CN104737247B - 用于冷却的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却的装置、尤其是用于变压器的线圈，包括：带有第一表面和第二表面(1，2)的基本上平坦的垫子(10)，在其两个表面(1，2)上设置有用于引导流体的管路(4)，这些管路通过设置在垫子(10)中的开口(5)彼此连接，通过这些开口，流体能从布置在垫子(10)的第一表面(1)上的管路(4)引入到布置在垫子(10)的第二表面(2)上的管路(4)中。通过使用这样的装置，使扼流圈实现高的冷却效率，并且由此能够在降低制造成本的同时实现具有较小重量的紧凑的构造形式。

Description

用于冷却的装置

技术领域

本发明涉及一种用于冷却装置、尤其是用于扼流圈以及线圈绕组，这两者通过这样的装置进行冷却。

背景技术

长久以来，扼流圈是已知的，其用于衰减、干扰抑制、整流、限流、抑制不希望的频率或者用于在开关调节器和开关网络部件中存储能量。这样的线圈，也称为扼流圈，是被动感应组件，其要应用在电的或者电子的设备或者设施的供电领域中以及应用在功率电子器件中。

扼流圈由至少一个电导体的绕组构成，电路的全部负载电流流过该电导体，其具有线匝，该线匝缠绕在线圈体上并且多数具有软磁铁心。线匝布置、其形状和线直径、绕组材料和铁心材料确定了扼流圈的电感值和其他特征。后接的电路的全部负载电流流过扼流圈的绕组。因此，为了保持较小的欧姆损耗，其经常具有相对宽的横截面。当前，扼流圈通过多层绝缘导体-基于要求的线匝数-缠绕而成。由于线圈的电力上的要求，在绕组和线圈载体或线圈铁心中出现热损耗。单个绕组层通过引入绝缘材料彼此电绝缘。通过必要的导体绝缘限制线圈的功率密度，因为这能够导致线圈铁心和/或线圈绕组的过热。为降低热力条件的损耗，而发展出这样的概念，其例如设置了扼流圈的水冷装置，其以将金属冷却体引入到绕组结构中为基础。为此，对于不同的布置必须分别设置特殊的冷却体。

冷却扼流圈的另外的可行性方案在于装配冷却板。在此，在一些情况中，由于涡电流，通过引入冷却板导致了升高的电损耗。此外，冷却体的引入提高了线圈重量和线圈尺寸。

此外，垫子是已知的，其用于进行冷却，然而其仅仅在绕组或者线圈体的受限的弯曲半径的情况下起作用。其在较小的线圈尺寸的情况中是不能使用的。

发明内容

本发明的目的在于，设置一种用于冷却的装置、尤其是针对扼流圈，该装置在降低制造成本的同时具有高的冷却效率、较小的重量并且允许紧凑的构造方式。

该目的借助于用于冷却尤其是针对扼流圈的装置实现，该装置包括：具有第一和第二表面的基本平坦的垫子，其中，在其两个表面上设置有用于引导流体-尤其是冷却液-的管路，这些管路通过设置在垫子中的开口彼此连接，通过这些开口，流体能从布置在垫子的第一表面上的管路引入到布置在垫子的第二表面上的管路中。在该实施方式中特别有利的是，能够确保对与其接触的扼流圈区域的均匀冷却。此外，能够实现管路在垫子的两个表面上的特殊布置，也能够实现对其围绕的绕组区域的浇铸。在此特别有利的是，通过浇铸不仅提高了扼流圈的机械稳定性，而且也实现了更好的热连接。由此极大地改善了冷却时的效率。

为了确保用于冷却的装置的均匀的穿流，用于引导流体的管路具有对应为多边形的结构。在此特别有利的是规则的多边形结构。

在一个特别优选的实施方式中，多边形具有偶数的角结点数。具有偶数的角结点数的规则多边形能够实现一种结构，其能够实现均匀的机械负载以及用于冷却的装置的穿流。

为了能够实现允许对具有用于冷却的装置的线圈区域进行浇铸而不会形成气态夹杂的结构，分别在相邻的角结点处相遇的用于引导流体的管路基本上在垫子的相同的表面上延伸经过其长度的一半。由此在垫子上留出各个补充的留空区域，其极大地减轻和改善了对线圈的浇铸，因为在垫子上不出现在所有侧面上受限的区域，浇铸材料不能够流入到该区域中。以这种方式和方法，极大地降低或者甚至避免了气态夹杂的形成，并且由此确保了用于冷却的装置与其围绕的绕组区域的热连接。

