CN117099493A - 带有在电子器件壳体内的电子器件的冷却的离心泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心泵，该离心泵带有两件式的电子器件壳体，其中，第一壳体部件是冷却体，并且在电子器件壳体内支承有电路板，该电路板带有电子构件，其特征在于，至少一个IC模块以竖直实施方案安装在电路板上，所述IC模块在装入位置中朝着第一壳体部件的方向定向，并且第一壳体部件在其面向IC模块的壳体壁中具有至少一个槽缝形的凹陷部，以用于接纳IC模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有两件式的电子器件壳体的离心泵，其中，第一壳体部件是冷却体，并且在电子器件壳体内支承有至少一个电路板，该电路板带有电子构件。
背景技术
随着对泵的能效的要求越来越高，离心泵的电子器件变得越来越复杂。尤其是在加热循环泵的领域中，高能效的泵运行需要进行转速调节，以便能够将当前的泵转速与当前的设备条件和环境条件动态适配。为了进行随之而来的转速适配，必需变频器，其功率结构组尤其是需要半导体开关。
半导体开关能够以高的开关频率运行，这导致提高的开关损耗和随之而来的提高的热损耗功率。所产生的热损耗必须通过适当的措施从电子器件壳体中排出到周围环境处，否则就有对构件造成严重的热损伤的威胁。在该背景下，电子器件壳体至少部分由第一壳体部件形成，该第一壳体部件同时承担用于向外散热的冷却体的功能。为了最佳的热排出效果，带有最高热展开的构件理想地直接与冷却体热传导地耦联。
然而由设计决定地，例如由于构件高度不同，直接热耦联并不总是可行的。因此，部分地必需使单个的构件、尤其是带有集成电路的模块(IC模块)在电子器件壳体内配备有专用的额外的冷却体。针对这种IC模块的一个示例是用于实现功率校正滤波器的结构组。与模块封装相适配的单独的冷却体直接紧固在模块壳体处。在此重要的是，冷却体以所需的接触压力压到IC模块的表面上，这使得经常通过螺纹连接结构实现的装配设计得更复杂且耗费。除了由此提高的装配耗费以外，在批量生产中的单件成本由于额外的构件自然也提高。
发明内容
因此，本发明的任务在于展示一种用于离心泵的成本适宜的电子器件，该电子器件尤其可以实施得小且节省空间并且减少所需构件的数量。
所述任务通过具有权利要求1的特征的离心泵来解决。该离心泵的有利的实施方案是从属权利要求的主题。
根据本发明提出，将至少一个带有集成电路的模块(IC模块)以竖直实施方案安装在电路板上。这种IC模块具有带有所安置的集成电路的芯片，该芯片封装在模块壳体中以用于保护和更容易的接触。IC模块可以是一种带有提高的冷却要求的电子构件，该电子构件在传统实施方案中需要专用的冷却体。当IC模块在电路板上竖直取向时，其大面积的侧面优选从电路板垂直凸出，而模块壳体的横向或纵向伸延的端侧则贴靠在电路板上或隔开小间距地平行于电路板取向。
通过IC模块的竖直实施方案及其在电路板上的竖直装配或铺设，减少了电路板上所需的空间需求。此外得到以下可能性：将IC模块导入到相对置的壳体壁的槽缝中，即构件可被引入到第一壳体部件的槽缝中并且因此与冷却体直接热耦联。所产生的损耗热的排出可以因而更好地通过实施为冷却体的壳体部件来实现并且可以省却用于IC模块的单独的、专用的冷却体。由此不仅减小了在泵装配时的时间耗费，而且由于省去了额外的部件而能够降低单件成本。
理想地，槽缝的尺寸与IC模块的强度或者说厚度(即模块壳体的封装尺寸)相适配。在槽缝壁与构件之间的最小化的间隙尺寸确保改善的热结合，同时构件能通过冷却体被额外稳定化和紧固。
特别有利的是，所述IC模块的模块壳体的相对置的大面积的侧壁贴靠在槽缝壁处。由此实现IC模块的两侧的冷却。此外可以设置成，所述模块壳体的至少一个纵向伸延或横向伸延的端侧贴靠在槽缝底部处。备选地，所述纵向伸延或横向伸延的端侧也可以与槽缝底部间隔开。垂直地从电路板凸出的端侧可以暴露在外。
可以设置成，所述槽缝直接通过被引入到壳体壁中的凹陷部形成。然而，这需要壳体壁有一定的最小强度。因此更好的是，在第一壳体部件的处于内部的壳体壁处成型出一个或多个朝着电路板方向伸出的突出部。可设想带有一个槽缝状的凹陷部的单个的突出部。也可设想成型出至少两个单独的突出部，所述突出部的相对彼此的空间间距限定所述槽缝。
一个或多个突出部的造型基本上是任意的。如果设置有两个突出部，则这些突出部分别应实施为带有至少一个垂直地从壳体壁凸出的面。所述至少两个突出部的垂直凸出的面相对置并且因此形成槽缝壁。至少一个、优选两个突出部可以斜坡状地成型。
