DE102006037065A1

DE102006037065A1 - Kühlplattensystem

Info

Publication number: DE102006037065A1
Application number: DE200610037065
Authority: DE
Inventors: Ingolf Hoffmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlplattensystem mit einer mit mehreren Kühlmittelkanälen versehenen Kühlplatte (2) und mit zwei jeweils einen Querkanal (14, 20) aufweisenden Anschlussteil (4, 6), die jeweils schmalseitig derart an eine Stirnseite (32, 34) der Kühlplatte (2) angebracht sind, dass diese Kühlkanäle der Kühlplatte (2) flüssigkeitsmäßig parallel geschaltet sind. Erfindungsgemäß sind als Kühlkanäle jeweils ein Edelstahlrohr (8) vorgesehen, die stirnseitig aus der Kühlplatte (2) herausragen, ist jedes Anschlussteil (4, 6) aus Edelstahl und entlang einer Mittelachse des Querkanals (14, 20) zweigeteilt, ist eine Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) mit zu den Edelstahlrohren (8) der Kühlplatte (2) vorhandenen Durchgangsbohrungen (24, 26) versehen, ist jedes Edelstahlrohr (8) mit einer Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) nichtlösbar verbunden und sind die beiden Teile (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) nichtlösbar verbunden. Somit erhält man ein Kühlplattensystem, das die Nachteile eines offenen Kühlsystems nicht mehr aufweist und aus vorkonfektionierten Teilen (2, 4, 6) kostengünstig hergestellt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlplattensystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges gattungsgemäßes Kühlplattensystem ist aus der DE 103 38 469 A1 bekannt. Bei diesem gattungsgemäßen Kühlplattensystem sind die beiden Anschlussteile jeweils lösbar mit der Kühlplatte verbunden. Damit diese lösbare Verbindung flüssigkeitsdicht ist, ist zwischen dem Anschlussmittel und einer Stirnseite der Kühlplatte eine Dichtung angeordnet. Diese Dichtung ist in einer stirnseitigen Ausnehmung des Anschlussmittels angeordnet. Jedes Anschlussmittel weist einen Kühlmittelzu- und -ablauf auf, die ebenfalls lösbar mit dem Anschlussmittel verbunden sind. Auch diese lösbare Verbindung ist ebenfalls mit einer Dichtung flüssigkeitsdicht. Die Kühlplatte und die Anschlussteile sind jeweils ein Strangpressprofil. Da dieses Kühlplattensystem direkt an einem kundenspezifischen Flüssigkeits-Kühlsystem angeschlossen werden soll, handelt es sich um ein offenes Kühlsystem.
In einem offenen Kühlsystem fließt ein Kühlmittel, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Dieses führt in Verbindung mit freien Ionen und vagabundierenden Strömen zu Zersetzungsprozessen in der Aluminiumkühlplatte (Elektrolyse, Redox-Reaktion). Daraus resultiert eine Verschlammung der Kühlplatten (Al₂O₃-Bildung).
Durch diese Elektrolyse des Aluminiums bzw. Redox-Reaktionen können die beim gattungsgemäßen Kühlplattensystem verwendeten Dichtungen in Mitleidenschaft gezogen werden. Dies führt zu Leckagen.
Bei einem anderen im Handel erhältlichen Kühlplattensystem werden Edelstahlrohre als Kühlmittelkanäle in der Aluminium-Kühlplatte verwendet. Wird für die Kühlplatte Gussaluminium verwendet, hat dies wärmetechnisch Nachteile. Der Wärmeübergang von Aluminium zum Edelstahl ist von der Lunkerdichte abhängig. Diese ist bei Gussaluminium nicht zu vernachlässigen. Ein weiteres Problem ist der deutliche Unterschied im Ausdehnungskoeffizienten, die beim Temperaturgradienten zur Änderung von Wärmewiderständen führen kann. Bei diesem System ist häufig eine Reihenschaltung der Wärmequellen vorgesehen. Das heißt, die Edelstahlrohre sind flüssigkeitsmäßig in Reihe geschaltet. Dazu werden so genannte Klemm-Schneid-Dichtungen und bügelförmige Edelstahlrohre verwendet.
