CN108925124B - 模块浸泡式冷却机构和变频器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块浸泡式冷却机构和变频器，其中所述模块浸泡式冷却机构包括模块和冷板，所述冷板设有用于盛装冷却液体的腔体，所述模块部分嵌设在所述冷板中，且所述模块能够浸泡在所述冷板中的冷却液体中。通过将所述模块部分嵌设到所述冷板的腔体中，使得模块能够部分浸泡在所述腔体中的冷却液体中，从而扩大模块散热的面积，提高换热效率，进而延长模块的使用寿命。

Description

模块浸泡式冷却机构和变频器

技术领域

本发明涉及模块冷却领域，特别是涉及一种模块浸泡式冷却机构和变频器。

背景技术

随着科技的发展，电子元器件的集成化层度越来越高，通常将能够实现一定功能的电子元器件集成在一起，形成模块。封装在模块中的电子元器件在工作的过程中将产生热量，如果热量无法得到较好的释放，则会影响模块中电子元器件的正常使用。

基于此，一般通过风冷却和冷却液体冷却的方式对模块进行扇热。风冷却是指采用风扇或其他能够产生流动风的器件加速模块周围空气的流动，以提高散热效果。冷却液体冷却是指，通过换热板将模块中的热量传递到水或冷却剂等冷却液体中，以达到散热的效果。但是一般的采用冷却液体冷却的方法换热效率较低，导致模块的使用寿命较短。

发明内容

基于此，有必要提供一种模块浸泡式冷却机构和变频器，以提高换热效率，从而延长模块的使用寿命。

一种模块浸泡式冷却机构，包括模块和冷板，所述冷板设有用于盛装冷却液体的腔体，所述模块部分嵌设在所述冷板中，且所述模块能够浸泡在所述冷板中的冷却液体中。

上述方案提供了一种模块浸泡式冷却机构，主要通过将所述模块部分嵌设到所述冷板的腔体中，使得模块能够部分浸泡在所述腔体中的冷却液体中，从而扩大模块散热的面积，提高换热效率，进而延长模块的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述冷板上设有安装口，所述模块通过所述安装口嵌设在所述冷板中。

在其中一个实施例中，所述模块与所述冷板之间设有基板，所述基板上与所述安装口对应的部分向远离所述模块的方向弯折，延伸到所述冷板中，且能够浸泡到所述冷板中的冷却液体中，所述基板弯折的部分在靠近所述模块的一侧形成与所述模块匹配的凹槽。

在其中一个实施例中，所述基板上位于所述安装口的外围，且与所述凹槽的开口处的侧壁连接的部分为外延部，所述外延部搭接在所述冷板上，且与所述冷板之间密封。

在其中一个实施例中，所述冷板上供所述模块嵌设的部分向内弯折，形成与所述模块匹配的凹口，所述模块安装在所述凹口中。

在其中一个实施例中，所述腔体内设有翅片，所述模块嵌入冷板中的部分为散热部，所述翅片与所述散热部连接。

在其中一个实施例中，所述翅片为多个，所述翅片远离散热部的端面与所述冷板抵接，且多个翅片围成迷宫结构，且在所述腔体内形成导流通路。

在其中一个实施例中，所述模块为多个，所述安装口为多个，多个模块按照电路设计布置，多个安装口按照多个模块的布置形式设置，所述安装口与所述模块一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述模块为多个，所述凹口为多个，多个模块按照电路设计布置，多个凹口按照多个模块的布置形式设置，所述凹口与所述模块一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述冷板上设有均与所述腔体导通的冷却液导入口和冷却液导出口，所述冷板包括相对间隔设置的上层板和下层板，上层板和下层板之间设有侧板，形成所述腔体，所述模块通过所述上层板嵌设到冷板中，所述冷却液导入口和所述冷却液导出口与所述上层板之间的距离均小于所述模块嵌入所述冷板中的深度。

