[發明專利]熱交換器

有效

• 申請號: 201110319294.0
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102573407A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 布魯諾·阿戈斯蒂尼;馬泰奧·法布里
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 寇英杰;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種熱交換器，特別涉及一種適于在冷卻電子設備中使用的改進的熱交換器。

背景技術

先前，由EP-A-231332已知一種熱交換器，其具有在熱交換器的第一端與第二端之間延伸的蒸發器通道和冷凝器通道。熱交換器的相對端設置有連接部分，該連接部分在蒸發器通道與冷凝器通道之間提供流體路徑。第一傳熱元件布置在熱交換器的第一端附近，用于將熱負荷傳遞到所述蒸發器通道中的流體。類似地，第二傳熱元件布置在熱交換器的第二端附近，用于將熱負荷從所述冷凝器通道中的流體傳遞到周圍環境。

上述熱交換器在對例如附接至第一傳熱元件的電力電子設備降溫方面非常有效。由于熱虹吸式構造，冷卻可以不需要泵設備就能實現。

然而，上述解決方案的缺陷是需要將熱交換器安裝在特定位置以使其適當地工作。這種限制存在問題，因為在某些實施中，能夠將熱交換器安裝成倒置或在水平位置會是有利的。

發明內容

本發明的目的是解決上述缺陷并且提供一種對熱交換器所安裝的位置較不敏感的高效價廉的熱交換器。本發明的該目的和其他目的是利用如獨立權利要求1中限定的熱交換器來實現。

熱交換器包括具有毛細管尺寸的至少第一和第二組通道，以及在相對端處的流體分配元件。第一和第二傳熱元件與第一和第二組通道的所有通道相接觸，以分別將熱負荷從通道中的流體傳遞到通道中的流體。其使得熱交換器能夠如Pulsating?Heat?Pipe(脈動熱管)(PHP)一樣工作。在這種包括具有毛細管尺寸的通道的解決方案中，由于通道內的蒸汽的雙向膨脹，在小的通道回路熱管中產生振蕩。因此，熱交換器以任何定向工作，而無需顯著的另外的成本，并且與其他解決方案相比，流體體積較小。

在從屬權利要求中公開了本發明的優選實施方式。

附圖說明

以下通過示例且參照附圖對本發明進行更詳細地描述，其中：

圖1示出了熱交換器的第一實施方式；

圖2示出了第一流體分配元件；

圖3示出了第二流體分配元件；

圖4示出了第一傳熱元件；

圖5示出了熱交換器的功能；以及

圖6示出了熱交換器的替代性實施方式。

具體實施方式

圖1示出了熱交換器1的第一實施方式。熱交換器1包括在熱交換器1的第一端與第二端之間延伸的至少第一組通道2和第二組通道3。在熱交換器1的第一端處布置有第一連接部分5，用于在第一組通道2與第二組通道3的通道之間提供流體路徑，其將在下文解釋。在熱交換器1的第二端處布置有第二連接部分6。

在所示示例中，通道的數量多于兩組。這些通道具有毛細管尺寸。在本文中，“毛細管尺寸”是指毛細管大小的通道，這該情況下，這些通道具有如下尺寸，該尺寸足夠小使得氣泡只可以沿縱向(換言之，沿通道的與徑向相對的縱向)增大，并由此通過推動液體產生脈動效應。

熱交換器還包括布置在熱交換器1的第一端附近的傳熱元件7，用于傳遞熱負荷到所述至少第一組通道2和第二組通道3的通道中的流體。圖1的熱交換器優選地用于電子設備中，諸如變頻器中，用于將熱傳導離開產生大量熱負荷的部件。在該情況下，可以將電子電路附接到第一傳熱元件7。傳熱元件7將所述熱負荷傳遞到所述至少第一組通道2和第二組通道3的所有通道中的流體。其可以被實現使得第一傳熱元件7與通道中的每個通道接觸。

熱交換器1還包括第二傳熱元件8，在所示意的實施方式中，第二傳熱元件8包括在第一組通道2和第二組通道3的通道的壁之間延伸的翅片，以將熱從熱交換器1內部的流體傳遞到周圍環境。這樣，可以將熱負荷從所有通道中的流體傳遞到翅片，并進一步將熱負荷從翅片傳遞到第二傳熱元件8周圍的空氣。

圖2示出了第一流體分配元件11。圖2的第一流體分配元件11例如可以用在圖1示出的熱交換器1的第一連接部分5內部。

在熱交換器1的第一端與第二端之間延伸的通道9一起組成至少第一組2和第二組3，每組包括多個通道9。在所示實施方式中，熱交換器1包括在熱交換器1的第一端與第二端之間延伸的多個平行的管10。這些管10已經被管10的內壁分成通道9。因此，每個管10包括一組通道的通道9。例如，管10或管子可以是MPE(MultiPort?Extruded(多口擠壓))管。

通道9具有毛細管尺寸。在該示例中，通道9被制成毛細管大小，使得在它們的內壁上不需要另外的毛細管結構。被考慮毛細管的通道或管子的直徑取決于在內部使用(沸騰)的流體。例如，下述公式可以用于估計合適的直徑：