Bei einem weiteren im Handel erhältlichen Kühlplattensystem werden ebenfalls Edelstahlrohre als Kühlkanäle in einer Kühlplatte verwendet. Diese Edelstahlrohre sind in einer stranggepressten Aluminiumplatte, die als Kühlplatte verwendet wird, angeordnet. Im Vergleich zu den in Aluminium eingegossenen Edelstahlrohren entfällt der Nachteil der Lunkerdichteabhängigkeit. Soll in einem solchen Kühlplattensystem keine Reihenschaltung der Wärmequellen benutzt werden, so sind Anschlussstücke erforderlich, mit denen ein zufließendes Kühlmittel auf alle flüssigkeitsmäßig parallelen Edelstahlrohre verteilt werden. Auf der gegenüberliegenden Seite wird das erwärmte Kühlmittel im zweiten Anschlusstück gesammelt und abgeführt. Diese Anschlussstücke sind mit der Kühlplatte lösbar befestigt. Daraus resultiert die Verwendung von Dichtungen (O-Ringe, Klemm-Schneid-Dichtung), wodurch die Einhaltung der Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit dieses Systems kritisch ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Kühlplattensystem derart weiterzubilden, dass deren Nachteile bezüglich des offenen Kühlsystems nicht mehr auftreten und dass es kostengünstiger hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass als Kühlkanäle der Kühlplatte Edelstahlrohre und Anschlussteile aus Edelstahl verwendet werden, kann das flüssige Kühlmittel nicht mehr mit Aluminium in Verbindung kommen, wodurch Redox-Reaktionen des Aluminiums mit dem flüssigen Kühlmittel ausgeschlossen werden. Da außerdem diese Edelstahlrohre der Kühlplatte mit einer Querkanalrinne jeweils eines zweiteiligen Anschlussteils nichtlösbar verbunden sind, werden keine Dichtungen mehr jeweils zwischen der Kühlplatte und deren Anschlussteile benötigt. Dadurch ist das Kühlplattensystem weniger störanfällig. Damit die Edelstahlrohre der Kühlplatten jeweils mit einer Querkanalrinne eines zweiteiligen Anschlussteils nichtlösbar verbunden werden können, müssen diese aus der Kühlplatte stirnseitig herausragen. Wie weit diese Edelstahlrohre aus der Kühlplatte herausragen müssen, hängt von dem Verfahren der nichtlösbaren Verbindung ab. Nachdem diese Edelstahlrohre mit einer Querrinne eines Anschlussteils mechanisch verbunden sind, wird das zweite Teil dieses Anschlussteils mit dem ersten Teil nichtlösbar verbunden. Somit bilden zwei Querrinnen einen Querkanal, mit dem das flüssige Kühlmittel auf alle Edelstahlrohre der Kühlplatte verteilt wird. Das heißt, die Edelstahlrohre der Kühlplatte sind mittels der Querkanäle der beiden Anschlussteile flüssigskeitsmäßig parallel geschaltet.
