[发明专利]反重力热虹吸热交换器和功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及反重力热虹吸热交换器和包括反重力热虹吸热交换器的功率模块(power module)。

背景技术

经典的热虹吸热交换器包括热接收区域和冷凝区域，热接收区域在热虹吸热交换器的底侧用于使制冷剂汽化，冷凝区域在上侧用于使上升到冷凝区域的汽化的制冷剂冷凝。安装到热虹吸热交换器上的某些功率电子装置(power electronic device)倒置安装，例如在牵引应用中。因此，功率电子装置必须倒置地重新安装到热虹吸上或者必须使用成本密集型(cost-intensive)反重力热虹吸热交换器来允许功率电子装置安装到热虹吸热交换器上的灵活方位。在一方面，重新安装过程是时间和成本密集型的且包含损坏昂贵的功率电子装置的风险。有时，功率电子模块被固定到热虹吸热交换器上从而不能容易地重新安装功率电子模块。在另一方面，反重力热虹吸热交换器是很昂贵的，因为在管道元件中使用特殊涂层来由毛细管力而非重力来移动制冷剂。

US 2007/0284093A1公开了一种方位不敏感的热虹吸。所公开的热虹吸示出用于使制冷剂汽化的沸腾腔室和两个单独的管道元件组，每组管道元件从沸腾腔室以大约45°角度延伸到沸腾腔室的两个主轴的平面。因此，安装有功率电子装置的热虹吸可转动90°使得功率电子装置安装到沸腾腔室的底侧上且热虹吸仍在重力作用下而非任何毛细管力作用下工作。这种热虹吸的缺点在于其需要较大安装空间且难以固定，这归因于热虹吸的不同取向的平面。此外，热虹吸的构造是复杂的、昂贵的且不稳定的，因为每组管道元件必须固定到沸腾腔室上且在沸腾腔室处在固定点上产生高杠杆力(leverage force)，每组管道元件显著地延伸越过沸腾腔室，以便保证有效的冷凝。

发明内容

本发明的目的在于找到一种方位不敏感的热虹吸热交换器，其无需毛细管力工作且其并不具有现有技术水平热虹吸的缺点。特别地，本发明的目的在于发明一种方位不太敏感的热虹吸热交换器，这种热虹吸热交换器易于安装，其具有基本的、廉价和稳定的构造且仅需很小的安装空间。

关于热交换器，这个目的由如下所述的热虹吸热交换器来解决。该热虹吸热交换器包括至少一组线性管道元件和至少一个热交换板，至少一组线性管道元件包括至少一个线性管道元件，至少一个热交换板安装于管道元件上的热接收区域中。用语线性不应狭义地仅理解为严格地直的。应包括(例如)曲线的几何变型，只要功能不受到不利影响。管道元件的纵向轴线在第一方向延伸，其穿过由热交换板的最大侧(在下文中也被称作平侧)限定的平面。管道元件在第一侧和与第一侧对置的第二侧上在第一方向上超出，即延伸超过热接收区域，使得在热接收区域的第一侧或第二侧之一上的线性管道元件组的延伸部构成冷凝区域用于使在热接收区域中汽化的制冷剂冷凝，条件是如果在操作状态中这个第一侧或第二侧被排列成关于重力方向高于另一侧上的延伸部，且使得所述另一侧的延伸部构成液体储集器。这表示所述延伸部中的每一个适合于构成冷凝器区域用于使在热接收区域中汽化的制冷剂冷凝，如果第一方向竖直地排列且每个延伸部的功能取决于热交换器的方位。

该目的也由如下所述的功率模块解决。所述功率模块包括至少一个发热装置和如上文所述具有至少一个热交换板的一个热虹吸热交换器。至少一个发热装置热连接到至少一个热交换板。

这种热虹吸热交换器组合现有技术水平的优点且克服其缺点。热虹吸热交换器可甚至安装成热虹吸热交换器以及安装于其上的功率电子模块180°旋转，因为在旋转之后，之前在底侧上的管道元件的延伸部旋转到热接收区域的顶侧上。因此，在两个位置，存在用于使汽化的制冷剂冷凝的管道元件的顶部延伸部。无需昂贵的使用毛细管力的反重力热虹吸。此外，管道元件仅在第一方向上在热接收区域的两侧上延伸且由此，所运要求保护的热虹吸具有平坦构造且易于安装在应用位置且无需较多空间。

从属权利要求指出本发明的有利实施例。

在一实施例中，第一侧上的延伸部与第二侧上的延伸部关于热虹吸热交换器的对称轴线对称排列。在一实施例中，这个对称轴线垂直于第一方向且在管道元件的排列方向伸展。适合于冷凝的管道元件的延伸部的区域在热接收区域的两侧具有相同大小。通过绕垂直于第一方向和管道元件排列方向的第三轴线旋转热虹吸180°，冷凝区域(即在热接收区域顶侧的管道元件的延伸部)保持相等。如果热接收区域排列于管道元件的第一端与管道元件的第二端之间的中部，相同优点适用。