扰动，提高散热量的作用。本发明采用的技术手段如下：
一种IGBT水冷式散热器，包括进出水接头、平基板和槽基板，所述进出口接头上设有两个可供快速插拔水管的导向柱和两个进出水口，所述进出口接头下端固定有所述平基板，所述平基板下端固定有所述槽基板，其特征在于：所述平基板上分别设有与所述槽基板上主流道两端相连通的进水口和出水口，所述主流道内设有至少两块可将所述主流道分割成多条分流道的流道挡板，所述分流道的个数比所述流道挡板的个数多1个。
作为优选，所述槽基板上设有可固定IGBT电子元件的螺栓孔，所述主流道的排布在未设置所述螺栓孔的所述槽基板上。
作为优选，所述主流道的弯折处设有可引起流经液体湍流的挡块。
作为优选，所述平基板与所述槽基板的固定方式为焊接。
本发明通过在散热器的液体流道内，即槽基板的主流道上增设了很多条细的流道挡板从而形成多条分流道，同时在主流道的弯折处设置挡块，不仅增大了散热面积，而且增加了流体的扰动，使冷却介质流过细小的分流道而强化传热，有效地提高了散热器散热效率，从而达到了大功率IGBT较苛刻的冷却要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明槽基板的结构示意图。
图3是本发明槽基板的侧视图。
图中：1、进出水接头11、导向柱12、进出水口2、平基板21、进水口22、出水口3、槽基板31、流道挡板32、分流道33、挡块
具体实施方式
如图1所示，一种IGBT水冷式散热器，包括进出水接头1、平基板2和槽基板3，所述进出口接头1上设有两个可供快速插拔水管的导向柱11和两个进出水口12，两个进出水口12分别与设置在所述平基板2上的与所述槽基板3上主流道两端相连通的进水口21和出水口22相通（如图3所示）。在所述槽基板3（如图2所示）上铣削出可供冷却液体流经的带有多块流道挡板31的主流道，所述流道挡板31与所述槽基板3为一体结构，即通过铣削加工成形；所述流道挡板31将主流道分成多条分流道32，所述分流道32的个数比所述流道挡板31的个数多1个；所述流道挡板31的个数可根据散热需要适当的增加或者减少，所述主流道在所述槽基板3上的分布形式可以为“几”字形，“W”形，“回”字形，矩形或其它适于加工在所述槽基板3上的形式均可，而据本技术领域技术人员熟知的类似于“几”字形的分布结构是最易于实现的，且达到的散热效果也较好的；另外，在所述主流道的弯折处还设有可引起流经液体湍流的挡块33，所述挡块33同样与所述槽基板3为一体结构，即通过铣削加工成形；在所述槽基板3上无主流道的位置设有多个可固定IGBT电子元件的螺栓孔。所述进出口接头1下端固定有所述平基板2，所述平基板2下端与所述槽基板3钎焊固定，所述平基板2上同样设有与所述槽基板3上的螺栓孔位置相对应的螺栓孔，用于固定IGBT电子元件，所述平基板2主要是对所述槽基板3上的流道起密封作用，使冷却流体有一个封闭的流动空间。
本发明所述的流道挡板31的排布方式不仅仅局限于平行排布，也可交叉排布或者其他可以实现的排布方式，平行排布仅为本发明较优的设计方式之一而且加工方便易于实现。
根据热传基本方程式：
Φ=KAΔtm
式中：Φ—传热热流量，W；
K—总传热系数，W/(m2·K)；
A—传热面积，m2；
Δtm-传热平均温差，系对数平均温差乘以板片组合校正系数，℃。
可知，在所述槽基板3上增设多个流道挡板31，从而将主流道分成多个分流道32，相当于增大了流体的传热面积，即增加了传热热量。根据散热热量需要，合理增设、分布流道挡板32，即可达到散热效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种IGBT水冷式散热器，包括进出水接头（1）、平基板（2）和槽基板（3），所述进出口接头（1）上设有两个可供快速插拔水管的导向柱（11）和两个进出水口（12），所述进出口接头（1）下端固定有所述平基板（2），所述平基板（2）下端固定有所述槽基板（3），其特征在于：所述平基板（2）上分别设有与所述槽基板（3）上主流道两端相连通的进水口（21）和出水口（22），所述主流道内设有至少两块可将所述主流道分割成多条分流道（32）的流道挡板（31），所述分流道（32）的个数比所述流道挡板（31）的个数多1个。
2.根据权利要求1所述的IGBT水冷式散热器，其特征在于：所述槽基板（3）上设有可固定IGBT电子元件的螺栓孔，所述主流道的排布在未设置所述螺栓孔的所述槽基板（3）上。
3.根据权利要求1或2所述的IGBT水冷式散热器，其特征在于：所述主流道的弯折处设有可引起流经液体湍流的挡块（33）。
4.根据权利要求1所述的IGBT水冷式散热器，其特征在于：所述平基板（2）与所述槽基板（3）的固定方式为焊接。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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