DE10201557B4

DE10201557B4 - Evaporative cooling container and method for evacuating and filling the container

Info

Publication number: DE10201557B4
Application number: DE2002101557
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. 72669 Strähle
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: DE10201557A1

Abstract

Behälter (1) zur Verdampfungskühlung von elektrischen Komponenten (3) mittels einer verdampfenden Flüssigkeit (2), mit wenigstens einer in dem Behälter (1) angeordneten zu kühlenden elektrischen Komponente (3), die von der Flüssigkeit (2) umgeben ist, die bei Erwärmung durch die zu kühlende elektrische Komponente verdampft, mit einem Wärmetauscher (4), der von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar ist und der eine Trägerplatte (5) mit einem Kühlflüssigkeitseinlassstutzen (6) und einem Kühlflüssigkeitsauslassstutzen (7), einen Strömungskanal (8) sowie ein Wärmetauschelement (9) zum Kondensieren von verdampfter Flüssigkeit (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (5) eine Öffnung (11) aufweist, in die ein Evakuierungs- und Befüllstutzen (12) eingesetzt ist, der mit dem Inneren (13) des Behälters (1) hydraulisch verbunden ist.Container (1) for evaporative cooling of electrical components (3) by means of an evaporating liquid (2), with at least one electrical component (3) to be cooled, which is arranged in the container (1) and which is surrounded by the liquid (2), which is in Heating evaporates from the electrical component to be cooled, with a heat exchanger (4) through which a cooling liquid can flow and which has a carrier plate (5) with a cooling liquid inlet nozzle (6) and a cooling liquid outlet nozzle (7), a flow channel (8) and a heat exchange element (9) for condensing evaporated liquid (2), characterized in that the carrier plate (5) has an opening (11) into which an evacuation and filling nozzle (12) is inserted, which is connected to the interior (13) of the Container (1) is hydraulically connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Verdampfungskühlung von elektrischen Komponenten gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Evakuieren und Befüllen des Behälters mit einer elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit gemäß dem Patentanspruch 10.The invention relates to a container for evaporative cooling of electrical components according to claim 1. Further, the invention relates to a method for evacuating and filling the container with an electrically non-conductive liquid according to claim 10.

Solch ein Behälter geht aus der älteren Patentanmeldung DE 101 58 387 A1 hervor. In der Anmeldung wurde nichts darüber gesagt, wie die Flüssigkeit in den Behälter eingebracht werden soll.Such a container is from the earlier patent application DE 101 58 387 A1 out. In the application, nothing was said about how the liquid should be introduced into the container.

Auch in der DE 19 826 733 A1 , die ein Kühlsystem für eine Leistungselektronik betrifft, wurde die Befüllung des Behälters nicht erwähnt.Also in the DE 19 826 733 A1 Concerning a cooling system for power electronics, the filling of the container was not mentioned.

Der Behälter muß zunächst evakuiert und dann mit einer elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit befüllt werden. Die Flüssigkeit bildet ein Bad in dem Behälter, in dem sich die Elektrik/Elektronik befindet. Die während des Betriebes von der Elektrik/Elektronik erzeugte Verlustwärme muß abgeführt werden. Dies geschieht bei der Verdampfungskühlung so, dass die Flüssigkeit an den Heißstellen verdampft und der aufsteigende Dampf von dem von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kondensator kondensiert und wieder in das Bad zurückgeführt wird. Dieser Kühlprozess läuft in einem geschlossenen Kreislauf ab.The container must first be evacuated and then filled with an electrically non-conductive liquid. The liquid forms a bath in the container in which the electrical / electronic system is located. The heat generated during operation of the electrical / electronic heat loss must be dissipated. This is done in evaporative cooling so that the liquid evaporates at the hot spots and the rising vapor is condensed by the flowed through by a cooling liquid condenser and returned to the bath. This cooling process takes place in a closed circuit.

Es gehört an und für sich zum Stand der Technik, einen Behälter über einen einzigen Stutzen zunächst zu evakuieren und anschließend zu befüllen. Beispielsweise wurde im EP 0 663 063 B1 beschrieben, den Isolationsraum eines doppelwandigen Wärmespeichers zunächst zu evakuieren. Der Isolationsraum wurde dann mit einem Isolationsmittel befüllt und der Innenraum des Wärmespeichers wurde mit einem Speichermaterial aufgefüllt. Dies alles erfolgt durch einen einzigen Stutzen hindurch, der an der Außenhülle des Wärmespeichers angeordnet ist.It belongs to the state of the art to first evacuate a container via a single nozzle and then to fill it. For example, was in EP 0 663 063 B1 described to first evacuate the insulation space of a double-walled heat storage. The insulation space was then filled with an insulating agent and the interior of the heat accumulator was filled with a storage material. All this is done through a single nozzle, which is arranged on the outer shell of the heat accumulator.

In der DE 3 725 162 A1 ist ebenfalls ein Befüllstutzen zur Entgasung des Isolationsraumes des Wärmespeichers angesprochen worden. Hier wurde jedoch nicht vorgesehen, den Isolationsraum nach der Evakuierung mit einem Isolationsmittel zu befüllen, sondern vielmehr wurden durch den Stutzen hindurch wärmeerzeugende Mittel in den Isolationsraum eingebracht, die eine höhere Qualität des anschließend erzeugten Vakuums bewirken.In the DE 3 725 162 A1 is also a filling nozzle for degassing of the insulation space of the heat storage has been addressed. Here, however, it was not intended to fill the isolation room after evacuation with an insulating agent, but rather heat generating means were introduced through the neck through the insulation space, which cause a higher quality of the subsequently generated vacuum.