同样可以设置成，所构造的槽缝或槽缝开口具有一个或多个导入辅助部，以便能够在装配泵电子器件时更容易地将IC模块导入到相应的槽缝开口中。被证明为有利的是，这种导入辅助部在槽缝开口的区域中实施成导入倾斜部的形式。如果槽缝由垂直凸出的面形成，则所述垂直凸出的面在其外端部处具有向外伸延的倾斜部。
有意义的是，电子器件电路板通过第一壳体部件(即冷却体)支承，从而随着电路板装配同时带来将IC模块引入到冷却体的为此设置的槽缝中。
由于冷却体通常由金属或导电材料构成，因此该冷却体经常接地。冷却体的导电特性使得在IC模块与冷却体之间的电绝缘是必需的。此外同样值得期望的是，优化在各部件之间的热耦联。这可以通过在IC模块与冷却体、即槽缝壁之间引入额外的导热垫来实现。
在将电路板装配在冷却体内之前，将上文提及的导热垫安置到IC模块上，理想地利用导热垫至少覆盖IC模块壳体的接触冷却体的侧面，至少覆盖IC模块壳体的两个大面积的侧壁以及纵向伸延或横向伸延的端侧。导热垫可以与IC模块的侧面粘接。根据一个优选的实施方案，所使用的导热垫可由抗撕裂材料构成，从而在将粘接好的IC模块导入到冷却体的凹陷部中时不会因出现的剪切力或摩擦力而发生不期望的材料磨损。例如，导热垫可以由经强化的材料制成，尤其是包括编入的网。
所提到的IC模块优选是功率电子器件的模块，其特征在于相对于大的冷却需求。例如可设想的是，IC模块是泵电子器件的功率因数校正滤波器(PFC)模块。IC模块可以具有DIP壳体，该DIP壳体实现在电路板上的竖直装入方式。电路板可以在单侧装备或者在两侧装备。在单侧装备的情况下，可通过竖直装入来最优地充分利用可用的电路板空间。
第一壳体部件的壁中的槽缝可以在制造壳体坯件时就已经开设，该壳体坯件优选通过浇注方法成形。备选地，该槽缝可以事后通过切削方法、尤其是通过铣削来制造。然而，后者意味着额外的生产步骤。
离心泵可以优选是直列泵，特别优选是加热循环泵。
附图说明
下面依据附图中所示的实施例更详细地阐释本发明的其他优点和特性。其中：
图1示出用于加热循环泵的泵电子器件的主电路板的俯视图，以及
图2示出被引入到槽缝中的IC模块的详细图示。
具体实施方式
下面描述的实施例示出根据本发明的离心泵，该离心泵在这里示例性地设计为加热循环泵。图1示出了泵电子器件的所使用的主电路板1，该电路板具有大量用于实现变频器的电子构件。
除了输入和中间回路以及变频器的功率电子器件的部件以外，同样还安装有功率校正滤波器10，该功率校正滤波器应通过抑制不期望的谐波来降低电网负载。除了二极管以外，这种PFC还包括至少一个半导体开关元件，所述半导体开关元件的开关过程引起提高的热损耗功率。在所示的实施例中，本发明示例性地依据呈PFC模块形式的功率校正滤波器进行阐释。当然，其他IC模块也处于本发明的范围内。
在图1的所示的实施例中，电路板1仅在一侧装备，其中，经装备的电路板侧面1a在装入位置中面向冷却体20(见图2)。出于成本和空间原因，功率校正滤波器10的电路不是由分立的构件形成，而是取而代之将集成电路(IC模块)、即PFC模块10，例如利用所示的DIP壳体(双列直插式封装)钎焊在电路板1上。然而，PFC模块10并不是以水平的结构方式钎焊在电路板表面1a上，而是取而代之竖直地钎焊，从而PFC模块的最大的侧面10a、10b从电路板侧面1a垂直凸出。通过利用DIP壳体的实施方案，模块10的金属支脚被引导穿过钻孔到未装备的电路板侧面上并且钎焊在那里。
离心泵的电子器件壳体此外实施成两件式，其中，第一壳体部件由金属的、尤其是由铝形成的冷却体20构成。电子器件板1支承在冷却体20的内侧处并且附加地紧固、尤其是螺纹连接在该冷却体处。因此在装入位置中，经装备的电路板侧面1a面向冷却体20的内壁。在冷却体20的处于内部的壳体壁上，在PFC模块10的高度上存在冷却体20的两个斜坡状设计的突出部21a、21b，所述突出部在空间上彼此分开。突出部21a、21b的垂直于壳体内壁凸出的壁22a、22b相对置并且形成用于接纳PFC模块10的根据本发明的槽缝23。壁22a、22b相对彼此的间距及其尺寸与PFC壳体的厚度和高度相协调，从而模块10以尽可能小的间隙尺寸嵌入槽缝内。
在将电子器件电路板1装配在冷却体20的结构处时，PFC模块10同时被推入到槽缝23中，其中，PFC模块10的大面积的侧面10a和10b与垂直凸出的槽缝壁22a、22b接触，由此使得在PFC模块10与冷却体20之间产生理想的热耦联，并且实现模块10的两侧的冷却。