在合乎目的的实施方式中，将在垫子中设置的开口分别布置在用于引导流体的管路的两个角结点之间的长度的中间。由此确保冷却管路在垫子的两个表面上是大约相同的。

在本发明的一个特别合适的实施方式中，用于引导流体的管路和因此设置的垫子能由弹性的和/或不导电的合成材料制成。由此，用于冷却的装置也能够布置在扼流圈的具有轻微弯曲的子区域中。此外，合成材料的应用允许简单和廉价地制造用于冷却的装置，其由此具有较小的重量并且避免了不希望的电力条件的损耗，如其在金属冷却体的情况中所出现的那样。通过优化的冷却功率，也能够实施扼流圈的紧凑的构造方式。

在另外的特别有利的实施方式中设置有间距保持件，能将其引入到由用于引导流体的管路所空出的垫子的面中。通过将机械稳定的间距保持件引入到由用于引导流体的管路所留出的垫子的面中，能够吸收在扼流圈的缠绕过程中产生的机械压力，并且预防用于冷却的装置、尤其是用于引导流体的管路的机械变形或者损毁。

本发明的另一个方面涉及一种线圈绕组、尤其是扼流圈的线圈绕组，具有如之前描述的用于冷却的装置，其中，该装置布置在线圈的预定的绕组层和/或绕组区域之间。这样的线圈绕组能够在其导电能力以及其热损耗方面通过合适地设置用于冷却的装置来进行优化。

附图说明

接下来根据附图对本发明及其实施例进一步说明。

具体实施方式

在此，唯一的附图示出了根据本发明的实施方式的用于冷却的装置-垫子-的示意图，其中为了更好地进行观察，垫子的一部分以放大的透视图的形式示出。在示出的优选的实施方式中，用于冷却的装置作为冷却垫10来实现。冷却垫10具有进口20，经由该进口将流体-尤其是冷却流体-导入到用于冷却的装置中。通过管路4-在此出于简明的原因仅仅其中一些以标号标识-将流体传输到冷却垫10的出口30，在那里能够排出变热的冷却流体。

示出的冷却垫10能够特别优选地设置用于冷却扼流圈-在此未示出-。在此，一个或多个冷却垫10布置在扼流圈的确定的绕组层和/或绕组区域中，以能够尽可能高效地进行冷却。由于扼流圈的电力上的要求，在绕组和/或线圈体或者线圈铁心中出现必须被尽可能均匀地导出的热损耗。优选地，这样的冷却垫10例如在具有较小的弯曲半径的矩形的线圈体中布置在扼流圈的线圈体或者确定的绕组层的平坦的或者轻微弯曲的面上-在此并未示出。

为了实现冷却垫10的尽可能高效的冷却功率，必须确保流体均匀地流过冷却垫10。为此，冷却垫10具有用于引导流体的管路4的一种结构，其部分地在冷却垫10的第一和第二表面1，2上延伸。在冷却垫10中设置有开口5，出于简明的原因在附图中也仅仅以标号标识出其中一对，经由这些开口，管路4的各个子区域彼此连接。通过这些开口5，流体能够从布置在冷却垫10的第一表面1上的管路4中流动到布置在冷却垫10的第二表面2上的管路4中，并且反之亦然。