Die Anmelderin geht davon aus, dass Befüllstutzen auch für Behälter zur Verdampfungskühlung an sich Stand der Technik sein sollten, ohne derzeit im Besitz eines konkreten Beispiels zu sein. In DE 3 236 612 A1 , in der eine Kühlanordnung für Behälter zur Verdampfungskühlung beschrieben ist, wird auf Seite 3, Absatz 2, lediglich auf die Möglichkeit verwiesen, den Behälter zu evakuieren und mit Siedeflüssigkeit zu befüllen, ohne dass dort weiter darauf eingegangen wurde, wie ein solcher Behälter auszubilden ist, um gleichzeitig auch günstig hergestellt werden zu können.The applicant assumes that filling nozzles should also be known in the prior art for evaporative cooling vessels without currently being in possession of a concrete example. In DE 3 236 612 A1 in which a cooling arrangement for containers for evaporative cooling is described, reference is made on page 3, paragraph 2, only the possibility to evacuate the container and fill it with boiling liquid, without there being further discussed how such a container is to be formed in order to be produced at the same time cheap.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Behälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs derart weiterzubilden, dass er eine qualitätsgerechte Evakuierung und Befüllung des Behälters mit der nicht elektrisch leitenden Flüssigkeit gestattet, wobei der gesamte Behälter relativ einfach und kostengünstig herstellbar sein soll. Ferner soll ein Arbeitsverfahren zum Evakuieren und Befüllen des Behälters angegeben werden.The object of the invention is therefore to develop a container with the features of the preamble in such a way that it allows a quality evacuation and filling of the container with the non-electrically conductive liquid, the entire container should be relatively easy and inexpensive to produce. Furthermore, a working method for evacuating and filling the container should be specified.

Diese Aufgabe wird, was den Behälter selbst betrifft, erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Untergeordnete alternative Ausbildungen sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3. Weiterbildungen befinden sich in den anderen Unteransprüchen.This object is, as far as the container itself, according to the invention solved by the features in claim 1. Subordinate alternative embodiments are the subject of claims 2 and 3. Further developments are in the other subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 10 und kann durch die optionalen Maßnahmen in den Patentansprüchen 11, 12 und/oder 13 weitergebildet werden.The inventive method is the subject of claim 10 and can be further developed by the optional measures in the claims 11, 12 and / or 13.

Der Zugang des Evakuierungs- und Befüllstutzens in das Innere des Behälters kann entweder direkt über eine Öffnung in der Trägerplatte vorgenommen werden oder alternativ kann auch eine durchgehende Öffnung in der Trägerplatte und im Strömungskanal angeordnet sein, wobei die Öffnung dann auch durch das Wärmetauschelement gehen kann. Auf jeden Fall ist eine hydraulische Verbindung in das Innere des Behälters vorhanden, die sowohl die Evakuierung als auch die Befüllung mit der nicht elektrisch leitenden Flüssigkeit gestattet. Welche der Möglichkeiten, bzw. Varianten, in Betracht kommen, hängt von der Formgestaltung der Trägerplatte und des Strömungskanals ab. In sämtlichen vorgeschlagenen Varianten liegen die Merkmale aus Anspruch 1 vor, die sich vorzugsweise dann zur Benutzung anbieten, wenn der Strömungskanal mittels zweier Halbschalen oder dergleichen gebildet ist. Die Verformung der Trägerplatte gemäß Anspruch 4 ist gleichzeitig eine Versteifung derselben. Durch die konvexe, also nach außen gewölbte, Verformung ist zwischen der Trägerplatte und dem Strömungskanal ein Abstand vorhanden, wodurch Passagen gebildet sind, die die hydraulische Verbindung in das Innere des Behälters ermöglichen.The access of the evacuation and Befüllstutzens in the interior of the container can be made either directly through an opening in the support plate or alternatively, a through opening in the support plate and the flow channel can be arranged, the opening then can go through the heat exchange element. In any case, a hydraulic connection is provided in the interior of the container, which allows both the evacuation and the filling with the non-electrically conductive liquid. Which of the options or variants come into consideration depends on the design of the carrier plate and the flow channel. In all the proposed variants, the features of claim 1 are present, which are preferably then available for use when the flow channel is formed by means of two half-shells or the like. The deformation of the carrier plate according to claim 4 is at the same time a stiffening thereof. Due to the convex, so curved outward deformation, there is a gap between the support plate and the flow channel, whereby passages are formed, which allow the hydraulic connection to the interior of the container.

Die weiterbildenden Merkmale in den Ansprüchen 2 oder 3 kommen eher dann in Betracht, wenn die eine oben liegende Wand des Strömungskanals unmittelbar durch die Trägerplatte gebildet ist. Die Trägerplatte kann hier ebenfalls eine Verformung aufweisen, die jedoch aus funktioneller Sicht nicht unbedingt erforderlich ist. Wenn die Trägerplatte selbst eine Wand des Strömungskanals bildet, wird man die Öffnung durch den Strömungskanal hindurch vorsehen, wobei selbstverständlich diese Öffnung zum Strömungskanal hin abgedichtet ist. Praktisch würde man die Öffnung am Rand mit je einem Kragen versehen, die metallisch verbunden sind.The further development features in claims 2 or 3 are more likely to be considered when the one wall of the overhead flow channel is formed directly by the support plate. The carrier plate can here also a deformation but that is not necessarily required from a functional point of view. If the support plate itself forms a wall of the flow channel, the opening will be provided through the flow channel, it being understood that this opening is sealed to the flow channel. Practically, one would provide the opening at the edge with a collar, which are metallically connected.