Bei einem vorteilhaften Kühlplattensystem sind wenigstens zwei Kühlplatten vorgesehen, die mittels eines Verteilteils flüssigkeitsmäßig miteinander mechanisch gekoppelt sind. Die beiden Anschlussteile sind jeweils mit einem dieser beiden Kühlplatten nichtlösbar verbunden. Gegenüber der ersten Ausführungsform weisen diese Kühlplatten jeweils zwei Hauptkühlmittelrohre aus Edelstahl auf, die insbesondere räumlich einander gegenüber liegend angeordnet sind. Außerdem weisen die beiden Anschlussteile ebenfalls eine Hauptdurchgangsbohrung auf, die in dem Querkanal eines Anschlussteils mündet. Das Verteilteil weist zwei quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufende, räumlich nebeneinander liegende Bohrungen auf, deren Öffnungen jeweils in einer Stirnseite dieses Verteil teils angeordnet sind. Außerdem sind die beiden Querbohrungen mit in Fließrichtung des Kühlmittels ausgerichteten Hauptdurchgangsbohrungen versehen. Dieses Verteilteil ist ebenfalls aus Edelstahl gefertigt. Durch die Verwendung von Hauptkühlmittelrohren aus Edelstahl und Hauptdurchgangsbohrungen wird erreicht, dass jede Kühlplatte mit unbelasteten flüssigem Kühlmittel versorgt wird und aufgewärmtes flüssiges Kühlmittel aus jeder Kühlplatte abfließen kann, ohne dass dieses zur Kühlung weiterer Kühlplatten verwendet wird. Das heißt, die Kühlplatten dieses vorteilhaften Kühlplattensystems sind flüssigkeitsmäßig parallel geschaltet. Mittels diesem Kühlplattensystem können gleichzeitig mehrere Wärmequellen entwärmt werden. Durch die Verwendung von vorkonfektionierten Teilen kann jedes beliebige Kühlplattensystem kostengünstig hergestellt werden.
Bei einem weiteren vorteilhaften Kühlplattensystem sind die beiden Anschlussteile und eine Kühlplatte, bzw. die beiden Anschlussteile, wenigstens zwei Kühlplatten und wenigstens ein Verteilteil zwischen zwei Verbindungsteilen angeordnet, wobei diese Verbindungsteile derart ausgebildet sind, dass keine mechanische Kräfte auf die nichtlösbar verbundenen Teile einwirken können. Außerdem vereinfacht sich die Montage des Kühlplattensystems, bestehend aus drei bzw. wenigstens fünf Teilen, da mittels diesen Verbindungsteilen die Teile des aufzubauenden Kühlplattensystems mechanisch zueinander fixiert sind.
Bei einem weiteren vorteilhaften Kühlplattensystem mit einer oder mehreren Kühlplatten sind in jeder Kühlplatte Edelstahlrohre in zwei räumlich parallelen Ebenen angeordnet. Das heißt, die Kühlplatte weist eine Doppelrohrbestückung auf. Dadurch kann mittels einer Kühlplatte zwei Wärmequellen gleichzeitig entwärmt werden. Das heißt, jede Kühlplatte kann doppelseitig mit einem Leistungs-Halbleiterschalter bestückt werden. Dadurch reduzieren sich die Abmessungen eines Kühlplattensystems für einen mehrpulsigen Stromrichter erheblich.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kühlplattensystems sind den Unteransprüchen 9 bis 19 zu entnehmen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kühlplattensystems schematisch veranschaulicht sind.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des Kühlplattensystems nach der Erfindung, in der
2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Kühlplattensystems nach 1 veranschaulicht, die
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Kühlplattensystems nach der Erfindung und in der
4 ist die Bearbeitung eines Edelstahlrohrs für ein anschließendes Reibschweißen dargestellt, wobei in der
5 der Reibschweißprozess veranschaulicht ist.
In der 1 sind mit 2 eine Kühlplatte, mit 4 und 6 jeweils ein Anschlussteil eines Kühlplattensystems nach der Erfindung bezeichnet. Die Kühlplatte 2, die beispielsweise eine stranggepresste Aluminiumplatte ist, weist mehrere Edelstahlrohre 8 auf, die in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Diese Edelstahlrohre 8 ragen aus der Kühlplatte 2 stirnseitig heraus. Diese Edelstahlrohre 8 sind die Kühlkanäle der Kühlplatte 2, in denen ein flüssiges Kühlmittel, beispielsweise Leitungswasser, fließt. Die Fließrichtung des flüssigen Kühlmittels ist mittels Pfeile angegeben. Das Anschlussteil 4 bzw. 6 ist zweiteilig ausgeführt und weist einen von Stirnseite 10 bzw. 16 zur Stirnseite 12 bzw. 18 verlaufende Durchgangsbohrung 14 bzw. 20 auf. Diese Durchgangsbohrung 14 bzw. 20 ist für das flüssige Kühlmittel ein Querkanal, der mit den Edelstahlrohren 8 der Kühlplatte 2 nichtlösbar verbunden sind. Mittels dieser beiden Querkanäle 14 und 20 sind die Edelstahlrohre 8 der Kühlplatte 2 flüssigkeitsmäßig parallel geschaltet.
Damit die Edelstahlrohre 8 der Kühlplatte 2 jeweils mit der Durchgangsbohrung 14 bzw. 20 nichtlösbar verbunden werden können, sind die Anschlussteile 4 und 6 jeweils zweiteilig derart ausgebildet, dass eine Teilung entlang einer Mittelachse der Durchgangsbohrung 14 bzw. 20 parallel zur Schmalseite des Anschlussteils 4 bzw. 6 verläuft. Dadurch teilt sich die Durchgangsbohrung 14 bzw. 20 in zwei durchgehende Rinnen auf. Der der Kühlplatte 2 zugewandte Teil 22 bzw. 25 des Anschlussteils 4 bzw. 6 weist, entsprechend der Anzahl der in der Kühlplatte 2 vorhandenen Edelstahlrohren 8, Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 auf. Diese Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 verlaufen von der Schmalseite 28 bzw. 30 des Teils 22 bzw. 25 des Anschlussteils 4 bzw. 6 zur durchgehenden Rinne des Teils 22 bzw. 25 des Anschlussteils 4 bzw. 6.
Bei der Montage der Anschlussteile 4 und 6 mit der Kühlplatte 2 des erfindungsgemäßen Kühlplattensystems wird auf eine Stirnseite 32 bzw. 34 der Kühlplatte 2 der Teil 22 bzw. 25 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 angeordnet. Dabei durchdringen die herausragenden Enden der Edelstahlrohre 8 der Kühlplatte 2 die Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 des Teils 22 bzw. 25 des Anschlussteils 4 bzw. 6. Dadurch ragen diese Enden der Edelstahlrohre 8 in die Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 des Anschlussteils 4 bzw. 6. Wie weit diese Edelstahlrohre 8 in die Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 hineinragen, hängt vom anschließenden Verfahren ab, mit der diese Edelstahlrohre 8 mit der Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 des Anschlussteils 4 bzw. 6 nichtlösbar befestigt werden. Unter einer nichtlösbaren Verbindung wird eine Schweißverbindung bzw. eine Klebeverbindung verstanden. Als Schweißverfahren kann Schutzgasschweißen, Elektronenstrahlschweißen und Diffusionsschweißen verwendet werden. Die beiden letztgenannten Verfahren haben den Vorteil, dass die stark mit Wärme belastete Zone gegenüber einer konventionellen Schweißverbindung klein ist und dadurch die korrosionsbeständige Schicht des Edelstahls, beispielsweise V4A-Strahl, beim Schweißvor gang nicht zerstört wird. Bei diesen zuvor genannten Schweißverfahren müssen die Edelstahlrohre 8 der Kühlplatte 2 nur soweit in den Querkanal 14 bzw. 20 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 hineinragen, dass diese jeweils nur einen Stehkragen bilden, an denen sich das Schweißmaterial anlagern kann.
Neben diesen genannten Schweißverfahren ist auch ein Reibschweißverfahren denkbar. Dazu müssen zuvor die in den Querkanal 14 bzw. 20 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 ragenden Edelstahlrohre, wie in der 4 dargestellt, radial gespreißt werden. Dazu sind die Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 in der Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 gesenkt. Dadurch kann sich der in die Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 hineinragende Teil der Edelstahlrohre 8 an die schräge Wand der Senkung und auf die Innenwand 38 der Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 anlehnen. Der Teil des in die Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 hineinragenden Teils des Edelstahlrohres 8 der Kühlplatte 2, der sich auf der Innenwand 38 dieser Rinne anlehnt, wird als Dichtfläche bezeichnet, die reibgeschweißt wird (5). Aus diesen Gründen müssen die Edelstahlrohre 8 gegenüber den Edelstahlrohren 8, die herkömmlich geschweißt werden, tiefer in den Querkanal 14 bzw. 20 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 hineinragen.