当管路作为投影在容纳其的冷却垫面上观察时，在附图中能够看到管路4的蜂窝状结构。在附图中示出的实施例中，管路4为规则的六边形。因为管路4的单独的子区域布置在冷却垫10的不同第一、第二表面1和2上，因此由切断的管路形成的相邻的角结点6形成Y型结构，其从冷却垫10的相应的第一、第二表面1，2中伸出。在此，形成六边形的角结点6的相邻的Y型结构分别交替地布置在冷却垫10的第一、第二表面1，2中的一个上。由此在冷却垫10的相应的第一、第二表面1，2上产生留空或者无管路的区域，其能够在扼流圈的各个绕组层之间或者在绕组层和线圈铁心之间对冷却垫10进行浇铸。通过这种特殊的布置，在利用浇铸材料进行浇铸时极大地减小或者避免了气态夹杂的形成。气态夹杂产生消极影响，因为其是热绝缘体并且由此限制了冷却垫10与扼流圈的待冷却的部件的优选有利的热连接。

在此指出，管路4的蜂窝形-六边形-的布置产生了机械上的特别优选的效果，并且此外能够使得流过管路4的流体均匀地穿流冷却垫10。由此提高了冷却功率。

此外，能够将间距保持件3引入到冷却垫10的Y型结构的由管路4留出的区域中，由此能够吸收在扼流圈的缠绕过程中产生的机械压力，并且由此能够预防冷却垫10以及管路4的机械变形。通过这种方式确保了管路4不会折断，并且因此流体能够均匀地流入到冷却垫10的所有区域中。

在另外的-在此没有进一步示出的-实施方式中，管路4的布置例如是正方形的，其中，由此在角结点6中形成L型结构，其与在管路4的六边形布置中描述的Y型结构一样具有类似的优点。此外，管路4的布置能够是任意形式的多边形，但是其也能够具有另外的例如弯曲的形状。在此优选的实施方式具有偶数的角结点数-在此为六个-，其中，由此相邻的角结点6能够交替地布置在冷却垫10的第一表面1或者另外的第二表面2上。由此获得的优点已经如上所描述，并且涉及到通过冷却垫10的预设的留空区域对具有扼流圈的待冷却部件的冷却垫10的均匀的浇铸。

用于冷却垫10和管路4的材料优选是弹性的合成材料，因为该材料具有较小的重量，允许简单地制造用于冷却的装置，并且是廉价的。此外，合成材料中的多个也是电绝缘体，其中，由此最小化了由于交流电压而出现的扼流圈的电力条件的损耗。弹性的合成材料的另外的优点在于其这样的特性，即其能够变形，而不会出现损坏。由此极大地有利于冷却垫10在扼流圈中的安装和确定的布置。

具有这样的用于冷却的装置的扼流圈具有比传统的扼流圈更加紧凑的结构形式，其能够廉价地制造并且尤其能够廉价地运行。

Claims (12)

1.一种用于冷却的装置，包括：

带有第一表面(1)和第二表面(2)的平坦的垫子(10)，

在所述垫子的所述第一表面(1)和所述第二表面(2)上设置有用于引导流体的管路(4)，

所述管路通过设置在所述垫子(10)中的开口(5)彼此连接，

通过所述开口，所述流体能从布置在所述垫子(10)上的所述第一表面(1)上的所述管路(4)引入到布置在所述垫子(10)的所述第二表面(2)上的所述管路(4)中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于引导流体的所述管路(4)的结构对应于规则的多边形。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多边形具有偶数的角结点数。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，分别在相邻的角结点(6)处相遇的用于引导流体的所述管路(4)在所述垫子(10)的相同的所述第一表面(1)或所述第二表面(2)上延伸经过所述管路的长度的一半。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，分别在相邻的所述角结点(6)处相遇的用于引导流体的所述管路(4)在所述垫子(10)的相同的所述第一表面(1)或所述第二表面(2)上延伸经过所述管路的长度的一半。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述垫子(10)中设置的所述开口(5)布置在用于引导流体的所述管路(4)的长度的中间。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述垫子(10)中设置的所述开口(5)布置在用于引导流体的所述管路(4)的长度的中间。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，用于引导流体的所述管路(4)和因此设置的所述垫子(10)能由弹性的合成材料制成。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，用于引导流体的所述管路(4)和因此设置的所述垫子(10)能由弹性的合成材料制成。

10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，间距保持件(3)能够引入到由用于引导流体的所述管路(4)所空出的面中。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，间距保持件(3)能够引入到由用于引导流体的所述管路(4)所空出的面中。

12.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置用于扼流圈。