Durch den Evakuierungs- und Befüllstutzen ist der bestimmungsgemäße Zugang in das Innere des Behälters gewährleistet, so dass die Evakuierung und Befüllung des Behälters qualitätsgerecht mit den unten angegebenen Mitteln durchgeführt werden kann. Insbesondere führt die Erfindung zu einer kostengünstigen Herstellung des Behälters, weil dadurch sämtliche Anschlüsse, wie Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen für die Kühlflüssigkeit des Wärmeaustauschers und der Evakuierungs- und Befüllstutzen für den Behälter, an einer Seite, nämlich vorzugsweise an der Oberseite, bzw. an der in der Funktionsstellung des Behälters oben liegenden Seite, angeordnet sind. Die Oberseite kann dadurch als ein Stück vorgefertigt werden, das anschließend mit der Wandung des Behälters beispielsweise durch Schweißen verbunden wird.Through the evacuation and filling nozzle of the intended access is ensured in the interior of the container, so that the evacuation and filling of the container quality can be carried out with the means specified below. In particular, the invention leads to a cost-effective production of the container, because it all connections, such as inlet nozzle and outlet nozzle for the cooling liquid of the heat exchanger and the evacuation and filling nozzle for the container, on one side, namely preferably at the top, or at the in the functional position of the container overhead side, are arranged. The top can be prefabricated as a piece, which is then connected to the wall of the container, for example by welding.

Danach wird der vorgefertigte Behälterteil mit der Wandung des Behälters so verbunden, dass er absolut dicht ist. Auf der Grundplatte oder auf dem Boden des Behälters befinden sich die Elemente der Leistungselektronik in kompakter Anordnung. Dann wird der Behälter über den Evakuierungs- und Befüllsutzen bis auf das gewünschte Niveau des Unterdrucks evakuiert und danach mit der elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit befüllt, worauf er dicht verschlossen wird. Beispielsweise wird das Ende des Stutzens zusammengedrückt und nachfolgend verschweißt, wie es z. B. für den Isolationsraum von Isolierkannen nach dem Abschluß des Evakuierungsvorgangs bekannt ist. ( DE 43 29 138 C2 , 1, Pos. 14)Thereafter, the prefabricated container part is connected to the wall of the container so that it is absolutely tight. On the base plate or on the bottom of the container, the elements of the power electronics are in a compact arrangement. Then, the container is evacuated through the evacuation and Befüllsutzen to the desired level of negative pressure and then filled with the electrically non-conductive liquid, whereupon it is sealed. For example, the end of the nozzle is compressed and subsequently welded, as z. B. is known for the insulation space of Isolierkannen after completion of the evacuation process. ( DE 43 29 138 C2 . 1 , Pos. 14 )

Die Evakuierung und Befüllung wird gemäß Anspruch 10 derart vorgenommen, dass der Behälter mit seinem Evakuierungs- und Befüllstutzen an eine kombinierte Evakuierungs- und Befüllleitung angeschlossen wird. Diese Leitung besitzt einen Abzweig zur Vakuumpumpe und einen weiteren Abzweig der zum Speicher führt, in dem sich die elektrisch nicht leitende Flüssigkeit befindet. Beide Abzweigleitungen sind zur kombinierten Leitung hin mittels Ventile in geeigneter Weise absperrbar, so dass während der Evakuierung keine Verbindung zum Speicher besteht und während der Befüllung keine Verbindung zur Vakuumpumpe. Optional kann nach dem Befüllen eine Nachevakuierung erfolgen, wie in Anspruch 11 angegeben wurde. Nach dem Ende des Befüllvorganges wird, bevor die Abkopplung des Evakuierungs- und Befüllstutzens von der kombinierten Evakuierungs- und Befüllleitung erfolgt, das Ende des Stutzens zusammengedrückt und durch die auf das Ende aufgebrachte Druckkraft vorzugsweise sofort vakuumdicht kalt verschweißt. Dann kann der Behälter mit seinem Stutzen von der kombinierten Leitung abgenommen werden. Beispielsweise kann gleichzeitig mit dem Kaltschweißen oder unmittelbar danach der Stutzen zwischen der Schweißstelle und der kombinierten Leitung abgetrennt werden oder unmittelbar an der Schweißstelle kann die Abtrennung des Stutzens vorgenommen werden. Die vakuumdichte mechanische Verbindung des Stutzens mit der kombinierten Leitung kann aber auch einfach gelöst werden.The evacuation and filling is carried out according to claim 10 such that the container is connected with its evacuation and filling nozzle to a combined evacuation and filling. This line has a branch to the vacuum pump and another branch leading to the memory in which the electrically non-conductive liquid is located. Both branch lines are shut off to the combined line by means of valves in a suitable manner, so that there is no connection to the memory during evacuation and during filling no connection to the vacuum pump. Optionally, post-evacuation may take place after filling, as stated in claim 11. After the end of the filling process, before the decoupling of the evacuation and Befüllstutzens of the combined evacuation and Befüllleitung, the end of the nozzle is compressed and welded by the pressure applied to the end preferably immediately vacuum-tight cold. Then the container can be removed with its neck from the combined line. For example, at the same time as the cold welding or immediately thereafter, the connecting piece between the welding point and the combined line can be disconnected or the separation of the connecting piece can be carried out directly at the welding point. The vacuum-tight mechanical connection of the nozzle with the combined line can also be easily solved.

Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt den Schnitt A-A durch den Behälter, gemäß 2; 1 shows the section AA through the container, according to 2 ;

2 zeigt eine Draufsicht auf den Behälter in einer ersten Ausführungsform; 2 shows a plan view of the container in a first embodiment;

3 zeigt das Schema einer Vorrichtung zum Evakuieren und Befüllen des Behälters; 3 shows the diagram of a device for evacuating and filling the container;

4 stellt schematisch das Verschließen des Evakuierungs- und Befüllstutzens dar; 4 schematically illustrates the closing of the evacuation and filling nozzle;

5 ist der Schnitt D-D aus 6; 5 is the cut DD off 6 ;

6 Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform; 6 Top view of a second embodiment;

7 ist eine perspektivische Ansicht auf die Trägerplatte; 7 is a perspective view of the carrier plate;

Gemäß 1 besitzt der Behälter 1 eine Wandung 20, die oben mit der Trägerplatte 5 beispielsweise mittels Schweißen verbunden ist. Der Behälter 1 ist ein Druckbehälter und demzufolge entsprechend ausgebildet. In dem Behälter 1 befindet sich eine Leistungselektronik 3, die im Betrieb Wärme entwickelt, welche abgeführt werden muß. Zu diesem Zweck ist die Leistungselektronik 3 von einem Bad einer inerten, jedenfalls einer elektrisch nicht leitenden, Flüssigkeit 2 umgeben, die an den Heißstellen der Leistungselektronik 3 verdampft. Der Dampft steigt nach oben, in Richtung auf das Wärmetauschelement 9. Das Wärmetauschelement 9 ist wärmeleitend mit dem Strömungskanal 8 verbunden, durch den eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, die über den Kühlflüssigkeitseinlass 6 in den Strömungskanal 8 eintritt und diesen über den Kühlflüssigkeitsauslass 7 wieder verläßt. Der Anschluss des Einlasses 6 und des Auslasses 7 an den Strömungskanal 8 wurde hier nicht dargestellt. Er kann beispielsweise der DE 101 58 387 A1 entnommen werden, oder er kann in anderer bekannter Weise gestaltet sein.According to 1 owns the container 1 a wall 20 , the top with the support plate 5 is connected for example by welding. The container 1 is a pressure vessel and therefore designed accordingly. In the container 1 there is a power electronics 3 , which develops heat during operation, which must be dissipated. For this purpose, the power electronics 3 from a bath of an inert, at least an electrically non-conductive, liquid 2 Surrounded by the hot spots of power electronics 3 evaporated. The vapor rises, towards the heat exchange element 9 , The heat exchange element 9 is thermally conductive with the flow channel 8th through which a cooling fluid circulates through the coolant inlet 6 in the flow channel 8th enters and this via the Kühlflüssigkeitsauslass 7 leaves again. The connection of the inlet 6 and the outlet 7 to the flow channel 8th was not shown here. He can, for example, the DE 101 58 387 A1 can be removed, or it can be designed in another known manner.

Der Strömungskanal 8 seinerseits besteht aus zwei Schalen 21, 22, die am umlaufenden Rand 23 miteinander verbunden sind. Die obere Schale 22 ist mit der Trägerplatte 5 wärmeleitend verbunden. Die Verbindung der oberen Schale 22 erfolgt an den nach unterhalb der Plattenebene 14 weisenden Verformungen 10 in der Trägerplatte 5. Der Strömungskanal 8 könnte auch anderweitig gestaltet sein, beispielsweise so, wie es ebenfalls in der früheren Anmeldung DE 101 58 387 A1 beschrieben wurde. Er enthält in seinem Inneren außerdem eine nicht gezeigte Wellrippe oder dergleichen. Auf dieser Weise unterliegt das Wärmetauschelement 9 einer intensiven Kühlung und ermöglicht es, dass der aufsteigende Dampf an der Oberfläche des Wärmetauschelements 9 kondensiert und unter dem Einfluß der Schwerkraft zurück in das Bad tropfen kann.The flow channel 8th in turn consists of two bowls 21 . 22 at the perimeter edge 23 connected to each other. The upper shell 22 is with the carrier plate 5 thermally conductive connected. The connection of the upper shell 22 takes place to the below the plate level 14 pointing deformations 10 in the carrier plate 5 , The flow channel 8th could also be otherwise designed, for example, as it also in the earlier application DE 101 58 387 A1 has been described. It also contains in its interior a corrugated fin, not shown, or the like. In this way, subject to the heat exchange element 9 an intense cooling and allows the rising vapor on the surface of the heat exchange element 9 condensed and dripping back into the bath under the influence of gravity.

Wie aus dem ersten Ausführungsbeispiel in den 1 und 2, aber auch aus dem zweiten Ausführungsbeispiel in den 5, 6 und 7, hervorgeht, ist in einer nach oberhalb der Plattenebene 14 weisenden Verformung 10 eine Öffnung 11 angeordnet, die von einer Umrandung 15 umgeben ist. In dieser Öffnung 11 befindet sich ein Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 und zwar wurde dieser mit seinem einen Ende 16 in die Öffnung 11 eingesetzt und mit der Umrandung 15 fest, vor allem vakuumdicht, verlötet. Der Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 ist hier ein gekrümmter Stutzen. Es ist besonders sinnvoll (aber nicht zwangsläufig notwendig), den Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 in einer nach oberhalb der Plattenebene 14 weisenden Verformung 10, also in der oberen Plattenebene 14.1, anzuordnen, weil somit in leichter Weise die direkte hydraulische Verbindung in das Innere 13 des Behälters 1 erreicht wird.As in the first embodiment in the 1 and 2 , but also from the second embodiment in the 5 . 6 and 7 , is, in one to above the plate level 14 pointing deformation 10 an opening 11 arranged by a border 15 is surrounded. In this opening 11 there is an evacuation and filling nozzle 12 and this was his one end 16 in the opening 11 used and with the border 15 strong, especially vacuum-tight, soldered. The evacuation and filling nozzle 12 here is a curved neck. It is particularly useful (but not necessarily necessary), the evacuation and filling nozzle 12 in one to above the plate level 14 pointing deformation 10 that is, in the upper plate level 14.1 to arrange, because thus easily the direct hydraulic connection to the interior 13 of the container 1 is reached.

Da, wie bereits oben gesagt wurde, der Strömungskanal 8 an den nach unterhalb der Plattenebene 14 weisenden Verformungen 10, in der unteren Plattenebene 14.2, angeordnet ist, sind zwischen der Trägerplatte 5 und dem Strömungskanal 8 Passagen 30 vorhanden, die die erwähnte Verbindung gestatten. Diese Passagen 30 reichen bis zum Rand 23 des Strömungskanals 8. Da der Strömungskanal 8 eine etwas geringere Fläche belegt, als die Querschnittsfläche des gesamten Behälters 1 beträgt – wie aus der 1 zu sehen ist – ist die hydraulische Verbindung in das Innere 13 des Behälters 1 gewährleistet. Die Fläche des Strömungskanals 8 deckt sich etwa mit der Fläche, die von sämtlichen Verformungen 10 bzw. von der Summe der oberen 14.1 und der unteren Plattenebene 14.2 gebildet wird, was aus den Draufsichten auf die Trägerplatte 5 gut zu erkennen ist.Since, as already said above, the flow channel 8th to the below the plate level 14 pointing deformations 10 , in the lower plate level 14.2 , is arranged between the support plate 5 and the flow channel 8th passages 30 present, which allow the mentioned connection. These passages 30 rich to the edge 23 of the flow channel 8th , As the flow channel 8th occupied a slightly smaller area than the cross-sectional area of the entire container 1 is - as from the 1 can be seen - is the hydraulic connection to the interior 13 of the container 1 guaranteed. The area of the flow channel 8th coincides approximately with the area covered by all the deformations 10 or from the sum of the upper 14.1 and the lower plate level 14.2 is formed, which from the top views of the support plate 5 easy to recognize.

In den 2 und 6 wurden die vorstehend erwähnten Passagen 30 mittels gestrichelter Pfeile eingezeichnet.In the 2 and 6 were the passages mentioned above 30 drawn by dashed arrows.

Ein weiterer Vorteil der gezeigten Anordnung des Evakuierungs- und Befüllstutzens 12 kann darin erkannt werden, dass sich in diesen Verformungen 10, die den höchstgelegenen Raum innerhalb des Behälters 1 darstellen, die in der Flüssigkeit 2 vorhandenen Gaseinschlüsse sammeln, die somit leichter nachevakuiert werden können. Darüber hinaus haben die Verformungen 10 selbstverständlich einen versteifenden Effekt und ermöglichen die Herstellung der Trägerplatte 5 aus dünnerem Blech.Another advantage of the arrangement shown evacuation and filling nozzle 12 can be recognized in that in these deformations 10 , which is the highest room inside the container 1 represent in the liquid 2 collect existing gas inclusions, which can thus be easily nachevakuiert. In addition, the deformations have 10 of course, a stiffening effect and allow the production of the support plate 5 made of thinner sheet metal.

Nichtsdestotrotz ist es natürlich unter Hinnahme der damit verbundenen Nachteile möglich, die Trägerplatte 5 ohne jedwede Verformungen 10 auszubilden und den Strömungskanal 8 vollflächig mit der Trägerplatte 5 zu verbinden, so dass keine Passagen 30 vorhanden sind. In dem Fall würde die Öffnung 11, in der sich der Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 befindet, auch durch den Strömungskanal 8 und das Wärmetauschelement 9 hindurchgehen müssen, um den hydraulischen Zugang in das Innere 13 des Behälters 1 zu ermöglichen. Falls das Hindurchgehen der Öffnung 11 durch den Strömungskanal 8 nicht gewünscht sein sollte, müßte die Öffnung 11 zwischen dem Rand 23 des Strömungskanals 8 und der Wand 20 des Behälters 1 placiert werden, was als viel Raum beanspruchend angesehen werden könnte. Diese auch fertigungstechnisch aufwendigeren Ausführungsformen der Erfindung wurden nicht zeichnerisch dargestellt.Nevertheless, it is of course possible to accept the associated disadvantages, the carrier plate 5 without any deformation 10 form and the flow channel 8th full surface with the carrier plate 5 to connect, so no passages 30 available. In that case, the opening would be 11 in which the evacuation and filling nozzle 12 is located, also through the flow channel 8th and the heat exchange element 9 have to go through to the hydraulic access to the interior 13 of the container 1 to enable. If the passage through the opening 11 through the flow channel 8th should not be desired, the opening would have 11 between the edge 23 of the flow channel 8th and the wall 20 of the container 1 which could be considered as taking up a lot of space. These production-technically more complex embodiments of the invention have not been shown in the drawing.

Die in den 5, 6 und 7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der beschriebenen Ausführungsform in den 1 und 2, dass sich die Öffnung 11 mit dem Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 auf einem etwas höheren Niveau befindet, wodurch etwas größere Passagen 30 ausgebildet werden. Mit anderen Worten, die obere Plattenebene 14.1 ist in den 5, 6 und 7 vergleichsweise etwas höher als in den 1 und 2.The in the 5 . 6 and 7 illustrated embodiment differs essentially thereby of the described embodiment in the 1 and 2 that is the opening 11 with the evacuation and filling nozzle 12 is at a slightly higher level, creating slightly larger passages 30 be formed. In other words, the upper disk plane 14.1 is in the 5 . 6 and 7 comparatively slightly higher than in the 1 and 2 ,

Die unterschiedlichen Plattenebenen 14, 14.1 und 14.2 gehen in anschaulicher Weise aus der 7 hervor, weil dort eine perspektivische Ansicht auf die Trägerplatte 5 gezeigt ist. Der unverformte Plattenrand wird dabei als die „normale” Plattenebene 14 angesehen. In zwei Verformungen 10, a, c deren Böden in der unteren Plattenebene 14.2 liegen, sind die Umrandungen 60 und 70 für den Kühlwassereinlassstutzen 6 bzw. den Kühlwasserauslassstutzen 7 eingezeichnet worden. Diese sind identisch oder zumindest ähnlich mit der bereits beschriebenen Umrandung 15, um die Öffnung 11 herum, ausgebildet, da sie erkennbar einem ähnlichen Zweck dienen. Zu den Ebenen 14.1 und 14.2 wird weiter darauf hingewiesen, dass die untere Ebene 14.2 tatsächlich eine einzige Ebene sein sollte, damit der Strömungskanal 8 an dieser Ebene 14.2 vollflächig verlötet werden kann. Die obere Ebene 14.1 hingegen muß nicht eine einzige Ebene sein, die über die gesamte Fläche des Strömungskanals 8 ein einheitliches Niveau hat. Diese Ebene 14.1 könnte sich in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel auch auf mehrere Ebenen aufteilen.The different plate levels 14 . 14.1 and 14.2 go in a descriptive way from the 7 because there is a perspective view of the support plate 5 is shown. The undeformed edge of the plate is called the "normal" plate level 14 considered. In two deformations 10 , a, c their bottoms in the lower plate plane 14.2 lie, are the borders 60 and 70 for the cooling water inlet nozzle 6 or the Kühlwasserauslassstutzen 7 drawn. These are identical or at least similar to the border already described 15 to the opening 11 trained, as they serve recognizably a similar purpose. To the levels 14.1 and 14.2 it is further noted that the lower level 14.2 actually should be a single level, hence the flow channel 8th at this level 14.2 can be soldered over the entire surface. The upper level 14.1 however, there does not have to be a single plane across the entire surface of the flow channel 8th has a consistent level. This level 14.1 could also be divided into several levels in a modified embodiment.

Im besonders in der 7 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich jedoch auch dort um eine einzige obere Ebene 14.1, die durch eine relativ großflächige Verformung 10 realisiert ist und die nach oben weisend aus der „normalen” Plattenebene 14 herausragt. In dieser Verformung 10 befinden sich insgesamt fünf Verformungen 10, die in entgegengesetzter Richtung zur großflächigen Verformung 10 eingeprägt worden sind. In 7 sind diese fünf Verformungen 10 durch das Bezugszeichen 14.2 im Boden der jeweiligen Verformung 10 kenntlich gemacht worden, wodurch gleichzeitig angezeigt wurde, dass diese Verformungen 10, bzw. deren Böden, auf einer einzigen unteren Plattenebene 14.2 angeordnet sind. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere das Vorsehen von Verformungen 10, die in entgegengesetzter Richtung gezogen, geprägt oder dergleichen eingeformt sind, wesentlich zur Steifigkeit der Trägerplatte 5 beitragen, wohl wegen der mit der Umformung einhergehenden sogenannten Kaltverfestigung. Darüber hinaus befinden sich die Böden der nicht mit 14.2 markierten vier Verformungen 10 ebenfalls auf der gleichen unteren Plattenebene 14.2. Diese vier Verformungen 10 wurden mit a, b, c und d gekennzeichnet. Die vier Verformungen 10a, b, c, d, befinden sich nicht in der oberen Plattenebene 14.1, sondern in der „normalen” Plattenebene 14. Sie grenzen jedoch unmittelbar an die obere Plattenebene 14.1 an. Die Anzahl und die sonstige Form der Verformungen 10 ist einerseits an und für sich von untergeordneter Bedeutung, andererseits ist dem zuständigen Fachmann durchaus geläufig, durch ganz besondere Gestaltung und Anordnung der Verformungen, Einfluß auf die Steifigkeit der Trägerplatte 5, die Teil des Druckbehälters 1 ist, zu nehmen.Im especially in the 7 However, the embodiment shown here is also a single upper level 14.1 caused by a relatively large-scale deformation 10 is realized and pointing up from the "normal" disk plane 14 protrudes. In this deformation 10 There are a total of five deformations 10 , in the opposite direction to the large-scale deformation 10 have been embossed. In 7 These are the five deformations 10 by the reference numeral 14.2 in the bottom of the respective deformation 10 been identified, whereby at the same time indicated that these deformations 10 , or their bottoms, on a single lower plate level 14.2 are arranged. It has been found that in particular the provision of deformations 10 , which are drawn in the opposite direction, embossed or the like molded, essential to the rigidity of the support plate 5 contribute, probably because of the associated with the forming so-called work hardening. In addition, the floors are not with 14.2 marked four deformations 10 also on the same lower plate level 14.2 , These four deformations 10 were marked with a, b, c and d. The four deformations 10a , b, c, d, are not in the upper disk plane 14.1 but in the "normal" disk plane 14 , However, they are immediately adjacent to the upper plate level 14.1 at. The number and the other form of deformations 10 on the one hand, in and of itself of minor importance, on the other hand, the competent person skilled in the art, by quite special design and arrangement of the deformations, influence on the rigidity of the support plate 5 , the part of the pressure vessel 1 is to take.

Wenn der Behälter 1 soweit fertiggestellt ist, wird er mit üblichen Mitteln auf Dichtigkeit geprüft. Anschließend wird er zum Evakuieren und Befüllen mit einer elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit 2 an einer in den 3 und 4 schematisch gezeigten Vorrichtung zum Evakuieren und Befüllen angeschlossen. Die Vorrichtung besitzt eine kombinierte Evakuierungs- und Befüllleitung 85 mit einem Anschlußstutzen 80. An diesen Anschlußstutzen 80 wird der Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 des Behälters 1 angeschlossen. Der Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 kann gerade oder gekrümmt (wie vorne gezeigt) ausgebildet sein. Das Ventil 81 wird oder ist geschlossen, um die Verbindung zum Speicherbehälter 82 zu blockieren. Das Ventil 83 zur Vakuumpumpe 84 wird oder ist geöffnet, worauf der Evakuierungsvorgang des Behälters 1 gestartet werden kann. Falls es erforderlich sein sollte, kann der Behälter 1 erwärmt werden, um das Abziehen der Moleküle zu unterstützen, je nachdem welche Qualität des Vakuums erzielt werden soll. Ist dieser erste Evakuierungsvorgang abgeschlossen, muß das Ventil 83 zur Vakuumpumpe 84 geschlossen werden und das Ventil 81 zum Speicherbehälter 82 wird geöffnet, wonach der Befüllvorgang eingeleitet wird. Wenn die vorgeschriebene Menge der Flüssigkeit 2 im Behälter 1 vorhanden ist, kann – aber muß nicht zwangsläufig – ein erneuter Evakuierungsvorgang erfolgen. Dazu werden die Ventile 81 und 83 entsprechend betätigt und die Pumpe 84 wird erneut eingeschaltet. Die in der Flüssigkeit 2 enthaltenen Gasbläschen werden sich in der Nähe der Öffnung 11 ansammeln, wodurch die Entfernung dieser Gasbläschen unterstützt wird.When the container 1 As far as finished, it is tested by conventional means for tightness. Then it is for evacuation and filling with an electrically non-conductive liquid 2 at one in the 3 and 4 connected schematically shown device for evacuation and filling. The device has a combined evacuation and filling line 85 with a connecting piece 80 , At this connection piece 80 becomes the evacuation and filling nozzle 12 of the container 1 connected. The evacuation and filling nozzle 12 may be straight or curved (as shown in front). The valve 81 is or is closed to the connection to the storage tank 82 to block. The valve 83 to the vacuum pump 84 is or is open, whereupon the evacuation process of the container 1 can be started. If necessary, the container may 1 be heated to assist the removal of the molecules, depending on the quality of the vacuum to be achieved. If this first evacuation process is completed, the valve 83 to the vacuum pump 84 be closed and the valve 81 to the storage tank 82 is opened, after which the filling process is initiated. If the prescribed amount of liquid 2 in the container 1 is present, can - but need not necessarily - a renewed evacuation process take place. These are the valves 81 and 83 operated accordingly and the pump 84 will be turned on again. The in the liquid 2 contained gas bubbles will be near the opening 11 accumulate, which helps to remove these gas bubbles.

Es ist klar, dass die Vorrichtung nicht unbedingt zwei Ventile 81, 83 besitzen muß. Auf jeden Fall sollte jedoch gewährleistet sein, dass der eine Leitungsstrang geschlossen ist und so lange geschlossen bleibt, bis der jeweilige Vorgang im anderen Leitungsstrang beendet ist. Ist auch die Nachevakuierung abgeschlossen, wird der Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 vakuumdicht verschlossen. In bevorzugter Weise wird das Verschließen mittels zweier Druckbacken 90 vorgenommen, die das Ende 17 des Evakuierungs- und Befüllstutzen 12 sehr fest zusammendrücken, nämlich so fest, dass eine Kaltschweißung des Stutzens erfolgt, wobei sich eine metallische Verbindung einstellt, die auch vakuumdicht ist. Das verschweißte Ende 17 des Stutzens 12 ist auch in den 2 sowie 5 und 6 zu erkennen. Die Druckbacken 90 bewegen sich beim Zusammendrücken und Verschweißen des Stutzens 12 in einer Richtung, die zur Ebene der Trägerplatte 5 etwa parallel ist. Somit ist das zusammengequetschte und verschweißte Ende 17 des Stutzens 12, bzw. die durch die Quetschung erzeugten zwei Ebenen am Stutzenende 17, sind etwa senkrecht zur Ebene der Trägerplatte 5 angeordnet.It is clear that the device does not necessarily have two valves 81 . 83 must own. In any case, however, it should be ensured that one wiring harness is closed and remains closed until the respective process in the other wiring harness is completed. Is the Nachevakuierung completed, the evacuation and filling nozzle 12 sealed vacuum-tight. Preferably, the closure by means of two pressure jaws 90 made that the end 17 the evacuation and filling nozzle 12 Squeeze very firmly, namely so tightly that a cold welding of the nozzle takes place, with a metallic compound sets, which is also vacuum-tight. The welded end 17 of the neck 12 is also in the 2 such as 5 and 6 to recognize. The jaws 90 move during compression and welding of the nozzle 12 in one direction, to the plane of the support plate 5 is about parallel. Thus, the squeezed and welded end 17 of the neck 12 , or the two levels created by the pinch at the end of the nozzle 17 , are approximately perpendicular to the plane of the support plate 5 arranged.