Neben der Schweißverbindung als nichtlösbare Verbindung kann auch geklebt werden. Geklebt werden die Edelstahlrohre 8 in dem Querkanal 14 bzw. 20 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 genau dann, wenn die Ansprüche hydrisch oder thermisch gering sind. Gegenüber dem Schweißen ist das Kleben kostengünstiger.
Nachdem die Edelstahlrohre 8 der Kühlplatte 2 mit der Rinne des Querkanals 14 bzw. 20 des zweiteiligen Anschlussteils 4 bzw. 6 nichtlösbar verbunden sind, wird jeweils der zweite Teil des Anschlussteils 4 bzw. 6 auf seinen ersten Teil 22 bzw. 25 aufgesetzt und mit diesem nichtlösbar verbunden. An schließend wird die Öffnung des Querkanals in der Stirnseite 10 des Anschlussteils 4 mit einem nicht näher dargestellten Kühlmittelzulauf versehen, wobei die dieser Öffnung des Querkanals 14 gegenüber liegende Öffnung flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Bei dem diesem Anschlussteil gegenüber liegenden Anschlussteil 6 wird die Öffnung des Querkanals 20 in der Stirnseite 16 flüssigkeitsdicht verschlossen und die dieser Öffnung gegenüber liegende Öffnung mit einem nicht näher dargestellten Kühlmittelablauf versehen.
Damit die Anzahl der vorkonfektionierten Teile des erfindungsgemäßen Kühlplatzsystems gering ist, sind die Teile der beiden Anschlussteile 4 und 6 identisch. Damit das flüssige Kühlmittel, beispielsweise Leitungswasser, nicht mit Aluminium in Berührung kommt, sind alle flüssigkeitsführenden Teile des Kühlmittelsystems aus Edelstahl. Das heißt, dass auch die beiden Teile der Anschlussteile 4 und 6 aus Edelstahl sind. Dadurch kann für ein offenes Kühlsystem Leitungswasser als flüssiges Kühlmittel verwendet werden. Durch die geringe Anzahl von vorkonfektionierten Teilen für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kühlplattensystems ist diese Herstellung kostengünstig.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Kühlplattensystems gemäß 1 sind zusätzlich Verbindungsteile 40 und 42 vorgesehen. Diese beiden Verbindungsteile 40 und 42 sind derart ausgebildet, dass keine mechanischen Kräfte auf die nichtlösbar verbundenen Teile einwirken können. Dazu sind die Stirnseiten der Kühlplatte 2 und die Stirnseiten 10, 12 und 16, 18 der Anschlussteile 4 und 6 derart ausgebildet, dass diese mit einem korrespondierenden Verbindungsteil 40 bzw. 42 eine formschlüssige Verbindung bilden. Beispielsweise bilden die Stirnseite der Kühlplatte 2 und die Stirnseiten 10 und 16 der Anschlussteile 4 und 6 und der Verbindungsteil 40 jeweils eine Schwalbenschwanzverbindung. Auf der gegenüber liegenden Seite ist das Verbindungsteil 42 quaderförmig ausgebildet, wobei die korrespondieren Stirnseiten der Kühlplatten 2 und der Betrachtung vieler Abbilder einen erheblichen Zeitverlust darstellen kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Darstellungseinheit 1 wird ein Anwender bei der Begutachtung medizinischer Abbilder erheblich unterstützt, wie anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
2 zeigt einen Schichtbilddatensatz 23 des Oberbauches. Wenn der Schichtbilddatensatz 23 des Oberbauches zur Untersuchung der Leber 13 aufgenommen worden ist, wird dies bei der Darstellung des Schichtbilddatensatzes automatisch berücksichtigt, so dass der Vergrößerungsfaktor und/oder der abzubildende Bildausschnitt so gewählt werden, dass die Leber 13 einem Anwender deutlich sichtbar dargestellt wird, während umliegende Organe, die zur Begutachtung der Leber eine untergeordnete Rolle spielen, nicht unbedingt mit dargestellt werden. Auf diese Weise kann ein Anwender sein Augenmerk von Beginn an gänzlich auf die Leber 13 richten, ohne selbst eingreifen zu müssen.
In einem anderen Fall, wenn beispielsweise der Magen 15 das zu untersuchende Organ ist, das mit dem Schichtbilddatensatz 23 aufgenommen worden ist, werden ein entsprechend anderer Vergrößerungsfaktor und/oder abzubildender Bildausschnitt gewählt.
Die automatische Wahl des Vergrößerungsfaktors und/oder des abzubildenden Bildausschnittes kann dabei dadurch erfolgen, dass die entsprechenden Werte, wie beispielsweise eine zu erreichende vordefinierte Darstellungsgröße des Organs, oder die Lage und die Position des Organs bei einem Standardpatienten und bei der entsprechenden Untersuchung, in einer Datenbank 37 hinterlegt sind und bei Bedarf abgerufen werden.
Es können aber auch – gegebenenfalls zusätzlich zu den in einer Datenbank 37 hinterlegten Daten – Mustererkennungs- und/oder Segmentierungsalgorithmen 39 verwendet werden, so- Dieses Verteilteil 44 weist für die Verteilung des zugeführten flüssigen Kühlmittels eine Hauptdurchgangsbohrung 50 und eine quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufende Bohrung 52 auf, deren Öffnung in der Stirnseite 54 des Verteilteils 44 angeordnet ist. Außerdem weist diese Bohrung 52 Durchgangsbohrungen 56 auf, deren Öffnungen jeweils in einer Schmalseite 58 des Verteilteils 44 angeordnet sind. Für den Ablauf des erwärmten Kühlmittels weist dieses Verteilteil 44 ebenfalls eine Hauptdurchgangsbohrung 60 und eine quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufende Bohrung 62 auf, deren Öffnung in der Stirnseite 64 des Verteilteils 44 angeordnet ist. Außerdem weist diese Bohrung 62 Durchgangsbohrungen 66 auf, deren Öffnungen jeweils in einer Schmalseite 68 des Verteilteils 44 angeordnet sind. Die Hauptdurchgangsbohrung 50 bzw. 60 ist flüssigkeitsmäßig mit der quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufenden Bohrung 52 bzw. 62 verbunden, damit die Edelstahlrohre 8 mit der in Fließrichtung des Kühlmittels nachgeordneten Kühlplatte 2 und die Edelstahlrohre 8 mit der in Fließrichtung des Kühlmittels vorgelagerten Kühlplatte 2 ohne großen Aufwand mit dem Inneren der quer zur Fließrichtung verlaufenden Bohrung 52 bzw. 62 nichtlösbar verbunden werden können, ist dieses Verteilteil 40 zweiteilig ausgeführt. Deshalb müssen diese beiden quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufenden Bohrungen 52, 62 räumlich nebeneinander in einer Ebene angeordnet sein. Dieses Verteilteil 44 besteht wie die beiden Anschlussteile 4 und 6 aus Edelstahl.
Um diese vorkonfektionierten Teile zu einem Kühlplattensystem zusammenzubauen, müssen vorab einige Bohrungen verschlossen werden, damit das dargestellte Kühlplattensystem aus zwei flüssigkeitsmäßig parallel geschalteten Kühlplatten 2 besteht. Das Hauptdurchgangsrohr 48 der ersten in Fließrichtung des Kühlmittels auftretenden Kühlplatte 2 wird im Querkanal 14 des Anschlussteils 4 flüssigkeitsdicht verschlossen. Das Hauptdurchgangsrohr 46 der zweiten in Fließrichtung des Kühlmittels angeordneten Kühlplatte 2 wird in der quer zur Fließ richtung verlaufenden Bohrung 52 flüssigkeitsdicht verschlossen. Dadurch gelangt das zugeführte Kühlmittel parallel zu den Edelstahlrohren 8 der beiden Kühlplatten 2 gleichzeitig.