在垂直的槽缝壁22a、22b的上端部的区域中设置有向外指向的倾斜部24a、24b，所述倾斜部在电路板装配和导入PFC模块10时用作导入辅助部。为了PFC模块10与金属的冷却体20的优化的热耦联和同时的电绝缘，尚在电路板装配之前就将导热垫11安置到PFC模块10上，从而覆盖PFC模块10的大面积的侧壁10a、10b和处于上部的纵向端侧。导热垫11由扁平的且柔性的材料组成，该材料至少与PFC模块的侧壁10a、10b粘接。导热垫的材料通过经编入的网加强，以便防止在将模块10引入到槽缝23中时由摩擦力引起的对垫表面的损伤或使所述损伤最小化。
此外可看出的是，导热垫11不是与电路板1区域中的侧面10a、10b一起结束，而是伸出于所述侧面并且向外弯曲或翻卷。为了清楚起见在图2中未示出的垫11由此也在突出部的导入倾斜部24a、24b的区域中的突出部21a、21b与电路板1之间，从而此处也保证金属的突出部21a、21b相对于电路板1的电绝缘。
Claims (13)
1.一种带有两件式的电子器件壳体的离心泵，其中，第一壳体部件(20)是冷却体，并且在所述电子器件壳体(20)内支承有至少一个电路板(1)，所述电路板带有电子构件(10)，
其特征在于，
至少一个IC模块(10)以竖直实施方案安装在所述电路板(1)上，所述IC模块在装入位置中朝着所述第一壳体部件(20)的方向定向，并且所述第一壳体部件(20)在其面向IC模块(10)的壳体壁中具有至少一个槽缝形的凹陷部(23)，以用于接纳所述IC模块(10)。
2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述IC模块(10)的模块壳体的相对置的大面积的侧壁(10a、10b)贴靠在槽缝壁(22a、22b)处。
3.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，IC模块壳体(10)的纵向伸延或横向伸延的端侧贴靠在所述槽缝状的凹陷部(23)的槽缝底部处或与所述槽缝底部隔开间距地被引入到所述凹陷部(23)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述壳体部件(20)的槽缝(23)由所述壳体壁的朝着所述电路板(1)方向伸出的一个或多个突出部(21a、21b)形成。
5.根据权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述槽缝(23)由两个斜坡状的突出部(21a、21b)形成，所述突出部的垂直凸出的面(22a、22b)相对置并且形成所述槽缝(23)。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的离心泵，其特征在于，在槽缝开口的区域中设置有一个或多个导入辅助部(24a、24b)，尤其是，所述垂直凸出的面(22a、22b)在外端部处具有向外伸延的导入倾斜部(24a、24b)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述电路板(1)由所述第一壳体部件(20)接纳和支承、尤其是紧固。
8.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，在IC模块(10)与槽缝壁(22a、22b)之间引入至少一个导热垫(11)，以用于热结合和/或电绝缘。
9.根据权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述导热垫(11)与IC模块壳体壁粘接、尤其是与所述IC模块壳体的两个大面积的侧壁(10a、10b)和/或纵向伸延或横向伸延的端侧粘接。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述导热垫(11)包含材料加强部，尤其是呈编入的网的形式，和/或，延长到在IC模块(10)与电路板(1)之间的接触部位上并且向外翻卷，以便防止所述突出部(21a、21b)与所述电路板(1)直接接触。
11.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述IC模块(10)具有DIP壳体和/或功率模块，尤其是功率校正滤波器模块。
12.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述槽缝(23)通过铣削方法制造或者是经浇注的壳体坯件的组成部分。
13.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述离心泵是直列泵，尤其是加热循环泵。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |