[實用新型]高效熱管散熱器

有效

• 申請號: 201520702902.X
• 申請日: 2015-09-12
• 公開（公告）號: CN204906953U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 陳宏;楊春宇;程琳;朱杭杭;李相鋒
• 申請（專利權）人: 永濟新時速電機電器有限責任公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本實用新型涉及機車系統散熱技術領域，具體是一種高效熱管散熱器。

背景技術

隨著中國鐵路重載技術的發展，一方面需要繼續提升機車單機牽引功率，另一方面需要優化機車電傳動技術提高重載貨運機車的節能環保性能。這些目標必須通過提升重載貨運電力機車牽引電傳動系統的功率等級和性能來實現。作為變流柜的核心部件即功率模塊，其功率密度不斷增加和體積小型化顯得尤為重要。功率模塊的熱源主要來自于功率器件在開關過程中產生的熱損耗，如果各種發熱元器件產生的熱量不能夠及時散發出去，就會造成熱量聚集，導致散熱基板的溫度迅速升高，甚至超過了器件所能夠承受的極限溫度，燒損功率器件，導致整個系統的故障率大大提高。根據以往的故障統計分析，一半以上的故障是由于溫度超過規定值，而導致功率器件（如IGBT）損壞，并且隨溫度的增加，失效率呈指數增長。因此在功率模塊的開發中，進行散熱方法研究，采用新散熱技術提高散熱效果，對提高功率模塊及整個機車動車系統的運行穩定性和壽命具有重要的意義。

目前，功率單元主回路的散熱采用的方法有水冷散熱、強迫風冷散熱等。水冷散熱法的散熱功率大，但是采用水冷散熱，需要外配一套水循環冷卻系統，包括水冷管道、冷卻風扇、水冷散熱器等，經濟成本很高、占用空間體積大，同時管路或水冷板密封不良引起漏夜造成模塊燒損等缺點。強迫風冷散熱，需要外配一套強迫風冷卻系統，包括冷卻風機、風道、風冷散熱器等，散熱功率小，經濟成本較高、占用空間體積大，噪音大，不便于維護等缺點。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種高效熱管散熱器。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種高效熱管散熱器，包括上下兩段熱管散熱器單體，每段熱管散熱器單體包括散熱基板、若干根L型熱管和若干片散熱翅，其中，若干根L型熱管的豎管與散熱基板平行設置且直接并排的嵌入固定在散熱基板內，若干片散熱翅逐片相鄰的插裝固定在若干根L型熱管的橫管上，若干根L型熱管的橫管端部共同安裝固定有安裝板，安裝板兩側壓接有四個鉚接螺母；兩段熱管散熱器單體的兩個散熱基板上下對齊連接固定，在兩個散熱基板整體的表面（即散熱器表面）固定有墊板框，在兩個散熱基板及墊板框的整體外部套裝固定有支撐框架；兩段熱管散熱器單體的兩組L型熱管及散熱翅的整體外部安裝有保護架，保護架的一端與散熱基板固定、另一端與安裝板固定。

由于熱管散熱器一般借助運行過程中的走行風或空氣自然冷卻，同時散熱功耗又較大，為了達到良好的散熱效果，勢必體積相對較大，整個高效熱管散熱器質量較重，因此在實際設計中，根據實際需要，一般采用標準的熱管，減少模具的投入，降低設計成本，縮短設計周期；把整個高效熱管散熱器分解成上下兩段熱管散熱器，質量和體積均減少很多，這樣便于運輸和組裝，產品組裝時再通過框架很方便地組合在一起。

若干片散熱翅逐片相鄰的均勻插裝固定在若干根L型熱管的橫管上，有利于熱管內冷卻液體在液相和汽相間的轉化，冷卻液體一般采用純凈水，熱管內抽成真空，以降低水的沸點；為了保護熱管散熱器中的L型熱管及散熱翅，在若干根L型熱管的末端共同安裝有安裝板，并且在安裝板兩側壓接有四個鉚接螺母，便于與散熱管的保護架進行緊固，有利保護整個散熱管組不受到損壞，而影響散熱效果。

組裝本實用新型散熱器時，先將框架通過螺栓固定在產品專用工裝臺上，為了保證密封性良好，在上/下段散熱基板與框架連接的指定位置墊上涂有專用膠的墊板框，然后通過螺栓將框架和上/下段散熱基板固定成一體，固定螺栓灌裝密封膠，螺栓的頂端套上螺帽；最后將兩組L型熱管的豎管安裝固定在對應的散熱基板內，橫管的末端固定在保護架上的安裝板上，這樣就完成了分體式高效熱管散熱器組的組裝。

進一步的，每段熱管散熱器單體上安裝有17根L型熱管，L型熱管的豎管與橫管之間的夾角為97°。

本實用新型高效熱管散熱器解決了如下幾個問題：

1）解決了散熱功率大，但系統無法提供水冷或強迫風冷冷卻系統的環境下的散熱問題；

2）采用標準的散熱管，縮短產品設計周期，降低了設計成本；

3）有效減小冷卻系統體積，安裝維護方便。