Außerdem ist das Hauptkühlmittelrohr 48 der zweiten in Fließrichtung des Kühlmittels angeordneten Kühlplatte 2 in der quer zur Fließrichtung verlaufenden Bohrung 62 flüssigkeitsdicht verschlossen. Ferner ist das Hauptkühlmittelrohr 46 der in Fließrichtung zweiten Kühlplatte 2 in der quer zur Fließrichtung verlaufenden Bohrung 52 flüssigkeitsdicht verschlossen. Ferner sind die Querkanäle 14 und 20 der Anschlussteile 4 und 6 in der Stirnseite 12 und 16 flüssigkeitsdicht verschlossen, wobei die quer zur Fließrichtung des Kühlmittels verlaufenden Bohrungen 52 und 62 in den Stirnflächen 54 und 64 des Verteilteils 44 flüssigkeitsdicht verschlossen sind. Durch diese Maßnahmen sind die beiden Kühlplatten 2 des Kühlplattensystems nach der Erfindung flüssigkeitsmäßig parallel, das heißt, jede Kühlplatte 2 wird mit frischen Kühlmitteln versorgt und das erwärmte Kühlmittel wird direkt abgeführt.
In der Ausführungsform gemäß 3 weist die in Fließrichtung an erster Stelle platzierte Kühlplatte 2 Edelstahlrohre 8 auf, die doppelreihig angeordnet sind. Dadurch kann diese Kühlplatte 2 beidseitig mit einem Halbleiterbauelement, insbesondere einem Leistungs-IGBT, beispielsweise mit den Abmessungen 140 × 190 mm, bestückt werden. Da die in Fließrichtung an zweiter Stelle angeordnete Kühlplatte 2 Edelstahlrohre 8 aufweist, die einreihig angeordnet sind, stellt sich ein unsymmetrischer Kühlmittelvolumenstrom ein.
Soll ein derartiges Kühlplattensystem zur Entwärmung von Leistungs-IGBT eines Stromrichters, insbesondere eines sechspulsigen Stromrichters, verwendet werden, so muss dieses Kühlplattensystem entweder sechs einreihig bestückte Kühlplatten 2 oder drei doppelreihig bestückte Kühlplatten 2 aufweisen. Werden sechs Kühlplatten 2 verwendet, so werden fünf Verteilteile 44 benötigt. Diese sechs Kühlplatten 2 werden nur einseitig bestückt. Um Platz zu sparen ist es vorteilhafter, wenn doppelseitig bestückbare Kühlplatten 2 verwendet werden, die mittels zweier Verteilteile 44 miteinander flüssigkeitsmäßig und mechanisch verbunden werden.
Zur Vereinfachung der Herstellung und zur Entlastung der nichtlösbaren Verbindungen können auch bei dieser Ausführungsform Verbindungsteile 40 und 42 vorgesehen sein.

Claims

Kühlplattensystem mit einer mit mehreren Kühlmittelkanälen versehene Kühlplatte (2) und mit zwei jeweils einen Querkanal (14, 20) aufweisenden Anschlussteil (4, 6), die jeweils schmalseitig derart an einer Stirnseite (32, 34) der Kühlplatte (2) angebracht sind, dass die Kühlkanäle der Kühlplatte (2) flüssigkeitsmäßig parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittelkanäle jeweils ein Edelstahlrohr (8) vorgesehen ist, die stirnseitig aus der Kühlplatte (2) herausragen, dass jedes Anschlussteil (4, 6) aus Edelstahl ist und entlang einer Mittelachse des Querkanals (14, 20) zweiteilig ist, dass eine Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) mit zu den Edelstahlrohren (8) der Kühlplatte (2) vorhandenen Durchgangsbohrungen (24, 26) versehen ist, dass jedes Edelstahlrohr (8) mit einer Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) nichtlösbar verbunden ist und dass die beiden Teile eines jeden Anschlussteils (4, 6) nichtlösbar verbunden sind.
Kühlplattensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (2) mit zwei Hauptkühlmittelrohren (46, 48) aus Edelstahl versehen ist, die jeweils stirnseitig aus dieser Kühlplatte (2) herausragen.
Kühlplattensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) eines jeden Anschlussteils (4, 6) mit einer Hauptdurchgangsbohrung (50, 60) versehen ist.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verteilteil (44) aus Edelstahl vorgesehen ist, das zwei quer zur Fließrichtung eines Kühlmittels verlaufende räumlich parallel zueinander verlaufende Bohrungen (52, 62) aufweist, deren Öffnungen jeweils in einer Stirnseite (54, 64) dieses Verteilteils (44) angeordnet sind, dass dieses Verteilteil (44) entlang der Mittelachse dieser beiden Bohrungen (52, 62) zweigeteilt ist, dass eine Bohrrinne eines Teils dieses Verteilteils (44) mit zu den Edelstahlrohren (8) der Kühlplatte (2) vorhandenen Durchgangsbohrungen (56, 66) versehen ist, und dass jede Bohrung (52, 62) mit einer Hauptdurchgangsbohrung (50, 60) versehen ist.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kühlplatten (2) vorgesehen sind, zwischen denen ein Verteilteil (44) angeordnet ist, dass jeweils eine Kühlplatte (2) mit einem Anschlussteil (4, 6) versehen ist, dass die Edelstahlrohre (8) einer jeden Kühlplatte (2) einerseits mit einer Bohrrinne eines Teils des Verteilteils (44) liegt und andererseits mit einer Rinne des Querkanals (14, 20) eines Teils (22, 25) des Anschlussteils (4, 6) nichtlösbar verbunden sind und dass die beiden Teile eines Anschlussteils (4, 6) und des Verteilteils (44) jeweils miteinander nichtlösbar verbunden sind.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (2) mit ihren stirnseitigen Anschlussteilen (4, 6) zwischen zwei Verbindungsteilen (40, 42) angeordnet sind, wobei diese derartig ausgebildet sind, dass keine mechanische Kraft auf die nichtlösbar verbundenen Teile einwirken kann.
Kühlplattensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kühlplatten (2), wenigstens ein Verteilteil (44) und zwei Anschlussteile (4, 6) zwischen zwei Verbindungsteilen (40, 42) angeordnet sind, wobei diese derart ausgebildet sind, dass keine mechanische Kraft auf die nichtlösbar verbundenen Teile einwirken kann.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelstahlrohre (8) einer jeden Kühlplatte (2) zweireihig angeordnet sind.
Kühlplattensystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsteil (40, 42), die Kühlplatte (2) und die beiden Anschlussteile (4, 6) formschlüssig ausgebildet sind.
Kühlplattensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als formschlüssige Verbindung eine Schwalbenschwanzverbindung vorgesehen ist.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (2) aus Aluminium besteht.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (40, 42) jeweils aus Aluminium bestehen.
Kühlplattensystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium stranggepresst ist.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelstahlrohre (8) jeweils eine kreisringförmige Querschnittsfläche aufweisen.
Kühlplattensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelstahlrohre (8) jeweils eine ellipsenförmige Querschnittsfläche aufweisen.
Kühlplattensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelstahlrohre (8) jeweils eine trapezförmige Querschnittsfläche aufweisen.
Kühlplattensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelstahlrohre (8) jeweils eine rechteckförmige Querschnittsfläche aufweisen.
Kühlplattensystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erstellung einer nichtlösbaren Verbindung geschweißt wird.
Kühlplattensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erstellung einer nichtlösbaren Verbindung geklebt wird.