在其中一个实施例中，所述冷却液导入口和所述冷却液导出口分别位于所述模块的两侧。

一种变频器，包括上述的模块浸泡式冷却机构。

上述方案提供了一种变频器，主要通过采用上述任一实施例中所述模块浸泡式冷却机构，使得模块的散热面积增大，从而提稿换热效率，进而延长使用寿命。

附图说明

图1为原来模块冷却结构的示意图；

图2为本实施例所述模块浸泡式冷却机构的结构示意图；

图3为本实施例所述设有翅片的模块浸泡式冷却机构的结构示意图；

图4为图3中A-A向的剖视图。

附图标记说明：

10、模块浸泡式冷却机构，11、模块，111、散热部，12、冷板，121、腔体，122、安装口，123、冷却液导入口，124、冷却液导出口，125、上层板，126、下层板，127、侧板，13、基板，131、凹槽，132、外延部，133、导热部，14、翅片，20、冷凝管，30、冷却液体。

具体实施方式

如图2所示，在一个实施例中提供了一种模块浸泡式冷却机构10，包括模块11和冷板12，所述冷板12设有用于盛装冷却液体30的腔体121，所述模块11部分嵌设在所述冷板12中，且所述模块11能够浸泡在所述冷板12中的冷却液体30中。

上述方案提供了一种模块浸泡式冷却机构10，主要通过将所述模块11部分嵌设到所述冷板12的腔体121中，使得模块11能够部分浸泡在所述腔体121中的冷却液体30中，从而扩大模块11散热的面积，提高换热效率，进而延长模块11的使用寿命。

如图1所示，一般模块11通过基板13与冷板12接触，在冷板12内安装多根通有冷却液体30的冷凝管20。模块11产生的热量需要通过基板13、冷板12和冷凝管20之后才传导到冷却液体30中，中间介质较多，且冷凝管20与冷板12之间的接触面积较小，从而换热效率较差。而如图2所示，本方案中所述模块11能够部分浸泡在冷却液体30中，一方面接触散热面积较大，另一方面中间传导介质较少，整体上提高了换热效率。

上述方案中所述模块11嵌设在所述冷板12中，以使得模块11能够浸泡在冷却液体30中。具体的，可以通过在所述冷板12上设置与所述模块11匹配的安装口122，模块11通过安装口122嵌设在所述冷板12中。可选地，也可以通过将所述冷板12上与所述模块11对应的位置向内弯折，形成与所述模块11匹配的凹口，所述模块11安装在所述凹口中，从而使得所述模块11能够散热的面积较大。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述冷板12上设有安装口122，所述模块11通过所述安装口122嵌设在所述冷板12中，且所述模块11与所述冷板12在所述安装口122处密封。

直接在所述冷板12上设置所述安装口122，然后将所述模块11通过所述安装口122嵌设在所述冷板12中，使得所述模块11能够部分浸泡在冷却液体30中，以实现较大接触面积的散热过程。而且所述模块11与所述冷板12在所述安装口122密封，有效避免了冷却液体30从所述安装口122溢出的情况发生。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述模块11与所述冷板12之间设有基板13，所述基板13上与所述安装口122对应的部分向远离所述模块11的方向弯折，延伸到所述冷板12中，且能够浸泡到所述冷板12中的冷却液体30中，所述基板13弯折的部分在靠近所述模块11的一侧形成与所述模块11匹配的凹槽131。

通过在所述模块11与所述冷板12之间设置所述基板13，在保障与冷却液体30之间能够具有较大散热面积的同时，避免模块11与冷却液体30之间接触，对所述模块11起到保护作用。具体地，所述基板13弯折突处在冷板12的腔体121内，当冷板12中盛装有冷却液体30时，安装在凹槽131中的模块11产生的热量通过所述基板13突出在腔体121中的部分扩散到冷却液体30中。模块11无需直接与所述冷却液体30接触，也能够实现较大换热面积的散热过程。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述基板13上位于所述安装口122的外围，且与所述凹槽131的开口处的侧壁连接的部分为外延部132，所述外延部132搭接在所述冷板12上，且与所述冷板12之间密封。

所述基板13的外延部132一方面实现了所述模块11在所述冷板12上的支撑，另一方面外延部132与冷板12之间密封，从而避免了冷却液体30溢出，提高了所述模块浸泡式冷却机构10的使用性能。