Darüber hinaus ist es zur Verbesserung der bereits erwähnten Qualität des Vakuums möglich, den Behälter während oder kurz vor dem Evakuierungsvorgang zu rütteln oder ihn in Vibration zu versetzen, wodurch Lufteinschlüsse leichter freigesetzt und abgezogen werden können. Durch Spülen des Behälters mit einem geeigneten Trägergas (Stickstoff) kann ebenfalls Einfluss auf die Qualität des Vakuums und auf die Dauer des Evakuierungsvorganges genommen werden.Moreover, in order to improve the already mentioned quality of the vacuum, it is possible to shake or vibrate the container during or just before the evacuation process, whereby air pockets can be more easily released and withdrawn. By purging the container with a suitable carrier gas (nitrogen), it is also possible to influence the quality of the vacuum and the duration of the evacuation process.

Claims

Container ( 1 ) for evaporative cooling of electrical components ( 3 ) by means of a vaporizing liquid ( 2 ), with at least one in the container ( 1 ) arranged to be cooled electrical component ( 3 ), which depends on the liquid ( 2 ) is surrounded, which evaporates when heated by the electrical component to be cooled, with a heat exchanger ( 4 ), which can be traversed by a cooling liquid and a support plate ( 5 ) with a Kühlflüssigkeitseinlassstutzen ( 6 ) and a Kühlflüssigkeitsauslassstutzen ( 7 ), a flow channel ( 8th ) and a heat exchange element ( 9 ) for condensing vaporized liquid ( 2 ), characterized in that the carrier plate ( 5 ) an opening ( 11 ) into which an evacuation and filling nozzle ( 12 ) inserted with the interior ( 13 ) of the container ( 1 ) is hydraulically connected.

Container according to claim 1, characterized in that the carrier plate ( 5 ) and the flow channel ( 8th ) a common opening ( 11 ), at which the evacuation and filling nozzle ( 12 ) is arranged, the hydraulic connection to the interior ( 13 ) of the container ( 1 ), the opening ( 11 ) in the flow channel ( 8th ) is hydraulically shut off to the interior of the same.

Container according to claim 1, characterized in that the carrier plate ( 5 ), the flow channel ( 8th ) and the heat exchange element ( 9 ) a common opening ( 11 ), at which the evacuation and filling nozzle ( 12 ) is arranged, the hydraulic connection to the interior ( 13 ) of the container ( 1 ), the opening ( 11 ) in the flow channel ( 8th ) is hydraulically shut off to the interior of the same.

Container according to claim 1, characterized in that the carrier plate ( 5 ) local deformations produced by deformation ( 10 ), at least one of which in a direction from the plane of the plate ( 14 ) of the carrier plate ( 5 ) and the others protrude in opposite directions so that one or more above the plane of the plate ( 14 ) lying levels ( 14.1 ) and preferably a single one below the plane of the plate ( 14 ) level ( 14.2 ) are formed.

Container according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 11 ) a border ( 15 ) into which the evacuation and filling nozzle ( 12 ) with its one end ( 16 ) is soldered.

Container according to one of claims 1, 4 or 5, characterized in that the opening ( 11 ) with the evacuation and filling nozzle ( 12 ) in a deformation ( 10 ) whose bottom is above the plane of the plate 14 in one of the upper levels ( 14.1 ) lies.

Container according to claim 1 or 4, characterized in that the flow channel formed by shells ( 8th ) at the bottoms which are located below the plate plane ( 14.2 ) extending deformations ( 10 ) is soldered.

Container according to claim 1 or one of claims 4 to 7, characterized in that the hydraulic connection into the interior ( 13 ) of the container ( 1 ) through passages ( 30 ) is provided, which extends between the support plate ( 5 ) and the flow channel ( 8th ).

Container according to one of the preceding claims 5 to 8, characterized in that the evacuation and filling nozzle ( 12 ) is straight or curved and at its other end ( 17 ) is squeezed together and cold-welded, whereby it is vacuum-tightly sealed, whereby the planes of the end produced by pinching ( 17 ) preferably approximately perpendicular to the plane of the carrier plate ( 5 ) are arranged.

Method for evacuating and filling the container ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized by the following steps: vacuum-tight connection of the evacuation and filling nozzle ( 12 ) of the container ( 1 ) to a combined evacuation and filling line ( 85 ); Establishing a hydraulic connection between the evacuation and filling line ( 85 ) and a vacuum pump ( 84 ); Evacuation of the container by means of the vacuum pump ( 84 ); Interrupting the hydraulic connection to the vacuum pump ( 84 ) and establishing a hydraulic connection to a liquid ( 2 ) containing storage container ( 82 ), Filling the container with the liquid ( 2 ); Vacuum-tight sealing of the evacuation and filling nozzle ( 12 ) after evacuation and filling of the container ( 1 ).

A method according to claim 10, characterized in that after filling the container and before closing the evacuation and Befüllstutzens the hydraulic connection to the liquid again closed and opened to the vacuum pump to further evacuate, and to the transported with the liquid gas inclusions remove and thereafter the vacuum-tight closing of the evacuation and filling nozzle by means of compression and cold welding thereof.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the container ( 1 ) is shaken or vibrated before or during the evacuation process.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the container ( 1 ) is rinsed with a carrier gas before the evacuation process.