具体地，所述外延部132可以是围绕所述凹槽131开口一圈的板材，也可以是悬设在所述凹槽131的开口处的多个凸耳。优选地，采用围绕所述凹槽131开口一圈的板材，如此，外延部132与冷板12之间的密封效果更佳。

进一步地，在一个实施例中，所述冷板12上供所述模块11嵌设的部分向内弯折，形成与所述模块11匹配的凹口，所述模块11安装在所述凹口中。通过直接将所述冷板12上与所述模块11对应的位置向内弯折形成与所述模块11匹配的凹口，使用过程中直接将模块11放置在凹口中，模块11中产生的热量通过所述凹口的侧壁和底壁扩散到冷却液体30中。

进一步地，如图3和图4所示，在一个实施例中，所述腔体121内设有翅片14，所述模块11嵌入冷板12中的部分为散热部111，所述翅片14与所述散热部111连接。通过在所述腔体121内设置所述翅片14，使得所述模块11产生的热量能够通过所述翅片14扩散到所述腔体121中的冷却液体30中，进一步增加了散热面积，提高了换热效果。

进一步地，在一个实施例中，所述翅片14为多个，所述翅片14远离散热部111的端面与所述冷板12抵接，且多个翅片14围成迷宫结构，且在所述腔体121内形成导流通路。

多个翅片14远离散热部111的端面与所述冷板12抵接，使得围成迷宫结构的多个翅片14在所述腔体121内形成导流通路，一方面进一步增加了换热面积，另一方面使得冷却液体30在所述导流通道内形成扰流，进一步提升换热效果。

且进一步地，当所述模块11通过所述凹槽131或凹口浸泡到冷却液体30中时，所述翅片14与形成所述凹槽131的基板13或形成所述凹口的冷板12连接。且具体地，所述翅片14可以位于对应部件的侧面和/或底面。

如图3和图4所示，在一个实施例中，所述基板13上延伸到所述冷板中的部分为导热部133，所述翅片14与所述导热部133连接。所述模块11产生的热量一方面通过所述导热部133直接扩散到冷却液体30中，另一方面通过与所述导热部133连接的翅片14扩散到冷却液体30中。虽然翅片14导致导热介质增加，但是基于翅片14的良好导热性能，其增加导热面积而提升的换热效果更加明显。且当多个翅片14围成迷宫型，形成导流通道时，产生的扰流进一步提高了冷却液体30在换热过程中的吸热效率。

同理，当所述模块11通过凹口浸泡到冷却液体中时，所述翅片14与所述冷板上形成所述凹口的部分连接。

进一步地，在一个实施例中，所述模块11为多个，所述安装口122为多个，多个模块11按照电路设计布置，多个安装口122按照多个模块11的布置形式设置，所述安装口122与所述模块11一一对应设置。

在实际使用过程中，多个模块11之间按照一定的电路设计连接，而多个安装口122按照多个模块11的布置形式设置，使得各个模块11均能够放置到对应的安装口122中，各个模块11的散热过程均以浸泡的方式实现，提高了换热效率。

进一步地，在一个实施例中，所述模块11为多个，所述凹口为多个，多个模块11按照电路设计布置，多个凹口按照多个模块11的布置形式设置，所述凹口与所述模块11一一对应设置。

与上述多个安装口122的设置类似，通过将多个凹口安装多个模块11的布置形式设置，使得按照电路设计布置的多个模块11均能够通过浸泡的方式实现散热过程，提高换热效率。

本文中所述的浸泡并非单指模块11直接浸泡到冷却液体30的散热方式，也指前述方案中所述通过基板13上的凹槽131或者冷板12上的凹口，间接的实现模块11在冷却液体30中浸泡的散热方式，主要体现在所述模块11能够与冷却液体30之间直接或间接换热的面积增大。

上述方案中所述模块11通过嵌设在所述冷板12中，使得模块11能够与冷却液体30实现热交换的面积增大。而具体的，所述冷板12的中空结构中的冷却液体30，可以直接完全封装在所述中空结构中，也可以如图1所示，采用流动的方式，使得冷却液体30不断经过嵌设有所述模块11的位置，带走所述模块11中的热量。本文中所述冷却液体30可以是水，也可以是制冷剂等，在这里不做具体限制。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述冷板12上设有均与所述腔体121导通的冷却液导入口123和冷却液导出口124，所述冷板12包括相对间隔设置的上层板125和下层板126，上层板125和下层板126之间设有侧板127，形成所述腔体121，所述模块11通过所述上层板125嵌设到冷板12中，所述冷却液导入口123和所述冷却液导出口124与所述上层板125之间的距离均小于所述模块11嵌入所述冷板12中的深度。

使用过程中冷却液体30通过所述冷却液导入口123进入腔体121中，经过与所述模块11之间换热后从所述冷却液体导出口124流出，带走所述模块11产生的热量。而且，所述冷却液导入口123和所述冷却液导出口124与所述上层板125之间的距离均小于所述模块11嵌入所述冷板12中的深度，使得进入所述冷板12中的冷却液体30具有足够高的水位，能够将所述模块11浸泡在其中，实现较大面积的散热过程。

具体地，所述冷却液导入口123和冷却液导出口124可以设置在所述上层板125上，如此能够使得冷板12中冷却液体30达到最高水位。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述冷却液导入口123和所述冷却液导出口124分别位于所述模块11的两侧。通过将所述冷却液导入口123和冷却液导出口124分别设置在所述模块11的两侧，使得从所述冷却液导入口123流入的冷却液体30能够有效经过所述模块11，带走所述模块11产生的热量，确保散热过程的有效进行。

一种变频器，包括上述的模块浸泡式冷却机构10。

上述方案提供了一种变频器，主要通过采用上述任一实施例中所述模块浸泡式冷却机构10，使得模块11的散热面积增大，从而提稿换热效率，进而延长使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种模块浸泡式冷却机构，其特征在于，包括模块和冷板，所述冷板设有用于盛装冷却液体的腔体，所述冷板上设有均与所述腔体导通的冷却液导入口和冷却液导出口，所述模块部分嵌设在所述冷板中，且所述模块能够浸泡在所述冷板中的冷却液体中，所述腔体内设有多个翅片，所述模块嵌入所述冷板中的部分为散热部，所述翅片与所述散热部连接，所述翅片远离所述散热部的端面与所述冷板抵接，且多个翅片围成迷宫结构，在所述腔体内形成导流通路。

2.根据权利要求1所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述冷板上设有安装口，所述模块通过所述安装口嵌设在所述冷板中。

3.根据权利要求2所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述模块与所述冷板之间设有基板，所述基板上与所述安装口对应的部分向远离所述模块的方向弯折，延伸到所述冷板中，且能够浸泡到所述冷板中的冷却液体中，所述基板弯折的部分在靠近所述模块的一侧形成与所述模块匹配的凹槽。

4.根据权利要求3所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述基板上位于所述安装口的外围，且与所述凹槽的开口处的侧壁连接的部分为外延部，所述外延部搭接在所述冷板上，且与所述冷板之间密封。

5.根据权利要求3所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述翅片与所述基板上形成所述凹槽的部分连接。

6.根据权利要求1所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述冷板上供所述模块嵌设的部分向内弯折，形成与所述模块匹配的凹口，所述模块安装在所述凹口中。

7.根据权利要求6所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述翅片与所述冷板上形成所述凹口的部分连接。

8.根据权利要求2至5任一项所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述模块为多个，所述安装口为多个，多个模块按照电路设计布置，多个安装口按照多个模块的布置形式设置，所述安装口与所述模块一一对应设置。

9.根据权利要求6或7所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述模块为多个，所述凹口为多个，多个模块按照电路设计布置，多个凹口按照多个模块的布置形式设置，所述凹口与所述模块一一对应设置。

10.根据权利要求1至7任一项所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述冷板包括相对间隔设置的上层板和下层板，上层板和下层板之间设有侧板，形成所述腔体，所述模块通过所述上层板嵌设到冷板中，所述冷却液导入口和所述冷却液导出口与所述上层板之间的距离均小于所述模块嵌入所述冷板中的深度。

11.根据权利要求10所述的模块浸泡式冷却机构，其特征在于，所述冷却液导入口和所述冷却液导出口分别位于所述模块的两侧。

12.一种变频器，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的模块浸泡式冷却机构。